Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU

Abstract

Цель. Изучить влияние ионов Ni2+ на конформационное равновесие трехцепочечного полинуклеотида полиU×полиA×полиU и определить термодинамические параметры образования металлокомплексов. Методы. Дифференциальная УФ-спектроскопия и термическая денатурация. Результаты. Получены зависимости конформационных переходов (Tm) полиUполиAполиU (А2U) от концентрации ионов Ni^2+ (до 0,001 М) в условиях, близких к физиологическим (0,1 M Na+, pH 7). При [Ni^2+] < 3×10^–4 М на фазовой диаграмме на блюдаются две ветви, соответствующие переходам А2U→полиА×полиU (АU) + полиU (3→2) и АU→полиА + полиU (2→1). При более высоких концентрациях Ni^2+ и на гревании А2U реализуется только переход А2U→полиU + полиА + полиU (3→1). Оценены эффективные константы связывания ионов Ni^2+ с АU (850 М^–1) и А2U (1300 М^–1) и энтальпия перехода 3→2 (ΔН3→2 = 4±1 ккал/мольт×риплет). Выводы. C помощью теории равновесного связывания установлена термодинамическая природа качественно различного поведения (Tm)2→3 на фазовой диаграмме АU в присутствии ионов Mg^2+ и Ni^2+, обнаруженного нами ранее: большее различие между сродством магния к A2U и АU по сравнению с различием между сродством к АU и полиА приводит к понижению (Tm)2→3, тогда как противоположное соотношение в константах связывания для ионов Ni^2+ – к ее повышению.

Aim. To investigate Ni^2+ ion effect on the conformational equilibrium of the three-stranded polynucleotide polyU×polyA×polyU and to ascertain thermodynamic parameters of the metal complex formation. Methods. The differential UV spectroscopy and thermal denaturation. Results. Dependences of conformational transition (Tm) of poly U×polyA×polyU (À2U) on Ni2+ ion concentration (up to 0.001 Ì) under conditions close to physiological ones (0.1 M Na+, pH 7) were obtained. At [Ni^2+] < 3×10–4 Ì two branches are observed in the phase diagram, corresponding to À2U → polyÀ×polyU (ÀU) + polyU (3→2) and ÀU→polyÀ + polyU (2→1) transitions. Only À2U→polyU + polyÀ + polyU (3→1) transition is realized at higher Ni^2+ concentrations and upon A2U heating. Effective binding constants are determined for Ni^2+ ions with AU (850 Ì–1) and À2U (1300 Ì–1) as well as 3→2 transition enthalpy (ΔH3→2 = 4±1 kcal/mol×triplet). Conclusions. By the equilibrium binding theory the thermodynamic nature of (Tm)2→3 different behavior in the phase diagram of AU in the presence of Mg2+ and Ni2+ ions was determined. A larger difference of the magnesium affinity to A2U and AU as compared with that to AU and poly A results in (Tm)2→3 decrease whereas the opposite ratio of Ni^2+ ion binding constants induces its increasing.