Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе
Методами дифференциальной УФ-спектроскопии и термической денатурации изучена зависимость степени спиральности полиС от температуры и концентрации ионов Zn²⁺ в какодилатном буфере (0,015 М Na⁺, pH 7). Установлены атомы полиС, координирующие ионы Zn²⁺. Определены температуры и концентрации цинка, пр...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/88621 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе / В.А. Сорокин, Е.Л. Усенко, В.А. Валеев // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 12. — С. 158-165. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-88621 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-886212015-11-19T03:02:04Z Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе Сорокин, В.А. Усенко, Е.Л. Валеев, В.А. Біофізика Методами дифференциальной УФ-спектроскопии и термической денатурации изучена зависимость степени спиральности полиС от температуры и концентрации ионов Zn²⁺ в какодилатном буфере (0,015 М Na⁺, pH 7). Установлены атомы полиС, координирующие ионы Zn²⁺. Определены температуры и концентрации цинка, при которых наблюдается переход расплавленных звеньев полиС в упорядоченную структуру, стабилизированную внутрицепочечными связями N3−Zn²⁺−N3. Методами диференцiйної УФ-спектроскопiї та термiчної денатурацiї вивчено залежнiсть ступеня спiральностi полiС вiд температури i концентрацiї iонiв Zn²⁺ в какодилатному буферi (0,015 М Na⁺, pH 7). Встановлено атоми полiС, що координують iони Zn²⁺. Визначено температури i концентрацiї цинку, при яких спостерiгається перехiд розплавлених ланок полiС в упорядковану структуру, стабiлiзовану внутрiшньоланцюговими зв’язками N3−Zn²⁺−N3. The dependence of the polyC helicity degree on the temperature and the Zn²⁺ ion concentration in cacodylate buffer (pH 7, 0.015 M Na⁺) is studied by the methods of differential UV-spectroscopy and thermal denaturation. PolyC atoms coordinating Zn²⁺ ions were ascertained. Temperatures and zinc concentrations were established, at which the transition of polyC melted chains into an ordered structure being stabilized with intrachained connections N3−Zn²⁺−N3 was observed. 2014 Article Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе / В.А. Сорокин, Е.Л. Усенко, В.А. Валеев // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 12. — С. 158-165. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/88621 535.343.3.577.323 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Біофізика Біофізика |
| spellingShingle |
Біофізика Біофізика Сорокин, В.А. Усенко, Е.Л. Валеев, В.А. Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе Доповіді НАН України |
| description |
Методами дифференциальной УФ-спектроскопии и термической денатурации изучена
зависимость степени спиральности полиС от температуры и концентрации ионов Zn²⁺
в какодилатном буфере (0,015 М Na⁺, pH 7). Установлены атомы полиС, координирующие ионы Zn²⁺. Определены температуры и концентрации цинка, при которых наблюдается переход расплавленных звеньев полиС в упорядоченную структуру, стабилизированную внутрицепочечными связями N3−Zn²⁺−N3. |
| format |
Article |
| author |
Сорокин, В.А. Усенко, Е.Л. Валеев, В.А. |
| author_facet |
Сорокин, В.А. Усенко, Е.Л. Валеев, В.А. |
| author_sort |
Сорокин, В.А. |
| title |
Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе |
| title_short |
Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе |
| title_full |
Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе |
| title_fullStr |
Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе |
| title_full_unstemmed |
Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе |
| title_sort |
влияние температуры и концентрации ионов zn²⁺ на конформацию однонитевой полиc в нейтральном растворе |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Біофізика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/88621 |
| citation_txt |
Влияние температуры и концентрации ионов Zn²⁺ на конформацию однонитевой полиC в нейтральном растворе / В.А. Сорокин, Е.Л. Усенко, В.А. Валеев // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 12. — С. 158-165. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT sorokinva vliânietemperaturyikoncentraciiionovzn2nakonformaciûodnonitevojpolicvnejtralʹnomrastvore AT usenkoel vliânietemperaturyikoncentraciiionovzn2nakonformaciûodnonitevojpolicvnejtralʹnomrastvore AT valeevva vliânietemperaturyikoncentraciiionovzn2nakonformaciûodnonitevojpolicvnejtralʹnomrastvore |
| first_indexed |
2025-07-06T16:25:16Z |
| last_indexed |
2025-07-06T16:25:16Z |
| _version_ |
1836915482460946432 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
12 • 2014
БIОФIЗИКА
УДК 535.343.3.577.323
В.А. Сорокин, Е.Л. Усенко, В. А. Валеев
Влияние температуры и концентрации ионов Zn2+
на конформацию однонитевой полиC в нейтральном
растворе
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Д. Н. Говоруном)
Методами дифференциальной УФ-спектроскопии и термической денатурации изучена
зависимость степени спиральности полиС от температуры и концентрации ионов Zn2+
в какодилатном буфере (0,015 М Na+, pH 7). Установлены атомы полиС, координирую-
щие ионы Zn2+. Определены температуры и концентрации цинка, при которых наблю-
дается переход расплавленных звеньев полиС в упорядоченную структуру, стабилизи-
рованную внутрицепочечными связями N3−Zn2+−N3.
Негативные последствия загрязнения окружающей среды солями тяжелых и переходных
металлов (мутагенез, канцерогенез [1]) составляют серьезную экологическую проблему, осо-
бенно актуальную для стран с развитой металлургической промышленностью, к которым
относится и Украина. С другой стороны, оптимальная концентрация ионов переходных
металлов (ПМ) является необходимым условием нормального функционирования клеток
живых организмов. Например, дефицит ионов Zn2+ приводит к замедлению полового созре-
вания, снижению иммунитета, нарушению всех обменных процессов в организме [2]. Одним
из возможных механизмов воздействия ионов ПМ на клеточные процессы является их спе-
цифическое взаимодействие с гетероатомами азотистых оснований ДНК и РНК, приводя-
щее, в частности, к конформационным превращениям в макромолекулах. Его следствием
является нарушение таких процессов, как репликация, транскрипция, трансляция [1], кото-
рые промотируются инициацией полимеразами однонитевых участков в структуре макро-
молекул.
В связи с этим особый интерес представляет изучение комплексов ионов ПМ с одно-
нитевыми полиС, поскольку цитидиновые последовательности, входящие в состав GC-пар,
характерны для блочной ДНК высших организмов [3]. Такие повторяющиеся последова-
тельности содержатся также в теломерных ДНК, регулирующих, в частности, продолжи-
тельность жизненного цикла клеток [4].
© В. А. Сорокин, Е.Л. Усенко, В.А. Валеев, 2014
158 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №12
К малоизученным комплексам однонитевой полиС с ионами ПМ относятся комплексы
этого полинуклеотида с ионами Zn2+, являющимися необходимым компонентом нормаль-
ного функционирования различных специализированных клеток. Так, например, в плазме
эритроцитов концентрация этих ионов достигает ∼ 2 · 10−4 М [5], а в плазме спермы чело-
века — 2 · 10−3 М [6]. В последнее время интерес к комплексам ионов Zn2+ с полинуклео-
тидами возрос в связи с возможностью их применения в технологиях создания элементов
наноэлектроники [3].
В настоящее время данные о влиянии ионов Zn2+ на конформацию однонитевой полиС
ограничены качественными результатами пионерской работы Shin (см. [7]), в которой ме-
тодом дисперсии оптического вращения (ДОВ) показано, что при комнатной температуре
эти ионы понижают степень спиральности полинуклеотида. Кроме того, в [7] рассмотрен
узкий диапазон относительных концентраций цинка γ = [Zn2+/P ] 6 10 (P — концентрация
фосфора).
Цель настоящей работы — изучение конформации однонитевой полиС в широком ин-
тервале концентраций ионов Zn2+ в диапазоне температур от 20 до 90 ◦С.
Материалы. Калиевая соль полиС (молекулярная масса Mw = 4 · 105 Да) (Sigma,
США). Полинуклеотид растворяли в: 1) какодилатном буфере (10−3 М, pH 7) (Serva, Гер-
мания), содержавшем 1,4 · 10−2 NaCl; 2) деионизованном тридистилляте (pH0 6,67), содер-
жавшем 1,5·10−2 M NaCl, кислотность которого повышалась от pH0 до pH 4,45 добавлением
HCl.
Химически чистые хлориды цинка (ZnCl2 · 6H2O), NaCl и HCl (Реахим, Россия). Кон-
центрацию ионов Zn2+ ([Zn2+]) определяли взвешиванием и контролировали методом три-
лонометрического титрования, а фосфора (Р) полиС — по коэффициенту молярной экстин-
кции в максимуме поглощения (εm = 6500 М−1 · см−1 при νm = 37300 см−1). Рассмотрен-
ный диапазон концентраций ионов Zn2+ 10−5 ÷ 10−2 М. Концентрация полиС составляла
(2 ÷ 4) · 10−5 М. Погрешность определения P и [Zn2+] не превышала 0,5%.
Методы. Дифференциальная УФ (ДУФ)-спектроскопия. ДУФ-спектры однони-
тевой полиС (∆Aa(ν)), индуцированные ионами Zn2+, были получены при T = T0 = 20 ◦С
с использованием четырехкюветной схемы [3] на спектрофотометре “Specord UV VIS” (Carl
Zeiss Jena, Германия) и нормированы на Р (∆εa(ν) = ∆Aa(ν)/P ).
Термическая денатурация. Профили зависимости ∆A(T ) при фиксированных кон-
центрациях ионов Zn2+ и волнового числа (ν) регистрировали на том же спектрофотометре
по двухкюветной схеме [3]: эталонную кювету термостатировали при T = T0 ± 0,5 ◦С, а ра-
бочую медленно нагревали со скоростью 0,25 град/мин.
Регистрация зависимостей h(T ) = ∆Aa(T )/AT0 и их дифференцирование по температу-
ре (AT0 — оптическая плотность раствора при T = T0) осуществлялись присоединенным
к спектрофотометру персональным компьютером.
Результаты и обсуждение. Форма ДУФ-спектров, индуцированных протонирова-
нием полиС и ее свободных мономеров (СМР), практически одинакова (рис. 1) и обуслов-
лена ионизацией атомов N3 цитозина, приводящей к красному сдвигу его первой полосы
поглощения, расположенной при ν = 37200 cм−1, и возрастанием ее интенсивности [7]. Ра-
зличие в интенсивности спектров 5 и 6 (см. рис. 1) обусловлено тем, что в кислых растворах
однонитевая полиС образует двухспиральную структуру, стабилизированную двумя межмо-
лекулярными связями N4–H–O2 (N — азот аминогруппы) и связью N3–H+–N3 [7], которая
и формирует спектр 5 (см. рис. 1). Хотя интенсивность ДУФ-спектров полиС, индуцирован-
ных ионами Zn2+, существенно меньше, чем спектров 5 и 6 (см. рис. 1), их форма позволяет
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №12 159
Рис. 1. ДУФ-спектры полиС, индуцированные ионами Zn2+ (кривые 1–4 ) и протонированием (кривая 5 )
при T = 20 ◦С:
1 — 10−4 М; 2 — 6 · 10−4 М; 3 — 10−3 М; 4 — 10−2 М (эти спектры получены при pH 7); 5 — pH 4,45
([Zn2+] = 0); 6 — протонирование атома N3 СМР [8] (его интенсивность уменьшена в три раза)
сделать однозначный вывод о том, что они обусловлены координацией ионов цинка с ато-
мом N3 — результат, согласующийся с данными ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного
анализа, полученными для комплексов ионов Zn2+ с СМР [9]. Образование такого комп-
лекса в полиС может, в принципе, привести к изменению конформации полинуклеотида.
Последнее можно зарегистрировать по особенностям температурных зависимостей измене-
ния поглощения полиС при ее нагревании (рис. 2). При этом существенно, что спектры
1–4 имеют изобестическую точку νi = 38000 см−1 (см. рис. 1). При таком волновом числе
все изменение поглощения полинуклеотида в присутствии цинка будет обусловлено толь-
ко изменением его конформации. Поэтому измерение зависимостей ∆εa(T ) было проведено
при ν = νi (см. рис. 2). Последние были пересчитаны в температурные зависимости степе-
ни спиральности полиС (Θ(T )) по формуле [10]
Θ(T ) = ΘT0 +∆Θ(T ) =
[
h1m
h2m
− h1(T )
h2m
]
· 100%, (1)
где ΘT0 — степень спиральности полиС при T = T0; ∆Θ(T ) — ее изменение при нагрева-
нии; h1m и h2m — максимальные значения гиперхромного коэффициента соответственно
одно- и двухнитевого полинуклеотидов при переходе в состояние полностью разупорядо-
ченного клубка (табл. 1). Отметим, что в отсутствие цинка определенные из зависимостей
Таблица 1. Концентрационная зависимость максимального значения гиперхромного коэффициента для
однонитевой полиС (h1m)∗
[Zn2+] · 104, M 0 1 2 3 4
h1m 0,127 0,092 0,078 0,063 0,078
∗Для двухнитевой полиС h2m = 0,21 [10].
160 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №12
Рис. 2. Зависимости степени спиральности полиС от температуры в отсутствие цинка (а) и в присутствии
его ионов (б, в):
а — А — однонитевой полинуклеотид (pH 7); В — двухнитевой (pH 4) [10]. На рис. б и в цифры возле
кривых — [Zn2+] · 104, М; T0 = 20 ◦С — стартовая температура; Tb и Tc — соответственно температуры
начала образования новой спиральной конформации и ее термического разрушения; Td — температура
перехода всех упорядоченных звеньев в неупорядоченное состояние; Tb, Tc и Td — температуры, при которых
производная dΘ/dT обращается в нуль
h(T ) при ν = νm и ν = νi значения ΘT0 совпадают в пределах 5%. Как видно из рис. 2, a,
кривые A и B являются монотонно убывающими функциями во всем изученном интерва-
ле температур. Однако кооперативность перехода спираль — клубок в двухнитевой полиС,
пропорциональная максимальному значению производной |αm| = |dΘ/dT |, в четыре раза
больше |αm| для однонитевого полинуклеотида (табл. 2).
В присутствии ионов Zn2+ форма кривых плавления меняется кардинальным образом
(рис. 2, б, в). Так, при нагревании от T0 до Tb Θ уменьшается до нуля, а при дальнейшем
нагревании начинает увеличиваться вплоть до T = Tc, выше которой знак производной α
меняется на обратный (см. табл. 2), так что при T > Td все звенья полиС переходят в кон-
формацию полностью разупорядоченного статистического клубка.
Возрастание степени спиральности полиС при высокой температуре свидетельствует об
индуцируемом цинком образовании частью звеньев упорядоченных структур со стекингом
оснований. Последние могут быть либо двухнитевыми, со структурой, подобной “кислой”
форме полиС, либо петлями в одиночных нитях, как это предполагалось в качестве альтер-
нативы при интерпретации ДОВ спектров комплексов ионов Cu2+ с однонитевыми полиС
и полиА [11]. Наиболее вероятными связями, стабилизирующими эти структуры, являются
мостики N3–Zn2+–N3.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №12 161
Из табл. 2 видно, что при 10−4 М Zn2+ на всех участках кривой плавления модуль αm
одинаков и совпадает с таковым для кривой B на рис. 2, a. Это означает, что при такой
концентрации образующиеся петли являются однонитевыми. Вероятность их образования
должна повышаться с увеличением гибкости одиночных нитей при повышении темпера-
туры [12] и/или уменьшением жесткости сахарофосфатного остова полимера, зависящей
от его нуклеотидного состава (polyU < polyC < polyA [7]). Напротив, вероятность образо-
вания межнитевых связей, индуцирующих переход однонитевых полинуклеотидов в муль-
тицепочечную конформацию (включая двухнитевую) повышается при понижении темпе-
ратуры [7]. Кроме того, последний процесс является достаточно медленным. Так, время
перехода 70% звеньев однонитевой полиС в двухспиральную конформацию даже при бла-
гоприятных условиях (pH 4, T = 4 ◦С) составляет ∼70 ч [7], тогда как время образо-
вания упорядоченных звеньев на участке Tb−Tc на порядок меньше (не превышает 2 ч)
(см. рис. 2, б, в). Последнее также является доводом в пользу предположения о том, что
повышение степени спиральности полиС при высокой температуре (см. рис. 2, б, в) обу-
словлено внутримолекулярным процессом.
Данные табл. 2 не противоречат этому предположению. Так, хотя при [Zn2+] > 10−4 М
увеличение концентрации цинка приводит к возрастанию величины |αm|, его причиной на
участке T0−Tb является понижение термостабильности спиральных звеньев однонитевой по-
лиС, не образующих петель, а на участках Tb−Tc и Tc−Td — увеличением их длины, которое,
в принципе, должно повышать кооперативность переходов 1 ↔ 2 [13]. Однако при 4 ·10−4 М
Zn2+ и T > Tc (см. рис. 2) аномально большое значение |αm| (см. табл. 2) обусловлено не
столько этим процессом, сколько, по-видимому, частичной деполимеризацией полиС, име-
ющей место при высоких температурах для одноцепочечных гомополинуклеотидов разного
состава (включая полиС) в присутствии ионов Zn2+, Mn2+, Co2+, Ni2+ и Cu2+ [7].
Как видно из рис. 3, все изотермы степени спиральности имеют экстремум, располо-
женный в области γ = 12 ÷ 15. При этом вплоть до T ∼ 65 ◦С при γ < 12 повышение
концентрации цинка уменьшает величину Θ за счет связывания его ионов с атомами N3
спиральных звеньев полиС, а обратный эффект при γ > 15 можно интерпретировать как ре-
зультат образования связей N3–Zn2+–N3, индуцирующего переход расплавленных звеньев
в конформацию однонитевых петель. При T > 65 ◦С ситуация зеркально противополож-
ная: образование петель наблюдается в области низких концентраций ионов цинка, а при
больших происходит их разрушение.
Во всем изученном интервале температур экспериментальные данные, представленные
на рис. 3, удовлетворительно описываются полиномом вида
Θ([Zn2+]) = a− b[Zn2+] + c[Zn2+]2. (2)
Таблица 2. Концентрационная зависимость максимального значения производной α = dΘ(T )/dT
[Zn2+] · 104, M
Участок на кривых Θ(T ) (рис. 2)
T0−Td T0−Tb Tb−Tc Tc−Td
0 (pH 7) −0,011
0 (pH 4) −0,043
1 −0,011 +0,011 −0,011
2 −0,016 +0,011 −0,018
3 −0,019 +0,016 −0,029
4 −0,022 +0,018 −0,075
162 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №12
Рис. 3. Изотермы зависимости степени спиральности полиС от концентрации ионов Zn2+:
1 — 20 ◦С; 2 — 40 ◦С; 3 — 60 ◦С; 4 — 65 ◦С; 5 — 80 ◦С. Сплошные линии получены методом наименьших
квадратов (см. формулу (2 ) и табл. 3)
Температурные зависимости коэффициентов полинома представлены в табл. 3, данные
которой позволяют рассчитать степень спиральности полиС при концентрациях цинка, не-
доступных для экспериментального определения из-за образования рассеивающих свет час-
тиц.
Известно, что в некоторых бинарных растворах простых жидкостей наблюдается эф-
фект, получивший название “ретроградная конденсация” (РК) [14]. Из рис. 2, 3 вытекает,
что комплекс однонитевой полиС с ионами Zn2+ является полимерным аналогом такого
раствора. Аномальная форма кривых плавления наблюдалась также и для комплексов по-
лиС с ионами Cu2+ [7] и полиА с ионами Cd2+ [15] и Zn2+ [3]. Это позволяет предположить,
что комплексы ионов ПМ с однонитевыми гомополинуклеонидами разного состава отно-
сятся к этому классу растворов. Поскольку необходимым условием реализации эффекта
РК является достаточно высокая степень разупорядочения оснований, то для однонитевых
полиI и полиU, имеющих самый низкий уровень стекинга при комнатной температуре [7],
возможность реализации РК должна определяться только их способностью образовывать
координационные связи с гетероатомами азотистых оснований, достаточно большой для
гипоксантина и очень малой для урацила.
В заключение можно отметить, что реализации РК на однонитевых участках ДНК
и РНК может влиять на функционирование полимераз, реализующих процессы передачи
генетической информации в клеточных и бесклеточных системах.
Таблица 3. Температурная зависимость коэффициентов формулы (2)
T , ◦С 20 40 60 65 80
a 0,62 0,44 0,19 0,13 0,03
b 2126 1984 1210 797 −821
c 3,7 · 106 3,5 · 106 1,9 · 106 1,2 · 106 −1,5 · 106
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №12 163
Основные результаты. 1. Причиной впервые обнаруженного при высоких темпера-
турах повышения степени спиральности полиС в присутствии ионов Zn2+ является пере-
ход части ее звеньев, находящихся в состоянии разупорядоченного клубка, в конформацию
со стекингом оснований. 2. Этот переход индуцируется образованием однонитевых петель,
стабилизированных связями N3–Zn2+–N3. 3. Образование петель зависит от температуры
и концентрации ионов Zn2+. При этом максимальная эффективность этого процесса на-
блюдается при концентрациях цинка, близких к биологической, как при комнатной, так
и физиологической температуре (37 ◦С) и кислотности (pH 7).
1. Hartwig A. Recent advances in metal carcinogenicity // Pure Appl. Chem. – 2000. – 72, No 6. – P. 1007–
1014.
2. Prasad A. S. Zinc deficiency: Has been known of for 40 years but ignored by global health organizations //
Brit. Med. J. – 2003. – 326, No 7386. – P. 409–10.
3. Sorokin V.A., Valeev V.A., Usenko E. L., Andrushchenko V.V. Effect of Zn2+ and temperature on the
conformational equilibrium of single – stranded polyA in neutral solutions // Int. J. Biol. Macromol. –
2013. – 61. – С. 448–452.
4. Галицкий В.А. Эпигенетическая природа старения // Цитология. – 2009. – 51. – С. 388–397.
5. Vallee B. L., Gibson J.G. The zinc content of whole blood, plasma, leukocytes and erythrocytes in the
anemies // Blood. – 1949. – 4. – P. 455–466.
6. Henkel R., Bittner J., Weber R. et al. Relevance of zinc in human sperm flagella and its relation to
motility // Fertility and Sterility. – 1999. – 71, No 6. – P. 1138–1143.
7. Благой Ю.П., Галкин В.Л., Гладченко Г.О. и др. Металлокомплексы нуклеиновых кислот в раство-
рах. – Киев: Наук. думкa, 1991. – 270 с.
8. Бородавкин А.В., Будовский Э.И., Морозов Ю.В. и др. Электронная структура, УФ-спектры по-
глощения и реакционная способность компонентов нуклеиновых кислот // Итоги науки и техники.
Сер. Мол. биол. – Mосква: ВИНИТИ, 1977. – 14. – С. 1–227.
9. Aoki K. Nucleosides, nucleotides and metal ions // Metalloproteins: Chemical properties and biological
effects / Eds. S. Otsuka, T. Yamanaka. – Amsterdam; Oxford; New York; Tokio: Elsevier, 1988. – P. 457–490.
10. Sorokin V.A., Blagoi Yu.P., Valeev V.A., Antonova O.А. Studies of bivalent copper ion binding to
polyC // J. Inorg. Biochem. – 1985. – 24. – P. 97–111.
11. Rifkind J.M., Shin Y.A., Heim J.M., Eichhorn G. L. Cooperative disordering of single – stranded polynu-
cleotides through copper crosslinking // Biopolymers. – 1976. – 15, No 9. – P. 1879–1902.
12. Костюков В.В. Стабильность коротких шпилечных структур нуклеиновых кислот и их комплексов
с ароматическими соединениями: Дис. . . . канд. физ.-мат. наук: 03.00.02. – Севастополь, 2007. – 207 с.
13. Веденов А.А., Дыхне А.М., Франк-Каменецкий М.Д. Переход спираль–клубок в ДНК // Усп. физ.
наук. – 1971. – 105, № 3. – С. 479–519.
14. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Т. 5. – Москва: Наука, 1964. – 568 с.
15. Sorokin V.A., Valeev V.A., Usenko E. L. et al. The nature of different influence of Cd 2+ ions on
the conformational equilibrium of triple – stranded polyribonucleotides poly(U) · poly(A) · poly(U) and
poly(I) · poly(A) · poly(I) in aqueous solutions // Biophysics. – 2007. – 52, No 6. – P. 545–557.
Поступило в редакцию 25.07.2014Физико-технический институт низких температур
им. Б. И. Веркина НАН Украины, Харьков
164 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №12
В.О. Сорокiн, Є.Л. Усенко, В.О. Валєєв
Вплив температури i концентрацiї iонiв Zn2+ на конформацiю
однониткової полiC в нейтральному розчинi
Методами диференцiйної УФ-спектроскопiї та термiчної денатурацiї вивчено залежнiсть
ступеня спiральностi полiС вiд температури i концентрацiї iонiв Zn2+ в какодилатному
буферi (0,015 М Na+, pH 7). Встановлено атоми полiС, що координують iони Zn2+. Визна-
чено температури i концентрацiї цинку, при яких спостерiгається перехiд розплавлених
ланок полiС в упорядковану структуру, стабiлiзовану внутрiшньоланцюговими зв’язками
N3−Zn2+−N3.
V.A. Sorokin, E. L. Usenko, V.A. Valeev
Effects of temperature and Zn2+ ion concentration on the
single-stranded polyC conformation in neutral solution
The dependence of the polyC helicity degree on the temperature and the Zn2+ ion concentration in
cacodylate buffer (pH 7, 0.015 M Na+) is studied by the methods of differential UV-spectroscopy
and thermal denaturation. PolyC atoms coordinating Zn2+ ions were ascertained. Temperatures
and zinc concentrations were established, at which the transition of polyC melted chains into an
ordered structure being stabilized with intrachained connections N3−Zn2+−N3 was observed.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №12 165
|