УДК 577.3 © Г. М. Мревлишвили, Г. Н. Лапиашвили, Т. Дж. Мдзинарашвили, М. З. Горгошидзе, М. Г. Харатишвили, Н. Э. Якобашвили, 1990 ЭНЕРГЕТИКА ПЕРЕХОДОВ В -Z-И Z-КЛУБОК В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПОЛИ(dG-dC)* С использованием методов дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), кругового дихроизма (КД) и У Φ-спектро фотометрии исследовали переходы В-Z-и Zспираль -клубок в поли (dG-dC). При 76 °С наблюдался обратимый переход, идентифицированный как В-Z-nepexod. При 97 °С был зафиксирован гораздо

more »

... интенсивный по теплопоглощению переход Z-спираль -клубок. Рассчитаны термодинамические параметры этих переходов. Введение. Прошло почти два десятилетия со времени, когда впервые было высказано предположение о возможности перехода молекулы ДНК из правозакрученной В-формы в необычную -левоспиральную форму двойной спирали [1] . За это время мы стали свидетелями больших успехов в изучении переходов ДНК в пределах двухтяжевого состояния (вплоть до непосредственного обнаружения рентгенографически самих левоспиральных структур [2], составляющих семейство Z-форм, и даже сегментов нативной ДНК со структурой Z-типа в составе рекомбинантных [3], бактериальных [4] и эукариотических [5] хромосом, построения диаграмм состояния растворов природных и синтетических ДНК, определяющих области существования A-, В-и Zформ ДНК [6, 7] и т. д.). Однако установление значений термодинамических параметров (температуры, энтальпии, энтропии, свободной энергии) этого перехода все еще актуальная задача. Сводка опубликованных данных приведена в таблице. Мы поставили целью определить с помощью наиболее надежного и прямого метода, такого как сканирующая микрокалориметрия, термодинамические параметры В-Z-перехода в чередующемся полинуклеотиде поли (dG-dC), для которого при малой концентрации поддерживающего электролита в присутствии ионов Mg 2 + имеет место температурозависимый В-Z-переход [8]. Материалы и методы. Использовали препараты фирмы «Boehringer Mannheim» (ФРГ), лиофилизованные в виде натриевой соли, без дополнительной очистки. Растворы готовили на дистиллированной воде, используя реактивы фирмы «Serva» (ФРГ) градации «А». Концентрацию полинуклеотида определяли по величине молярного поглощения его В-формы А 255 = 16 8 00 [9] . Концентрация полинуклеотида в калориметрических экспериментах была 0,9 мг/мл, при спектрофотометрических -0,02-0,05 мг/мл. За переходом В -Zh плавлением полинуклеотида следили с помощью спектрофотометра SP 1 800 фирмы «Pay Unicam» (Англия), оснащенного температуро-сканирующей приставкой, при фиксированных длинах волн 260 и 295 нм и спектрополяриметра J 500А фирмы «Jasco» (Япония), оснащенного термостатируемой кюветой. * Представлена членом редколлегии В. И. Ивановым. в стабилизации В-и Z-форм ДНК [12] [13] [14] . Что касается АЯ са ь измеренной нами для перехода Z-спираль -клубок, то эта величина хорошо согласуется с имеющейся температурной зависимостью энтальпии для переходов спираль -клубок, полученных в разных ионных условиях [15] . Summary Differential scanning calorimetry, CD-and UV-spectroscopy were used to study thermodynamics of the B-Z and Z-helix-coil transitions of poly (dG-dC). The experiments were performed under conditions of 0.5 mM water solutions of sodium cacodylate (pH 6.5) + + 1 mM MgCb+0.02 mM EDTA. The reversible transition of the polymer observed calorimetrically at 76 °С was identified as B-Z transition. The left-handed helix-coil transition was observed at 97 °С. The enthalpy of B-Z transition is small. ДЯ са і = 0.2чі ±0.02 kcal/mole bp, indicating a fine energy balance between the DNA left-and righthanded conformations in water solutions. The enthalpy of Z-helix-coil transition is ДЯ с ai=10.1±l.l kcal/mole bp. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ