Аденин конформация

Основания в ДНК связываются посредством водородных связей. Водородные связи пары,аденин—цитозин не столь стабильны, как связи пары аденин—тимин. Для того чтобы аденин и цитозин могли образовать водородные связи, необходимо, чтобы аминогруппа аденина, находящаяся в положении 6, претерпела тауто-мерный переход в иминогруппу, как это показано ниже на диаграмме. Но эта конформация аденина опять не является стабильной. [c.56]

При обращении условий денатурации значительная часть водородных связей реконструируется. В концентрированных растворах ДНК это, ио-видимому, приводит к поперечному сшиванию и агрегации и отсюда — к образованию гелей. В менее концентрированных растворах такая реконструкция, вероятно, происходит даже при быстром охлаждении, и, кроме беспорядочных водородных связей, при этом возникают спиральные участки из комплементарных пар оснований. Это происходит, по-видимому, в результате локального зондирования и выбора наиболее устойчивой конформации, так как участки каждой из цепей должны обладать достаточной свободой передвижения относительно друг друга. Денатурированная ДНК характеризуется значительным гиперхромизмом при нагревании, что и указывает на такую реконструкцию. Натриевые соли ДНК, денатурированной нагреванием, дают диффузные рентгенограммы В-типа, но интенсивность рентгенограмм показывает, что большая часть спиральных структур образовалась заново беспорядочным образом [307]. Для денатурированной ДНК водородные связи могут образовываться самыми различными способами, но основными, ио-видимому, будут пары оснований с водородными связями между 6-амино- и 6-кетогруппами, т. е. цитозин-тиминовые и аденин-гуаниновые комбинации наряду со специфическими аденин-тиминовыми и гуанин-цито-зиновыми. [c.604]

В то время как основные типы РНК, обнаруживаемые в природе, являются однонитевыми нуклеиновыми кислотами, небольшая часть вирусов, например реовирусы, содержат РНК в виде двойной спирали. Эти РНК имеют такой состав оснований, в котором А = и и О = С. Они проявляют заметную устойчивость к гидролизу рибонуклеазами, если их не подвергать предварительной тепловой денатурации. Такие РНК могут быть выделены из растворов в виде нитей или же аналогичные нити могут быть приготовлены из препаратов синтетических двухцепочечных полимеров типа [(гА)-(ги)] и использованы для исследования методом диффракции рентгеновских лучей [63]. Данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о том, что двухцепочечные РНК принимают спиральную форму, имеющую очень близкое сходство с /4-формой ДНК (наклон плоскости пар оснований к основной оси спирали около 10°, и на один виток спирали приходится 11 —12 оснований). Создается впечатление, что конформация такой /4-формы РНК, подобно /4-форме ДНК, диктуется формой углеводного кольца, находящегося в С-3-з/ (Зо-конформации. Вполне очевидно, что урацил может взаимодействовать с аденином столь же эффективно, как и тимин в образовании водородных связей. [c.60]

Влияние pH на конформации полинуклеотидных цепей в растворе обусловлено тем обстоятельством, что водородные связи, стабилизующие спиральную структуру, образуются в этих молекулах между группами, способными к ионизации, и поэтому ионизация хотя бы одной из групп, участвующих в об.разовании водородной связи, означает одновременно разрыв последней, что ведет к изменению конформации молекулы. В этом случае мы встречаемся с ярким примером специфических взаимодействий, о которых говорилось ранее применительно к полипептидам (см. 26, 27). Действительно, ионизация оснований, т. е. процесс отдачи или связывания протона (соответственно для кислотных и основных ионизуемых групп) осуществляется лишь при отсутствии водородных связей в спиральной форме такой процесс не имеет места. Пуриновые и пиримидиновые основания, входящие в ДНК и синтетические полинуклеотиды, образуют водородные связи между аминогруппой и атомом азота, включенным в цикл, с одной стороны, и группой —МН—СО — с другой. Отрицательные логарифмы констант диссоциации этих групп соответственно равны —2,9 (гуанин) 3,7—3,8 (аденин) 4,5—4,8 (цитозин) р/Скн-со 9,5—11,4 (гуанин, тимин, урацил). Поскольку аминогруппа присоединяет протон, а группа —NH—СО— отдает его, то первая заряжена при pH < рКш2 а вторая при pH > рКш-со- Таким образом, в диапазоне рК 2 < рН < / АГын-со пуриновые и пиримидиновые основания не заряжены, и здесь возможно существование спиральной конформации молекул. Интересный [c.372]

Реагенты, способные реагировать со свободными аминогруппами. В качестве такого реагента в химии нуклеиновых кислот часто используется формальдегид он реагирует со свободными аминогруппами цитозина, гуанина и аденина, образуя соответствующие оксиметильные производные (или — после дегидратации — шиффовы основания). Эта реакция сопровождается изменением спектра поглощения (смещением максимума в сторону длинных волн и усилением поглощения в области максимума) поэтому ее можно прослеживать спектрофотометрически. Все основания двухцепочечной ДНК в ее нативной конформации, а также больший или меньший процент оснований в других упорядоченных полинуклеотидах защищены от этой реакции, т. е. не реагируют с формальдегидом, если соблюдаются определенные меры предосторожности (нейтральное значение pH, низкая температура, низкая концентрация), сводящие к минимуму конформационные изменения, которые могут происходить даже в условиях, когда новые ковалентные связи не образуются. [c.145]

Наконец, последний вопрос — о типе спирали (правовращающая или левовращающая) был также решен путем построения стереохимической модели, в которой основания образовывали комплементарные пары аденин-урацил и гуанин-цитозин. При этом использовались данные по конформации дезоксирибозы, длине и расположению М-гликозидной связи и длине и углах связей Р—О при тетраэдрической конфигурации атома фосфора. Как оказалось, спираль должна быть правовращающей, поскольку построение левовращающей модели без нарушения ван-дер-ваальсовых радиусов затруднительно (см. стр. 255). Следует еще подчеркнуть, что, если ось симметрии второго порядка перпендикулярна оси спирали, направление двух цепей, составляющих молекулу, должно быть противоположным. Следовательно, на каждом конце двухспиральной молекулы находится З -конец одной и 5 -конец другой односпиральных компонент. В построенной таким образом модели угол между соседними парами оснований (т. е. линиями, соединяющими атомы С-1 остатков дезоксирибозы в комплементарных парах) составляет 36°. Основания расположены вдоль оси параллельно друг другу, и их плоскости составляют угол примерно 90° с осью спирали плоскости дезоксирибофуранозного кольца почти параллельны оси спирали. Основания, образующие [c.252]

Исследования дисперсии оптического вращения указывают на то, что в водном растворе полифосфатная цепь аденозин-5 -трифосфата может изгибаться с образованием связи между р- и уфосфатными группами и аминогруппой аденина [26]. Хотя ионы кальция и магния при pH 7 не влияют на оптическую симметрию молекулы, под действием ионов цинка, по-видимому, образуется конформация, стабилизированная 2п-хелатными связями между концевой фосфатной группой и заместителем в положении 6 пуриновых или пиримидиновых пирофосфатов и трифосфатов, но не 5 -монофос-фатов [27]. Кривые спектрального титрования в присутствии или в отсутствие ионов магния показывают, что в растворе нуклеозид-5 -трифосфаты существуют, вероятно, в свернутой конформации, в которой ион Mg координационно связывает пирофосфатную структуру с гетероциклическим основанием. Небольшие сдвиги в сторону более низких значений рКкажущ в присутствии ионов (приблизительно на 0,3 единицы) найдены для трифосфатов, но не обнаружены для нуклеозидов [28]. Однако на основании спектров ядерного магнитного резонанса можно предположить, что хелатная конформация маловероятна и что комплекс металл — АТФ в растворе имеет вытянутую форму [29]. Полученные данные указывают также, что в образовании комплексов с магнием и кальцием принимают участие Р- и у-фосфатные группы [30]. [c.189]

Как и в случае пиридиннуклеотидных коферментов, между циклическими системами аденина и рибофлавина в молекуле ФАД происходит взаимодействие (на что указывает заметное гашение флуоресценции рибофлавиновой части молекулы [79]), придавая пирофосфату в нормальных условиях определенную конформацию. Ввиду взаимосвязи, существующей между нуклеиновыми кислотами и белками, возможно, покажется неудивительным, что в этой конформации плоскости оснований расположены друг над другом, так же как и в полинуклеотидах. [c.197]

Помимо образования этих различных гетероцепочечных комплексов, некоторые гомополимеры могут в соответствующих условиях самоагрегировать. Отсутствие значительного двойного лучепреломления в потоке и возрастание вязкости, наблюдаемое при пониженной ионной силе, показывают, что в нейтральном растворе полиадениловая кислота обладает беспорядочно скрученной одноцепочечной конформацией (рис. 8-9) [94]. Однако в растворах с низкой ионной силой и при pH меньще 6,5 наблюдается резкий переход к упорядоченной конформации, выражающийся в уменьшении ультрафиолетовой адсорбции, увеличении веса частицы и появлении заметного отрицательного двойного лучепреломления в потоке [94, 95[. Изменения констант седиментации, вязкости и светорассеяния коррелируют с кривыми титрования, и эти данные показывают, что при протонировании аденинового остатка образуется относительно жесткий, прерывистый двойной спиральный агрегат нз различного числа молекул адениловой кислоты. Так как аминогруппа аденина легко реагирует с формальдегидом, когда полимер находится в беспорядочно скрученном состоянии, но не тогда, когда образован содержащий водородные связи комплекс, вероятно, что агрегация является результатом спаривания адениновых оснований за счет водородных связей. Это подтверждается переходом от упорядоченной структуры к беспорядочному клубку в узком температурном интервале (приблизительно при 90° в 0,15 М растворе соли при кислых значениях pH) аналогичным образом ведет себя дезоксирибонуклеиновая кислота, что объясняется кооперативным разрывом водородных связей [94]. Спиральная структура исчезает также при очень низких значениях pH, по-видимому, в результате протонирования Ы , приводящего к разрыву водородной связи [96]. [c.543]

Различные физические свойства РНК указывают на существование в нейтральном солевом растворе при низких температурах частично спирализованной структуры. Так как препараты являются одиоцепочечными и не содержат эквимолярных количеств комплементарных оснований, то был сделан вывод, что каждая полинук-леотидиая цепь состоит из ряда несовершенных двухспиральных участков (соединенных одним концом), по своему характеру сходных с двойной спиралью ДНК, причем эти участки соединяются гибкими фрагментами, лишенными какой бы то ни было определенной конформации [238]. Среди многих возможных пар оснований наиболее стабильными оказались пары, в которых аденин связан водородными связями с урацилом, а гуанин — с цитозином, и эти пары, по-видимому, единственные, которые могут обеспечить образование правильной спиральной структуры. Внутри таких структур все другие пары оснований либо разделены слишком большими расстояниями, либо структурно не соответствуют друг другу. В соответствии с этой точкой зрения была обнаружена линейная зависимость между температурой плавления данных РНК и содержанием в них гуанин-цитозиновых пар [3561. [c.626]

Открытие Уотсона и Крика касается только двухтяжевых ну-клеиновых кислот. Вместе с тем в некоторых фагах были найдены однотяжевые ДНК, что следует хотя бы из того факта, что в этих макромолекулах содержание аденина не равно содержанию тими-на, а содержание гуанина — содержанию цитозина [1]. Существование РНК в однотяжевой форме общеизвестно [2]. Особый интерес представляет проблема конформаций тРНК— однотяжевых полинуклеотидов, состоящих из 75—85 мономерных единиц и играющих важнейшую роль в механизме синтеза белка на рибосоме [3]. Следовательно, вопрос о конформациях однотяжевых полинуклеотидов важен не только для понимания строения и функции обычных нуклеиновых кислот, но имеет и самостоятельное значение. [c.400]

В группе нуклеиновых кислот, известных как рибонуклеиновые кислоты (РНК), углеводом является о-ри-боза, дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) построены из о-2-дезоксирибозы. Основаниями в ДНК являются аденин и гуанин, которые содержат пуриновую циклическую систему, и цитозин, тимин и 5-метилцитозин, содержащие пиримидиновое кольцо. РНК содержит аденин, гуанин, цитозин и урацил. Свойства этих оснований и их последовательность в полинуклеотидной цепи различны для разных нуклеиновых кислот. Это их первичная структура, а спиральная или неупорядоченная конформация образуют вторичную структуру (разд. 5.1), Пиримидин-рибозид 51 н пурии-2-дезоксирибозид 52 являются представителями этого валяного класса природных соединений. [c.88]

Как для белков Полингом, так и для ДНК Криком и Уотсоном была создана модель полимерной цепи, исходя из знания межатомных расстояний и валентных углов и из подтвержденного опытом предположения об определяющем участии водородных связей в конформации молекулы. На этот раз вторичная структура ДНК имеет вид спиральной лестницы (рис. 127) из двух витков дезоксирибозофосфатной цепи с гетероциклами, торчащими от этих двух цепей попарно навстречу друг другу и связанных водородными связями (ступени лестницы). При этом масштаб позволяет уложиться и связаться водородными связями в пару только пурину с пиримидином, но не пиримидину с пиримидином (не достанут) и не пурину с пурином (не поместятся). Возможность же образования водородных связей существует (в этих рамках) у гуанина с цитозином и у аденина с тимином. Таким образом, ступеньки спиральной лестницы ДНК будут всегда только двух следующих типов [c.724]

Образование двухценочечной конформации проще всего проиллюстрировать, смешивая содержащие соль растворы полимеров адениловой и уридиловой кислот (поли-А и поли-У). Если растворы поли-А и поли-У смешать в эквимолярной концентрации, то в результате спаривания каждого остатка А с остатком У произойдет спонтанное образование двухцепочечного полимера, обладающего следующими особенностями а) поглощение комплекса в ультрафиолете составляет только около 60% поглощения, характерного для данной смеси б) образовавшийся комплекс характеризуется гораздо большим оптическим вращением (—300°), чем одноцепочечный полинуклеотид (—30°) в) аминогруппа и атом N-1 аденина у комплекса теряют способность к химическим взаимодействиям г) комплекс устойчив к действию нуклеаз. Хотя энергия водородной связи не превышает 4 ккал/моль, кооперативный эффект сотен взаимодействующих остатков [c.103]

В. Г. Туманяна, А. С. Заседателева, А. Л. Жузе, С. Л. Гроховского и Б. П. Готтиха. Код, управляющий специфическим связыванием регуляторных белков с ДНК, и структура стереоспецифиче-ских участков регуляторных белков [79]. Как ясно из заглавия статьи, в 1ней расшифровал второй биологический код, выяснен механизм однозначного соответствия полинуклеотидных и полипептидных цепей в процессах узнавания. Механизм узнавания основан на специфическом взаимодействии двух двойных спиралей— нуклеотидной и полипептидной [371]. Регуляторные белки узнают последовательность оснований в двойной спирали ДНК не расплетая ее. Узнавание основано на пространственном соответствии контактных, связывающих друг с другом группировок в полипептидных и полинуклеотидных спиралях. Оно аналогично специфическому совпадению отверстий в двух налагаемых друг на друга перфокартах. Такой способ установления однозначного соответствия авторы называют решеточным принципом узнавания. В качестве контактных групп в нуклеотидных цепях функционируют или гуанин, или цитозин, ТИМИН и аденин, а в полипептидных цепях — только атомы азота амидных групп полипептидного остова. Амидные азоты связываются посредством водородных связей с контактными группами полинуклеотидных цепей. С гуанином способны образовывать водородные связи атомы амидного азота полипептидной цепи нх конформация рассчитана авторами и она оказалась отличной от конформации полипептидной цепи, способной взаимодействовать с тимином. Такие конформационно различные полипептидные цепи называются соответственно g- и /-цепями. Оказалось, что эти две анти-параллельные полипептидные цепи, находящиеся в и/-конформациях, могут соединяться в полипептидную двойную спираль водородными связями, образующими между амидными группами двух цепей, не взаимодействующими с основаниями ДНК. [c.60]

К сожалению, модель двух состояний плохо согласуется с данными по стэкингу в олигонуклеотидах. Значения кажушейся энтальпии Вант-Гоффа, определенные с помощью разных оптических методов, существенно различаются. Измерения ДОВ и КД для димера гАргА дают значения ДЯ° между — 5,3 и — 8,0 ккал моль , в то время как из данных по гипохромизму следует, что эти значения лежат между - 8,5 и - 10 ккал моль . В значительной степени этот разброс можно объяснить трудностями в выборе низкотемпературного предела для данного оптического параметра/4. Более убедительное доказательство того, что модель двух состояний не вполне пригодна для описания стэкинга в димерах, дает ЯМР. Согласно модели двух состояний, химический сдвиг для каждого протона должен изменяться при изменении температуры от величины, отвечающей димеру, до величины, отвечающей мономеру, давая одну и ту же кривую плавления (такую же, как и получаемая из оптических данных). На опыте, однако, для разных протонов получаются слегка различающиеся кривые, и это означает, что разные линии резонансного поглощения по-разному зависят от разных конформаций из полного набора состояний динуклеотида для данных условий. Например, энтальпия Вант-Гоффа получаемая из данных для протона Н-2, который принадлежит 3 -связанному аденину А в АрА, равна [c.261]

На следующем этапе анализа были сопоставлены все возмож- ные конформации молекул соединений XX, XXV (при условии плоской конформации фрагмента — Rn(6) и все возможные конформации молекул активных цитокининов 6-фенил- и 6-а-нафти-ладенинов (XIII, LVI). Построение п сравнение моделей Стюарта — Бриглебба показало, что единственной, общей для всех четырех указанных соединений является такая конформация молекулы, при которой Rn(6) лежит в плоскости, проходящей через атомы N(6) и N(3) аденина и перпендикулярной плоскости аденинового ядра (см. рис. 1). [c.127]

Таким образом, проведенный анализ данных литературы по цитокининовой активности N (6)-замещенных производных аденина с различными Нм(б) позволил доказать непосредственное участие Нм(б) в связывании с рецептором и доказать гидрофобную природу этого связывания. Кроме того, были определены размеры области связывания RN(6) и конформация молекул цитокининов, связанных с рецептором. Полученные выводы объединены в рамках модели гидрофобной щелн . [c.134]

В адениновой части молекулы ФАД важную роль играет аминогруппа. Данные по ингибированию активности ФАД и данные спектров поглощения модельных соединений — аденозин-5 -моносульфата и рибофлавин-5 -моносульфа-та — в присутствии апофермента и без него говорят о воз-.можном участии сульфгидрильных групп апофермента в установлении связи с кофактором и об участии в этой связи ЫНг-группы аденина. Синтезированный дезаминоаналог ФАД — флавингипоксантиндинуклеотид полностью лишен коферментной активности [25]. Сам же адениновый цикл, не принимая непосредственного участия в каталитическом акте, вносит значительный вклад в создание необходимой конформации молекулы кофермента. [c.148]

Таким образом между аминокислотными остатками Arg 5 и Glu одной субъединицы и 5-тью нунклеотидными основаниями участка узнавания, образуются 6 водородных связей. Аналогичные взаимодействия симметричной субъединицы с субстратом приводит к образованию еще 6 водородных связей. Реализация обсуждаемых водородных связей с ДНК в обычной В-конформации невозможно, однако, как уже отмечалось выще в результате взаимодействия ДНК с белком, происходит частичное расплетение нитей ДНК, приводящее к сближению нуклеотидных оснований АА и ТТ, что и приводит к появлению-возможности образования поперечных водородных связей с соседними аденинами. Таким образом, между аминокислотными остатками Arg °°, Arg и расположенных на обеих субъ- [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология