Динуклеозидфосфаты

Упорядоченные конформации динуклеозидфосфатов и полинуклеотидов [c.187]

Термодинамические параметры перехода порядок—беспорядок для динуклеозидфосфатов [c.193]

Таким образом, закономерности, найденные для конформационных состояний динуклеозидфосфатов, легко обобщаются на полинуклеотиды. Это обстоятельство имеет большое значение для теоретического конформационного анализа, ибо если удастся разработать методы расчета конформаций динуклеозидфосфатов, то они могут быть с успехом использованы для предсказания конформаций полинуклеотидов, в том числе, вероятно, и нерегулярных. [c.195]

В работе [73] была измерена ДОВ 14 динуклеозидфосфатов в водном растворе при температурах от 0° С до 85° С. Используя эти данные, можно рассчитать константу равновесия как функцию температуры [c.197]

Разумеется, адекватная потенциальная функция динуклеозидфосфата приведет не к гармоническим колебаниям оснований, а к более сложным движениям. В самом деле, определяющим фактором здесь будут отталкивания валентно не связанных атомов, которые дадут явно ангармонические колебания. Однако наиболее трудным для конкретных расчетов [c.199]

При повышении температуры оптическая плотность увеличивается и поглощение динуклеозидфосфатов становится равным или по крайней мере близким суммарному поглощению смеси компонентов той же концентрации Это также означает, что между основаниями в динуклеозидфосфатах существует определенное взаимодействие. [c.237]

Обращает на себя внимание различная величина гипохромных эффектов изомерных динуклеозидфосфатов. Возможно, что в данном случае взаимное расположение оснований в стопке для двух изомеров различно. [c.238]

Термодинамические характеристики взаимодействия между основаниями в динуклеозидфосфатах [c.242]

Выше (см. стр. 240) уже отмечалось, что изомерные динуклеозидфосфаты различаются по дисперсии оптического вращения и круговому дихроизму. Спектры ЯМР дают основания полагать что в ApU остаток урацила перекрывается с шестичленным циклом остатка аденина, тогда как в UpA такое перекрывание происходит с пятичленным циклом остатка аденина. Этот вывод согласуется с данными по титрованию указанных изомеров кислотами и щелочами 8. Определенные в этом случае константы ассоциации для UpA и ApU оказались равными соответственно 0,05 и [c.244]

Были предприняты попытки количественного определения термодинамических параметров ассоциации оснований в составе олигонуклеотидов. Если принять, что возможны только два состояния динуклеозидфосфатов — с взаимодействующими и невзаимодействующими основаниями, — то можно на основании температурной зависимости каких-либо характеристик взаимодействия и при условии знания этих характеристик для предельных состояний определить термодинамические параметры перехода [c.245]

Сравнение приведенных данных показывает, что наибольшее влияние на скорость щелочного гидролиза оказывает структура З -концевого звена все динуклеозидфосфаты типа Pud—р—N рас- [c.556]

В отличие от реакции, катализируемой основаниями, при кислотном гидролизе наиболее устойчивы фосфоэфирные связи в динуклеозидфосфатах с 5 -концевым гуаниновым звеном Эта устойчивость падает в ряду G > А > С > U, хотя наблюдаемые различия меньше, чем при щелочном гидролизе (Возможные причины влияния природы оснований на устойчивость фосфодиэфирных связей в олигонуклеотидах уже рассматривались на стр. 557). [c.566]

Закономерности образования цитозиновых димерных фрагментов в полинуклеотидах аналогичны таковым для динуклеозидфосфатов. [c.671]

Многочисленные дебаты относительно корректности этой структуры касались преимущественно модели водородных связей между комплиментарными парами оснований, аденин-тимин и гуанин-цитозин. Кристаллографические исследования бинарных комплексов подходящих производных этих оснований выявили возможность существования водородных связей, альтернативных использованным Уотсоном и Криком в структурах (29) и (30). Действительно, до 1973 г. обнаружение уотсон-криковских структур было скорее исключением, чем правилом. В 1973 г. Рич и его коллеги получили кристаллы динатриевой соли динуклеозидфосфата гАри. Эта самокомплиментарная молекула существует в кристалле как сегмент правовращающей антипараллельной двойной спирали, содержащей уотсон-криковские водородные связи (см. разд. 22.1.3.4), [c.45]

Два динуклеозидфосфата гАри [73] и гОрС [74] являются самокомплиментарными, что обусловлено способностью их оснований к спариванию. Оба динуклеозидфосфата образуют хорошо сформированные кристаллы, что позволяет провести рентгеноструктурные исследования методом дифракции с разрешением в 0,1 нм. Из этих данных следует, что обе частицы существуют в виде коротких фрагментов правовращающих антипараллельных двойных спиралей, в которых рибозо-фосфат-рибозные остовы связаны уотсон-криковскими водородными связями между парами оснований (53), (54). Структура Ари обладает удивительным сходством с предложенной структурой Л-формы РНК (рнс. 22.1.5). [c.63]

Фермент полинуклеотидфосфорилаза широко использовался для присоединения рибонуклеозид-5 -пирофосфата к З -гидроксильной группе динуклеозидфосфата или к акцептору большего размера. Недостатком используемого метода является образование в ходе реакции неорганического фосфата, который ускоряет обратный процесс, т. е. частичный фосфоролиз З -концевого остатка. Это затруднение было преодолено удалением фосфата из реакционной смеси по мере его образования [15]. [c.187]

В регулярном полимере (например, поли-А) рибозно-фос-фатный стержень содержит уже пять независимых углов вращения, т. е. в дополнение к углам, рассмотренным Ромачанд-раном, необходимо включить еще и фь и фг. Эти углы появляются в динуклеозидфосфатах, и по этой причине разрешенные конформации полимера могут быть найдены из рассмотрения динуклеозидфосфатов (с аналогичной ситуацией мы встречаемся при исследовании олиго- и полипептидов — все основные закономерности следуют из анализа конформационных карт для дипептидов). [c.181]

Большой экспериментальный материал, который мы кратко рассмотрим Б этом разделе, показывает, что оптимальные конформации динуклеозидфосфатов зависят, прежде всего, от осевых взаимодействий. Даже если учесть только взаимодействия валентно не связанных атомов оснований, находящихся одно под другим, а также электростатические взаимодействия, то мы найдем, что стопкообразная структура имеет большой выигрыш в энергии по сравнению с другими структурами, и это определяется, в первую очередь, дисперсионными взаимодействиями (см. табл. 5). Однако такой стабилизации (5—8 ккал моль основание) еще недостаточно, чтобы сделать свободную энергию системы нуклеотид—растворитель минимальной для этой конформации. Действительно, в органических растворителях (например, поли-Ц в этиленгликоле [72]), которые, ак известно, являются эффективными денатуранта-ми, минимум свободной энергии соответствует беспорядочной конфигурации нуклеотида. Следовательно, главными взаимодействиями, стабилизирующими стопкообразную структуру нуклеотидов в водных растворах, являются гидрофобные взаимодействия. [c.187]

Сопоставление некоторых термодинамических данных дает представление о структуре и функциональных характеристиках полинуклеотидов и нуклеиновых кислот. Михельсон и сотрудники [87, 101] оценили термодинамические параметры ряда динуклеозидфосфатов. Оказалось, что для молекул, имеющих различные состав и последовательность оснований, АЯ перехода порядок—беспорядок меняется в пределах от 6 до 8 ккал1моль, А8 — от 21 до 28 энтр. ед., а значения АР при 0° С очень малы — порядка 0,2—0,7 ккал моль (см. также табл. 6, в которой приведены данные для АЯ и А5, полученные Дэвисом и Тиноко [73]). Очень важно, что во всех случаях изменения свободной энергии малы, несмотря на то, что [c.193]

Итак, упорядоченные конформации динуклеозидфосфатов определяются осевыми взаимодействиями и соответствуют стопкообразной структуре. То же самое можно сказать и о полинуклеотидах — формирование их пространственной структуры некооперативно и определяется силами, характерными для динуклеозидфосфатов. Ограниченное вращение вокруг межнуклеозидной связи заметно уже на динуклеотидном [c.194]

Несмотря на множество рассмотренных выше экспериментов, проведенных для динуклеозидфосфатов, однотяжевых полинуклеотидов, нуклеозидов и свободных оснований в растворе, мы еще не все узнали о конформационных состояниях этих соединений. При низких температурах в водных растворах основания взаимодействуют друг с другом, стремясь расположиться стопкообразно. При более высоких температурах и в денатурирующих растворах таких, как спирты или концентрированный раствор мочевины, это взаимодействие уменьшается или вовсе исчезает и нуклеотид претерпевает конформационное изменение. Каков характер этого изменения и каковы конформации ди- и полинуклеотидов в динамическом аспекте, меняются ли они со временем или стопка оснований удерживается в водном растворе как угодно долго На эти вопросы долгое время не было ясных ответов, да и сейчас мнения разных исследователей не всегда совпадают. [c.195]

Для объяснения состояния динуклеозидфосфата в растворе была предложена теория двух состояний (73, 83, 87, 90, 91]. Эта теория допускает, что молекула динуклеозидфосфата может иметь одну из двух конформаций или упорядоченную стопкообразную конформацию, предпочтительную при низких температурах, или совершенно беспорядочную конформацию, которая возникает при повышении температуры. [c.195]

Все вращения измерялись при одной длине волны, а [Ф]у и [Ф]б — вращение упорядоченной и беспорядочной формы соответственно [ФК )—вращение, измеренное при температуре Т. Из константы равновесия можно определить и термодинамические параметры перехода порядок — беспорядок . Так как в беспорядочной форме существует слабое взаимо-действйе оснований, то практически можно считать вращение этой формы как сумму вращений ее свободных компонент при данной температуре. В табл. 6 приведены термодинамические параметры для динуклеозидфосфатов. Эти данные хорошо согласуются с результатами других работ по оптическому вращению и статистическому анализу плавления ДНК [107]. [c.197]

Второе слабое место, которое видят Дэвис и Тиноко в этой модели, это ее чрезмерная простота. Рассматривая такую систему, как двухтяжевая ДНК, еще можно допустить модель двух состояний. Действительно, переход порядок — беспорядок в двухтяжевой ДНК осуществляется резко кооперативно по принципу все или ничего . Однако в случае динуклеозидфосфатов имеется область стопкообразной конформации, которая вместе с беспорядочной конформацией образует непрерывный спектр. Нет основания предполагать резкого различия на молекулярном уровне между этими двумя областями (между тем это есть основное допущение статистической модели). [c.198]

Эта модель справедлива во всей температурной области, доступной для эксперимента. В области низких температур колебания незначительны и в динуклеозидфосфате могут возникать осевые силы взаимодействия. При высоких температурах колебания обычно велики, и основания не могут располагаться стопкообразно, это соответствует беспорядочной молекуле при этом переход между двумя противоположными конформациями происходит постепенно. [c.199]

V Рассмотренный в предыдущих двух разделах экспериментальный и теоретический материал показывает, что конформационные состояния полинуклеотидов в основном определяются теми же взаимодействиями, которые имеются между основаниями в динуклеозидфосфатах, и процесс образования структуры полинуклеотида почти не кооперативен. Однако полинуклеотиды имеют некоторые особенности, связанные с наличием в них заряженных групп. Это приводит к взаимодействиям удаленных вдоль цепи участков и определяет ряд физико-химических свойств полинуклеотидов и в первую очередь среднеквадратичный размер цепи Ближний порядок, очевидно, не зависит От этих взаимодействий и сходен с ближним порядком в динуклеозидфосфитах. [c.200]

Обычный подход к синтезу олигорибонуклеотидов состоит в ступенчатом наращивании олигонуклеотидной цепи с 5 -конца. Для синтеза динуклеозидфосфатов используют обычно в качестве нуклеотидного компонента 2, 5 -защищенные рибонуклеозид-З -фос-фаты ЬХХХУ, а в качестве нуклеозидного компонента — 2, 3 -защи-щенные рибонуклеозиды ЬХХХУ . [c.94]

Гинохромные эффекты в динуклеозидмонофосфатах различного состава хорошо известны 5-62 3 хабл. 4.9 в качестве примера приводятся процентная гипохромия и процентный гипохромизм всех 16 возможных обычных динуклеозидмонофосфатов при трех значениях pH Видно, что во всех случаях наблюдается заметное понижение адсорбции УФ-света по сравнению с составляющими мономерами. Если оба основания в динуклеозидфосфате при данном pH заряжены одинаково, можно ожидать, что взаимодействия между ними не будет из-за отталкивания одноименных зарядов. И действительно, в большинстве случаев, наблюдается уменьшение гипохромных эффектов при протонировании или депротонировании обоих оснований в динуклеозидмонофосфате, хотя имеются и не совсем понятные исключения, когда гипохромия при этом возрастает (UpU и GpU при pH 7 и 11,5 соответственно). [c.237]

За меру отклонения дисперсии оптического вращения динуклео-зидфосфата от аддитивности можно принять абсолютную величину максимальной разницы [Фд—2Фм] вращения динуклеозидфосфата и суммы мономеров, которая определяется путем построения зависимости [Фд — 2Фм] от длины волны I. Из данных табл. 4.10, где приводятся величины этой разности для разных динуклеозидмонофосфатов при трех различных значениях pH, можно заключить, что такой эффект действительно наблюдается. Таким образом, дисперсия оптического вращения также показывает, что между основаниями в динуклеотидах существует определенное взаимодействие. [c.241]

Эти данные могут свидетельствовать либо об отсутствии взаимодействия между основаниями в динуклеозидфосфатах, либо о специфическом взаимном расположении их моментов перехода. Однако спектры ЯМР аденилил-(2 5 )-цитидина 3 свидетельствуют о значительном перекрывании плоскостей оснований, даже более выраженном, чем в случае цитидилил-(3 - -5 )-аденозина. Можно поэтому полагать, что отсутствие эффекта взаимодействия в спектрах [c.244]

Несмотря на то что по гидродинамическим свойствам полиадениловая и полицитидиловая кислоты в нейтральных и щелочных средах представляют собой статистические клубки 229-232 наличие гипохромного эффекта 232.233 кругового дихроизмаи дисперсии оптического вращения 2зе, 237 свидетельствует о том, что между основаниями в этих полинуклеотидах существуют взаимодействия. Кривые дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма очень схожи с аналогичными кривыми для динуклеозидмонофосфатов (см. стр. 238), и это дает основание предположить, что в случае гомополимера водородные связи между основаниями не образуются. Расчеты кривых дисперсии оптического вращения для полиадениловой и полицитидиловой кислот, выполненные исходя из свойств динуклеозидфосфатов, дают результаты, согласующиеся с экспериментальными . Наиболее прямыми доказательствами односпиральной структуры этих полинуклеотидов является аналогия их свойств со свойствами полинуклеотидов, у которых невозможно образование водородных связей в силу замешения соответствующих водородов алкильными радикала-,vijj 71,239,2 g также результаты кинетических исследований реакции с формальдегидом [c.283]

Олиго-и полинуклеотиды. Как уже отмечалось выше, первичным продуктом ацетилирования нуклеотидов является смешанный ангидрид нуклеотида и уксусной кислоты, внутримолекулярный алко-голиз которого может приводить в случае олигорибонуклеотидов к изомеризации или расщеплению фосфодиэфирной связи. Хотя нуклеофильность фосфодиэфиров значительно ниже, чем у моноэфиров, опасность таких побочных процессов при ацилировании олигорибонуклеотидов вполне реальна. На примере урндилил-(3 —>5 )-уридина было показано" , что при действии уксусного ангидрида в пиридине происходит расщепление динуклеозидфосфата на 30%, а оставшийся продукт содержит 21% (2 — 5 )-изомера при ацетилировании в присутствии НС1 расщепление проходит на 50%, а изомеризация на 43%. Вместе с тем при проведении реакции в присутствии триэтиламина или тетраэтиламмонийацетата количественное ацетилирование гидроксильных групп не сопровождается сколько-нибудь заметной изомеризацией или деградацией фосфодиэфирной связи. Такие условия были успешно применены для защиты гидроксильных групп в динуклеозидфосфатах- 2, од- [c.516]

Динуклеозидфосфаты. УФ-облучение водного раствора тимидилил-(3— -5)-тимидина приводит к образованию двух изомерных фотодимеров d(TpT) типа XlXa и d(TpT)2 типа XIX6 — в соотношении 5 1. Относительный выход изомеров не зависит от длины волны излучения. Однако суммарный выход димеров зависит от длины волны и составляет 2,5% при 225 ммк и 95% при 289 ммк (при оптимальных доза. облучения) Очевидно, как и для ури- [c.654]

Первое условие, очевидно, выполняется в поли-dT и d(TpTp)-последовательностях в ДНК. Второе зависит от ряда факторов и прежде всего от конформации полинуклеотида и, следовательно, от температуры. УФ-Облучение политимидиловой кислоты в водном растворе при комнатной температуре приводит к фотодимеризации соседних нуклеозидных звеньев закономерности этой димеризации аналогичны таковым для динуклеозидфосфатов, однако квантовый выход образования фотодимеров вдвое выше (0,02— 0,03) >7,338 Начальная скорость низкотемпературной фотодимеризации поли-dT при 77° К приблизительно в 5 раз выше, чем при комнатной температуре (см. стр. 651). Однако конечное количество фотоднмеров в 4 раза меньше 7 , что, вероятно, объясняется малой долей тиминовых ядер, ориентированных благоприятно для димеризации при 77° К. При УФ-облучении замороженных растворов ДНК при 77° К только 0,65% тиминовых звеньев переходит в димерные фрагменты, а при комнатной температуре — уже около 20% 75. При низкой температуре сшивки между цепями практически не образуются (см. ниже). Следует отметить, что понижение температуры влияет не только на степень фотодимеризации, но и на характер получающегося продукта. В этих условиях в ДНК из Е. соИ наряду с димерными фрагментами циклобутановой структуры образуются заметные количества тиминовых димерных фрагментов нециклобутанового типа(см. также стр. 652). [c.656]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология