Термодинамика взаимодействия ионов Zn²⁺ с природной ДНК в условиях B→m перехода

Abstract

Методами видимой и дифференциальной УФ-спектроскопий изучена зависимость степени металлизации B-ДНК от ее концентрации при фиксированных концентрациях этидиума бромида (5 мкM) и ионов Zn²⁺ (0,2 мM) в тетраборатном буфере (pH 8,5), где имеет место ее переход ДНК в металлизированную (m) форму. Рассчитаны константы связывания ионов Zn²⁺ с двухнитевой ДНК, соответствующие формированию межнитевых металлических мостиков. Установлена причина повышения температуры перехода спираль–клубок ДНК (до 10 °С) при образовании m-формы, а также сильного (до 30 °С) кооперативного понижения температуры перехода B → m. Этидиум бромид уменьшает эффективность металлизации ДНК.Методами видимої та диференцiйної УФ-спектроскопiй вивчено залежнiсть ступеня ме- талiзацiї В-ДНК вiд її концентрацiї при фiксованих концентрацiях етидiуму бромiду (5 мкM) та iонiв Zn²⁺ (0,2 мM) в тетраборатному буферi (pH 8,5), де має мiсце її пере- хiд у металiзовану (m) форму. Розраховано константи зв’язування iонiв Zn²⁺ з двонитко- вою ДНК, що вiдповiдають формуванню мiжниткових металевих мiсткiв. Встановлено причину пiдвищення температури переходу спiраль–клубок ДНК (до 10 °С) при утвореннi m-форми, а також сильного (до 30 °С) кооперативного зниження температури переходу B → m. Етидiум бромiд зменшує ефективнiсть металiзацiї ДНК.Methods of visual and differential UV-spectroscopies are used to study the dependence of the metallization degree of B-DNA on its concentration under fixed ethidium bromide concentrations(5 μM) and Zn²⁺ ions (0.2 mM) in tetraborate buffer (pH 8.5), where the B-DNA transition into the metallized (m) form takes place. Constants of Zn²⁺ ion binding to double-stranded DNA are calculated, corresponding to the formation of interstrand metal bridges. The cause of an increase in the DNA helix-coil transition temperature (up to 10 °C) upon the m-form formation and that of the strong (up to 30 °C) cooperative decrease in the temperature of the B → m transition are ascertained. Ethidium bromide decreases the effectiveness of DNA metallization.