Анализ взаимодействия антибиотика дауномицина с дезокситетрануклеотидом 5'-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ЯМР-спектроскопии

Abstract

Методом одномерной и двухмерной (2M-TOCSY и 2M-NOESY) гомоядерной ПМР-спектроскопии и гетероядерной 2М-¹H- ³¹Р-ЯМР-спектроскопии (500 МГц) исследовано комплексообразование антибиотика дауномицина с дезокситетрануклеотидом 5'-d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе. По измеренным концентрационным и температурным зависимостям протонных химических сдвигов молекул рассчитаны равновесные константы реакций, относительное содержание различ­ных типов комплексов в зависимости от концентраций и температуры и термодинамические параметры ΔH и ΔS комплексообразования молекул. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что местами преимущественной посадки дауномицина являются триплеттне нуклеотидные последовательности. Связывание второй молекулы дауномицина. как с одоцепочечной, так и с дуплексной формой тетрамера носит выраженный антикооперативный характер. Построена наиболее вероятная пространственная структура комплекса 1:2 антибиотика с дезокситетрануклеотидом по расчетным значениям предельных значений химических сдвигов протонов дауномицина в составе комплекса и данным 2M-NOE.

Методом одновимірної і двовимірної (2M-TOCSY і 2M-NOESУ) гомоядерної ПМР-спектроскопіі та гетероядерної 2М- ¹Н- ³¹ Р-ЯМР-спектроскопії (500 МГц) досліджено комплексоутво­ рення антибіотика дауноміцина з дезокситетрануклеотидом 5'-d(TpGpCpA) у водно-сольовому розчині. За виміряними концентраційними і температурними залежностями протонних хімічних зсувів молекул розраховано рівноважні константи реакцій, відносний вміст різних типів комплексів у залежності від концентрацій і температури та термодинамічні пара­метри ΔH і ΔS комплексоутворення молекул. Аналіз отрима­них результатів дозволяє зробити висновок стосовно того, що місцями переважної посадки дауноміцина с триплетні нуклеотидні послідовності. Зв'язування другої молекули дау­номіцина як з одноланцюговою, так і з дуплексною формою тетрамера має виражений антикооперативний характер. По­будовано найвірогіднішу просторову структуру комплексу 1:2 антибіотика з дезокситетрануклеотидом за розрахунковими значеннями граничних значень хімічних зсувів протонів дау­номіцина у складі комплексу і даними 2M-NOE.

One-dimentional and two-dimentional (2D-TOCSY and 2D-NCJESY) homonuclear H NMR spectroscopy and heteronuclear 2D- ¹H-³¹P-NMR spectroscopy have been used to investigate the comple-xation of the antibiotic daunomycin with deoxytetranucleotide 5'-d(TpGpCpA) in aqueous salt solution. The equilibrium reaction constants, relative content of different types of complexes as a function of concentration and temperature of solution and thermo-dynamical parameters ΔH and ΔS of complexation of the molecules have been calculated using experimental concentrational and temperature dependences of the proton chemical shifts of the interacting molecules. Analysis of the results has shown that the most favourable binding sites for daunomycin are triplet nucleotidc sequences. Binding of the second daunomycin molecule with both single-stranded and duplex forms of the tetranucleotide is highly anticooperative. The most favourable structure of 1:2 antibiotic-deoxy-tetranudeotide complex has been constructed using the calculated limiting proton chemical shifts of daunomycin protons in the' intercalated complex and 2D-NOE data.