Исследование взаимодействия производных феназина с ДНК методом поляризованной флюоресценции

Abstract

Методами поляризованной флюоресценции и абсорбционной спектроскопии изучено взаимодейст­вие с ДНК шести производных феназина, относящихся к гликозидам и четвертичным солям. Исследованы спектрально-флюоресцентные свойства свободных красителей и их комплексов с ДНК. Показано, что основным типом связывания феназинов с нейтральной формой хромофора является интеркаляция молекул красителя между плоскостями оснований двойной спирали ДНК. Для катионных красителей помимо интеркаляционного механизма существенный вклад в комплексообразование вносит кооперативное электростатическое взаимодействие с фосфатными группами, проявляющееся за счет сильных гидрофобных эффектов как при низкой (μ – 0,002), так и умеренной (μ – 0,1) ионных силах. При анализе процесса связывания использовали уравнения МакГи и ван Хиппела, модифицированные для учета энергии кулоновского отталкивания между адсорбированными молекулами красителя. Подобная модификация позволяет с хорошей точно­стью описать экспериментальные изотермы связывания.

Вивчено взаємодію з ДНК шістьох похідних феназину, які належать до глікозидів та четвертинних солей, методами поляризованої флюоресценції та абсорбційної спектроскопії Досліджено спектрально-флюоресцентні властивості вільних барвників та їх комплексів з ДНК. Показано, шр основним типом зв'язування феназинів з нейтральною формою хромо­фора є інтеркаляція молекул барвника між площинами основ подвійної спіралі ДНК. Для катіонних барвників, крім інтеркаляційного механізму, істотний внесок у комплексоутво­рення робить кооперативна електростатична взаємодія з фосфатними групами, яка через сильні гідрофобні ефекти виявляється як за низької (μ – 0,002), так і за помірної (μ –0,1) іонної сили. При аналізі процесу зв'язування використані рівняння МакГі та ван Хіппела, модифіковані з метою враху­вання енергії кулонівського відштовхування між адсорбова­ними молекулами барвника. Подібна модифікація дозволяє з хорошою точністю описати експериментальні ізотерми зв'я­зування.

The interaction of six phenazine derivatives belonging to glycosides and quaternary salts with DNA was studied by fluorescence polarized and absorption methods. Fluorescence properties of free dyes and their complexes with DNA were investigated. It was shown that the main type of binding of phenazines with a neutral chromophore is the dye intercalation between base pairs of the DNA double helix. For cationic dyes besides the intercalation the cooperative electrostatic interaction with phosphate groups makes the essential contribution to the complex formation. This interaction is manifested at both tow (μ – 0.002) and at moderate (μ – 0.1) ionic strengths because of high hydrophobic effects. The equations of McGhee and van Hippel which were modified to take into account coulombic repultion between charged molecules binded to DNA and were used for the binding process analysis. Such modification makes it possible to describe experimental binding isotherms.