Сравнительное исследование влияния водных растворов 2,2,2-трифторэтанола и этанола на структурную организацию, кинетические и термодинамические особенности формирования межмолекулярных комплексов олигодезоксирибонуклеотидов

Проведено сравнительное исследование структурной организации, термодинамических и кинетических особенностей формирования комплексов олигодезоксирибонуклеотидов в присутствии 2,2,2-трифторэтанола и этанола в водных растворах (объемная доля спирта от 0 до 50 %). Показано, что при добавлении в раствор 50 % v/v спирта значительных изменений в спектрах кругового дихроизма олигонуклеотидов и их комплексов не происходит, и они сохраняют профиль, характерный для В-формы ДНК. Исследование термостабильности ДНКдуплексов показало, что увеличение объемной доли этанола в растворе до 50 % приводит к линейному снижению температуры плавления межмолекулярных ДНК-комплексов. В случае введения 2,2,2-трифторэтанола в водный раствор олигонуклеотидов наблюдается нетипичная зависимость термостабильности ДНК-дуплексов от доли фторсодержащего сорастворителя. При увеличении доли этого спирта с 0 до 20 % происходит линейное снижение температуры плавления комплекса. Дальнейшее увеличение объемной доли 2,2,2-трифторэтанола (вплоть до 50 %) не приводит к изменению термостабильности дуплексов. Установлено, что дестабилизирующий эффект обоих сорастворителей обусловлен увеличением константы скорости диссоциации комплекса и имеет, главным образом, энтропийную природу. На примере комплексов олигонуклеотидов длиной 8, 12, 15 и 20 пар оснований показана возможность прогноза термостабильности ДНК-дуплексов с использованием модели, учитывающей изменение числа молекул растворителей, взаимодействующих с нуклеиновыми кислотами при формировании комплекса в водных растворах этанола (до 50 % v/v) или трифторэтанола (до 20 % v/v), с точностью 1,3 и 0,6 градуса. С использованием данной модели установлено, что добавление спиртов в раствор приводит к увеличению числа молекул воды, связывающихся с парой нуклеотидов при формировании межмолекулярного комплекса (в присутствии этанола или трифторэтанола 0,51 ± 0,09 или 1,33 ± 0,12 соответственно). В то же время спирты взаимодействуют с олигонуклеотидами в одноцепочечном и двухцепочечном состояниях одинаково.