Андрей Полетаев, научный сотрудник Лаборатории динамики биополимеров Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, выявил условия, в которых возникает индуцированная оптическая активность профлавина в комплексах с ДНК.
Профлавин (2,6-диаминоакридин) является мутагеном и как один из красителей акридинового ряда способен образовывать комплексы с ДНК, что приводит как к появлению оптической активности в длинноволновой полосе поглощения красителя, так и к изменению оптической активности в УФ-области спектра, где наблюдается поглощение азотистых оснований ДНК.
Профлавин был выбран объектом исследования, так как обладает легендарно известной биологической активностью и вызывает мутации со сдвигом рамки считывания. Эта активность прямым образом связана с его способностью образовывать комплексы с двойной спиралью ДНК и послужила инструментом для доказательства триплетности генетического кода.
Изучение оптической активности биополимеров и их комплексов актуально по нескольким причинам:
- Хиральность биополимеров во многом определяет их структурирование и взаимодействия, в том числе с низкомолекулярными компонентами.
- Хиральность биополимеров в значительной мере определяет характер упаковки генетического материала – хроматина, а также структуру белков и их специфических комплексов с низкомолекулярными агентами.
Исследование оптической активности белково-нуклеиновых комплексов позволило получить сведения о структуре хроматина высших организмов, однако характер укладки генетического материала прокариот еще не полностью ясен. Дальнейшие исследования помогут внести вклад в получение структурной информации.
Индуцированная оптическая активность молекул профлавина в комплексах с асимметричными полимерами (ДНК и двухцепочечной РНК) возникает в результате различных взаимодействий:
- взаимодействий электрических моментов оптических переходов с магнитными моментами перехода аналогичных групп, находящихся в асимметричном поле полинуклеотидов;
- взаимодействия электрических дипольных моментов переходов различных хромофоров, расположенных поблизости друг от друга;
- взаимодействий электрических моментов перехода одного хромофора с магнитными моментами перехода соседних хромофоров.
В следующих публикациях планируется продемонстрировать результаты количественного анализа этих взаимодействий, позволяющего оценить геометрические характеристики комплексов некоторых биологически активных соединений с ДНК.
Комплексы профлавина с ДНК и двухцепочечной РНК являются достаточно простой (если не минимальной) моделью, в которой проявляются различные типы эффектов индуцированной оптической активности.
