Исследование методом ЯМР нуклеиновых кислот и комплексов нуклеиновых кислот с протеинами
Страница 1

Биология » ЯМР-спектроскопия нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов » Исследование методом ЯМР нуклеиновых кислот и комплексов нуклеиновых кислот с протеинами

Применение метода ЯМР к исследованию нуклеиновых кислот обладает рядом особенностей по сравнению с исследованием протеинов. Так как основу нуклеотидов составляют ароматические системы, то имеет место достаточно сильная зависимость химических сдвигов от конформации молекул, что приводит к значительному усложнению спектров ЯМР. Основным фрагментом в последовательности нуклеиновых кислот является фосфатный остаток, так что ЯМР 31С наряду с ЯМР З может быть использован в качестве достаточно чувствительного метода исследований. Ионы Mg2+ связываются с тРНК и стабилизируют структуру. На рис. 3.40 показан пример спектра 31Р тРНК при различных концентрациях Mg.

В спектре С наблюдаются хорошо разрешенные линии, положение которых изменяется в зависимости от концентрации. Даже в одномерном спектре ЯМР *Н можно достаточно четко различить отдельные линии всех протонов иминогрупп, взаимодействующих между собой, и провести их отнесение. Эти протоны имеют более важное значение для определения структуры, так как именно их взаимодействие играет основную роль при определении структуры нуклеиновых кислот.

Последовательное отнесение резонансных линий и расчет трехмерной структуры проводят теми же методами, что и при исследовании протеинов. В принципе нуклеиновые кислоты могут принимать разнообразные формы. Главная цепочка фрагмента всегда характеризуется значениями шести торсионных углов, один из которых располагается в плоскости кольца рибозы, а значит, обладает ограниченной областью значений, которая зависит от четырех эндоциклических торсионных углов. Положение основания относительно рибозы определяется одним торсионным углом в гликозидной связи. Внутри рибозы спины всех протонов связаны косвенным спин-спиновым взаимодействием. Это означает, что отнесение резонансных линий, принадлежащих рибозному остатку, может быть проведено по методу COSY. Для основания константы косвенного спин-спинового взаимодействия, как правило, невелики, так что с ростом молекулярной массы основания их далеко не всегда удается зафиксировать. Внутри основания констаиты косвенного спин-спинового взаимодействия дают неполную информацию, поэтому следует дополнительно использовать ЯЭО. В отличие от протеинов отдельные фрагменты связаны скалярным взаимодействием через фосфатные группы, и в данном случае для расшифровки структуры можно воспользоваться значением константы гетероядерного косвенного спин-спинового взаимодействия 1З – 31С.

Анализ структуры резонансных линий в спектрах 31С фосфатной группы показывает, что имеется взаимодействйе. фосфора с протоном в положении 3', с протоном в положении 5' СН2-группы и 4' – протоном дезоксирибозы. Это означает, что проведя отнесение в спектре линии, соответствующей атому фосфора, связанному с этим протоном, можно найти линию, соответствующую протону в положении 4' следующего остатка. Правильность отнесения можно проверить, определив, какая из линий соответствует линии протона в положении 5'. Спектр З – 31Р – JH, полученный по методу RCT, позволяет отнести линии, соответствующие протонам в положениях 3' и 4', которые принадлежат двум соседним кольцам дезоксирибозы.

Информация, получаемая из значений констант спин-спинового взаимодействия и ЯЭО, отчасти является избыточной, так что спиновая система нуклеозида может быть определена достаточно надежно. Наряду с этим имеются зависящие от пространственной структуры данные по ЯЭО для последовательности, исходя из которых можно идентифицировать соседние нуклеотиды, а также данные по сильному ЯЭО для спаренных оснований комплементарных нитей.

Страницы: 1 2


Рекомендуем к прочтению:

Рожь
История ржи как культурного растения довольно необычна. Её происхождение было установлено академиком Николаем Ивановичем Вавиловым. Дикорастущая рожь издавна засоряла посевы пшеницы и ячменя. В Передней Азии её прозвали "джодуар" ...

Исследование биологических мембран
Липиды образуют большой гетерогенный класс органических молекул, которые могут быть экстрагированы неполярными растворителями. Наряду с изолированными молекулами, такими, как жирорастворимые витамины и стероидные гормоны, для которых ЯМР ...

Новые опыты и проверки
Наступили беспокойные для Рентгена дни. Он все еще не был уверен в том, что его наблюдения верны. А что если все это ему только показалось? Что если оп поддался оптическому обману, самовнушению? Действительно ли лучи икс существуют? Дол ...