х кислот, а й поява в структурі наноконструкцій молекул, що утворюють наномостікі.
наноконструкцій на основі дволанцюжкових ДНК отримували за наступною схемою: з дволанцюжкових молекул ДНК формували рідкокристалічний дисплей (крива 1, рис.2), додавали до неї розчин антрациклінового антибіотика дауноміцину | ДАУ |, до формування «зовнішнього» комплексу (крива 2), і потім обробляли розчином CuCl 2 (крива 3). При додаванні CuCl 2 до рідкокристалічному дисплею ДНК, обробленої розчином антрациклінового антибіотика і має рівноважне значення амплітуди смуги при? ~ 500 нм (крива 2), відбувається посилення (ампліфікація) смуги, відповідної оптичними властивостями хромофора комплексу | ДАУ - Cu 2+ |. При використанні нами умовах (молярна маса ДНК ~ 8 * 10 5 Так, концентрація ДНК ~ 5 мкг/мл) максимальна амплітуда смуги при? ~ 500 нм становить приблизно 2500 одиниць.
Ампліфікація смуги при? ~ 500 нм свідчить про те, що хромофор комплексу | ДАУ - Cu 2+ | просторово фіксований щодо молекул ДНК у складі часток рідкокристалічних дисплеїв [13]. Хоча існує дві різні моделі фіксації комплексів | ДАУ - Cu 2+ | поблизу поверхні молекул ДНК [14,15], експериментальні дані дозволяють зробити однозначний вибір на користь моделі комплексу, що виконує функцію «наномостіка» між?? у молекулами ДНК [16]. Ефективність освіти наномостіков залежить від концентрації як молекул ДАУ, так і іонів міді [13].
«Критична» концентрація у разі ДАУ означає, що в освіті наномостіков беруть участь ті молекули ДАУ, які стають доступними для хімічної реакції після завершення інтеркаляції ДАУ. Критична концентрація у разі іонів міді показує, що ці іони індукують в молекулі нуклеїнової кислоти якісь зміни, після чого іони міді (або їх комплекси з парами підстав і (або) ДАУ) стають доступними для подальшого хелатообразованія, необхідного для будівництва наномостіков. (Це означає, що порядок додавання компонентів, а саме, ДАУ та іонів міді, важливий для побудови наномостіков).
Експериментальні дані, отримані за допомогою різних фізичних методів, включаючи низькотемпературну Магнітометрія, показують, що до складу наномостіка може входити до 6 іонів міді (II), і наномостік [... - Cu 2+ - ДАУ- Cu 2+ -...] має структуру, показану на рис. 3. Наномостікі являють собою плоскі хелатні комплекси, які виникають між просторово впорядкованими молекулами ДНК, розташованими як в одному шарі, так і в сусідніх шарах [16]. Цей процес призводить до виникнення тривимірної наноконструкцій.
Рисунок 3 - Структура наномостіков між молекулами нуклеїнових кислот (для зручності сприйняття містки повернені на 90 ° по відношенню до парам азотистих основ).
Можна перерахувати деякі властивості створеної наноконструкцій. По-перше, на відміну від початкових частинок рідкокристалічних дисплеїв, властивості наноконструкцій не залежить від осмотичного тиску розчину, а визначаються числом наномостіков. По-друге, холестеричних структура початкових частинок рідкокристалічних дисплеїв дволанцюжкових ДНК втрачає свій «рідинної» характер. По-третє, для наноконструкцій ДНК характерна не тільки аномальна оптична активність, демонстрована у вигляді інтенсивної смуги в спектрі КД в області поглинання ДНК, але й додатково аномальна оптична активність в області поглинання хромофоров антибіотика. По-четверте, наноконструкцій характеризується двома тепловими структурними переходами: один з них відповідає «КД-плавлению» наномостіков, інший - «КД-плавлению» холестерика ДНК. Величина «температури плавлення»,? пл, наномостіков зростає у міру збільшення концентрації їх структурних елементів, залишаючись при цьому нижче величини? пл вихідного холестерика Двухцепочечную ДНК [17]. Нарешті, в наноконструкцій зберігається висока локальна концентрація молекул ДНК (що досягає 400 мг/мл!), А отже, у складі наноконструкцій виникає висока концентрація протипухлинного антибіотика - дауноміцину.
Сказане вище означає, що наноконструкцій являє собою новий тип біоматеріалу, властивості якого можна регулювати в широких межах.
Враховуючи стабільність наноконструкцій, її частинки були візуалізовані за допомогою атомного силового мікроскопа [16]. Частинки за формою близькі до витягнутим циліндрах. Оцінка розміру 400 частинок показує, що хоча розмір часток змінюється в межах від 0.4 до 0.8 мкм, середня величина становить близько 0.5 мкм. Це означає, що розмір отриманих нами частинок рідкокристалічних дисплеїв, у складі яких молекули ДНК «зшиті» наномостікамі (тобто наноконструкцій, існуючих у відсутності осмотичного тиску розчину), збігається з розміром початкових частинок РКД з дволанцюжкових молекул ДНК, що розраховується теоретично у разі розчинів з постійним осмотичним тиском [18].
Таким чином, технологія, заснована на ...
