Biopolym. Cell. 2026; 42(Special Issue):9.
Терапія на основі нуклеїнових кислот та технології їх доставки
Вплив гідратації та взаємодії з D-манітолом на спектральні характеристики протонованих і депротонованих монорибонуклеотидів та їхніх компонентів
- Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
Abstract
Передумови. Останні дослідження виявили чіткі відмінності між електронною структурою органічних молекул у воді, у сухому стані та всередині клітини. Відповідно, властивості активних фармацевтичних інгредієнтів in vivo та у воді — де проводиться більшість структурних досліджень — суттєво відрізняються. Однак спектральних досліджень, які б вивчали вплив гідратації на нуклеотиди та їхні складови, не існує. Для вивчення цього ефекту ми виміряли та порівняли спектри основних нуклеотидних основ РНК, їхніх основ, нуклеозидів, протонованих і депротонованих форм монорибонуклеотидів, а також їхніх сумішей з D-манітолом у сухому стані та водних розчинах. Методи. Вимірювання тривимірних спектрів у сухому стані та у воді проводилися за допомогою інструментів Horiba FluoroMax 4P+ (HORIBA Scientific Jobin Yvon, USA). Експерименти проводилися при 20°C, а концентрація зразка в деіонізованій воді становила 1 мг/мл. Результати. Гідратація призвела до зсуву максимумів флуоресценції, що свідчить про зміни рівня енергії електронів через взаємодію з молекулами води. Наприклад, гідратація аденіну спричинила зсув у зоні флуоресценції на 115 нм. Гідратація нуклеотидів із пуриновими основами призвела до зсуву в зоні флуоресценції та 8-кратного збільшення інтенсивності флуоресценції для AMP і 15-кратного збільшення для GMP. Їхні солі натрію показали зсув максимумів флуоресценції, але інтенсивності не збільшували. Крім того, не було виявлено ознак взаємодії між депротонованими формами монорибонуклеотидів і D-манітолом ні в сухому стані, ні у воді. Серед усіх досліджених основ і нуклеозидів найбільш виражена взаємодія з D-манітолом була в спектрі водного розчину цитозину: додавання D-манітолу спричинило зсув емісійної зони на 62 нм. Серед нуклеотидів найбільший вплив D-манітолу спостерігався у протонованих AMP і GMP (зміщення на 77 нм у AMP і поява нового піку GMP). Висновки. Вперше ми досліджували вплив води та D-манітолу на флуоресцентні властивості протонованих і депротонованих монорибонуклеотидів та їхніх компонентів. Зміни спектрів свідчать про структурні зміни молекул під впливом гідратної оболонки. Гідратація була найбільшою для протонованих AMP і GMP пуринових основ. Найбільший вплив D-манітолу мав на водні розчини цитозину та протонованих AMP і GMP.
Keywords: нуклеотиди, D-манітол, гідратація
Повний текст: (PDF, англійською)
