• Українська
  • English

ISSN 2071-0194   УФЖ 2015, Том. 60, № 5, стp.434-443
Стаття тільки на анг. мові

Любиш О.О.1 , Власюк А.В.2, Перепелиця С.М.3

1 Київський нацiональний унiверситет iм. Т.Г. Шевченка
(Володимирська, 64, Київ 01033, e-mail: lubish.olya@gmail.com)
2 Біотехнологічний Центр Технічного Університету Дрездена
(Тацберг, 47/49, Дрезден 01307, Німеччина; e-mail: anastasiia.vlasiuk@yandex.ua)
3 Інститут теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова НАН України
(03680 Україна, Київ, вул. Метрологічна 14-б; e-mail: perepelytsya@bitp.kiev.ua)

Структурування протиіонів навколо подвійної спіралі ДНК: дослідження методом молекулярної динаміки

Розділ: М'яка речовина
Мова: Англійська

Абстракт: Структурування протиiонiв навколо подвiйної спiралi ДНК дослiджувалося за допомогою методу молекулярної динамiки. Моделювання проводилося для додекамера ДНК d(CGCGAATTCGCG) з протиiонами лужних металiв Na+, K+ та Cs+ у водному середовищi. Розглядалися системи без надлишкової солi та з додаванням рiзних солей (NaCl, KCl або CsCl з концентрацiєю 0,5 M). Результати показали, що протиiони Na+ взаємодiють з фосфатними групами безпосередньо з зовнiшньої сторони подвiйної спiралi i через молекули води на поверхнi мiнорного жолоба ДНК. Iони калiю локалiзуються переважно в жолобах подвiйної спiралi, а iони цезiю проникають глибоко всередину мiнорного жолоба, безпосередньо зв’язуючись з нуклеїновими основами. За рахунок електростатичного вiдштовхування iони хлору, зазвичай, знаходяться на великих вiдстанях вiд ДНК, проте деякi анiони Cl спостерiгалися поблизу атомних груп подвiйної спiралi, формуючи електрично нейтральнi пари з протиiонами, якi вже сконденсувалися на полiанiонi ДНК. В мiсцях зв’язування протиiонiв з ДНК спостерiгалися змiни локальної структури подвiйної спiралi. Час життя Na+ та K+ менший за 0,5 нс, а у випадку iонiв цезiю може сягати декiлькох наносекунд. У цьому масштабi часу протиiони Cs+ формують впорядковану систему зарядiв в мiнорному жолобi ДНК, яку можна розглядати як iонну ґратку.

Ключові слова:  ДНК, макромолекула, структура протиiонiв, молекулярна динамiка.