English
!

Доклады

Кинетика конформационного перехода между В и А формами в короткой молекуле ДНК

Ковалева Н.А., Стрельников И.А., Зубова Е.А.

ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, ул.Косыгина 4, Москва 119991, Россия

Некоторые последовательности ДНК в кристаллах и в комплексах с белками могут существовать в формах, промежуточных между B- и A-ДНК. На основании этого считается, что переход из B в A для любой молекулы ДНК должен проходить через эти промежуточные формы также и в кинетике. А именно, сначала должен измениться параметр спирали Slide, и молекула должна принять E-форму. После этого изменяется параметр Roll. В настоящей работе [1] мы изучили кинетику В-А перехода для додекамера Дикерсона, известного В-любивого олигомера ДНК. Расчеты были проведены в рамках «сахарной» крупнозернистой модели [2], которая воспроизводит гибкость рибозы, сохраняет специфичность последовательности оснований, использует неявную воду и явные ионы и дает возможность варьировать трение. В качестве контрольного параметра перехода мы выбрали объем, доступный для противоиона, и рассмотрели изменения в системе при уменьшении этого объема. Оказалось, что для описанной системы конформационный А-В переход соответствует фазовому переходу первого рода. Молекула ведет себя как небольшой кластер в области такого перехода, перескакивая между формами A и B в широком диапазоне доступных объемов [3]. Вязкость растворителя влияет не на среднюю точку перехода, а только на общую подвижность системы. В среднем все параметры спирали изменяются синхронно, мы не наблюдали последовательность «сначала Slide, потом Roll», и E-ДНК не является необходимым шагом для перехода между формами B и A в рассмотренной системе. Таким образом, существование промежуточных форм ДНК требует особых условий: определенной последовательности нуклеотидов в растворе специального состава или/и взаимодействия с определенным белком.

Анализ кинетики А-В перехода был выполнен при финансовой поддержке Российского Научного Фонда (грант 16-13-10302). Исследование характера изменения формы свободной энергии системы при изменении концентрации соли проводилось на счет субсидии, выделенной ИХФ РАН на выполнение государственного задания, тема 0082-2014-0013 (номер АААА544 А17-117042510268-5) Расчеты были проведены в Межведомственном Суперкомпьютерном Центре Российской Академии Наук.

Литература

1. Kovaleva N.A., Strelnikov I.A., Zubova E.A. Kinetics of the conformational transformation between B- and A-forms in the Drew-Dickerson dodecamer. // ACS Omega, to be published

2. Kovaleva N.A., Koroleva I.P., Mazo M.A., Zubova E.A. The “sugar” coarse-grained DNA model // J. Mol. Model., Vol. 23, 2017, P. 66, doi:10.1007/s00894-017-3209-z

3. Kovaleva N.A., Zubova E.A. B↔A Transition in a Short DNA Molecule // Advanced Structured Materials, Vol. 94, 2019, P. 225, doi: 10.1007/978-3-319-92234-8_13

Материалы доклада

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533