Pезонансный перенос энергии между молекулярными роторами SYBR Green, интеркалированными в ДНК

Изучены зависимости интенсивности и анизотропии флуоресценции молекулярных роторов SYBR Green (SG) и двуцепочечных ДНК с 10, 20 и 100 парами оснований от их относительной концентрации в растворах, а также от вязкости среды. Показано, что увеличение интенсивности флуоресценции с повышением концентрации SG и последующий выход на постоянное значение связаны с начальным ростом числа интеркалированных в ДНК молекул SG и дальнейшим процессом насыщения и образования нефлуоресцирующих состояний. Для объяснения резкого падения анизотропии флуоресценции из-за фёрстеровского внутримолекулярного переноса энергии между молекулами SG, связанными с ДНК, разработана обобщенная модель, учитывающая как внутренние повороты, так и вращательную диффузию молекулярного комплекса в целом. Предложенная модель позволила универсальным способом рассчитать полученные экспериментальные зависимости анизотропии флуоресценции от вязкости среды при различных соотношениях краситель/ДНК и сделать оценки скорости фёрстеровского переноса энергии.

1. H. Zipper, H. Brunner, J. Bernhagen, F. Vitzthum. Nucl. Acids Res., 32, N 12 (2004) e103A

2. V. L. Singer, L. J. Jones, S. T. Yue, R. P. Haugland. Anal. Biochem., 249 (1997) 228—238

3. V. Wang, R. Zhou, W. Lin, P. Wu. Chin. Chem. Phys., 31 (2020) 2950—2954

4. K. Mora, S. Nath. J. Phys. Chem. B, 133 (2019) 8767—8776

5. А. K. Mora, P. K. Singh, B. S. Patro, S. Nath. Chem. Commun., 52 (2016) 12163—12166

6. Е. С. Воропай, П. М. Самцов, К. Н. Каплевский. Журн. прикл. спектр., 70 (2003) 767—773 [E. S. Voropai, M. P. Samtsov, K. N. Kaplevskii. J. Appl. Spectr., 70 (2003) 721—728]

7. A. I. Sulatskaya, A. A. Maskevich, I. M. Kuznetsova, V. N. Uversky, K. K. Turoverov. PLoS One, 5, N 10 (2010) e15385(1—7)

8. I. Haq, J. E. Ladbury, B. Z. Chowdhry, T. C. Jenkins, J. B. Chaires. J. Mol. Biol., 271 (1997) 244—257

9. A. I. Dragan, R. Pavlovic, J. B. McGivney, J. R. Casas-Finet, E. S. Bishop, R. J. Strouse, M. A. Schenerman, C. D. Geddes. J. Fluoresc., 22 (2012) 1189—1199

10. M. Okoshi, P. Saparpacorn, Y. Takada, S. Hanogha, H. Nakai. Bull. Chem. Soc. Jpn., 81 (2014) 267—273

11. L. W. Runnels, S. F. Scarlata. Biophys. J., 69 (1995) 1569—1583

12. Д. А. Варшалович, А. Н. Москалев, В. К. Херсонский. Квантовая теория углового момента, Ленинград, Наука (1975)

13. A. П. Блохин, В. А. Толкачев. Журн. прикл. спектр., 77 (2010) 11—17 [A. P. Blokhin, V. A. Tolkachev. J. Appl. Spectr., 77 (2010) 6—12]

14. S. K. Noothi, M. Kombrabail, T. K. Kundu, G. Krishnamoorthy. FEBS J., 276 (2009) 541—551

15. L. B. Johanson, P. Edman, P. O. Westlund. J. Chem. Phys., 105 (1996) 10896—10904

16. C. Carlson, A. Larsson, M. Bjorkman, M. Jonsson, B. Albinson. Biopolymers, 41, N 5 (1997) 481—491

17. P. Wahl. Chem. Phys., 7 (1975) 210—219

18. J. Duhamel, J. Kanyo, G. Dinter-Gottlieb, P. Lu. Biochemistry, 35 (1996) 16687—16697