ТУШЕНИЕ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ КАРБОКСИФЛУОРЕСЦЕИНОВ В СОСТАВЕ КОВАЛЕНТНЫХ КОНЪЮГАТОВ С ОЛИГОНУКЛЕОТИДАМИ

С использованием уравнений Штерна-Фольмера выполнен анализ процессов динамического и статического тушения флуоресценции молекул 6-(2',7'-диметокси-4',5'-дихлор)карбоксифлуоресцеина (JOE) нуклеозидами дезоксиаденозином, дезоксицитидином, дезоксигуанозином, тимидином и дезоксиуридином в растворе трис-ацетатного буфера. Из пяти нуклеозидов лишь для дезоксигуанозина выявлен преимущественно статический механизм тушения флуоресценции. Показано, что квантовые выходы флуоресценции в растворе буфера для 5- и 6-карбоксифлуоресцеина (FAM), а также 5- и 6-JOE, ковалентно связанных жестким (4-транс-аминоциклогексанол) линкером с олигонуклеотидом, больше, чем в случае их аналогов с гибким (6-аминогексанол) линкером. Полученные данные свидетельствуют о том, что тушение флуоресценции в системах с гибким линкером осуществляется преимущественно вследствие ван-дер-ваальсова взаимодействия между флуорофором и гуанином. Увеличение количества последовательно расположенных гуанинов, связанных линкером с красителем в составе олигонуклеотидов и их дуплексов, приводит к снижению квантового выхода флуоресценции. На основании квантово-химических расчетов с использованием программы Gaussian 09 дана интерпретация смещения спектров поглощения и флуоресценции 5-FAM и 5-JOE в низкочастотную область относительно 6-изомеров.

дезоксирибоолигонуклеотид, ДНК-дуплекс, спектр поглощения, флуоресценция, квантовый выход, тушение флуоресценции, перенос электрона, deoxyribooligonucleotide, duplex, absorption spectra, fluorescence, quantum yield, quenching of fluorescence, electron transfe

1. S. Doose, H. Neuweiler, M. Sauer. Chem. Phys. Chem., 10 (2009) 1389-1398

2. C. A. M. Seidel, A. Schulz, M. H. M. Sauer. J. Phys. Chem., 100 (1996) 5541-5553

3. M. Torimura, S. Kurata, K. Yamada, T. Yokomaku, Y. Kamagata, T. Kanagawa, R. Kurane. Anal. Sci., 17 (2001) 155-160

4. X Li, R Zhu, A. Yu, X. S. Zhao. J. Phys. Chem., B115 (2011) 6265-6271

5. R. Zhu, X. Li, X. S. Zhao, A. Yu. J. Phys. Chem., B115 (2011) 5001-5007

6. S. O. Kelley, R. E. Holmlin, E. D. A. Stemp, J. K. Barton. J. Am. Chem. Soc., 119 (1997) 9861-9870

7. A. O. Crockett, C. T. Wittwer. Anal. Biochem., 290 (2001) 89-97

8. Y. Ueno, G.-S. Jiao, K. Burgess. Synthesis, 15 (2004) 2591-2593

9. M. H. Lyttle, T. G. Carter, R. M. Cook. Org. Proc. Res. Dev., 5 (2001) 45-49

10. M. Kubista, J. M. Andrade, M. Bengtsson, A. Forootan, J. Jonák, K. Lind, R. Sindelka, R. Sjöback, B. Sjögreen, L. Strömbom, A. Ståhlberg, N. Zoric. Mol. Aspects Med., 27 (2006) 95-125

11. B. Nagy. J. Pediatr. Genet., 2 (2013) 1-8

12. E. Navarro, G. Serrano-Heras, M. J. Castaño, J. Solera. Clin. Chim. Acta, 439 (2015) 231-250

13. N. T. Salihah, M. M. Hossain, H. Lubis, M. U. Ahmed. J. Food Sci. Technol., 53 (2016) 2196-2209

14. M. V. Kvach, I. A. Stepanova, I. A. Prokhorenko, A. P. Stupak, D. A. Bolibrukh, V. A. Korshun, V. V. Shmanai. Bioconjugate Chem., 20 (2009) 1673-1682

15. S. Nie, D. T. Chiu, R. N. Zare. Science, 266 (1994) 1018-1021

16. H. Jurga-Nowak, E. Banachowicz, A. Dobek, A. Patkowski. J. Phys. Chem., B108 (2004) 2744-2750

17. M. Tremayne, B. M. Kariuki, K. D. M. Harris. Angew. Chem. Int. Ed., 36 (1997) 770-772

18. N. Mataga, H. Misuhara, N. Nakashima, Y. Sakata, S. Misumi. J. Lumin., 12/13 (1976) 159-168

19. T. Okada, M. Migita, N Mataga, Y. Sakata, S. Misumi. J. Am. Chem. Soc., 103 (1981) 4715-4720

20. Y. Mo. WIREs Comp. Mol. Sci., 1 (2011) 164-171

21. K. Pettersson, J. Wiberg, T. Ljungdahl, J. Mårtensson, B. Albinsson. J. Phys. Chem., A110 (2006) 319-326

22. T. Hines, I. Diez-Perez, J. Hihath, H. Liu, Z. Wang, J. Zhao, G. Zhou, K. Mullen, N. Tao. J. Am. Chem. Soc., 132 (2010) 11658-11664

23. H. Sugiyama, I. Saito. J. Am. Chem. Soc., 118 (1996) 7063-7068

24. F. Prat, K. N. Houk, C. S. Foote. J. Am. Chem. Soc., 120 (1998) 845-846

25. F. D. Lewis, X. Liu, J. Liu, R. T. Hayes, M. R. Wasielewski. J. Am. Chem. Soc., 122 (2000) 12037-12038

26. S. Yokojima, N. Yoshiki, W. Yonai, A. Okada. J. Phys. Chem., B113 (2009) 16384-16392

27. G. Gill, D. M. Pawar, E. A. Noe. J. Org. Chem., 70 (2005) 10726-10731