О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАМАЛЫХ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА С ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ МИКРОЧАСТИЦАМИ ДНК

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы особенности взаимодействия синтезированных по методу Даффа ультрамалых наночастиц золота (НЧЗ) с частицами оптически активных жидкокристаллических дисперсий (ЖКД) ДНК, сформированных при варьируемых концентрациях NaCl и полиэтиленгликоля. Показано, что влияние НЧЗ на ЖКД с положительной и отрицательной ориентацией аномального сигнала кругового дихроизма различается. По-видимому, это отчасти обусловлено разной конформацией молекул ДНК, образующих соответствующие дисперсные частицы. Обсуждаются также кинетические аспекты взаимодействия НЧЗ с ЖКД ДНК и особенности «загрузки» в частицы ЖКД ультрадисперсного золота.

Об авторах

М. А. Колыванова

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН; Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России

Москва, Россия; Москва, Россия

М. А. Климович

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Москва, Россия

А. В. Шибаева

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Москва, Россия

О. В. Дементьева

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Москва, Россия

В. М. Рудой

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Москва, Россия

В. А. Кузьмин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Москва, Россия

В. Н. Морозов

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: morozov.v.n@mail.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Jordan C.F., Lerman L.S., Venable J.H. Structure and circular dichroism of DNA in concentrated polymer solutions // Nature New Biology. 1972. V. 236. № 64. P. 67–70. https://doi.org/10.1038/newbio236067a0
  2.  Yevdokimov Y.M., Skuridin S.G., Semenov S.V., et al. Re-entrant cholesteric phase in DNA liquid-crystalline dispersion particles // Journal of Biological Physics. 2017. V. 43. № 1. P. 45–68. https://doi.org/10.1007/s10867-016-9433-4
  3.  Колыванова М.А., Климович М.А., Шишмакова Е.М. и др. Взаимодействие ультрамалых наночастиц золота с жидкокристаллическими микрочастицами ДНК: разрушение vs стабилизация // Коллоидный журнал. 2024. Т. 86. № 3. С. 344–356. https://doi.org/10.31857/s0023291224030049
  4.  Keller D., Bustamante C. Theory of the interaction of light with large inhomogeneous molecular aggregates. II. Psi-type circular dichroism // The Journal of Chemical Physics. 1986. V. 84. № 6. P. 2972–2980. https://doi.org/10.1063/1.450278
  5.  Morozov V.N., Klimovich M.A., Shibaeva A.V., et al. Optical polymorphism of liquid-crystalline dispersions of DNA at high concentrations of crowding polymer // International Journal of Molecular Sciences. 2023. V. 24. № 14. P. 11365. https://doi.org/10.3390/ijms241411365
  6.  Stanley C.B., Hong H., Strey H.H. DNA cholesteric pitch as a function of density and ionic strength // Biophysical Journal. 2005. V. 89. № 4. P. 2552–2557. https://doi.org/10.1529/biophysj.105.064550
  7.  Yasar S., Podgornik R., Valle-Orero J., et al. Continuity of states between the cholesteric → line hexatic transition and the condensation transition in DNA solutions // Scientific Reports. 2014. V. 4. P. 6877. https://doi.org/10.1038/srep06877
  8.  Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Семенов С.В. и др. Жидкокристаллические дисперсии и наноконструкции ДНК. Москва: Радиотехника. 2008.
  9.  Morozov V.N., Kolyvanova M.A., Dement’eva O.V., et al. Fluorescence superquenching of SYBR Green I in crowded DNA by gold nanoparticles // Journal of Luminescence. 2020. V. 219. P. 116898. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116898
  10.  Morozov V.N., Kolyvanova M.A., Dement’eva O.V., et al. Comparison of quenching efficacy of SYBR Green I and PicoGreen fluorescence by ultrasmall gold nanoparticles in isotropic and liquid-crystalline DNA systems // Journal of Molecular Liquids. 2021. V. 321. P. 114751. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114751
  11.  Климович М.А., Колыванова М.А., Дементьева О.В. и др. Влияние старения ультрамалых наночастиц золота на их взаимодействие с холестерическими микрочастицами ДНК // Коллоидный журнал. 2023. Т. 85. № 5. С. 583–592. https://doi.org/10.31857/s0023291223600542
  12.  López Zeballos N.C., Gauna G.A., García Vior M.C., et al. Interaction of cationic phthalocyanines with DNA. Importance of the structure of the substituents // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2014. V. 136. P. 29–33. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2014.04.013
  13.  Zipper H., Brunner H., Bernhagen J., et al. Investigations on DNA intercalation and surface binding by SYBR Green I, its structure determination and methodological implications // Nucleic Acids Research. 2004. V. 32. № 12. P. e103. https://doi.org/10.1093/nar/gnh101
  14.  Duff D.G., Baiker A., Edwards P.P. A new hydrosol of gold clusters. 1. Formation and particle size variation // Langmuir. 1993. V. 9. № 9. P. 2301–2309. https://doi.org/10.1021/la00033a010
  15.  Jin N.Z., Anniebell S., Gopinath S.C.B., et al. Variations in spontaneous assembly and disassembly of molecules on unmodified gold nanoparticles // Nanoscale Research Letters. 2016. V. 11. № 1. P. 399. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1615-2
  16.  Alba-Molina D., Martín-Romero M.T., Camacho L., et al. Ion-mediated aggregation of gold nanoparticles for light-induced heating // Applied Sciences. 2017. V. 7. № 9. P. 916. https://doi.org/10.3390/app7090916
  17.  Ramanathan S., Gopinath S.C.B., Arshad M.K.M., et al. A DNA based visual and colorimetric aggregation assay for the early growth factor receptor (EGFR) mutation by using unmodified gold nanoparticles // Mikrochimica Acta. 2019. V. 186. № 8. P. 546. https://doi.org/10.1007/s00604-019-3696-y
  18.  Ершов Б.Г. Короткоживущие малые кластеры металлов в водных растворах: получение, идентификация и свойства // Известия Академии наук. Серия химическая. 1999. № 1. С. 1–15.
  19.  Дементьева О.В., Карцева М.Е., Сухов В.М. и др. Температурно-временная эволюция ультрамалых затравочных наночастиц золота и синтез плазмонных нанооболочек // Коллоидный журнал. 2017. Т. 79. № 5. С. 562. https://doi.org/10.7868/s0023291217050056
  20.  Карцева М.А., Шишмакова Е.М., Дементьева О.В. и др. Рост фосфониевых наночастиц золота в щелочной среде: кинетика и механизм процесса // Коллоидный журнал. 2021. Т. 83. № 6. С. 644–650. https://doi.org/10.31857/s0023291221060057
  21.  Евдокимов Ю.М. Наночастицы золота и жидкие кристаллы ДНК // Вестник Московского университета. Серия 2: Химия. 2015. Т. 56. № 3. С. 147–157.
  22.  Скуридин С.Г, Дубинская В.А., Штыкова Э.В. и др. Фиксация наночастиц золота в структуре квазинематических слоев, образованных молекулами ДНК // Биологические мембраны. 2011. Т. 28. № 3. С. 191–198.
  23.  Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Кац Е.И. и др. Кластеры из наночастиц золота в квазинематических слоях частиц жидкокристаллических дисперсий двухцепочечных нуклеиновых кислот // Acta Naturae. 2012. Т. 4. № 4 (15). С. 80–93.
  24.  Евдокимов Ю.М., Штыкова Э.В., Салянов В.И. и др. Линейные кластеры из наночастиц золота в квазинематических слоях частиц жидкокристаллических дисперсий ДНК // Биофизика. 2013. Т. 58. № 2. С. 210–220.
  25.  Muzzopappa F., Hertzog M., Erdel F. DNA length tunes the fluidity of DNA-based condensates // Biophysical Journal. 2021. V. 120. № 7. P. 1288–1300. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2021.02.027
  26.  Твердислов В.А., Малышко Е.В. О закономерностях спонтанного формирования структурных иерархий в хиральных системах неживой и живой природы // Успехи физических наук. 2019. Т. 189. № 4. С. 375–385. https://doi.org/10.3367/ufnr.2018.08.038401
  27.  Doktycz M.J., Benight A.S., Sheardy R.D. Energetics of B-Z junction formation in a sixteen base-pair duplex DNA // Journal of Molecular Biology. 1990. V. 212. № 1. P. 3–6. https://doi.org/10.1016/0022-2836(90)90297-y
  28.  Chen F.Y.H., Park S., Otomo H., et al. Investigation of B-Z transitions with DNA oligonucleotides containing 8-methylguanine // Artificial DNA: PNA & XNA. 2014. V. 5. № 1. P. e28226. https://doi.org/10.4161/adna.28226
  29.  Bao H.L., Masuzawa T., Oyoshi T., et al. Oligonucleotides DNA containing 8-trifluoromethyl-2’-deoxyguanosine for observing Z-DNA structure // Nucleic Acids Research. 2020. V. 48. № 13. P. 7041–7051. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa505
  30.  Евдокимов Ю.М., Скуридин С.Г., Акименко Н.М. Жидкокристаллические микрофазы низкомолекулярных двухцепочечных нуклеиновых кислот и синтетических полинуклеотидов // Высокомолекулярные соединения. 1984. Т. 26. № 11. С. 2403–2410.
  31.  Скуридин С.Г., Салянов В.И., Попенко В.И. и др. Структурные эффекты, вызываемые наночастицами золота, в частицах холестерических жидкокристаллических дисперсий двухцепочечных нуклеиновых кислот // Химико-фармацевтический журнал. 2013. Т. 47. № 2. С. 3–11.
  32.  Евдокимов Ю.М., Скуридин С.Г., Салянов В.И. и др. Наночастицы золота влияют на «узнавание» двухцепочечных молекул ДНК и запрещают формирование их холестерической структуры // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2014. Т. 14. № 4. С. 5–21.
  33.  Gehlen M.H. The centenary of the Stern-Volmer equation of fluorescence quenching: From the single line plot to the SV quenching map // Journal of Photochemistry and Photobiology C. 2020. V. 42. P. 100338. https://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2019.100338
  34.  Hur J.H., Lee A.R., Yoo W., et al. Identification of a new Z-DNA inducer using SYBR green 1 as a DNA conformation sensor // FEBS Letters. 2019. V. 593. № 18. P. 2628–2636. https://doi.org/10.1002/1873-3468.13513
  35.  Колыванова М.А., Климович М.А., Дементьева О.В. и др. Взаимодействие наночастиц золота с цианиновыми красителями в холестерических субмикрочастицах ДНК. Влияние способа их введения в систему // Химическая физика. 2023. Т. 42. № 1. С. 64–72. https://doi.org/10.31857/s0207401x23010065

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».