5 / 15
Ф.Б. Байрамов, В.В. Топоров, Е.Д. Полоскин
74
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 2
Результаты и обсуждения.
Разработанная высокочувствительная методика
спектроскопии неупругого рассеяния света высокого спектрального и про-
странственного разрешений позволяет получить высококачественные спектры
биомакромолекул. Типичный спектр нерезонансного комбинационного рассея-
ния света для синтетических одноцепочных олигонуклеотидов d(20G, 20T) для
диапазона значений низких частот 150…1800 см
–1
приведен на рисунке. Этот
спектр получен с использованием линии возбуждения 532 нм. Аналогичные
спектры были определены и с использованием линии возбуждения 632,817 нм,
что указывает на следующее: все наблюдаемые спектральные особенности дей-
ствительно обусловлены комбинационным рассеянием света. В целом спектры
комбинационного рассеяния света коротких олигонуклеотидов определяются
их пространственной структурой, задаваемой большим числом входящих в нее
атомов, совершающих колебания относительно положений равновесия. Соот-
ветственно, в спектрах комбинационного рассеяния света таких макромолекул
для множества колебательных возбуждений неизбежно наблюдаются сильно
перекрывающиеся спектральные вклады, генерируемые большим набором ато-
мов и молекул, для всех функциональных групп. К тому же, такие полосы долж-
ны испытывать влияние как парных взаимодействий, так и окружающей среды.
Макромолекулы коротких олигонуклеотидов, как и макромолекулы белков, не
содержат ни центров инверсии, ни зеркальной симметрии. Структурное упоря-
дочение таких систем (в любом масштабе) является результатом низкой сим-
метрии их элементарных ячеек. Казалось бы, для биомакромолекул трудно
ожидать наличия узких спектральных особенностей в процессах комбинацион-
ного рассеяния света. Однако одной из наиболее немаловажных особенностей
полученных специально несглаженных спектров нерезонансного комбинацион-
ного рассеяния света является именно обнаружение совокупности множества
спектральных линий. Это хорошо видно из спектров, приведенных на рисунке.
Наряду с довольно широкими полосами наблюдаются достаточно узкие и ин-
тенсивные спектральные линии. Естественным критерием реальности наблюда-
емых характерных спектральных особенностей является их строгая воспроиз-
водимость в независимых сериях измерений. Эти линии отражают химическую
индивидуальность отдельных молекул, составляющих функциональные группы,
и их структурные свойства. При этом они определяются совокупностью и кон-
фигурацией большого числа химических связей, а, соответственно, и валентны-
ми взаимодействиями между входящими в состав молекулы атомами, опреде-
ляющими ее стабильность и основные свойства, а также всей макромолекулы
d(20G, 20T). Несмотря на высокую активность многоплановых эксперимен-
тальных исследований комбинационного рассеяния света в олигонуклеотидах и
ДНК и достигнутые большие успехи [9–21], между спектрами, полученными
при невысоком и высоком спектральных разрешениях, при внешнем сходстве
имеются и принципиальные различия. В сильно сглаженных (вследствие не-
большого отношения сигнал/шум) спектрах с перекрывающимися широкими