Детектирование спектров комбинационного рассеяния света высокого спектрального разрешения в коротких олигонуклеотидах: сравнение со спектрами полноразмерных ДНК

Детектирование спектров комбинационного рассеяния света высокого спектрального разрешения…

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 2

ричных структур. Они могут быть востребованными и при создании и исследова-

нии на основе таких коротких олигонуклеотидов различных комплексов с неор-

ганическими полупроводниковыми наноструктурами. Полученные результаты

могут дать возможность проводить теоретические и экспериментальные исследо-

вания фундаментальной взаимосвязи структуры–свойств комплексов квантово-

размерных полупроводниковых наноструктур и биомолекул.

Заключение.

Разработанная высокочувствительная методика комбинацион-

ного рассеяния света высокого спектрального разрешения оказалась достаточной

для обнаружения узких спектральных линий. Это дает возможность выделять

спектральные составляющие, соответствующие колебаниям отдельных молекул, в

сложных спектрах коротких олигонуклеотидов с достаточно большим числом

атомов в элементарной ячейке. Выделение лоренцевской формы таких узких ли-

ний позволяет получить информацию о динамических свойствах, а именно, впер-

вые определить временной масштаб элементарных колебательных возбуждений в

биомакромолекулах. Для наиболее узкой спектральной линии при 1355,4 см

–1

соответствующей колебаниям метильной группы dT, полная ширина на половине

ее высоты оказалось равной 14,6 см

–1

, а время жизни — 0,38 пс. Обнаруженная

узкая полоса при 1000 см

–1

, характерная для фосфатных групп РО

–

сахарофос-

фатного остова спиральной структуры ДНК, указывает на формирование устой-

чивой и стабильной молекулярной структуры синтезированных коротких олиго-

нуклеотидов d(20G, 20T), состоящей всего из четырех витков одноцепочечной

спирали и сохранение этой структуры в твердом состоянии. Таким образом, вы-

сокочувствительная методика нерезонансного комбинационного рассеяния света

высокого спектрального разрешения может быть успешно применена для иссле-

дования молекулярной структуры коротких синтетических олигонуклеотидов и

ДНК. Результаты указывают на потенциал и перспективы использования обна-

руженных узких линий в качестве спектральных маркеров и открывают новые

возможности для изучения природы различного рода внутри- и межмолекуляр-

ных слабых взаимодействий, а также динамики молекулярных изменений и

структурных флуктуаций в биомакромолекулах.

ЛИТЕРАТУРА

Computational

tools for the synthetic design of biochemical pathways / H. Marnix,

M.H. Medema, R. Raaphorst, E. Takano, R. Breitling // Nature Reviews Microbiology. 2012.

Vol. 10. No. 3. Р. 191–202. DOI: 10.1038/nrmicro2717 URL:

http://www.nature.com/nrmicro/

journal/v10/n3/full/nrmicro2717.html

Fleischmann M., Hendra P.J., McQuillan A.J.

Raman spectra of pyridine adsorbed at a silver

electrode // Chem. Phys. Lett. 1974. Vol. 26. No. 2. Р. 163–166.

DOI: 10.1016/0009-2614(74)85388-1 URL:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/

0009261474853881