Unusual bending patterns of spermidine3+ bound to DNA double helix

Анотація

Природні поліаміни відіграють фундаментальну роль у клітинному циклі. Всупереч тому, що вони є найпоширенішими органічними протийонами ДНК у ядрі клітини, їх взаємодію з ДНК ще повністю не вивчено. У недавній роботі [S. Perepelytsya, T. Vasiliu, A. Laaksonen, L. Engelbrecht, G. Brancato, and F. Mocci, J. Molec. Liq. 389, 122828 (2023)], показано, що взаємодія спермідину³⁺ з подвійною спіраллю ДНК викликає значні конформаційні зміни в молекулі поліаміну. Зокрема, виявлено, що ДНК індукує конформації, які не спостерігаються у розчині. В даній роботі представлено детальне дослідження найбільш компактної конформації поліаміну, що виникає при взаємодії з дуплексом ДНК. Аналіз показав, що аномально вигнуті конформації молекули спермідину³⁺ виникають внаслідок взаємодії всіх трьох аміногруп поліаміну з фосфатними групами ДНК з боку мінорного жолоба подвійної спіралі. Змінe торсійних кутів зігнутої молекули спермідину³⁺ можна пояснити конформаційними перетвореннями шести та семичленних кілець, аналогічно циклогексану й циклогептану. Аналіз розташування молекули спермідину³⁺ вздовж ДНК виявив специфічність цього типу зв’язування до послідовності нуклеотидів з помітною перевагою до звуженого мінорного жолоба А-трактів. Утворення аномальних вигнутих конформацій спермідину³⁺ в комплексі з подвійною спіраллю ДНК може мати першорядне значення для розуміння механізмів біологічної функції ДНК.