Исследование тушения флуоресценции билирубином карбоцианинового красителя в комплексе с ДНК. Влияние добавок Cu2+

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Изучено влияние билирубина на спектрально-флуоресцентные свойства катионного тиакарбоцианинового красителя Cyan 2 в присутствии ДНК. Краситель Cyan 2 образует с ДНК нековалентный комплекс, что приводит к росту флуоресценции красителя. Взаимодействие с билирубином приводит к эффективному тушению флуоресценции красителя в комплексе с ДНК (статический механизм), что может быть использовано для конструирования спектрально-флуоресцентного сенсора на билирубин. Результаты экспериментов in vitro проиллюстрированы экспериментами in silico по молекулярному докингу. Влияние добавок ионов Cu2+ способно дополнительно усиливать тушение флуоресценции красителя билирубином. Определены эффективные константы тушения и пределы обнаружения билирубина с помощью системы Cyan 2–ДНК (LOD и LOQ).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. Г. Пронкин

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: pronkinp@gmail.com
Россия, Москва

А. С. Татиколов

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук

Email: pronkinp@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Pronkin P.G., Tatikolov A.S. // Molecules. 2022. V. 27. No. 19. P. 6367. https://doi.org/10.3390/molecules27196367
  2. Татиколов А.С., Пронкин П.Г., Шведова Л.А., Панова И.Г. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 12. С. 11. https://doi.org/10.1134/S0207401X19120185
  3. Kim S.Y., Park S.C. // Front. Pharmacol. 2012. V. 3, P. 45. https://doi.org/10.3389/fphar.2012.00045
  4. Татиколов А.С., Панова И.Г. // Хим. физика. 2024. T.43. № 11. С. 3. https://doi.org/10.1134/S1990793124701173
  5. Soto Conti C.P. // Arch. Argent. Pediatr. 2021. V. 119. No. 1. e18. https://doi.org/10.5546/aap.2021.eng.e18
  6. Tatikolov A.S., Pronkin P.G., Panova I.G. // Biophys. Chem. 2025. V. 318. P. 107378. https://doi.org/10.1016/j.bpc.2024.107378
  7. Singla N., Ahmad M., Mahajan V., Singh P., Kumar S. // Sens. Diagn. 2023. V. 2. P. 1574. http://dx.doi.org/10.1039/D3SD00157A
  8. Karmakar S., Das T.K., Kundu S., Maiti S., Saha A. // ACS Appl. Bio Mater. 2020. V. 3. P. 8820. https://doi.org/10.1021/acsabm.0c01165
  9. Xiao W., Liu J., Xiong Y. et al. // Anal. Bioanal. Chem. 2021. V. 413. P. 7009. https://doi.org/10.1007/s00216-021-03660-6
  10. Speck, W., Behrman, R. // Pediatr. Res. 1974. V. 8. P. 451. https://doi.org/10.1203/00006450-197404000-00665
  11. Velapoldi R.A., Menis O. // Clinical Chem. 1971. V. 17. No. 12. P. 1165. PMID: 5118155
  12. Asad S.F., Singh S., Ahmad A., Hadi S.M. // Biochim. Biophys. Acta. 1999. V. 1428. No. 2–3. P. 201. https://doi.org/10.1016/s0304-4165(99)00075-6
  13. Asad S.F., Singh S., Ahmad A., Hadi S.M. // Toxicology Lett. 2002. V. 131. № 3. P. 181. https://doi.org/10.1016/s0378-4274(02)00031-0
  14. Акимкин Т.М., Татиколов А.С., Ярмолюк С.М. // Химия высоких энергий. 2011. Т. 45. № 3. С. 252.
  15. Yarmoluk S.M., Lukashov S.S., Losytskyy M.Y., Akerman B., Kornyushyna O.S. // Spectrochim. Acta. Part A. 2002. V. 58. No. 14. P. 3223. https://doi.org/10.1016/S1386-1425(02)00100-2
  16. Xu C., Losytskyy M.Y., Kovalska V.B., Kryvorotenko D.V. et al. // J. Fluoresc. 2007. V. 17. P. 671. https://doi.org/10.1007/s10895-007-0215-z
  17. Tatikolov A.S., Akimkin T.M., Pronkin P.G., Yarmoluk S.M. // Chem. Phys. Lett. 2013. V. 556. P. 287. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.11.097
  18. Mukerjee P., Ostrow J.D., Tiribelli C. // BMC Biochemistry. 2002. V. 3. P. 17. https://doi.org/10.1186/1471-2091-3-17
  19. Baguley B.C., Falkenhaug E.M. // Nucl. Acids Res. 1978. V. 5. No. 1. P. 161. https://doi.org/10.1093/nar/5.1.161
  20. Lakowicz J.R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd ed. Springer, 2006. ISBN: 978-0-387-31278-1
  21. Hubaux A., Vos G.// Anal. Chem. 1970. V. 42. No. 8. P. 849. https://doi.org/10.1021/ac60290a013
  22. MacDougall D., Crummett W.B. et al. // Anal. Chem. 1980. V. 52. P. 2242. https://doi.org/10.1021/ac50064a004
  23. Valdes-Tresanco M.S., Valdes-Tresanco, M.E., Valiente, P.A., Moreno E. // Biol. Direct. 2020. V. 15. P. 12. https://doi.org/10.1186/s13062-020-00267-2
  24. Drew H.R., Wing R.M., Takano T. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. P. 2179. https://doi.org/10.1073/pnas.78.4.2179
  25. Dautant A., Langlois d’Estaintot B., Gallois B., Brown T., Hunter W.N. // Nucl. Acids Res. 1995. V. 23. P. 1710. https://doi.org/10.1093/nar/23.10.1710
  26. Yang Z., Lasker K., Schneidman-Duhovny D. et al. // J. Struct. Biol. 2012. V. 179. P. 269. https://doi.org/10.1016/j.jsb.2011.09.006
  27. Hanwell M.D., Curtis D.E., Lonie D.C. et al. // J. Cheminformatics. 2012. V. 4. P. 1. https://doi.org/10.1186/1758-2946-4-17
  28. Пронкин П.Г., Шведова Л.А., Татиколов А.С. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 3. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X24030016
  29. Пронкин П.Г., Татиколов А.С. // Химия высоких энергий. 2009. Т. 43. №. 6. С. 527.
  30. Пронкин П.Г., Татиколов А.С. // Химия высоких энергий. 2011. Т. 45. №. 2. С. 169.
  31. Пронкин П.Г., Татиколов А.С. // Хим. физика. 2021. T. 40. № 2. C. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X2102014X
  32. Пронкин П.Г., Татиколов А.С. // Хим. физика. 2022. T. 41. № 2. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X22020091
  33. Yarmoluk S.M., Lukashov S.S., Ogul’chansky T.Y., Losytskyy M.Y., Kornyushyna O.S. // Biopolym. (Biospectrosc.). 2001. V. 62. P. 219. https://doi.org/10.1002/bip.1016
  34. Galhano J., Marcelo G.A., Santos H.M. et al. // Chemosensors. 2022. V. 10. P. 80. https://doi.org/10.3390/chemosensors10020080
  35. Hanmeng O., Chailek N., Charoenpanich A. et al. // Spectrochim. Acta, Part A. 2020. V. 240. P. 118606. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118606
  36. Chen X., Nam S.W., Kim G.H. et al. // Chem. Commun. 2010. V. 46. No. 47. P. 8953. http://dx.doi.org/10.1039/C0CC03398G
  37. Li J., Ge J., Zhang Z. et al. // Sens. Actuators, B. 2019. V. 296. P. 126578. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.05.055
  38. Krishna R.M., Gupta S.K. // Bull. Magn. Res. 1994. V. 16. No. 3. P. 239.
  39. Taniguchi M., Lindsey J.S. // J. Photochem. Photobiol. C. 2023. V. 55. P. 100585. https://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2023.100585
  40. Ghosh D., Chattopadhyay N. // J. Lumin. 2015. V. 160. P. 223. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2014.12.018
  41. Achyuthan K.E., Bergstedt T.S., Chen L. et al. // J. Mater. Chem. 2005. V. 15. No. 27–28. P. 2648. https://doi.org/10.1016/10.1039/b501314c
  42. Полетаев А.И. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 9. C. 74. https://doi.org/10.31857/S0207401X23090091
  43. Терешкин Э.В., Терешкина К.Б., Лойко Н.Г., Коваленко В.В., Крупянский Ю.Ф. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 12. C. 84.
  44. Разумов В.Ф. // Хим. физика. 2023. T. 42. № 2. С. 14. https://doi.org/10.31857/S0207401X23020139

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структуры исследованных соединений – красителя Cyan 2 и билирубина (БР).

Скачать (126KB)
Метаданные
3. Рис. 2. а – Нормированные спектры поглощения красителя Cyan 2 (cCyan 2 = 1.5 мкM) в растворе фосфатного буфера при различных концентрациях ДНК, БР и Cu2+: cДНК = 0 (кривая 1), 20 (2, 4, 5, 6), 140 мкM (3); cБР = 0 (1–3), 3 мкM (4–6); cCu2+ = 0 (1–4), 6.3 мкM (5 и 6); спектр 5 соответствует деаэрированному образцу; б – зависимости коэффициента молярной экстинкции εabs (1), относительной ширины спектральных кривых в спектрах поглощения Wh/2 (2), положения максимума λabs (3), интенсивности флуоресценции Ifl, (4) красителя Cyan 2 от отношения cДНК/cCyan 2 в отсутствие тушения; в – нормированные спектры флуоресценции Cyan 2 (1–4; λex = 540 нм) при различных концентрациях БР: cБР = 0 (кривая 1), 0.11 (2), 1.2 (3), 3.3 мкM (4). Hа вставке – зависимость тушения флуоресценции красителя Cyan 2 (cCyan 2 = 1.5 мкM, λex = 505 нм, λreg = 565 нм) от концентрации БР в координатах Штерна–Фольмера (1) и линейная аналитическая зависимость по уравнению Штерна–Фольмера (2).

Скачать (385KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты молекулярного докинга красителя Cyan 2 (a, б) и билирубина (в, г) с двухцепочечной ДНК: комплекс в малом желобе (а, в; 1BNA.pdb) и комплекс интеркаляции (б, г; 198D.pdb).

Скачать (584KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025