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低浓度的锰离子(Mn2+)和其他过渡金属会诱导聚[d(G-C)]从右向左的螺旋转变。

Mn2+ and other transition metals at low concentration induce the right-to-left helical transformation of poly[d(G-C)].

作者信息

van de Sande J H, McIntosh L P, Jovin T M

出版信息

EMBO J. 1982;1(7):777-82. doi: 10.1002/j.1460-2075.1982.tb01247.x.

Abstract

The effects of the first-row transition metal ions on the right(B)- to left(Z)-handed helical transition of poly[d(G-C)] have been determined. The Z conformation is induced by MnCl2 at submillimolar concentrations. The forward reaction has a very large activation energy (440 kJ/mol) so that a facile conversion occurs only at temperatures above 45 degrees C. However, the left-handed form remains stable upon cooling. The addition of ethanol (20% v/v) eliminates the requirement for elevated temperature. The transition is highly co-operative and is accompanied by spectral changes (absorption, circular dichroism) characteristic for the B----Z conformational transition. NiCl2 and CoCl2 also induce the B----Z transition in poly[d(G-C)] but the activation energies and thus the temperature requirements for the forward reaction are lower than those observed with MnCl2. The left-handed DNA formed in the presence of Mn2+ is similar to 'Z DNA' previously described in Mg2+-EtOH (van de Sande and Jovin , 1982): (a) it readily sediments out of solution at low speed as a consequence of intermolecular association which, however, is not accompanied by turbidity; and (b) it supports the binding of ethidium bromide although this drug interacts preferentially with the B form of DNA. With Ni2+, the B----Z isomerization step can be separated from the subsequent specific Z----Z* association. Mn2+, Ni2+, and Co2+ also promote the B----Z transition of poly[d(G-m5C)] at substoichiometric concentrations with respect to DNA nucleotide.

摘要

已测定第一排过渡金属离子对聚[d(G-C)]从右手(B)型向左手(Z)型螺旋转变的影响。亚毫摩尔浓度的MnCl2可诱导Z构象的形成。正向反应具有非常高的活化能(440 kJ/mol),因此只有在45℃以上的温度下才会发生容易的转变。然而,左手型在冷却时保持稳定。加入乙醇(20% v/v)消除了对高温的要求。这种转变具有高度协同性,并伴随着B→Z构象转变特有的光谱变化(吸收、圆二色性)。NiCl2和CoCl2也能诱导聚[d(G-C)]中的B→Z转变,但正向反应的活化能以及因此对温度的要求低于用MnCl2时观察到的值。在Mn2+存在下形成的左手型DNA类似于先前在Mg2+-乙醇体系中描述的“Z-DNA”(van de Sande和Jovin,1982):(a)由于分子间缔合,它很容易以低速从溶液中沉淀出来,然而,这并不伴随着浑浊;(b)它支持溴化乙锭的结合,尽管这种药物优先与B型DNA相互作用。对于Ni2+,B→Z异构化步骤可以与随后的特定Z→Z*缔合分开。相对于DNA核苷酸,Mn2+、Ni2+和Co2+在亚化学计量浓度下也能促进聚[d(G-m5C)]的B→Z转变。

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