WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Обґрунтування психофізіологічних критеріїв професійного відбору лікарів до служби в збройних силах (автореферат) - Реферат

Обґрунтування психофізіологічних критеріїв професійного відбору лікарів до служби в збройних силах (автореферат) - Реферат

Спектри поглинання розчинів барвника в присутності poly(dG-dC)-poly(dG-dC) є близькими до спектрів поглинання розчинів вільного Cyan iPr. В той же час, якщо для розчину Cyan iPr у присутності poly(dA)-poly(dT) при концентрації барвника 10-6 M обриси спектра поглинання є близькими до обрисів спектра розчину барвника в буфері, то при підвищенні концентрації барвника до 10-5 M у спектрі з'являються смуги з максимумами близько 603 та 574 нм, а при концентрації барвника 310-5 M ці смуги домінують в спектрі. Специфічність саме до АТ-послідовностей ДНК указує на те, що агрегати утворені в борозенці ДНК [5]. Довгохвильовий зсув смуг J-агрегату, утвореного на poly(dA)-poly(dT), порівняно зі смугами агрегату, утвореного на ДНК, може бути пояснений більшою однорідністю структури борозенки синтетичного полінуклеотиду. Ми вважаємо, що більш однорідна порівняно з ДНК структура борозенки полінуклеотиду призводить, з одного боку, до кращої впорядкованості структури J-агрегату і, як наслідок, до підсилення взаємодії між окремими молекулами Cyan iPr в агрегаті, та, з іншого боку, до збільшення розмірів агрегату.

З метою дослідження структури J-агрегатів Cyan βiPr, утворених на poly(dA)-poly(dT), було вивчено спектри поглинання розчинів барвника різних концентрацій у присутності 3,510-5 M п.о. poly(dA)-poly(dT) (рис. 13). При найменшій з-поміж досліджених концентрацій барвника 1,2510-6 M (тобто при співвідношенні одна молекула барвника до 28 пар основ полінуклеотиду) в спектрі поглинання спостерігається смуга з максимумом при 550 нм, що відповідає поглинанню зв'язаних з poly(dA)-poly(dT) мономерів Cyan βiPr.

Рис. 13. Суцільні лінії: спектри поглинання 1,2510-6 - 410-5 M барвника Cyan βiPr у присутності 3,510-5 M п.о. poly(dA)-poly(dT), стрілки вказують напрямок зростання концентрації барвника. Пунктир: різниця між спектрами, що відповідають 310-5 M та 3,510-5 M барвника. Усі спектри наведено в одиницях молярної екстинкції.

Рис. 14. Спектри поглинання та флюоресценції розчину 310-5 M Cyan βiPr в буфері в присутності 3,510-5 M п.о. poly(dA)-poly(dT).

При збільшенні концентрації барвника внесок у спектр поглинання мономерної смуги зменшується, натомість зростає внесок J-агрегатів з максимумами при 574 нм (смуга J1) та 603-606 нм (смуга J2). Хоча чітка ізобестична точка відсутня, близько 563 нм значення молярного коефіцієнту екстинкції всіх спектрів є досить близькими. Цей факт може вказувати на те, що на полінуклеотиді утворюються агрегати однакової геометричної структури, проте різного розміру, спектр кожного з яких містить обидві смуги J1 та J2. У цьому випадку можна припустити, що агрегати, які містять різну кількість молекул барвника, мають близькі значення молярного коефіцієнту екстинкції на довжині хвилі 563 нм. Існування агрегатів різного розміру підтверджується також і тим, що збільшення концентрації барвника з 1,510-5 M до 410-5 M призводить до зсуву агрегатної смуги J2 з 603 до 606 нм. Крім того, агрегатна смуга J1 проявляється для концентрацій барвника, починаючи з 1,2510-5 M (тоді як J2 з'являється, починаючи з 510-6 M). Усі вищенаведені факти дають змогу припустити, що збільшення концентрації барвника при сталій концентрації полінуклеотиду призводить до збільшення кількості молекул барвника в агрегаті, що проявляється в довгохвильовому зсуві та звуженні смуги J2, появі розташованої на 574 нм смуги J1 та кращому розділенні цих двох агрегатних смуг.

Таким чином, з усього зазначеного вище можна зробити висновок, що положення агрегатної смуги поглинання J1 (574 нм) не залежить від розміру агрегату, тоді як смуга J2 зсувається в довгохвильову область спектра при збільшенні числа молекул в агрегаті.

Якщо спектр поглинання J-агрегатів Cyan βiPr складається з двох добре розділених смуг, то агрегатний спектр флюоресценції містить лише одну смугу, форма якої не залежить від довжини хвилі збудження (рис. 14). Це означає, що обидва поглинальні переходи викликають один і той же флюоресцентний перехід. З рис. 14 видно, що спектр флюоресценції є дзеркально-симетричним до смуги поглинання J2. Отже, флюоресценція J-агрегату є випромінюванням зі збудженого рівня енергії, що відповідає переходу J2.

Згідно з нашим припущенням, наявність двох розділених смуг у спектрі поглинання J-агрегатів може бути пов'язана з давидівським розщепленням екситонної зони агрегату. Тобто, обидві смуги J1 та J2 відповідають одному агрегату, в якому перші (найнижчі) збуджені синглетні рівні молекул Cyan βiPr утворюють унаслідок колективізації не одну, а дві екситонні зони, причому з верхньої збудження безвипромінювально передається на нижню. Щоб перевірити це припущення, було проведено дослідження поляризації флюоресценції J-агрегатів (рис. 15).

Рис. 15. Спектр анізотропії збудження флюоресценції 310-5 M Cyan βiPr у присутності 3,510-5 M п.о. poly(dA)-poly(dT).

При збудженні флюоресценції на довжині хвилі, що відповідає максимуму смуги J2, анізотропія (r) має значення 0,16, в той час як при збудженні на довжині хвилі, що відповідає максимуму смуги J1, маємо r = – 0,04. Значення кута α між напрямками дипольного моменту поглинального переходу, якому відповідає смуга J1, та дипольного моменту флюоресцентного переходу (останній, як ми припустили, паралельний напрямку дипольного моменту поглинального переходу, якому відповідає смуга J2) можна оцінити за формулою (де r574 та r607 – значення r при збудженні флюоресценції на довжині хвилі 574 та 607 нм відповідно), звідки отримуємо α = 66o. Проте цілком можливо, що на значення анізотропії при збудженні флюоресценції на 574 нм впливає також смуга J2, а отже, α є насправді більшим за 66o. Можна припустити, що взаємна орієнтація векторів дипольних моментів поглинальних переходів у екситонні зони агрегату близька до перпендикулярної. Наявність значного кута між напрямками дипольних моментів поглинальних переходів характерна для випадку давидівського розщеплення. Каша [6], розглядаючи теоретично випадок агрегатів спіральної структури, дійшов висновку, що вектор дипольного моменту одного з дозволених поглинальних переходів такого агрегату орієнтований паралельно до осі спіралі, тоді як іншого (інших) – перпендикулярно. Отримані нами результати узгоджуються з передбаченнями структури електронних енергетичних рівнів агрегату спіральної форми, зробленими Каша [6].

Таким чином, можна зробити припущення про те, що особливості структури пакування мономерів у J-агрегатах триметинціанінового барвника Cyan βiPr, утворених у борозенці poly(dA)-poly(dT), зумовлюють давидівське розщеплення структури збуджених електронних рівнів агрегату. Поглинальні переходи з основного рівня можливі на два розщеплені рівні (що належать двом розщепленим екситонним зонам), проте флюоресцентні переходи відбуваються лише з нижнього, в той час як збудження з вищого рівня переходять на нижчий внаслідок безвипромінювальних процесів. Структуру електронних рівнів мономера та агрегату Cyan iPr наведено на рис. 16.

Рис. 16. Структура електронних рівнів енергії мономерів та J-агрегатів барвника Cyan iPr. S0max, S1max, J1max, J2max – рівні, переходи на які є найімовірнішими (відповідають максимумам спектральних смуг). Вектор дипольного моменту переходу J1 перпендикулярний, а J2 – паралельний напрямку моменту флюоресцентного переходу.

На основі отриманих результатів ми припустили, що J-агрегати Cyan iPr мають спіральну структуру й утворюються у малій борозенці полінуклеотиду. Крім того, в спектрах поглинання агрегату проявляються два поглинальних електронних переходи, причому вектор дипольного моменту більш довгохвильового з них паралельний осі спіралі, а більш короткохвильового – перпендикулярний їй. Ці дипольні моменти є сумами відповідних проекцій дипольних моментів переходу окремих молекул. На основі цього можна припустити, що проекції дипольних моментів переходу молекул агрегату на вісь спіралі являють собою класичний J-агрегат структури "голова до хвоста". Тому утворений у борозенці полінуклеотиду J-агрегат можна уявити, на нашу думку, як звичайний J-агрегат структури "голова до хвоста", "скручений" у спіраль.

Loading...

 
 

Цікаве