Взаимодействие реакционно-активных хлорсодержащих соединений с различными биоорганическими молекулами, такими как амины, аминокислоты, белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты находится в фокусе постоянного внимания не только химиков, но молекулярных биологов и медиков. Особое практическое значение имеет исследование химических механизмов образования различных производных хлора в физиологических условиях. Одними из таких соединений являются гипохлориты – соли хлорноватистой кислоты. Будучи сильным окислителем, хлорноватистая кислота выполняет роль естественного антисептика. При развитии воспалительных реакций выработка гипохлорита в организме может приводить к повреждению тканей и провоцировать развитие злокачественных новообразований.

Действие гипохлорита на различные биологические молекулы в живой клетке активно изучается на протяжении ряда лет. Вместе с тем, вопрос о влиянии структурной организации нуклеиновых кислот на их взаимодействие с гипохлоритом остается существенно менее изученным. На сегодняшний день имеются лишь немногочисленные работы, в которых проводился косвенный анализ влияния гипохлорита на пространственную структуру ДНК.

В данной работе методами УФ и ИК спектроскопии проведен анализ влияния структуры нуклеиновых кислот на протекание реакции с гипохлоритом на примере трех наиболее распространенных и биологически значимых типов нуклеиновых кислот: двунитевая ДНК в В-форме, однонитевая РНК, а также нуклеотид фосфаты. Было показано, что структурная организация нуклеиновых кислот существенно влияет на их взаимодействие с гипохлоритом. Наличие стабилизированных водородными связями комплементарных пар оснований, по всей видимости, является лимитирующим фактором начала реакции гипохлорита с эндоциклическими атомами азота. Вместе с тем, полимерная структура нуклеиновых кислот существенно ускоряет и повышает эффективность последующих стадий реакции, связанных с хлорированием экзоциклических атомов азота и разрушением кольцевой структуры азотистых оснований.

The interaction of reactive chlorine-containing compounds with various bioorganic molecules, such as amines, amino acids, proteins, lipids, carbohydrates, and nucleic acids, is the focus of constant attention not only of chemists, but also of molecular biologists and physicians. Of particular practical importance is the study of the chemical mechanisms of the formation of various chlorine derivatives under physiological conditions. One of these compounds are hypochlorites - salts of hypochlorous acid. Being a strong oxidizing agent, hypochlorous acid acts as a natural antiseptic. With the development of inflammatory reactions, the production of hypochlorite in the body can lead to tissue damage and provoke the development of malignant neoplasms.

The action of hypochlorite on various biological molecules in a living cell has been actively studied for a number of years. At the same time, the question of the influence of the structural organization of nucleic acids on their interaction with hypochlorite remains much less studied. To date, there are only a few works in which an indirect analysis of the effect of hypochlorite on the spatial structure of DNA was carried out.

In this work, using UV and IR spectroscopy, we analyzed the influence of the structure of nucleic acids on the course of the reaction with hypochlorite using the example of the three most common and biologically significant types of nucleic acids: double-stranded DNA in the B-form, single-stranded RNA, and nucleotide phosphates. It was shown that the structural organization of nucleic acids significantly affects their interaction with hypochlorite. The presence of complementary base pairs stabilized by hydrogen bonds seems to be the limiting factor in the onset of the reaction of hypochlorite with endocyclic nitrogen atoms. At the same time, the polymeric structure of nucleic acids significantly accelerates and increases the efficiency of the subsequent stages of the reaction associated with the chlorination of exocyclic nitrogen atoms and the destruction of the ring structure of nitrogenous bases.