Используемые в работе координационные соединения могут рассматриваться как биологически активные соединения, взаимодействующие in vivo с молекулой ДНК. Предварительно известна их потенциальная противоопухолевая активность. Однако, в результате реакции акватации координационные соединения этого типа могут приобретать в водном растворе заряд 3+, что может способствовать тому, что при взаимодействии с молекулой ДНК они могут индуцировать компактизацию макромолекулы в растворе вплоть до формирования тороидальных структур, как это ранее было показано для соединений кобальта подобной структуры. Поэтому целью настоящего исследования было не только рассмотрение возможности формирования биологически значимых комплексов этих соединений с молекулой ДНК в растворе, но также еще анализ их влияния на третичную структуру макромолекулы в растворе и ее персистентную длину, а также сопоставление полученных при исследовании результатов с действием широко известного конденсирующего агента – гексамина кобальта, который индуцирует формирование тороидальных наноструктур ДНК с предварительным структурированием статистического клубка макромолекулы в растворе.

Для таких исследований необходимо использование именно высокомолекулярной ДНК. В качестве объекта исследования работали с коммерческим препаратом высокомолекулярной ДНК тимуса теленка (компания Sigma Aldrich). Исследования проводили в растворах с избытком низкомолекулярной соли (NaCl), когда подавлены электростатические взаимодействия, и ее недостатком. Базовые растворы содержали 0,005 М NaCl.

Для исследования комплексообразования соединений с ДНК использовали набор экспериментальных методов, которые дают информацию о состоянии вторичной и третичной структуры ДНК: атомная силовая микроскопия, динамическое светорассеяние, низкомолекулярная вискозиметрия, двойное лучепреломление в потоке, спектральные методы. Использовали методику, позволяющую изучить возможную конкуренцию за место связывания на ДНК изучаемых соединений с другими биологически активными агентами, молекулярный механизм взаимодействия которых с ДНК хорошо известен. В качестве таких агентов использовали ионы двухвалентных металлов, некоторые координационные соединения (например, транс- и цисплатин), ПАВ. Рассматривали также соединения палладия и кобальта с разными лигандами, что позволило выявить роль различных взаимодействий (электростатических, ван-дер-ваальсовых, водородных связей, ион-дипольных) при формировании комплексов.

The coordination compounds used in this work can be considered as biologically active compounds interacting in vivo with the DNA molecule. Their potential antitumor activity is preliminary known. However, as a result of the aquatation reaction, coordination compounds of this type can acquire a charge of 3+ in an aqueous solution. This may contribute to the fact that, when interacting with a DNA molecule, they can induce compactization of the macromolecule in solution up to the formation of toroidal structures, as was previously shown for compounds cobalt of similar structure. Therefore, the purpose of this study was not only to consider the possibility of forming biologically significant complexes of these compounds with a DNA molecule in solution, but also to analyze their effect on the tertiary structure of a macromolecule in solution and its persistent length. The results, obtained in the study, were compared with the action of a well-known condensing agent - cobalt hexamine, which induces the formation of toroidal DNA nanostructures with preliminary structuring of a statistical coil of a macromolecule in solution.

For such studies, it is necessary to use high-molecular-weight DNA. As an object of study, we worked with a commercial preparation of high-molecular-weight calf thymus DNA (Sigma Aldrich). Studies were carried out in solutions with an excess of low molecular weight salt (NaCl), when electrostatic interactions are suppressed, and its deficiency. The stock solutions contained 0.005 M NaCl.

To study the complex formation of compounds with DNA, a set of experimental methods were used that provide information on the state of the secondary and tertiary structure of DNA: atomic force microscopy, dynamic light scattering, low molecular weight viscometry, flow birefringence, and spectral methods. We used a technique that makes it possible to study possible competition for the binding site on DNA of the studied compounds with other biologically active agents, the molecular mechanism of interaction of which with DNA is well known. Divalent metal ions, some coordination compounds (for example, trans- and cisplatin), and surfactants were used as such agents. Compounds of palladium and cobalt with different ligands were also considered, which made it possible to reveal the role of various interactions (electrostatic, van der Waals, hydrogen bonds, ion-dipole) in the formation of complexes.