On the problem of lipid coding of genomic DNA: molecular dynamics peculiarities of DNA-phospholipid complexes



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Lipids can be bound to nucleic acids forming coding sequence at genomic DNA, and participating in realization of language of genome. Interaction of DNA oligonucleotide(A)20-(T)20 is studied with by moleculat dynamics method. The complex is prepared as a result of molecular docking, phospholipid molecule being located at DNA minor groove. Binding energy is equal to - 6.3 kcal/mol. Formation of hydrogen binding, interactions leading to those bonds, and some other interactions between DNA and phospholipid. The number of those interactions due to molecular dynamics is varied between 175 and 337. The key role in stabilization of DNA-phospholipid complex play also van-der-vaals and hydrophobic interactions along with hydrogen binding. The role of ethanolamine grouping in complexation between DNA and phospholipid is demonstrated.

Full Text

Restricted Access

About the authors

R. I Zhdanov

Kazan (Volga region) Federal University; M.A. Sholokhov Moscow State University for the Humanities

R. Kh Aupov

Kazan (Volga region) Federal University

G. V Andrianov

Kazan (Volga region) Federal University

N. I Akberova

Kazan (Volga region) Federal University

M. Ya Ibragimova

Kazan (Volga region) Federal University

References

  1. Bischoff G., Zhdanov R.I. Lipidomic - lipids take part in complexity of human genome. Chem. Ingen. Tech. 2002; 74 (5): 714.
  2. Lagarde M., Geloen A., Record M. et al. Lipidomics is emerging. Biochim. Biophys. Acta. 2003; 1634: 61.
  3. Wenk M.R. The emerging field of lipidomics. Nat. Rev. 2005; 4: 594-610.
  4. Carvalho M., Sampaio J.L., Palm W. et al. Effects of diet and development on the Drosophila lipidome. J. Molecular Syst. Biol., 2012; 8 (1): 600-5.
  5. Albi E., Magni M.P. The role of intranuclear lipids. Biol. Cell. 2004; 96 (8): 657-67.
  6. Struchkov V.A., Strazhevskaya N.B., Zhdanov R.I. Specific natural DNA-bound lipids in post-genome era. The lipid conception of chromatin organization. Bioelectrochem. 2002; 56 (1-2): 195-8.
  7. Zhdanov R.I., Shmyrina A.S., Zarubina T.V. et al. Nature of DNA-bound fatty acids in Pseudomonas aurantiaca. FEMS Microbiol. Lett. 2006; 265: 151-8.
  8. Zhdanov R.I., Strazhevskaya N.B., Jdanov A.R. et al. A Spectroscopic and surface plasmon resonance study of oleic acid/DNA complexes. J. Biomol. Str. Dynamics. 2002; 20 (2): 231-241.
  9. Zhdanov R.I., Ibragimova M.Y. New informational level at genomic DNA: lipids specifically bound to DNA. Genetics and Chemistry Sharing a Language of Discovery: Cell Symposium series, May 23-25, 2012, Boston, USA. Book of abstracts 2012; 29.
  10. Hianik T., Zhdanov R.I., editors. Special issue devoted to lipid-nucleic acid interactions and complexes. Bioelectrochem. 2002; 58 (1): 121 pp.
  11. Struchkov V.A., Strazhevskaya N.B., Zhdanov R.I. DNA-bound lipids of normal and tumor cells: retrospective and outlooks for functional genomics. Bioelectrochem. 2002; 58 (1): 23-30.
  12. Шепелев А.П., Шестопалов А.В., Рындич А.А. и др. Связанные с ДНК липиды терморезистентных и термолабильных штаммов Shigella sonnei. Бюллет. Эксп. Биол. Мед. 1995; 120(2): 332-33.
  13. Жданов Р.И., Дьячков е.П., Стручков В.А. и др. ДНКсвязанные липиды: компьютерное моделирование взаимодействия ДНК со стеариновой и ненасыщенными кислотами. Изв. Акад. Наук. Сер.хим. 2003; 52 (9): 1794-800.
  14. Жданов Р.И., е.П. Дьячков, Стражевская Н.Б. и др. Структура и стабильность комплексов олигомеров ДНК и жирными киснаучной деятельности, а также поддержана грантом РФФИ № 12-03-97089-р_поволжье. Р.И.Ж. - реципиент гранта Фонда им. А. фон Гумбольдта (Бонн, Германия). лотами согласно данным молекулярной механики. Докл. Акад.наук. 2003; 390 (4): 548-52.
  15. Дьячков е.П., Ибрагимова М.Я., Дьячков П.Н. и др. Исследование взаимодействия ДНК с жирными кислотами методом молекулярного докинга. Ученые записки Казанского Университета. Серия естеств. Науки 2011; 153(1): 86-96.
  16. Тарасов Д.С., Ибрагимова М.Я., Изотова е.Д. и др. Молекулярная динамика и свободная энергия связывания линолевой кислоты с ДНК в водном растворе. Доклады Акад. Наук. 2012; 446 (2): 226-31.
  17. Ibragimova M.Y., Akberova N.I., Tarasov D.S. et al. Fatty acid regulation of gene expression: bioinformatics view to structure and dynamics of DNA-fatty acid complexation FEBS J. 2013; 280 (Supl.1): 560.
  18. Kleywegt G.J. Acta Cryst. 2007; D63: 94-100 (CCP4 Proceedings).
  19. Trott О., Olson A.J. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading. J. Comp. Chem. 2010; 31: 455-61.
  20. Phillips J.C., Braun R., Wang W. et al. Scalable molecular dynamics with NAMD. J. Comput. Chem. 2005; 26: 1781-1802.
  21. Wang J., Wolf R.M., Caldwell J.W. et al. Development and testing of a general amber force field. J. Comput. Chem. 2004; 25: 1157-74.
  22. Жданов Р.И., Тарасов Д.С., Изотова е. и др. Особенности комплексообразования ДНК с олеиновой кислотой по данным молекулярной динамики и спектров ЯМР. Докл. Акад. Наук 2015. [в печати].
  23. Michanek A., Yanez M., Wacklin H. et al. RNA and DNA association to zwitterionic and charged monolayers at the air-liquid interface. Langmur. 2012; 28 (25): 9621-33.
  24. Жданов Р.И., Лоренц В., Керн Д. и др. Жирнокислотный состав ,pi-IK-cBq3aHHbix липидов Pseudomonas aurantiaca по данным масс-спектрометрии. Цитология 2014; 56 (6): 437-8.
  25. Жданов Р.И., Керн Д., Лоренц В. и др. Жирнокислотный и липидный профиль ДНК-связанных липидов Pseudomonas aurantiaca по данным масс-спектрометрии. Микробиология 2014; 84(1): 50-7.
  26. Bischoff G., Hoffmann S., Zhdanov R. DNA binding of drugs in medicinal therapies. Frount. Med. Chem. 2004; 1: 619-54.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2014 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies