Комплементарное связывание нуклеиновых кислот с фотополимеризуемыми ленгмюровскими монослоями, содержащими нуклеолипиды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат физико-математических наук Старицын, Сергей Николаевич

• Старицын, Сергей Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Старицын, Сергей Николаевич

Список используемых сокращений.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Ленгмюровские пленки

1.1.1. Получение монослоев амфифильных молекул на границе

раздела фаз вода-воздух

1.1.2. Перенос монослоев на твердые подложки и формирование ЛБ-плёнок

1.1.3. Полимеризуемые и полимерные ленгмюровские пленки

1.1.4. Ленгмюровские монослои смесей различных веществ

1.1.5. Практическое использование ЛБ-плёнок

1.1.6. Другие способы получения моно-и мультислойных пленок

1.2. Основные принципы сканирующей зондовой микроскопии

1.2.1. Сканирующая туннельная микроскопия

1.2.2. Атомно-силовая микроскопия

1.2.3. Артефакты зондовой микроскопии и способы их учёта

1.2.4. Применение АСМ для исследования нуклеиновых кислот

1.3. Липид-нуклеиновые взаимодействия

1.3.1. Комплексы нуклеиновых кислот с фосфолипидами

1.3.2. Комплексы нуклеиновых кислот с катионными липидами

1.3.3. Комплексы нуклеиновых кислот с анионными липидами

1.3.4. Взаимодействие нуклеиновых кислот с нуклеолипидами

Глава 2. Материалы и методы

Глава 3. Ленгмюровские пленки нуклеолипидов и дииновой кислоты: смешиваемость и фотополимеризация

3.1. Изотермы сжатия индивидуальных веществ

3.2. АСМ исследование монослоев индивидуальных веществ

3.3. Изотермы сжатия монослоев смесей нуклеолипидов с генейкозодииновой кислотой

3.4. АСМ исследование монослоев смесей нуклеолипидов с дииновой кислотой

3.5. Выводы по главе

Глава 4. Изучение взаимодействия ленгмюровских пленок, содержащих нуклеолипиды, с полирибонуклеотидами

4.1. Изотермы сжатия монослоев нуклеолипидов в присутствии полирибонуклеотидов

4.2. АСМ исследование комплексов полирибонуклеотидов с монослоями нуклеолипидов

4.3. АСМ исследование комплексов полирибонуклеотидов с монослоями смесей ГДК и ОТ

4.4. Выводы по главе

Глава 5. Комплексы нуклеиновых кислот с монослоями производных стеариновой кислоты

5.1. Комплексы нуклеиновых кислот с монослоями стеариновой кислоты

5.2. Комплексы нуклеиновых кислот с монослоями стеаринового спирта

5.3. Комплексы нуклеиновых кислот с монослоями октадециламина

5.4. Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплементарное связывание нуклеиновых кислот с фотополимеризуемыми ленгмюровскими монослоями, содержащими нуклеолипиды»

Актуальность темы исследования. Настоящая работа, посвященная комплементарному связыванию нуклеиновых кислот с фотополимеризуемыми ленгмюровскими монослоями амфифильных производных азотистых оснований (нуклеолипидов) и жирных кислот, направлена на изучение и решение актуальных проблем биофизики планарных структур, молекулярной биологии, медицины и прикладных задач: создание биосенсоров и биомимикрических поверхностей, разработку новых методов формирования наноструктур с заданными свойствами.

Интерес со стороны молекулярной биологии и медицины в этой области, в частности, обусловлен тем, что природные и синтетические нуклеиновые кислоты, образовавшие комплекс с амфифильными молекулами, приобретают особые свойства, позволяющие им проходить через клеточные мембраны.

Для формирования ленгмюровских монослоев в данной работе использовали два класса липидов: жирные кислоты и нуклеолипиды. Жирные кислоты широко распространены в живой природе, являются одним из компонентов биомембран, и на долю жирных кислот приходится примерно 20% от общего количества липидов, «жестко» связанных с нативной ДНК. Тем не менее, в большинстве работ, посвященных липид-нуклеиновым взаимодействиям, исследуется взаимодействие нуклеиновых кислот (НК) с цвиттерионными или катионными липидами, а анионные липиды (в т.ч. и жирные кислоты) оказались практически забытыми. Например, имеется много литературных данных о строении комплексов нуклеиновых кислот с октадециламином, но отсутствует информация о комплексах со стеариновой кислотой, отличающейся от октадециламина зарядом гидрофильной части молекулы (октадециламин - производное стеариновой кислоты, в котором карбоксильная группа заменена на аминогруппу).

Второй класс веществ, использовавшийся для формирования ленгмюровских пленок, нуклеолипиды, представляют собой алкил-замещенные производные природных азотистых оснований (аденин, тимин, гуанин, цитозин). Благодаря остатку жирной кислоты, молекулы нуклеолипидов нерастворимы в воде и могут формировать стабильные монослои. При этом синтез нуклеолипидов проводился таким образом, что группы атомов, отвечающих за образование уотсон-криковских связей между азотистыми основаниями, остаются нетронутыми, вследствие чего нуклеолипиды приобретают присущую азотистым основаниям способность к избирательному связыванию по принципу комплементарности: аденин-тимин (урацил) и гуанип-цитозин. При изучении взаимодействия ДНК с катионными амфифилами (например, с алифатическими аминами или поликатионами) или при работе с тройными комплексами (фосфатидилхолин - 2-х валентный катион - нуклеиновая кислота), исследователь имеет дело, по сути, с взаимодействием заряженных молекул. Нуклеолипиды дают возможность перейти от рассмотрения проблемы на уровне зарядовых взаимодействий к следующему уровню детализации: учесть, что молекула нуклеиновой кислоты представляет собой не просто полимерную «нить», обладающую неким электрическим зарядом, а как «генетическая» молекула характеризуются детерминированной последовательностью азотистых оснований, входящих в её состав. Нуклеолипиды будут связываться, формируя липидное окружение, только с определенными участками молекулы нуклеиновой кислоты, что открывает подходы к созданию новых типов лекарственных средств и способов их доставки.

Нуклеолипиды как молекулярные компоненты, способные к избирательному связыванию, могут быть использованы для конструирования самоорганизующихся супрамолекулярных комплексов (концепция «снизу-вверх» - создание сложных молекулярных комплексов на основе более простых по строению исходных компонентов), что представляет большой интерес с практической точки зрения, например, для создания дешевых и высокоспецифичных биосенсоров. Нуклеолипиды, связывающиеся с комплементарными им азотистым основаниям в цепочке нуклеиновой кислоты, могут формировать «слепок» с добавленных под монослой молекул нуклеиновых кислот. Для фиксации последовательности нуклеолипидов, заданной молекулой-матрицей, в данной работе используются двухкомпонентные ленгмюровские пленки нуклеолипидов (функциональный компонент) и дииновой кислоты (полимеризуемый амфифил).

Объект исследования: объектом исследования являются фотополимеризуемые ленгмюровские монослои генейкозодииновой кислоты и амфифильных производных азотистых оснований, а также ленгмюровские монослои производных стеариновой кислоты, различающихся зарядом гидрофильной части молекулы.

Предмет исследования: предметом исследования является комплементарное связывание нуклеиновых кислот с фотополимеризуемыми ленгмюровскими монослоями, содержащими нуклеолипиды, а также липид-нуклеиновые взаимодействия между нуклеиновым кислотами и модельными мембранными структурами, сформированными из жирных кислот.

Целью диссертационной работы является разработка и экспериментальное обоснование методики формирования ультратонких ориентированных полимерных пленок, содержащих нуклеолипиды и фиксирующих их в последовательности, заданной молекулами ДНК.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать возможность избирательного связывания нуклеиновых кислот, растворенных в субфазе, с нуклеолипидами, формирующими монослой на границе раздела фаз вода-воздух.

2. Исследовать возможность встраивания молекул АПАО в фотополимеризующуюся матрицу (представляющую собой ленгмюровский монослой диацетиленовых кислот), т.е. возможность получения истинных растворов смесей нуклеолипидов и дииновой кислоты в ленгмюровских монослоях.

3. Исследовать закономерности фотополимеризации смешанных монослоев дииновой кислоты и нуклеолипидов; исследовать свойства получаемых при этом полимерных пленок (таких как стабильность структуры и механическая прочность).

4. Разработать методику переноса ленгмюровских монослоев, содержащих нуклеолипиды, на твердые подложки с сохранением способности нуклеолипидов к избирательному связыванию нуклеиновых кислот.

5. Изучить морфологию комплексов (методами АСМ) нуклеиновых кислот с ленгмюровскими монослоями нуклеолипидов, жирных кислот и их смесей.

Научная новизна диссертации:

1. Реализовано комплементарное связывание полирибонуклеотидов с искусственными полимеризующимися молекулярными структурами. Показано избирательное связывание нуклеолипидов, формирующих монослой на границе раздела фаз вода-воздух с растворенными в воде комплементарными полинуклеотидами большой длины (1000-3000 оснований).

2. Разработан способ формирования на твердых подложках стабильных, моделирующих биомембраны молекулярных структур, содержащих нуклеолипиды. Особенностью полученных нами структур является то, что функциональные группы молекул, формирующих внешний по отношению к подложке монослой, обращены наружу и способны взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами.

3. Впервые обнаружено влияние структуры подложки па ориентацию молекул нуклеиновых кислот, адсорбированных на ленгмюровских монослоях стеариновой кислоты. Молекулы нуклеиновых кислот, перенесенные вместе с мопослоем стеариновой кислоты на свежесколотую слюду, формируют домены, внутри которых цепочки нуклеиновых кислот ориентируются параллельно друг другу.

Положения, выносимые на защиту:

1. Амфифильные производные азотистых оснований способны формировать стабильные ленгмюровские монослои на поверхности воды, избирательно связывающие полирибонуклеиновые кислоты.

2. Амфифильные производные азотистых оснований могут быть встроены в фотополимеризуемые монослои дииновых кислот и перенесены на твердые подложки с сохранением своей функциональной активности - способности к избирательному связыванию с комплементарными азотистыми основаниями.

3. Структура подложки влияет на ориентацию молекул нуклеиновых кислот, адсорбированных на ленгмюровских монослоях стеариновой кислоты. Молекулы НК, перенесенные вместе с монослоем стеариновой кислоты на свежесколотую слюду, формируют домены, внутри которых цепочки нуклеиновых кислот ориентируются параллельно друг другу.

Достоверность полученных результатов

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается комплексным использованием широко известных и применяемых экспериментальных методов исследований. Выводы, полученные при использовании различных методов исследования, не противоречат друг другу и согласуются с результатами работ других авторов.

Практическая значимость работы

Реализованное нами специфическое связывание нуклеиновых кислот на искусственных молекулярных структурах, сформированных на основе фотополимеризующихся ленгмюровских монослоев, содержащих нуклеолипиды, формирует новые подходы к созданию биосенсоров на видоспецифичные фрагменты ДНК. Причем для создания таких биосенсоров ДНК нет необходимости знать последовательности оснований ДНК, а достаточно иметь образец ДНК, который будет использоваться в качестве матрицы для создания «распознающего» элемента биосенсора -монослоя смеси нуклеолипидов с липидами, формирующими полимеризующуюся сетку, в которой фиксируется относительное расположение молекул нуклеолипидов, заданное молекулами ДНК.

Обнаруженный эффект формирования упорядоченных структур молекулами нуклеиновых кислот, адсорбированных на монослое стеариновой кислоты (при переносе на твердые подложки), может быть использован при создании биочипов, отличающихся высокой плотностью упаковки и степенью упорядоченности молекул ДНК.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на следующих научных конференциях и школах:

Международный биофизический конгресс - 2005 (15th IUPAB & 5th EBSA International Biophysics congress), Монпелье, Франция.

II Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии "МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА - 2005", Москва, Россия, 2005.

Мая Международная конференция аспирантов и молодых ученых (14th Annual Conference of Doctoral Students "Week of Doctoral Srudents 2005"), Прага, Чехия, 2005.

Международная школа-конференция «Молодые ученые - новой России. Фундаментальнее исследования в области химии и инновационная деятельность», Иваново, Россия, 2005.

III съезд биофизиков России, Воронеж, Россия, 2004.

Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2005», «Ломоносов-2004», «Ломоносов-2002», Москва, Россия, 2005, 2004, 2002.

Научная конференция «Ломоносовские чтения 2002», Москва, Россия, 2002.

XVI международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ-2002", Москва, Россия, 2002.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Старицын, Сергей Николаевич

5.4. Выводы по главе 5

Сравнение АСМ изображений для монослоев 3-х различных производных СК (стеариновая кислота, стеариламин и стеариновый спирт), полученных при различных условиях, позволяет утверждать, что нуклеиновые кислоты могут связываться с монослоями стеариновой кислоты при наличии в субфазе 2-х валентных катионов, могут формировать комплексы с аминами при различных значениях ионной силы раствора, но не способны формировать комплексы с жирными спиртами. Поскольку на подложках, предварительно модифицированных монослоем СК, нуклеиновые кислоты не формируют упорядоченных структур, то можно утверждать, что структура подложки (свежесколотая слюда) оказывает влияние не только на структуру переносимых на неё ленгмюровских пленок [22], но и на ориентацию биомакромолекул, адсорбированных на переносимых ленгмюровских монослоях.

Заключение

Реализовано комплементарное связывание нуклеиновых кислот с двумерными искусственными полимеризуемыми молекулярными структурами. Разработана технология получения стабильных ультратонких ориентированных молекулярных пленок, содержащих нуклеолипиды с сохранением их функциональной активности.

На основании обширных экспериментальных исследований автором установлены общие закономерности встраивания в полимеризуемые монослои синтезированных по нашему заданию амфифильных производных азотистых оснований с предложенной нами структурой, позволяющей реализовать принципы самоорганизации и молекулярного узнавания на границе раздела фаз. Полученные результаты являются ключевыми в разработке новых методов формирования упорядоченных молекулярных структур в ленгмюровских пленках на основе матричного принципа репликации ДНК. Оригинальность предлагаемой методики состоит в том, что добавляемые под монослой биомакромолекулы используются в качестве матрицы, на которой формируется комплементарный «слепок» из молекул монослоя с последующей фиксацией полученной последовательности нуклеолипидов в полимерной матрице монослоя.

Результаты и выводы

1. Показано, что нуклеолипиды с заданной нами структурой обладают поверхностно-активными свойствами и могут образовывать стабильные монослои на поверхности водной субфазы. Нуклеолипиды способны образовывать уотсон-криковские пары с комплементарными азотистыми основаниями. Реализовано комплементарное связывание молекул РНК с монослоями нуклеолипидов.

2. Определены соотношения компонентов, при которых образуются истинные двумерные растворы смесей нуклеолипидов и генейкозодииновой кислоты в ленгмюровских пленках. Полное смешивание компонентов смеси сохраняется при переносе монослоев на твердые подложки и при полимеризации монослоя, что приводит к фиксации молекул нуклеолипидов в полимерной матрице и повышению механической прочности и однородности монослоя.

3. Разработан способ формирования на твердых подложках стабильных ультратонких ориентированных полимерных молекулярных пленок, содержащих нуклеолипиды с сохранением их функциональной активности.

4. Продемонстрировано комплементарное связывание полирибонуклеотидов с нуклеолипидами, включенными в полимерные пленки на поверхности твердых подложек, что открывает новые возможности в создании биосенсоров нуклеиновых кислот на основе принципа репликации ДНК с фиксацией полученной последовательности нуклеолипидов путём фотополимеризации монослоя.

5. Впервые обнаружено влияние структуры подложки на ориентацию молекул нуклеиновых кислот, адсорбированных на ленгмюровских монослоях стеариновой кислоты. Молекулы нуклеиновых кислот, перенесенные вместе с монослоем стеариновой кислоты на свежесколотую слюду, формируют домены, внутри которых цепочки нуклеиновых кислот ориентируются параллельно друг другу.

Благодарности

Выражаю искреннюю благодарность своему научному руководителю - Всеволоду Александровичу Твердислову, а также Сергею Александровичу Яковенко за постановку задачи, многочисленные консультации, помощь и поддержку в процессе выполнения этой работы.

Особую благодарность хочу выразить сотруднику РХТУ им. Д.И. Менделеева, к.х.н. Захарычеву Владимиру Владимировичу за синтез амфифильных производных азотистых оснований, без чего данная работа не могла состояться.

Я глубоко признателен д.ф.-м.н., проф. Игорю Владимировичу Яминскому, руководителю группы СЗМ кафедры полимеров и кристаллов, где была выполнена значительная часть диссертационного исследования, и сотрудникам этой лаборатории за интерес и поддержку моей работы, особенно Евгению Владимировичу Дубровину и Андрею Михайловичу Ломоносову за помощь в проведении АСМ исследований.

Кроме того, не могу не отметить благодарностью всех тех, с кем я сотрудничал в процессе выполнения этой работы - Геннадия Борисовича Хомутова, А.Н. Сергеева-Черенкова, А.А, Дементьева и многих других.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Старицын, Сергей Николаевич, 2006 год

1. Блинов J1.M. «Физические свойства и применение ленгмюровских моно- и мультимолекулярных слоев». Успехи химии, 1983, Т.52, №8, с. 1263-1300.

2. Чечель О.В., Николаев Е.Н. «Устройства для получения плёнок Ленгмюра -Блоджетт». ПТЭ №4,1991.

3. Blodgett К.В. «Monomolecular films of fatty acids on glass», J. Amer. Chem. Soc. 1934. Vol. 56, p. 495.

4. Blodgett K.B. «Films built by depositing successive monomolecular layers on a solid surface», J. Amer. Chem. Soc. 1935. Vol. 57, pp. 1007-1022.

5. Kraack H., Ocko В. M., Pershan P. S„ Sloutskin E., Deutsch M., "Structure of a Langmuir Film on a Liquid Metal Surface". Science, Vol. 298, pp. 1404 1407.

6. Kraack H., Ocko В. M., Pershan P. S., Sloutskin E., Tamam L., Deutsch, M., "The Structure and Phase Diagram of Langmuir Films of Alcohols on Mercury". Langmuir, 2004, Vol. 20, pp. 5386-5395

7. Richard J., Barraud A., Vandevyver M., Ruaudel-Teixier A., "Two-step transfer of conducting Langmuir films from a glycerol subphase". Thin solid Films, 1988, Vol. 159, pp. 207-214.

8. Roberts G.G. (Editor) Et.Al «Langmuir-Blodgett Films», Elsevier Science, 1982.

9. Frommer M.A., Miller I.R., "Adsorption of DNA at the Air-Water interface". The Journal of Physical Chemistry, 1968, Vol. 72(8), pp. 2862-2866

10. Iimura K., Yamauchi Y., Kato Т., Suzuki M., "Two-Dimensional Dendritic Growth of Condensed Phasw Domains in Spread Monolayers of cis-Unsaturated Fatty Acids". Langmuir, 2001, Vol. 17, pp. 4602-4609.

11. Kaganer V.M., Mohwald H., Dutta P., "Structure and phase transitions in Langmuir monolayers". Reviews of Modern Physics, Vol. 71, No. 3, pp. 779-819.

12. Daillant J., Alba M., "High-resolution x-ray scattering measurements: I. Surfaces". Rep. Prog. Phys, 2000, Vol.63, pp. 1725-1777.

13. Ocko B.M., Kelley M.S., Nikova A.T., Schwartz D.K., "Structure and Phase Behavior of Mixed Monolayers of Saturated and Unsaturated Fatty Acids". Langmuir, 2002, Vol. 18, pp. 9810-9815.

14. Langmuir I., Schefer V. "Composition of fatty acid films on water containing calcium or barium salts", J. Amer. Chem. Soc. 1936. Vol. 58, pp. 284-287.

15. Biegajski J.E., Cadanhead D.A., Prasad P.N. "Interfacial polymerization of monomolecular and Langmuir-Blodgett films of ((butoxycarbonyl)methyl)urethane diacetylenes", Macromolecules, 1991,24, pp 298-303.

16. Hagting J.G., Vorenkamp E.J., Schouten A.J. "Dipping induced orientation in Langmuir-Blodgett multilayers of a flexible PPV precursor polymer". Thin Solid Films, 1998, Vol. 327-329, pp. 65-68.

17. Blodgett K.B. «Films built by depositing successive monomolecular layers on a solid surface», J. Amer. Chem. Soc. 1935. Vol. 57, pp. 1007-1022.

18. Matzaenbach A., Ottenbreit P., Prass W., «Mono- and multilayers from preformed polymers influence of molecular weight», Makromol. Chem.; Macromol. Symp. 1991, Vol. 46, pp. 353-358.

19. Lee S., Virtanen J., Virtanen S., Penner R., "Assembly of Fatty Acid Bilayers on Hydrophobic Substrates Using a Horizontal Deposition Procedure". Langmuir, 1992, Vol. 8, pp. 1243-1246.

20. Schwartz D.K. "Langmuir-Blodgett film structure". Surface Science Reports, 1997, Vol. 27, pp. 241-334.

21. Schwartz D.K., Viswanathan R., Garnaes J., Zasadzinski J.A. "Influence of Cations, Alkane Chain Length, and Substrate on Molecular Order of Langmuir-Blodgett Films". J. Am. Chem. Soc., 1993, Vol. 115, pp. 7374-7380.

22. Mann S., Heywood В., Rajam S., Walker J., "Structural and stereochemical relationships between Langmuir monolayers and calcium carbonate nucleation". J. Phys. D: Appl. Phys, 1991, Vol. 24, pp. 154-164.

23. Ulman A., An introduction to ultrathin organic films from Langmuir-Blodgett to Self-Assembly, London, Academic Press, 1991.

24. Miyashita Т., Mizuta Y., Matsuda M., «Studies on Langmuir-Blodgett multilayer formation from preformed poly(N-alcylacrylamides)», British Polymer Journal, 1990, Vol. 22, pp. 327-331.

25. Wegner G., "Topochemical a 1.Polymerization of Monomers with Conjugated Triple Bonds". Makromol. Chem., 1972, Vol 154 (1), pp. 35-48.

26. Tieke В., Lieser G., Wegner G., "Polymerization of diacetylenes in Multilayers", Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition, 1979, Vol. 17, pp. 1631-1644.

27. Tieke В., Lieser G., "Polymerization of diacetylenes in Mixed Multilayers", Journal of Colloid and Interface Science, 1981, Vol. 83, pp. 230-239.

28. Виноградов Г.А., "Механизм и кинетика полимеризации сопряженных диацетиленов. Физические свойства полидиацетиленов". Успехи химии, 1984, т. 53, № 1, стр 135-175.

29. Мисин В.М., Черкашин М.И., "Твердофазная полимеризайия мономеров с сопряженными ацетиленовыми группами". Успехи химии, 1985, т. 54, № 6, стр 956-1008.

30. Арсланов В.В., "Полимерные монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт. Полиреакциии в организованных молекулярных ансамблях; структурные превращения и свойства". Успехи химии, 1991, т. 60, № 5, стр 1155-1189.

31. Свешникова J1.JI. и др. "Пленки Ленгмюра-Блоджетт триацетиленовых соединений: получение и фотополимеризация". Поверхность. Физика, химия, механика. 1995, №10, стр. 87-93.

32. Алексеев А.С., Домнин И.Н., Лемметюйнен X., и др., "Полимеризация диацетиленового спирта и его смеси с диацетиленовой кислотой в пленках Ленгмюра-Блоджетт". Журнал Физической Химии, 2002, т.76, № 5, стр. 898-904.

33. Hofmann U., Peltonen J., "Color Transitions in Monolayers of a Polymerizable Single-Chain Diacetylenic Lipid". Langmuir, 2001, Vol. 17, pp. 1518-1524.

34. Carpick R. W., Mayer Т. M., Sasaki D. Y., Burns A. R. "Spectroscopic Ellipsometry and Fluorescence Study of Thermochromism in an Ultrathin Poly(diacetylene) Film: Reversibility and Transition Kinetics". Langmuir, 2000, Vol. 16, pp. 4639-4647.

35. Ahmed F.R., Wilson E.G., Moss G.P., «Bis(diacetylene)s: Langmuir-Blodgett films», Thin solid films, 1990, Vol. 187, pp. 141-153.

36. Kruchinin V.N., Repinsky S.M., Sveshnikova L.L., et al. "Kinetic study of diacetylene polymerization in mono and multilayers of the Langmuir-Blodgett type". Thin Solid Films, 1994, Vol. 240, pp. 131-137.

37. Lee Y.-L., Yang Y.-C., Shen Y.-J., "Monolayer Characteristics of Mixed Octadecylamine and Stearic Acid at the Air/Water Interface". J. Phys. Chem. В., 2005, Vol. 109, pp. 4662-4667.

38. McConnel H.M., «Equilibration rates in lipid monolayers», Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, Vol. 93,15001-15003.

39. Chi L.F., Jacobi. S., Fuchs H., "Chemical identification of differing amphiphiles in mixed Langmuir-Blodgett films by scanning surface potential microscopy", Thin solid films,1996, Vol. 284-285, pp 403-407.

40. Yagi K., Fujihira M., "Study of mixed Langmuir-Blodgett films of hydrocarbon and fluorocarbon amphiphilic compounds by scanning surface potential microscopy and friction force microscopy". Applied Surface Science, 2000, Vol. 157, pp. 405-411.

41. Shou-Jun Xiao et al. "Morphologies of phase-separated monolayers investigated by atomic force microscopy". Thin Solid Films, 1995, Vol. 256, pp. 210-214.

42. Nag K., Rich N.H., Keough K.M.W., "Interacton between dipalmitoylphosphatidylglycerol and phospatidylcholine and calcium", Thin Solid Films, 1994, Vol. 244, pp 841-844.

43. Acharyaa S., Parichhab Т., Talapatra G.B., "Photophysical properties of hexamethoxytriphenylene mixed with stearic acidassembledin Langmuir-Blodgett films". Journal of Luminescence, 2002, Vol. 96, pp. 177-184.

44. Hou Y, Tlili C, Jaffrezic-Renault N, et al. "Study of mixed Langmuir-Blodgett films of immunoglobulin G/amphiphile and their application for immunosensor engineering". Biosens Bioelectron. 2004, Vol. 20(6), pp. 1126-1133.

45. Геннис P. «Биомембраны: молекулярная структура и функции». Москва, «Мир»,1997.

46. Brezesinski G., Mohwald Н., "Langmuir monolayers to study interactions at model membrane surfaces". Adv Colloid Interface Sci, 2003, Vol. 100-102, pp. 563 584.

47. Ulman A., "Formation and Structure of Self-Assembled Monolayers", Chem. Rev., 1996, Vol. 96, pp. 1533-1554.

48. Binning G., Rohrer H. "Scanning tunneling microscopy". Surface Science, 1983, Vol. 126, pp. 236-244.

49. Binning G., Quate C. "Atomic force microscope". Phys. Rev. Lett., 1986, Vol.56, pp.930-933.

50. Saens J.J., Garcia N., Grutter P., Meyer E., Heinzelmann H., Wiezendanger R., Rosenthaler L., Hidber H.R., and Guntherodt H.J. "Observation of magnetic forces by the atomic force microscope". J. Appl. Phys., 1987, Vol. 63, pp.4293-4295.

51. Simmons J.G. "Generalized formula for the electronic tunnel effect between similar electrodes separated by a thin insulating film" J. Appl. Phys, 1963, Vol. 34, pp.1793-1803.

52. Cyr D.M., Venkataraman В., Flynn G.W., Black A., Whitesides G. M., "Functional group identification in scanning tunneling microscopy of molecular adsorbates." Journal of Physical Chemistry, 1996, Vol. 100 (32), pp. 13747-13759.

53. Yin S. et al. "Studies of the effects of hydrogen bonding on monolayer structures of CigHjyX (X=OH, SH) on HOPG". Chemical Physics Letters, 2001, Vol. 348, pp. 321-328.

54. Hamai С., Tanaka H., Kawai T. "Surface structure characterization of DNA oligomer on Cu(l 11) surface using low temperature scanning tunneling microscopy". J. Vac. Sci. Technol. B, 1999, Vol. 17(4), pp. 1313-1316.

55. Guckenberger R., Heim M., Cevc G., Knapp H. F., Wiegrabe W., and Hillebrand A. "Scanning tunneling microscopy of insulators and biological specimens based on lateral conductivity of ultrathin water films". Science, 1994, Vol. 266, pp.1538-1540.

56. Филонов A.C., Яминский И.В. "Зондовая микроскопия: построение и обработка изображений". В кн. «Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров» под ред. И.В. Яминского. М.: Научный мир, 1997.

57. Stemmer A. and Engel A. "Imaging biological macromolecules by STM: quantitative interpretation of topographs". Ultramicroscopy, 1990, Vol.34, pp.129-140.

58. Gallyamov M.O, Yaminskii I.V. "Quantitative methods for restoration of true topographical properties of objects using the measured AFM-images. 2. The effect of broadening of the AFM-profile". Surface Investigation, 2001, Vol.16, pp.1135-1141.

59. Dunlap D.D., Bustamante C. "Images of single-stranded nucleic acids by scanning tunneling microscopy". Nature, 1989, Vol. 342, pp. 204-206.

60. Clemmer C.R., Beebe T.P. "Graphite: A mimic for DNA and other biomolecules in scanning tunneling microscopes studies". Science, 1991, Vol.251, pp.640-642.

61. Heckl W.M., Binning G. "Domain walls on graphite mimic DNA". Ultramicroscopy, 1992, Vol. 42-44, pp. 1073-1078.

62. Bustamante C., Vesenka J., Tang C.L., Rees W., Guthod M., Keller R. "Circular DNA molecules imaged in air by scanning force microscopy". Biochemistry, 1992, Vol. 31, pp. 22-26.

63. Hansma H.G., Sinscheimer R.L., Li M.Q., Hansma P.K. "Atomic force microscopy of single- and double-stranded DNA". Nucleic. Acids Res., 1992, Vol.20, pp.3585-3590.

64. Muller D.J., Amrein M., Engel A. "Adsorption of biological molecules to a solid support for scanning probe microscopy" Journal of Structural Biology, 1997, Vol.119, pp. 172188.

65. Hansma H.G. and Laney D.E. "DNA binding to mica correlates with cationic radius: assay by atomic force microscopy". Biophysical Journal, 1996, Vol.70, pp.1933-1939.

66. Hansma H.G., Revenko I., Kim K., Laney D.E. "Atomic force microscopy of long and short double-stranded, single-stranded and triple-stranded nucleic acids". Nucleic Acids Research, 1996, Vol. 24, pp. 713-720.

67. Hu J., Wang M., Weier H.-U.G., Frantz P., Kolbe W., Ogletree D.F. "Imaging of single extended DNA molecules on flat (aminopropyl)triethoxysilane-mica by atomic force microscopy" Langmuir, 1996, Vol. 12(7), pp. 1697-1700.

68. Shlyakhtenko L.S., Potaman V.N., Sinden R.N. and Lyubchenko Yu.L. "Structure and dynamics of supercoil-stabilized DNA cruciforms" Journal of Molecular Biology, 1998, Vol. 280, pp.61-72.

69. Smith B.L., Gallie D.R., Le H., Hansma P.K., "Visualisation of poly(A)-Binding Protein Complex Formation with Poly(a) RNA Using Atomic Force Microscopy". Journal of Structural Biology, 1997, Vol. 119, pp. 109-117.

70. Murray M.N., Hansma H.G., Bezanilla M., Sano Т., Ogletree D.F., Kolbe W., Smith C.L., Cantor C.R., Spengler S., Hansma P.K., Salmeron M. "Atomic force microscopy of biochemically tagged DNA". Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 1993, Vol. 90, pp. 3811-3814.

71. Jacob F., Brenner S., Cuzin F., "On the regulation of DNA replication in bacteria". Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 1963, Vol. 28, pp. 329-348.

72. Budker V.G., Kazatchkov Yu. A., Naumova L. P. "Polynucleotides Adsorb on Mitochondrial and Model Lipid Membranes in Presence of Bivalent Cations". FEBS Letters, 1978, Vol. 95, pp. 143-146.

73. Budker V.G., Godovikov A.A., Naumova L. P., Slepneva I.A. "Interaction of Polynucleotides With Natural and Model Membranes". Nucleic Acids Research, 1980, Vol. 8, pp. 2499-2515.

74. Gruzdev A.D., Khramtsov V.V., Weiner L.M., Budker V.G., "Fluorescence Polarization Study of the Interaction of Biopolymers with Liposomes". FEBS Letters, 1982, Vol. 137, pp. 227-230.

75. Кувичкин B.B. "ДНК-Липидные Взаимодействия In Vitro и In Vivo". Успехи Современной Билогии, 2000, т. 120, № 5, сс. 466-476.

76. Мальцева T.B., Биченков E.E., Коробейничева H.K., Будкер В.Г. "Изучение взаимодействия поли(А) с фосфолипидными мембранами методом ИК-спектроскопии". Биофизика, 1983, т. 28, сс. 766-770.

77. Кувичкин В.В., Сухомудренко А.Г. "Взаимодействие природных и синтетических полинуклеотидов с липосомами в присутствии двухвалентных катионов". Биофизика, 1987, т. 32, с. 628.

78. Кувичкин В.В., Волкова Л.А., Нарышкина Е.П., Исангалин Ф.Ш. "Исследование взаимодействия полинуклеотидов с фосфатидилхолиновыми липосомами и двухвалентными катионами методами ЭПР и ПМР". Биофизика, 1989, т. 34, с. 405.

79. Кувичкин В.В., Кузнецова С.М., Емельяненко В.И., Жданов Р.И., Петров А.И. "Калориметрическое исследование комплекса поли(А)*поли(У)-фосфатидилхолиновые липосомы-Mg2"1" ". Биофизика, 1999, т. 44, сс. 430-435.

80. Биченков Е.Е., Будкер В.Г., Горохова О.Е., Маркушин Ю.Я., Суюшев В.А. "Влияние адсорбции полинуклеотидов на характеристики плоской бислойной фосфатидилхолиновой мембраны". Биофизика, 1987, т. 32, сс. 524-526.

81. McManus J.J., Radler J.O., Dawson К.А. "Does Calcium Turn a Zwitterionic Lipid Cationic?". J. Phys. Chem. B, 2003, Vol. 107, pp. 9869-9875.

82. Feigner P.L., Gadek T.R., Holm M., Roman R., Chan H.W., Wenz M., Northrop J.P., Ringold G.M., Danielsen M. "Lipofection: a highly efficient, lipid-mediated DNA-transfection procedure". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987, Vol. 84, pp. 7413-7417.

83. Gershon H., Ghirlando R., Guttman S.B., Minsky A. "Mode of formation and structural features of DNA-cationic liposome complexes for transfection". Biochemistry, 1993, Vol. 32(28), pp. 7143-7151.

84. Huebner S., Battersby B.J., Grimm R., Cevc G. "Lipid-DNA complex formation: reorganization and rupture of lipid vesicles in the presence of DNA as observed by cryoelectron microscopy". Biophys J., 1999, Vol. 76(6), pp. 3158-3166.

85. May S., Ben-Shaul A., "DNA-lipid complexes: stability of honeycomb-like and spaghetti-like structures". Biophys J., 1997, Vol. 73, pp. 2427-2440.

86. May S., Harries D., Ben-Shaul A., "The Phase Behavior of Cationic Lipid-DNA Complexes". Biophysical J., 2000, Vol. 78, pp. 1681-1697.

87. Harries D., May S., Gelbart W.M., Ben-Shaul A., "Structure, Stability, and Thermodynamics of Lamellar DNA-Lipid Complexes". Biophysical J., 1998, Vol. 75, pp. 159— 173.

88. Tarahovsky Y.S., Khusainova R.S., Gorelov A.V., Nicolaeva T.I., Deev A.A., Dawson K.A., Ivanitsky G.R. "DNA initiates polymorhic structural transtions in lecitin" FEBS Lett. 1996, Vol.390, pp. 133-136.

89. McManus J.J., ., Radler J.O., Dawson K.A "Phase Behavior of DPPC in a DNA-Calcium-Zwitterionic Lipid Complex Studied by Small-Angle X-ray Scattering". Langmuir, 2003, Vol. 19, pp. 9630-9637.

90. O. Francescangeli, V. Stanic, and L. Gobbi P. et al. "Structure of self-assembled liposome-DNA-metal complexes". Physical Review E, 2003, Vol. 67, 011904.

91. Fang Y., Yang J. "Two-Dimensional Condensation of DNA Molecules on Cationic Lipid Membranes". J. Phys. Chem. B, 1997, Vol. 101, pp. 441-449.

92. Symeitz C., Schneider M., Brezesinski G., Mohwald H. "DNA Aligment at Cationic Lipid Monolayers at the Air/Water Interface". Macromolecules, 2004, Vol. 37, pp. 3865-3873.

93. Malghani M.S., Yang J. "Stable Binding of DNA to Zwitterionic Lipid Bilayers in Aqueous Solutions". J. Phys. Chem. B, 1998, Vol. 102, pp. 8930-8933.

94. Salditt Т., Koltover I., Radler J.O., Safinya C.R. "Two-Dimensional Smectic Ordering of Linear DNA Chains in Self-Assembled DNA-Cationic Liposome Mixtures". Physical Review Letters, 1997, Vol. 79, pp. 2582-2585.

95. Netz R.R., Joanny J.F. "Adsorption of Semiflexible Polyelectrolytes on Charged Planar Surfaces: Charge Compensation, Charge Reversal, and Multilayer Formation". Macromolecules, 1999, Vol. 32,9013-9025.

96. Сухорукое Г.Б., Ерохин B.B., Тронин А.Ю. "Получение и исследование ленгмюровских пленок комплексов нуклеиновых кислот и октадециламина", Биофизика, 1993, т.38, вып.2, стр 257-262.

97. Сухоруков Г.Б. «Формирование и исследование структуры мультислойных пленок, содержащих нуклеиновые кислоты». Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н., Москва, 1994.

98. Matsuo Y., Ijiro K., Shimomura M. "Stretching of single DNA molecules complexed with restriction endonuclease by Langmuir-Blodgett method". Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2005, Vol. 40, pp. 123-126

99. Rhodes D.G., Lui J. "Divalent Cation Mediated Binding of Oligonucleotides to Langmuir Monolayers of Charged Lipids". Langmuir, 1996, Vol. 12, pp. 1879-1883.

100. Bhaumik A., Ramakanth M., Brar L., Raychaudhuri A.K., Rondelez F., Chatteiji D. "Formation of a DNA Layer on Langmuir-Blodgett Films and Its Enzymatic-Digestion". Langmuir, 2004, Vol. 20, pp. 5891-5896.

101. Liang H., Harries D., Wong G. "Polymorphism of DNA-anionic liposome complexes reveals hierarchy of ion-mediated interactions ". Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS), 2005, Vol. 102, pp. 11173-11178.

102. Ramirez F., Mandal S.B., Marecek J.F. "Nucleotidophospholipids: Oligonucleotide Derivatives with Membrane-Recognition Groups". J. Am. Chem. Soc., 1982, Vol. 104, pp. 5483 -5486.

103. Rosemeyer H., Ahlers M., Schmidt В., Seela F. "Ein Nucleolipid mit dem antiviralen Acycloguanosin als Korfgruppe Synthese und Liposomenbildung". Angew. Chem., 1985, Vol. 97 (6), pp. 500-501.

104. Kitano H., RingsdorfH. "Surface Behaviors of Nucleic Acid Base-Containing Lipids in Monolayer and Bilayer Systems". Bull. Chem. Soc. Jpn., 1985, Vol. 58,2826-2828.

105. Shimomura M., Nakamura F., Ijiro K., Taketsuna H., Tanaka M., Nakamura H., Hasebe K. "Chiral crystal formation of octadecylcytosine monolayer by comlementary base paring". Thin Solid Films, 1996, Vol. 284-285, pp. 691-693.

106. Shimomura H., Nakamura F., Ijiro K., Taketsuna H., Tanaka M., Nakamura H., Hasebe K. "Two-Dimensional DNA-Mimetic Molecular Organisations at the Air-Water Interface". J. Am. Chem. Soc., 1997, Vol. 119, pp. 2341-2342.

107. Shimomura M., Mitamura R., Matsumoto J., Ijiro K. "DNA-mimetics: towards novel molecular devices having molecular information". Synthetic Metals, 2003, Vol. 133-134, pp. 473-475.

108. Miao W., Du. X., Liang Y. "Molecular Recognition of Nucleolipid Monolayers of 1-(2-Octadecyloxycarbonylethyl)cytosine to Guanosine at the Air-Water Interface and Langmuir-Blodgett Films". Langmuir, 2003, Vol. 19, pp. 5389-5396.

109. Ebara Y., Mizutani K., Okahara Y. "DNA Hybridization at the Air-Water Interface". Langmuir, 2000, Vol. 16, pp. 2416-2418.

110. Radler U., Heiz C., Luisi P., Tample R. "Base-Pair Formation of selforganizing RNA Amphiphiles within Two Dimensions". Langmuir, 1998, Vol. 14, pp. 6620-6624.

111. Berti D., Franchi L., Baglioni P., Luisi P. "Molecular Recognition in Monolayers. Complementary Base Pairing in Dioleoylphosphatidyl Derivatives of Adenosine, Uridine and Cytidine". Langmuir, 1997, Vol. 13, pp. 3438-3444.

112. Berndt P., Kurihara K., Kunitake T. "Measurement of Forces between Surfaces Composed of Two-Dimensionally Organized, Complementary and Noncomplementary Nucleobases". Langmuir, 1995, Vol. 11, pp. 3083-3091.

113. Chen J., Berman A. "Formation of nucleotide base-pairs at the interface of a polydiacetylene cytosine derivatized monolayer dine and Cytidine". Nanotechnology, 2004, Vol. 15, pp. 303-315.

114. Hamada A., Kawaguchi Т., Nakano M. "Clinical Pharmacokinetics of Cytarabine Formulations". Clin Pharmacokinet, 2002, Vol 41(10), pp. 705-718.

115. Schmitt L., Tampe R. "ATP-LipidssProtein Anchor and Energy Source in Two Dimensions". J. Am. Chem. Soc., 1996, Vol. 118, pp. 5532-5543.

116. Tohda К., Tange M., Odashima К, Umezawa Y., Furuta H, Sessler J.L. "Liquid Membrane Electrode for Guanosine Nucleotides using a Cytosine-Pendant Triamine Host as the Sensory Element". Anal. Chem., 1992, Vol. 64, pp. 960-964.

117. Day D., Ringsdorf., Lando J., "Polymerization of surface active diacetylene monolayers at the gas-water interface". Polymer prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polymer. Chem. (ACS Polymer Preprints), 1978, Vol. 19(2), pp. 176-178.

118. Ивков В.Г., Берестовский Г.Н., "Динамическая структура липидного бислоя", Москва, Наука, 1981.

119. Day D., Ringsdorg Н., "Polymerization of diacetylene carbonic acid monolayers at the gas-water interface". Journal of Polymer Science: Polymer Letters Edition, 1978, Vol. 16, pp. 205-210.

120. Sasaki D.Y., Carpick R.W., Burns A.R., "High Molecular Orientation in Mono- and Trilayer Polydiacetylene Films Imaged by Atomic Force Microscopy". Journal of Colloid and Interface Science, 2000, Vol. 229, pp. 490-496.

121. Saenger, W. Principles of Nucleic Acid Structure. Springer-Verlag, New York, 1984.

122. Bizzotto D., Wong E., Yang Y., "Adsorption of octadecanol:l-pyrenenonanol mixed monolayers of insoluble surfactant onto Au(lll): an electrochemical study". Journal of Electroanalytical Chemistry, 2000, Vol. 480, pp. 233-240.