Молекулярное распознавание рибонуклеотидов на планарных матрицах дифильных металлокомплексов циклена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Турыгин, Дмитрий Сергеевич

• Турыгин, Дмитрий Сергеевич
• кандидат химических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат химических наук Турыгин, Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Молекулярное распознавание с образованием водородных связей на межфазных границах

1.2. Молекулярное распознавание за счет водородных связей в водных средах на межфазной границе вода/твердое тело

1.3. Металлокомплексы производных циклена в объеме растворов и в монослоях Ленгмюра

1.4. Монослои Ленгмюра и пленки Ленгмюра-Блоджетт дицетилциклена

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Молекулярное распознавание рибонуклеотидов на планарных матрицах дифильных металлокомплексов циклена»

Актуальность проблемы. Одна из важнейших задач современной физической химии супрамолекулярных систем состоит в получении биомиметических структур, имитирующих работу биологических объектов при физиологических условиях. Среди основных типов взаимодействий, использующихся в супрамолекулярной химии, особое место занимает образование комплементарных пар между пуриновыми и пиримидиновыми нуклеооснованиями за счет ароматического стекинга и водородных связей. Этот сравнительно простой структурный мотив является основой хранения и передачи генетической информации и многих других ключевых метаболических взаимодействий рецептор-субстрат, в том числе, и при передаче нервных импульсов. Специфичность и простота таких взаимодействий обуславливают интерес к организованным планарным ансамблям нуклеооснований для контролируемой сборки искусственных функциональных систем по принципу «снизу-вверх», создания биоподобных наноразмерных хранилищ информации, эффективных биосенсоров и пр.

Одной из двух главных проблем в этой области является преодоление конкурентной сольватации при сборке простых компонентов (нуклеооснований, нуклеотидов или их синтетических аналогов) в сложные структуры в присутствии воды. В планарных системах, контактирующих с водной фазой, oia проблема решается за счет резкого градиента свойств среды (в том числе, диэлектрической проницаемости) вблизи границы гидрофобная фаза/водный раствор, позволяющего многократно усилить эффективность образования водородных связей. Возможности этого подхода были продемонстрированы на большом числё примеров «планарных рецепторов» в монослоях Ленгмюра из дифильных производных нуклеооснований и сходных соединений, обеспечивающих связывание комплементарных субстратов из субфазы с исключительной селективностью. Вторая проблема заключается в обеспечении благоприятных стерических условий для комплементарных взаимодействий в ультратонкой пленке, поскольку стерический фактор играет ключевую роль в молекулярном распознавании с участием водородных связей, обладающих пространственной 4 направленностью. Взаимодействия компонентов системы между собой, их разориентация и взаимодействия с подложкой неизбежно приводят к снижению эффективности взаимодействий с субстратом. В этом отношении метод монослоев Ленгмюра по сравнению с другими методами создания планарных систем (например, методом самоорганизованных монослоев, или САМ) обладает особой ценностью, так как позволяет настраивать стерические условия в молекулярном ансамбле за счет изменения плотности упаковки и взаимной ориентации молекул на поверхности жидкости.

Однако, создание комплементарных систем из таких монослоев-прекурсоров на твердой поверхности (пленок Ленгмюра-Блоджетт, или ПЛБ) требует особого подхода, поскольку в традиционных полислойных ПЛБ молекулярному распознаванию препятствуют диффузионные и стерические ограничения, а получение монослойных ПЛБ Х-типа (т.е. таких, в которых функциональные гидрофильные группы были бы ориентированы в направлении от положки и доступны для взаимодействий) сопряжено со значительными трудностями в силу термодинамической нестабильности таких систем. Одной из возможных стратегий для решения этой задачи является иерархическая супрамолекулярная сборка комплементарной системы на активной матрице, созданной из предорганизованного монослоя-прекурсора синтетических рецепторов, стабилизированного САМ, на твердой поверхности. Активная матрица должна быть способна связывать соединения, несущие нуклеооснования, инициировать дальнейшую самоорганизацию системы за счет образования комплементарных пар и минимизировать влияние подложки и стерически неблагоприятных взаимодействий между нуклеооснованиями внутри планарного ансамбля. В качестве рецепторов для создания активной матрицы особый интерес представляют металлокомплексы макроциклических полиаминов (цикленов), обладающие сродством по отношению к ряду анионов, в том числе имид- и фосфат-дианионам, являющимся компонентами простых рибо- и дезоксирибонуклеотидов. Поверхность, декорированная такими комплексами, может быть потенциально пригодна для контролируемой количественной 5 иммобилизации нуклеотидов всех пяти семейств в любых соотношениях. Актуальность создания активных матриц на основе металлокомплексов циклена продиктована также и их способностью выступать в роли биомиметиков ряда металлопротеинов (транскрипционных факторов, карбоангидразы и др.), а также активностью в отношении ряда протеинов вирусов, в том числе, вируса ВИЧ.

Цель работы состоит в создании предорганизованных матриц металлокомплексов циклена для самосборки рибонуклеотидов в комплементарные бислои из водных растворов, а также исследовании механизмов специфического молекулярного распознавания нуклеотидов и их фрагментов за счет последовательных нековалентных взаимодействий на межфазной границе.

В рамках поставленной цели решались следующие основные задачи:

1) изучение молекулярного распознавания фосфат-анионов и нуклеооснований (компонентов нуклеотидов) в монослоях Ленгмюра на основе дифильных цинк-содержащих металлокомплексов моно- и бис-цикленов;

2) создание активных композитных матриц на основе самоорганизованных монослоев и однослойных пленок Ленгмюра-Блоджетт Х-типа дифильных металлокомплексов циклена;

3) изучение молекулярного распознавания нуклеотидов и их компонентов из водных растворов активными матрицами, иммобилизованными на твердой подложке;

4) определение основных термодинамических и кинетических параметров связывания исследованных соединений с активными матрицами и выявление его механизма.

Научная новизна состоит в развитии физико-химических принципов формирования и функционирования активных двумерных матриц из синтетических рецепторов металлокомплексов дифильных макроциклических тетрааминов для высокоспецифичного моно- и дивалентного связывания рибонуклеотидов и их фрагментов.

1. Впервые исследовано связывание нуклеооснований и фосфат-дианиона монослоями Ленгмюра из металлокомплекса дифильного циклена и продемонстрирован эволюционный характер процесса молекулярного распознавания в его монослоях на поверхности раздела воздух/вода. Выявлена взаимосвязь между эффективностью образования металлокомплексов и последующим имидным и фосфатным распознаванием в монослое; обнаружен эффект ингибирования молекулярного распознавания в присутствии следовых количеств меди.

2. Впервые разработана оригинальная методика формирования чувствительных однослойных пленок Ленгмюра-Блоджетт Х-типа на основе макроциклических соединений на твердых поверхностях, модифицированных самоорганизованными монослоями тиолов (композитные матрицы САМ/ПЛБ).

3. Подробно изучено молекулярное распознавание неорганических фосфатов, нуклеооснований и нуклеотидов на активных матрицах САМ/ПЛБ на основе макроциклических моно- и бис-цикленов.

4. Выявлена определяющая роль молекулярной структуры макроциклического металлокомплекса в многоцентровом имидном распознавании в композитных матрицах на твердых подложках.

5. Рассчитаны основные термодинамические и кинетические параметры связывания нуклеотидов и их компонентов с активными матрицами, предложен механизм взаимодействия исследованных соединений с планарным ансамблем металлорецептов. Показано, что иммобилизация металлокомплексов в САМ/ПЛБ увеличивает сродство металлорецептора по отношению к фосфат-анионам в 6 раз.

6. Впервые реализована сборка гомогенных комплементарных бислоев нуклеотидов групп аденина и урацила («двойные плоскости») на композитных матрицах моноциклического производного циклена в водной среде

7. Впервые продемонстрировано двухцентровое связывание уридинмонофосфата активными матрицами на основе 6nc-(Zn~ -циклена).

Практическая значимость работы. Созданы ППР-чипы на основе монослоев цинксодержащих комплексов производных циклена для распознавания имидной группы биологически важных молекул, для неорганического фосфат-аниона и связывания нуклеотидов в водной среде. Чувствительность созданных сенсорных элементов на основе САМ/ПЛБ дицетилциклена составляет 5*10 М для фосфат-анионов и 10"4 М для нуклеооснований пиримидинового ряда.

На защиту выносятся

• экспериментальные данные по молекулярному распознаванию анионов и молекулярных фрагментов в монослоях Ленгмюра металлокомплексов Zn2+

ДЦЦ;

• способ формирования композитных матриц на основе самоорганизованных монослоев и пленок Ленгмюра-Блоджетт для селективного связывания компонентов нуклеотидов

• данные о молекулярном распознавании имидов и фосфатов активными матрицами металлокомплексов Zn^-ДЦЦ;

• результаты исследования моновалентного и бивалентного связывания нуклеотидов САМ/ПЛБ на основе

Zn'-ДЦЦигп^-БЦ.

• результаты кинетической и термодинамической обработок процессов связывания нуклеотидов и их фрагментов на активных матрицах Zn2,^UH

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Турыгин, Дмитрий Сергеевич

выводы

1. Впервые исследовано связывание монослоями Ленгмюра из металлокомплексов дифильного циклена нуклеооснований и фосфат-дианионов из водных субфаз. Установлено, что монослой металлокомплексов способен связывать урацил (в отличие от аденина), и выявлена взаимосвязь между эффективностью образования металлокомплексов и последующим имидным и фосфатным распознаванием в монослое.

2. Показано, что присутствие следовых количеств ионов меди(П) в субфазе полностью ингибирует связывание урацила монослоем ДЦЦ на поверхности раствора, содержащего ионы цинка и нуклеооснование.

3. Разработана новая методика создания активных матриц САМ/ПЛБ на основе монослоев металлокомплексов циклена, иммобилизованных на поверхности самоорганизованного монослоя тиола. Показано, что эта методика позволяет стабилизировать термодинамически неустойчивую ПЛБ Х-типа с сохранением ее структуры и свойств на твердой поверхности.

4. Впервые подробно изучено молекулярное распознавание неорганических фосфатов, нуклеооснований и нуклеотидов на композитных матрицах САМ/ПЛБ гп2+-ДЦЦ.

5. Установлено, что эффективность связывания имидной группы композитной матрицей определяется конформацией макроцикла, задаваемой в монослое Ленгмюра.

6. Обнаружено шестикратное увеличение устойчивости комплекса Zn -ДЦЦ с фосфат-дианионом, образующимся в САМ/ПЛБ, по сравнению с аналогичным комплексом циклена в объеме раствора.

7. Впервые осуществлена иммобилизация рибонуклеотидов семейств аденина и уридина (с разным числом фосфатных групп) на активных планарных

О 1 матрицах Zn -ДЦЦ.

8. Установлено, что связывание нуклеотидов и их компонентов с активными матрицами протекает по двухстадийному механизму (стадии псевдо-первого и нулевого порядка), соответствующему формированию адсорбционного слоя

111 нуклеотидов с последующим образованием координационных соединений на поверхности матрицы.

9. Показано, что связывание нуклеотидов активными матрицами происходит за счет координации концевых фосфатных групп нуклеотидов на макроциклических металлокомплексах, при этом нуклеооснования остаются экспонированными в раствор и доступными для взаимодействий с комплементарными партнерами.

10. Впервые реализована самосборка комплементарных бислоев нуклеотидов групп аденина и урацила («двойные плоскости») в присутствии водной фазы на твердой поверхности путем их последовательной или одновременной адсорбции на САМ/ПЛБ Zn -ДЦЦ. Установлено, что взаимодействие нуклеотидов в бислоях носит специфический характер, отвечающий образованию комплементарных пар нуклеооснований.

11. Исследованы монослои Ленгмюра дифильного бис-циклического металлокомплекса Zn -БЦ на различных субфазах и сформированы активные матрицы Zn2+-B4 с высокой поверхностной концентрацией активных молекул. Таким образом показано, что предложенная методика формирования активных матриц САМ/ПЛБ может быть использована для соединений с различной структурой (размерами головных групп и числом алкильных заместителей).

12. Впервые реализовано специфическое внутримолекулярное двухцентровое связывание уридин-5'-фосфата активными матрицами Zn -БЦ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Турыгин, Дмитрий Сергеевич, 2009 год

1. Prins L.J., Reinhoudt D.N., Timmerman P. // Noncovalent Synthesis Using Hydrogen Bonding // Angew. Chem. Int. Ed., 2001, V.40, P.2382 2426.

2. Alberts В., Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson J.D. // Molecular Biology of the Cell, 2nd ed. // Garland Publishing: New York, 1989.

3. Hamilton A.D. // Advances in Supramolecular Chemistry // JAI Press: Greenwich, CT, 1990, V.l, PI.

4. Philip D., Stoddart J.F. // Self-Assembly in Natural and Unnatural Systems // Angew. Chem. Int. Ed., 1996, V.35, P.l 154.

5. Murakami Y., Kikuchi J., Hisaeda Y., Hayashida O. // Artificial Enzymes // Chem. Rev., 1996, V.96, P.721.

6. Willem V., Rudkevich D.N., Reinhoudt D.N. // Molecular recognition by artificial receptors //Pure Appl. Chem., 1994, V.66, P.679.

7. Zimmerman S.C. // Rigid Molecular Tweezers as Hosts for the Complexation of Neutral Guests // Top. Curr. Chem., 1993, V.l65, P.71.

8. Rebek Jr. J. // Molecular Recognition and Biophysical Organic Chemistry // Acc. Chem. Res., 1990, V.23, P.399.

9. Ts'o P.O.P. // Basic Principles in Mucleic Acid Chemistry // Academic: New York, 1974, V.I, Chap.6.

10. Kneeland D.M., Ariga K., Lynch V.M., Huang C.-Y., Anslyn E.V. // Bis(alkylguanidinium) Receptors for Phosphodiesters: Effect of Counterions, Solvent Mixtures, and Cavity Flexibility on Complexation // J. Am. Chem. Soc., 1993, V.115,P.10042.

11. Fan, E., Van Arman, S. A., Kincaid, S., Hamilton, A. D. // Molecular recognition: hydrogen-bonding receptors that function in highly competitive solvents // J. Am. Chem. Soc., 1993, V.l 15, P.369.

12. Ariga K., Kunitake T. // Molecular Recognition at Air-Water and Related Interfaces: Complementary Hydrogen Bonding and Multisite Interaction // Acc. Chem. Res., 1998, V.31, P.371-378

13. Rotello V.M., Viani E.A., Deslongchamps G., Murray B.A., Rebek Jr. J. // Molecular Recognition in Water: New Receptors for Adenine Derivatives // J. Am. Chem. Soc., 1993, V.l 15, P.797.

14. Torneiro M., Still W.C. // Sequence-Selective Binding of Peptides in Water by a Synthetic Receptor Molecule // J. Am. Chem, Soc., 1995, V.l 17, P.5887.

15. No wick J.S., Cao, Т., Noronha, G. // Molecular Recognition between Uncharged Molecules in Aqueous Micelles // J. Am. Chem. Soc., 1994, V.l 16, P.3285.

16. Aoyama Y., Tanaka Y., Sugahara S. // Molecular Recognition of Sugars via Hydrogen-Bonding Interaction with a Synthetic Polyhydroxy Macrocycle // J. Am. Chem. Soc., 1989, V.l 11, P.5397.

17. Asanuma H., Gotoh S., Ban Т., Komiyama M. // Absorption of Uric Acid Derivatives in Water by Poly(vinyldiaminotriazine) through Hydrogen Bonding // Chem. Lett., 1996, V.25, P.681-682.

18. Drost-Hansen W., Singleton J.L. // Fundamentals of Medical Cell Biology // V. ЗА, Chemistry of the Living Cell, JAI Press: Greenwich, CT, 1992, Chap.5.

19. Fuhrhop J.-H., Koning J. // Membrane and Molecular Assemblies. The Synthetic Approach // Royal Society of Chemistry: London, 1994.

20. Ulman A. // An Introduction to Ultrathin Organic Films from Langmuir-Blodgett to Self-Assembly // Academic Press: New York, 1991.

21. Sasaki D.Y., Kurihara K., Kunitake T. // Self-Assembled Multifunctional Receptors for Nucleotides at the Air-Water Interface // J. Am. Chem. Soc., 1992, V.l 14, P. 10994.

22. Sasaki D.Y., Yanagi M., Kurihara K., Kunitake T. // The Interaction of a Guanidinium Monolayer with ATP and AMP, as Revealed by Surface Potential and UV Absorption Measurements // Thin Solid Films, 1992, V.210/211, P.776.

23. Ikeura Y., Kurihara K., Kunitake T. // Molecular Recognition at the Air-Water Interface. Specific Binding of Nitrogen Aromatics and Amino Acids by Monolayers of Long-Chain Derivatives of Kemp's Acid // J. Am. Chem. Soc., 1991, V.113,P.7342.

24. Kurihara K., Ohto K., Honda Y., Kunitake T. // Efficient, Complementary Binding of Nucleic Acid Bases to Diaminotriazine-Functionalized Monolayers on Water// J. Am. Chem. Soc., 1991, V.l 13, P.5077.

25. Kawahara Т., Kurihara K., Kunitake T. // Cooperative Binding of Adenine via Complementary Hydrogen Bonding to an Imide Functionalized Monolayer at the Air-Water Interface // Chem. Lett., 1992, V.21, P. 1839.

26. Kurihara К., Ohto К., Tanaka Y., Aoyama Y., Kunitake T. // Molecular Recognition of Sugars by Monolayers of Resorcinol-Dodecanal Cyclotetramer // J. Am. Chem. Soc., 1991, V. 113, P.444.

27. Cha X., Ariga K., Kunitake T. // Molecular Recognition of Aqueous Dipeptides at Multiple Hydrogen-Bonding Sites of Mixed Peptide Monolayers // J. Am. Chem. Soc., 1996, V.118, P.9545.

28. Kitano H., Ringsdorf H. // Surface Behaviors of Nucleic Acid Base-Containing Lipids in Monolayer and Bilayer Systems // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1985, V.58, P.2826-2828.

29. Shimomura M., Nakamura F., Ijiro K., Taketsuna H., Tanaka M., Nakamura H., Hasebe K. // Two-Dimensional DNA-Mimetic Molecular Organizations at the Air-Water Interface // J. Am. Chem. Soc., 1997, V.l 19, P.2341.

30. McConnell H.M. // Structures and Transitions in Lipid Monolayers at the Air-Water Interface // Annu. Rev. Phys. Chem., 1991, V.42, P.171-195.

31. Santacroce P.V., Basu A. // Studies of the Carbohydrate-Carbohydrate Interaction Between Lactose and GM3 Using Langmuir Monolayers and Glycolipid Micelles // Glycoconjugate Journal, 2004, V.21, P.89-95.

32. Ramakrishnan V., D'Costa M., Ganesh K.N., Sastry M. // PNA-DNA Hybridization at the Air-Water Interface in the Presence of Octadecylamine Langmuir Monolayers // Langmuir, 2002, V. 18, P.6307-6311.

33. Wang Y., Du X., Miao W., Liang Y. // Molecular Recognition of Cytosine- and Guanine-Functionalized Nucleolipids in the Mixed Monolayers at the Air-Water Interface and Langmuir-Blodgett Films // J. Phys. Chem. B, 2006, V.l 10, P.4914-4923.

34. Higuchi M., Wright J.P., Taguchi K., Kinoshita T. // Structure and Molecular Recognition Properties of a Poly(allylamine) Monolayer Containing Poly(L-alanine) Graft Chains // Langmuir, 2000, V.l6, P.7061-7065.

35. Molt О;, Schrader Th.// Highly Sensitive Recognition of Substrates of Adrenergic Receptors at the Air/Water Interface // Angew. Chem. Int. Ed., 2003, V.42, P.5509-5513.

36. Sessler J.L., Jayawickramarajah J. // Functionalized Base-Pairs: Versatile Scaffolds for Self-Assembly // Chem. Commun., 2005, P. 1939-1949.

37. Mulder A., Huskens J., Reinhoudt D:N. // Multivalency in Supramolecular Chemistry and Nanofabrication // Org. Biomol. Chem., 2004, Y.2, P.3409-3424.

38. Badjic J.D., Nelson A.,.Cantrill S.J., Turnbull W.B., Stoddart J.F. // Multivalency and.Cooperativity in Supramolecular Chemistry // Acc. Chem. Res., 2005, V,38' P.723-732.

39. Jiao Т., Liu M. // Supramolecular Assemblies and, Molecular Recognition of Amphiphilic Schiff Bases with Barbituric Acid in Organized .Molecular Films // J. Phys. Chem. B, 2005, V.109, P:2532-2539

40. Springs В., Haake P. // Equilibrium constants for association of guanidinium and ammonium ions with oxyanions. The effect of changing basicity of the oxyanion. //Bioorg. Chem. 1977, V.6, P.181-190.

41. Weber D:J., Serpersu E.H., Shortle D., Mildvan A.S. // Diverse Interactions Between the Individual Mutations in a Double Mutant at the. Active Site , of Staphylococcal Nuclease //Biochemistry 1990, V.29, P.8632-8642.

42. Shimomura M., Ando R., Kunitake T. Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 1983, V.87, P.l 134-1143.

43. Taguchi K., Ariga K., Kunitake T. // Multi-site Recognition of Flavin Adenine Dinucleotide by Mixed Monolayers on Water // Chem. Lett., 1995, V.24, P.701

44. Ariga K., Kamino A., Koyano H., Kunitake T. // Recognition of aqueous flavin mononucleotide on the surface of binary monolayers of guanidinium and melamine amphiphiles // J. Mater. Chem., 1997, V.7, P.l 155-1161.

45. Oishi Y., Kato Т., Kuramori M., Suehiro K., Ariga K., Kamino A., Koyano H.,

46. Kunitake T. // Control of Molecular Ordering in Guanidinium-Functionalized116

47. Monolayer by Carboxylate Template Molecules // J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1997, P. 1357

48. Koyano H., Yoshihara K., Ariga K., Kunitake Т., Oishi Y., Kawano O., Kuramori M., Suehiro K. // Atomic Force Microscopic Observation of a Dialkylmelamine Monolayer on Barbituric Acid // J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1996, P. 1769.

49. D. Vollhardt // Supramolecular Organisation in Monolayers at the Air/Water Interface // Materials Science and Engineering C, 2002, V.22, P. 121-127.

50. Sakurai M., Tamagawa H., Furuki Т., Inoue Y., Ariga K., Kunitake Т. // A Theoretical Interpretation of Remarkable Enhancement of Intermolecular Binding at the Lipid-Water Interface // Chem. Lett., 1995, V.24, P. 1001.

51. Sakurai M., Tamagawa H., Inoue Y., Ariga K., Kunitake T. // Theoretical Study of Intermolecular Interaction at the Lipid-Water Interface. 1. Quantum Chemical Analysis Using a Reaction Field Theory // J. Phys. Chem. B, 1997, V.101, P.4810-4816.

52. Ariga K., Kamino A., Cha X., Kunitake T. // Multisite Recognition of Aqueous Dipeptides by Oligoglycine Arrays Mixed with Guanidinium and Other Receptor Units at the Air-Water Interface // Langmuir, 1999, V.15, P.3875-3885.

53. Kimizuka N., Baba A., Kunitake T. // Supramolecular Holoenzymes: Activity Modulation of Endonuclease by the Use of Synthetic Bilayer Membranes as Regulatory Cofactors // J. Am. Chem. Soc., 2001, V.123, P.1764-1765.

54. Sakai N., Matile S. // Anion-Mediated Transfer of Polyarginine across Liquid and Bilayer Membranes //J. Am. Chem. Soc., 2003, V.125, P.14348-14356.

55. Lee M., An W.G., Kim J.-H., Choi H.-J., Kim S.-H., Han M.-H., Koh К. // A model study of artificial linker system using self-assembled calix4.arene derivative monolayers for protein immobilization // Mater. Sci. Eng. C, 2004, V.24, P.123-126.

56. Zadmard R., Schrader T. // Nanomolar Protein Sensing with Embedded Receptor Molecules // J. Am. Chem. Soc., 2005, V.127, P.904-915,

57. Kolusheva S., Molt O., Herm M., Schrader Т., Jelinek R. // Selective Detection of Catecholamines by Synthetic Receptors Embedded in Chromatic Polydiacetylene Vesicles // J. Am. Chem. Soc., 2005, V.127, P.10000-10001.

58. Chartres J.D., Lindoy L.F., Meehan G.V. // Transition and post-transition metal systems incorporating linked synthetic macrocycles as structural elements // Coord. Chem. Rev., 2001, V.216-217, P.249-286.

59. Aoki S., Jikiba A., Takeda K., Kimura E. // A zinc(II) complex-conjugated polymer for selective recognition and separation of phosphates // J. Phys. Org. Chem., 2004, V.17, P.489-497.

60. Fix M., Lauter R., Lobbe Ch., Brezesinski G., Galla H.-J. // Hydrogen-Bond-Induced Chiral Discrimination in Monolayers of Bipolar Methyl Dihydroxyoctadecanoates // Langmuir, 2000, V.16, P.8937-8945

61. Furuki Т., Hosokawa F., Sakurai M., Inoue Y., Chujo R. // Microscopic Medium Effects on a Chemical Reaction. A Theoretical Study of Decarboxylation Catalyzed by Cyclodextrins as an Enzyme Model // J. Am. Chem. Soc., 1993, V.l 15, P.2903-2911.

62. Bernt P., Kurihara K., Kunitake T. // Measurement of Forces between Surfaces Composed of Two-Dimensionally Organized, Complementary and Noncomplementary Nucleobases // Langmuir, 1995, V.l 1, P.3083-3091.

63. Kurihara K., Abe Т., Nakashima N. // Direct Demonstration of Attraction for a Complementary Pair of Apposed Nucleic Acid Base Monolayers // Langmuir1996, V.12, P.4053-4056.

64. Love J.Ch., Estroff L.A., Kriebel J.K., Nuzzo R.G., Whitesides G.M. // Self-Assembled Monolayers of Thiolates on Metals as a Form of Nanotechnology // Chem. Rev., 2005, V.l05, P.l 103-1169.

65. Flink S., van Veggel F.C.J.M., Reinhoudt D.N. // Sensor Functionalities in Self-Assembled Monolayers // Adv. Mater., 2000, V.12, P.l315-1328.

66. Dynarowicz-Latka P., Dhanabalan A., Oliveira Jr. O.N. // Modern Physicochemical Research on Langmuir Monolayers // Advances in Colloid and Interface Science, 2001, V.91, P.221-293.

67. Schwartz D.K. // Langmuir-Blodgett Film Structure // Surface Science Reports,1997, V.27, P.241-334.

68. Voet D., Voet J.G., Pratt C.W. // Fundamentals of Biochemistry // Willey, New York, 1999.

69. Niemeyer C.M. // Nanoparticles, Proteins, and Nucleic Acids: Biotechnology Meets Materials Science // Angew. Chem. Int. Ed., 2001, V.40, P.4128-4158.

70. Elghanian R., Storhoff J.J., Mucic R.C., Letsinger R.L., Mirkin C.A. // Selective Colorimetric Detection of Polynucleotides Based on the Distance-Dependent Optical Properties of Gold Nanoparticles // Science, 1997, V.277, P. 1078-1080.

71. Smith S.S. // A Self-Assembling Nanoscale Camshaft: Implications for Nanoscale Materials and Devices Constructed from Proteins and Nucleic Acids // Nano. Lett., 2001, V.l, P.51-56.

72. Niemeyer C.M., Adler M., Gao S., Chi L. // Nanostructured DNA-Protein Aggregates Consisting of Covalent Oligonucleotide—Streptavidin Conjugates // Bioconjugate Chem., 2001, V.l2, P.364.

73. Marczak R., Hoang V., Noworyta K., Zandler M., Kutner W., De Sousa F. // Molecular recognition of adenine, adenosine and ATP at the air-water interface by a uracil appended fullerene // J. Mater. Chem., 2002, V.12, P.2123-2129.

74. Piscevic D., Lawall R., Veith M., Liley M., Okahata Y., Knoll W. // Oligonucleotide Hybridization Observed by Surface Plasmon Optical Techniques //Applied Surface Science, 1995, V.90, P.425.

75. Jaeger L., Leontis N. // Tecto-RNA: One-Dimensional Self-Assembly through Tertiary Interactions // Angew. Chem. Int. Ed., 2000, V.39, P.2521-2524.

76. Charidi M.R., Granja J.R., Milligan R.A., McRee D.R., Khazanovich N. // Self-assembling organic nanotubes based on a cyclic peptide architecture // Nature, 1993, V.366, P.324.

77. Devaraj N.K., Miller G.P., Ebina W., Kakaradov В., Collman J.P., Kool E.T., Chidsey Ch.E.D. // Chemoselective Covalent Coupling of Oligonucleotide Probes to Self-Assembled Monolayers //J. Am. Chem. Soc., 2005, V.127, P.8600-8601.

78. Padilla J.E., Colovos C., Yeates Т.О. // Nanohedra: Using symmetry to design self assembling protein cages, layers, crystals, and filaments // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2001, V.98, P.2217.

79. Tanatani A., Mio M.J., Moore J.S. // Chain Length-Dependent Affinity of Helical Foldamers for a Rodlike Guest//J. Am. Chem. Soc. 2001, V.123, P.1792-1793.

80. Chen J., Berman A. // Formation of nucleotide base-pairs at the interface of a polydiacetylene cytosine derivatized monolayer // Nanotechnology, 2004, V.l5, P.S303-S315.

81. Weisser M., Kashammer J., Menges В., Matsumoto J., Nakamura F., Ijiro K., Shimomura M., Mittler S. // Adenine-Uridine Base Pairing at the Water-Solid-Interface // J. Am. Chem. Soc., 2000, V.122, P.87-95.

82. Matsuura К., Ebara Y., Okahata Y. // Gas Phase Molecular Recognition on Nucleobase Monolayers Immobilized on a Highly Sensitive Quartz-Crystal Microbalance // Langmuir, 1997, V.13, P.814-820.

83. Motesharei K., Myles D.C. // Molecular Recognition on Functionalized Self-Assembled Monolayers of Alkanethiols on Gold // J. Am. Chem. Soc., 1998, V.120, P.7328-7336.

84. Ulman A. // Formation and Structure of Self-Assembled Monolayers // Chem. Rev., 1996, V.96, P.1533-1554.

85. Solomons T.W.G. // Organic Chemistry // Wiley & Sons: New York, 1994.

86. Sastry M., Mayya K.S., Patil V. // Facile Surface Modification of Colloidal Particles Using Bilayer Surfactant Assemblies: A New Strategy for Electrostatic Complexation in Langmuir-Blodgett Films // Langmuir, 1998, V.14, P.5921-5928.

87. Sastry M., Patil V., Sainkar S.R. // Electrostatically Controlled Diffusion of Carboxylic Acid Derivatized Silver Colloidal Particles in Thermally Evaporated Fatty Amine Films // J. Phys. Chem. B, 1998, V.l02, P. 1404-1410.

88. Swami A., Kumar A., Selvakannan P.R., Mandal S., Sastry M. // Langmuir-Blodgett films of Laurylamine-Modified Hydrophobic Gold Nanoparticles Organized at the Air-Water Interface // J. Col. Int. Sci., 2003, V.260, P.367-373.

89. Sastry M., Rao M., Ganesh K. N. // Electrostatic Assembly of Nanoparticles and Biomacromolecules //Acc. Chem. Res., 2002, V.35, P.847-855.

90. Corbellini F., Mulder A., Sartori A., Ludden M.J.W., Casnati A., Ungaro R., Huskens J., Crego-Calama M., Reinhoudt D.N. // Assembly of a Supramolecular Capsule on a Molecular Printboard // J. Am. Chem. Soc., 2004, V.126, P.17050-17058.

91. Mulder A., Auletta Т., Sartori A., Del Ciotto S., Casnati A., Ungaro R., Huskens J., Reinhoudt D.N. // Divalent Binding of a Bis(adamantyl)-Functionalized

92. Calix4.arene to P-cyclodextrin-based Hosts: An Experimental and Theoretical Study on Multivalent Binding in Solution and at Self-Assembled Monolayers // J. Am. Chem. Soc. 2004, V.126, P.6627-6636.

93. Huskens J., Mulder A., Auletta Т., Nijhuis Ch.A., Ludden M.J.W., Reinhoudt D.N. // A Model for Describing the Thermodynamics of Multivalent Host-Guest Interactions at Interfaces // J. Am. Chem. Soc., 2004, V.126, P.6784-6797.

94. Onclin S., Mulder A., Huskens J., Jan Ravoo В., Reinhoudt D.N. // Molecular Printboards: Monolayers of P-Cyclodextrins on Silicon Oxide Surfaces // Langmuir, 2004, V.20, P.5460-5466.

95. Huskens J., Deij M.A., Reinhoudt D.N. // Attachment of Molecules at a Molecular Printboard by Multiple Host-Guest Interactions // Angew. Chem. Int. Ed., 2002, V.41, P.4467-4471.

96. Huisman B.-H., Rudkevich D.M., van Veggel F.C.J.M., Reinhoudt D.N. // Self-Assembled Monolayers of Carceplexes on Gold // J. Am. Chem. Soc., 1996, V.l 18, P.3523-3524.

97. Huisman B.H., Rudkevich D.M., Farran A., Verboom W., van Veggel F.C.J.M., Reinhoudt D.N. // Synthesis of (Hemi)Carceplex Adsorbates for Self-Assembly on Gold // Eur. J. Org. Chem., 2000, 269-274.

98. Fendler J.H. // Chemical Self-assembly for Electronic Applications // Chem. Mater., 2001, V. 13, P.3196-3210.

99. Gupta P., Loos K., Korniakov A., Spagnoli C., Cowman M., Ulman A. // Facile Route to Ultraflat SAM-Protected Gold Surfaces by "Amphiphile Splitting" // Angew. Chem. Int. Ed., 2004, V.43, P.520-523.

100. Lindoy L.F. // The Chemistry of Macrocyclic Ligand Complexes. // Cambridge: Cambridge University Press, 1989.

101. Хираока M. // Краун-соединения. // M.: Мир, 1986.

102. Kimura E., Shiota Т., Koike Т., Shiro M., Kodama M. // A Zinc(II) Complex of 1,5,9-triazacyclododecane (12.aneN3) as a Model for Carbonic Anhydrase // J. Am. Chem. Soc., 1990, V.112, P.5805-5811.

103. Lehn J.-M. // Supramolecular Chemistry: Concept and Perspective // VCH, Weinheim, Germany, 1995.

104. Kimura E., Kikuta E. // Why zinc in zinc enzymes? From biological roles to DNA base-selective recognition. //J. Biol. Inorg. Chem., 2000, V.5, P.139-155.

105. Martell A.E., Smith R.M. // Critical Stability Constants // Plenum Press: New York, 1982, V.5, P.48.

106. Koiket Т., Kimura E. // Roles of Zinc(II) Ion in Phosphatases. A Model Study with Zinc(II)-Macrocyclic Polyamine Complexes // J. Am. Chem. Soc., 1991, V.l 13, P.8935-8941.

107. Shionoya M., Sugiyama M., Kimura E. // Uracil-Targeted Inhibition of Poly(A)-Poly(U) Hybridization by a Zinc(II)-Cyclen Complex // J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1994, P. 1747.

108. Kimura E., Ikeda Т., Shionoya M. // Macrocyclic Metal Complexes for Selective Recognition of Nucleic Acid Bases and Manipulation of Gene Expression // Pure Appl. Chem., 1997, V.69, P.2187.

109. Kimura E., Ikeda Т., Aoki S., Shionoya M. // Macrocyclic zinc(II) complexes for selective recognition of nucleobases in single- and double-stranded polynucleotides // J. Biol. Inorg. Chem., 1998, V.3, P.259-267.

110. Christianson D.W., Fierke C.A. // Carbonic Anhydrase: Evolution of the Zinc Binding Site by Nature and by Design // Acc. Chem. Res., 1996, V.29, P.331.

111. Bertini I., Gray H.B., Lippard S.J., Valentine J.S. // Bioinorganic Chemistry // University Science Books, Mill Valley, CA, 1994.

112. Berg J.M., Shi Y. // The galvanization of biology: a growing appreciation for the roles of zinc // Science, 1996, V. 271, P.1081-1085.

113. Collman J.P., Zhang X. // Functional Analogs of the Oxygen Binding and Activating Heme Proteins // in Comprehensive Supramolecular Chemistry, V.5, ed. Suslick K.S., Elsevier, Oxford, 1996.

114. Traylor T.G. // Kinetics and Mechanism Studies in Biomimetic Chemistry: Metalloenzyme Model Systems // Pure Appl. Chem., 1991, V.63, P.265.

115. Harrison S.C. // A structural taxonomy of DNA-binding domains // Nature, 1991, V.353, P.715.

116. Schwabe J.W.R., Klug A. // Zinc Mining for Protein Domains // Nature Structural & Molecular Biology, 1994, V.l, P.345-349.

117. Koike Т., Takashige M., Kimura E., Fujioka H., Shiro M. // Bis(Znll-cyclen) Complex as a Novel Receptor of Barbiturates in Aqueous Solution // Chem. Eur. J., 1996, V.2,P.617-623.

118. Martin J.C. // Nucleotide Analogues as Antiviral Agents // American Chemical Society: Washington, DC, 1989.

119. Merigan Jr. T.C., Bartlett J.G., Bolognesi D. // Textbook of AIDS Medicine // 2nd ed., Williams & Williams: Baltimore, 1999.

120. Huryn D.M., Okabe M. // AIDS-driven nucleoside chemistry // Chem. Rev., 1992, V.92, P.1745-1768.

121. De Clercq E. // Toward improved anti-HIV chemotherapy: therapeutic strategies for intervention with HIV infections // J. Med. Chem., 1995, V.38, P.2491-2517.

122. Zimmerman T.P., Mahony W.B., Prus K.L. // 3'-azido-3'-deoxythymidine. An unusual nucleoside analogue that permeates the membrane of human erythrocytes and lymphocytes by nonfacilitated diffusion // J. Biol. Chem., 1987, V.262, P.5748-5754.

123. Bourdais J., Biondi R., Sarfati S., Guerreiro C., Lascu I., Janin J., Veron M. // Cellular Phosphorylation of Anti-HIV Nucleosides // J. Biol. Chem., 1996, V.271, P.7887-7890.

124. Gosselin G., Imbach J.-L., Sommadossi J.-P. Bull. Inst. Pasteur,1994, V.92, P.181-196.

125. Inouye Y., Kanamori Т., Sugiyama M., Yoshida Т., Koike Т., Shionoya M., Enomoto K., Suehiro K., Kimura E. Antiviral Chemistry Chemotherapy, 1995, V.6, P.337-344.

126. Konig В., Pelka M., Zieg H., Ritter Т., Bouas-Laurent H., Bonneau R., Desvergne J.-P. // Photoinduced Electron Transfer in a Phenothiazine-Riboflavin Dyad Assembled by Zinc-Imide Coordination in Water // J. Am. Chem. Soc., 1999, V.121, P.1681-1687.

127. Konig В., Reichenbach-Klinke R., Leffler-Schuster H., Zabel M., unpublished 2001.

128. Kimura E. I I Model Studies for Molecular Recognition of Carbonic Anhydrase and Carboxypeptidase // Acc. Chem. Res., 2001, V.34, P. 171.

129. Koike Т., Takamura M., Kimura E. // Role of Zinc(II) in beta-Lactamase II: A Model Study with a Zinc(II)-MacrocycIic Tetraamine (1,4,7,10-Tetraazacyclododecane, Cyclen) Complex // J. Am. Chem. Soc., 1994, V.l 16, P.8443.

130. Kim D.H, Lee S.S. // Origin of rate-acceleration in ester hydrolysis with metalloprotease mimics // Bioorg. Med. Chem., 2000, V.8, P.647-652.

131. Kalinina M.A., Arslanov V.V., Tsar'kova L.A., Rakhnyanskaya A.A. // Langmuir Monolayers of Alkylated Tetraazacyclenes on the Water Surface // Colloid J., 2000, V.62, P.545-549.

132. Kalinina M.A., Arslanov V.V. // Kinetics of Complexation in the Monolayers of Amphiphilic Dicetylcyclen on the Surface of Aqueous Copper(II) Chloride Solutions // Colloid J., 2000, V.64, P.49-55.

133. Калинина M.A., Арсланов B.B. // Кинетика комплексообразования в монослоях дифильного дицетилциклена на поверхности водных растворов хлорида меди // Коллоид, журн., 2002, Т.64, С.56-62.

134. Kalinina М.А., Arslanov V.V., Zheludeva S.I., Tereschenko E.Y. // Inversion of Selective Binding of Transition Metal Ions by Langmuir Monolayers of Amphiphilic Cyclen // Thin Solid Films, 2005, V.472, P.232-237.

135. Калинина M.A., Арсланов B.B., Турыгин Д.С., Терещенко Е.Ю., Желудева С.И. // Влияние иммобилизации макроциклического тетрамина в монослоях Ленгмюра на селективность комплексообразования // Журнал физической химии, 2008, Т.82, N.4, С.725-731.

136. Turygin D.S., Subat M., Raitman O.A., Arslanov V.V., Konig В., Kalinina M.A. // Cooperative Self-Assembly of Adenosine and Uridine Nucleotides on a 2D Synthetic Template // Angewandte Chemie Int. Ed., 2006, V.45, P.5340 5344.

137. Sauerbrey G. // Verwendung von Schwingquarzen zur wagung dunner Schichten und zur Mikrowagung // Z. Phys. (Munich), 1959, V.l55, P.206-215.

138. Raether H. в кн.: // Surface plasmons on smooth and rough surfaces and on gratings // Springer-Verlag, Berlin, 1988.

139. Ordal M.A., Long L.L., Bell R.J., Bell S.E., Bell R.R., Alexander R.W., Ward J., Ward C.A. // Optical Properties of Metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, and W in the Infrared and Far Infrared // Appl. Opt., 1983, V.ll, P. 10991119.

140. Berger C.E.H., Greve J. // Differential SPR immunosensing // Sens. Actuators B, 2000, V.63, P.103-108.

141. Homola J., Yee S.S., Gauglitz G. // Surface plasmon resonance sensors: review // Sens. Actuators B, 1999, V.54, P.3-15

142. Князев Д.Г. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук "Организация липид-белковых структур на примере вирусного белка Ml: электрохимический подход" ИФХЭ РАН, Москва, 2008.

143. Jung L.S., Campbell С.Т., Chinowsky Т.М., Mar M.N., Sinclair S.Y. // Quantitative Interpretation of the Response of Surface Plasmon Resonance Sensors to Adsorbed Films // Langmuir, 1998, V.14, P.5636-5648.

144. Wang H., Reinhard B.M. // Monitoring Simultaneous Distance and Orientation Changes in Discrete Dimers of DNA Linked Gold Nanoparticles // J. Phys. Chem. C, 2009, V.l 13, P.l 1215-11222.

145. Reichenbach-Klinke R., Koenig B. // Metal Complexes of Azacrown Ethers in Molecular Recognition and Catalysis // J. Chem. Soc. Dalton Trans., 2002, P.121-130.

146. Калинина M.A., Арсланов B.B // Ион-чувствительные монослои и пленки Ленгмюра- Блоджетт дифильного циклена: селективность и регенерация // Коллоид, журн., 2003, Т.65, С.201-210.

147. Li J., Yue Y., Zhang J., Lu Q.-S., Li K., Huang Y., Zhang Z.-W., Lin H.-H., Wang N., Yu X.-Q. // Arm effects of mononuclear armed cyclen copper complexes on DNA cleavage // Transition Met. Chem., 2008, V.33, P.759-765.

148. Gasser G., Belousoff M.J., Bond A.M., Kosowski Z., Spiccia L. // Recognition of Thymine and Related Nucleosides by a Znn-Cyclen Complex Bearing a Ferrocenyl Pendant // Inorg. Chem., 2007, V.46, P. 1665-1674.

149. Kinoshita-Kikuta E., Kinoshita E., Koike T. // A novel procedure for- simple and efficient genotyping of single nucleotide polymorphisms by using the Zn2+-cyclen complex //Nucleic Acids Res., 2002, V.30, Piel26.

150. Yamashita N., Murata M., Inoue S., Burkitt M.J., Milne L., Kawanishi S. // a-Tocopherol Induces Oxidative Damage to DNA in the Presence of Copper(II) Ions // Chem. Res. Toxicol., 1998, V.l 1, P.855-862.

151. Melvin M.S., Calcutt M.W., Noftle R.E., Manderville R.A. // Influence of the A-Ring on the Redox and Nuclease Properties of the Prodigiosins: Importance of the Bipyrrole Moiety in Oxidative DNA Cleavage // Chem. Res. Toxicol., 2002, V.15, P.742-748.

152. Tuiygin D.S., Subat M., Raitman O.A., Selector S.L., Arslanov V.V., Koenig В., Kalinina M.A. // Two-Dimensional Arrays of Amphiphilic Zn "cyclens for Guided Molecular Recognition at Interfaces // Langmuir, 2007, V.23, P.2517

153. Rosilio V., Boissonnade M.-M., Zhang J. // Penetration of Glucose Oxidase into Organized Phospholipid Monolayers Spread at the Solution/Air Interface // Langmuir, 1993, V.l3, P.4669-4675.

154. Subat M., Woinaroschy K., Gerstl C., Sarkar В., Kaim W., Koenig B. // 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane Metal Complexes as Potent Promoters of Phosphodiester Hydrolysis under Physiological Conditions // Inorg. Chem., 2008, V.47, P.4661-4668.2524.