Intercalation and de-intercalation pathway of proflavine through the minor and major grooves of DNA: roles of water and entropy

文献情報

出版日 2013-03-25
DOI 10.1039/C3CP50501D
インパクトファクター 3.676
著者

Wilbee D. Sasikala, Arnab Mukherjee


原文を見る

要旨

DNA intercalation is a clinically relevant biophysical process due to its potential to inhibit the growth and survival of tumor cells and microbes through the arrest of the transcription and replication processes. Extensive kinetic and thermodynamic studies have followed since the discovery of the intercalative binding mode. However, the molecular mechanism and the origin of the thermodynamic and kinetic profile of the process are still not clear. Here we have constructed the free energy landscape of intercalation, de-intercalation and dissociation from both the major and minor grooves of DNA using extensive all-atom metadynamics simulations, capturing both the free energy barriers and stability in close agreement with fluorescence kinetic experiments. In the intercalated state, an alternate orientation of proflavine is found with an almost equal stability compared to the crystal orientation, however, separated by a 5.0 kcal mol−1 barrier that decreases as the drug approaches the groove edges. This study provides a comprehensive picture in comparison with experiments, which indicates that the intercalation and de-intercalation of proflavine happen through the major groove side, although the effective intercalation barrier increases because the path of intercalation goes through the stable (abortive) minor groove bound state, making the process a millisecond long one in excellent agreement with the experiments. The molecular origin of the higher barrier for the intercalation from the minor groove side is attributed to the desolvation energy of DNA and the loss of entropy, while the barrier from the major groove, in the absence of desolvation energy, is primarily entropic.

関連文献

Slab waveguide-based particle plasmon resonance optofluidic biosensor for rapid and label-free detection

Devesh Barshilia, Akhil Chandrakanth Komaram, Pin-Chuan Chen

2022-08-18 Paper

DOI: 10.1039/D2AN01092E

Association between ageing, brain chemistry and white matter volume revealed with complementary MRI and FTIR brain imaging

Juliette Phillips, Elizabeth Harrild, Rebecca J. Tidy, Lincoln Codd, Kirsty Richardson, Liesl Celliers

2022-11-02 Communication

DOI: 10.1039/D2AN01271E

Chronocoulometric signalling of BNP using a novel quantum dot aptasensor

Samantha F. Douman, Onyinyechi V. Uhuo, Kefilwe V. Mokwebo, Nelia Sanga, Emmanuel I. Iwuoha

2022-09-15 Paper

DOI: 10.1039/D2AN01357F

An ultra-fast UV-electrochemical sensor based on Cu-MOF for highly sensitive and selective detection of ferric ions

Xiaoqin Wu, Juanli Xi, Xuehong Wei, Caixia Yin

2022-12-09 Paper

DOI: 10.1039/D2AN01865A

UV dosimeter based on dichloroindophenol and tin(IV) oxide

Andrew Mills, Pauline Grosshans

2009-02-27 Paper

DOI: 10.1039/B820288E

Two-parameter monitoring in a lab-on-valve manifold, applied to intracellular H2O2 measurements

Ilkka Lähdesmäki, Petr Chocholouš, Andrea D. Carroll, Judy Anderson, Peter S. Rabinovitch, Jaromir Ruzicka

2009-04-27 Paper

DOI: 10.1039/B822070K

Mass spectrometry tools and metabolite-specific databases for molecular identification in metabolomics

M. Brown, W. B. Dunn, P. Dobson, Y. Patel, C. L. Winder, S. Francis-McIntyre, P. Begley, K. Carroll, D. Broadhurst, A. Tseng, N. Swainston, I. Spasic

2009-04-09 Paper

DOI: 10.1039/B901179J

Lock-in amplifier based peak force infrared microscopy

Andrea Dorsa, Qing Xie, Martin Wagner, Xiaoji G. Xu

2022-12-13 Communication

DOI: 10.1039/D2AN01103D

Quantification of drug loading in polymeric nanoparticles using AFM-IR technique: a novel method to map and evaluate drug distribution in drug nanocarriers

M. Seray Ural, Emmanuel Dartois, Jérémie Mathurin, Didier Desmaële, Philippe Collery, Alexandre Dazzi, Ariane Deniset-Besseau, Ruxandra Gref

2022-10-31 Paper

DOI: 10.1039/D2AN01079H

Synchrotron radiation linear dichroism spectroscopy of the antibioticpeptide gramicidin in lipid membranes

Matthew R. Hicks, Timothy R. Dafforn, Angeliki Damianoglou, Paul Wormell, Alison Rodger, Søren V. Hoffmann

2009-05-19 Paper

DOI: 10.1039/B902523E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-ブロモ-9,9-ジフェニル-9H-フルオレンの主な用途は何ですか?

2-溴-9,9-二苯基芴は、医薬品、工業材料、有機合成の研究分野で応用されます。特に、レーザー材料や機能性ポリマーの合成に使用されることがあります。また、蛍光色...

474918-32-62-Bromo-9,9-diphenyl...
化合物よくある質問

四氯化铱の市場動向や研究トレンドはどうですか?

四氯化铱の市場は研究開発分野で注目されており、特にナノ技術や金属有機框架(MOFs)の分野での需要が増加傾向にあります。価格は安定しており、中国や韓国での生産が...

207399-11-9Tetrachloroiridium h...
化合物よくある質問

4-硝基肉桂酸はどの業界で使用されていますか?

4-硝基肉桂酸は主に医薬品業界で使用されています。また、センサー開発や半導体製造業界でも応用されています。

882-06-44-Nitrocinnamic acid
化合物よくある質問

1-(4-溴-3-氟苯基)-2-氯乙酮を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

1-(4-溴-3-氟苯基)-2-氯乙酮 (CAS番号: 1260857-14-4) の廃棄物は専門的な廃棄処理が必要です。まず、廃棄物は密閉された容器に収集し、...

1260857-14-41-(4-Bromo-3-fluorop...
化合物よくある質問

苦参酚Kとは何ですか?

苦参酚Kは、CAS番号101236-49-1を持つ化合物で、主に天然由来の生薬から抽出されます。この化合物は、抗炎症作用や抗癌作用を持つことが報告されています。

101236-49-1Kushenol K
化合物よくある質問

POTASSIUM (1-(TERTBUTOXYCARBONYL)AZETIDIN-3-YL)TRIFLUOROBORATE を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

POTASSIUM (1-(TERTBUTOXYCARBONYL)AZETIDIN-3-YL)TRIFLUOROBORATE を含む廃棄物は、まず安全なエント...

1430219-73-0Potassium (1-(tert-b...
化合物よくある質問

4-庚基-4’-联苯羧酸の市場動向や研究トレンドはどうですか?

4-庚基-4’-聯苯羧酸は、特殊化学品や合成化学の分野で用いられる化学物質ですが、市場動向としては、研究開発の進展とともに需要が増加しています。また、環境配慮型...

58573-94-74'-Heptyl-4-biphenyl...
化合物よくある質問

6-ブロモ-3-メトキシ-1-フェニル-1H-インドゾールを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-ブロモ-3-メトキシ-1-フェニル-1H-インドゾールを含む廃棄物は、適切な化学廃棄処理が必要です。通常、廃棄物は密閉容器に収集され、専門の廃棄処理業者に引...

1332527-03-36-Bromo-3-methoxy-1-...
化合物よくある質問

4,4-二甲基-2-吡咯烷酮はどの業界で使用されていますか?

4,4-二甲基-2-吡咯烷酮は医薬、ポリマー、センサー、半導体などの業界で広く使用されています。特に溶媒としての性能が高く評価されています。

66899-02-34,4-dimethylpyrrolid...
化合物よくある質問

リン酸鉍はどのように保存すればよいですか?

リン酸鉍は遮光容器に保存し、乾燥した場所で常温で保管してください。

51312-42-6Sodium Phosphotungst...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。