Interaction of cyanine dyes with nucleic acids. 5. Towards model of «half intercalation» of monomethyne cyanine dyes into double-stranded nucleic acids

Recently we have proposed a model of "half intercalation" of monomethyne cyanine dye into the double-stranded helix. Benzothiazole terminal heterocycle «classically» intercalates, nestled between the adjacent base pairs just when second heterocycle is spatially fixed by nucleic acid groove. We consider that heterocycle with high basicity hits in the more nucleophilic groove whereat heterocycle with low basicity insert in more electrophilic interbase space. The purpose of this study is to determine the possible fixation mode of second heterocycle in nucleic acid groove. We synthesized and investigated the series of structure-like cyanine dyes which have different charge electronic distribution. We suppose that binding of second heterocycle of high basicity is caused by both spatial fixation and electrostatic interaction with phosphate group of nucleic acid. Monomethyne pyria'inium cyanine dye (Cyan 40; 4-((1-methyl-benzothiazoleilidene-2)methyl: 1,2,6-trimethylpyridinium p-toluenesulfonatc interacted with native DNA and RNA with strong fluorescence enhancement. It seems to be perspective for the development of new nucleic acid binding cyanine dyes.Нещодавно тми було запропоновано модель «напівінтерка­ляції» монометинових ціанінових барвників у подвійну спіраль нуклеїнових кислот. Бензтіазоловий гетероцикл «класично» інтеркалюв, розташовуючись між комплементарними парами основ, тоді як другий гетероцикл просторово фіксується в борозні нуклеїнової кислоти. Ми вважаємо, що гетероцикл з високою основністю розміщується в нуклеофільнішій борозні, у той час як гетероцикл з меншою основністю вклинюється в менш електрофільний міжосновний простір. Метою пред­ставлених досліджень було визначення можливого способу фік­сації другого гетероциклу в борозні нуклеїьювої кислоти Намисинтезовано і вивчено низку структуроподібних ціанінових барвників з різним розподілом електронної густини. Ми вва­жаємо, що Зв'язування другого гетероциклу з високою ос­новністю зумовлюється просторовою фіксацією та його елек­тростатичною взаємодією з фосфатними групами нуклеї­нової кислоти. Монометиновші піридинієвий барвник (Cyan 40; 4-[ ( 1-метилбензотіазоліліден-2)метил]-1,2,6-триметил піридиніум тозилат) взаємодіяв з нашивною ДНК та РНК зі значним зростанням інтенсивності флюоресценції. Він, на наш погляд, є перспективним для розробки нових ціанінових бареників, що зв'язуються з нуклеїновими кислотами.Недавно нами предложена модель «полуинтеркаляции» моно­метиновых цианиновых красителей в двойную спираль нуклеиновых кислот Бензотиазоловый гетероцикл «классически» интеркалирует, расположившись между комплементарными па­рами оснований, в то время как другой гетероцикл простран­ственно фиксируется в бороздке нуклеиновой кислоты Мы считаем, что гетероцикл с большей основностью располага­ется в более нуюіеофильной бороздке, тогда как гетероцикл с меньшей основностью встраивается в электрофильное межос­новное пространство. Представленные исследования были на­ правлены на определение возможного способа фиксации гетероцикла с большей основностью в бороздке нуклеиновой кислоты. Нами синтезирована и изучена серия структуроподобных циа­ниновых красителей с разным распределением электронной плотности. Мы считаем, что связывание гетероцикла с большей основностью происходит за счет пространственной фиксации и электростатического взаимодействия с фосфат­ами группами нуклеиновой кислоты. Взаимодействие монометинового пиридинового красителя Cyan 40 (4-[(метилбензотназолилиден-2)метил]-1,2,6 триметилпиридиниум този­лат) с нашивной ДНК и РНК сопровождается значительным возрастанием интенсивности флюоресценции. На наш взгляд, этот краситель является перспективным для разработки на его основе новых цианинов, взаимодействующих с нуклеиновы­ми кислотами

Interaction of cyanine dyes with nucleic acids. 2. Spectroscopic properties of methyleneoxy analogues of Thiazole Orange

A series of asymmetric cyanine dyes based on methylenoxy benzothiazole terminal hetero-cycle was synthesized. Absorption and fluorescent properties of these dyes and their complexes with nucleic acids were investigated. The best results were obtained with 2-[(3-methyl-2(3H)-benzothiazolyliden)-methyl]-5,6-dioxymethylene-3-methylbenzothiaz olium p-toluenesulfonate (Cyan 13). A possible model of binding monomethyne benz-thiazole cyanine dyes with double-stranded nucleic acids is proposed.Синтезовано серію асиметричних монометинових ціанінових барвників з метиленоксибензтіазоловим термінальним гетероциклом. Досліджено їх абсорбційні та флюоресцентні властивості, спектральні властивості їх комплексів з нуклеїновими кислотами. Найкращі результати одержані з n - толулол сул ьфо на том 2-[ ( 3 - метил-2 ( ЗН )-бензотіазоліліден) метил] -5,6-диоксиметилен-3-метил-бензотіазолію. Пропонується гіпотетична модель взаємодії монометинових бензтіазолових барвників з двоспіральними нуклеїновими кислотами.Синтезирована серия асимметричных монометиновых цианиновых красителей с метиле ноксибензтиазоловым терминальным гетероциклом. Исследованы их абсорбционные и флюоресцентные свойства, спектральные свойства их комплексов с нуклеиновыми кислотами. Наилучшие результаты получены с n-толулолсульфонатом 2-[( 3-метил-2( ЗН )-бензотиазолилиден)метил]-5,6-диоксиметилен-З-метилбензотиазолия. Предлагается гипотетическая модель взаимодействия монометиновых бензтиазоловых красителей с двуспиральными нуклеиновыми кислотами

Interaction of cyanine dyes with nucleic acids. I. Studies on monomethyne cyanine dyes as possible fluorescent probes for the detection of nucleic acids

The series of monomethyne cyanine dyes as possible fluorescent probes for DNA and RNA analysis were synthesized and their optical properties were studied. Two dyes interacted with native DNA and RNA with strong fluorescence enhancement (up to 350 and 1550 times for Cyan 3 and Cyan 6, respectively). The complex of Cyan 4 with nucleic acids had extremely large Stokes shift (154 nm). Methylenoxybenzthiazole residue seems to be perspective structural fragment for the synthesis of new nucleic acid binding cyanine dyes.Досліджено спектральні характеристики семи синтезованих монометинових ціанінів як мож­ливих флюоресцентних зондів, специфічних до нуклеїнових кислот (НК). Два барвники Cyan 3 та Cyan 6 у комплексі з НК значно підвищували власнуфлюоресценцію (у 160 i 800 разів з ДНК та в 350 і 1550 разів з РНК відповідно). Cyan 4 при взаємодії з НК показав аномально великий (154 нм) Стоксів зсув. Метиленоксибензтіазоловий структурний фрагмент виявив перспективні вла­ стивості для конструювання нових НК-специфічних барвників серед досліджених ціанінів.Исследованы спектральные характеристики семи синтезированных монометиновых цианинов как возможных флюоресцентных зондов, специфичных к нуклеиновым кислотам (HК). Два кра­сителя Cyan 3 и Cyan 6 в комплексе с НК значительно повышали собственную флюоресценцию ( в 160 и 800 раз с ДНК и в 350 и 1550 раз с РНК соответственно). Cyan 4 при взаимодействии с НК показал аномально больиіой (154 нм) Стоксов сдвиг. Метиленоксибензтиазоловый структурный фрагмент проявил перспективные свойства для конструирования новых НК-специфических красителей среди исследованных цианинов

Evolution of the differential transverse momentum correlation function with centrality in Au+Au collisions at sNN=200\sqrt{s_{NN}} = 200 GeV

We present first measurements of the evolution of the differential transverse momentum correlation function, {\it C}, with collision centrality in Au+Au interactions at $\sqrt{s_{NN}} = 200$ GeV. {\it C} exhibits a strong dependence on collision centrality that is qualitatively similar to that of number correlations previously reported. We use the observed longitudinal broadening of the near-side peak of {\it C} with increasing centrality to estimate the ratio of the shear viscosity to entropy density, $\eta/s$, of the matter formed in central Au+Au interactions. We obtain an upper limit estimate of $\eta/s$ that suggests that the produced medium has a small viscosity per unit entropy.Comment: 7 pages, 4 figures, STAR paper published in Phys. Lett.

Interaction of cyanine dyes with nucleic acids. 5. Towards model of «half intercalation of monomethyne cyanine dyes into double-stranded nucleic acids

Recently we have proposed a model of "half intercalation" of monomethyne cyanine dye into the double-stranded helix. Benzothiazole terminal heterocycle «classically» intercalates, nestled between the adjacent base pairs just when second heterocycle is spatially fixed by nucleic acid groove. We consider that heterocycle with high basicity hits in the more nucleophilic groove whereat heterocycle with low basicity insert in more electrophilic interbase space. The purpose of this study is to determine the possible fixation mode of second heterocycle in nucleic acid groove. We synthesized and investigated the series of structure-like cyanine dyes which have different charge electronic distribution. We suppose that binding of second heterocycle of high basicity is caused by both spatial fixation and electrostatic interaction with phosphate group of nucleic acid. Monomethyne pyria'inium cyanine dye (Cyan 40; 4-((1-methyl-benzothiazoleilidene-2)methyl: 1,2,6-trimethylpyridinium p-toluenesulfonatc interacted with native DNA and RNA with strong fluorescence enhancement. It seems to be perspective for the development of new nucleic acid binding cyanine dyes.Нещодавно тми було запропоновано модель «напівінтерка­ляції» монометинових ціанінових барвників у подвійну спіраль нуклеїнових кислот. Бензтіазоловий гетероцикл «класично» інтеркалюв, розташовуючись між комплементарними парами основ, тоді як другий гетероцикл просторово фіксується в борозні нуклеїнової кислоти. Ми вважаємо, що гетероцикл з високою основністю розміщується в нуклеофільнішій борозні, у той час як гетероцикл з меншою основністю вклинюється в менш електрофільний міжосновний простір. Метою пред­ставлених досліджень було визначення можливого способу фік­сації другого гетероциклу в борозні нуклеїьювої кислоти Намисинтезовано і вивчено низку структуроподібних ціанінових барвників з різним розподілом електронної густини. Ми вва­жаємо, що Зв'язування другого гетероциклу з високою ос­новністю зумовлюється просторовою фіксацією та його елек­тростатичною взаємодією з фосфатними групами нуклеї­нової кислоти. Монометиновші піридинієвий барвник (Cyan 40; 4-[ ( 1-метилбензотіазоліліден-2)метил]-1,2,6-триметил піридиніум тозилат) взаємодіяв з нашивною ДНК та РНК зі значним зростанням інтенсивності флюоресценції. Він, на наш погляд, є перспективним для розробки нових ціанінових бареників, що зв'язуються з нуклеїновими кислотами.Недавно нами предложена модель «полуинтеркаляции» моно­метиновых цианиновых красителей в двойную спираль нуклеиновых кислот Бензотиазоловый гетероцикл «классически» интеркалирует, расположившись между комплементарными па­рами оснований, в то время как другой гетероцикл простран­ственно фиксируется в бороздке нуклеиновой кислоты Мы считаем, что гетероцикл с большей основностью располага­ется в более нуюіеофильной бороздке, тогда как гетероцикл с меньшей основностью встраивается в электрофильное межос­новное пространство. Представленные исследования были на­ правлены на определение возможного способа фиксации гетероцикла с большей основностью в бороздке нуклеиновой кислоты. Нами синтезирована и изучена серия структуроподобных циа­ниновых красителей с разным распределением электронной плотности. Мы считаем, что связывание гетероцикла с большей основностью происходит за счет пространственной фиксации и электростатического взаимодействия с фосфат­ами группами нуклеиновой кислоты. Взаимодействие монометинового пиридинового красителя Cyan 40 (4-[(метилбензотназолилиден-2)метил]-1,2,6 триметилпиридиниум този­лат) с нашивной ДНК и РНК сопровождается значительным возрастанием интенсивности флюоресценции. На наш взгляд, этот краситель является перспективным для разработки на его основе новых цианинов, взаимодействующих с нуклеиновы­ми кислотами

Interaction of cyanine dyes with nucleic acids. 2. Spectroscopic properties of methyleneoxy analogues of Thiazole Orange

A series of asymmetric cyanine dyes based on methylenoxy benzothiazole terminal hetero-cycle was synthesized. Absorption and fluorescent properties of these dyes and their complexes with nucleic acids were investigated. The best results were obtained with 2-[(3-methyl-2(3H)-benzothiazolyliden)-methyl]-5,6-dioxymethylene-3-methylbenzothiaz olium p-toluenesulfonate (Cyan 13). A possible model of binding monomethyne benz-thiazole cyanine dyes with double-stranded nucleic acids is proposed.Синтезовано серію асиметричних монометинових ціанінових барвників з метиленоксибензтіазоловим термінальним гетероциклом. Досліджено їх абсорбційні та флюоресцентні властивості, спектральні властивості їх комплексів з нуклеїновими кислотами. Найкращі результати одержані з n - толулол сул ьфо на том 2-[ ( 3 - метил-2 ( ЗН )-бензотіазоліліден) метил] -5,6-диоксиметилен-3-метил-бензотіазолію. Пропонується гіпотетична модель взаємодії монометинових бензтіазолових барвників з двоспіральними нуклеїновими кислотами.Синтезирована серия асимметричных монометиновых цианиновых красителей с метиле ноксибензтиазоловым терминальным гетероциклом. Исследованы их абсорбционные и флюоресцентные свойства, спектральные свойства их комплексов с нуклеиновыми кислотами. Наилучшие результаты получены с n-толулолсульфонатом 2-[( 3-метил-2( ЗН )-бензотиазолилиден)метил]-5,6-диоксиметилен-З-метилбензотиазолия. Предлагается гипотетическая модель взаимодействия монометиновых бензтиазоловых красителей с двуспиральными нуклеиновыми кислотами

Interaction of cyanine dyes with nucleic acids. I. Studies on monomethyne cyanine dyes as possible fluorescent probes for the detection of nucleic acids

The series of monomethyne cyanine dyes as possible fluorescent probes for DNA and RNA analysis were synthesized and their optical properties were studied. Two dyes interacted with native DNA and RNA with strong fluorescence enhancement (up to 350 and 1550 times for Cyan 3 and Cyan 6, respectively). The complex of Cyan 4 with nucleic acids had extremely large Stokes shift (154 nm). Methylenoxybenzthiazole residue seems to be perspective structural fragment for the synthesis of new nucleic acid binding cyanine dyes.Досліджено спектральні характеристики семи синтезованих монометинових ціанінів як мож­ливих флюоресцентних зондів, специфічних до нуклеїнових кислот (НК). Два барвники Cyan 3 та Cyan 6 у комплексі з НК значно підвищували власнуфлюоресценцію (у 160 i 800 разів з ДНК та в 350 і 1550 разів з РНК відповідно). Cyan 4 при взаємодії з НК показав аномально великий (154 нм) Стоксів зсув. Метиленоксибензтіазоловий структурний фрагмент виявив перспективні вла­ стивості для конструювання нових НК-специфічних барвників серед досліджених ціанінів.Исследованы спектральные характеристики семи синтезированных монометиновых цианинов как возможных флюоресцентных зондов, специфичных к нуклеиновым кислотам (HК). Два кра­сителя Cyan 3 и Cyan 6 в комплексе с НК значительно повышали собственную флюоресценцию ( в 160 и 800 раз с ДНК и в 350 и 1550 раз с РНК соответственно). Cyan 4 при взаимодействии с НК показал аномально больиіой (154 нм) Стоксов сдвиг. Метиленоксибензтиазоловый структурный фрагмент проявил перспективные свойства для конструирования новых НК-специфических красителей среди исследованных цианинов