微分走査熱量測定によるPNA/DNAおよびDNA/DNA二重鎖の熱安定性

10 bp PNA/DNA二重鎖および10 mMリン酸ナトリウム（pH 7.0）におけるそれらの対応するDNA/DNA二重鎖の熱分離遷移の熱力学は、微分スキャンカロリメトリー（DSC）測定から決定されました。PNA/DNA遷移温度は329〜343 Kの範囲で、熱量測定遷移エンタルピーは209 +/- 6から283 +/- 37 kJモル（-1）の範囲でした。対応するDNA/DNA遷移温度は7〜20 K低く、遷移エンタルピーは72 +/- 29から236 +/- 24 kJモル（-1）の範囲でした。DSCとUV監視融解（UVM）の間の一致は、2つの状態遷移モデルの観点からUVM遷移の分析を検証した遷移エンタルピーを決定しました。遷移は可逆性を示し、AB = A + B 2状態遷移モデルの観点から分析され、遷移エンタルピーと一致してVan't Hoffエンタルピーが生成されました。遷移エンタルピーの外挿と周囲温度への自由エネルギーの変化は、二重鎖の形成に関する等温滴定熱量測定測定から直接決定されたものよりも多くの負の値をもたらしました。この矛盾は、単一DNAおよびPNA鎖のUVM測定によって示されるように、周囲および遷移温度での一本鎖構造の熱力学的差異に起因していました。

Thermodynamics of the thermal dissociation transitions of 10 bp PNA/DNA duplexes and their corresponding DNA/DNA duplexes in 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0) were determined from differential scanning calorimetry (DSC) measurements. The PNA/DNA transition temperatures ranged from 329 to 343 K and the calorimetric transition enthalpies ranged from 209 +/- 6 to 283 +/- 37 kJ mol(-1). The corresponding DNA/DNA transition temperatures were 7-20 K lower and the transition enthalpies ranged from 72 +/- 29 to 236 +/- 24 kJ mol(-1). Agreement between the DSC and UV monitored melting (UVM) determined transition enthalpies validated analyzing the UVM transitions in terms of a two-state transition model. The transitions exhibited reversibility and were analyzed in terms of an AB = A + B two-state transition model which yielded van't Hoff enthalpies in agreement with the transition enthalpies. Extrapolation of the transition enthalpies and free energy changes to ambient temperatures yielded more negative values than those determined directly from isothermal titration calorimetry measurements on formation of the duplexes. This discrepancy was attributed to thermodynamic differences in the single-strand structures at ambient and at the transition temperatures, as indicated by UVM measurements on single DNA and PNA strands.