~ t u d e cinCtique et thermodynamique de I'interaction d'un complexe de Pd(I1) avec I'inosine et I'acide polyinosinique

ROBERT M ~ N A R D ' ET MIKLOS Z A D 0 R 2

Dipartement de chirnie, Universite' de MontrPal, C.P. 6128, succursale A, MontrPal (Qutbec), Catlada H3C 357

R e p le 26 mai 1987

ROBERT M ~ N A R D et MIKLOS ZADOR. Can. J. Chem. 66, 178 (1988). Les rCactions du complexe (dien)Pd(II) avec I'inosine et I'acide polyinosinique ont CtC CtudiCes a I'aide de mtthodes

spectroscopiques et de flux-stoppC. Dans les deux cas, le metal se lie initialement au site N7 de la base hypoxanthine. Les rCsultats des etudes cinCtiques indiquent que le mecanisme implique deux voies rCactionnelles : une substitution nuclkophile directe ainsi qu'une reaction via un intermediaire aquo. Les rCactions sont plus rapides dans le cas du poly(I), due a la forte densit6 de charges nCgatives de ce polymkre. La rCaction initiale au site N7 est suivie d'une redistribution lente du metal vers le site NI thermodynamiquement plus stable. La fixation du (dien)Pd(II) au poly(1) induit la formation d'une structure multi-hClicoi'dale stable du polymkre. Cette structure a CtC caractCrisCe par des mesures d'absorbance et de dichroi'sme circulaire ainsi que par la dktermination de la courbe de fusion du polymkre. I1 a aussi CtC observC qu'en prCsence du complexe de Pd(II), le poly(1) peut Ctre hydrolysC B pH alcalin, dans des conditions relativement douces.

ROBERT M ~ N A R D and MIKLOS ZADOR. Can. J. Chem. 66, 178 (1988) Reactions of the (dien)Pd(II) complex with inosine and polyinosinic acid were studied by spectroscopic and stopped-flow

methods. In both cases, the metal initially binds at the N7 site of the hypoxanthine base. The results of kinetic studies indicate the existence of a two-path mechanism: a direct nucleophilic substitution and a solvent path with formation of an aquo intermediate. The reactions are faster for poly(I), due to the high density of negative charges for this polymer. The initial reaction at N7 is followed by a slow redistribution of the metal towards the thermodynamically more stable N I site. Binding of (dien)Pd(II) to poly(1) leads to formation of a stable, multistranded helicoidal structure of the polymer. This structure was characterized by absorption and circular dichroism measurements and by the melting curve of the polymer. It was also observed that in presence of the Pd(I1) complex, poly(1) can be hydrolyzed at relatively mild conditions at high pH.

Introduction A cause de la complexit6 des polynuclCotides, les premiers

travaux fondamentaux sur l'interaction des acides nuclCiques avec les complexes de Pd(I1) et de Pt(I1) ont CtC orient& vers 1'Ctude des unitCs constituantes plus simples, tels les bases nuclkiques et les nuclCosides (1-4). La plupart de ces travaux ont pour but la dktermination des sites d e liaison et d e la stabilitC des complexes form&. Parmi les divers nuclCosides CtudiCs, l'inosine s'est avCrC Ctre un cas relativement complexe dQ a la prCsence de deux sites potentiels de liaison pour le palladium et le platine : les azotes N1 et N 7 (5-9). Le site N1 est protone en solution neutre et la liaison ce site depend du pH. Divers types de complexes peuvent alors exister et, pour un compose tel (en)PdC12, des espkces polymkriques sont connues (7). La formation d'un chelate entre les sites N 7 et 0 6 a aussi CtC proposCe a quelques reprises (10, 11) mais son existence est contestee (3).

Le complexe (dien)Pd(II), qui a l'avantage de ne p o s d d e r qu'un seul groupe labile, a fait l'objet d'ktudes exhaustives (6, 8 , 9 , 12-14). Martin et coll. ont utilisC la rmn pour Ctudier l'importance des liaisons a chacun des sites e n fonction du pH. Les rCsultats pour l'inosine indiquent que la liaison au site N7 est prkdominante a pH < 4 , tandis qu'a pH > 8 , la liaison se fait presque exclusivement a N 1. En solution neutre, les espkces Pd-N1, Pd-N7 ainsi que l'espkce binucleaire sont prksentes. Avec l'inosine monophosphate, la distribution des espkces est similaire sauf que la prCsence du groupe phosphate tend favoriser la liaison a N7. D e plus, la presence du palladium en N7 cause une diminution du pK, du site N1, ce qui conduit a une redistribution des ions mktalliques et a la formation d e liens avec le site N1 dCprotonC (8).

I . Adresse prtsente : Institut de recherche en biotechnologie, 6100, avenue Royalmount, Montreal (Quebec), Canada H4P 2R2.

2. Auteur B qui toute correspondance doit Stre envoyCe.

Bien que l'importance des facteurs cinCtiques ne soit pas mise en doute, trks peu dlCtudes quantitatives ont cependant CtC consacrCes 21 cet aspect. Quelques Ctudes cinCtiques ont CtC publiCes impliquant la reaction d e complexes de Pd(I1) avec l'inosine, le poly(I).poly(C) ainsi que la cytidine et ses dCrivCs (12, 15-18). Les rCsultats ont permis de dCmontrer l'existence de deux voies rCactionnelles principales conduisant au produit final : une substitution nuclkophile directe ainsi qu'une rCaction via un ou des intermediaires aquo. I1 a aussi kt6 observC, dans le cas des polynuclCotides, que les facteurs de type electrostatique ont un effet prCdominant sur la cinCtique des rCactions ainsi q u e sur la stabilitk des complexes for me^.^

L e but de ce travail est d e dCfinir avec prCcision le mecanisme de la rCaction entre le (dien)Pd(II) e t l'inosine, et de verifier si ce mCcanisme s'applique dans le cas du polynuclCotide correspondant, le poly(1). Nous examinerons aussi comment la structure de ce polymkre est affectCe lors de la fixation d e l'ion mktallique.

Partie experimentale L'inosine (In) et I'inosine-5'-monophosphate (IMP, sel de sodium)

ont CtC obtenus de Sigma Chemical Co. tandis que l'acide polyino- sinique (poly(I), sel de potassium) provenait de Miles Laboratories Inc. La concentration du poly(1) est donnCe en termes d'unitk mono- nuclCotide. Tous ces produits sont de haute puretC et furent utilisCs sans purification suppltmentaire. Les complexes [(dien)PdCl]Cl et [(dien)Pd(H20)](C104)2 (dien : dikthylknetriamine) ont CtC prCparCs tel que dCcrit prtctdemment (16). La force ionique est fixCe par addition de NaCIO,, prCpart B partir de HClO, (Biopharrn) et de NaOH (Fisher Scientific Co.), &ant donnC que le NaC10, commercial contient souvent des impuretts pouvant interftrer avec nos rksultats. Le pH a CtC ajustt a l'aide de solutions concentrtes de HC10, et de NaOH. Aucun tampon n'a CtC utilist, de f a ~ o n i Cviter les interactions possibles avec les complexes de Pd(I1).

Les mesures d'absorbance ont Ctt effectuCes B I'aide d'un spectro-

3. R. MCnard et M. Zador, article sournis pour publication.

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photometre Perkin-Elmer modele 552, equip6 d'un systkme tlectro- nique de contrble de la temperature permettant la dktermination de la courbe de fusion d'un polynuclCotide (vitesse d'accroissement de

0!50

temperature utilisee : 1°C/min). Les reactions rapides ont kt6 suivies A 3 2 0

par spectrophotomttrie flux-stoppe en utilisant un systkme dCcrit prCcCdemment (16). Les spectres de dichroisme circulaire ont CtC 0,45 enregistres au moyen d'un spectropolarimetre Cary modkle 61 a la temperature de la pikce (21-23°C). en utilisant des cellules circulaires de chemin optique 1 = 1 cm. Les conditions standards pour ce travail sont : pH 7,0, force ionique 0,20 M, temperature 25,0°C. Les condi- 0,40 tions experimentales differentes seront specifiees.

- (a) \

-

-

1 3 5 7 9 11 Resultats et discussion PH

Inosine La cinCtique de la reaction entre le (dien)PdCl+ et l'inosine a

d'abord CtC CtudiCe en melangeant les rkactifs i un pH initial de 7. On observe la prCsence de deux signaux distincts a 300 nm, kexp

6

le premier Ctant une augmentation relativement rapide ( t l l z =

0,4 s) et importante de l'absorbance et attribuke i la fixation du (s-') 4 (dien)Pd(II) au site N7 de l'inosine. Cette rCaction est suivie

0 2

- (b )

-

- >PNH i"QH2+ <k 1: 0 1 3 5 7 9 11

pH

/ \ c l "OW FIG. 1. Influence du pH sur I'absorbance ( a ) et sur la constante de H2N 3' 2'

vitesse de reaction (b) du systkme (dien)Pd(II)-inosine. Conditions : - - - - (a) inosine 1,O x lo-' M , [(dien)PdCl]Cl 1,O X M, NaCl

H 6 6 H 0,10 M, NaC104 0,lO M; (b) inosine 5,O x l op3 M, [(dien)PdCIlCI 5.0 X 1oP4M, NaClO,lOM, NaC104 0 , lOM.

(dien)PdCl+ Inosine

d'une autre, beaucoup plus lente ( t llz = 120 s), produisant rkaction, tel qu7observC a pH > 9. La combinaison de ces deux une tres faible augmentation d'absorbance et correspondant a effets permet d'expliquer l'allure de la courbe a pH > 7. La la formation du complexe Pd-N1 a partir de Pd-N7 avec vitesse maximum se situe aux environs de pH 9, position qui est libkration de protons. Ce transfert a lieu entre pH 4 et 8, tel relativement sfire Ctant donne que la variation du pH durant la qu'illustrk a la figure l (a) . Le mecanisme de ce processus lent rkaction devient negligeable a p H > 8. Entre pH 3 et 7, la valeur n'a pas CtC CtudiC, a cause du faible signal dans ces conditions. de kexp est constante et reflkte la rCaction du (dien)Pd(II) au site Par ailleurs, des travaux anttrieurs (6, 8) ont dCmontrC que ce N7 de l'inosine. La diminution de vitesse observke a pH < 2 processus rCsulte d'une sCrie de rCactions impliquant plusieurs peut Etre expliqu6e en considerant la protonation du site N7 a especes. A A = 350 nm, ou les especes Pd-N1 et Pd-N7 ce pH (pK, = 1,O (3)). possedent pratiquement la mEme absorbance, un seul signal est La cinCtique de la rkaction a pH 7 a aussi CtC CtudiCe en observC, correspondant a la formation du complexe Pd-N7. La fonction de la concentration en inosine et a diverses concentra- cinktique de la rCaction au site N7 a donc CtC CtudiCe en suivant tions en ions chlorure ajoutes. Les rksultats sont donnCs a la les variations d'absorbance a 350 nm. On considere que la figure 2. On remarque que la rCaction est inhibCe par l'addition variation du pH durant cette rkaction n'affecte pas la cinttique d'ions chlorure et que l'ordre par rapport a l'inosine est inferieur de la fixation en N7. Cette variation est d'autant plus faible que 2 un a faible concentration en ion C1-. Les rksultats sont la concentration d'inosine en excks est importante. semblables a ceux obtenus prCcCdemment pour la reaction du

La figure l(b) montre l'influence du pH sur la constante (dien)Pd(II) avec la cytidine (16). On peut donc proposer un de vitesse de cette reaction. On note une augmentation de mkcanisme similaire pour la formation du complexe Pd-N7 la constante de vitesse a pH > 7 suivie d'une importante de l'inosine. Deux voies rCactionnelles sont possibles : une diminution a pH > 9. A pH Cleve, la deprotonation du site substitution nucltophile directe ainsi qu'une rCaction via un N1 de l'inosine (pK, = 8,7 (3)) conduit a l'apparition de intermCdiaire aquo. concentrations importantes d'inosine dCprotonCe [InH- Avec

k k i , et kil comme constantes de vitesse pour la rkaction du 121 In + (dien)PdCli & (dien)pd(ln)'* + C I voie directe (dien)Pd(II) aux sites N7 et N1 dCprotont respectivement, on k-I obtient 1'Cquation [ l ] : k

[3] (dien)PdCli + H 2 0 & ( d i e n ) ~ d ( ~ , O ) ~ + + C1- voie [ll kexp = ki-i[Inl + kiltInH-11 k -2 i du

k A pH ClevC, la contribution du deuxieme terme devient [4] In + (d i en )~d(H~O)~ ' 2 (dien)pd(1n12' + H20 solvant

importante et les rCsultats indiquent que la rCa,ction au site N1 k-3

dCprotonC est plus rapide que celle au site N7. A partir de pH = La constante d'kquilibre pour la rCaction du (dien)PdCl+ au 8, on a maintenant apparition du dCrivC (dien)Pd(OH)+. Cette site N7 de l'inosine (Cquation [2] du mkcanisme) a CtC CvaluCe espkce, moins rCactive, conduit a un ralentissement de la par titrage spectrophotomCtrique en prksence d'ions chlorure et

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FIG. 2. Variation de la constante de vitesse expkrimentale en fonction de la concentration en inosine, ti diverses concentrations en ion C1- ajoutC. Conditions : [(dien)PdCl]Cl 5,00 x M, force ioniqueconstante (0,20 M NaCl + NaC104), pH 7, NaCl ajoutC : ( 1 ) 0, (2) 0,0030 M, (3) 0,0080 M, (4) 0,020 M, (5) 0,10 M. Les courbes sont calculCes, d'aprks le mecanisme dCcrit par les Cquations [2]-[4].

TABLEAU 1. Paramktres cinktiques pour la reaction du (dien)PdCl+ au site N7 de

l'inosine a pH 7

a pH 4 afin d'tlirniner l'interftrence du cornplexe Pd-N 1 . Une valeur de K1 = 240 + 40 a t t t obtenue. Les constantes de vitesse individuelles ont pu &tre tvalutes en proctdant tel que dtcrit prtctdemrnent pour la cytidine. Les rtsultats sont donnts au tableau 1.

La plus grande rtactivitt du dtrivt aquo du (dien)Pd(II) permet d'expliquer l'inhibition par l'ion C1- observte. Les constantes de vitesse kl et k3 sont comparables a celles obtenues pour le systeme analogue irnpliquant le (dien)PdBrf (12). Les difftrences sont dues a la force ionique plus tlevte ainsi qu'a la contribution de l'espece (dien)Pd(OH)+ en l'absence d'ion C1- pour les exptriences rtalistes avec le (dien)PdBrf. Les valeurs des constantes de vitesse individuelles diffkrent beaucoup cependant de celles obtenues pour la cytidine. En particulier, la valeur de kl pour l'inosine est six fois plus tlevte que celle pour

0 0,25 0,50 r

FIG. 3. Influence du (dien)Pd(II) sur l'absorbance (a) et sur la tempkrature de fusion (b) du poly(1). Conditions : poly(1) 6,14 X

M, NaC104, 0,20 M, pH 7. r = [(dien)PdCl]Cl/[poly(I)].

la cytidine (450 M-I s-' vs. 75 M-' s-') tandis que pour k3, le rapport est de neuf (27 000 M-' s-' vs. 2900 M-' s-I). L'inosine est donc un meilleur nucltophile pour les rtactions de substitution des complexes du (dien)Pd(II) et, en prtsence de cytidine, la reaction au site N7 de l'inosine serait cinttiquernent favoriste.

Induction d'une forme he'licoi'dale du poly(I) par le (dien)Pd(II) Le cornplexe forrne entre le (dien)Pd(II) et le poly(1) a t t t

caracttrist a l'aide de rnesures d'absorbance, de dichroi'srne circulaire et de temptrature de fusion. Pour les mesures d'absorbance, la bande d'absorption du polynucl~otide, dont le maximum se situe a 247 nrn, a ttC utiliste. L'addition du complexe de palladium cause un lCger dtplacement du maxi- mum vers 249 nrn, accompagnt d'une irnportante diminution de l'absorbance. L'irnportance de cette diminution est inhabituelle pour un systkme (dien)Pd(II)-polynucltotide et suggbe la formation d'une structure htlicoi'dale ordonnte avec recouvre- ment des bases hypoxanthine. La valeur de l'absorbance 247 nrn 2 25°C en fonction du rapport r = [(dien)Pd(II)]/[poly(I)] est donnte a la figure 3 ( a ) . La diminution d'absorbance est de type cooptratif, caracttristique des systkrnes irnpliquant des polynucltotides htlicoi'daux. La complexation du Pd(I1) l'inosine produit une t r b ltgkre diminution de l'absorbance a 247 nrn (de 0,78 a 0,74) cornparativernent a celle observte pour le poly(1) (de 0,65 a 0,45).

Pour vtrifier l'existence d'une telle structure, la variation de l'absorbance en fonction de la temptrature a t t t ttudite. Les courbes obtenues a divers rapports r sont reprtsenttes a la figure 4. Pour r = 0, une trks ltgere transition peu cooptrative est observte a basse temperature, indiquant la prtsence de faibles proportions de poly(1) associt en l'absence de Pd(I1). Lors de l'addition de concentrations croissantes de (dien)Pd(II), la transition est dtplacte i des temperatures plus tlevtes

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FIG. 4. Courbe de fusion du poly(1) en prCsence de diverses concentrations de (dien)Pd(II). Conditions : poly(1) 6,14 X lo-' M, NaC1040,20M, pH 7. r = [[(dien)PdCl]Cl]/[poly(I)].

et devient plus importante et cooperative. Ce comportement indique la formation d'une structure hilicoi'dale de stabiliti croissante avec l'addition du (dien)Pd(II). La temperature de fusion, correspondant au maximum de la courbe diffirentielle dAZ4,/dT en fonction de T, est representee a la figure 3(b) en fonction du rapport r. La courbe obtenue demontre clairement l'effet cooperatif de la fixation du (dien)Pd(II) sur la stabiliti du produit forme. La temperature de fusion passe de 28°C en l'absence de Pd(I1) a 72°C pour r = 0,49. A temperature ClevCe, oh le polynuclCotide est sous forme de pelote statistique, l'absorbance a 247 nm dCcroit aussi lorsque le rapport I-

augmente (figure 3(a)). Cette faible diminution est non- cooperative et reflkte la fixation du Pd(I1) la base hypoxanthine du poly(1). D'ailleurs, le minimum de la bande d'absorption du poly(1) a 95°C se situe toujours a 249 nm en presence de (dien)Pd(II), comparativement a 247 nm pour le poly(1) libre, ce qui montre que le Pd(I1) est complex6 au poly(1) dans ces conditions. La diminution graduelle de la temperature conduit a une renaturation trks lente du polymkre, caractiristique du poly(1) (19). La vitesse de renaturation semble augmenter cependant avec la concentration en (dien)Pd(II). Le systeme est seulement partiellement reversible pour des temps courts (< 1 h).

En l'absence du complexe de palladium, le poly(1) peut s'auto-associer en solution a force ionique ClevCe et a basse temperature (19-23). Les deux structures proposees pour ce polymkre contiennent trois et quatre brins respectivement tenus ensemble par des ponts hydrogkne N 1 -H . . . 0 6 (2 1, 23). Un modkle alternatif implique des ponts hydrogkne N 1-Ha . .N7 (19). L'addition du complexe de Pd(I1) peut faciliter la formation de la multiple helice. Comme le site de fixation du (dien)Pd(II) se situe a N7 ou N 1, la dernikre structure proposee sernble improbable. Pour les deux structures a ponts hydrogkne Nl-H...06, le site N7 est suffisamment accessible pour permettre la complexation du (dien)Pd(II). Une fois fixC, le complexe de Pd(II), charge positivement, neutralise les charges negatives des phosphates voisins, reduisant les repulsions interchaine et favorisant ainsi l'association de plusieurs brins. Comme le (dien)Pd(II) est fix6 plus fortement que des cations tels Na+, l'effet structurant est plus important (Tf = 72°C a une force ionique de 0,20 M NaC104) et est rencontre a des

FIG. 5. Spectre de dichroi'srne circulaire du poly(1) en prtsence de diverses concentrations de (dien)Pd(II). Conditions : poly(1) 8,02 x lo-' M, NaCl 1,O x M, NaC104 0,20 M, pH 7. r =

[[(dien)PdC1lC1l/[poly(I)l = (1) 0 , (2) 0,1, (3) 0,3, (4) 0,5.

concentrations plus basses en metal (3,O X lop5 M). Acker- mann et coll. ont dija suggCrC que la formation de la multiple helice du poly(1) Ctait due principalement i la diminution des repulsions Clectrostatiques entre les brins a force ionique ClevCe (22). De plus, comme la fixation du (dien)Pd(II) en N7 accroit l'acidite du proton en N 1 pour l'inosine (6, 8), un effet similaire avec le poly(1) contribuerait i la stabilisation des ponts hydrogkne N 1 -H . . . 0 6 .

La stabilisation de la multiple hilice est possible avec des ions mCtalliques bivalents possidant une affinitC reconnue pour le groupe phosphate, tels ~ g ' + et Ca2+ (24). I1 y apeu d'exemples similaires impliquant un metal qui se fixe prCf6rentiellernent aux bases nucleiques. L'ion Ag+ peut conduire i la formation d'une multiple helice avec le poly(1) (25). Cependant, cette structure est formCe a l'aide de ponts interchaine, avec I'ion Ag+ lie sirnultaniment aux sites N1 et 0 6 de deux hypoxanthines. Un tel complexe est impossible avec le (dien)Pd(II) possidant un seul groupe labile.

Lors de 1'Ctude de l'interaction du poly(I).poly(C) et du poly(1) avec le (dien)Pt(II), une autre hypothkse a ete avancee qui implique des ponts hydrogkne entre les groupes amino du dien et les sites N7 des bases hypoxanthines voisines du site de complexation du metal (26). Ces ponts hydrogkne contribue- raient a la stabilisation du poly(1) .poly(C) et existeraient aussi dans le cas du poly(I), bien que le degre de structuration ne soit pas quantifiable. Bien que de telles interactions puissent Ctre presentes, nous croyons que les facteurs de type tlectrostatique jouent un rdle predominant, tel que demontre precedernment lors de 1'Ctude du systkme (dien)Pd(II)-poly(I).poly(C) (17).

Les spectres de dichroi'sme circulaire du poly(1) libre et en presence de (dien)Pd(II) sont represent& a la figure 5 . Le spectre du poly(1) est relativement peu intense. L'addition du

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FIG. 6. Influence du H sur l'absorbance du poly(1) libre ( I ) et du complexe (dien)Pd(II)-poly(1) (2). Conditions : (I) poly(1) 5,04 X M; P (2) poly(1) 5,04 X 10- M, [(dien)PdCI]Cl 2,50 X M. Dans les deux cas : NaCIOJ 0,20 M.

FIG. 7. Influence du pH ( a ) et de la concentration en ion chlorure (b) sur la constante de vitesse d'ordre 2 de la rCaction du (dien)Pd(II) avec le poly(1). Conditions : (a ) poly(1) 3,08 X M, [(dien)PdCl]Cl 1,00 X M, NaCl0,lO M, NaClO, 0,10 M; (b) poly(1) 3,07 X M, [(dien)PdCl]Cl l,00 x M, force ionique constante (0,20 M NaCl + NaClO,), pH 7.

complexe de Pd(I1) modifie profondtment le spectre et accroit I'intensitt des bandes. Un tel accroissement de I'intensitt peut &tre attribue a la formation d'une structure helicoi'dale ordonnee. La forme de ce spectre est differente cependant de celles generalement attribuees la multiple helice du poly(1) a force ionique elevee ou i basse temperature (19, 20). En particulier, la bande negative vers 280 nm pour le poly(1) libre est remplacee par une bande positive en presence du (dien)Pd(II). Une bande negative, absente dans le cas de la multiple helice du poly(1) libre, est aussi rencontree vers 240 nm. Ces resultats suggkrent, pour le complexe poly(1)- Pd(dien), une geometrie differente de celle de la multiple helice du poly(1). Une inversion de la bande positive, lors de l'addition de complexes de Pt(II), a deja ete remarquee (27). Cette

inversion a CtC attribuke a une modification de l'empilement des bases et de la structure secondaire du polymkre lors de la fixation du metal aux bases nucleiques.

La figure 6 illustre l'influence du pH sur l'absorbance a 260 nm du poly(1) et de son complexe avec le (dien)Pd(II). Pour le polynucleotide libre, la deprotonation du site N1 cause une importante augmentation de l'absorbance a pH > 7,5, correspondant un pK, de 9,3. Un debut de transition a pH < 3 est aussi visible, attribuC a la protonation du site N7 dont le pK, est voisin de 1.

La valeur de l'absorbance a 260 nm est legkrement plus faible en presence du complexe de palladium. Deux transitions sont maintenant observees en milieu alcalin. La premikre, possedant un pK, apparent de 9,2, correspond probablement a la deproto-

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Force ionique (M)

FIG. 8. Influence de la force ionique sur la constante de vitesse d'ordre 2 de la rkaction du (dien)Pd(II) avec I'inosine (I) , IMP (2) et poly(1) (3). Conditions : (1) inosine 2,5 X M, [(dien)PdCl]CI 2,5 X lo-, M; (2) IMP 2,5 X M, [(dien)PdCl]C12,5 X M; (3) poly(1) 3,10 X M, [(dien)PdCl]Cl 1,0 X M. Dans les trois cas : NaCl0,020 M, pH 7. La force ionique a CtC ajustke par addition de NaCIO,.

nation des sites N! des bases hypoxanthine non-complextes par le palladium. A pH > 11, une augmentation abrupte et importante de l'absorbance est aussi observCe. Cette trans- formation est irrtversible et trks lente, ntcessitant au minimum 3 h. Le spectre de la solution ramenee a pH 7 correspond ii celui du complexe (dien)Pd-IMP, suggtrant l'hydrolyse du poly(1). Le poly(1) libre peut Ctre degrade en milieu fortement basique (KOH, 0 , 2 M , 40°C, 4 h ) et il a d t j i ttC observt que certains ions mttalliques pouvaient conduire A sa dtgradation en milieu moins basique (28). Toutefois, contrairement aux ions intera- gissant fortement au phosphate (tels Mn(II), Zn(II), Cu(II), etc.), un pH relativement t l e v t est requis dans le cas du palladium.

Cine'tique de l'interaction (dien)Pd(ll)-poly(1) La cinttique de la reaction du complexe de Pd(I1) avec le

poly(1) a t t t i tud i te en fonction du pH, de la concentration en ion chlorure et de la force ionique. En plus de la reaction rapide habituelle au site N7, on observe substquemment des variations d'absorbance lentes. Ces phtnomknes lents, qui n'affectent pas la dCtermination des constantes de vitesse, peuvent Ctre attributs a des rtarrangements conformationnels du polymkre aprks la fixation du (dien)Pd(II) ainsi qu'au transfert du complexe Pd-N7 au complexe Pd-N 1. Le transfert ou fixation du Pd(I1) au groupement phosphate ne devrait pas avoir une influence significative, dii a la faible stabilitt par rapport au complexe Pd(I1)-N (16).

L'influence du pH sur la constante de vitesse d'ordre deux de la rtaction au site N7 du poly(1) (figure 7 (a ) ) est trks similaire au cas de l'inosine (voir figure l ( b ) ) . Les effets observts peuvent donc Ctre at t r ibu6 aux mernes facteurs : diminution de la vitesse a pH < 3, due la protonation du site N7, et augmentation de la constante de vitesse pH > 7 , due a la contribution du site N1 dCprotont, suivie d'une diminution i pH > 9 attribuable a la presence du complexe (dien)Pd(OH)+ peu rtactif. I1 est a noter

que le maximum de rCactivitC se situe aux environs de pH 9, tout comme dans le cas de l'inosine. L'inhibition par l'ion chlorure 2 pH 7 est aussi observte avec le poly(1) (figure 7(b)) . La constante de vitesse en l'absence d'ion C1- ajoutt est trks t levte , ko2 = 4 , l x 10' M ' s- ' (non-represent6 sur la figure). Le comportement est identique 2 celui de l'inosine et des autres systkmes t tud i t s (16) et indique que le mtcanisme gCntral est le m&me dans tous les cas.

L'influence de la force ionique est reprksentte 2 la figure 8 pour les rtactions du (dien)Pd(II) avec le poly(I), 1'IMP est l'inosine. L e poly(1) rCagit beaucoup plus rapidernent avec les complexes de Pd(I1) ti faible force ionique, dii au champ tlectrostatique fort de c e polytlectrolyte. La vitesse de cette rtaction est, de plus, fortement influencte par la force ionique de la solution, i cause de l'effet d ' tcran et de la condensation des ions autour du polymere, facteurs trks importants pour un polytlectrolyte. La grande acctltration, en passant de l'inosine a I'IMP, est attribuCe ii la proximitt du site N7 et du groupe phosphate dans la conformation ant i favoriste de I'IMP (3). Ceci conduit i un effet catalytique plus important du phosphate dans ce cas que dans le cas du C M P (16).

Remerciements Nous tenons 2 remercier le Conseil de recherches en sciences

naturelles et en gtnie du Canada et le Fonds pour la formation de chercheurs et l 'aide a la recherche du Qutbec pour l'aide financikre et les bourses d'ttudes supCrieures (R.M.) accordtes.

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