Окислительное расщепление нуклеиновых кислот конъюгатами блеомицина с олигонуклеотидами
Реакционные смеси объемом 10 мкл содержали 5'-32Р-меченую мишень, конъюгат блеомицина с олигонуклеотидом, а также олигонуклеотиды — эффекторы (концентрации мишени, конъюгата и эффекторов указаны в каждом конкретном случае). Реакцию проводили в буферном растворе 0.2 М LiCl, 0.01 М трис-HCI pH 7.5. Реакцию инициировали одновременным добавлением раствора 2-меркаптоэтанола до концентрации 0.05… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
- 1. Введение
- 2. Взаимодействие блеомицина и его олигонуклеотидных производных с нуклеиновыми кислотами (обзор литературы)
- 2. 1. Общая характеристика блеомицинов
- 2. 2. Структура блеомицинов
- 2. 3. Активация комплексов блеомицина с ионами железа
- 2. 4. Связывание блеомицина с нуклеиновыми кислотами
- 2. 5. Специфичность расщепления нуклеиновых кислот блеомицином
- 2. 6. Эффективность расщепления РНК блеомицином
- 2. 6. 1. Сравнение эффективности расщепления различных РНК
- 2. 6. 2. Зависимость эффективности расщепления от концентрации ионов магния
- 2. 7. Продукты расщепления нуклеиновых кислот блеомицином
- 2. 8. Свойства конъюгатов блеомицина с олигонуклеотидами
- 2. 8. 1. Синтез конъюгатов блеомицина с олигонуклеотидами
- 2. 8. 2. Стабилизация комплементарных комплексов конъюгат-мишень остатком блеомицина
- 2. 8. 3. Сайт-специфическое расщепление одноцепочечных ДНК
- 2. 8. 4. Каталитическое расщепление одноцепочечной ДНК олигонуклеотидным конъюгатом блеомицина
- 2. 8. 5. Расщепление двуцепочечной ДНК в составе триплекса
- 3. 1. Синтез блеомициновых производных олигонуклеотидов
- 3. 1. 1. Синтез стандартных конъюгатов
- 3. 1. 2. Синтез линкерсодержащих конъюгатов блеомицина с олигонуклеотидами
- 3. 2. Расщепление одноцепочечных ДНК конъюгатами блеомицина с олигонуклеотидами
- 3. 2. 1. Расщепление одноцепочечных ДНК конъюгатами блеомицина с протяженной олигонуклеотидной частью
- 3. 2. 2. Расщепление ДНК конъюгатами блеомицина с короткими олигонуклеотидами в присутствии олигонуклеотидных эффекторов
- 3. 2. 2. 1. Факторы, определяющие эффективность расщепления одноцепочечных ДНК конъюгатами блеомицина с короткими олигонуклеотидами в составе тандемных комплексов
3.2.3. Влияние гидрофобных и гетероциклических группировок в составе конъюгата и эффекторов на эффективность расщепления одноцепочечной ДНК конъюгатами блеомицина с короткими олигонуклеотидами в составе тандемных комплексов.
3.3. Субстратные свойства гибридных дуплексов, образованных с участием тандемов производных коротких олигонуклеотидов по отношению к рибонуклеазе Н Е. coli.
3.3.1. Гидролиз РНК рибонуклеазой Н Е. coli в составе гибридного дуплекса, образованного с участием немодифицированного тандема коротких олигодезоксирибонуклеотидов
3.3.2. Субстратные свойства тандемных гибридных дуплексов, содержащих конъюгаты блеомицина с короткими олигонуклеотидами, по отношению к рибонуклеазе Н Е. coli.
3.4. Расщепление РНК конъюгатами блеомицина с олигодезоксирибонуклеотидами.
3.5. Расщепление двуцепочечной ДНК конъюгатами блеомицина с триплекс-формирующими олигонуклеотидами (ТФО).
Список литературы
- Umezawa Н., Maeda К., Takeuchi Т., Okami Y. New antibiotics, bleomycin A and В.// J. Antibiot. (Tokyo). 1966. V. 19, № 5, P. 200−209.
- Lazo J.S., Chabner B.A. Bleomycin.// Cancer Chemotherapy and Biotherapy: Principles and Practice./ Eds. B.A. Chabner and D.L. Longo Philadelphia, PA: Lippincott-Raven, 1996. P. 379.
- Bennett J.M., Reich S.D. Bleomycin.// Ann. Intern. Med. 1979. V. 90, № 6, P. 945−948.
- Carlson R.W., Sikic B.I., Turbow M.M., Ballon S.C. Combination cisplatin, vinblastine, and bleomycin chemotherapy (PVB) for malignant germ-cell tumors of the ovary.//J. Clin. Oncol. 1983. V. 1, № 10, P. 645−651.
- Nagai K., Yamaki H., Suzuki H., Tanaka N., Umezawa H. The combined effects of bleomycin and sulfhydryl compounds on the thermal denaturation of DNA.// Biochim. Biophys. Acta. 1969. V. 179, № 1, P. 165−171.
- Stubbe J., Kozarich J.W., Wu W., Vanderwall D.E. Bleomycins: A structural model for specificity, binding, and double strand cleavage.//Acc. С hem. Res. 1996. V. 29, № 7, P. 322−330.
- Petering D.H., Mao Q., Li W., DeRose E" Antholine W.E. Metallobleomycin-DNA interactions: structures and reactions related to bleomycin-induced DNA damage.//Met. Ions. Biol. Syst. 1996. V. 33, №, P. 619−648.
- Stubbe J., Kozarich J.W. Mechanisms of bleomycin-induced DNA degradation.// Chem. Rev. 1987. V. 87, № 5, P. 1107−1136.
- D’Andrea A.D., Haseltine W.A. Sequence specific cleavage of DNA by the antitumor antibiotics neocarzinostatin and bleomycin.// Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 1978. V. 75, № 8, P. 3608−3612.
- Takeshita M., Grollman A.P., Ohtsubo E., Ohtsubo H. Interaction of bleomycin with DNA.// Proc.Natl. Acad. Sci. USA. 1978. V. 75, № 12, P. 5983−5987.
- Mirabelli C.K., Huang C.H., Crooke S.T. Role of deoxyribonucleic acid topology in altering the site/sequence specificity of cleavage of deoxyribonucleic acid by bleomycin and talisomycin.// Biochemistry. 1983. V. 22, № 2, P. 300−306.
- Barranco S.C., Humphrey R.M. The effects of bleomycin on survival and cell progression in Chinese hamster cells in vitro.// Cancer Res. 1971. V. 31, № 9, P. 1218−1223.
- Hittelman W.N., Rao P.N. Bleomycin-induced damage in prematurely condensed chromosomes and its relationship to cell cycle progression in CHO cells.// Cancer Res. 1974. V. 34, № 12, P. 3433−3439.
- Barlogie B., Drewinko B., Schumann J., Freireich E.J. Pulse cytophotometric analysis of cell cycle perturbation with bleomycin in vitro.// Cancer Res. 1976. V. 36, № 3, P. 1182−1187.
- Berry D.E., Chang L.H., Hecht S.M. DNA damage and growth inhibition in cultured human cells by bleomycin congeners.// Biochemistry. 1985. V. 24, № 13, P. 3207−3214.
- Suzuki H., Nagai K., Yamaki H., Tanaka N., Umezawa H. Mechanism of action of bleomycin. Studies with the growing culture of bacterial and tumor cells.// J. Antibiot. (Tokyo). 1968. V. 21, № 6, P. 379−386.
- Muller W.E., Yamazaki Z., Breter H.J., Zahn R.K. Action of bleomycin on DNA and RNA.// Eur. J. Biochem. 1972. V. 31, № 3, P. 518−525.
- Haidle C.W., Bearden J., Jr. Effect of bleomycin on an RNA-DNA hybrid.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1975. V. 65, № 3, P. 815−821.
- Krishnamoorthy C.R., Vanderwall D.E., J.W. K. Degradation of DNA-RNA hybrids by bleomycin: Evidence for DNA strand specificity and for possible structural modulation of chemical mechanism.//J. Am. Chem. Soc. 1988. V. 110, № 6, P. 2008−2009.
- Murray V., Martin R.F. The sequence specificity of bleomycin-induced DNA damage in intact cells.//J. Biol. Chem. 1985. V. 260, № 19, P. 10 389−10 391.
- Moore C.W. Bleomycin-induced mutation and recombination in Saccharomyces cerevisiae.//Mutat. Res. 1978. V. 58, № 1, P. 41−49.
- Umezawa K., Haresaku M., Muramatsu M., Matsushima T. Mutagenicity of anthracycline glycosides and bleomycins in Salmonella assay system.// Biomed. Pharmacoter. 1987. V. 41, № 5, P. 214−218.
- Povirk L.F., Goldberg I.H. A role of oxidative DNA sugar damage in mutagenesis by neocarzinostatin and bleomycin.// Biochimie. 1987. V. 69, № 8, P. 815−823.
- Povirk L.F. DNA damage and mutagenesis by radiomimetic DNA-cleaving
- V agents: bleomycin, neocarzinostatin and other enediynes.// Mutat. Res. 1996. V.355, № 1−2, P. 71−89.
- Onishi T., Shimada K., Takagi Y. Effects of bleomycin on Escherichia coli strains with various sensitivities to radiations.// Biochim. Biophys. Acta. 1973. V. 312, № 2, P. 248−258.
- Levin J.D., Demple B. In vitro detection of endonuclease IV-specific DNAdamage formed by bleomycin in vivo.// Nucleic Acids Res. 1996. V. 24, № 5, P.885.889.
- Kikuchi H., Tetsuka T. On the mechanism of lipoxygenase-like action of bleomycin-iron complexes.//J. Antibiot. (Tokyo). 1992. V. 45, № 4, P. 548−555.
- Lim S.T., Jue CX, Moore C.W., Lipke P.N. Oxidative cell wall damage mediated by bleomycin-Fe (ll) in Saccharomyces cerevisiae.//J. Bacteriol. 1995. V. 177, № 12, P. 3534−3539.
- Magliozzo R.S., Peisach J., Ciriolo M.R. Transfer RNA is cleaved by activated bleomycin.//Mol. Pharmacol. 1989. V. 35, № 4, P. 428−432.
- Carter B.J., Reddy K.S., Hecht S.M. Polynucleotide recognition and strand scission by Fe-bleomycin.// Tetrahedron. 1991. V. 47, № 14−15, P. 2463−2474.
- Holmes C.E., Hecht S.M. Fe. bleomycin cleaves a transfer RNA precursor and its «transfer DNA» analog at the same major site.// J. Biol. Chem. 1993. V. 268, № 34, P. 25 909−25 913.
- Holmes C.E., Carter B.J., Hecht S.M. Characterization of iron (ll)bleomycin-mediated RNA strand scission.// Biochemistry. 1993. V. 32, № 16, P. 4293−4307.
- Abraham A.T., Lin J.J., Newton D.L., Rybak S" Hecht S.M. RNA cleavage and inhibition of protein synthesis by bleomycin.// Chem. Biol. 2003. V. 10, № 1, P. 45−52.
- Padbury G., Sligar S.S. Chemical reactivities of bleomycin.// J. Biol. Chem. 1985. V. 260, № 13, P. 7820−7823.
- Murugesan N., Hecht S.M. Bleomycin as an oxene transferase. Catalytic oxygen transfer to olefins.// J. Am. Chem. Soc. 1985. V. 107, № 2, P. 493−500.
- Takita T., Muraoka Y., Nakatani T., Fujii A., Umezawa Y., Naganawa H. Chemistry of bleomycin. XIX Revised structures of bleomycin and phleomycin.// J. Antibiot. (Tokyo). 1978. V. 31, № 8, P. 801−804.
- Umezawa H. Structure and action of bleomycin.// Prog. Biochem. Pharmacol. 1976. V. 11, №, P. 18−27.
- Sugiura Y., Ishizu K., Miyoshi K. Studies of metallobleomycins by electronic spectroscopy, electron spin resonance spectroscopy, and potentiometric titration.// J. Antibiot. (Tokyo). 1979. V. 32, № 5, P. 453−461.
- Petering D.H., Byrnes R.W., Antholine W.E. The role of redox-active metals in the mechanism of action of bleomycin.// Chem. Biol. Interact. 1990. V. 73, № 2−3, P. 133−182.
- Claussen C.A., Long E.C. Nucleic Acid recognition by metal complexes of bleomycin.//Chem. Rev. 1999. V. 99, № 9, P. 2797−2816.
- Dabrowiak J.C., Greenaway F.T., Longo W.E., Van Husen M., Crooke S.T. A spectroscopic investigation of the metal binding site of bleomycin A2. The Cu (ll) and Zn (ll) derivatives.// Biochim. Biophys. Acta. 1978. V. 517, № 2, P. 517−526.
- Rishel M.J., Thomas C.J., Tao Z.F., Vialas C., Leitheiser C.J., Hecht S.M. Conformationally constrained analogues of bleomycin A5.// J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125, № 34, P. 10 194−10 205.
- Sausville E.A., Peisach J., Horwitz S.B. A role for ferrous ion and oxygen in the degradation of DNA by bleomycin.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1976. V. 73, № 3, P. 814−822.
- Sausville E.A., Stein R.W., Peisach J., Horwitz S.B. Properties and products of the degradation of DNA by bleomycin and iron (ll).// Biochemistry. 1978. V. 17, № 14, P. 2746−2754.
- Ishida R., Takahashi T. Increased DNA chain breakage by combined action of bleomycin and superoxide radical.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1975. V. 66, № 4, P. 1432−1438.
- Lown J.W., Sim S.K. The mechanism of the bleomycin-induced cleavage of DNA.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1977. V. 77, № 4, P. 1150−1157.
- Burger R.M., Horwitz S.B., Peisach J., Wittenberg J.B. Oxygenated iron bleomycin. A short-lived intermediate in the reaction of ferrous bleomycin with O2.// J. Biol. Chem. 1979. V. 254, № 24, P. 12 999−12 302.
- Kuramochi H., Takahashi K., Takita T., Umezawa H. An active intermediate formed in the reaction of bleomycin-Fe (ll) complex with oxygen.// J. Antibiot. (Tokyo). 1981. V. 34, № 5, P. 576−582.
- Burger R.M., Peisach J., Horwitz S.B. Activated bleomycin. A transient complex of drug, iron, and oxygen that degrades DNA.//J. Biol. Chem. 1981. V. 256,22, P. 11 636−11 644.
- Albertini J.P., Garnier-Suillerot A., Tosi L. Iron. bleomycin. DNA system evidence of a long-lived bleomycin. iron. oxygen intermediate.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1982. V. 104, № 2, P. 557−563.
- Burger R.M., Peisach J., Blumberg W.E., Horwitz S.B. Iron-bleomycin interactions with oxygen and oxygen analogues. Effects on spectra and drug activity.//J. Biol. Chem. 1979. V. 254, № 21, P. 10 906−10 912.
- Burger R.M. Cleavage of Nucleic Acids by Bleomycin.// Chem. Rev. 1998. V. 98, № 3, P. 1153−1170.
- Sugiura Y., Suzuki T., Kuwahara J., Tanaka H. On the mechanism of hydrogen peroxide-, superoxide-, and ultraviolet light-induced DNA cleavages of inactive bleomycin-iron (III) complex.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1982. V. 105, № 4, P. 1511−1518.
- Burger R.M., Peisach J., Horwitz S.B. Activated bleomycin. A transient complex of drug, iron, and oxygen that degrades DNA.//J. Biol. Chem. 1981. V. 256,22, P. 11 636−11 644.
- Bukowski M.R., Zhu S., Koehntop K.D., Brennessel W.W., Que L., Jr. Characterization of an Fe lll-OOH species and its decomposition product in a bleomycin model system.//J. Biol. Inorg. Chem. 2004. V. 9, № 1, P. 39−48.
- Povirk L.F., Hogan M., Dattagupta N. Binding of bleomycin to DNA: intercalation of the bithiazole rings.// Biochemistry. 1979. V. 18, № 1, P. 96−101.
- Povirk L.F., Hogan M., Dattagupta N., Buechner M. Copper (ll).bleomycin, iron (lll).bleomycin, and copper (ll).phleomycin: comparative study of deoxyribonucleic acid binding.// Biochemistry. 1981. V. 20, № 3, P. 665−671.
- Roy S.N., Orr G.A., Brewer C.F., Horwitz S.B. Chemical synthesis of radiolabeled Щ bleomycin A2 and its binding to DNA.//Cancer Res. 1981. V. 41, № 11, P. 44 714 477.
- Albertini J.P., Garnier-Suillerot A. Cobalt-bleomycin-deoxyribonucleic acid system. Evidence of deoxyribonucleic acid bound superoxo and mu-peroxo cobalt-bleomycin complexes.// Biochemistry. 1982. V. 21, № 26, P. 6777−6782.
- Albertini J.P., Garnier-Suillerot A. Iron-bleomycin-deoxyribonucleic acid system. Evidence of deoxyribonucleic acid interaction with the alpha-amino group of the beta-aminoalanine moiety.// Biochemistry. 1984. V. 23, № 1, P. 47−53.
- Suzuki H., Nagai K., Akutsu E., Yamaki H., Tanaka N. On the mechanism of action of bleomycin. Strand scission of DNA caused by bleomycin and its bindingto DNA in vitro.// J. Antibiot. (Tokyo). 1970. V. 23, № 10, P. 473−480.
- Chien M., Grollman A.P., Horwitz S.B. Bleomycin-DNA interactions: fluorescence and proton magnetic resonance studies.// Biochemistry. 1977. V. 16, № 16, P. 2641−2647.
- Сергеев Д.С., Зарытова В. Ф. Взаимодействие блеомицина и его олигонуклеотидных производных с нуклеиновыми кислотами.// Успехи химии. 1996. V. 65, № 4, Р. 377−402.
- Kemsley J.N., Zaleski K.L., Chow M.S., Decker A., Shishova E.Y., Wasinger E.C., Hedman В., Hodgson K.O., Solomon E.I. Spectroscopic studies of the interaction of ferrous bleomycin with DNA.//J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125, № 36, P. 10 810−10 821.
- Li W., Antholine W.E., Petering D.H. Kinetics of reaction of DNA-bound Fe (lll)bleomycin with ascorbate: interplay of specific and non-specific binding.// J. Inorg. Biochem. 2002. V. 90, № 1−2, P. 8−17.
- Nakamura M., Peisach J. Self-inactivation of Fe (ll)-bleomycin.// J. Antibiot. (Tokyo). 1988. V. 41, № 5, P. 638−647.
- Morgan M. A, Hecht S.M. Iron (ll) bleomycin-mediated degradation of a DNA-RNA heteroduplex.// Biochemistry. 1994. V. 33, № 34, P. 10 286−10 293.V