Комплементарно-адресованная окислительная модификация ДНК конъюгатами олигонуклеотидов с фталоцианинами Co (II) и Fe (II)
Существование высокоселективных взаимодействий между комплементарными цепями нуклеиновых кислот позволяет конструировать реагенты для воздействия на любые участки РНК или ДНК с целью направленного подавления их функций. Для этого к олигонуклеотидам заданной длины и последовательности, комплементарным к выбранным участкам ДНК или РНК, присоединяют реакционноспособные группы, которые проводят… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
- 1. Окисление ДНК активными формами кислорода {Обзор литературы)
- 1. 1. Активные формы кислорода
- 1. 2. Окисление ДНК активными формами кислорода
- 1. 2. 1. Окисление ДНК синглетным кислородом
- 1. 2. 2. Окисление ДНК супероксидным радикалом
- 1. 2. 3. Окисление ДНК гидроксильными радикалами
- 1. 2. 3. 1. Окисление гетероциклов в составе нуклеиновых кислот
- 1. 2. 3. 1. 1. Окисление остатка тимина
- 1. 2. 3. 1. 2. Окисление остатка цитозина
- 1. 2. 3. 1. 3. Окисление остатка гуанина
- 1. 2. 3. 1. 4. Окисление остатка аденина
- 1. 2. 3. 2. Окисление углеводных фрагментов в составе нуклеиновых кислот
- 1. 2. 4. Окисление ДНК высоковалентными оксокомплексами металлов
- 1. 2. 4. 1. Окисление ДНК мезо-тетра-(4-Ы-метилпиридинил)-порфирином марганца (Ш)
- 1. 2. 4. 2. Окисление ДНК комплексом бис-(1,10-фенантролин) меди (1)
- 1. 2. 4. 3. Окисление ДНК комплексом блеомицина с железом (П)
- 1. 3. Каталитические свойства металлокомплексов фталоцианинов и их димерных комплексов
- 1. 3. 1. Каталитические свойства тетрасульфофталоциана железа и его димерных р-оксо-комплексов
- 1. 3. 2. Каталитические свойства димерных р-нитридо-комплексов фталоцианина железа
- 1. 3. 3. Каталитические свойства гетерогенных димерных комплексов, образованных меэ/сду фталоциашшами кобальта и железа, несущих положительные или отрицательно заряженные заместители
- 3. 1. Окисленне одноцепочечной ДНК молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии конъюгатов олигонуклеотидов 75 с тетракарбоксифталоцианинами Со (Н) и Ге (П)
- 3. 1. 1. Влияние остатка фталоцианина на кинетику образования и стабильность комплекса МеРс-ООМ^ИМА
- 3. 1. 1. 1. Исследование кинетики образования комплексов СоРс
- 3. 1. 1. Влияние остатка фталоцианина на кинетику образования и стабильность комплекса МеРс-ООМ^ИМА
- 3. 1. 1. 2. Исследование стабильности комплексов СоРс
- 3. 1. 2. Кинетика протекания побочных реакций
- 3. 1. 2. 1. Деградация СоРс и 17еРс под действием Н2О
- 3. 1. 2. 2. Каталитическое разлоэюение НоО
3.1.3. Кинетические закономерности протекания процесса модификации одноцепочечной ДНК молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии 89 конъюгатов олигонуклеотидов с фтало цианинами Со (Н) и
Ре (П)
3.1.4. Механизм модификации одноцепочечной ДНК пероксидом водорода в присутствии конъюгатов олигонуклеотидов с 95 фтало цианинами Со (Н) и Ке (П)
3.2. Окисленне одноцепочечной ДНК молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии гетерогенных димерных комплексов (МеРср05*МеРс), сформированных между МеРс в составе олнгонуклеотндных конъюгатов и МеРсрох в растворе
3.2.1. Взаимодействие МеРсрох с одноцепочечной и двуцепочечной ДНК
3.2.2. Взаимодействие МеРср0Х с МеРс
3.2.3. Окисление одноцепочечной ДНК молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии (МеРсро5"МеРс)-СШ/У
3.3. Определение продуктов окисления 5'-монофосфат-2'дезоксигуанозина молекулярным кислородом в присутствии фталоцианинов МеРс и их гетерогенных димерных комплексов с МеРср
3.3.1. Окисление (ЮМР молекулярным кислородом в присутствии МеРс и (МеРср0^МеРс) и сопряженного восстановителя
3.3.2. Эпоксидирование карбамазепина оксокомплексами МеРс 119
Заключение 122
Выводы 127
Список литературы
Список сокращений
В настоящей работе использованы символы и сокращения структурных компонентов нуклеиновых кислот и их производных в соответствии с рекомендациями Комиссии по номенклатуре Международного Союза чистой и прикладной химии (ШРАС) и Международного Союза биохимиков (ШВ), а также следующие обозначения:
2аРи — 2-аминопурин,
BlmFe — комплекс железа (П) с блеомицином,
BPh — 2,2', 3,3', 5,5,-гексаметил-4,4,-дигидрокси-бифенил,
Bu'-ООН — гидроперекись трет-6утила,
Си (ОР)г — 1,10-фенантролиновый комплекс меди (1) или (II),
CBZ — 5//-дибензо[/?,/]-азепип-5-карбоксамид (карбамазепин)
CBZE — 10,11-эпоксид карбамазепина dGMP — 5'-монофосфат-2'-зезоксигуанозин,
ESI-MS — времяпролетная масс-спектрометрия с ионизацией при электрораспылении,
FePc’Bu^N — (i-нитридо-мостиковый комплекс тетра-трет-бутинфталоцианина железа,
FePc)2N — (i-нитридо-мостиковый димер фталоцианина железа,
FePcS — тетрасульфофталоциан железа,
GC-MS — газовая хроматография с последующим с массспектрометрическим анализом,
MALDITOF — времяпролетная масс-спектрометрия с матричноактивированной лазерной десорбцией/ионизацией,
МСМ-41 — мезопористое стекло,
МЕ — 2-меркаптоэтанол,
МеРс — комплекс тетракарбоксифталоцианипа кобальта (П) или железа (П),
MePCpos — комплекс окта-4,5-(Н-Р-аминоэтил-Р'-К, 1Ч-диэтиламмониоэтоксикарбонил)фталоцианина кобальта (П) или железа (П) (фталоцианин с положительно заряженными заместителями),
MePcp0S*MePc) — гетерогенный димерный комплекс между фталоцианинами
МеРс и MePcpos
6-MeQ — 6-метилнафтахинон,
2MN — 2-метилнафталин,
МРРН — гидроперекись 1-фенилизопропила,
NIH-сдвиг — 1,2-сдвиг заместителя в соседнее положение ароматического кольца,
Ох — окислитель,
Рс — фталоцианин,
Рог — порфирин,
Рут — N-метилпиридин,
Red — восстановитель,
Rf — рибофлавин,
SSO — тиоантрен-5-оксид,
TMP — 2,3,6-триметилфенол,
TMQ — 2,3,6-триметилбензохинон,
АФК — активные формы кислорода,
НК — нуклеиновая кислота,
ОФ ВЭЖХ — обращено фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография,
ФДТ — фото динамическая терапия.
Список литературы
- Belikova A.M., Zarytova V.F., Grineva N.I. Synthesis of ribonucleosides and diribonucleoside phosphates containing 2-chloroethylamine and nitrogen mustard residues I I Tetrahedron Lett. -1967. -V. 37. -P. 3557−3562.
- Moser H.E., Dei~van P.B. Sequence-specific cleavage of double helical DNA by triple helix formation // Science. -1987. -V. 238. -P. 645−650.
- Fedorova O.S., Knorre D.G., Podust L.M., Zarytovaa V.F. Complementary addressed modification of double-stranded DNA within a ternary complex I I FEBS Lett. -1988. -V. 228. -P. 273−276.
- Vol’pin M.E., Novodarova G.N., Krainova N.Yu., Lapikova V.P., Aver’yanov A.A. Redox and fungicidal properties of phthalocyanine metal complexes as related to active oxygen // J. Inorg. Biochem. -2000. -V. 81. -P. 285−292.
- Вульфсон С.В., Любимова О. И., Котов А. Г., Калия О. Л., Лебедев О. Л., Лукъянец Е. А. Окислительно-восстановительные реакции фталоцианинов и родственных соединений // Ж. Общ. Химии. -1975. -Т. 45. -С. 1841−1846.
- Гринева Н.И., Ломакина Т. С., Тигеева Н. Г., Чимитова Т. А. Кинетика ионизации С-С1 связи в 4-(Н-2-хлорэтил-М-метиламино)бензил-5'-фосфамидах нуклеозидов и олигонуклеотидов // Биоорган, химия. -1977. -Т. 3. -С. 210−214.
- Valko М., Izakovic М., Mazur М., Rhodes C.J., Telser J. Role of oxygen radicals in DNA damage and cancer incidence // Mol. Cell. Biochem. -2004. -V. 266. -P. 37−56.
- Evans M.D., Dizdaroglu M., Cooke M.S. Oxidative DNA damage and disease: introduction, repair and significance // Mutat. Res. -2004. -V. 567. -P. 1−61.
- Valko M, Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T., Mazur M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // Int. J. Biochem. Cell. Biol. -2007. -V. 39. -P. 44−84.
- Valko M, Rhodes C.J., Moncol ./., Izakovic M., Mazur M. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer // Chern. Biol. Interact. —2006. -V. 160. -P. 1−40.
- Tullius T.D., Dombroski B.A. Hydroxyl radical «footprinting»: High-resolution information about DNA-protein contacts and application to X repressor and Cro protein // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -1986. -V. 83. -P. 5469−5473.
- Bonnett R. Photodynamic therapy in historical perspective // Rev. Contemp. Pharmacother. -1999.-V. 10.-P. 1−17.
- MacDonald I.J., Dougherty T.J. Basic principles of photodynamic therapy // J. Porphyrins Phthalocyanines. -2001. -V. 5.-P. 105−129.
- Kimoto E., Tanaka H., Gyotoku J., Morishige F., Pauling L. Enhancement of antitumor activity of ascorbate against Ehrlich ascites tumor cells by the copperrglycylglycylhistidine complex // Cancer Res. -1983. -V. 43. -P. 824−828.
- Feofanov A.V., Grichine A.I., Shitova L.A., Karmakova T.A., Yakubovskaya R.I., Egret-Charlier M., Vigny P. Confocal Raman microspectroscopy and imaging study of theraphthal in living cancer cells // Biophys. J. -2000. -V. 78. -P. 499−512.
- Гиренко Е.Г., Борисенкова С. А., Калия О. Л. Окисление аскорбиновой кислоты в присутствии фталоцианиновых комплексов металлов. Химические аспекты каталитической терапии рака // Изв. Ак. Наук. Серия Хим. -2002. -Т. 7. -С. 11 371 142.
- Chen С.В., Gorin М.В., Sigman D.S. Sequence-specific scission of DNA by the chemical nuclease activity of l, 10-phenanthroline-copper (I) targeted by RNA // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -1993. -V. 90. -P. 4206−4210.
- Chen C.B., Sigman D.S. Nuclease activity of 1,10-phenanthroline-copper: Sequencc-specific targeting// Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -1986. -V. 83. -P. 7147−7151.
- Коваль О.А., Черноловская Е. Л., Литвак В. В., Власов В. В. Сайт-направленное расщепление ДНК конъюгатом олигонуклеотида с о-бромбензойной кислотой в присутствии ионов меди // Изв. АН, Сер. хим. -2003. —Т. 11. -Р. 2380−2385.
- Boutorin A.S., Vlassov V.V., Kazakov S.A., Kutiavin I.V., Podyminogin M.A. Complementary addressed reagents carrying EDTA-Fe (II) groups for directed cleavage of single-stranded nucleic acids // FEBS Lett. -1984. -V. 172. -P. 43−46.
- Dreyer G.B., Dervan P.B. Sequence-specific cleavage of single-stranded DNA: oligodeoxynucleotide-EDTA'Fe (II) // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -1985. -V. 82. -P. 968 972.
- Chu B.C., Orgel L.E. Nonenzymatic sequcnce-specific cleavage of single-stranded DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -1985. -V. 82. -P. 963−967.
- Vorobjev P.E., Smith V.F., Pyshnaya I.A., Levina A.S., Zarytova V.F. Site-specific cleavage of RNA and DNA by complementary DNA-bleomycin A5 conjugates // Bioconjugate Chem. -2003. -V. 14.-P. 1307−1313.
- Le Doan Т., Perrouault L., Helens C. Chassignol M, Thuong N.T. Targeted cleavage of polynucleotides by complementary oligonucleotide covalently linked to iron-porphyrins // Biochemistry. -1986. -V. 25. -P.6736−6739.
- Иванова E.M., Мамаев С. В., Федорова О. С., Фролова Е. И. Комплементарно-адресованная модификация одноцепочечного фрагмента ДНК железопорфириновым производным олигонуклеотида // Биоорган, химия. -1988. —V. 14. -Р. 551−554.
- Mestre В., Jakobs A., Pratviel G., Meunier В. Structure/nuclease activity relationships of DNA cleavers based on cationic metalloporphyrin-oligonucleotide conjugates // Biochemistry. -1996. -V. 35. -P. 9140−9149.
- Fedorova O.S., Savitskii A.P., Shoikhet K.G., Ponomarev G.V. Palladium (II)-coproporphyrin I as a photoactivable group in sequence-specific modification of nucleic acids by oligonucleotide derivatives 11 FEBS Lett. -1990. -V. 259. -P. 335−337.
- Magda D., Miller R.A., Sessler J.L., Iverson B.L. Site-specific hydrolysis of RNA by europium (III) texaphyrin conjugated to a synthetic oligodeoxyribonucleotide // J. Am. Chem. Soc.-1994.-V. 116.-P. 7439−7440.
- Magda D., Wright M., Miller R.A., Sessler J.L., Sansom P.I. Sequence-specific photocleavage of DNA by an expanded porphyrin with irradiation above 700 nm// J. Am. Chem. Soc. -1995. -V. 117. -P. 3629−3630.36