Взаимодействие карбоксиметильных порфиринов с ДНК (1102467)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

на правах рукописиКовалёва Оксана АлексеевнаВзаимодействиекарбоксиметильных порфиринов с ДНКСпециальность 03.01.02. – биофизикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква 2014Работа выполнена в Лаборатории ДНК-белковых взаимодействий Федеральногогосударственного бюджетного учреждения науки Института молекулярной биологии им.В.А. Энгельгардта Российской академии наук.Научный руководитель:Калюжный Дмитрийматематических наукНиколаевич,кандидатфизико-Официальные оппоненты:Арутюнян Александр Мигранович, кандидат физикоматематическихнаук,заведующийлабораториейгемопротеидов Научно-исследовательского института физикохимической биологии им.

А.Н. Белозерского МГУ имени М.В.ЛомоносоваПозмогова Галина Евгеньевна, доктор химических наук,профессор, заведующая лабораторией искусственногоантителогенеза Федерального государственного бюджетногоучреждения науки «Научно-исследовательский институтфизико-химическоймедицины Федеральногомедикобиологического агентства»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное учреждение наукиИнститут биохимической физики им. Н.М. ЭмануэляРоссийской академии наукЗащита состоится «18» декабря 2014 г. В 15:30 часов на заседании диссертационного советаД 501.002.11 при Московском государственном университете им.

М.В. Ломоносова поадресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, аудитория 5 19С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.Автореферат разослан «__» _______________ 2014 г.Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.002.11кандидат технических наук2Сидорова А.Э.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы.Структура ДНК разнообразна и изменчива в различных клеточныхпроцессах. Двойная спираль ДНК является классической мишенью действия многихпротивоопухолевых,противовирусных,противомикробныхлекарственныхсоединений.

Неканонические структуры ДНК играют важную регуляторную роль вжизнедеятельности клеток. Одной из таких неканонических структур является Gквадруплекс. Последовательности, способные образовывать структуры Gквадруплекса, обнаружены в теломерных областях хромосом, промоторныхучастках генов, в том числе онкогенов, а также в регуляторных областях мРНК.Соединения,проявляющиевысокуюаффинностькG-квадруплексам,стабилизируют их структуру, влияют на действие различных белковых факторов иферментов, функционально связанных с ДНК. Образование и стабилизация Gквадруплексов теломерным однонитевым окончанием ДНК сопряжено сингибированием фермента – теломеразы и влияет на регуляцию длины теломер.Изучение аффинности различных соединений к ДНК в разных условияхнеобходимо для выявления молекулярных механизмов их противоопухолевогодействия.Порфирины представляют собой широкий класс природных и вновьсинтезированных соединений, обладающих довольно разнообразными свойствами.Физико-химические характеристики порфиринов позволяют рассматривать этоткласс соединений как перспективный для возможного использования в терапиионкологических заболеваний.

В настоящее время продолжается работа помодификации порфириновых молекул с целью усиления противоопухолевогодействия и повышения селективности к опухолевым клеткам. По даннымисследователей, такие соединения способны вызывать апоптоз, то естьпрограммированную смерть клетки, который играет важную роль в нормальнойжизнедеятельности организма.Производные катионных порфиринов относятся к ряду веществ, для которыхДНК является одной из важных мишеней действия.

Положительные заряды напериферии порфиринового макроцикла обеспечивают высокую аффинностьпорфиринов к ДНК. Высокое сродство к ДНК делает катионные порфириныперспективным классом соединений для поиска и дизайна новыхпротивоопухолевых препаратов. Создание новых препаратов необходимо дляпреодоления множественной лекарственной устойчивости опухолей и уменьшенияорганотоксичности.

Установление влияния модификаций порфиринов на ихаффинность к канонической и неканонической структурам ДНК необходимо длярационального конструирования и синтеза новых соединений.3В работе установлена связь между типом взаимодействия порфиринов с ДНКи их биологической активностью. Исследования открывают перспективы длянаправленного дизайна молекул порфиринов – потенциальных лекарственныхсредств, для которых мишенью могут служить специфические структуры ДНК.Цели и задачи исследования.Цель данной работы – определить особенности взаимодействиякарбоксиметильных порфиринов с ДНК, выяснить структурные аспектыобразования комплексов, а также изучить возможность опосредованногопорфиринами фотоповреждения ДНК в качестве механизма клеточной гибели.В соответствии с указанной целью были поставлены следующиеэкспериментальные задачи.1.

Определить роль различных конформаций ДНК во взаимодействии спорфиринами и установить влияние модификаций порфирина нахарактеристики образующихся комплексов.2. Определить влияние порфиринов на структуру и стабильностьG-квадруплексов.3. Установить эффективность производных порфирина в качестве инструментафотоповреждения ДНК.4.

Выяснить особенности гибели опухолевых клеток,вызываемойфотодинамическим эффектом порфиринов.Научная новизна исследований.Впервые исследованы новые производные карбоксиметильного порфиринаво взаимодействии с биологически важными конформациями ДНК. Впервыеустановлено влияние карбоксиметильных групп на периферии порфириновогомакроцикла и включения ионов металлов Zn(II), Ni(II) в ядро порфириновогомакроцикла на аффинность к ДНК, а также на тип образующихся комплексов.Впервые выявлены предпочтительные места связывания новых производныхпорфириновпривзаимодействиисдуплексомДНК,атакжеспектрофотометрически охарактеризованы места посадки порфиринов нателомерном G-квадруплексе ДНК.

Впервые установлено влияние типаобразующегося комплекса порфирина с ДНК на её способность фотодеградировать.Определены механизмы гибели опухолевых клеток под действием новыхпроизводных порфирина.Научная и практическая значимость.Исследования вносят вклад в понимание влияния модификаций порфириновна особенности образования комплексов молекул с ДНК различной структуры ипоследовательности, на молекулярно-биологическую активность порфиринов.Работа открывает перспективы для направленного дизайна потенциальных4лекарственных средств, мишенью для которых служат неканонические структурыДНК.Положения, выносимые на защиту.1. Карбоксильные группы заместителя на периферии порфириновогомакроцикла обусловливают предпочтительное взаимодействие порфирина сGC-богатыми участками ДНК. Порфириновые производные связываются наGC участках ДНК по интеркаляционному механизму и образуютбороздочный комплекс на участках ДНК, богатых АТ парами.2.

Порфирины в зависимости от модификаций способны при образованиикомплексов с G-квадруплексом ДНК по-разному изменять его структуру истабильность.3. Исследованные производные порфирина обладают сходной способностьюгенерировать синглетный кислород, но различной эффективностьюфотоповреждения ДНК. Связывание порфиринов в бороздки ДНКобеспечивает их фотоповреждающую активность.4. Гибель опухолевых клеток, вызываемая фотодинамическим эффектомпорфиринов, осуществляется в основном путем апоптоза.Личный вклад диссертанта.Автор лично участвовал в анализе литературных данных, постановке задачи,планировании экспериментов.

Все результаты, их интерпретация и выводыполучены автором на основе лично проведенных экспериментов либо при егоучастии. В подготовке публикаций и докладов по теме диссертационной работыавтор принимал личное участие.Апробация работы.Работа представлена на 11 российских и международных конференциях вМоскве, в Пущино, в Сорренто (Италия), в Сингапуре (Сингапур).Публикации.По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и 11 тезисов докладов.Структура и объем диссертации.Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы,методического раздела, трех глав, содержащих изложение и обсуждениерезультатов, а также выводы. Работа изложена на 108 страницах, включает 7 таблици 34 иллюстрации.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации