Синтез полиаминов на платформе тетразамещенных по нижнему ободу n-трет-бутилтиакаликс[4]аренов и их взаимодействие с ДНК

• Автор: Пуплампу Джошуа Буер
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОИЗВОДНЫХ (ТИА)КАЛИКС[41АРЕНА С НУКЛЕИНОВЫМИ КИСЛОТАМИ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Синтез и строение тиакаликс[4]аренов

1.2 Функциоиализация (тна)каликс[4]аренов аминными, аммонийными и гуанидиниевыми группами и их взаимодействие с нуклеиновыми кислотами
1.2.1 Синтез амино- и аммонийных производных (тиа)каликсаренов и их взаимодействие с нуклеиновыми кислотами
1.2.2 Синтез гуанидинневых производных (тиа)каликс[4]аренов и их взаимодействие с нуклеиновыми кислотами
1.2.3 Синтез амино-, аммонийных и гуанидиновых мультикаликсаренов и их взаимодействия с нуклеиновыми кислотами
1.3. Макромолекулярные системы с амино-, аммонийными и гуанидиновыми группами и их взаимодействия с нуклеиновыми кислотами

1.3.1 Природные макромолекулярные системы для доставки генов

1.3.2 Синтетические макромолекулярные системы для доставки генов..
1.3.2.1 Катионные липиды
1.3.2.2 Катионные полимеры
1.3.2.3 Предорганизованные макромолекулы
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ПОЛИАМИНОВ НА ПЛАТФОРМЕ ТЕТРАЗАМЕЩЕННЫХ ПО НИЖНЕМУ ОБОДУ п-трет-БУТИЛТИАКАЛИКС[4] АРЕНОВ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ДНК (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)
2.1 Синтез //-/нрея/-бутилтиакаликс[4]аренов, функционализированных по нижнему ободу трис(2-амииоэтил)аминными фрагментами
2.2 Синтез //-/ире/н-бутилтиакаликс[4]аренов, функционализированных по нижнему ободу полиамидными фрагментами

2.3 Синтез производных и-/н/»евд-бутилтиакалнкс[4|арена,
функционализированных по нижнему ободу фрагментами N-(2-гидроксиэтил)этилендиамина, и их взаимодействие с метилакрилатом
2.4 Синтез л-/я/»е/н-бутилтиакаликс[41аренов, функционализированных по нижнему ободу А-(2-аминоэтил)пропанамидиыми и /У-(3-(3-ами-нопропиламино)пропил)пронанамидными фрагментами
2.5 Взаимодействие производных н-/лре/н-бутилтиакаликс[4]арена с модельными биомембранами на основе дипальмитоилфосфатидилхолина (ИРРС)
2.6 Взаимодействие полиаминов на основе тетразамещенных по нижнему ободу н-ш/7с/и-бутилтиакаликс[4]аренов с ДНК
2.6.1 Изучение взаимодействия полиаминов на основе п-трет-бутилтиакаликс[4]арена с ДНК методом УФ спектроскопии
2.6.2 Изучение взаимодействия полученных соединений с ДНК методом динамического светорассеяния (ДСР)
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Синтез и подготовка исходных реагентов и растворителей
3.2 Методы эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В последние десятилетия стремительное развитие междисциплинарных исследований позволило проводить раннюю диагностику и лечение неизлечимых ранее заболеваний. Генная терапия с самого начала была направлена на лечение наследственных генетических заболеваний за счет введения ДНК извне в клетку. Однако на сегодняшний день теоретический спектр её применения расширился и включает лечение широкого круга заболеваний: наследственных, генетических, онкологических и
инфекционных. Искусственные полинуклеотиды разрабатывают для использования в качестве иммуномодуляторов, генетических вакцин и фармакологических средств. Кроме того, много усилий приложено для регуляции экспрессии генов в молекулярной биологии, биотехнологии и медицинских исследованиях.
Несмотря на упомянутые достижения, адресная доставка генов в клетки и дальнейшая экспрессия генов представляют собой главные проблемы в этой области исследований. У клеток есть защитные механизмы, регулирующие поступление чужеродных веществ в цитоплазму. Эта регуляция осуществляется при помощи мембранного барьера. Кроме того, чужеродные вещества, например, полинуклеиновые кислоты, которые все же проникли сквозь клеточную мембрану, активно расщепляются эндогенными нуклеазами.
Создание синтетических структур для целенаправленного распознавания субстратов является одним из приоритетных направлений современных исследований в области органической и супрамолекулярной химии. При конструировании рецепторных структур для связывания нуклеиновых кислот необходимо учитывать ряд факторов: сильная гидратация биополимеров, их самоассоциация, необходимость контроля их высокой конформациоиной подвижности. Комбинирование в рамках макроциклической системы различных по природе центров взаимодействия открывает новые возможности для дизайна «хозяев». Наиболее перспективными для распознавания нуклеиновых кислот и белков являются рецепторные системы на основе полиаммонийных и

полости по сравнению с к лассическим к аликс[4]ареном п редставляет б ольший потенциал для создания синтетических трансфекционых агентов.
Таким образом, нами было предложено функционализировать тиакаликс[4]ареновую платформу рядом полиаминных фрагментов, различающихся по количеству аминогрупп, длине алкильного линкера, наличию/отсутствию гидроксильных групп и пространственной ориентации функциональных фрагментов. Синтез и исследование взаимодействия с полинуклеиновыми кислотами серий производных тиакаликс[4]арена, функционализированных полиамидными фрагментами, будет способствовать пониманию структурно - функциональных свойств макроциклов, а именно, их способности конденсировать нолинуклеиновые кислоты до нанометровых размеров, и, как результат, выступать в качестве потенциальных трансфекционных агентов полинуклеиновых кислот в клетки.
В связи с этим целью данной работы является синтез тетразамещенных по нижнему ободу л-/ярелг-бутилтиакалпкс[4|ареиов, различающихся по количеству аминогрупп, длине алкильного линкера, наличию/отсутствию гидроксильных групп, в конфигурациях конус, частичный конус и 1,3-альтернат как потенциальных трансфекционных агентов, а также изучение в водных средах их комплексообразующей и агрсгационной способности по отношению к модельным ДНК.
Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи: а) разработать подходы к синтезу «-лгреот-бутилтиакаликс[4]аренов, функционализированных по нижнему ободу трис(2-аминоэтил)аминными фрагментами; б) получить производные н-треот-бутилтиакаликс[4]арена с линейными полиамидными фрагментами по нижнему ободу; в) синтезировать п-/щх?/и-бутилтиакаликс[4]арены, функционализированные по нижнему ободу фрагментами Т4-(2-гидроксиэтил)этилендиамина, и изучить их взаимодействие в реакции Михаэля с метилакрилатом; г) функционализировать N-(2-аминоэтил)пропанамидными и 14-(3-(3-ами-
нопропиламино)пропил)пропанамидными фрагментами п-трет-