Синтез гомо- и гетеродендримеров на основе α-аминокислот

• Автор: Баянова, Надежда Витальевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные структурные элементы дендримерной

макромолекулы.

1.2. Синтетические концепции

1.2.1. Дивергентный метод.

1.2.2. Конвергентный метод

1.2.3. Альтернативные методы синтеза дендримеров

1.2.3.1. Полимеризация трехфункциональных мономеров.

1.2.4. Твердофазный метод синтеза дендримеров.
1.3. Структура дендримерных макромолекул и методы
ее исследования.
1.3.1. Гидродинамические методы.
1.3.2. Спектроскопия ЯМР
1.3.3. Масс спектрометрия.
1.3.4. Меточные подходы.
1.3.5. Люминесцирующие метки
1.3.6. Поляризованная люминесценция.
1.4. Способы модификации дендримерных структур
1.4.1. Поверхностная функционализация.
1.4.2. Слоевая и сегментальная функционализация
1.5. Дендримеры носители в генной терапии.
1.5.1. Основные критерии носителей ДНК
1.5.2. Невирусные системы генной доставки.
1.5.2.1. Катионные липиды.
1.5.2.2. Полимерные системы на основе лизина.
1.5.2.3. Полиэтиленимины
1.5.3. Дендримеры эффективные вектора генной
доставки.
1.5.4. Дендримеры на основе Ьлизина
1.5.5. Методы исследования образования дендримерДНК
комплекса
1.5.5.1. Г ель электрофорез.
1.5.5.2. Спектроскопия кругового дихроизма
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
2.1. Синтез полилизиновых го.мо и гстеродендримеров
на полимерном носителе.
2.1.1. Синтез гомолизиновых дендримеров.
2.1.2. Синтез гстеродендримеров на основе лизина
2.1.3. Выделение, очистка и анализ дендримеров на
основе лизина
2.2. Исследование молекул полилизиновых
дендримеров методом МАПЛ ТОГ масс спектрометрии до
2.3. Гидродинамические свойства дендримеров на
основе лизина.
2.4. Исследование гомолизиновых дендримеров различных генераций методом ЯМР спектроскопии
2.5. Синтез люминесцентно меченых гомо и
гетеродендримеров на основе лизина. Исследование структурнодинамических свойств и комплексообразующей способности.
2.5.1. Особенности структурной организации лизиновых
дендримеров различных генераций
2.5.2. Комплексообразующая способность макромолекул лизиновых дендримеров при взаимодействии с низкомолекулярным органическим анионом
2.5.3. Взаимодействие полилизиновых дендримеров с
ионизованными молекулами полиметакриловой кислоты в водных растворах и стабильность образующихся комплексов
2.6. Исследование взаимодействия полилизиновых
дендримеров с молекулами ДНК методом спектроскопии кругового дихроизма.
2.7. Исследование дендримеров на основе лизина
различных генераций в качестве носителей генных конструкций
2.7.1. Образование комплексов дендримеров с
плазмидной ДНК.
2.7.2. Анализ эффективности трансфекции комплексами
ДНКдендример
2.7.3. Изучение эндосомолитических свойств комплексов
ДИКЮЗ и ДНКЮ5
2.7.4. Изучение особенностей внутриклеточной
локализации комплексов плазмидной ДНК с дендримерами после трансфекции i vi
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Материалы.
3.2. Оборудование
3.3. Методы
3.3.1. Синтез гомо и гетеролизиновых дендримеров
3.3.2. Твердофазный синтез дендримеров.
3.3.3. Синтез люминесцентно меченых дендримеров
3.3.4. Определение гидродинамических характеристик
3.3.5. Спектроскопия кругового дихроизма.
3.3.6. Получение комплексов дендримеррСМУпЫас2
3.3.7. Эффективность трансфекции клеток НеЬа
комплексами дендримсррСМУпЫасг.
3.3.8. Исследование структурнодинамических
характеристик и комплексообразующей способности люминесцентно меченых дендримеров
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Применение метода ПЛ позволило впервые изучить влияние номера генерации и химического строения дендримера на его способность к формированию супрамолекулярных структур в растворе образование ассоциатов, особенности формирования интерполимерных комплексов и комплексов с низкомолекулярными соединениями в качестве моделей широкого круга БАВ. Впервые исследовано влияние химического строения дендримеров на свойства их комплексов с ДНК. Практическая ценность. Методом твердофазного синтеза пептидов получен ряд гомо и гетеродендримеров на основе природных ааминокислот различных генераций. Показана перспективность их использования в качестве носителей генетического материала в клетку. Определены пути оптимизации свойств дендримеров с целью повышения трансфекционной активности комплексов дендримерДНК. Использование техники твердофазного синтеза потенциально позволяет автоматизировать и масштабировать процесс синтеза данного класса макромолекул. Основные положения, выносимые на защит. ДНК. Апробации работы. Основные результаты исследований докладывались на 9 i , , , , i i , I, , 7 i i i, Ii, , 4, Ii i ii i . X Всероссийской конференции Структура и динамика молекулярных систем Казань, Москва , , i i i , ii, , III Съезде биофизиков России Воронеж, , 1 Российском симпозиуме по химии и биологии пептидов Москва, , а также неоднократно на конкурсе молодых ученых ИВС РАН. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи, тезисов докладов на международных и всероссийских симпозиумах и конференциях. Личный вклад автора состоял в участии в постановке задач исследования, в разработке методов синтеза, очистке дендримеров, в изучении их свойств с использованием ряда физических методов, в анализе и обсуждении результатов. Структура работы. Работа изложена на 5 страницах, содержит таблиц и рисунков и библиографию из 7 источников. Работа выполнена как часть исследований, проводимых в ИВС РАН по темам Гидрофильные синтетические и природные полимерные биологически активные соединения и материалы на их основе и Биологически активные полимерные системы. Синтез, структура, свойства. Глава 1. Синтез высокосимметричных дендримерных макромолекул представляет собой новое направление в области полимерной химии. Несмотря на то, что синтез и исследования дендримеров проводятся более лет, интерес к синтезу регулярных дендримерных макромолекул попрежнему чрезвычайно высок. К настоящему времени опубликовано значительное число обзоров и монографий 1, в которых достаточно строго сформулированы концепции и терминология для описания данного вида полимеров и их синтеза. Первоначально данный класс макромолекул называли каскадными молекулами. Определение дендример было введено в году ТотаНа . Эти сверхразветвленные молекулы были названы дендримерами от слова с1епс1гоп, что в переводе с греческого обозначает дерево. Менее употребимым является термин арборол, предложенный в том же году укоте , который происходит от латинского агЬог, что также означает дерево. Эти названия отражают архитектуру данного нового класса молекул. Дендримеры, так же как и другие полимеры построены из регулярно повторяющихся единиц мономеров, которые в случае дендримеров обязательно несут функцию разветвляющего агента. Схематичное изображение дендримера и его основные структурные элементы представлены на рис. Разветвляющий агент характеризуется числом ветвления, т. Рис. Схематическое представление дендримерной молекулы и ее структурных элементов. Дендримерная макромолекула имеет ядро или фокальную точку. Фокальная точка играет ту же роль, что и ядро, однако она имеет химически функциональную группу X рис. Ядро представляет собой центральную единицу дендримера и может быть формально рассмотрено как центр симметрии всей молекулы. Ядро характеризуется числом ветвления, как правило, более высоким, чем в случае ветвящего агента от 2 до п таб. Присоединенный к ядру или фокальной точке первый слой разветвляющих единиц или мономеров называется первой генерацией дендримера рис. Последующее присоединение разветвляющих единиц к первому слою приводит к формированию второй генерации рис. Функциональные группы последнего слоя дендримерной макромолекулы принято называть концевыми или терминальными группами дендримера рис. Рис. Структура дендримера генерации.