Структурные изменения молекулы ДНК, индуцированные ее взаимодействием с ионами металлов и металлоорганическими соединениями

• Автор: Богданов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 199 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ МОЛЕКУЛЫ ДНК С КООРДИНАЦИОННЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ ПЛАТИНЫ И ДВУХВАЛЕНТНЫМИ ИОНАМИ В РАСТВОРЕ

1.1 Структура молекулы ДНК

1.2 Взаимодействие молекулы ДНК с двухвалентными

ионами металлов

1.3 Взаимодействие молекулы ДНК с координационными

соединениями платины.

1.4 Разветвленные структуры нуклеиновых кислот

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ

2.1 Низкоградиентная вискозиметрия

2.2 Динамическое двойное лучепреломление.
Атомная силовая микроскопия
2.4 Динамическое рассеяние света
2.5 Флуоресцентная микроскопия
2.6 Спектральные методы.
2.7 Материалы.
СПЕЦИФИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ДНК РАЗЛИЧНЫХ ИЗОМЕРОВ И МОДИФИКАЦИЙ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПЛАТИНЫ
3.1 Применение методов прямого наблюдения для изучения
конформационных изменении молекулы ДНК в результате ее комплексообразования с цисДДП и трансДДП в растворе
3.2 Исследование комплексов молекулы ДНК с двуядерными
соединениями двухвалентной платины.
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ МИГРАЦИИ ВЕТВЕЙ РАЗВЕТВЛЕННЫХ СТРУКТУР НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ 4.1 Структурные особенности четырехсторонних разветвлений ДНК
в присутствии двухвалентных ионов
4.2 Динамика поведения и миграции ветвей подвижных четырехсторонних разветвлений ДНК
в реальном времени
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Эти выводы подтверждаются, в частности, отсутствием изменений в ультрафиолетовых спектрах нативной ДНК , и повышением ее термостабильности в широкой области концентраций ионов щелочных и щелочноземельных металлов. Однако при высоких концентрациях 12 и щелочных металлов 1 2 М и выше наблюдается снижение температуры плавления ДНК и сужение интервала перехода . В диссертационной работе рассматривается влияние двухвалентных ионов на структуру и стабильность разветвлений нуклеиновых кислот. При этом используются достаточно короткие дуплексы. В связи с этим мы не будем останавливаться на достаточно объемном вопросе о влиянии двухвалентных ионов на третичную структуру ДНК в растворе. В работе используются координационные соединения двухвалентной платины. В результате определенных преобразований в растворе образуются комлексные ионы, которые могут взаимодействовать с ДНК электростатически. Остановимся подробнее на рассмотрении взаимодействия координационных соединений платины с молекулой ДНК. Координационные соединения платины широко используются в различных технологических процессах. Некоторые представители этой группы соединений составляют отдельный класс ДНКповреждающих противоопухолевых препаратов и активно применяются в медицинской практике. Первым платиновым противоопухолевым соединением, использующимся в клинике, стала цисдихлордиамминплатинаИ цисДДП, цисплатин рис. Она проявила высокую противоопухолевую активность при лечении, например, рака яичка и яичников. В сочетании с другими препаратами это соединение активно применяется при лечении опухолей мочевого пузыря, шеи, головы, а также мелкоклеточного рака легких . ЦисДДП вводится в организм внутривенно. Эксперименты показали , что платина попадает в клетки посредством пассивной диффузии, хотя есть некоторые факторы, позволяющие предположить, что при доставке частично может действовать механизм активного транспорта. Ограничивающим фактором для накопления цисДДП в клетках является концентрация препарата. Множество клеточных компонентов, включая ДНК, РНК, белки, мембранные фосфолипиды и микронити, образующие цитоскелет, реагирует с цисДДП. Ключом для определения ДНК как основной клеточной мишени биологического действия цисДДП был филаментный рост бактерий рост клетки без ее деления, индуцируемый этим соединением. Эксперименты с клетками Е. П, которые были обработаны . ДДП , также позволили выделить ДНК как важную клеточную мишень для действия препарата. Изучение влияния цисДЦП на синтез ДНК, РНК и белков в клетке показало, что наблюдается подавление преимущественно синтеза ДНК по сравнению с РНК и белками ,. Например, в работе было показано, что в клетках НеЬа после их обработки цисДДП, содержащей радиоизотоп 5РЧ, в концентрации, вызывающей гибель клеток, количество атомов платины, присоединенных к ДНК, во много раз превышает количество платины, связанной с РНК и молекулами белка. Анализ показал, что только одна из 3х43х5 молекул белка и одна из молекул РНК содержала атом платины, тогда как каждая молекула ДНК связывала около 9 атомов платины. Авторы работ отмечали, что клетки с поврежденным механизмом репарации более чувствительны к воздействию цисДЦП, чем неповрежденные. Принято считать, что биологический эффект цисДДП обусловлен блокированием ею механизма репликации ДНК и или трансляции . В настоящее время общепринятой является точка зрения, согласно которой цисДЦП взаимодействует с азотистыми основаниями ДНК, образуя координационную связь. При этом наблюдается ярко выраженная избирательность к вСпарам ,. Связывание платины с ДНК состоит из последовательного замещения хлора в координационной сфере платины на воду, а затем на 7 атом гуанина или аденина. Причем присоединение к аденину было обнаружено только на второй стадии связывания цисДЦП с ДНК, то есть после того, как один из атомов хлора заместился на 7 атом гуанина . После внутривенного введения в организм, цисДДП сталкивается с относительно большой концентрацией ионов хлора 0 мМ во внеклеточной жидкости, что подавляет гидролиз и поддерживает соединение в нейтральном состоянии.