Конструирование и синтез низкомолекулярных искусственных рибонуклеаз, объединяющих в своей структуре гидрофобные и поликатионные фрагменты

• Автор: Буракова, Екатерина Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С РИБОНУКЛЕИНОВЫМИ КИСЛОТАМИ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Структурные характеристики РНК и типы межмолекулярных взаимодействий

1.1.1. Структура РНК

1.1.2. Типы взаимодействий лигандов с РНК

1.1.2.1 Водородные связи.

1.1.2.2. Электростатические взаимодействия.

1.1.2.3. яСтекинг взаимодействия.

1.1.2.4.1идрофобные взаимодействия.
1.2. Лиганды, взаимодействующие с РНК
1.2.1. Лиганды, образующие водородные связи с РНК
1.2.2. Поликатионные молекулы
1.2.2.1 Полиамины
1.2.2.2. Пептиды и пеитидоподобные молекулы
.
1.2.2.3. Малобороздочныс лиганды ДНК
1.2.2.4. Аминогликозиды
1.2.3. Интеркаляторы ЗI
1.2.4. Лиганды, узнающие диольный фрагмент
ГЛАВА 2. КОНСТРУИРОВАНИЕ И СИНТЕЗ ИСКУССТВЕННЫХ РИБОНУКЛЕАЗ НА ОСНОВЕ ПОЛИКАГИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗУЛЬТАТЫ И
ОБСУЖДЕНИЕ
2.1. Конструирование искусственных рибонуклеаз 1
2.2. Синтез и рибонуклеазная активность искусственных рибонуклеаз
2.2.1. Синтез искусственных рибонуклеаз
2.2.2. Рибонуклеазная активность искусственных рибонуклеаз
2.3. Выявление оптимальной длины алкильного радикала и структуры линкера
2.3.1. Конструирование и синтез комбинаторных библиотек
2.3.2. Рибонуклеазная активность комбинаторных библиотек
2.3.3. Синтез и гидролитическая активность фторсодержащих искусственных рибонуклеаз
2.3.4. Синтез искусственных рибонуклеаз, содержащих линкеры различной структуры
2.3.5. Рибонуклеазная активность искусственных рибонуклеаз, содержащих линкеры различной структуры
2.4 Влияние суммарного положительного заряда искусственных рибонуклеаз на эффективность гидролиза РКсубстрата
2.5. Введение функциональных групп в структуру искусственных рибонуклеаз
2.5.1. Введение функциональных групп в соединения, содержащие ароматический линкер
2.5.2. Взаимодействие соединений а,б и а, содержащих двойную связь, с аминами
2.6. Сиквенсспецифичность расщепления РНК под действием соединений в и
2.7. Антивирусная активность искусственных рибонуклеаз
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основными причинами, определяУрщими повышенный интерес к таким лигандам, являются, вопервых, определение фундаментальных принципов, обеспечивающих специфическое связывание лигандов е РНК, вовторых, получение новых эффективных терапевтических препаратов. Для успешного дизайна РНКнаправленных лшдндов необходимо здание как структурных особенностей РНК, так и типов взаимодействий низкомолскалярных соединений с различными структурными элементами РНК. Рибонуклеиновые кислоты построены из нуклеотидных звеньев, состоящих из гетероциклического основания, рибозы и фосфатной группы. Вторичная структура РНК состоит из двухцепочечных участков, связанных одноцепочечными фрагментами, а также нетель и т. За формирование вторичной и третичной структуры ответственны водородные связи, образующиеся между гетероциклическими основаниями адеиишурацил и гуанинцитозин УотсонКриковские пары, аденишурацил
Хьюгсгоновская пара рис. Кроме того, в некоторых РНК имеется ряд нестандартных пар и триплетов, имеющих важное значение во взаимодействиях РНКбслок. Водородные связи также могут отвечатьза молекулярное узнавание РНК низкомолекулярными лигандами. V в. I
I
Рис. Комплементарные УотсонКриковские 6С и Аи пары а, Хьюгстоновская иА пара 6. Стрелки с подписями Э и А обозначают доноры и акцепторы протонов. Наибольшее внимание исследователей вызывают лиганды, способные связываться с двухцепочечными элементами РНК. Этот интерес обусловлен тем, что дуплексная структура РНК играет важную роль в биологических процессах. В ряде вирусов
генетическая информация представлена двухцепочечной РНК ретровирусы, вызывающие онкологические заболевания и ВИЧ, содержат одноцепочечные РНК, которые, однако, включают в свою структуру многочисленные двуцепочечные участки некоторые РНКвирусы представлены одноцепочечной РНК, но в процессах репликациитранскрипции образуется комплементарная цепочка. На данный момент времени известно не много низкомолекулярных лигандов, способных избирательно связываться с РНК, не взаимодействуя при этом с ДНК 9. Тем не менее, структурные отличия этих биополимеров позволяют создавать специфичные лиганды. В ДНК рибоза принимает в основном С2эндо конформацию, что приводит к формированию Вформы спирали. Большая бороздка Вформы ДИК широкая, а малая бороздка узкая. РНК рибоза принимает СЗэндо конформацию, что ведт к образованию Аформы спирали. Большая бороздка Лформы РНК глубокая и узкая, а малая бороздка мелкая и широкая. Кроме того, РНК, в отличие, от ДНК, способна образовывать третичные структуры, которые организовываютсяЗа счт взаимодействий нуклеотидных остатков, принадлежащих различным элементам вторичной структуры. Элементы третичной структуры РНК могут формировать уникальные связывающие карманы для низкомолекулярных лигандов. Таким образом, структурные отличия обеспечивают значительные возможности для различий в узнавании двух типов нуклеиновых кислот. Типы взаимодействий лигандов с РНК
Все известные в настоящее время РНКсвязывающиеся соединения . Соединения первого класса присоединяются к молекуле полинуклеотида снаружи, не нарушая целостности пространственной структуры субстрата, хотя при этом и происходит некоторое сжатие, а также локальное изменение аллостерической конформациидвойной спирали НК в области связывания. К г, . Рис. Типы связывания низкомолекулярных лигандов на примере взаимодействий с двухцепочечными фрагментами РНК внешний тип связывания А бороздочное и В электростатическое внутренний тип связывания С интеркаляционное и лиганды. Интсркалятор представляет собой конденсированную ароматическую систему с двумя или болсс кольцами. Данные соединения в силу своего строения встраиваются частично или полностью между комплементарными парами оснований двойной спирали полинуклеотида, что приводит к локальному раскручиванию спирали и е удлинению. Связывание с НК соединений обоих классов может происходить за счт всех типов межмолекулярных взаимодействий образование водородных связей, электростатические, гидрофобные взаимодействия и т. Водородные связи. РНК. С. V.