Фотомодификация ДНК в составе дуплексов: кинетические и структурные особенности

• Автор: Коваль, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 109 с. : ил

Содержание

Список сокращений

Введение

1. Структура ДНКдуплексов, содержащих на 3 иили 5концевых

фосфатных группах модифицирующие группировки. Кинетика аффинной модификации в дуплексах Обзор литературы

1.1. Структуры дуплексов, содержащих модифицирующие группировки

1.1.1. Дуплекс, содержащий 2метокси6хлор9аминоакридин

1.1.2. Структуры ДНКдуплексов, содержащих остаток азотистого иприта

1.1.3. Дуплексы с ковалентно присоединнным остатком 2 гидроксиэтил фенази н ия

1.1.4. Пространственная структура эстроновых эфиров олигонуклеотидов

1.1.5. Дуплексы, содержащие ковалентно присоединнные малобороздочные лиганды

1.1.6. Моделирование структур фотоаффинных реагентов на основе олигонуклеотидов, содержащих сенсибилизирующую и фотоактивную группировку и создающих активный центр в составе тандемного комплекса на ДНКматрице
1.2. Кинетические закономерности аффинной .модификации ДНК
1.2.1. Кинетика аффинной модификации нуклеиновых кислот
алкилирующими производными олигонуклеотидов
1.2.2. Модификация ДНК каталитически активным производным
олигонуклеотида, несущим остаток гемина
1.2.3. Кинетика фотоаффинной модификации нуклеиновых кислот
арилазидными производными олигонуклеотидов, протекающая с полной потерей сродства реагента к мишени
1.3. Заключение
2. Экспериментальная часть
3. Кинетические и структурные аспекты аффинной фотомодификации
ДНК в составе дуплексов Результаты и обсуждение
3.1. Кинетика фотомодификации ДНК перфторарилазидопроизводным
ол и гону клеотида
3.2. Кооперативные взаимодействия при фотосенсибилизированной
модификации ДНК бинарными реагентами на основе
олигонуклеотидов
3.2.1. Изучение количественных характеристик ассоциации компонентов бинарного реагента с нуклеиновой кислотоймишенью в условиях несенсибилизированной фотомодификации
3.2.2. Изучение кинетики сенсибилизированной фотомодификации
3.3. Стабилизация тандемных олигонуклеотидных комплексов в
присутствии сенсибилизирующей и фотоактивируемой группировок
в области одноцепочечного разрыва
3.3.1. Исследование стабильности олигонуклеотидных комплексов
методом термической денатурации
3.3.2. КДспектроскопия тандемных комплексов
3.3.3. Молекулярное моделирование тандемного комплекса Заключение Выводы
Список литературы


Цель настоящей работы состояла в исследовании кинетических и структурных аспектов аффинной фотомодификации ДНК в составе дуплексов. Кинетика модификации олигонуклеотидовмишеней фотоактивируемыми производными олигонуклеотидов, несущих остатки ароматических азидов на 3 или 5концевых фосфатных группах, была изучена для условий прямого и сенсибилизированного возбуждения азидофуппы. Для решения поставленной задачи было проведено кинетическое исследование процессов фотомодификации, оптимизированы кинетические схемы, описывающие протекание процесса фотомодификации, и получены константы скоростей элементарных стадий превращения. Для определения взаимного расположения фотоакгивируемой и сенсибилизирующей группировок, находящихся на стыке двух тандемных олигонуклеотидов в области одноцепочечного разрыва, была рассчитана трхмерная структура такого комплекса. Полученные данные являются теоретической основой для создания аффинных фоторсагснтов с заранее заданными структурными и кинетическими свойствами, и могут быть использованы в работах по структурной и функциональной геномике и протеомике. Структура ДНКдуплексов, содержащих на 3 иил и 5коицевых фосфатных группах модифицирующие группировки. Человечество достаточно долго находилось в неведении о структуре основного носителя генетической информации ДНК. С момента открытия Иоганном Мишером в году нуклеина до установления структурных параметров нуклеиновых кислот прошло около века. Все части головоломки были собраны Уотсоном и Криком 1 в году. Они предложили модель молекулы ДНК, в которой аденин образует водородную связь с тимином, а гуанин с цитозином. После публикации точных структурных параметров длин валентных связей, валентных и торсионных углов для А и Вформ 24 построение структур двуцепочечных нуклеиновых кислот перестало быть искусством и превратилось в технологию. Но так ли структурно консервативны нуклеиновые кислоты Ниже мы попробуем дать ответ на этот достаточно простой, на первый взгляд, вопрос. Идея использовать природные свойства НК по образованию комплементарных комплексов для направленного воздействия на определенные участки генома не заставила себя долго ждать 5. Приблизительно в это же время бурное развитие получила химия коротких фрагментов НК олигонуклеотидов 6 и цитируемые здесь работы, в том числе, несущих модифицирующие группировки и цитируемые здесь работы. Одновременно с разработкой и использованием реакционноспособных производных олигонуклеотидов встал вопрос об исследовании их пространственного строения, изучении взаимного влияния двух частей конъюгатов на структуры друг друга. В предегавлешюм обзоре будут рассмотрены работы, посвящнные исследованию структурных параметров производных олигонуклеотидов, несущих по концевым фосфатным группам модифицирующие группировки. За рамками обзора останутся структуры более экзотических производных олигонуклеотидов, полученных введением модификаций через атомы гетероциклических оснований, посредством модификации межнуклеотидных фосфатных групп, введением группировок по атомам рибозы и т. Кратко будут рассмотрены работы, посвящнные изучению кинетических закономерностей процессов аффинной модификации ДНК в составе дуплексов. Исторически первым дуплексом, содержащим производное олигонуклеотида, структура которого была исследована, стал дуплекс с1ЛАААс11ТТТСН25Асг Рис. Рис. СН3
В работах , авторы с помощью двумерной ЯМРспектроскопии изучали возможные места локализации остатка акридина и его влияние на стабилизацию двойной спирали ДНК. Было показано, что акридин взаимодействует с ПК путем интеркаляции и существенно стабилизирует структуру самой ДНК. Авторы предложили возможные схемы локализации такого остатка Рис. Рис. Возможные варианты локализации остатка акридина в случае образования дуплекса 14 и для случая образования полимера 57. Здесь и далее рисунки представлены в том виде, в каком они приведены в оригинальных работах. В обобщающей работе была предпринята попытка, с помощью молекулярного моделирования, найти наиболее энергетически выгодную конформацию для остатка акридина.