Молекулярные механизмы взаимодействия противоопухолевых комплексов платины с ДНК и белками цитоскелета

• Автор: Тулуб, Александр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 315 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. цисдихлородиамминплатина II первый комплекс на основе платины с ярко выраженными противоопухолевыми свойствами.

История открытия, свойства и применение.

1.2. Моноядерные комплексы платины II, платины IV и платиновые сини новый класс противоопухолевых препаратов на

основе платины

1.3. Противоопухолевая активность комплексов платины обусловлена их воздействием на ядерную ДНК

1.4. Тубулиновыс микротрубочки потенциальные объекты для

атаки платиновых комплексов.

1.5. Структура ра тубулина.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДЛЯ ПРЕДСКАЗАНИЯ СТРУКТУРЫ ПЛАТИНОСВЯЗАННЫХ КОМПЛЕКСОВ
2.1. Метод молекулярной механики. Параметризация, программы и уравнения для расчета структуры биокомплсксов с участием и без участия металлических комплексов
2.2. Метод Полного Пренебрежения Дифференциальным Перекрыванием Г1ПДП и параметризация в приложении к расчетам
молекулярных комплексов с участием и без участия металлов
2.3. Неэмпирические iii расчеты молекулярных комплексов
2.4. Индексы связи в молекулярных комплексах
2.5. Компьютерное разложение спектральных полос на составляющие .
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Используемые реактивы и препараты. Методы исследования
3.2. Приготовление растворов моноаква и диакваформ цисДДП
3.3. Синтез триаминных комплексов платины II с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями и их метилзамещенными.
3.4. Синтез платиновых синей на основе цитозина и глутаримидата и
их производных
3.5. Синтез октаэдрических комплексов на основе платины IV
3.6. Противоопухолевая активность комплексов на основе платины
IV и платиновых синей.
3.7. Выделение, очистка и приготовление растворв тубулина.
ГЛАВА 4. СТРОЕНИЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПЛЕКСОВ МАГНИЯ2, БЕРИЛЛИЯ 2, КАЛЬЦИЯ 2,
АЛЮМИНИЯ 3 И ПЛАТИНЫ ПДУ.
4.1. Влияние координационного числа комплексов магпия2, бсриллия2, кальция2, и алюмипия3 на их свойства в растворах.
4.2. Механизмы превращения цискомплексов платины II в водных растворах.
4.3. Свойства растворов комплексов на основе платины IV.
Восстановление комплексов платины IV до комплексов платины
II в присутствии восстановителей создает условия для проявления
ими противоопухолевой активности.
4.4. Восстановление платиновых синей сопровождается образованием активной диакваформы цисдихлородиамминплатины
ГЛАВА 5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПЛЕКСОВ ПЛАТИНЫ С ПУРИНОВЫМИ И ПИРИМИДИНОВЫМИ ОСНОВАНИЯМИ ДНК И ПОЛИНУКЛЕОТИДАМИ РАЗЛИЧНОЙ ПРОТЯ ЖЕННОСТИ, ВКЛЮЧАЯ ДНК
5.1. Комплексы платины с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями ДНК
5.2. Механизмы взаимодействия комплексов платины II с полинуклеотидами и полинуклеотидными дуплексами
5.3. Механизмы взаимодействия комплексов платины IV и платиновых синей с полинуклеотидами и полинуклеотидными дуплексами.
5.4. Формирование кинковой структуры при взаимодействии платинового комплекса с вв фрагментом полинуклеотидов и
полинуклеотидных дуплексов и ее биологическое значение.
ГЛАВА 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПЛЕКСОВ ПЛАТИНЫ С БЕЛКАМИ ЦИТОСКЕЛЕТА
6.1. Влияние природы металлического М2, Са2, Ве2, А комплекса и строения гуанозиифосфата на процесс сборки тубулина
в микротрубочки
6.2. Взаимодействие комплексов платины с тубулином препятствует
его сборке в микротрубочки.
6.3. Строение и механизм функционирования Е, 1магний, кальций связывающихсайтов тубулина в процессе его сборки в микротрубочки.
6.4. Воздействие аквакомплексов А, Ве2 и комплексов платины на структуру тубулина и его Есайта
6.5. Термодинамическая модель агрегации тубулина в
микротрубочки. Влияние комплексов платины на развитие процесса
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Очищенный а тубулин состоит из 0 аминокислот и имеет молекулярную массу кДа 8. Концевые карбонильные группы проявляют значительные кислотные свойства. Полагают, что они ответственны за связывание с МАПами принятое в литературе сокращенное название для белков, связанных с микротрубочками происходит от англ. Сравнительный анализ состава аир тубулинов показывает, что они на идентичны и предполагают наличие общего анцестрального гена 2,4. Наиболее длинным участком, одинаково повторяющемся в а и р субъединицах, является глициновый кластер в области аминокислотной последовательности, который, как полагают, связан с одной из фосфатных групп ГТФ 1. Сравнительный анализ аминокислотных последовательностей различных особей показал удивительную эволюционную устойчивость а тубулинов, которые за многие миллионы лет претерпели изменеия в своем составе не более, чем на 1 2. Общий анцсстральный ген для животных и птиц существует, по некоторым оценкам, уже около млн. Установить причину появления р тубулина в эволюционном развитии а тубулина представляется затруднительным, поскольку механизмы функционирования обеих субъединиц остаются неясными. Тем не менее, взаимосвязь аир субъединиц остается несомненной и подлежит расшифровке. Помимо рассмотренных аир тубулинов существуют еще порядка разновидностей тубулина 0, однако они не участвуют в формировании микротрубочек и рассматриваться не будут. Сборка тубулина в микротрубочки осуществляется за счет высвобождения энергии при гидролизе ГТФ 2,2. Гидролиз происходит только на р субъединицах, и какова роль а субъединиц в процессе сборки, остается невыясненной 8. Тубулииовые субъединицы собираются в пространственнооформленные спиралевидные структуры с числом субъединиц, равным тринадцати, в расчете на один виток спирали. Сборка осуществляется в шахматном порядке, подразумевающем, что каждая а субъединица оказывается окруженной р субъединицами и наоборот . Процесс сборки тубулина в микротрубочки обратим, и в течение всего клеточного цикла существует определенная взаимосвязь между сборкой и разборкой. Регенерация сборки происходит за счет превращения ГДФ в ГТФ в цитоплазме и последующего присоединения ГТФ к ртубулину 4. Способность тубулина к самосборке i vi позволила более детально изучить динамику процесса в зависимости от внешних воздействий. Существует критическая концентрация тубулина 6 М , ниже которой сборка невозможна. Сборка зависит от среды наиболее оптимальная для сборки среда нейтральная. При 8. Сборка может осуществляться только в присутствии молекул ГТФ, а также в присутствии катионов 2 и Са2 6 при соответствующих температурах, оптимальной из которых служит температура С 7. Сборка, если она начинается, протекает быстро и практически без задержки, что визуально проявляется в образовании мути в растворе как функции общей массы число х длина образуемых микротрубочек 8,9. Микротрубочки, собранные из оцищенного тубулина i vi, представляют собой длинные эластичные и нескрученные образования, в то время как в клетках они более жесткие за счет связывания с МАПами и другими белковыми соединениями, разнообразие которых может достигать 8. Среди наиболее известных МАПов выделяются тяжелые белки МАП1 молекулярная масса 5 кДа и дублетный белок МАП2 молекулярная масса 6 и 1 кДа 0, а также более легкие белки с молекулярной массой кДа 1, пять из которых известны как белки Киршнера 2. МАПы и белки непосредственно встраиваются в собирающиеся звенья тубулина преимущественно в концевые отростки, придают образующимся микротрубочкам жесткость и обеспечивают их связь с другими органеллами. I vi МАПы формируются в присутствии таксола и могут быть отделены от микротрубочек лишь в растворах с высокой ионной силой 3. I viv микротрубочки своим минусконцом см. Таким образом, в живых клетках расположение микротрубочек оказывается ориентированным. Электронная микроскопия поперечных срезов клеток выявила, что внешняя поверхность микротрубочек окружена так называемой прозрачной зоной, достигающей толщины в несколько нанометров 3.