Введение к работе
Актуальность проблемы. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), несомненно, являются одним из самых интересных типов флуоресцентных красителей как с исследовательской, так и с практической точек зрения. Разнообразие спектральных свойств, широчайшие возможности модификации, высокая фотостабильность и устойчивость к действию химических агентов — отличительные особенности этого класса флуорофоров. Однако в области химии нуклеиновых кислот (НК) работы по ПАУ до сих пор носят только исследовательский характер; в прикладных целях, например, в методах молекулярной биологии, используются другие типы флуорофоров. Связано это, вероятно, с липофильным характером ПАУ и, как следствие, низкой растворимостью и ухудшенными спектральными характеристиками их производных в водных средах. Тем не менее, работы по ПАУ в приложении к НК постоянно ведутся вот уже три десятилетия При этом в подавляющем большинстве исследований используются производные пирена
В последнее время интерес к ПАУ возрос с новой силой. Он обусловлен трудностями в адаптации традиционных флуорофоров для детекции точечных мутаций. Хорошо зарекомендовавшие себя как флуоресцентные метки ксантеновые (флуоресцеины и родамины) и цианиновые красители малочувствительны к изменениям микроокружения НК. Для использования их в качестве молекулярных маяков приходится составлять пары краситель-тушитель или регистрировать эффективность резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET) в паре донор-акцептор. В свою очередь, флуоресценция липофильных ПАУ в водных средах значительно потушена, ее интенсивность не достигает уровня, например, ксантеновых красителей Но по этим же причинам параметры флуоресценции ПАУ могут сильно изменяться вслед за самыми незначительными изменениями среды. Именно в возможности исследования окружения НК на молекулярном уровне и заключается перспективность коньюгатов ПАУ с НК.
Цель работы. Диссертация посвящена синтезу амидофосфитных реагентов на основе флуоресцентных 5-алкинил-2'-дезоксиуридинов, получению на их основе модифицированных олигонуклеотидов и изучению физико-химических, спектральных и фотофизических свойств полученных коньюгатов. Отдельной частью работы является разработка противовирусных агентов — 5-арилэтинил-2'-дезоксиуридинов, несущих остатки объемных полиароматических углеводородов.
Научная новизна и практическая ценность работы. Разработана эффективная схема синтеза амидофосфитных реагентов на основе 5-алкинил-2'-дезоксиуридинов. С использованием этих реагентов получены модифицированные различными флуорофорами
олигонуклеотиды. Показано, что их флуоресцентные свойства чувствительны к изменению окружения модифицированного звена. Обнаружен эффективный перенос энергии флуоресценции между двумя различными модификациями в составе ДНК-дуплекса, что может быть использовано в методах молекулярной биологии. Найден новый перспективный класс противогерпетических агентов, 5-арилэтинил-2'-дезоксиуридинов с объемными полиароматическими заместителями, активных в том числе и в отношении ацикловир-резистентных штаммов вируса простого герпеса. Исследована зависимость активности от структуры таких агентов.
Презентация работы. Материалы работы были представлены на конференции "От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям" (Пушино, 2001), 6-х чтениях, посвященных памяти академика Ю.А. Овчинникова (Москва, Пушино, 2002), 15-й, 16-й и 17-й зимних международных молодежных научных школах "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии" (Москва, 2003, 2004, 2005), 6-й международной конференции, посвященной проблемам узнавания в химии и биологии нуклеиновых кислот (Шеффилд, Великобритания, 2004), 12-м, 16-м и 17-м "круглых столах" Международного общества "Нуклеозиды, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты" (Ла Хойа, США, 1996; Миннеаполис, США, 2004; Берн, Швейцария, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей и 14 рефератов докладов и стендовых сообщений.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и приложений; она изложена на 133 страницах и содержит 8 таблиц, 22 схемы, 14 рисунков и 124 ссылки.
