Введение к работе
Актуальность проблемы. Комплементарно-адресованная
модификация нуклеиновых кислот представляет собой один из самых универсальных методов направленного воздействия на ДНК или РНК. Идея подхода была предложена Гриневой Н.И. с соавторами в 1967 г. и состоит в направлении (адресовании) реакционноспособной группы на определенный участок НК-мишени с помощью комплементарного этому участку олигонуклеотида. Перспективными группами при создании комплементарно-адресованных реагентов являются соединения, способные многократно воздействовать на биомолекулы. К ним относятся комплексы ионов переходных металлов, выступающие катализаторами образования активных форм кислорода. Постоянно ведется поиск новых соединений, обладающих преимуществами по сравнению с уже использующимися. Комплексы фталоцианинов с парамагнитными ионами переходных металлов эффективно катализируют окисление различных органических соединений с помощью 02, Н202 и других окислителей и представляют собой перспективные группы для окислительной модификации НК.
Цель настоящей работы состояла в выяснении механизмов сайт-направлеиного окисления ДНК-мишеней молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии -конъюгатов олигонуклеотидов с фталоцианинами Co(II) и Fe(II).
В задачи настоящего исследования входило:
исследование окисления одноцепочечной ДНК-мишени молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии конъюгатов олигонуклеотидов с тетракарбоксифталоцианинами кобальта(И) и железа(И) (МеРс);
исследование окисления одноцепочечной ДНК-мишени молекулярным кислородом в присутствии гетерогенных димеров фталоцианинов (MePc«MePCp0S), образованных фталоцианином МеРс в составе конъюгата и несущим отрицательно заряженные заместители, и фталоцианином MePCp0S в растворе, несущим положительно заряженные заместители;
определение продуктов окисления 5'-монофосфат-2'-дезоксигуанозина молекулярным кислородом в присутствии фталоцианинов МеРс и их гетерогенных димерных комплексов с MePcpos.
Научная новизна и практическая ценность работы. В настоящей работе представлены результаты комплексного исследования процессов каталитической окислительной модификации одноцепочечных фрагментов ДНК пероксидом водорода в присутствии конъюгатов олигонуклеотидов с тетракарбоксифталоцианинами Со(П) и Fe(II). Показано, что исследуемые реагенты приводят к эффективной и селективной модификации ДНК пероксидом водорода. В рамках данного исследования впервые изучено окисление одноцепочечной ДНК-мишени молекулярным кислородом и пероксидом водорода в присутствии гетерогенных димерных комплексов
(MePCpos'MePc), образованных между фталоцианином МеРс в составе конъюгата и несущим отрицательно заряженные заместители, и фталоцианином MePcpos в растворе, несущим положительно заряженные заместители. Показано, что образующиеся гетерогенные димеры фталоцианинов имеют высокую каталитическую активность при окислении одноцепочечной ДНК молекулярным кислородом. Расщепление ДНК этими комплексами происходит с большей эффективностью, чем конъюгатами олигонуклеотидов с тетракарбоксифталоцианинами кобальта(П) и железа(Н), и приводит к образованию прямых разрывов цепи ДНК. При исследовании продуктов каталитического окисления ДНК молекулярным кислородом на примере 5'-монофосфат-2'-дезоксигуанозина было показано, что главными продуктами являются 8-оксо-7,8-дигидрогуанин и глиоксалевое производное гуанина. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования конъюгатов олигонуклеотидов с фталоцианинами Co(II) и Fe(II) при создании новых подходов к регуляции экспрессии генов.
Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ. Результаты работы были представлены на конференциях: «International Conference on Chemical Biology», Новосибирск, 2005; «Nucleic Acids as Targets and To ols», Новосибирск, 2006; «Физико-химическая биология», Новосибирск, 2006; «Современные проблемы органической химии», Новосибирск, 2007; «5th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines», Москва, 2008; «IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов», Новосибирск, 2008, «V съезде общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова», Москва, 2008, «21st ШВМВ and 12th FAOBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology», Шанхай, 2009 и «10th International Conference on Environmental Mutagens», Флоренция, 2009.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 145 страницах, содержит 45 рисунков, 33 схемы и 10 таблиц. Библиография включает 230 литературных источников.
