Введение к работе
Актуальность проблемы. Все возрастающее количество ксенобиотиков окружающей среде и их отрицательное воздействие на человека требует мевевия краткосрочных тестов для анализа биологической активности. :ты на канцерогенность долгосрочны, дороги и результаты этих тестов шсят от большого числа факторов, влияющих на эксперимент. Существу-ая корреляция медду мутагенными и канцерогенными свойствами вещества соло 80% канцерогенов являются мутагенами) создает предпосылку для зтралоляции на канцерогенный потенциал соединения данных, полученных ліресс-методом Эймса. Такой подход требует детального знания путей этрансформации данного класса соединений в про- и эукариотической этке и влияния структурных особенностей молекулы на мутагенную ак-вность.
Наиболее сильные мутагены и канцерогены обнаружены среди нитропо-циклических ароматических соединений (нитро-ПАС), образующихся з ре-льтате неполного сгорания топлива. Хотя для этого класса соединений вестна биологически активная группа, отвечающая за мутагенные и кан-рогенные свойства (Юг), остается открытым вопрос о влиянии на нее угих заместителей в молекуле, а также о метаболизме этих соединений клетке.
Создание и расширение банка данных по взаимосвязи структура-ак-вность в классе ПАС и нитро-ПАС на основе их мутагенных свойств поэ-ляет решить задачу внеэкспериментального прогноза мутагенной актив-сти вновь синтезируемых или неисследоваввихся ранее соединений.
Цель работы. Конечной целью настоящей работы являлось создание личественнои модели структура-активность для внеэкспериментального огноза мутагенной активности ароматических соединений. Задачи исследования: Изучение влияния на мутагенную активность заместителей различного. типа и их позиции в молекулах производных бифенила (ЕФ), флуоренона (Ф), фенантренхииона (ФХ), пирена (Л), гетероциклических аналогов пирена (ГАП) и фенантрена (ГАФ).
Изучение влияния на мутагенную активность резонансного и индукционного эффекта заместителей в молекулах с конденсированными ароматическими кольцами.
Оценка вклада в мутагенную активность основного механизма восстановления нитрогруппы ("классической" нитроредуктазой) в молекулах нитро-ПАС. Изучение влияния плазмидных генов mucAB, кодирующих гены ошибочной
репарации, на частоту индукции мутаций замены пар оснований и сді га разжи. считывания молекулами нитро-ПАС. б. Построение количественных моделей для внеэкспериментального проп за мутагенной активности полициклических ароматических соединениі
Новизна и практическая ценность работы. Исследовано влияние г местителей различного типа (нитро-, амино-, карбонильных, сложнозфі ных, амвдных, ацетил-, ацетиламино- групп) на мутагенную активное молекул с неконденсированными (производные БФ) и конденсированш ароматическими кольцами (производные Ф, ФХ, П, ГАП, ГАФ). Выделе структурные фрагменты производных БФ и Ф, коррелирующие с мутагені активностью и стабилизирующие пленарную конформацию их молекул.
Показано, что пара- положение нигрогруппы ответственно за noHBJ ниє мутагенных свойств у исследованных соединений. Для нитропроизве ных ФХ, Ф, ацетшширена (АцП), ацетиламинопирена (АцАП) и ГАП устане лено, что влияние на мутагенную активность заместителей в пара- noj жении молекул с конденсированными кольцами связано с резонансным и і Аукционным эффектом. При этом карбоксильная группа способна вносі больший вклад, чем нитрогруппа, в индукционное воздействие на друї пара- иитрогруппу.
Получены штаммы Salmonella typhimurium TA98Nf и TAlOONf, дефеї ные по "классической" нитроредуктазе. С их помощью показано, что меі низм метаболической активации нитропроизводных Ф, ФХ, ГАП различеі штаммах S.typhimurium ТА98 и ТА100 и зависит от структурных особен» тей молекулы.
Показано, что плазмидные гены шсАВ, независимо от строения а динения, увеличивают частоту индукции мутаций замены пар основані Влияние шсАВ на индукцию мутаций типа сдвига рамки считывания вав» от структурных особенностей молекулы и может сильно варьирова1 уменьшая или увеличивая частоту индукции мутаций этого типа.
Впервие построены количественные модели зависимости мутаген: активности от структуры с помощью программных комплексов "Эмма" С фективное Моделирование Молекулярной Активности) и "NASA" (Neu Approach to Structure-Activity), которые могут быть рекомендованы ; внеэкспериментального прогноза мутагенной активности полицикличес ароматических соединений.
Отруктура работы. Диссертация состоит из введения, обзора лите туры, экспериментальной части, обсуждения и выводов. Материал изло
на страницах машинописного текста, включает 14 рисунков, 14 таб
Список использованной литературы состоит из 130 наименований.
*.
-з-.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были яолояены научной конференции НЖГенетика (1903), на семмкаре отдела генетики ИГенетика (1994), на семинаре лаборатории изменчивости генома ЙОГен . Н.И. Вавилова РАН (1994).