Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

ԴՆԹ-ի փոխազդեցությունը մետաղ պարունակող լիգանդների հետ` երկվալենտ իոնների, պլատինային միացությունների և պորֆիրինների օրինակով

Աբգարյան, Լուսինե Սարգսի (2013) ԴՆԹ-ի փոխազդեցությունը մետաղ պարունակող լիգանդների հետ` երկվալենտ իոնների, պլատինային միացությունների և պորֆիրինների օրինակով. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (850Kb)

    Abstract

    Ионы металлов оказывают существенное влияние на все уровни организации ДНК – от первичной структуры до ее пространственной организации в составе хромосом. С одной стороны, наличие ионов щелочноземельных и переходных металлов необходимо для нормального протекания процессов репликации, транскрипции и трансляции. С другой стороны известно, что ионы некоторых металлов (таких, как Cr(II), Ni(II), Mn(II), Cu(II)) являются сильными мутагенами и канцерогенами. Так, при избыточном количестве ионов Mn2+ и Cu2+ число мутирующих бактерий и бактериофагов увеличивается в сотни раз, а образование злокачественных опухолей сопровождается увеличением содержания металлов не только в белках, но и в ДНК раковых клеток (Э.Л.Андроникашвили, 1987). Все это определяет большой интерес к изучению комплексов ионов переходных металлов с ДНК, особенно в связи с возрастанием загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Наряду с этим ионы и комплексы некоторых металлов (Pt(II), Au(III) и Ru(III)) обладают противоопухолевым действием, в частности сильную терапевтическую активность имеeт соединениe платины cisdiaminedichlorplatinum (cis-DDP). Поэтому во многих лабораториях интенсивно занимаются исследованием механизмов связывания cis-DDP с ДНК. Установлено, что cis-DDP может ковалентно связываться с ДНК несколькими способами. (Lippard S.J. 2005, V.Brabec, 2001). Предполагается, что основной терапевтический эффект cis-DDP - образование межнитевых сшивок в двойной спирали ДНК, благодаря чему при делении клетки нити ДНК не могут разойтись. Поэтому исследование влияния на cis-DDP–ДНК комплекс УФ- облучения, как еще одного агента, который образует сшивки в нитях ДНК, может дать дополнительную информацию о таком механизме связывания cis-DDP с ДНК. Однако, cis-DDP является довольно токсичным соединением, и поэтому ведутся разработки по нахождению менее токсичных протевоопухолевых препаратов. К разряду таких соединений относятся порфирины и металлопорфирины, которые, в отличие от cis-DDP, обратимо связываются с ДНК. Известно, что порфирины и металлопорфирины связываются с ДНК также несколькими механизмами (Pasternack R.F.,Gibbs E.J.,1996). In vitro механизм связывания с ДНК конкретного порфирина можно определить спектральными методами (абсорбционная спектрофотометрия и КД), но остается под вопросом, проникают ли эти соединения в клетку. Для выяснения этого вопроса нами был применен новый подход, основанный на использовании метода двухфотонной микроскопии. Ներկայացվող ատենախոսության մեջ ուսումնասիրված են ԴՆԹ-ի հետ դարձելի և ոã դարձելի կապվող մետաղ պարունակող լիգանդների փոխազդեցության մեխանիզմները: Որպես լիգանդ ընտրված են բարձր կենսաբանական ակտիվությամբ օժտված միացություններ (Cu2+ և Ni2+ իոններ, Pt(II)-պարունակող cis-diaminedichloroplatinum (cis-DDP), ինչպես նաև Ag(II)-, Zn(II)- և Co(II)-պարունակող մեզո-տետրա-(4N-օքսիէթիլպիրիդիլ) պորֆիրիններ): Միկրոկալորիմետրիկ եղանակով հետազոտված են ԴՆԹ-ի հետ անցումային շարքի Cu2+ և Ni2+ իոնների առաջացրած կոմպլեքսների փոխազդեցության թերմոդինամիկական առանձնահատկությունները: Ուսումնասիրված է ՈՒՄ-ճառագայթման ազդեցությունը ԴՆԹ-сis-DDP կոմպլեքսի թերմոդինամիկական հատկությոսւնների վրա: Հետազոտված է էնտալպիայի կախվածությունը сis-DDP-ի կոնցենտրացիայից ՈՒՄ-առագայթման տարբեր տևողությունների դեպքում: ԴՆԹ-ի վրա կցակարում առաջացնող երկրորդ արտաքին գործոնի միաժամանակյա ազդեցությունը կարող է լրացուցիչ ինֆորմացիա տալ cis-DDP-ԴՆԹ կոմպլեքսի կառուցվածքի մասին: Երկֆոտոն միկրոսկոպիայի եղանակով ուսումնասիրված է AgTOEPyP, ZnTOEPyP և CoTOEPyP պորֆիրինների թափանցելիությունը և տեղայնացումը բջիջներում, ինչպես նաև պորֆիրինների ցիտոտոքսիկ ազդեցությունը բնական և մուտացված բջիջների վրա: Աշխատանքի շրջանակում ստեղծվել է նոր բջջաշարք, որը պարունակում է JAK2 սպիտակուցը V617F մուտացիայով: Ստորև բերված են ատենախոսությունում ստացված հիմնական արդյունքներն ու եզրահանգումները: Cu2+ և Ni2+ իոնների փոքր ստեխիոմետրիկ կոնցենտրացիանների առակայությամբ տեղի է ունենում ԴՆԹ-ի GC-հիմնային զույգի ընտրողական ապակայունացում, որն ուղեկցվում է ԴՆԹ-ի GC հարուստ տեղամասերում ներմոլեկուլային ագրեգատների առաջացմամբ: ԴՆԹ-Ni2+ կոմպլեքսի հալման ժամանակ նախ հալվում է ԴՆԹ-ի հիմնական ֆրակցիան, ապա քանդվում են ավելի ջերմակայուն GC տեղամասերում առաջացած ագրեգատները: ԴՆԹ-ի հետ Cu2+ իոնների փոխազդեցությունը հանգեցնում է АТ և GC հիմնային զույգերի ջերմակայունության ինվերսիայի, որի հետևանքով GC-հիմնային զույգերը հալվում են ավելի շուտ, քան АТ-հիմնային զույգերը: ԴՆԹ-Cu2+ կոմպլեքսի հալման ժամանակ նախ քանդվում են ագրեգատները, որոնք առաջացել են արդեն իսկ ապակայունացած GC-հարուստ տեղամասերում, ապա միայն հալվում է ԴՆԹ-ի հիմանական տեղամասը: The mechanisms of interaction of DNA with reversibly and irreversibly binding metal containing ligands are presented in the dissertation. Compounds that express high biological activity are chosen as ligands (Cu2+ and Ni2+ ions, Pt(II)-containing cis-diaminedichloroplatinum (cis-DDP), as well as Ag(II)– Zn(II)- and Co(II)-containing meso-tetra-(4N-oxyethylpyridyl) porphyrins). Using microcalorimetric method, specificities of complexes formed as a result of interaction of DNA with transition metal ions Cu2+ and Ni2+ was investigated. Effect of UV radiation on thermodynamic properties of cis-DDP-DNA complex was investigated. In this work, the dependence of DNA disassociation enthalpy on cis-DDP concentration for different UV radiation exposure times was studied. Simultaneous effect of additional DNA lesion inducing external agent may give us additional information regarding DNA-cis-DDP complexes. Below are listed the main results and the conclusions of presented dissertation: In the presence of low stoichiometric concentrations of Cu2+ and Ni2+ ions selective destabilization of DNA GC-rich regions takes place, followed by appearance of intra-molecular aggregations in GC-rich regions of DNA. During DNA-Ni2+ complex denaturation, initially the main fraction of DNA is being dissociated followed by the melting of the intra-molecular aggregates in GC-rich regions of DNA. Interaction of DNA with Cu2+ ions results in thermostability inversion of AT and GC base pairs. As a result GC base begin to melt prior to AT base pairs. In case of DNA-Cu2+ complexes, initially during melting process intra-molecular aggregates in destabilized GC-rich regions are dissociated folioed by the main fraction of DNA.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: ԴՆԹ-ի փոխազդեցությունը մետաղ պարունակող լիգանդների հետ` երկվալենտ իոնների, պլատինային միացությունների և պորֆիրինների օրինակով: Interaction of DNA with metal containing ligands: such as bivalent ions, platinum complexes and porphyrins.
    Uncontrolled Keywords: Աբգարյան Լուսինե Սարգսի, Abgaryan Lusine Sargis
    Subjects: Biology
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 20 Dec 2016 16:21
    Last Modified: 20 Dec 2016 16:21
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3917

    Actions (login required)

    View Item