Нековалентні взаємодії флавін-мононуклеотиду із біологічно активними ароматичними речовинами та дезоксирибонуклеїновою кислотою - Автореферат

Для пояснення спостережуваних ефектів при спільному використанні вітаміну і доксорубіцину був запропонований механізм взаємодії DOX із RBF (гетероасоціація), який включає утворення комплексів ароматичних молекул із послідовною хімічною деградацією антибіотика, а також механізм витиснення антибіотика із ДНК при додаванні вітаміну. У звязку з цим зясування закономірностей гетероасоціації вітаміну з ароматичними сполуками та їх спільного звязування із ДНК має важливе значення для пояснення спостережуваних синергетичних ефектів ароматичних препаратів при їх комбінованому використанні із вітаміном та для знаходження ефективних засобів зниження побічних ефектів хіміотерапії. Метою роботи було зясування молекулярних механізмів взаємодії похідного від вітаміну В2 - флавін-мононуклеотиду із біологічно активними ароматичними сполуками (БАС) та спільного звязування вітаміну і БАС із ДНК. Для досягнення поставленої мети вирішувалися задачі: Визначення структурних та термодинамічних параметрів гетероасоціації молекул БАС із флавін-мононуклеотидом, установлення внеску різних фізичних взаємодій у стабілізацію комплексів молекул. Особистий внесок здобувача: у наукових працях, опублікованих зі співавторами, особистий внесок здобувача полягає у наступному: в роботах [1-4, 9-14, 17, 18] - участь в обробці експериментальних даних, проведення розрахунків по запропонованим моделям, обговорення результатів, побудова структур гетерокомплексів; у роботі [5] - побудова структур 1:1 гетерокомплексів; у роботі [16] - розробка фізичної моделі комплексоутворення, інтерпретація результатів; у роботах [6-8, 15, 19] - розробка методики чисельного аналізу трикомпонентної суміші молекул, проведення розрахунків, інтерпретація результатів; у роботах [2-7] - участь у написанні статей.Відзначена біологічна роль вітаміну В2, рибофлавіну, необхідного для протікання нормального обміну речовин в організмі, при цьому вказано, що як модель вітаміну для фізико-хімічних досліджень доцільно використовувати його більш розчинний аналог - флавін-мононуклеотид. Проведений огляд літературних даних про молекулярні механізми зміни медико-біологічних властивостей ароматичних сполук у присутності вітаміну В2 показав, що за нашого часу немає загального уявлення про природу синергетичної взаємодії БАС з вітаміном при їх спільному застосуванні. Для інтерпретації експериментальних даних була використована модель гетероасоціації, в якій враховується динамічна рівновага взаємодіючих молекул А і Р, яка включає утворювання нескінченномірних самоасоціатів, а також гетероасоціатів різного типу, відповідно наступній схемі взаємодії: , (1) де КА, KP і Kh - рівноважні константи самоасоціації FMN, БАС та їх гетероасоціації, відповідно. Враховуючи характер швидкого перетворювання одних форм асоціатів в інші у масштабі часу ЯМР (швидкий обмін взаємодіючих молекул), та ефект ближнього порядку на екранування ядер (тільки найближчі сусідні молекули дають внесок в екранування ядер в асоціаті), концентраційна залежність спостерігаємих протонних хімічних зсувів ? для протонів FMN може бути записана у вигляді: . Спостерігаємі хімічні зсуви молекул БАС (2) є функціями двох невідомих dc і Kh - для концентраційної залежності, і DH, DS - для температурної залежності, які визначалися шляхом мінімізації квадратичної функції невязки: , де n - число експериментальних точок; dei і di - експериментальні значення протонного хімічного зсуву для i-ої концентрації або температури і відповідні розрахункові значення з використанням теоретичної моделі (2).Визначено термодинамічні параметри реакцій асоціації: рівноважну константу, ентальпію, ентропію та енергію Гібса. Аналіз даних одно-та двомірної ЯМР-спектроскопії, розрахункових структур гетерокомплексів і термодинамічних параметрів гетероасоціації FMN з ароматичними БАС свідчить про утворення стопочних асоціатів молекул у водному розчині за рахунок вертикальних стекінг-взаємодій хромофорів. Аналіз параметрів гетероасоціації FMN з CAF та отримана структура комплексу дозволяють припустити, що комплексоутворення у системі FMN-CAF є важливим фактором підвищення розчинності вітаміну у присутності кофеїну. Суттєво більша ефективність солюбілізуючої дії кофеїну у порівнянні з нікотинамідом на малорозчинні БАС в однакових умовах розчинника корелює з визначеною у дисертаційній роботі рівноважною константою гетероасоціації. Аналіз параметрів комплексоутворення свідчить про переважно інтеркаляційний тип звязування вітаміну із дуплексною формою d(TGCA) у водному розчині, причому процес комплексоутворення має антикооперативный характер.

2. Основний зміст роботи