Вивчення впливу довжини та будови поліметинового ланцюга на спектрально-люмінесцентні властивості комплексів ціанінів з нуклеїновими кислотами. Розробка С-ацилювання активних метиленових груп солей азотистих гетероциклів імідазолідами карбонових кислот.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРоботу виконано у відділі структури і функцій нуклеїнових кислот Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, м. Наукові керівники: академік НАН України, доктор біологічних наук, професор МАЦУКА Геннадій Харлампійович, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, завідувач відділу структури і функцій нуклеїнових кислот кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник ЯРМОЛЮК Сергій Миколайович, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, старший науковий співробітник відділу структури і функцій нуклеїнових кислот Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор ТОЛМАЧОВ Олексій Іванович, Інститут органічної хімії НАН України, завідувач відділу кольору та будови органічних сполук доктор біологічних наук, старший науковий співробітник ГОВОРУН Дмитро Миколайович, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, завідувач відділу молекулярної біофізики З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України (02660, Київ-94, вул. Доведено, що введення до мезо-положення поліметинового ланцюга триметинціаніну первинної аліфатичної групи значно зменшує рівень власної флуоресценції барвника, тоді як в комплексі з ДНК мезо-алкіл-триметинціанін випромінює в 2-3 рази інтенсивніше за відповідний барвник з незаміщеним поліметиновим ланцюгом.Унікальна властивість ціанінів в сотні разів збільшувати квантовий вихід флуоресценції при взаємодії з НК дозволяє спрощувати процедури детекції і проводити кількісне визначення НК в присутності значного надлишку зонду. Розширення набору флуорофорів за рахунок використання триметин-та пентаметинціанінів дозволить заповнити діапазон максимумів поглинання/випромінювання зондів в зручній для дослідження біологічних обєктів області поза 600 нм та надасть нових можливостей для мультикольорової детекції НК. Комплекси ціанінів з довшим поліметиновим ланцюгом а також процеси асоціації ціанінів в присутності НК систематично не досліджувались. Роботу виконано у відповідності з планом науково-дослідних робіт ІМБІГ НАН України: державною бюджетною темою “Синтез та вивчення механізму взаємодії ціанінових флуоресцентних зондів з нуклеїновими кислотами” №2.2.4.16 за 1997-99 р. Мета роботи полягала в розробці синтетичних підходів до отримання нових флуоресцентних барвників шляхом введення замісників до поліметинового ланцюга триметинціанінів, а також у вивченні впливу природи замісників на спектрально-люмінесцентні властивості модифікованих барвників у присутності НК.Описано процедури приготування розчинів нуклеїнових кислот та барвників та порядок проведення спектральних досліджень, методи визначення констант звязування барвників з ДНК та квантовохімічні розрахунки параметрів комплексів барвник-ДНК. Надлишок зонду не дає значного сигналу і при визначенні НК відпадає потреба у трудомісткій процедурі виділення комплексу зонд-НК. Фіксація молекули барвника значною мірою обмежує коливальні рухи поліметинового ланцюга, які є головним каналом безвипромінювальної дезактивації збудженого стану ціанінів. Вторинні та третинні аліфатичні залишки створюють надмірні просторові перешкоди, в результаті чого інтенсивність випромінювання ДНК-комплексів таких барвників - 3.11, 3.13, 3.14 - порівняно невисока - 0,07 - 4,1 у.о.. Наведено максимум поглинання ?ДНК та молярну екстинкцію ?ДНК барвника в присутності ДНК, максимум випромінювання барвника в присутності ДНК - ?*ДНК, інтенсивність власної флуоресценції барвника - І0 та його ДНК-комплексу І, а також приріст випромінювання при звязуванні - І/І0.Вперше за допомогою спектрально-люмінесцентних методів вивчено взаємодію триметинціанінів з алкільними замісниками в поліметиновому ланцюзі з нуклеїновими кислотами та запропоновано використання цих барвників для флуоресцентного визначення НК в розчині та агарозному гелі. Синтезовано понад 40 ціанінових барвників та вивчено вплив природи замісника у мезо-положенні поліметинового ланцюга на спектрально-люмінесцентні властивості триметинціанінів в присутності НК. Барвники з первинними алкільними мезо-замісниками випромінюють в комплексі з НК в 2-3 рази інтенсивніше ніж незаміщені аналоги. За допомогою спектрально-люмінесцентних методів доведено, що триметинціаніни взаємодіють з НК переважно шляхом інтеркаляції. Показано, що структура гетерозалишків суттєво впливає на характер взаємодії барвника з ДНК.