Анотація до роботи:

Ернандес Сантьяго А.А. Механізми взаємодії та конкурентного зв'язування з ДНК ароматичних антипухлинних препаратів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Севастопольський національний технічний університет, м. Севастополь, 2006.

Вивчено механізми гетероасоціації ароматичних антипухлинних препаратів: антибіотиків дауноміцину, ногаламіцину, мітоксантрону, актиноміцину D, а також біс-інтеркалятора гомодимера етидію. На підставі методів одно- і двомірної ¹H ЯМР спектроскопії (500 МГц) отримані структурні й термодинамічні параметри реакцій асоціації молекул. Показано, що ароматичні антипухлинні антибіотики утворять у водному розчині стопки молекул, стабілізовані вертикальним стекингом хромофорів. Основний внесок у стабілізацію комплексів молекул дають дисперсійні й гідрофобні взаємодії, а також у деяких випадках міжмолекулярний водневий зв'язок. Вперше встановлено існування складної динамічної рівноваги молекул EBH у водному розчині, що включає утворення відкритої й закритої форм гомодимеру, взаємно-інтеркальованих димерів і тримерів.

Проаналізовано трикомпонентну рівновагу антибіотик-антибіотик-ДНК у водному розчині. Зроблено поділ інтерцепторного й протекторного механізмів взаємної дії комбінації антибіотиків на ДНК у суміші й показано, що в трикомпонентній суміші існує потенційна можливість регулювання біологічної активності комбінації антибіотиків.

1. Вивчена гетероасоціація ароматичних антипухлинних антибіотиків дауноміцину (DAU), ногаламіцину (NOG), мітоксантрону (NOV) і актиноміцину D (AMD) методом ¹H ЯМР спектроскопії: системи DAU-NOV, DAU-NOG, NOG-AMD, NOV-AMD, NOG-NOV. Визначено рівноважні константи, ентальпія й ентропія реакцій гетероасоціації; побудовані найбільш імовірні структури 1:1 комплексів молекул у розчині.

2. Показано, що ароматичні антипухлинні антибіотики утворять у водному розчині стопки молекул, стабілізовані вертикальним стекингом хромофорів. Основний внесок у стабілізацію комплексів молекул дають дисперсійні й гідрофобні взаємодії.

3. Уперше показано, що гетерокомплекси ароматичних антибіотиків можуть додатково стабілізуватися в розчині міжмолекулярним водневим зв'язком. Виявлено водневий зв'язок у системі DAU-NOV.

4. Вивчено самоасоціацію біс-інтеркалятора гомодимера етидія (EBH) і його гетероасоціацію з йодистим пропідієм (PI) у водному-сольовому розчині. Визначені рівноважні константи, ентальпія й ентропія реакцій асоціації молекул.

5. Вперше встановлено існування складної динамічної рівноваги молекул EBH у водному розчині, що включає утворення відкритої й закритої форм гомодимеру, взаємно-інтеркальованих димерів і тримерів.

6. На прикладі йодистого пропідія показано, що ароматичний біс-інтеркалятор є комплексоутворювачем ароматичних моноінтеркаляторів, причому зв'язування PI відбувається специфічно із закритою формою й з димером EBH.

7. Проаналізовано трикомпонентну рівновагу антибіотик-антибіотик-ДНК у водному розчині для комбінацій антипухлинних антибіотиків DAU-NOV, DAU-AMD, DAU-NOG, NOG-AMD, NOV-AMD, NOG-NOV. Зроблено поділ інтерцепторного й протекторного механізмів взаємної дії комбінації антибіотиків на ДНК у суміші.

8. Установлено, що в приблизно фізіологічному діапазоні концентрацій антибіотиків і ДНК домінуючим процесом є витиснення із ДНК одного антибіотика іншим (протекторна дія).

9. Показано, що в трикомпонентній суміші антибіотик-антибіотик-ДНК існує потенційна можливість регулювання біологічної активності комбінації антибіотиків. Запропоновано засіб кількісної оцінки ефекту витиснення із ДНК одного антибіотика іншим, що може мати кореляцію з очікуваним біологічним ефектом при зміні концентрації компонент у суміші антибіотиків.

Публікації автора:

1. Veselkov A.N., Evstigneev M.P., Rozvadovska A.O., Hernandez Santiago A.A., Zubchenok O.V., Djimant L.N., Davies D.B. ¹H NMR structural and thermodynamical analysis of the hetero-association of daunomycin and novatrone in aqueous solution // J.Mol.Struct. - 2004. – V.701. - P.31-37.

2. Евстигнеев М.П., Розвадовская А.О., Кисуркин Д.В., Эрнандес Сантьяго А.А., Дэвис Д.Б., Веселков А.Н. Анализ гетероассоциации антиопухолевых антибиотиков новатрона и актиномицина D в водном растворе методом ¹H ЯМР спектроскопии // Доповiдi НАН України. - 2004. - №12. - С.168-174.

3. Evstigneev M.P., Hernandez Santiago A., Rogova O.V., Veselkov A.N. Comparative analysis of the self-association of ethidium mono- and bis-intercalators in aqueous solution using ¹H NMR spectroscopy // Proc. of SPIE. - 2004. - V.5507. - P.173-177.

4. Веселков А.Н., Евстигнеев М.П., Эрнандес Сантьяго А., Рогова О.В., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. Исследование равновесных ассоциированных форм гомодимера этидия в водном растворе методом ¹H ЯМР спектроскопии // Физ.химия. - 2003. - Т.77. - С.2060-2067.

5. Veselkov A.N., Evstigneev M.P., Veselkov D.A., Hernandez Santiago A.A., Davies D.B. ¹H NMR investigation of the self-association of ethidium homodimer and its complexation with propidium iodide in aqueous solution // J.Mol.Struct. - 2004. – V.690. - P.17-24.

6. Веселков А.Н., Евстигнеев М.П., Эрнандес Сантьяго А.А., Рогова О.В., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. Исследование гетероассоциации гомодимера этидия и иодистого пропидия в водном растворе методом ¹H ЯМР спектроскопии // Журн.структур.химии. - 2004. - Т.45. - С.837-843.

7. Эрнандес Сантьяго А.А., Симонова С.Н., Розвадовская А.О. Термодинамический анализ гетероассоциации антрациклиновых антибиотиков методом ¹H ЯМР спектроскопии // Вестник СевГТУ (серия Физика и математика). – 2005. – Т.70. – C.40-48.

8. Rogova O.V., Hernandez Santiago A., Evstigneev M.P., Veselkov A.N. Thermodynamical analysis of self-association of ethidium homodimer and its complexation with phenanthridine dye in aqueous solution // Book of abstracts. XVI International School-Seminar Spectroscopy of Molecules and Crystals. - Sevastopol (Ukraine). – 2003. – P.233.

9. Evstigneev M.P., Rozvadovska A.O., Hernandez Santiago A., Veselkov A.N., Davies D.B. Analysis of the hetero-association of aromatic drug molecules in aqueous solution by ¹H NMR spectroscopy and molecular mechanics calculations // Book of abstracts. The first EENC/AMPERE joint meeting. - Lille (France). – 2004. – P.329.

10. Hernandez Santiago A.A., Rozvadovska A.O., Evstigneev M.P. Hetero-association of antibiotic Nogalamycin with aromatic antitumour antibiotics // Book of abstracts. 3^rd International Conference ‘Physics of Liquid Matter: Modern Problems’. - Kyiv (Ukraine). - 2005. – P.35.

11. Евстигнеев М.П., Эрнандес Сантьяго А.А., Мосунов А.А., Симонова С.Н., Розвадовская А.О. Влияние гетероассоциации на параметры связывания антиопухолевых антибиотиков с олигомером ДНК // Труды V Харьковской конф. молодых ученых «Радиофизика и СВЧ электроника» (секц.биофизики). – Харьков (Украина). – 2005. – C.57.

12. Эрнандес Сантьяго А.А., Евстигнеев М.П. Анализ конкурентного связывания различных комбинаций антиопухолевых антибиотиков с олигомером ДНК в водном растворе // Труды Всеукраинской научно-технической конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Физика. Биофизика - 2005». – Севастополь (Украина). – 2005. - С.50-52.