Анотація до роботи:

Краснокутський С.А. Молекулярна структура мономерних фрагментів нуклеїнових кислот, ізольованих у низькотемпературних інертних матрицях. -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 03.00.02-біофізика.-Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2004.

Методом ІК-Фур’є спектроскопії матричної ізоляції, а також за допомогою квантово-хімічних ab-initio розрахунків, вивчено конформацію структурних компонентів ДНК и РНК. Для проведення досліджень за методом спектроскопії матричної ізоляції таких термонестійких молекул, як цукри та нуклеозиди, було створено спеціальну комірку. Виявлено три основних фуранозних конформери 2-дезоксірибози, що стабілізовані внутрішньомолекулярними водневими зв’язками. Для 2`-дезоксіуридину та тимідину в ізольованому стані домінують анти конформери, їх заселеність - 80%. Домінуюча конформація цукроваго кільця – С2`-ендо, й лише 20% конформерів мають С3`-ендо конформацію. Син-конформації нуклеозидів стабілізовані зв’язком O5'H…O2. В уридині, в анти конформації, було знайдено новий тип внутрішньомолекулярного водневого зв’язку O2'H…O2. Кількість син-конформерів уридину з водневим зв’язком O5'H…O2 становить близько 35%. Вивчено конформаційну поведінку модифікованого нуклеозиду, сінцитолу, що продемонстрував сильну антивірусну активність. Виявлено, що конформація цієї молекули подібна до такої ж інших канонічних нуклеозидів, що досліджувались. Запропоновано механізм антивірусної дії сінцитолу.

1. Розроблено методику та спеціальний пристрій, що надають можливість вбудовувати такі термонестабільні молекули, як цукри та нуклеозиди, до матриць інертного газу.

2. Показано, що в ізольованому стані молекули 2-дезоксірибози та рибози знаходяться в кільцевій формі й мають велику конформаційну рухомість. Проведені квантово-хімічні розрахунки продемонстрували стабільність двадцяти одного конформаційного ізомера 2-дезоксірибози, що стабілізовані внутрішньомолекулярними водневими зв’язками. Встановлено, що в матричних зразках відсутні конформери рибози, що мають вільні, або суто акцепторні OH групи.

3. Вперше отримано ІК Фур’є-спектри уридину та тимідину в ізольованому стані. Вивчено їх конформаційну рівновагу та структуру внутрішньомолекулярних водневих зв’язків.

4. Показано, що анти-конформери досліджених нуклеозидів є домінантними в ізольованому стані. Кільце рибози головних анти конформерів a1, a0 знаходиться в С2'-ендо конформації. Син-конформація нуклеозидів, що досліджувались, стабілізована внутрішньомолекулярним водневим зв’язком О5'Н…О2, а анти- конформація уридину стабілізована водневим зв’язком О2'Н…О2.

5. Вперше досліджено молекулярну структуру нового нуклеозидного аналогу, сінцитолу. Пропонується розробка та подальше дослідження антивірусних лікарських препаратів на основі нуклеозидних аналогів, чия геометрія схожа до сінцитолу.

Публікації автора:

1. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Izvekov V., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR matrix isolation study of uridine, thymidine, ribose, and glucose. // Journal of Molecular Structure.-1998.-Vol.482, №1.-Р.249-252.

2. Краснокутский С.А., Иванов А.Ю., Шеина Г.Г., Благой Ю.П. Конформационная изомерия молекул рибозы и 2-дезоксирибозы, изолированных в низкотемпературных матрицах // Вісн. Харк. ун-ту №488, Біофізичний вісник.-2000.-вип.6(1).-C.49-55.

3. Иванов А.Ю., Краснокутский С.А., Шеина Г.Г., Благой Ю.П. Конформационная изомерия пиримидиновых нуклеозидов, изолированных в низкотемпературных инертных матрицах // Вісн. Харк. ун-ту №560, Біофізичний вісник.-2002.-вип.1(10).-C.42-49.

4. Иванов А.Ю., Краснокутский С.А., Шеина Г.Г., Благой Ю.П. Особенности колебательного спектра 1-метил-урацила, изолированного в инертных матрицах // Вісн. Харк. ун-ту №568, Біофізичний вісник.-2002.-вип.2(11).-C.14-19.

5. Huisken F., Werhahn O., Ivanov A.Yu., Krasnokutski S.A.The O–H stretching vibrations of glycine trapped in rare gas matrices and helium clusters, J. Chem. Phys.-1999.-Vol.111, №7.-Р.2978-2984.

6. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR matrix isolation study of monomeric uridine, ribose and glucose // II Congress of Ukrainian Biophysical Society.- Kharkov (Ukraine),1998.- P.58.

7. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Izvekov V., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR matrix isolation study of uridine, ribose and glucose // XXIV European Congress on Molecular Spectroscopy Prague (Czech Republic), 1998.-P.470.

8. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR spectra of monomeric adenosine isolated in the low temperature Ar matrices // The XIV International School-Seminar «Spectroscopy of molecules and crystals».- Odessa (Ukraine), 1999.-P.153.

9. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR spectra of monomeric uridine, thymidine and adenosine isolated in the low temperature Ar matrices // XIII^th Conference-Workshop Horizons in Hydrogen Bond Research.- Swieradуw Zdrуj (Poland), -1999, P.36.

10. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G. and Blagoi Yu. P. The conformational behavior of structural component of DNA in the "frozen gas phase" - low temperature matrices Ar and Ne. FTIR spectroscopic study // Molecules of Biological Interest in the Gas Phase.-Les Houches (France), 2000.-P.81.

11. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR spectra of monomeric adenosine isolated in the low temperature Ar matrices // 8^th Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules, Enschede (The Netherlands),1999.- P.263.

12. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G. and Blagoi Yu.P. Investigation of nucleosides molecular structure // RECOMB 2000.-Tokyo (Japan), 2000.-P.238-239.

13. Krasnokutski S.A., Ivanov A.Yu., Sheina G.G., Blagoi Yu.P. FTIR matrix isolation spectroscopy of some pyrimidine and purine nucleosides, euroconference // MATRIX 2001.-Szklarska Poreba (Poland), 2001.- P.1.18.

14. Ivanov A.Yu., Krasnokutski S.A., Zemlicka J., Sheina G.G. Conformational behavior of syncytol in isolated state. FTIR matrix isolation spectroscopy // XVI International School-Seminar “Spectroscopy of molecules and crystals”.- Sevastopol (Ukraine), 2003.- P.311.