Анотація до роботи:

Гладковська Н.О. Спектрофотометричний аналіз зв’язування біологічно активних лігандів з молекулами ДНК. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 03.00.02 - біофізика. – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, м. Харків, 2006.

Дисертація присвячена експериментальному вивченню взаємодії біологічно активних лігандів актиноцинового похідного актиноцил-біс-(діметиламіноетил) аміна (Act ІІ) і біологічно активного нуклеозиду 6-азацитідіну (6AZC) з молекулами ДНК. Робота виконана за допомогою комплексу сучасних методів (спектрофотометрія в видимій та УФ областях, чисельні методи розрахунку параметрів зв’язування в системах ліганд - ДНК). Розроблена нова методика аналізу спектрофотометричних концентраційних залежностей для систем біологічно активний ліганд - поліелектроліт. Проаналізовано різні моделі зв'язування в розглянутих системах, визначені оптимальні моделі і термодинамічні параметри зв'язування біологічно активних речовин з полімерними матрицями. Показано, що Act ІІ утворює на всіх досліджених ДНК три типи комплексів: агрегати, мономерно зв'язаний зовнішній тип комплексу та інтеркаляція. При низьких іонних силах розчинів зв'язування Act ІІ з ДНК_thym. відбувається в основному за рахунок енергії водневих зв'язків і гідрофобних взаємодій. Для сумішей Act ІІ з ДНК_thym. при високій іонній силі і для сумішей Act ІІ-ДНК_М.lys. і Act ІІ-ДНК_Cl.perf. як при низьких, так і при високих іонних силах, зв'язування відбувається за рахунок утворення водневих зв'язків і внесків від конформаційних змін.

Показано, що 6AZC не зв'язується з цілком денатурованою ДНК, але взаємодіє з нативною і частково денатурованого зразками ДНК. Уперше показано, що процес зв'язування 6AZC із ДНК, виділеної з опромінених тварин, є ендотермічним і відбувається за рахунок енергії гідрофобних взаємодій.

1. Розроблено нову методику аналізу спектрофотометричних концентраційних залежностей для систем біологічно активний ліганд - поліелектроліт, що дозволяє за допомогою розрахункових методів комп'ютерного моделювання визначати оптимальні моделі зв'язування, спектральні і термодинамічні параметри всіх комплексів, що утворюються в системах.

2. За допомогою цієї методики проаналізовано комплексоутворення потенційного протипухлинного препарату актиноцинового похідного Act ІІ і протилейкемійного препарату 6AZC із ДНК.

3. Показано, що використаний нами підхід може бути застосовано й у випадку, коли поглинання ліганду і поліелектролітної матриці знаходяться в різних областях (Act ІІ і ДНК), і коли області поглинань біологічно активної речовини і поліелектроліту збігаються (6AZC і ДНК).

4. Вперше показано, що в системах Act ІІ - ДНК для всіх досліджених зразків ДНК різного АТ-, ГЦ - складу утворюються три типи комплексів: агрегація, мономерно зв'язаний (зовнішній тип) і зв'язування по типу інтеркаляції.

5. Вперше розраховано поліелектролітний внесок (G_pe) у загальну вільну енергію зв'язування Act ІІ з ДНК різного АТ-, ГЦ- складу для кожного типу комплексів.

6. За допомогою схеми энтальпійно - энтропійної компенсації визначено, що при низьких іонних силах розчинів зв'язування Act ІІ з ДНК_thym. відбувається в основному за рахунок енергії водневих зв'язків і гідрофобних взаємодій. Для сумішей Act ІІ з ДНК_thym. при високих іонних силах і для сумішей Act ІІ-ДНК_М.lys. і Act ІІ-ДНК_Cl.perf. як при низьких, так і при високих іонних силах, зв'язування відбувається за рахунок утворення водневих зв'язків і внесків від конформаційних змін.

7. Уперше показано, що процес зв'язування 6AZC із ДНК, виділеної з опромінених тварин, є ендотермічним (H=+3 ккал/моль) і відбувається за рахунок енергії гідрофобних взаємодій.

8. У розчинах з низькими іонними силами при зв'язуванні з ДНК 6AZC і Act ІІ зміщають температуру плавлення ДНК у високотемпературну область. При високих іонних силах при зв'язуванні з ДНК Act ІІ зміщає температуру плавлення НК у низькотемпературну область.

Публікації автора:

1. Круглова Е.Б., Крутько Н.А., Красницкая А.А., Карпенко Н.А., Малеев В.Я., Алесина М.Ю. Влияние структурных изменений в ДНК, выделенной из гонад облученных крыс, на связывание биологически активных нуклеозидов// Вісник Харківського Університету. - № 422. Біофізичний вісник.– 1998. - № 2. - C. 100-104.

2. Круглова Е., Довбешко Г., Гладковская Н., Пащук Е., Красницкая А., Карпенко Н., Алесина М. Исследование структурных повреждений в молекулах ДНК из g-облученных крыс// Вісник Харківського Університету.- № 450. Біофізичний вісник. -1999. - № 4. - C. 92-95.

3. Круглова Е.Б., Гладковская Н.А., Спектрофотометрический анализ кривых плавления смесей биологически активных нуклеозидов с ДНК как метод изучения повреждений в ДНК// Вісник Харківського Університету. - № 450. Біофізичний вісник. – 1999. - № 5. - C. 103-107.

4. Е.Б. Круглова, Н. А. Гладковская, В.Я. Малеев. Моделирование процессов связывания актиноциновых антибиотиков с ДНК при разных ионных силах и температурах// Вісник Харківського Університету. - № 593. Біофізичний вісник.- 2003 - 1(12). - С. 53 – 63.

5. Круглова Е.Б., Гладковская Н.А. Влияние АТ-, ГЦ- состава на связывание актиноциновых производных с ДНК// Вісник Харківського Університету. -№ 637. Біофізичний вісник. – 2004. - 1-2 (14). - C. 43-47.

6. Е.Б. Круглова, Н.А. Гладковская, В.Я. Малеев Использование метода спектрофотометрического анализа для вычисления термодинамических параметров связывания в системах актиноциновые производные – ДНК// Биофизика. -2005. – T. 50. - В.2. - C. 253-264

7. Круглова Е.Б., Больбух Т.В., Гладковская Н.А., Близнюк Ю.Н.Связывание антибиотиков актиноцинового ряда с матрицей полифосфата// Биополимеры и клетка. - 2005. –T. 21. - В.4.- С. 358-364.

8. Круглова Е.Б., Крутько Н.А., Жмурко Л.В. Связывание терапевтически активных нуклеозидов с ДНК, выделенными из гонад облученных крыс//Тези доповідей II з'їзду Українського біофізичного товариства. Харків. – 1998. - C.243.

9. Kruglova E.B. Gladkovskaya N.A. Spectrophotometric analysis of melting curves as method for the study of DNA lesions induced of g-radiation// Proceeding of the XIV International School – Seminar "Spectroscopy of Molecules and Crystals". – Odessa. – 1999. - P.58.

10. Kruglova E., Gladkovskaya N., Krasnitskaya A., Аlesina M., Karpenko N. Therapeutically important nucleosides as markers of the level of DNA damages induced in sex cells of the rats by low doses g-radiation// 8th European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules. -University of Twente, Netherlands.-1999. – P.303-304.

11. Kruglova E., Gladkovskaya N. The interaction of cytosine arabinoside with reference and damaged DNA molecules// Abstract in Interaction conference on DNA conformation, modification and recognition in biomedicine. - Brno, Czech Republic. – 2000. - P.102.

12. Kruglova E., Gladkovskaya N. The influence of the different lesions in the DNA molecules on the affinity of the therapeutically active nucleosides// European Biophysical Journal. – 2000. -V.29. - p.258.

13. Kruglova E., Gladkovskaya N. Comparison of the binding properties of the therapeutically active nucleosides to DNA molecules with the different level of lesions// Proceeding of the XV International School –Seminar "Spectroscopy of Molecules and Crystals". – Chernihiv. – 2001. - P.207.

14. E.B.Kruglova, N.А.Gladkovskaya. Comparison of the binding of the therapeutically active nucleosides to DNA molecules with different level of lesions// The International Society for Optical Engineering. Proceedings of SPIE. - 2002. - V 4938. - P. 241 – 245.

15. Круглова Е.Б., Гладковская Н.А. Анализ процессов комплексообразования в простых и сложных системах на основе спектрофотометрических измерений// Математика. Компьютер. Образование. – Пущино. – 2003. - C.212.

16. E.B. Kruglova, N.А.Gladkovskaya. Analysis of the complexation in system of actinocin antibiotic-DNA at different ionic strengths and temperatures// XVI International School – Seminar "Spectroscopy of Molecules and Crystals".- Sevastopol, Ukraine. - 2003. - P. 46.

17. Н.А. Гладковская, Е.Б. Круглова. Взаимодействие актиноциновых антибиотиков с молекулами ДНК разного АТ -, ГЦ – состава// Третья Харьковская конференция молодых ученых. "Микроволновая электроника и радиолокация". – Харьков, Украина. – 2004. – С. 25.

18. Kruglova E.B., Gladkovskaya N.А. Spectral and thermodynamic parameters for drug – DNA complexes: dependence on AT- and GC-content// 5^th International Conference on Biological Physics. ISBP 2004. -Gothenburg, Sweden. -2004.- B05. - P. 180.

19. Круглова Е.Б. Гладковская Н.А. Особенности внешнего связывания актиноциновых производных с матрицами различной структуры// Проблеми біологічної і медичної фізики. ПБМФ – 2004.-Харків. - 2004. - С. 50.

20. Гладковская Н.А., Круглова Е.Б. Расчет термодинамических параметров связывания H, S, G для комплексов Act II – ДНК_Cl.perf. и Act II – ДНК_M.lys. из спектрофотометрических данных// Четвертая Харьковская конференция молодых ученых. "Радиофизика и СВЧ электроника". - 2004. - С. 29.

21. N.A. Gladkovskaya, E.B. Kruglova. The binding of the some therapeutically active nuclesides to DNA molecules with the different types of structures damages//Abstracts of 8^th Romanian biophysics conference "Advanced Biomaterials and Biophysical Techniques". – Iasi, Romania. -2005.- P.165-166.

22. Kruglova E.B, Gladkovskaya N.А.The shift of the melting temperature of DNA-ligand complexes compared with melting temperature of “pure” DNA// XVII International School-Seminar" Spectroscopy of Molecules and Crystals". - Beregove, Crimea, Ukraine. – 2005. - P.281.