Анотація до роботи:

Лантушенко А.О. Вплив бокових ланцюгів ароматичних лігандів на процеси асоціації і конкурентного зв'язування з 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, 2003.

Досліджено вплив структурних особливостей бокових ланцюгів ароматичних молекул на параметри їх асоціації і конкурентного зв'язування з олігомером ДНК. Розглянуто дві групи ароматичних сполук, які мають різні біологічні властивості: фенантридінові барвники бромистий етидій (EB) і його азидо-аналоги моно-(EMB) і діазид (EDC) етидію, що відрізняються будовою бокових ланцюгів, і серія феноксазонових сполук ActII-ActV – аналогів протипухлинного антибіотика актиноміцину D з аміноалкильними боковими ланцюгами різної довжини. Досліджено самоасоціацію феноксазонових сполук ActII-ActV і барвників EMB і EDC, гетероасоціацію барвників з антибіотиком дауноміцином і конкурентне зв'язування лігандів з олігомером ДНК методом одно- і двомірної гомоядерної ¹H ЯМР - спектроскопії (500 МГц). З метою встановлення молекулярного механізму дії гідротропних агентів нікотинаміду і кофеїну досліджено їх комплексоутворення з біологічно активними сполуками, які мають різні медико-біологічні властивості. Зроблено висновки про специфіку фізичних механізмів асоціації БАС зі структурно різними боковими ланцюгами і їх взаємодію з молекулою ДНК.

1. Проведено аналіз впливу бокових ланцюгів БАС – фенантридінових барвників, - азидо-аналогів бромистого етидію (модельна система) на процеси само-, гетероасоціації з антибіотиком дауноміцином і конкурентного зв'язування ароматичних лігандів з олігомером ДНК. Показано, що послідовна заміна бокових аміно - груп фенантридінового хромофора на азидо-групи виражається в істотній зміні параметрів асоціації ароматичних молекул і їх конкурентного зв'язування з олігомером ДНК.

2. Вперше досліджено самоасоціацію ароматичних молекул фенантридінових барвників моноазида (ЕМВ) і діазида (EDC) етидію та їх гетероасоціацію з антибіотиком дауноміцином методом одномірної та двомірної гомоядерної ЯМР – спектроскопії. Визначено структурні та термодинамічні параметри реакцій само- і гетероасоціації і розраховано найбільш імовірні просторові структури 1:1 димерів EMB і EDC і 1:1 EMB – DAU і EDC – DAU гетерокомплексів в водному розчині. Виявлено послідовне зменшення констант самоасоціації фенантридінових барвників при заміні аміно- груп на азидо-групи, що обумовлено послабленням дисперсійних взаємодій при утворенні стопочних асоціатів азидо-похідних етидію. Встановлено додаткову стабілізацію гетерокомплекса бромистого етидія і дауноміцина міжмолекулярним водневим зв'язком.

3. Проведено аналіз впливу структури бокових ланцюгів фенантридінових барвників на процеси конкурентного зв'язування азидо-аналогів і антибіотика дауноміцина з олігомером ДНК. Показано, що структура бокових ланцюгів фенантридінів впливає на рівноважний розподіл різних типів молекулярних комплексів у змішаному розчині.

4. Вперше методом одномірної та двомірної гомоядерної ЯМР – спектроскопії проведено віднесення сигналів протонів і досліджено самоасоціацію серії синтетичних феноксазонових речовин ActII-ActV з аміноалкильними боковими ланцюгами різної довжини. Визначено структурні і термодинамічні параметри реакцій самоасоціації досліджених ароматичних молекул. Показано, що значення рівноважних констант, параметрів кооперативності та ентальпій реакцій самоасоціації ActII, ActIII, ActIV і ActV збігаються в межах похибки їх визначення. Зміна ентропії при самоасоціації ActII, що має максимальну біологічну активність серед серії феноксазонових речовин, трохи менша, ніж для інших досліджених БАС

5. Визначено найбільш імовірні просторові структури дімерів синтетичних феноксазонових речовин на підставі аналізу міжмолекулярних крос-піків у 2D-ROESY спектрах розчинів ActII - ActV, а також експериментальних концентраційних залежностей протонних хімічних зсувів 1D ЯМР - спектрів. Установлено, що в самоасоціатах феноксазонових похідних має місце антипаралельна орієнтація хромофорів молекул, при цьому визначальну роль при утворенні молекулярних асоціатів грають стекінг-взаємодії ароматичних хромофорів молекул.

6. Досліджено комплексоутворення ароматичних гідротропних агентів нікотинаміду і кофеїну з рібофлавин-мононуклеотидом і феноксазоновим антибіотиком ActIII. Отримано числові значення структурних і термодинамічних параметрів реакцій само- і гетероасоціації ароматичних молекул. Установлено, що молекулярний механізм гідротропної дії нікотинаміду і кофеїну на ароматичні біологічно активні речовини обумовлений гетероасоціацією гідротропних агентів і ароматичних молекул БАС.

Публікації автора:

1. Веселков А.Н., Лантушенко А.О., Евстигнеев М.П., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. Особенности процесса гетероассоциации моноазида этидия с антибиотиком дауномицином в водном растворе: анализ по данным ¹H ЯМР спектроскопии // Доповiдi НАН Украiни. – 2001. – Т.8. – С.173-178.

2. Veselkov A.N., Lantushenko A.O., Hernandez Santiago A., Davies D.B. Effect of side groups of phenanthridines on their hetero-association with antibiotic daunomycin and the competitive binding with a DNA oligomer // Вісн. Харк. ун-ту. - 2002. - № 568. Біофізичний вісн. Вип.2(11). - С.6-14.

3. Veselkov A.N., Lantushenko A.O. NMR investigation of phenanthridine dyes self-association in aqueous solution: structural and thermodynamical analysis // SPIE Proceeding. – 2002. - V.4938. – Р.113 - 119.

4. Веселков А.Н., Лантушенко А.О., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. Анализ самоассоциации никотинамида в водном растворе по данным ¹H-ЯМР спектроскопии // Ж. физич. химии - 2001. – Т.75, №12. – С.2184-2188.

5. Веселков А.Н., Лантушенко А.О., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. // Структурный и термодинамический анализ самоассоциации фенантридиновых красителей в водном растворе по данным ¹H ЯМР спектроскопии // Журн. структур. химии. - 2002.- Т.43, №2. – С.253-260.

6. Веселков А.Н., Лантушенко А.О., Чубаров А.С., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. ¹Н ЯМР анализ самоассоциации рибофлавин-мононуклеотида и его комплексообразования с никотинамидом в водном растворе. // Ж. физич. химии. - 2002. – Т.76, №7. – С.1313-1320.

7. Веселков Д.А., Лантушенко А.О., Дэвис Д.Б., Веселков А.Н. ¹H ЯМР анализ самоассоциации антибиотика актиноцил-бис-(3-диметиламинопропил) амина в водном растворе // Биоорганическая химия. - 2002. - Т.28, №4. - C.379-384.

8. Веселков А.Н., Лантушенко А.О., Веселков Д.А., Дэвис Д.Б. ¹H ЯМР анализ гетероассоциации кофеина с антибиотиком актиноцил-бис-(3-диметиламинопропил) амином в водном растворе // Биоорганическая химия. - 2002. - Т.28, №5. - C.474-480.

9. Лантушенко А.О., Дэвис Д.Б., Веселков А.Н. Анализ самоассоциации синтетических феноксазоновых антибиотиков в водном растворе методом ¹H ЯМР спектроскопии // Вестник СевНТУ (серия “Физика и математика”). – 2003. - №43. – С.39-46.

10. Veselkov A.N., Lantushenko A.O., Evstigneev M.P.¹H NMR investigation of effect of side groups on the self-association of phenanthridines and their hetero-association with daunomycin // Вестник СевНТУ (серия “Физика и математи ка”). – 2003. - №43. – С.5-16.

11. Veselkov D.A., Lantushenko A.O., Davies D.B., Veselkov A.N. NMR investigation of phenanthridine dyes self-association in aqueous solution. Structural and thermodynamical analysis // Proc. 15-th International School-seminar “Spectroscopy of molecules and crystals”. - Chernihiv (Ukraine). – 2001. - P.72.

12. Lantushenko A.O., Veselkov A.N. ¹H NMR analysis of the self-association of synthetic antibiotic actinocyl-bis-(3-dimethylaminopropyl) amine and its complexation with caffeine in aqueous solution // Proc. Second International Young Scientist Conference “Scientific Problems of Optics and High Technology Material Science”. Kyiv (Ukraine). - 2001. - P.48.

13. Veselkov A.N., Lantushenko A.O., Evstigneev M.P., Davies D.B. ¹H NMR analysis of the effect of side groups on the association of phenanthridines and daunomycin // Book of abstracts. 16th European experimental NMR conference (EENC 2002). – Prague (Czech Republic). – 2002. - Р.56.

14. Lantushenko A.O., Veselkov K.A., Chubarov A.S., Davies D.B., Veselkov A.N. ¹H NMR analysis of aggregation behaviour of hydrotropic agent nicotinamide and its complexation with riboflavine-mononucleotide in aqueous solution // Proc. 6-th International Conference on applications of magnetic resonance in food science. – Paris (France). - 2002. - Р.227.

15. Лантушенко А.О., Веселков А.Н. Влияние боковых групп фенантридиновых красителей на их гетероассоциацию с антибиотиком дауномицином и конкурентное связывание лигандов с олигомером ДНК // Конференция “Молодые ученые Крыма в решении актуальных вопросов современности”.– Севастополь (Україна). – 2002. - C.6.

16. Lantushenko A.O., Rogova O.V., Davies D.B., Veselkov A.N. ¹H NMR analysis of self-association of synthetic phenoxazone antibiotics in aqueous solution // Тези доповідей III з'їзду Українського біофізичного товариства. – Львів (Україна). – 2002. - С. 42.

17. Vysotsky S.A., Veselkov K.A., Lantushenko A.O., Veselkov A.N. ¹H NMR analysis of the hetero-association of caffeine with phenoxazone antibiotics in aqueous solution // Тези доповідей III з'їзду Українського біофізичного товариства. – Львів (Україна). – 2002. - С. 43.