Скрученная интеркалирующая нуклеиновая кислота
 | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( декабрь 2011 г. ) |
Скрученная интеркалирующая нуклеиновая кислота (TINA) представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты , которая при добавлении к триплекс-образующим олигонуклеотидам (TFO) стабилизирует образование триплексной ДНК Хугстина из двухцепочечной ДНК (дцДНК) и TFO. [ 1 ] Его способность скручивать тройную связь увеличивает легкость интеркаляции в двухцепочечную ДНК с образованием триплексной ДНК. Было показано, что определенные конфигурации стабилизируют антипараллельный дуплекс ДНК Уотсона-Крика. Было показано, что праймеры TINA-ДНК повышают специфичность связывания в ПЦР. Также было показано, что использование вставок TINA в G-квадруплексах усиливает активность против ВИЧ-1. TINA-стабилизированное PT демонстрирует улучшенную чувствительность и специфичность клинических диагностических тестов на основе ДНК .
Триплекс ДНК
[ редактировать ]Тройные спирали образуются, когда одноцепочечный триплекс-образующий олигонуклеотид (TFO) связывается с пуринсодержащей цепью дцДНК посредством специфических взаимодействий с основными бороздками. [ 2 ] Как правило, сродство TFO к третьей цепи низкое из-за необходимости образования pH -чувствительных триплексов оснований Хугстина C + –G –C в физиологических условиях в параллельном ( пиримидиновом ) мотиве связывания. Были предприняты попытки модификации TFO с целью улучшить их аффинность связывания с мишенями и уменьшить ограничения в последовательности дцДНК с помощью создания новых триплексных нуклеиновых оснований . Недавно было обнаружено, что выпуклые вставки (R)-1-O-[4-(1-пиренилэтинил)фенилметил]глицерина (TINA) в середину гомопиримидинолигодезоксинуклеотидов могут приводить к термической стабильности в триплексах типа Хугстина и дуплексы, тогда как дуплексы типа Уотсона-Крика с тем же содержанием нуклеотидов были дестабилизированы. [ 3 ] Чтобы увеличить ∆Tm, несоответствия оснований следует размещать в центре TFO и, если это возможно, следует избегать несовпадений оснований A, C или T и G. Несовпадения оснований могут быть нейтрализованы путем вставки TINA с каждой стороны несоответствия оснований и замаскированы вставкой TINA непосредственно на 3' или 5' от него.
Приложения
[ редактировать ]Специфичность анализа
[ редактировать ]Диагностические анализы с использованием гибридизации ДНК ограничены диссоциацией антипараллельных дуплексных спиралей. Это можно улучшить, используя молекулы, стабилизирующие ДНК, такие как интеркаляторы, такие как орто-TINA, которые стабилизируют образование дуплекса. Исследования показывают, что наибольшее увеличение стабильности произошло при использовании интеркалирующих праймеров на 3'- и 5'-концах. Размещение молекулы TINA в олигонуклеотиде способно улучшить аналитическую чувствительность гибридизации зонда. Молекулы пара-TINA уменьшают Tm во всех положениях, особенно в центре олигонуклеотида, тогда как в молекулах орто-TINA улучшение наблюдалось в любом месте с нейтрализацией в центре. Комбинация терминальной пара- или орто-молекулы с внутренней молекулой TINA показала наибольшее увеличение Tm. Молекулы TINA следует располагать терминально для максимального увеличения Tm. Увеличение Tm повышает специфичность анализов, таких как ПЦР . [ 4 ]
Анти-ВИЧ-1 активность
[ редактировать ]Недавние исследования показывают, что использование вставок TINA в G-квадруплексах также повышает активность против ВИЧ-1. В таких исследованиях два G-квадруплекса, образующие последовательности, которые проявляют активность против ВИЧ-1 на клеточных линиях, были модифицированы с использованием заблокированной нуклеиновой кислоты (LNA) или вставок TINA. Включение этого обеспечивает 8-кратное улучшение активности против ВИЧ-1, а введение 5'-фосфата, как было показано, ингибирует димеризацию G -квадруплекса. Многие противовирусные квадруплексы, образующие олигонуклеотиды, образуют более термостабильные G-квадруплексы, а также G-квадруплексные структуры высокого порядка, которые могут быть ответственны за наблюдаемую противовирусную активность. [ 5 ]
Терапевтическое применение
[ редактировать ]TFO перспективны в антигенной терапии из-за их высокой специфичности последовательности. Однако калия уровни in vivo способствуют формированию структур G-квартета по отдельности, предотвращая взаимодействие TFOS при образовании триплекса и снижая эффективность клеточной терапии TFO. Однако, как показали Парамасивам и др., выпуклые включения (R)-1-O-[4-(1-пиренилэтинил)фенилметил]глицерина (TINA) в ТФО с высокими концентрациями гуанина значительно уменьшают наличие самоассоциации через калий. Таким образом, TINA-TFO могут быть использованы в будущем для нацеливания на геном in vivo и выполнения манипуляций с геномом с терапевтической целью. Использование пуриновых TINA-TFO имеет определенные перспективы в качестве антигенных молекул по отношению к протоонкогену KRAS . [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Геси, Имрих; Филичев Вячеслав В.; Педерсен, Эрик Б. (27 июля 2007 г.). «Стабилизация параллельных триплексов с помощью скрученных интеркалирующих нуклеиновых кислот (TINA), включающих 1,2,3-триазольные звенья и полученных с помощью щелчковой химии с микроволновым ускорением». Химия - Европейский журнал . 13 (22): 6379–6386. дои : 10.1002/chem.200700053 . ISSN 0947-6539 . ПМИД 17503418 .
- ^ Геси, Имрих; Филичев Вячеслав В; Педерсен, Эрик Б. (2006). «Синтез скрученных интеркалирующих нуклеиновых кислот, содержащих производные акридина. Исследования термостабильности». Биоконъюгатная химия . 17 (4): 950–957. дои : 10.1021/bc060058o . ПМИД 16848402 .
- ^ Филичев Вячеслав В; Педерсен, Эрик Б. (2005). «Стабильное и селективное образование триплексов и дуплексов типа Хугстина с использованием скрученных интеркалирующих нуклеиновых кислот (TINA), полученных с помощью постсинтетических реакций твердофазного сочетания Соногаширы». Журнал Американского химического общества . 127 (42): 14849–14858. дои : 10.1021/ja053645d . ПМИД 16231939 .
- ^ Филичев Вячеслав В; Астахова Ирина В; Малахов Андрей Д; Коршун Владимир А; Педерсен, Эрик Б. (2008). «1-, 2- и 4-этинилпирены в структуре скрученных интеркалирующих нуклеиновых кислот: структура, термическая стабильность и взаимосвязь флуоресценции». Химия - Европейский журнал . 14 (32): 9968–9980. дои : 10.1002/chem.200800380 . ПМИД 18810743 .
- ^ Педерсен, Эрик Б; Нильсен, Якоб Т; Нильсен, Клаус; Филичев, Вячеслав В (2011). «Повышенная анти-ВИЧ-1 активность G-квадруплексов, содержащих заблокированные нуклеиновые кислоты и интеркалирующие нуклеиновые кислоты» . Исследования нуклеиновых кислот . 39 (6): 2470–2481. дои : 10.1093/нар/gkq1133 . ПМК 3064782 . ПМИД 21062811 .
- ^ Парамасивам, Маникандан; Когои, Сюзанна; Филичев Вячеслав В; Бомхольт, Нильс; Педерсен, Эрик Б; Ходо, Луиджи Э (2008). «Пуриновые скрученные интеркалирующие нуклеиновые кислоты: новый класс антигенных молекул, устойчивых к агрегации, индуцированной калием» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (10): 3494–3507. дои : 10.1093/нар/gkn242 . ПМЦ 2425464 . ПМИД 18456705 .