Анализ конформационных изменений ДНК при комплексообразовании с координационными соединениями металлов платиновой группы

Морозова, Елена Васильевна

Анализ конформационных изменений ДНК при комплексообразовании с координационными соединениями металлов платиновой группы тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

Морозова, Елена Васильевна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Анализ конформационных изменений ДНК при комплексообразовании с координационными соединениями металлов платиновой группы»

Автореферат диссертации на тему "Анализ конформационных изменений ДНК при комплексообразовании с координационными соединениями металлов платиновой группы"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Морозова Елена Васильевна

АНАЛИЗ КОНФОРМАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ДНК ПРИ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИИ С КООРДИНАЦИОННЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ

Специальность 02.00.06 - высокомолекулярные соединения

На правах рукописи

005056010

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 9 НОЯ 2012

Санкт-Петербург 2012

005056010

Работа выполнена на Кафедре молекулярной биофизики Физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель: доктор физ. - мат. наук, проф.

Касьяненко Нина Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор физ.- мат. наук, проф.

Цветков Николай Викторович (кафедра физики полимеров, СПбГУ)

доктор физ. - мат. наук, с.н.с.

Нечипуренко Юрий Дмитриевич

(институт Молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН)

Ведущая организация: Институт высокомолекулярных соединений РАН

Защита диссертации состоится 13 декабря 2012 г. В часов на заседании совета Д212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198504, СПб, г. Петродворец, ул. Ульяновская д. 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор А.В. Лезов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Создание новых противоопухолевых препаратов является важной и актуальной задачей, так как все существующие в настоящее время лекарственные средства, применяемые в химиотерапии опухолей, обладают низкой избирательностью, высокой токсичностью и, соответственно, оказывают неблагоприятное воздействие на организм. Несмотря на развитие представлений о биохимии раковой клетки и выявление роли различных факторов в канцерогенезе (например, белков-супрессоров опухоли, микро-РНК и др.), традиционные лекарственные формы, направленные на блокирование деления клетки через связывание с ядерной ДНК являются основой химиотерапии при лечении практически всех форм злокачественных новообразований.

Среди противоопухолевых препаратов на основе координационных соединений металлов платиновой группы до настоящего времени наиболее эффективным остается цисплатин (цис-дихлордиамминплатина (II), цис-ДДП), — первое из испытанных в 70-е гг. соединений этого класса. Хотя цисплатин активно применяется для лечения опухолей шеи, яичников и др., серьезные побочные эффекты существенно затрудняют его клиническое использование. В связи с этим направленный синтез альтернативных лекарственных препаратов, сохраняющих высокую эффективность цисплатина в сочетании с выраженной селективностью по отношению к опухолевым клеткам и меньшей токсичностью, является весьма актуальной проблемой. Наряду с модификацией платиновых комплексов путем введения различных лигандов в первую координационную сферу комплексообразователя, синтезируются соединения и на основе других металлов. Например, хорошую эффективность показывают различные соединения палладия. Рутениевые комплексы привлекают внимание в связи с меньшей токсичностью по сравнению с другими потенциальными противоопухолевыми агентами из числа координационных соединений металлов. Они обладают октаэдрической структурой (а не плоской, как цис-ДДП) и воздействуют на ДНК иначе.

Известно, что молекула ДНК является основной мишенью для цисплатина и других препаратов на основе платины (например, карбоплатина, оксалиплатина).

Изучение взаимодействия молекулы ДНК в растворе с координационными соединениями металлов, представляющими интерес для противоопухолевой терапии, позволяет понять молекулярный механизм действия новых препаратов и может служить предварительным тестом на их возможную противоопухолевую активность. Таким образом, изучение модельных систем — растворов ДНК с потенциальными противоопухолевыми препаратами можно использовать для первоначального отбора активных лекарственных форм. Сказанное выше определяет актуальность выполненных в работе исследований, направленных на изучение молекулярного механизма биологического действия новых координационных соединений металлов.

Научно-практическая значимость работы. Изучаемые в данной работе соединения представляют интерес в качестве потенциальных лекарственных препаратов, часть которых уже прошла предварительные биологические испытания. Полученные в работе данные могут способствовать направленному изменению химической структуры известных соединений, синтезу новых и дать информацию о дальнейшем направлении синтеза для разработки новых противоопухолевых препаратов этого класса.

Целью диссертационной работы являлось изучение комплексообразования молекулы ДНК в растворе с рядом координационных соединений палладия и рутения для выявления молекулярных моделей их взаимодействия. В работе решаются следующие задачи:

1. Изучается роль лигандов внешней координационной сферы палладия и их влияние на процесс связывания соединений с молекулой ДНК в растворе.

2. Анализируется влияние ионной силы раствора на характер взаимодействия ДНК с изучаемыми координационными соединениями.

3. Рассмотрено радиопротекторное действие одного из соединений палладия (эфазола) на уровне модельных систем.

4. Проводится сравнение конформационных изменений ДНК при взаимодействии с координационными соединениями платины и палладия, имеющими сходное строение.

5. Выполнено комплексное исследование комплексообразования ДНК с координационными соединениями рутения, содержащими антибиотики в координационной сфере, и их компонентами.

6. Анализируются конформационные изменения молекулы ДНК, индуцируемые связыванием различных координационных соединений, методом прямого наблюдения - атомной силовой микроскопии.

Научная новизна работы. В работе исследуются новые координационные соединения на основе рутения и палладия, синтезированные в Университете г. Любляны (Словения) и Институте общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН соответственно. Впервые проводится всесторонний анализ комплексообразования координационных соединений с ДНК в зависимости от природы комплексообразующего иона и типа лигандов в координационной сфере комплексных ионов палладия и рутения методами атомной силовой микроскопии, вискозиметрии, кругового дихроизма. Проведено сравнение способов связывания ДНК с соединениями палладия и платины аналогичного состава

Личный вклад автора заключается в непосредственном проведении экспериментов, в обработке полученных данных, участии в обсуждении результатов и подготовке публикаций по теме исследований.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: 2nd International Conference on Biochemistry and Medical Chemistry (BIOMEDCH 41), Cambridge, UK, 2011; 38th International conference on coordination chemistry, Jerusalem, Israel, 2008; XIV Симпозиум по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул, 2008 г. Челябинск; 6th Internationa! symposium Molecular Order and Mobility in Polymer Systems, S-Pb, 2008; IV Санкт-Петербургская конференция молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах», СПб: ИБС РАН, 2008 г.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 216 страницах, содержит 106 рисунков, 1 таблицу. Список цитируемой литературы состоит из 151 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении сформулированы цели и задачи исследования, обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1 содержит описание структуры ДНК и обзор литературы по теме диссертации. Рассматриваются возможные модели связывания координационных соединений с ДНК, анализируются экспериментальные данные, полученные при исследовании их взаимодействия в растворе. В частности, рассмотрены данные о взаимодействии наиболее эффективного препарата этого класса цис-дихлордиамминплатинны (цис-ДДП) с молекулой ДНК и ее противопухолевые свойства в сравнении с результатами исследований альтернативных противоопухолевых препаратов на основе других металлов.

Главе 2 содержит краткое описание основ используемых в работе методов исследования (низкоградиентной визкозиметрии, динамического двойного лучепреломления, атомной силовой микроскопии (АСМ), УФ спектрофотометрии, кругового дихроизма (КД), флуоресценции, гель-электрофореза) и характеристику материалов. Использовали препараты фирмы "Sigma": тимусную ДНК (молекулярная масса М=8-106Да определялась вискозиметрически), координационные соединения палладия (K2[PdCLt], [PdEnCl2], TpaHc-[Pd(NH3)2Cl2]), морфодон, эфазол), синтезированные в Институте общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН в группе д.х.н. Ефименко И.А., платины (цис-ДДП, транс-ДДП), предоставленные к.х.н. Яковлевым (Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия) и рутения, синтезированные в группе профессора И. Турела на Химическом факультете Университета г. Любляны, Словения (рис. 1).

Глава 3 посвящена исследованию взаимодействия ДНК с соединениями палладия. Показано, что процесс акватации ацидокомплексов палладия — K2[PdCLi], морфодона и эфазола протекает в зависимости от типа лиганда внешней координационной сферы и ионной силы раствора. Например, 1-фенил-2-метил-аминопропанол обеспечивает большую стабильность тетраацидокомпекса палладия [PdCI4]2~, чем морфолин. К концу вторых суток после растворения (рис.

2) происходит почти полное замещение ионов хлора в координационной сфере палладия с образованием его аква-гидроксо-форм в 0,005 М ]^аС1.

(НЦЬ

Ci4 CI

Pd Cl" 4С!

■ "О

» сн/ 1* сн,.

. NH.

NH: 4

/ Х

4cva H3VC1 C4/Hä

] ci' 4 cd „./ \

С!

Рис. 1. Структура изучаемых в работе соединений палладия - морфодон и эфазол (1) с соответствующими лигандами — морфолин (2), 1-фенил-2-метил-аминопропанол (3), РсШпСЬ (4), К2Р(1С14 (5), транс-[Рс! (ЫНз)2С12] (6), платины - транс-ДЦП (7), цис-ДЦП (8), РШпСЬ (9), рутения - [(лб-р-сутепе)ЯиС1(0,0-оАо)] (Яи-ойо) (10) и его лиганды (11), [ки(л6-сутепе)С1(0,0-паИ(Их1са1о)] (Ки-Ыа1) (12) и его лиганд налидиксовая кислота (ЫаШа) (13)

Морфодон

0,2-

0,1

0,0

Отм/ D-is. м

Эфазол

350

400

450

500 - 0,0-1

А, НМ 350

450

500 К нм

Рис. 2. Временные изменения спектров поглощения морфодона и эфазола в 0,005 М NaCl

Спектральные свойства конечного продукта — палладированной ДНК не зависят от состава используемых ацидокомплексов палладия (рис. 3), что указывает на взаимодействие с ДНК продуктов их акватации, например, [Рс1(Н20)4]2+

Рис. 3. Зависимость амплитуды (а) и сдвига положительного максимума (б) спектров КД ДНК с морфодоном (спектр слева на врезке, белые значки) и КгРМВ^] (черные значки) от С препарата.

Такой же результат получен и другими методами: уменьшение специфической вязкости раствора ДНК и ее оптической анизотропии, электрофоретическая подвижность ДНК в комплексе с используемыми соединениями палладия одинаковы (рис. 4), что подтверждает высказанное предположение. На АСМ изображениях таких комплексов видны структуры типа «бусинок на нити» (возможно, из-за появления внутримолекулярных сшивок в ДНК), а при больших концентрациях соединений видны компактные структуры около 100 нм (рис.5).

Проведено изучение на молекулярном уровне радиопротекторных свойств эфазола, отмеченных при проведении биологических испытаний. При гамма-облучении растворов ДНК дозой 15 Крад происходила ее фрагментация из-за двойных разрывов. Присутствие эфазола заметно уменьшало действие облучения (рис. 6).

Isp-'ljpO

Д морфозон (С<ДНК) = 0.0077%) . эфазоя (ССЗНК) - 0.007S»«

(У.-Г/С/ГУА

■ ыорфодок 0.005 М N"aCl А корфодон 0.15М NaCl О эфазол. 0.00?M?iaCl

ол 0.5 1.0 15 го гл и.и и,л и,о о,» С-10 ^

Рис. 4. Относительное изменение специфической вязкости растворов (а) и оптической анизотропии ДНК (б) в зависимости от С препаратов; в)- электрофореграмма комплексов.

в)

Рис. 5. ACM

изображения (1x1 мкм) линеаризованной (а) и кольцевой (д) ДНК pFL44 / Eco RI и ее комплексов с соединениями палладия: C(K2[PdCL,]) = 6-10"7M (б), С(эфазола) = 7.5-10" 7(в), и 0,5-10^ М(ж); С(мофодона) = 610-7 M (г, е) и 0,25-Ю-4 M (з),).

Для проверки роли входящего в состав эфазола эфедрина проводили контрольный эксперимент (рис.6, г и д), который продемонстрировал его радиопротекторные свойства. Показано, что эфедрин не связывается с ДНК в условиях эксперимента.

Рис. 6. АСМ изображенимя (1х1мкм) ДНК до (а) и после (б-д) гамма облучения в аэробных условиях при комнатной температуре без добавок (б), в присутствии эфезола, С= 7-!0 ' М) (в), (в) и эфедрина, С=7-10~6 М (г) и 7-Ю"5 М (д). Использовали источник у-излучения — 60Со, с мощностью дозы 20 Гр/мин и энергиями квантов 1.332 Мэв (ПИЯФ им. Б. П. Константинова). Дозиметрия осуществлялась с помощью ферросульфатного метода.

Анализ взаимодействия ДНК с платиновыми и палладиевыми соединениями одинаковой структуры показал, что соединения в цис конформации воздействуют на макромолекулу одинаково, отличным от транс-изомеров образом, но концентрация палладиевых соединений при этом на порядок меньше (рис.7). Отсюда следует, что модель взаимодействия с ДНК для палладиевых и платиновых соединений одна - их координация по N7 гуанина (для транс- и цис-конформаций). Объем клубка ДНК уменьшается при связывании, как это видно из данных вискозиметрии (рис. 8) и АСМ изображений (рис. 9). При больших концентрациях соединений происходит компактизация ДНК с образованием дискретных структур размером около 100 нм, как это наблюдалось для эфазола и морфодона (рис. 5).

< 0,T£

ЗЛЕ

о цнс-PdbjCl: о K.-fl><iCL]

15 tS 3i 40 И

Концентрация pd (mkMJ

Si 100 ISO 200 250 300 3J0 Концентрация Pi i«KM}

Концентрация Pi (мкМ)

» PliaCI.

♦ шчХСП_

0 го 40 60 80 100 120 Концентраций (мкМ)

о uae.pil&cs: ) т>. и ipa«;-P<i(NH));Cb )

о » ;о за аз so Концентрация Pd (мкМ)

М-

W i?

м И <3

Рис. 7. Сверху: Зависимость амплитуды положительных максимумов спектров КД ДНК от концентрации транс-РсЮМИзЬСЬ, цис-РёЕпСЬ, К2[ Рс1СЦ], цис-ДДП и ГЧЕпСЬ в растворе в

5 шМ ЫаС1. Снизу: Зависимость Е2бо(Р) от концентрации цис-Рс!ЕпС12, транс-Рс1(МЬ)2С12, цис-ДДП, транс-ДДП

Рис. 8. Относительное изменение специфической вязкости ДНК в комплексе с исследуемыми соединениями цис-ДЦП, транс-ДЦП, РЧЕпСЬ], [РаЕпСЬ], транс-[Рс1С12(МНз)2]

Рис. 9. АСМ изображения ДНК в комплексе с исследуемыми соединениями: а) ДНК 7,5 10 s %, б) ДНК+цис-ДДП (2-10^ М), в) ДНК+PdEnCfe (МО"6 М), г) ДНК+К2Рс1С14 (1.2-10"6 М), д) ДНК+транс-[PdCl2(NH3)2] (2.5-10"6 М) е) ДНК+PdEnCh (110"5М); 1x1 мкм.

В главе 4 рассмотрено взаимодействие ДНК с соединениями рутения, содержащими антибиотики: офлоксацин (oflo) и налидиксовую кислоту (Nal), — Eu-oflo и Ru-Nal соответственно. На рисунке 10 представлены результаты равнения разных способов разбавления комплексов. Так как для формирования координационной связи в растворе ДНК необходимо время более 4 часов при комнатной температуре и более 8 часов при температуре хранения образцов (4°С), в;е измерения проводили на следующие сутки после приготовления систем, jГотовый комплекс Ru-ДНК в 0.005 М NaCl разбавляли раствором NaCl (отношение С(Яи)/С(ДНК) сохранялось постоянным) или раствором с исходной C(Ru), которая т.о. не менялась при концентрационных исследованиях. Для неравновесного • связывания (образования координационной связи) оба способа приводят к одному результату (равновесие в системе не успевает измениться в процессе измерений), для равновесного связывания экстраполяция к С(ДНК) = 0 приводит к разным чачениям измеряемых параметров (состояние системы меняется). Результат искозиметрических исследований для Ru-Nal и данные метода АСМ для Ru-oflo . оказали, что оба соединения не формируют координационной связи при заимодействии с ДНК (реализуется равновесное связывание).

и J----1-.-1-.-,-,---,-

0,000 С,002 0,004 0,005 0,008 C(DNA), %

Рис. 10. Слева: Концентрационная зависимость приведенной вязкости растворов для ДНК в комплексе с Ru-Nal при двух способах разбавления исходного комплекса: черные значки-г.астворитель - 0,005 М NaCl, белые — раствор Ru-Nal, С = 1,45-10"4 М. Справа: АСМ зображения (3x3 мкм) свободной ДНК (а), исходного комплекса ДНК Ru-oflo: (С(ДНК) = ,00035%. C(Ru) = 2-10 4 М) (б); после разбавления раствором Ru-oflo с той же C(Ru), (С(ДНК) = 5,00007% (в) и разбавления 5 mM NaCl (С(ДНК) = 0,00007% C(Ru-oflo) = 0,5-Ю"4 М) (в).

Лиганды рутениевых соединений oflo и Nal-Na в свободном состоянии также взаимодействуют с ДНК, хотя и не вызывают заметных структурных изменений макромолекулы (см., например, результаты вискозиметрических исследований и АСМ изображения, приведенные на рис. 11). Ru-cym вызывает компактизацию ДНК (в работе проанализирована компактизация ДНК, вызванная связыванием с различными соединениями). При взаимодействии ДНК с рутениевыми соединениями наблюдается индуцированный круговой дихроизм на полосе поглощения Ru-cym (рис. 12), что позволяет провести оценку количества мест связывания Ru-oflo и Ru-Nal на ДНК (см., например, результаты анализа ИКД с Ru-oflo при взаимодействии с ДНК, рис.13).

Для соединения Ru-Nal имеется разрешенная полоса поглощения, не перекрывающаяся со спектром поглощения ДНК. В связи с этим было выполнено спектрофотометрическое титрование (рис. 14). В первый день измерений, проведенных сразу после приготовления растворов, отчетливо видна изобестическая точка, свидетельствующая о существовании двух форм соединения в системах — свободном и связанном с ДНК. Проведенный анализ позволил оценить константу связывания, которая равна К = (7,2 ± 1,2)-104 М-1 — результат получен на основании трех титрований. Во второй день изобестическая точка пропадает. Можно предположить, что с течением времени происходит формирование другого типа комплекса соединения с ДНК, связанного с изменением координационной сферы рутения. При этом, однако, не образуется его координационной связи с макромолекулой. Для второго дня измерений константу связывания из рассмотренных данных оценить невозможно. В первый день реализуется равновесное связывание соединения с ДНК, а исчезновение изобестической точки во втророй день свидетельствует о появлении иного типа связывания. После комплексообразования Ru-oflo с ДНК позиция N7 гуанина остается свободной (об этом свидетельствуют результаты протонирования ДНК в комплексе). Вместе с тем, между Ru-oflo и цис-ДДП (которая образует координационную связь по N7 гуанина) наблюдается конкуренция за место

связывания на макромолекуле, чего не происходит в случае Яи-Иа! (рис. 15). Таким образом, используемые в работе соединения рутения по-разному взаимодействуют с ДНК. Связывание зависит от лиганда, входящего в координационную сферу рутения. Для Яи-оАо расположение соединения на ДНК закрывает доступ иным препаратам к группе N7 гуанина, которая, однако, остается свободной для протонов (рис.16). Яи-Ка1 не препятствует связыванию цис-ДДП с N7 гуанина. Соединения взаимодействуют по фосфатным группам, а их лиганды располагаются в большой (Ли-оАо) или малой (Яи-Иа!) бороздках ДНК.

■ Яи-оЙо (а)

А оПо (б)

• Яи-сут (в)

-.-до

-о-дяч-Ки-сут —даиВь-оАо

--Ии-оПо

-•- (*и-сут -л- оПо

Рис. 11. Сверху:АСМ изображения ДНК в комплексе с 15.11-0Яо (а), оЯо (б), Ки-сут (в) (С = 5-10 5 М). Размер изображений 1,5x1,5 мкм. Снизу: относительное изменение специфической вязкости растворов, содержащих комплексы ДНК с Яи-оАо, о Л о и Яи-суш в зависимости от концентрации соединений. С(ДНК) = 0,008%.

Рис. 12. Сверху — КД спектры растворов свободной ДНК и в комплексе с Яи-оАо, о По и Ии-сут. С(ДНК) = 0,0043%, С(Ки-оЙо) = 2,МО"5 М, С(Р.и-сут) = 8-10 -5 М, С(оЯо) = 2,2-10 "5 М. Сннизу — спектры поглощения Яи-оАо, о По и Яи-суш.

Рис. 13. Слева: ИКД растворов ДНК в комплексе с Ки-о11о при разных концентрациях ДНК. (К.ц оЯо) = 1,2-10~5 М. Справа: Значение ИКД на двух длинах волн в зависимости от г, где г — отношение полной концентрации Ки-оЯо в растворе к полной концентрации ДНК(Ьр).

Рис. 14. Результат спектрофотометрического титрования, проведенного в день приготовления систем (а) и после суток хранения при 4°С (б). С|Ди-Ш] = 3-10"5 М. (1) С(ДНК) = 0%; (2) С(ДНК~ = 0,0004 %; (3) С(ДНК) = 0,0009 %; (4) С(ДНК) = 0,0016 %; (5) С(ДНК) = 0,003 %; (6) С(ДНК) = 0,006 %; (7) С(ДНК) = 0,008 %; (8) С(ДНК) = 0,01 %; (9) С(ДНК) = 0,013 %; (10) С(ДНК) = 0,016 %; (11) С(ДНК) = 0,0208 %; (12) раствор ДНК без комплекса рутения С(ДНК) = 0,0208 %.

Рис. 15. КД спектр свободной ДНК (1), ДНК + цис-ДДП (2), ДНК Рис. 16. Модель

+ Ru (3), (ДНК + цис-ДДП)+ Ru (4) и (ДНК + Ки)+цис-ДДП (5) в связывания Ru-oflo с

0,005 М NaCl. С(ДНК) = 1,5-Ю"5 М (bp)/7,5-10-5 М (Ьр), С(цис- ДНК (выполнена

ДЦП) = 5-Ю"5 М, C(Ru-oflo) = 2,4-Ю"5 М, C(Ru-Nal) = 5-10~5 М. Рамазановым Р.)

Заключение содержит ВЫВОДЫ:

¡.Показано, что процесс акватации изучаемых соединений зависит от ионной силы раствора и типа лиганда внешней координационной сферы (в частности, 1-фенил-2-метил-аминопропанол обеспечивает большую стабильность тетраацидокомпекса палладия, чем морфолин).

2.Главную роль при взаимодействии тетра-ацидо-комплексов палладия с ДНК играет комплексный ион в акватированной форме, лиганды из внешней координационной сферы палладия не принимают участия во взаимодействии с ДНК. Взаимодействие с ДНК (связывание с группой N7 гуанина) стабилизирует состояние координационной сферы комплексных ионов.

3.Комплексный ион типа [Pd(H20)4]2+ провоцирует формирование внутримолекулярных сшивок ДНК, сопровождающее появлением структур типа «бусинок на нити». Большие концентрации ацидокомплексов палладия провоцируют образование компактных структур размерами порядка 100 нм.

4.Эфазол и его лиганд 1-фенил-2-метил-аминопропанол проявляют радиопротекторные свойства.

5.Показано, что вне зависимости от комплексного иона соединения в цис конформации воздействуют на ДНК сходно и отличным от соответствующих транс-изомеров образом, однако концентрации платиновых и палладиевых соединений при этом отличаются на порядок

6.Показано, что Ru-oflo связывается с фосфатными группами ДНК, офлоксацин в его составе располагается в большой бороздке макромолекулы. Связывание сопровождается «поджиманием» молекулярного клубка в растворе.

7.Несмотря на то, что позиция N7 гуанина остается свободной после комплексообразования Ru-oflo с ДНК, наблюдается конкуренция за место связывания на макромолекуле между Ru-oflo и цис-ДДП, чего не происходит в случае Ru-Nal Координационной связи ни Ru-oflo, ни Ru-Nal с ДНК не образуют.

8.Лиганды рутениевых соединений — офлоксацин и соль налидиксовой кислоты связываются с ДНК, практически не вызывая структурных изменений макромолекулы; Ru-cym вызывает сильную компактизацию ДНК в значительной степени за счет электростатического взаимодействия

9.Предложены модели взаимодействия изучаемых соединений с ДНК.

)сновные результаты диссертации опубликованы в работах:

. Y. Zakrevskyy, A. Kopyshev, N. Lomadze, Е. Morozova, L. Lysyakova, N. Kasyanenko, S. Santer DNA compaction by azobenzene-containing surfactant // Physical Review E -Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, 2011. — Vol. 84, — № Issue 2. — P. 021909-1 - 021909-9

:. Kasyanenko N.A., Morozova E.V., Efimenko I.A.; Study of DNA interaction with 1-phenyl-

2-methyl-aminopropanol containing Palladium compound which reveal radiomodifying ar immunostimulatoiy activity. // Book "Recent Researches in Modern Medicine", 2011, pp. 3' 42.

3. Turel I., Kljun J., Perdih F., Morozova E., Bakulev V., Kasyanenko N., Byl Jo Ann W Osheroff N. First Ruthenium Organometallic Complex of Antibacterial Agent Ofloxaci Crystal Structure and Interactions with DNA // Inorganic Chemistry, 2010. — Vol. 49, — J 23.—P. 10750-10752

4. Касьяненко H.A., Левыкина E.B., Ерофеева О.С.*, Иванова Н.А.*, Ефименко И.А. Изучение влияния ацидокомплексов палладия [L„]m[PdX4] на конформацию ДНК vitro // Журнал структурной химии, 2009, т. 50, №5, с. 1034 - 1044.

5. Е.В. Левыкина, Н.А Касьяненко, И.А. Ефименко. Взаимодействие ДНК тетраацидокомплексом палладия с протонированными гетероциклическими лигандай // XXIV Международная Чугаевская конференция по координационной химии, 15-1 июня 2009 г., с. 586.

6. N.A. Kasyanenko, E.V. Ixvykina, I.A. Efimenko*. Complexes of Palladium (II) compouni with DNA in solution // Book of abstracts of 38th International conference on coordinatk chemistry, Jerusalem, Israel, July 20 - 25, 2008, p 242.

7. Н.А. Касьяненко, Е.В. Левыкина, И.А. Ефименко*. Комплексы ДНК координационными соединениями палладия (II), содержащими протонированнь амины // Материалы XIV Симпозиума по межмолекулярному взаимодействию конформациям молекул, 15 — 21 июня 2008 г. Челябинск.

8. E.V. Levykina, I.A. Efimenko*, N.A. Kasyanenko. DNA complexes with coordinatk compounds of Pd(II) and Pt(II) // Book of abstracts of 6th International symposium Molecul Order and Mobility in Polymer Systems, S-Pb, June 2-6, 2008.

9. Левыкина E. В. Комплексы ДНК с координационными соединениями палладия(Н) платины(11) // Материалы IV Санкт-Петербургской конференции молодых учень «Современные проблемы науки о полимерах», СПб: ИВС РАН, 15 — 17 апреля 2008 2-0-13-LevykinaEV.pdf

10. Левыкина Е. В. Сравнительный анализ комплексообразования ДНК координационными соединениями палладия и платины в растворе. // Материалы X международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов М: МГУ, 8-11 апреля 2008 г. - секция биологии, подсекция Биофизика биоинженерия, с. 13

11 .Левыкина Е. В. Изучение комплексов ДНК с координационными соединения!^ палладия (II) // Сборник трудов «Физика и прогресс», СПб: СПбГУ, 14-16 нояб] 2007 г., с. 295-300.

Подписано в печать «07» ноября 2012 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,4 Тираж 100 экз. Заказ № 1705 Отпечатано в ЦОП «Копировальный центр «Василеостровский» 199000, Санкт-Петербург, 6-я линия В О., д. 29

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Морозова, Елена Васильевна

Введение.

ГЛАВА 1.

1.1 Структура молекулы ДНК.

1.2 Взаимодействие молекулы ДНК с координационными соединениями

ГЛАВА 2. Методы исследования и материалы.

2.1. Вискозиметрия.

2.2. Спектральные методы.

2.3. Динамическое двойное лучепреломление.

2.4. Электрофорез.

2.5. Атомная силовая микроскопии.

2.6. Материалы.

ГЛАВА 3. Исследование взаимодействия ДНК с координационными соединениями палладия.

Часть 1. Взаимодействие ДНК с ацидокомплексами палладия — морфодон, эфазол.

Часть 2. Сравнительный анализ комплексообразования ДНК с цис-ДДП, транс-ДДП и их палладиевыми аналогами.

ГЛАВА 4. Исследование взаимодействия ДНК с координационными соединениями рутения.

Выводы.

Список научных трудов.

Введение диссертация по химии, на тему "Анализ конформационных изменений ДНК при комплексообразовании с координационными соединениями металлов платиновой группы"

Создание новых противоопухолевых препаратов является важной и актуальной задачей. Это связано с тем, что все существующие лекарственные средства, применяемые в химиотерапии опухолей, обладают низкой избирательностью, высокой токсичностью и, соответственно, оказывают неблагоприятное воздействие на организм. Несмотря на развитие представлений о биохимии раковой клетки и выявление новых потенциальных мишеней для направленного действия препаратов нового поколения, в первую очередь белков типа р-53, Ras, микро-РНК и др., традиционные лекарственные формы, направленные на блокирование деления клетки через связывание с ядерной ДНК являются основой химиотерапии при лечении практически всех форм рака. В связи с этим изучение модельных систем — растворов ДНК с потенциальными противоопухолевыми препаратами является распространенным приемом для первоначального отбора активных лекарственных форм.

Среди противоопухолевых препаратов особое место занимают препараты на основе координационных соединений металлов платиновой группы. Наиболее эффективным препаратом до последнего времени остается первое из испытанных в 70-е гг. соединений — цис-дихлородиамминплатина (II) (цис-ДДП). Это соединение, известное как коммерческий препарат цисплатин (cisplatin), является одним из самых распространенных препаратов в мировой практике для лечения опухолей шеи, яичников и др. Вместе с тем, серьезные побочные действия цисплатина существенно ограничивают его применение. В связи с этим синтез альтернативных лекарственных препаратов, сохраняющих высокую эффективность, которую демонстрирует цисплатин, но обладающих селективностью по отношению к опухолевым клеткам и характеризующихся низкой токсичностью, представляет большой интерес. Поиск новых соединений осуществляется в первую очередь среди известных и вновь синтезированных соединений платины и иных металлов платиновой группы. Наряду с модификацией платиновых комплексов путем введения лигандов разной структуры в первую координационную сферу комплексообразователя синтезируются соединения на основе других металлов-комплексообразователей. В последнее время появляются единичные сообщения о цитотоксичности различных комплексов палладия. Рутениевые комплексы привлекают к себе еще большее внимание в связи с тем, что проявляют меньшую токсичность по сравнению с цис-ДДП. Обладая октаэдрической структурой, в отличие от плоской в случае соединений платины и палладия, препараты на основе рутения воздействуют на ДНК иначе.

Известно, что молекула ДНК является основной мишенью для цисплатина и других препаратов на основе платины (например, карбоплатина, оксалиплатин). В связи с этим изучение взаимодействия молекулы ДНК в растворе с координационными соединениями металлов, представляющими интерес для медицины, позволяет понять молекулярный механизм действия новых препаратов, а также может служить предварительным тестом на их возможную противоопухолевую активность. Изучение способов связывания ДНК с лигандами в растворе создает базу для разработки и направленного синтеза новых лекарственных форм этого класса. Это определяет актуальность выполненных в работе исследований, направленных на изучение молекулярного механизма действия новых координационных соединений.

Научно-практическая значимость работы обусловлена тем, что изучаемые в данной работе соединения представляют интерес в качестве потенциальных лекарственных препаратов, часть которых уже прошла предварительные биологические испытания. Полученные в работе данные могут способствовать направленному изменению химической структуры известных соединений, синтезу новых и дать информацию о дальнейшем направлении синтеза для разработки новых противоопухолевых препаратов этого класса.

Новизна работы заключается в том, что в работе исследуются новые координационные соединения на основе рутения и палладия, синтезированные в Университете г. Любляны (Словения) и Институте общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН соответственно. Впервые проводится всесторонний анализ комплексообразования координационных соединений с ДНК в зависимости от природы комплексообразующего иона и типа лигандов в координационной сфере комплексных ионов палладия и рутения методами атомной силовой микроскопии, вискозиметрии, кругового дихроизма. Проведено сравнение способов связывания ДНК с соединениями палладия и платины аналогичного состава

Цельюдиссертационнойработы являлось изучение комплексообразования молекулы ДНК в растворе с рядом координационных соединений палладия и рутения для выявления молекулярных моделей взаимодействия.

В работе решаются следующие задачи:

Результаты работы были доложены на всероссийских и международных конференциях: 38th International conference on coordination chemistry, Jerusalem, Israel, July 20 - 25, 2008; XIV Симпозиум по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул, 15-21 июня 2008 г. Челябинск; 6th International symposium Molecular Order and Mobility in Polymer Systems, S-Pb, June 2-6, 2008; IV Санкт-Петербургская конференция молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах», СПб: ИБС РАН, 15-17 апреля 2008 г.

Основные результаты диссертации опубликованы в статьях:

1. Yuriy Zakrevskyy, Alexey Kopyshev, Nino Lomadze, Elena Morozova, Ludmila Lysyakova, Nina Kasyanenko, Svetlana Santer DNA compaction by azobenzene-containing surfactant // Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, 2011. — Vol. 84, — № Issue 2. — P. 021909-1 -021909-9

2. Kasyanenko N.A., Morozova E.V., Efimenko I.A.; Study of DNA interaction with l-phenyl-2-methyl-aminopropanol containing Palladium compound which reveal radiomodifying and immunostimulatory activity. // Book "Recent Researches in Modern Medicine", 2011, pp. 37-42.

3. Turel Iztok, Kljun Jakob, Perdih Franc, Morozova Elena, Bakulev Vladimir, Kasyanenko Nina, Byl Jo Ann W., Osheroff Neil First Ruthenium Organometallic Complex of Antibacterial Agent Ofloxacin. Crystal Structure and Interactions with DNA // Inorganic Chemistry, 2010. — Vol. 49, — № 23. — P. 10750-10752

4. Касьяненко H.A., Левыкина E.B., Ерофеева О.С.*, Иванова H.A.*, Ефименко И.А.* Изучение влияния ацидокомплексов палладия [Ln]m[PdX4] на конформацию ДНК in vitro // Журнал структурной химии, 2009, том 50, №5, с. 1034- 1044.

Заключение диссертации по теме "Высокомолекулярные соединения"

Выводы

1.Показано, что процесс акватации изучаемых соединений зависит от ионной силы раствора и типа лиганда внешней координационной сферы (в частности, 1-фенил-2-метил-аминопропанол обеспечивает большую стабильность тетраацидокомпекса палладия, чем морфолин).

3. Комплексный ион типа [Рс1(Н20)4] провоцирует формирование внутримолекулярных сшивок ДНК, сопровождающее появлением структур типа «бусинок на нити». Большие концентрации ацидокомплексов палладия провоцируют образование компактных структур размерами порядка 100 нм.

4.Эфазол и его лиганд 1-фенил-2-метил-аминопропанол проявляют радиопротекторные свойства.

5.Анализ комплексообразования ДНК с цис- и транс-ДДП и их палладиевыми аналогами показал, что соединения в цис конформации воздействуют на ДНК сходно, отличным от соответствующих транс-изомеров образом, но концентрация палладиевых соединений при этом меньше на порядок, чем цис-ДДП.

9.Предложены модели взаимодействия изучаемых соединений с ДНК.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Морозова (Левыкина) Елена Васильевна

1. Yuriy Zakrevskyy, Alexey Kopyshev, Nino Lomadze, Elena Morozova, Ludmila Lysyakova, Nina Kasyanenko, Svetlana Santer DNA compaction by azobenzene-containing surfactant // Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, 2011.—Vol. 84, — № issue 2. — P. 021909-1 -021909-9

5. Е.В. Левыкина, H.A. Касьяненко, И.А. Ефименко. Взаимодействие ДНК с тетраацидокомплексом палладия с протонированными гетероциклическими лигандами // XXIV Международная Чугаевская конференция по координационной химии, 15-19 июня 2009 г., с. 586.

6. N.A. Kasyanenko, E.V. Levykina, I.A. Efimenko*. Complexes of Palladium (II) compounds with DNA in solution // Book of abstracts of 38th International conference on coordination chemistry, Jerusalem, Israel, July 20 - 25, 2008, p 242.

7. H.A. Касьяненко, E.B. Левыкина, И.А. Ефименко*. Комплексы ДНК с координационными соединениями палладия (II), содержащими протонированные амины // Материалы XIV Симпозиума по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул, 15-21 июня 2008 г. Челябинск.

8. E.V. Levykina, I.A. Efimenko*, N.A. Kasyanenko. DNA complexes with th coordination compounds of Pd(II) and Pt(II) // Book of abstracts of 6 International symposium Molecular Order and Mobility in Polymer Systems, S-Pb, June 2-6, 2008.

9. Левыкина E. В. Комплексы ДНК с координационными соединениями палладия(П) и платины(П) // Материалы IV Санкт-Петербургской конференции молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах», СПб: ИВС РАН, 15-17 апреля 2008 г. 2-0-13-LevykinaEV.pdf

10. Левыкина Е. В. Сравнительный анализ комплексообразования ДНК с координационными соединениями палладия и платины в растворе. //

Материалы XV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», М: МГУ, 8-11 апреля 2008 г. - секция биологии, подсекция Биофизика и биоинженерия, с. 13

11.Левыкина Е. В. Изучение комплексов ДНК с координационными соединениями палладия (II) // Сборник трудов «Физика и прогресс», СПб: СПбГУ, 14-16 ноября 2007 г., с. 295.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата физико-математических наук, Морозова, Елена Васильевна, Санкт-Петербург

1. Watson J.D., Crick F.H.C., A structure of deoxyribose nucleic acid.// Nature, 1953, 171, 737-738

2. Crick F.H.C., Watson J.D., The complementary structure of deoxyribonucleic acid.// Proc. Roy. Soc. (London), 1954, Ser.A, 223, 80-96

3. Zamenhof S., Brawermann G. , Chargaff E., On the desoxypentose nucleic acids from several microorganisms.// Biochim. Biophys. Acta, 1952, 9, 402-405

4. Leslie A.G.W., Arnott S., Chandrasekaran R., Ratliff R.L. Polymorphism of DNA double helices.//J. Mol Biol., 1980, 143, 49-72

5. Зенгер В., Принципы структурной организации нуклеиновых кислот.// Москва, Мир, 1987

6. Lewitt M., How many base-pair per turn does DNA have in solution and in chromatin? Some theoretical calculations.// Proc. Nat. Acad. Sci., USA, 1978, 75, 640-644

7. Calladine C.R., Mechanism of sequence-dependent stacking of bases in B-DNA.//J. Mol. Biol., 1982, 161, 343-352

8. Кантор Ч., Шиммел П., Биофизическая химия.// т.1, Москва, Мир, 1984

9. Hoogsteen К., The crystal and molecular structure of a hydrogen-bonded complex between 1-methylthymine and 9-methyladenine.// Acta Crystallogr., 1963, 16, 907-916

10. Rosenberg В., Van Camp L., Krigas Т., Inhibition of cell division in escherichia coli by electrolysis products from a platinum electrode.// Nature, 1965, 205, 698-699

11. Rosenberg В., Van Camp L., Trosko J.E., Mansour V.N., Platinum compounds: a new class of potent antitumour agents.// Nature, 1969, 222, 385-386

12. Giaccone, G., Clinical perspectives on platinum resistance.// Drugs, 2000, 59, 917

13. Wong, E., Giandomenico, C.M., Current status of platinum-based antitumor drugs.// Chem. Rev., 1999, 99, 2451-2466

14. Weiss, R.B., Christian, M.C., New cisplatin analogs in development: a review.// Drugs, 1993,46, 360-377

15. Gale G.R., Morris C.R., Atkins L.M., Smith A.B., Binding of an antitumor platinum compound to cells as influenced by physical factors and pharmacologically active agents.// Cancer Res., 1973, 33, 813-818

16. Binks S.P., Dobrota M., Kinetics and mechanism of uptake of platinum-based pharmaceuticals by the rat small intestine.// Biochem. Pharmacol., 1990, 40, 1329-1336

17. Hromas R.A., North J.A., Burns C.P., Decreased cisplatin uptake by resistant L1210 leukemia cells.// Cancer Lett., 1987, 32(2), 197-201

18. Mann S.C., Andrews P.A., Howell S.B., Short-term cis-diamminedichloroplatinum(II) accumulation in sensitive and resistant human ovarian carcinoma cells.// Cancer Chemother. Pharmacol., 1990, 25, 236-240

19. Andrews P.A., Mann S.C., Velury S., Howell S.B., Platinum and other metal coordination compounds in cancer chemotherapy.// Nicolini M. (ed.), Martinus Nijoff Publishing, Boston, 1988, 248-254

20. Witkin E.M., The radiation sensitivity of Escherichia coli B: a hypothesis relating filament formation and prophage induction.// Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1967, 57, 1275-1279

21. Adler H.I., Hardigree A.A., Postirradiation growth, division, and recovery in bacteria.// Radiat. Res., 1965,25, 92-102

22. Reslova S., The induction of lysogenic strains of Escherichia coli by cis-dichloro-diammineplatinum (II).// Chem. Biol. Interact., 1971, 4(1), 66-70

23. Harder H.C., Rosenberg B., Inhibitory effects of anti-tumor platinum compounds on DNA, RNA and protein syntheses in mammalian cells in virtro.// Int. J. Cancer, 1970, 6(2), 207-216

24. Howie J.A., Gale G.R.// Biochem. Pharmacol., 1970, 19, 2757-2762

25. Akaboshi M., Kawai K., Maki H., Akuta K., Ujeno Y., Miyahara T., The number of platinum atoms binding to DNA, RNA and protein molecules of HeLa cells treated with cisplatin at its mean lethal concentration.// Jpn. J. Cancer Res., 1992, 83(5), 522-526

26. Beck D.J., Brubaker R.R., Effect of cis-platinum(II)diamminodichloride on wild type and deoxyribonucleic acid repair deficient mutants of Escherichia coli.// J. Bacteriology, 1973,116(3), 1247-1252

27. Drobnik J., Urbankova M., Krekulova A., The effect of cis-dichlorodiammineplatinum(II) on Escherichia coli B. The role of fil, exr and her markers.//Mutat. Res., 1973, 17(1), 13-20

28. Markham B.E., Brubaker R.R., Influence of chromosome integrity on Escherichia coli cell division.// J. Bacteriology, 1980, 143(1), 455-462

29. Brouwer J., van de Putte P., Fichtinger-Schepman A.M., Reedijk J., Base-pair substitution hotspots in GAG and GCG nucleotide sequences in Escherichia coli

30. K-12 induced by cis-diamminedichloroplatinum (II).// Proc. Natl. Acad. Sei., U.S.A., 1981, 78(11), 7010-7014

31. Beck D.J., Popoff S., Sancar A., Rupp W.D., Reactions of the UVRABC excision nuclease with DNA damaged by diamminedichloroplatinum(II).// Nucl. Acids Res., 1985, 13(20), 7395-7412

32. Fram R.J., Cusick P.S., Wilson J.M., Marinus M.G., Mismatch repair of cis-diamminedichloroplatinum(II)- induced DNA damage.// Mol. Pharmacol., 1985, 28(1), 51-55

33. Popoff S.C., Beck D.J., Rupp W.D., Repair of plasmid DNA damaged in vitro with eis- or trans- diamminedichloroplatinum(II) in Escherichia coli.// Mutat. Res., 1987, 183(2), 129-137

34. Eastman A., The formation, isolation and characterization of DNA adducts produced by anticancer platinum complexes.// Pharmacol. Ther., 1987, 34(2), 155-166

35. Bruhn S.L., Toney J.H., Lippard S.J., Biological processing of DNA modified by platinum compounds.// In Progress in Inorganic Chemistry: Bioinorganic Chemistry, Lippard S.J. (ed.), John Wiley and Sons Inc., 1990, 38, 477-516

36. Reedijk J., The relevance of hydrogen bonding in the mechanism of action of platinum antitumor compounds. Inorg. Chim. Acta, 1992, 198, 873-881

37. Sip M., Leng M., DNA, cis-platinum and intercalators: Catalytic activity of the DNA double helix.// Nucleic Acids and Molecular Biology, Eckstein F. and Lilley D.M.J, (ed)., Springer Berlin, 1993, 7, 1-15

38. Mello J.M., Lippard S.J., Essigman J.E., DNA adducts of cis-diamminedichloroplatinum(II) and its trans isomer inhibit RNA polymerase II differentially in vivo.//Biochemistry, 1995, 34(45), 14783-14791

39. Pinto A.L., Lippard S.J., Binding of the antitumor drug cis-diamminedichloroplatinum(II) (cisplatin) to DNA.// Biochim. Biophys. Acta, 1985, 780(3), 167-180

40. Zambie D.B., Mu D., Reardon J.T., Sancar A., Lippard S.J., Repair of cisplatin-DNA adducts by the mammalian excision nuclease.// Biochemistry, 1996, 35(31), 10004-10013

41. Fichtinger-Schepman A.M., van der Veer J.L., den Hartog J.H., Lohman P.H.M., Reedijk J., Adducts of the antitumor drug cis-diamminedichloroplatinum(II) with DNA: formation, identification, and quantitation.//Biochemistry, 1985, 24(3), 707-713

42. Eastman A., Réévaluation of interaction of cis-dichloro(ethylenediamine)platinum(II) with DNA.// Biochemistry, 1986, 25(13), 3912-3915

43. Roberts J.J., Pascoe J.M., Cross-linking of complementary strands of DNA in mammalian cells by antitumour platinum compounds.// Nature, 1972, 235(5336), 282-284

44. Jamieson E.R., Lippard S.J., Structure, Recognition, and Processing of Cisplatin-DNA Adducts.// Chem. Rev., 1999, 99(9), 2467-2498

45. Van de Vaart P.J.M., Belderbos J., de Jong D., Sneeuw K.C.A., Majoor D., Bartelink H., Begg A.C., DNA-adduct levels as a predictor of outcome for NSCLC patients receiving daily cisplatin and radiotherapy.// Int. J. Cancer, 2000, 89, 160-166

46. Brabec V., Chemistry and structural biology of 1,2-interstrand adducts of cisplatin.// Kelland, L.R., Farrell, N.P. (Eds.), Platinumbased Drugs in Cancer Therapy. Humana Press Inc., Totowa, NJ, 2000, 37-61

47. Perez C., Leng M., Malinge J.M., Rearrangement of interstrand cross-links into intrastrand cross-links in cis-diamminedichloroplatinum(II)-modified DNA.// Nucleic Acids Res., 1997, 25(4), 896-903

48. Brabec, V., Kleinwachter, V., Butour, J.L., Johnson, N.P., Biophysical studies of the modification of DNA by antitumour platinum coordination complexes.// Biophys. Chem. 1990, 35, 129-141

49. Касьяненко H.A., Богданов A.A., Дефрене С. Взаимодействие молекулы ДНК с координационными соединениями платины и кобальта в растворе.// Биофизика, 2002, 47(3), 449

50. Brabec V., Leng М., DNA interstrand cross-links of trans-diamminedichloroplatinum (II) are preferentially formed between guanine and complementary cytosine residues.// Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1993, 90, 5345-5349

51. Eastman A., Jennerwein M.M., Nagel D.L., Characterization of bifunctional adducts produced in DNA by trans-diamminedichloroplatinum(II).// Chem. Biol. Interact., 1988, 67(1-2), 71-80

52. Arpalahti J., Mikola M., Mauristo S., Kinetics and mechanism of the complexation of cis-diammindichloroplatinum(II) with the purine nucleoside inosine in aqueous solution.//Inorg. Chem., 1993, 32(15), 3327-3332

53. Bancroft D.P., Lepre C.A., Lippard S.J., Pt-195 NMR kinetic and mechanistic studies of cis- diamminedichloroplatinum and trans-diamminedichloroplatinum (II) binding to DNA.// J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 6860-6871

54. Johnson N.P., Hoeschele J.D., Rohn R.O., Kinetic analysis of the in vitro binding of radioactive cis- and trans-dichlorodiammineplatinum(II) to DNA.// Chem. Biol. Interact., 1980, 30(2), 151-169

55. Bamham K.J., Bernens-Price S.J., Frenkiel T.A., Frey U., Sadler P.J., Platination Pathways for Reactions of Cisplatin with GG Single-Stranded and Double-Stranded Decanucleotides.// Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1995, 34(17), 1874-1877

56. Horacek P., Drobnik J., Interaction of cis-dichlorodiammineplatinum (II) with DNA.// Biochim. Biophys. Acta, 1971, 254(2), 341-347

57. Bodenner D.L., Dedon P.C., Keng P.C., Borch R.F., Effect of diethyldithiocarbamate on cis-diamminedichloroplatinum(II)-induced cytotoxicity, DNA cross-linking, and gamma-glutamyl transpeptidase inhibition.// Cancer Res., 1986, 46(6), 2745-2750

58. Malinge J. M., Leng M., Reactivity of monofunctional cis-platinum adducts as a function of DNA sequence.//Nucleic Acids Res. 1988, 16(15), 7663-7672

59. Eastman A., Barry M.A., Interaction of trans-diamminedichloroplatinum(II) with DNA: formation of monofunctional adducts and their reaction with glutathione.//Biochemistry, 1987, 26(12), 3303-3307

60. Bernal-Mendez E., Boundvillain M., Gonzales-Vilchez F., Leng M., Chemical versatility of transplatin monofunctional adducts within multiple site-specifically platinated DNA.//Biochemistry, 1997, 36(24), 7281-7287

61. Reedijk J., Improved understanding in platinium antitumour chemistry.// Chem. Commun., 1996, 7, 801-806

62. Cohen G.L., Bauer W.R., Barton J.K., Lippard S.J., Binding of cis- and trans-dichlorodiammineplatinum(II) to DNA: evidence for unwinding and shortening ofthe double helix.// Science, 1979, 203(4384), 1014-1016

63. Macquet J.P., Butour J.I., Biochimie.// 1978, 60, 901-914

64. Scovell W.M., Kroos L.R., Cis-diamminedichloroplatinum (II) modification of SV40 DNA occurs preferentially in (G+C) rich regions: implications into the mechanism of action.//Biochem. Biophys. Res. Commun., 1982, 108(1), 16-23

65. Maeda Y., Nunomura K., Ohtsubo E., Cis-diamminedichloroplatinum (II) modification of SV40 DNA occurs preferentially in (G+C) rich regions: implications into the mechanism of action.// J. Mol. Biol., 1990, 215(2), 321-329

66. Nunomura K., Maeda Y., Ohtsubo E., The interaction of platinum complexes with DNA studied by differential scanning calorimetry.// J. Gen. Appl. Microbiol., 1991, 37, 207-214

67. Kagemoto A., Takagi H., Naruse K., Baba Y., Thermochim. Acta.// 1991, 190, 191-201

68. Sherman S.E., Gibson D., Wang A.H. J., Lippard S.J., X-ray structure of the major adduct of the anticancer drug cisplatin with DNA: cis-Pt(NH3)2(d(pGpG)).// Science, 1985, 230(4724), 412-417

69. Sherman S.E., Gibson D., Wang A.H.J., Lippard S.J., Crystal and Molecular Structure of Cis-(Pt(NH3)2{d(pGpG)}), the Principal Adduct Formed by Cis-diamminedichloroplatinium(II) with DNA.// J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, 7368-7381

70. Takahara P.M., Rosenzweig A.C., Frederick C.A., Lippard S.J., Crystal structure of double-stranded DNA containing the major adduct of the anticancer drug cisplatin.//Nature, 1995, 377(6550), 649-652

71. Takahara P.M., Frederick C.A., Lippard S.J., Crystal structure of the anticancer drug cisplatin bound to duplex DNA.// J.Am. Chem. Soc., 1996, 118, 1230912321

72. Gelasco A., Lippard S.J., NMR solution structure of a DNA dodecamer duplex containing a cis- diammineplatinum(II) d(GpG) intrastrand cross-link, the major adduct of the anticancer drug cisplatin.// Biochemistry, 1998, 37(26), 9230-9239

73. Huang H., Zhu L., Reid B.R., Drobny G.P., Hopkins P.B., Solution structure of a cisplatin-induced DNA interstrand cross-link.// Science, 1995, 270(5243), 1842-1845

74. Paquet F., Perez C., Leng M., Lancelot G., Malinge J.M., NMR solution structure of a DNA decamer containing an interstrand cross-link of the antitumor drug cis-diamminedichloroplatinum (II).// J. Biomol. Struct. Dyn. 1996, 14, 67-77

75. Bellon S.F., Lippard S.J., Bending studies of DNA site-specifically modified by cisplatin, trans- diamminedichloroplatinum(II) and cis-Pt(NH3)2(N3-cytosine)Cl.+.//Biophys. Chem., 1990, 35(2-3), 179-188

76. Bellon S.F., Coleman J.H., Lippard S.J., DNA unwinding produced by site-specific intrastrand cross-links of the antitumor drug cis-diamminedichloroplatinum(II).//Biochemistry, 1991, 30(32), 8026-8035

77. Sip M., Schwartz A., Vovelle F., Ptak M., Leng M., Distortions induced in DNA by cis-platinum interstrand adducts.// Biochemistry, 1992, 31(9), 2508-2513

78. Malinge J.M., Perez C., Leng M., Base sequence-independent distorsions induced by interstrand cross-links in cis- diamminedichloroplatinum (II)-modified DNA.//Nucl. Acids Res., 1994, 22(19), 3834-3839

79. Brabec V., Kasparkova J., Molecular aspects of resistance to antitumor platinum drugs.// Drug Resistance Updates 5, 2002, 147-161

80. Kartalou M., Essigmann J.M., Recognition of cisplatin adducts by cellular proteins.// Mut. Res., 2001, 478, 1-21

81. Cohen S.M., Lippard S.J., Cisplatin: from DNA damage to cancer chemotherapy.// Prog. Nucl. Acid Res. Mol. Biol., 2001, 67, 93-130

82. Jordan P., Carmo-Fonseca M., Molecular mechanisms involved in cisplatin cytotoxicity.// Cell. Mol. Life Sci. 2000, 57, 1229-1235

83. Kelland L.R., Preclinical perspectives on platinum resistance.// Drugs, 2000, 59, 1-8

84. Johnson S.W., Ferry K.V., Hamilton T.C., Recent insights into platinum drug resistance in cancer.// Drug Resist. Updates 1, 1998, 243-254

85. Pinto A.L., Lippard S.J., Sequence-dependent termination of in vitro DNA synthesis by cis- and trans-diamminedichloroplatinum(II).// Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1985, 82, 4616-4620

86. Sorenson C.M., Eastman A., Mechanism of cis-diamminedichloroplatinum(II)-induced cytotoxicity role of G2 arrest and DNA doublestrand breaks.// Cancer Res., 1988, 48, 4484-4488

87. Chu G., Cellular responses to cisplatin: the roles of DNA-binding proteins and DNA repair.// J. Biol. Chem., 1994, 269, 787-790

88. Allday M.J., Inman G.J., Crawford D.H., Farrell P.J., DNA damage in human В cells can induce apoptosis, proceeding from Gl/S when p53 is transactivation competent and G2/M when it is transactivation defective.// EMBO J., 1995, 14, 4994-5005

89. Gonzalez V.M., Fuertes M.A., Alonso C., Perez J.M., Is cisplatininduced cell death always produced by apoptosis?// Mol. Pharmacol., 2001, 59, 657-663

90. Kostova, I.; Malonov, I.; Karaivanova, M. Archiv. Pharm. Pharm.Med. Chem. 2001, 334, 157-162.

91. Karaivanova, V.D.; Malonov, I.; Minassyan, M.1L.; Danchev, N.D.; Saurova, S.M. Pharmazie 1994, 49, 856-857.

92. Mansuri-Torshizi H., Ghadimy S., Akbarzadeh N., Chem. Pharm. Bull. 2001, 49, 1517—1520.

93. Shehata, M. R. Transition Met. Chem. 2001, 26,198-204.

94. E. Budzisz, M. Malecka, I-P. Lorenz, P. Mayer, R.A. Kwiecien, P. Paneth, Inorg. Chem. 2006, 45, 9688-9695.

95. Касьяненко H. А., Карымов M.A., Дьяченко С.А., Саморыго H.A., Фрисман Э.В., Молекулярная биология, 1995. т. 29, №3, стр. 585-596.

96. Kasyanenko N.A., Prokhorova S., Haya E.E.F., Sudakova S., Frisman E.V., Dyachenko S.A., Smorygo N.A., Ivin B.A., 1999. Colloids Surf. A: Physicochem.,Eng Aspects 148, 121-128.

97. Богданов А.А., Космотынская Ю.В., Яковлев К.И., Касьяненко Н.А. Журнал структурная химия 2006, т. 47 , №1, стр. 178-184.

98. M.J. Cleare, P.C. Hydes, in: H. Sigel (Ed.), Metal Ions in Biological Systems, Vol. 11, Marcel Dekker, New York, 1980, pp. 1-62.

99. D.S. Gill, in: M.P. Hacker, E.B. Douple, I.H. Krakoff (Eds.),Platinum Coordination Complexes in Cancer Chemotherapy, Nijhoff, Boston, 1984, pp. 267-278.

100. Pasini, F. Zunino, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 26 (1987) 615-624.

101. J.K. Barton, Science 233 (1986) 727-734.

102. Yue WANG, Nobuo OKABE, Mamiko ODOKO, Chem. Pharm. Bull. 53(10) 1291—1295 (2005)

103. Касьяненко H.A., Абрамчук С.С., Благодатских И.В., Богданов А.А., Галлямов М.О., Кононов А.И., Космотынская Ю.В., Хохлов А.Р., Высокомолекулрные соединения. 2003, а45, №10, стр. 1626-1637.

104. Craig R. Brodie, J. Grant Collins, Janice R. Aldrich-Wright, Dalton Trans., 2004, 1145-1152.

105. G. Bibiana Onoa, Gemma Cervantes, Virtudes Moreno and M. José Prieto, Nucleic Acids Research, 1998, Vol. 26, No. 6, pp 1473-1480.

106. Трещалин И. Д. // Рос. биотер. журн. 2002. Т. 1, № 2. С. 145-147.

107. Ефименко И.А., Иванова Н.А., Локшин Б.В. Патент Ru 2291872 С.2 Комплексы палладия с гетероциклическими лигандами. Опубликовании 20.01.2007. Бюл. № 2, 2007 г.

108. Тихомиров А. Г., Иванова И. А., Ерофеева О. С., Горбачева JI. Б., Ефименко И. А. // Коор. Химия 2003. - 29, № 7, - С. 525.

109. Померанцева М. Д., Рамайя JI. И, Чехович Н. В. // Радиационная биология. Радиоэкология, 1995. - 35, № 5. - С. 758 - 772.

110. Ефименко И. А., Локшин Б. В., Иванова Н. А., и др. Патент № 2089186. 10.09.97.

111. Ефименко И. А., Коновалова Н. П., Волкова JT. М., Иванова H.A., Материалы I съезда онкологов стран СНГ, 3-6 декабря 1966 г., М. С. 156.

112. Ефименко И. А. // Корд. Химия, 1998. - 24, № 4, - С. 282 - 286

113. Ефименко И. А., Морозов И. С., Иванова И. Н., Иванова Н. А., Способ коррекции вторичного иммунодефицита. Патент № 213858 от 27.09.99

114. C.G. Hartinger, S. Zorbas-Seifried, М.А. Jakupec, В. Kynast, Н. Zorbas, B.K. Keppler, J. Inorg. Biochem. 100 (2006) 891.

115. J.M. Rademaker-Lakhai, D. van den Bongard, D. Pluim, J.H. Beijnen, J.H. Schellens, Clin. Cancer Res. 10 (2004) 3717.

116. C.G. Hartinger, M.A. Jakupec, S. Zorbas-Seifried, M. Groessl, A. Egger, W. Berger, H. Zorbas, P.J. Dyson, B.K. Keppler, Chem. Biodiversity 5 (2008) 2140.

117. Allardyce, C.S., Dyson, P.J., 2001. Ruthenium in medicine: current clinical uses and future prospects. Platinum Met. Rev. 45, 62-69.

118. Viktor Brabec, Olga Nov akov a, Drug Resistance Updates 9 (2006) 111-122.

119. Claire S. Allardyce et al. Journal of Organometallic Chemistry 668 (2003) 35 -42.

120. O. Novakova, H. Chen, O. Vrana, A. Rodger, P. J. Sadler, V. Brabec, Biochemistry 2003, 42, 11544-11554

121. H. Chen, J. A. Parkinson, R. E. Morris, P. J. Sadler, Published on Web 11/26/2002.

122. Shen, L.L., Pernet, A.G., 1985. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82, 307-311.

123. Hyun Jung Hwangbo, Byeong Hwa Yun, Jin Soon Cha, Dae Young Kwon, Seog K. Kim, European Journal of Pharmaceutical Sciences 18 (2003) 197-203.

124. H. A. Okeril, I. M. Arhewoh, Bull. Korean Chem. Soc. 2008, Vol. 29, No. 11.

125. Фрисман Э. В., Щагина Jl. В., Воробьев В. И., Шапиро Г. В. // Биохимия -1966. 31, № 5, - С. 1027 - 1032.

126. Smith R.M., Martel А.Е., Critical Stability Constants . N.Y. Plemuru Press -1976,-5,-P. 257.

127. Акатьева M. E., Ерофеева О. С., Добрынина Н. А., Иванова Н. А., Ефименко И. А. // Корд. Химия, 2004. - 30, №8, - С. 621.

128. Буслаева Т. М., Умрестно Д. С., Новицкий Г. Г., Химия и спектроскопия галогенидов платиновых лигандов. Минск, Из-во Университетское, 1990, с. 279.

129. Elding L. J., Olsson Н. F., J. // Phys. Chem. 1975. - 82, № 1, - P. 69.

130. Касьяненко H. А., Бартошевич С. Ф., Фрисман Э. В. Молекулярная биология, 1985, - 21, - С. 354.

131. Efimenko I. A., Kurbakova А. P., Motovic Z. D., Ponticelli G. Synthes and structure of palladium (II) mixed complexes with DNA purine and pyrimidine bases and imidazol derivatves. Part I. Trans. Met. Chem. 1994, - 19, - P. 539.

132. Kasyanenko N.A., Zanina A.V., Nazarova O.V., Panarin E.F., DNA interaction with complex ions in solution, Langmuir, 1999, 15, 7912-7917.

133. Теренин А. Н., Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л. 1967, Наука.