Naslov
Nove spektroskopski i fotokemijski aktivne male molekule koje ciljaju DNA i RNA
(New spectroscopically and photochemically active small molecules that target DNA and RNA)

Autori
Orehovec, Iva

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Odjel za biotehnologiju

Mjesto
Rijeka

Datum
07.12

Godina
2021

Stranica
125

Mentor
Piantanida, Ivo

Neposredni voditelj
Matković, Marija

Ključne riječi
diarileteni (DAE) ; fotoprekidači ; piren ; nukleinske kiseline ; fluorescencija ; cijaninske boje ; mitohondrijske fluorescentne boje ; DABCO ; biološko oslikavanje ; fluorescentni markeri ; cirkularni dikroizam (CD)
(diaryletenes (DAE) ; photoswitches ; pyrene ; nucleic acids ; fluorescence ; cyanine dyes ; mitochondrial fluorescent dyes ; DABCO ; biological imaging ; fluorescent markers ; circular dichroism (CD))

Sažetak
U sklopu doktorskog rada sintetizirani su novi diariletenski (DAE) konjugati s pirenskim fluoroforima i referentni sustavi u svrhu dobivanja potencijalnih molekulskih fotoprekidača. Setom spektroskopskih metoda u potpunosti su opisana njihova spektroskopska i fotokemijska svojstva u MeOH i vodenoj otopini, kao i njihove nekovalentne interakcije s polinukleotidima različitih sekundarnih struktura, te sa proteinom BSA. Svi DAE derivati pokazali su svojstvo reverzibilne foto-ciklizacije središnje DAE jezgre u MeOH i vodi, osim bis- pirenskog analoga koji se mogao fotokemijski zatvoriti, ali ne i reverzibilno otvoriti zbog jakih intramolekulskih interakcija preklapanja pirena sa zatvorenom DAE jedinicom. Također, samo je otvoreni bis- pirenski DAE derivat ostvario interakcije s DNA/RNA fleksibilnim umetanjem u određene utore polinukleotida, dok se samopreklopljeni zatvoreni oblik DAE nije vezao na DNA i RNA. Također, fleksibilni otvoreni oblik DAE vezao se na protein BSA na najmanje tri različita vezna mjesta, za razliku od zatvorenog oblika koji je u dominantmoj interakciji samo s jednim veznim mjestom. Preliminarna ispitivanja antiproliferalne aktivnosti na humanoj staničnoj liniji karcinoma pluća A549, pokazala su da novi DAE derivati nisu toksični. Međutim, fluorescentni bis-pirenski analog uspješno je ušao u stanicu i lokalizirao se u citoplazmi, pri čemu je njegovo osvjetljavanje UV svjetlom (315–400 nm) uzrokovalo snažan fotoinducirani citotoksični učinak, pripisan sposobnosti pirena da proizvodi reaktivne kisikove vrste (ROS) pod utjecajem zračenja. U drugom dijelu doktorata istraživani su novi derivati asimetričnih cijaninskih boja koje se međusobno razlikuju u vrsti terminalnog heterocikla, duljini metinskog mosta, vrsti supstituenata na heterociklu i količini naboja. Primijenjene su spektroskopske i kalorimetrijske metode kako bi se boje ispitale u prisutnosti biopolimera te ocijenila njihova sposobnost biološkog oslikavanja. i Monokationske, trimetinske AK-3 boje vezale su se za DNA/RNA u mikromolarnom afinitetu. Vrlo selektivan fluorescentni odgovor samo za AT-DNA u uvjetima suviška DNA nad bojom, u kombinaciji s podjednako selektivnim AT-DNA ICD odgovorom u uvjetima suviška boje nad DNA (pripisan stvaranju dimera), omogućuje određivanje AT- DNA i pri submikromolarnim koncentracijama. Nadalje, alifatska boja s n-butilnim supstituentom za razliku od boje s benzilnim supstituentom, pokazala je ICD signal vezanjem u veći AU-RNA utor i AT sekvence u mješovitim sekvencama ct- DNA. Dikationske, benzooksazolne i benzotiazolne monometinske AK-A boje s tioesterskom skupinom, vezale su se za ds-DNA/RNA u mikromolarnom afinitetu snažno stabilizirajući ds- uzvojnicu. Dominantan način vezanja AK-A boja za ds-DNA je interkalacija, dok je glavno vezno mjesto boja za RNA njezin veći utor unutar kojega tvore agregate. U vodenoj otopini spojevi ne pokazuju intrinzičnu fluorescenciju, dok se vezanjem na ds-DNA/RNA značajno povećava intenzitet fluorescencije. U biološkim ispitivanjima spojevi su pokazali zanemariv učinak na proliferaciju stanica i visoko selektivnu lokalizaciju u mitohondrijima. Višestruko pozitivno nabijene cijaninske boje opremljene 1, 4- diazobiciklo[2, 2, 2]oktanskom (DABCO) skupinom, pokazale su visoki afinitet prema ds-DNA/RNA. Neke od predstavljenih boja imaju zanemarivi antiproliferativni učinak prema humanim tumorskim stanicama, no vrlo učinkovito ulaze u stanicu, uz visoko selektivnu lokalizaciju u mitohondrijima, što ih čini potencijalno korisnim novim fluorescentnim bojama za mitohondrije u živim stanicama.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija, Biotehnologija

POVEZANOST RADA