-Молекулярные инструменты на основе феноксазина для стабилизации неканонических вторичных структур нуклеиновых кислот

Неканонические ДНК структуры привлекают все большее внимание из-за их предполагаемой биологической роли, возможности применения в качестве аптамерного остова или других типов функциональных элементов ДНК. i-Мотивы (iM) представляют собой неканонические ДНК-структуры, богатые остатками цитозина (С) и состоящие из интеркалированных параллельных дуплексов, удерживаемых вместе гемипротонированными C-C парами. Хотя образование данных структур in vivo еще не доказано, последовательности, способные образовывать iM, обнаруживаются в теломерных участках генома человека, центромерных участках и промоторах онкогенов. Полученные результаты предполагают возможные регуляторные функции данных участков и делают их привлекательными потенциальными мишенями для разработки лекарственных средств. iM широко применяются в бионанотехнологии и медицинской химии для создания регулируемых с помощью рH наномоторов, гидрогелей, «умных» поверхностей, интеллектуальных нанопор, молекулярных логических элементов и носителей лекарственных средств, а также в аналитической химии в качестве зондов для низкомолекулярных лигандов, катионов, белков, и как сенсоры внутриклеточного рН. Однако немодифицированные iM обычно стабильны в относительно узком диапазоне рН (3-6,5), и вне этого диапазона остатки цитозинов либо все протонированы, либо все депротонированы, и гемипротонированные пары теоретически не существуют. Таким образом, есть необходимость в разработке инструментов для регулирования (стабилизации/дестабилизации и расширения/смещения рабочего диапазона pH) свойств i-мотивов и наноустройств на основе данных структур. При реализации настоящего проекта предполагается разработать новые инструменты, такие как модификации и лиганды на основе феноксазина, позволяющие регулировать свойства неканонических вторичных структур нуклеиновых кислот, в том числе i-мотивов.

July 1, 2018 — June 30, 2020

Aralov A.V. (PI)

The group of molecular tools for living system studies

Grant, RSF

List of publications

  1. Tsvetkov VB, Varizhuk AM, Lizunova SA, Nikolenko TA, Ivanov IA, Severov VV, Belyaev ES, Shitikov EA, Pozmogova GE, Aralov AV (2020). Phenoxazine-based scaffold for designing G4-interacting agents. Org Biomol Chem 18 (31), 6147–6154
  2. Schönrath I, Tsvetkov VB, Zatsepin TS, Aralov AV, Müller J (2019). Silver(I)-mediated base pairing in parallel-stranded DNA involving the luminescent cytosine analog 1,3-diaza-2-oxophenoxazine. J Biol Inorg Chem 24 (5), 693–702
  3. Tsvetkov VB, Zatsepin TS, Turaev AV, Farzan VM, Pozmogova GE, Aralov AV, Varizhuk AM (2019). DNA i-Motifs With Guanidino-i-Clamp Residues: The Counterplay Between Kinetics and Thermodynamics and Implications for the Design of pH Sensors. Comput Struct Biotechnol J 17, 527–536
  4. Turaev AV, Tsvetkov VB, Tankevich MV, Smirnov IP, Aralov AV, Pozmogova GE, Varizhuk AM (2019). Benzothiazole-based cyanines as fluorescent “light-up” probes for duplex and quadruplex DNA. Biochimie 162, 216–228
  5. (book) Zatsepin TS, Varizhuk AM, Dedkov VG, Shipulin GA, Aralov AV (2019). Oligonucleotide Primers with G8AE-Clamp Modifications for RT-qPCR Detection of the Low-Copy dsRNA. Methods Mol Biol 1973, 281–297