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.

Список публикаций по проекту

  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. (книга) 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