Соединение для повреждения генома раковых клеток, вирусов и бактерий разработали ученые Института химии растворов РАН. Новое вещество встраивается между фрагментами ДНК, «как горошина между перинами», что нарушает стабильность молекулы и не дает клетке копировать наследственный материал, а также использовать его для биосинтеза белков. Полученные результаты могут стать основой для создания новых лекарственных препаратов, сообщили РИА Новости в пресс-службе Минобрнауки.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) представляет собой очень длинную молекулу, включающую в свою структуру три химически различающихся фрагмента. Ее остов формируется из молекул сахара дезоксирибозы, соединенных остатками фосфорной кислоты, а «информативная часть» содержит азотистые основания: аденин, тимин, цитозин и гуанин.
Спиралевидная структура ДНК возникает не только из-за притяжения оснований разных молекул, но и из-за взаимодействия соседних азотистых оснований одной цепи – так называемого стекинга. Этот эффект, связанный с электронным строением азотистых оснований, удерживает соседние фрагменты наподобие стопки монет, рассказали специалисты Института химии растворов РАН.
Если что-то встраивается «между монетами», то затрудняются процессы копирования (репликация) и «считывания» ДНК для последующего синтеза белков (транскрипция). Способные на такое взаимодействие вещества (интеркалирующие) рассматриваются учеными как альтернатива существующим онкопрепаратам и антибиотикам из-за другого механизма действия на «вредоносную» ДНК, который также ведет к гибели клетки.
Специалисты Института химии растворов РАН (Иваново) синтезировали новое вещество для «встраивания» между соседними азотистыми основаниями. В отличие от существующих интеркаляторов, новое соединение при облучении светом способно вызывать необратимые повреждения ДНК. Согласно сообщению пресс-службы Минобрнауки, новая молекула относится к порфиринам и способна встраиваться в области, где в составе ДНК превалируют пары аденин-тимин (АТ).
«В процессе работы удалось получить объемный порфирин, способный к встраиванию в АТ-области и вызывающий существенные нарушения в конформации нуклеиновой кислоты», — приводятся в сообщении слова заведующей лаборатории «Физическая химия супрамолекулярных систем на основе макроциклических соединений и полимеров» Института химии растворов РАН Наталья Лебедева.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Результаты представлены в International Journal of Biological Macromolecules.
