G-kvadruplexy sú štruktúry nukleových kyselín, ktoré sú tvorené DNA a RNA sekvenciami bohatými na guanín. Vznikajú stohovaním z G-kvartetov pospájaných navzájom pomocou Hoogsteenového párovania báz. Existencia G-kvadruplexov bola potvrdená v ľudskom genóme a bola preukázaná ich biologická funkcia.1 Tieto štruktúry sa môžu vyskytovať aj v aptaméroch, teda krátkych syntetických jednovláknových oligonukleotidoch, ktoré sa za istých podmienok zbaľujú do trojrozmerných štruktúr so špecifickými väzobnými miestami pre rôzne nízko- alebo vysokomolekulové zlúčeniny ako sú proteíny, nukleové kyseliny, bunky a tkanivá. Ich špecificita je porovnateľná a v niektorých prípadoch aj vyššia ako pri protilátkach. Aptaméry majú v porovnaní s proteínovými liečivami niekoľko výhod z hľadiska veľkosti, syntetickej dostupnosti, a možnosti chemických modifikácií.2
Aptaméry sú navrhované pomocou in vitro metódy nazývanej SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment). Táto metóda bola vyvinutá v roku 1992 dvoma navzájom nezávislými vedeckými skupinami.3
Za posledné dve desaťročia bolo navrhnutých niekoľko aptamérov, ktoré sú schopné inhibovať cieľové molekuly ako sú napríklad VEGF, trombín, HIV‑1 nukleázu alebo ochratoxín A.2
Aptaméry sa v súčasnosti študujú z hľadiska ich využitia ako terapeutických a diagnostických činidiel, ako aj biosenzorov.
Cieľom našej práce bolo preštudovať niektoré aptaméry obsahujúce G‑kvadruplexovú štruktúru, ich vlastnosti, morfológiu a stabilitu. Všetky naše experimenty boli uskutočňované v 25 mM modifikovanom tlmivom roztoku Robinsona a Brittona obsahujúcom buď 50 mM NaCl alebo KCl. Pri charakterizácii oligomérov boli použité spektrálne metódy (UV-Vis spektroskopia a cirkulárny dichroizmus) a elektroforetické metódy (PAGE). Na základe experimentov boli určené teploty topenia jednotlivých sekvencií za rôznych podmienok, ich molekularita a načrtnutie topologického usporiadania reťazcov DNA v G-kvadruplexoch.
Táto práca vznikla s podporou grantov APVV-0280-11, Vedeckej grantovej agentúry: VEGA 1/0504/12 a Vnútorného vedeckého grantového systému UPJŠ: VVGS-PF-2013-108.
[1] Sen, D. and Gilbert, W. (1990): A sodium-potassium switch in the formation of four-stranded G4-DNA. Nature 344:410-414.
[2] Víglaský V., Hianik T. (2013): Potential uses of G-quadruplex-forming. Gen. Physiol. Biophys. 32: 149‑172.
[3] Tuerk C., Gold L. (1990): Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science 249, 505–510.