Interakcie tiazolovej oranž s Triplexovou a G-kvadruplexovou DNA

Interakcie tiazolovej oranž s Triplexovou a G-kvadruplexovou DNA

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
RNDr. Erika Kellerová PhD.100%100%100%
RNDr. Terézia Kisková PhD.100%100%100%
RNDr. PATRIK NUNHART-100%-
Peter Jurišica100%100%100%
Mgr. Eva Kicková100%100%100%
Mgr. Mária Suváková100%100%100%
RNDr. Eva Konkoľová PhD.100%100%100%
RNDr. Monika Kvaková100%100%-
ISBN: 978-80-972360-1-4

Interakcie tiazolovej oranž s Triplexovou a G-kvadruplexovou DNA

Andrea Halaganová1 , Erika Demkovičová , Eva Kicková , Viktor Víglaský ,
1 Univerzita Pavla Jozefa Šafárika, Košice, Slovakia
andreahalaganova@gmail.com

DNA je schopná tvoriť rozličné štruktúrne formy, ktoré úzko súvisia s ich fyziologickou funkciou. Jedným  z takýchto štruktúrnych motívov sú G-kvadruplexy a triplexy. G-kvadruplexy sa obyčajne formujú zo sekvencií bohatých na guaníny [1]. Tieto jedinečné sekvencie sa nachádzajú v niektorých dôležitých regiónoch genómu, ako sú napríklad promótory niektorých onkogénov, telomérne konce,  rDNA a v oblastiach nekódujúcich častí mRNA. V posledných rokoch sa najväčšia pozornosť venuje G-kvadruplexom, pretože sú  značne rozšírené a ukazuje sa, že zohrávajú kľúčovú úlohu pri mnohých biologických procesoch, medzi ktoré patrí nekontrolovaná diferenciácia, proliferácia a senescencia buniek. Tieto vlastnosti predurčujú G-kvadruplexy, podobne ako v minulosti boli triplexy, byť vhodným cieľovým motívom využiteľným pri liečbe rôznych ochorení vrátane nádorov špecifickými liečivami s vysokou afinitou ku týmto motívom. Medzi takéto potenciálne liečivá sa zaraďujú aj kyaninové farbivá [2].

Kyaninové farbivá interagujú s rôznymi typmi nukleových kyselín (dsDNA, ssDNA a RNA). Tiazolová oranž [TO] patrí medzi najstaršie syntetické kyaninové farbivá, široko používané pri analýze retikulocytov. Toto farbivo preniká živými bunkovými membránami a efektívne sfarbuje reziduálnu RNA v retikulocytoch. Taktiež sa viaže s dsDNA, a to jedna molekula TO na dva bázové páry DNA [3]. Táto väzba s dsDNA spôsobuje posun v absorpčnom spektre, vedie k indukovanému CD signálu a k veľkému zvýšeniu intenzity fluorescencie farbiva. Aj keď je dsDNA najbežnejšia v bunkách, rastie počet teoretických a in vitro dôkazov, že alternatívne štruktúrne motívy, ako sú triplexy a G-kvadruplexy môžu koexistovať s dsDNA [4]. TO je jednou z najviac používaných fluorescenčných sond pri vizualizácii nukleových kyselín vzhľadom k jej vysokému fluorescenčnému kvantovému výťažku, ktorý je dokonca vyšší pre G-kvadruplexy [2-3]. V tejto práci boli analyzované interakcie komplexy TO s dvoj-, troj- a štvorvláknovými  štruktúrnymi formami DNA. Výsledky potvrdili, že afinita TO s G-kvadruplexmi je značne závislá aj od  prítomnosti K+ a Na+ iónov. TO výrazne stabilizuje štruktúru G-kvadruplexov. V porovnaní s troj- a štvorvláknovými  formami DNA sa TO  viaže najslabšie  s dsDNA [4].

Poďakovanie: 

Táto práca vznikla za podpory grantov: VEGA č. 1/0131/16 UPJŠ, VVGS-2016-259 a VVGS-PF-2017-251.

Zdroje: 

[1] Parkinson, G. N., Lee, M. P., and Neidle, S., Crystal. Nature 2002, 417, 876 ─ 880.
[2] Lu Y. J., Deng Q., Hou J. Q., Hu D. P., Wang Z. Y., Zhang K., Luyt L. G., Wong W. L., Chow C. F, ACS Chem Biol., 2016, 11(4):1019 ─ 29.
[3] Lee, L. G., Chen, C. H., and Chiu, L. A., Cytometry 1986, 7:508 ─ 517.
[4] Lubitz I., Zikich D., Kotlyar A., Biochemistry. 2010, 49(17):3567 ─74.

Diskusia

Ahoj Andrea, pekná práca, chcela by som sa opýtať, prečo je tiazolova oranž v tomto výskume taká zaujímavá? Vopred ďakujem za odpoveď.

Tiazolova oranz preferuje triplexovu a kvadruplexovu DNA, co sa tyka interakcie resp. viazania sa. Je to najstarsie kyaninove farbivo, ktore sa pouzivalo aj na farbenie retikulocytov. Co sa tyka triplexovej a kvadruplexovej DNA, tak tieto strukturne motivy DNA sa vyskytuju v roznych biologickych relevantnych oblastiach genomu, ktore sa spajaju s roznymi ochoreniami. Vid. G-kvadruplexy pri telomerach a v promotorovych oblastiach onkogenov alebo tumorsupresorovych genov s rakovinou. Co ich cini ako potencialne lieciva, ako aj moze byt tiazolova oranz ako aj tioflavin T pouzita v roznych biosenzoroch.