чні пероксиди та гідропероксиди різної будови, пероксинітрит-аніон ONOO?), Оксо- і пероксокомплекси металів змінної валентності []. Всі вони здатні приводити до окисної деструкції ДНК. Причини і наслідки пошкодження ДНК, білків і ліпідів активними формами кисню ілюструє схема, представлена ??на малюнку 1.1.
Рис. 1.1. Причини і наслідки пошкодження ДНК, білків і ліпідів активними формами кисню.
Окислювальні властивості АФК можуть бути використані для спрямованої деградації нуклеїнових кислот. Так для встановлення послідовностей ДНК, що зв'язують певні білки, методом футпрінтінга широко застосовують системи, генеруючі гідроксильні радикали []. Пошкодження НК може використовуватися також для лікування онкологічних, вірусних та інших захворювань.
. 2 Окислення ДНК гідроксильними радикалами
Гідроксильний радикал - сильний окислювач. Він в змозі відривати атом водню від зв'язку С-Н або приєднуватися по зв'язках С=С. Швидкості реакцій по подвійним зв'язкам вище, ніж швидкості відриву атома водню від зв'язку С-Н [].
Радикали АЛЕ · взаємодіють з НК і модельними сполуками з константами швидкості, близькими до дифузійним. При цьому переважають процеси приєднання по подвійних зв'язках гетероциклів та відриву атомів водню від зв'язків С-Н залишку рибози. Але взаємодіють вони переважно з азотистими підставами: ставлення утворюються радикалів гетероциклів до радикалам рибози досягає 5-10. Зазвичай виникнення радикалів гетероциклів призводить до незворотних модифікаціям останніх. Деякі з цих модифікацій послаблюють гликозидную зв'язок і викликають утворення апірідінових/апуріновие сайтів, що супроводжується розщепленням рібозофосфатного остова в лужних середовищах [].
Структура і властивості радикалів гетероциклів вивчені на прикладі вільних гетероциклів, нуклеозидів і нуклеотидів. Продукти окислення гетероциклічних підстав гідроксильними радикалами визначені при окисленні модельних нуклеозидів, нуклеотидів, коротких оліго- нуклеотидів. Більшість модифікованих підстав утворяться у випадку окислення ДНК [].
. 3 Окислення залишку тиміну
гідропероксид тимін молекулярний окислення
При взаємодії залишку тиміну з гідроксильними радикалами зареєстровано утворення трьох радикалів з різними властивостями [8]. Встановлено, що гідроксильні радикали приєднуються до атомів вуглецю С (5) або С (6) азотистої основи (Рис. 2), при цьому утворюються радикали (Т5-ОН) · і (Т6-ОН) · відповідно. Крім того, спостерігається відрив атома водню від метильної групи у атома С (5) з утворенням екзоцікліческого радикала (U-CH 2).
Рис. 1.2. Окислення залишку тиміну гідроксильними радикалами.
Методом імпульсивного радіолізу в присутності окислювачів і відновників показано, що · ОН-радикал переважно приєднується до атому С (5) гетероциклу (~ 56%), що обумовлено найвищою електронною щільністю на цьому атомі. По атому С (6) приєднується ~ 35% гідроксильних радикалів, а у відриві атома водню від метильної групи беруть участь lt; 9% таких радикалів [].
Утворені три типи радикалів різняться за своїми окислювально-відновним властивостям. Радикал (Т5-ОН) · відноситься до альфа-аміноалкільному типом і має відновлювальні властивості. Радикал (U-CH 2) · також є відновником, але більш слабким, ніж (Т5-ОН) ·. Радикал (Т6-ОН) ·, навпаки, виявляє окисні властивості.
При окисленні (Т5-ОН) · утворюється карбокатіон, до якого швидко приєднується гідроксил-аніон, що призводить до кількісного формуванню dR-похідних цис- або транс - 5,6-дігідротіміна (14). Відновлення радикала (Т6-ОН) · призводить до dR-похідному 6-гідрокси - 5,6-дігідротіміна (15), а окислення радикала (U-CH 2) - до dR-похідному 5-гідроксіметілураціла (16).
Оскільки окислювально-відновні властивості радикалів тиміну розрізняються, в відсутність екзогенних окислювачів або відновників радикал (Т5 - ОН) може окислюватися радикалом (Т6-ОН) до карбокатіон з подальшим утворенням 14 і 15.
У аеробних умовах (Мал. 1.3.) відбувається приєднання молекулярного кисню до радикалам (Т5 - ОН), (Т6-ОН) і (U-CH 2) з дифузійної константою швидкості. У результаті з'являються пероксидні радикали, продуктами при відновленні яких є відповідні dR-похідні гидропероксидов: транс- і цис-форми 6-гідропероксиду 5-гідрокси - 5,6-дігідротіміна (17) 5- гідропероксиду 6-гідрокси - 5,6- дігідротімін (18), а також алкілгідропероксіда 5-метил - 2'-дезоксіураціла (19). Час життя гидропероксидов при 37 градусах становить від декількох днів до одного тижня [].
У результат...
