Modyfikacje strukturalne zasad DNA i aminokwasów powstające pod wpływem działania dwufunkcyjnych związków karbonylowych
Loading...
Date
2018
Authors
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Abstract
Procesy komórkowe zachodzące w organizmie mogą być źródłem wysoce reaktywnych dwufunkcyjnych związków karbonylowych. Związki takie powstają, między innymi, w wyniku peroksydacji lipidów oraz podczas enzymatycznego utleniania furanu i jego pochodnych. Elektrofilowy charakter dwufunkcyjnych związków karbonylowych powoduje, że mogą one reagować z nukleofilowymi biocząsteczkami takimi jak aminokwasy białek lub zasady DNA, tworząc odpowiednie addukty. Modyfikacja strukturalna białek prowadzi do zmian w ich strukturze, a tym samym do utraty aktywności biologicznej. Uszkodzenia w DNA związane z tworzeniem adduktów mają charakter przedmutacyjny i jeśli nie zostaną usunięte, mogą wpłynąć na zapoczątkowanie procesu mutagenezy i kancerogenezy. Dynamika tego procesu jest zależna od struktury adduktów, ich trwałości oraz zdolności do rozpoznania przez systemy naprawy. Poznanie mechanizmów reakcji zachodzących w czasie tworzenia modyfikacji strukturalnych nukleofilowych biopolimerów, jak również podczas ich ewentualnego przekształcania jest ważnym krokiem do zrozumienia właściwości mutagennych pochodnych karbonylowych.
Istotę pracy stanowiły badania reaktywności modelowego oksoenalu (5,5-dietoksy-4-oksopent-2-enalu, DOPE) wobec ważnych dla organizmów żywych cząsteczek, charakterystyka powstałych produktów z wykorzystaniem różnych technik spektralnych oraz zaproponowanie mechanizmów reakcji zachodzących w czasie tworzenia tych produktów. W toku badań podczas realizacji projektu doktorskiego dokonano syntezy adduktów powstających w reakcji 5,5-dietoksy-4-oksopent-2-enalu z 2’-deoksycytydyną, 2’-deoksyadenozyną oraz 2’-deoksyguanozyną. Otrzymane oksadiazabicyklooktaiminowe produkty zidentyfikowano metodami spektrometrycznymi oraz spektroskopowymi. W celu pogłębienia wiedzy dotyczącej mechanizmów tworzenia tych pochodnych przeprowadzono także obliczenia kwantowo-chemiczne metodami DFT. Otrzymane addukty poddano również badaniom trwałości. Stwierdzono, że addukty 2’-dC (DOPE-DC-1A, 1B, Schemat 1) ulegają w pH fizjologicznym degradacji z utworzeniem 2’-deoksycytydyny i 2’-deoksyurydyny (Schemat 1). Fakt ten przyczynił się do podjęcia prac badawczych dotyczących trwałości produktów reakcji 2’-deoksycytydyny z metabolitem furanu (cis-2-buten-1,4-dialem), będących analogami strukturalnymi adduktów DOPE-DC-1A, 1B. Zgodnie z oczekiwaniem, addukty BDA-DC-1A, 1B ulegały rozpadowi, któremu towarzyszyła deaminacja powstającej 2’-deoksycytydyny.
Za cel pracy obrano również badania reaktywności modelowego oksoenalu wobec mieszaniny aminokwasów, N-acetylocysteiny oraz pochodnych lizyny. Otrzymano i scharakteryzowano strukturalnie szereg produktów należących do grupy białkowych wiązań krzyżowych. Przedstawiono wpływ pH środowiska reakcji zachodzących z udziałem N-acetylocysteiny i pochodnych lizyny na mechanizm tworzenia tego typu modyfikacji. Zaprezentowano ponadto wyniki badań reaktywności cis-2-buten-1,4-dialu wobec N-acetylocysteiny i Nα-acetylolizyny lub Nε-acetylolizyny prowadzonych w warunkach fizjologicznych. Bazując na danych uzyskanych z analiz spektrometrycznych (LC-MS) zidentyfikowano nowe połączenia krzyżowe oraz zaproponowano ich struktury.
Za cel pracy obrano również badania reaktywności modelowego oksoenalu wobec mieszaniny aminokwasów, N-acetylocysteiny oraz pochodnych lizyny. Otrzymano i scharakteryzowano strukturalnie szereg produktów należących do grupy białkowych wiązań krzyżowych. Przedstawiono wpływ pH środowiska reakcji zachodzących z udziałem N-acetylocysteiny i pochodnych lizyny na mechanizm tworzenia tego typu modyfikacji. Zaprezentowano ponadto wyniki badań reaktywności cis-2-buten-1,4-dialu wobec N-acetylocysteiny i Nα-acetylolizyny lub Nε-acetylolizyny prowadzonych w warunkach fizjologicznych. Bazując na danych uzyskanych z analiz spektrometrycznych (LC-MS) zidentyfikowano nowe połączenia krzyżowe oraz zaproponowano ich struktury.
Description
Wydział Chemii