Учебно-методический комплекс дисциплины «Нуклеиновые кислоты»

Субстратоподобные ингибиторы

жүктеу 7,52 Mb. бет 58/117 Дата 28.09.2023 өлшемі 7,52 Mb. #43588 түрі Учебно-методический комплекс

Навигация по данной странице:

• 8.1.1. Модификации оснований в аналогах dNTP

8.1. Субстратоподобные ингибиторы in vitro По принципу своего действия ингибиторы этого типа являются аналогами природных субстратов. Они связываются с ДНК-синтезирующим комплексом (праймер + матрица + ДНК-полимераза) и далее ингибируют процесс удлинения цепи по тому или иному механизму. Ингибирование удлинения цепи может быть вызвано следующими причинами: а) простой конкуренцией с природным субстратом, не приводящей, однако, к каким-либо химическим реакциям; б) конкуренцией с субстратом, осуществляемой вплоть до включения в 3'- конец цепи и далее, во внутренние положения цепи ДНК; в) конкуренцией с субстратом за включение в 3'-конец цепи и вызванной этим включением остановкой роста цепи ДНК. Все три механизма ингибирования определяют общие требования к структуре субстратоподобных ингибиторов. Молекулы таких ингибиторов должны содержать три основных элемента природного субстрата, а именно: нуклеиновое основание, сахарный остаток и 5'-трифосфатную группировку. При этом структура какой-либо из этих частей молекулы имеет измененное строение и тем самым придает молекуле новые биологические свойства. Однако это изменение не должно слишком сильно изменять электронную и конформационную структуру молекулы в целом, иначе такое соединение не будет узнаваться комплексом (матрица + праймер + ДНК-полимераза). Для того чтобы соединение проявляло субстратные свойства, в нем должны быть сохранены α-β пирофосфатная связь и 3'-гидроксил. Для терминации цепи ДНК 3'-гидроксил должен быть заменен на какую-либо другую группу с сохранением 2'-дезоксирибо-конфигурации. 8.1.1. Модификации оснований в аналогах dNTP Многие аналоги субстратов синтеза ДНК, содержащие в своей структуре модифицированное по сравнению с природными субстратами основание, способны включаться в растущую цепь ДНК. Степень такого включения зависит от того, способны ли аналоги субстратов узнаваться комплексом [ДНК + ДНК-полимераза]. Чем выше сродство аналогов субстратов, тем выше частота их включения. Некоторые аналоги с модификацией по основанию либо не проявляют никакой ингибиторной активности, либо являются слабыми конкурентными ингибиторами. Замена природного нуклеинового основания на аналог приводит к ухудшению спаривания с комплементарным основанием матрицы и, как следствие, к замедлению общего процесса удлинения цепи ДНК. Очень часто включение аналога в цепь ДНК приводит при последующих раундах репликации к мутагенезу. Отбор ДНК-синтезирующими комплексами аналогов субстратов существенно хуже, чем природных dNTP, не соответствующих своему нуклеотиду в матрице. Это объясняется, по-видимому, тем, что эволюция была направлена именно на обеспечение точности выбора между природными субстратами. Таким образом, именно аналоги субстратов являются наиболее опасными соединениями с точки зрения ненаправленного мутагенеза. Наиболее сильными мутагенными свойствами обладают нуклеотиды, имеющие модифицированные основания, но хорошо образующие пары с основаниями матрицы (производные 2,6-диаминопурина, 5-галоидурацила и др.). Более слабый эффект оказывают модифицированные нуклеотиды, дающие слабые водородные связи или вообще их не дающие (производные бензимидазола, 2-аминопурина, метилированные по N3 пиримидины и др.). Модифицированные по основанию аналоги субстратов, обладающие слабыми субстратными свойствами, включаются в цепь ДНК, но с меньшими скоростями. Аналоги dTTP по 5 положению используются в качестве субстратов многими ДНК-полимеразами, особенно вирусными. Галоид-замещенные dUTP(5R) (R = Br, Cl, F, I) являются хорошими субстратами для многих ДНК-полимераз. Эти соединения используются для терапии раковых и вирусных заболеваний. жүктеу 7,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз