Запропоновано двосайтову модель гетероасоціацій, а також новий підхід для проведення аналізу багатокомпонентних розчинів ароматичних біологічно активних сполук (БАС) з урахуванням всіх можливих міжмолекулярних взаємодій компонент суміші. В системах вітамін - кофеїн - нікотинамід і антибіотик - вітамін - кофеїн показано потенційну можливість регулювання біологічної активності. Проведено теоретичний аналіз інтерцепторно-протекторної дії в трикомпонентних сумішах ароматичних БАС і ДНК. Наведено рекомендації для використання результатів теоретичного аналізу за різних умов експерименту. Розроблено схему кількісного оцінювання відносного біологічного ефекту у комбінаціях ароматичних БАС.

  Скачати повний текст

Виміряно диференційні УФ-спектри металокомплексів, що дозволило визначити вплив іонів на конформацію полінуклеотидів, а також встановити міста зв'язування іонів. Запропоновано структуру комплексу, що утворюється, та механізм викликаного іонами руйнування спіралі. Зазначено, що у широкому діапазоні концентрацій іонів одержано діаграми конформаційних рівноваг. Наведено розрахунки констант зв'язування іонів з одно- та багатоланцюговими спіралями. Встановлено, що одержані значення констант зв'язування дозволили у межах теорії лігандів пояснити деякі особливості фазових діаграм. Зареєстровано утворення компактних часток у присутності високої концентрації іонів металів та визначено їх розміри.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Методами ІЧ-спектроскопії та п'єзогравіметрії досліджено гідратно-залежний процес формування канонічних форм синтетичних полінуклеотидів і природних ДНК різного AT/GC - складу, а також визначено центри їх гідратації та інтервали структурних переходів. Послідовний облік надлишкової енергії виявив основні типи взаємодії у системі нуклеїнова кислота - вода. Незалежно від нуклеотидного складу взаємодія молекул води з азотистими основами та сахарофосфатним ланцюгом складає 70 - 75 % від загальної ентальпії стабілізації спіральних структур, водневі зв'язки у парах основ - 25 - 30 %, інші типи взаємодії - близько 5 %. Термодинамічний аналіз структурних переходів, індукованих змінною гідратації показав, що підвищена термостабільність GC-збагачених зразків визначається їх взаємодією з молекулами води. Зміни ентропії свідчать про те, що за незначного вмісту води (Р-форма) нуклеїнові кислоти частково упорядковані. Низькотемпературне дослідження вологих плівок ДНК довело, що зворотні структурні зміни ДНК у процесі охолодження пов'язані з молекулами води гідратної оболонки. Внаслідок оцінки зменшення довжин водневих зв'язків ДНК - вода та вода - вода пояснили причини скорочення поперечних розмірів жолобків ДНК внаслідок зниження температури. Встановлено залежність розміру внутрішньої гідратної оболонки від кількості домішкової солі.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше проведено реакцію пірилоціанінів з амінами за умов, що не спричиняють руйнування більшості біомолекул. Встановлено час перебігу даної реакції з різними амінокислотами, вивчено вплив природи амінокислоти, температури, pH середовища, природи буфера та розчинника на перебіг реакції. Показано, що у процесі реакції кон'югації пірилоціанінів з біомолекулами з використанням триетиламонійацетатного буферу не відбуваються побічні реакції з екзоциклічними аміногрупами нуклеотидних основ і бічними функціональними групами амінокислот. На підставі дослідження впливу будови пірилоціанінів на перебіг реакції з аміногрупою біомолекул і спектрально-люмінісцентних властивостей утворюваних піридоціанінів запропоновано низку пірилоціанінів для кон'югації з біомолекулами. Синтезовано модельні кон'югати ціанінових барвників з олігонуклеотидами та білками, досліджено спектрально-люмінісцентні властивості даних кон'югатів. Наведено для практичного використання зручний метод кон'югації пірилоціанінів з біомолекулами.

  Скачати повний текст

З використанням методів диференціальної надвисокочастотної діелектрометрії, кондуктометрії, інфарчервоної спектроскопії та гель-електрофорезу розроблено ефективний та інформативний комплексний підхід з метою з'ясування впливу іонізуючої радіації на стан водно-іонного оточення та структуру ДНК. Виявлено значні зміни в стані гідратної оболонки ДНК, виділеної з печінки щурів, що тривалий час знаходилися у зоні ЧАЕС. На підставі аналізу інфрачервоних спектрів вологих плівок ДНК показано, що часткове руйнування гідратного оточення ДНК спричинено зменшенням гідратації лезоксирибоз, фосфатних груп і порушенням стопочної структури азотистих основ, а у випадку ДНК опромінених щурів - також зі зміною спіральної структури молекул.

  Скачати повний текст

Проаналізовано різні моделі зв'язування у розглянутих системах. Визначено оптимальні моделі, термодинамічні та стехіометричні параметри зв'язування біологічно активних речовин з полімерними матрицями. Показано, що теофілін, кофеїн, цитидин і його біологічно активні аналоги утворюють на ДНК один тип комплексів і не інтеркалюють у ДНК. Показано, що вони зменшують кількість агрегованого на НК ліганду-мітки. Проведено аналіз на прикладі систем ActII - ДНК - бромистий етидій ActII - ДНК - Хоехст 33258. Показано, що за присутності бромистого етидію зменшується кількість інтеркальованого в ДНК ActII, а за присутності Хоехста 33258 - мономерно зв'язаного в жолобі.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано гіпотезу про сутність процесів насичення систем репарації радіаційних пошкоджень, з використанням якої побудовано математичні моделі процесів, які визначають форму кривих виживаності під час репродуктивної загибелі опромінених клітин. Запропоновано нове визначення явища існування потенційно-летальних і сублетальних пошкоджень. Сформульовано транскрипційну гіпотезу виникнення деяких радіаційних пошкоджень й на підставі розробленої теорії побудовано математичні моделі утворення в ДНК опромінених клітин однониткових пошкоджень великого розміру та їх трансформації у такі двониткові розриви ДНК, які важко репаруються. Побудовано загальну модель процесів утворення, репарації та трансформації деяких найпростіших однониткових радіаційних пошкоджень клітинної ДНК. На підставі використання запропонованої моделі визначено залежність від часу кількості однониткових розривів ДНК клітин і показано існування ефекту потужності дози.

  Скачати повний текст

Одержано структурні та термодинамічні параметри асоціації молекул і їх комплексоутворення з ДНК. Показано внесок різноманітних фізичних взаємодій у стабілізацію комплексів. Запропоновано новий підхід для аналізу багатокомпонентних розчинів ароматичних БАС з урахуванням всіх можливих міжмолекулярних взаємодій компонентів суміші. Створено фізичну модель спільного зв'язування різноманітних ароматичних БАС з ядерною ДНК, на підставі якої проведено аналіз спільного зв'язування різноманітних комбінацій ароматичних БАС у групах Кофеїн-БАС-ДНК, Вітамін-БАС-ДНК та Антибіотик-Антибіотик-ДНК. Для досліджуваних груп продемонстровано потенційну можливість регулювання біологічної активності у комбінації ароматичних сполук і кількісної оцінки очікуваного біологічного ефекту.

  Скачати повний текст

На підставі використання методу ІК-Фур'є спектроскопії матричної ізоляції та квантово-хімічних ab-initio розрахунків вивчено конформацію структурних компонентів ДНК та РНК. Для проведення досліджень за методом спектроскопії матричної ізоляції таких термонестійких молекул, як цукри та нуклеозиди, створено спеціальну комірку. Вивчено конформаційну поведінку модифікованого нуклеозиду та синцитолу. Встановлено значну антивірусну активність синцитолу. Виявлено, що конформація цієї молекули подібна до такої ж інших канонічних нуклеозидів, що досліджувались. Запропоновано механізм антивірусної дії синцитолу.

  Скачати повний текст

На підставі експериментальних даних ЯМР-спектроскопії і різноманітних моделей молекулярної асоціації досліджено самоасоціацію у водному розчині ароматичних молекул - барвників, антибіотиків і дезоксиолігонуклеотидів, які відрізняються нуклеотидним складом, довжиною і вторинною структурою. Параметри самоасоціації ароматичних молекул суттєво залежать від структури їх хромофорів, а стабільність дуплексів ДНК - від нуклеотидного складу та числа піримідин-пуринових дільниць в послідовності. Проведено дослідження коплексоутворення типових інтеркаляторів - бромистого етидію та дауноміцину з дезоксиолігонуклеотидами. Встановлено характерні особливості сиквенс-специфічного зв'язування ліганду з ДНК і геометрії різних типів молекулярних комплексів. Розраховано внески різноманітного типу реакцій у сумарні теплові і ентропійні ефекти. Обговорено особливості комплексоутворення лігандів з одноланцюговими дезоксиолігонуклеотидами та шпильковою структурою ДНК у водному розчині.

  Скачати повний текст

З використанням комплексного підходу, який базується на сучасних методах комп'ютерного моделювання та великому обсязі експериментальних даних, проведено систематичне дослідження гідратації та комплексоутворення фрагментів нуклеїнових кислот (НК) різного рівня структурної організації з ароматичними біологічно активними речовинами (БАР). Одержано та візуалізовано просторові структури, гідратні оболонки, обчислено різні складові енергії взаємодії для систем, що містять воду та фрагменти НК різного нуклеїнового складу та структурної організації; БАР - аналоги протипухлинних антибіотиків та їх асоціати; комплекси різних фрагментів НК з ароматичними БАР. За допомогою такого підходу встановлено молекулярні механізми формування гідратних оболонок динуклеозидмонофосфатів та олігонуклеотидів залежно від їх нуклеотидного складу та конформації. На підставі аналізу результатів експериментальних досліджень і комп'ютерного моделювання створено найбільш ймовірні моделі та комплекси фрагментів НК і досліджених ароматичних БАР, установлено роль водного оточення (упорядкування елементів гідратних оболонок - вожних містків і ланцюжків) у стабілізації таких комплексів.

  Скачати повний текст

За допомогою неемпіричних квантово-хімічних методів, що враховують кореляцію електронів, вперше передбачено значну електронну поляризацію основ ДНК водним оточенням і встановлено, що основам (ізольованим та у складі нуклеотиду) притаманна конформаційна гнучнкість, тобто властивість утворювати непласкі конформації за кімнатної температури. Вперше показано, що потенціал іонізації та спорідненість до протону ізольованих основ ДНК можуть бути розраховані з експериментальною точністю у порівнянні з нетрудомісткими квантово-хімічними наближеннями та використані для передбачення аналогічних властивостей модифікованих основ ДНК, нуклеозидів і нуклеотидів. Вперше вивчено термодинамічні та кінетичні закономірності, які характеризують внутрішньо- та міжмолекулярне перенесення протону в ізольованих і гідратованих основах ДНК та у їх водневозв'язаних парах за фізіологічної температури. Даний факт використано для оцінювання внеску таутомерії основ ДНК у частоту спонтанних точкових мутацій у бактеріях Escherichia coli.

  Скачати повний текст

Проведено порівняльний аналіз функціональних і регуляторних особливостей кінази рибосомного білка. Виявлено відмінності динаміки мітоген-індукованої активації в період ранньої відповіді клітин на дію індуктора. Детальний аналіз мутантних рекомбінатних форм S6К1 і S6К2 дозволив запропонувати механізм, який пояснює різну чутливість цих форм кінази до інгібування рапаміцином. Досліджено особливості активації рекомбінантних повнорозмірних і делетованих форм S6К1 і S6К2 у відповідь клітин на дію форболових ефірів. Вперше показано специфічність фосфорилюння С-кінцевого регуляторного району S6К2 за участю різних ізоформ протеїнкінази. Отримані дані вказують на існування диференційних механізмів модуляції сигнальних шляхів, які опосередковують активацію S6К1 і S6К2 в клітині.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив довжини та будови поліметинового ланцюга на спектрально-люмінесцентні властивості комплексів ціанітів з нуклеїновими кислотами (НК). З метою одержання флуоресцентних барвників для детекції НК розроблено хімічні підходи до синтезу нових триметинціанінів з замісниками у поліметиновому ланцюзі. Для одержання ацилметиленових основ - ключових інтермедіатів синтезу мезо-зміщених триметинціанінів вперше запропоновано C-ацилювання активних метиленових груп четвертинних солей азотистих гетероциклів імідазолідами карбонових кислот. Синтезовано та охарактеризовано понад 40 ціанінових барвників. Доведено, що введення домезо-положення поліметинового ланцюга триметинціаніну первинної аліфатичної групи значно зменшує рівень власної флуоресценції барвника, тоді як у комплексі з ДНК мезо-алкіл-триметинціанін випромінює у 2 - 3 рази інтенсивніше за відповідний барвник з незаміщеним поліметиновим ланцюгом. Виявлено, що мезо-заміщені триметинціаніни АТ-специфічно утворюють з ДНК флуоресцентні J-агрегатні структури. За допомогою спектрально-люмінесцентних методів показано, що переважним типом взаємодії триметинціанінів з НК є інтеркаляція. Низку барвників запропоновано для використання у флуоресцентному визначенні НК.

  Скачати повний текст

Теоретично та експериментально вивчено фізико-хімічні властивості модельних білково-нуклеїнових і нуклеїново-нуклеїнових комплексів, що залежать від протонної рухливості, проаналізовано їх можливу біологічну значущість. Висвітлено елементарні молекулярні механізми управління таутомерним статусом нуклеотидних основ через протонування та специфічну взаємодію з карбоксилат-іоном. Одержано повне сімейство точкових контактів електронейтральної та депротонованої карбоксильної групи амінокислот з низкою канонічних і модифікованих нуклеотидних основ. Показано, що електронейтральна карбоксильна група, на відміну від карбоксилат-іону, не провокує у вакуумі перехід основ у рідкісну таутомерну чи протоновану форму. Встановлено природу структурних переходів полі(C) і полі(dC), спричинених протонуванням. Зафіксовано неканонічні внутрішньомолекулярні H-зв'язки у 6azaCyd та в одноланцюгових полі(A), полі(C) і полі(dC). Досліджено кислотно-лужні властивості низки модифікованих нуклеотидних основ.

  Скачати повний текст

Визначено абсолютні величини й енергетичні залежності повних перерізів утворення позитивних іонів молекул цитозину, тиміну й урацилу в інтервалі енергій бомбардуючих електронів від порогу процесу до 200 еВ. Вивчено мас-спектри цих молекул, ініційовані електронним ударом. Запропоновано схеми фрагментації молекул за умов пучків молекул та електронів, що перетинаються. Визначено парціальні перерізи утворення іонних фрагментів нуклеотидних основ. Досліджено залежності парціальних перерізів молекул основ від енергій електронів. Визначено абсолютні величини й енергетичні залежності повних перерізів утворення негативних іонів молекул цитозину, тиміну й урацилу. Розраховано фізичні характеристики нейтральних молекул піримідинових азотистих основ та їх аніонів. Визначено домінуючі канали дисоціації негативних іонів молекул цитозину, тиміну й урацилу.

  Скачати повний текст