Одержано нові 2,6-диметил-4-[2-(3-метилбензотіазоліліден)метил]-1-піридинієві гомодимерні та гомотримірні монометинові ціанінові барвники.

Розроблено препаративний метод синтезу 3,4-ди(4-<$E roman R sub 1>-фенілсульфаніл)-1-R-2,5-дигідро-1H-2,5-піролдіонів II a-d. Досліджено постадійне нуклеофільне заміщення атомів хлору в 3,4-дихлормалеімідах I на N- (первинні та вторинні циклічні аміни) та S-нуклеофіли (ароматичні тіоли), що призводить до утворення 1-R-3-(4-<$E roman R sub 1>-фенілсульфаніл)-4-аміно-2,5-дигідро-1H-2,5-піролдіонів IV a-q. Доведено, що під час взаємодії 3,4-дихлор-N-H-малеіміду з 1,3(S;N)-динуклеофілами - 6-<$E roman R sub 3>-3-тіоксо-2,3,4,5-тетрагідро-1,2,4-триазин-5-онами утворюються конденсовані циклічні продукти 3-<$E roman R sub 3>-7,8-дигідро-2H,6H-піроло[3',4':4,5][1,3]тіазоло[3,2-b][1,2,4]триазин-2,6,8-триони V a, b.

Досліджено реакцію дванадцяти моно-та триметинових пірилієвих барвників з амінокислотами за м'яких умов, запропоновано оптимальні умови проведення реакції для одинадцяти з досліджених барвників. Показано, що ці барвники успішно можна використовувати для ковалентної кон'югації з білками.

При помощи методов оптической спектроскопии исследованы особенности агрегации цианинового красителя 3,3'-dimethyl-9-(2-thienyl)-thiacarbocyanine iodide (Cyan-<$E beta>Th) в бинарном растворе ДМФА: водный буфер TRIS-HCl (рН = 8) в присутствии нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Обнаружено, что агрегаты красителя взаимодействуют с ДНК по типу бороздкового связывания, при этом спектры поглощения и люминесценции агрегатов имеют сложную структуру. Предложена "блочная" модель агрегации красителя Cyan-<$E beta>Th на нуклеиновых кислотах, при этом основным блоком являются димеры красителя. Получены кривые затухания люминесценции агрегатов и мономеров красителя, подтверждающие предложенную модель. Полосы поглощения и люминесценции агрегатов Cyan-<$E beta>Th в присутствии ДНК значительно отличаются от таковых в присутствии РНК, что позволяет предложить данный краситель в качестве специфического флуоресцентного зонда для детекции нуклеиновых кислот.

Досліджено питання дизайну флуоресцентних зондів на підставі ціанінових барвників. Запропоновано напівінтеркаляційну модель взаємодії монометинціанінів з дволанцюговою ДНК, згідно з якою менш основний гетороцикл барвника "інтеркалює" між парами основ, а гетероцикл з більшою основністю фіксується в малій борозенці ДНК. Охарактеризовано принцип ефекторних груп, що дає змогу на підставі відомих люмінофорів створювати нові флуоресцентні зонди для детекції нуклеїнових кислот (НК) і білків. Синтезовано та вивчено спектрально-люмінесцентні властивості ряду гомодимерних і гомотримерних монометинціанінів за присутності НК і білків. Показано, що триметинціаніни з алкільними замісниками в поліметиновому ланцюзі є ефективними флуоресцентними зондами для гомогенного визначення ДНК у розчинах й агарозних гелях. Розроблено технологію провідного барвника в контексті дизайну нових флуоресцентних зондів.

Висвітлено теоретичні основи органічної хімії. Розкрито природу хімічного зв'язку, будову та реакційну здатність органічних молекул з урахуванням впливу електронних факторів на перебіг хімічних реакцій. Описано сучасні промислові та лабораторні методи одержання основних класів органічних сполук, їх фізичні та хімічні властивості. Охарактеризовано механізми найважливіших хімічних реакцій. Увагу приділено питанням стереохімії та енантіомерії органічних молекул.

Освещены теоретические основы органической химии. Раскрыты природа химической связи, строение и реакционная способность органических молекул с учетом влияния электронных факторов на протекание химических реакций. Описаны современные промышленные и лабораторные методы получения основных классов органических соединений, их физические и химические свойства. Охарактеризованы механизмы наиболее важных химических реакций. Уделено внимание вопросам стереохимии и энантиомерии органических молекул.

Зазначено, що протеїнкіназа ASKl (Apoptosis signal-regulating kinase 1) - серин/треонінова кіназа 5 кінази МАР-кінази (МАРККК5), яка зустрічається в усіх евкаріотних організмах. ASK1 індукує апоптоз через каскади JNK і р38 у відповідь на проапоптичні стимули - активні форми оксигену, TNF-<$E alpha>, Fas, стрес ендоплазматичного ретикулуму та ін. ASK1 бере участь у процесах диференціації та загибелі нейронів. Кіназа є важливою сигнальною молекулою в гіпертрофії та апоптозі кардіоміоцитів. ASK1 залучена до розвитку імунної відповіді та до процесів старіння ендотеліальних клітин у разі діабету і може бути потенційною терапевтичною мішенню для запобігання старінню судин, лікування нейродегенеративних і серцевих хвороб.

Запропоновано новий амінореактивний пірилієвий барвник для кон'югації з вільними аміногрупами білків. Досліджено реакційну здатність 11 амінокислот з різними бічними функціональними групами у триетиламонійацетатному і карбонат-бікарбонатному буферах. Здійснено кон'югацію з модельним пептидом.

Отримано низку пар структурно подібних монометинових ціанінових барвників з протилежним напрямком електричного диполя та досліджено їх спектрально-люмінесцентні властивості у вільному стані та в присутності дволанцюгової ДНК. Зміна значень стоксових зсувів барвників за їх взаємодії з ДНК свідчить про те, що барвники в комплексах оточені дипольним середовищем, що підтверджує "напівінтеркаляційну" модель взаємодії. Розглядаючи зміну стоксового зсуву барвників під час взаємодії з ДНК як прояв зміни їх електронної асиметрії, висловлено припущення щодо положення кожного барвника в ДНК та зроблено висновок про те, що орієнтацію молекули барвника в комплексі визначає в основному її геометрія, а напрямок дипольного моменту барвника має в цьому разі вторинне значення.

Для розширення сфери застосування карбоціанінових барвників для гомогенної флюоресцентної детекції нуклеїнових кислот (НК) запропоновано використовувати барвники, заміщені у поліметиновому ланцюзі. Синтезовано низку алкіл-заміщених похіних тіакарбоціаніну; досліджено їх спектрально-люмінесцентні властивості в присутності дволанцюгової ДНК, РНК та бичачого сироваткового альбуміну (БСА). Всі отримані похідні мають нижчий рівень власної флюоресценції, ніж у вихідного барвника. За присутності НК спостережено підвищення інтенсивності випромінювання в 1,75 - 76 разів. Менше підвищення (1,75 - 16,9 разів) має місце в присутності великого надлишку БСА. Максимальна інтенсивність, яка більше, ніж удвічі, перевищує інтенсивність флюоресценції тіакарбоціаніну, спостерігається для НК-комплексів beta-метил-заміщеного барвника. Замісники розмірів, більших за метильну групу, викликають занадто великі порушення плоскої будови флюорофору тіакарбоціаніну, що призводить до зменшення інтенсивності випромінювання НК-комплексів відповідних барвників.

Проведено комп'ютерне моделювання ДНК-комплексів шести пірилієвих і піридинових монометинових ціананових барвників з використанням методів MM+, AMBER, PM3 і CNDO/2 з пакету програм Hyperchem 5,0. Комплекси відповідно до раніше отриманих експериментальних даних побудовано згідно з моделлю "напівінтеркаляції" так, що інтеркалювало лише бензотіазолове ядро. Після оптимізації геометрії така структура комплексів зберігається. Для барвників у вільному стані та в комплексах розраховано розподіл заряду для основного (<$E S sub 0 >) і збудженого (<$E S sub 1 >) станів і визначено потенціальні енергії повертання гетерозалишків навколо зв'язків метинової групи. Величина енергії комплексів корелює зі значеннями інтенсивностей флюорисценції барвників у присутності ДНК. Електронна густина на інтеркалюючому ядрі під час утворення комплексів зростає для всіх барвників, окрім Cyan 40. Це протирічить її реальному перерозподілу, який проявляється, зокрема, у змінах стоксових зсувів. Значення потенціальних енергій обертання вказують на те, що під час утворення ДНК-комплексів жорсткість фіксації планарної конформації молекули барвника значно збільшується.

Синтезовано низку нових симетричних і несиметричних триметинових ціанінів з різноманітними замісниками у мезо-положенні поліметинового ланцюга. З'ясовано, що за присутності ДНК, РНК і меншою мірою за присутності білка інтенсивність флуоресценції барвників зростає. Максимальне зростання становить 270 разів. Найбільші її значення спостережено для барвників з метильною групою в мезо-положенні поліметинового ланцюга. Якщо більш масивні групи - ароматичні чи трет-алкільний залишки - з'єднані з мезо-положенням гнучким аліфатичним ланцюгом з 1 - 3 <$E roman CH sub 2> груп, то флуоресцентні властивості таких барвників за присутності нуклеїнових кислот близькі до властивостей мезо-метил-заміщених барвників.

Вивчено механізм взаємодії ціанінового барвника Cyan 40 з молекулами ДНК за допомогою методів комп'ютерного моделювання. Оцінено енергію взаємодії термінальних частин <$E pi>-електронних хмар гетероциклічних кілець нуклеотидних основ ДНК та барвника Cyan 40 з використанням методів ab initio. Запропоновано механізм взаємодії Cyan 40 з молекулами ДНК відповідно до моделі повної інтеркаляції. На підставі комбінованих розрахунків за допомогою методів Amber, MM+, AMI, PM3 та ab initio доведено енергетичну вигідність зв'язування Cyan 40 з ДНК за механізмом повної інтеркаляції у порівнянні з механізмом напівінтеркаляції. Знайдено ряд метастанів, що ілюструють гіпотезу послідовної взаємодії Cyan 40 з ДНК у три етапи: асоціація з ДНК у малій борозенці, взаємодія з ДНК за типом напівінтеркаляції бензотіазоловим кільцем та остаточна фіксація Cyan 40 між парами основ ДНК за механізмом повної інтеркаляції.

Досліджено спектрально-люмінесцентні характеристики карбоціанінового барвника CCyan 40 у вільному стані та за присутності ДНК і полінуклеотидів. Барвник має високе значення молярного коефіціента екстинкції (<$E 5,7~cdot~10 sup 4 roman {M sup - 1 cm sup - 1}>) та середній квантовий вихід (0,042). За присутності ДНК, poly(dGC/dGC) та poly(dA/dT) квантовий вихід CCyan 40 зростає в 5,5; 3,8 та 1,8 рази відповідно. CCyan 40 запропоновано для флуоресцентного мічення олігонуклеотидів за умов реакції, запропонованої нами раніше.

Досліджено спектрально-люмінесцентні властивості серії пірилієвих і піридинієвих моно/триметинціанінів як флуоресцентних барвників для визначення та мічення нуклеїнових кислот (НК). Вперше показано, що 5,6-метилендіокси-бензотіазоломонометинпіридоціанін MDO40 є перспективним барвником для флуоресцентного визначення НК у гомогенних системах детекції та для конструювання так званих "спалахуючих зондів" ("Light-up probes") на основі олігонуклеотидів.

Синтезовано та тестовано на протипухлинну активність (in vitro) 14-ти похідних 3-хлоро-4-(3-гідроксіаніліно)-2,5-дигідро-1H-2,5-піролдіону з варіюванням замісників у 1 і 3-му положеннях малеїмідного циклу. 10 сполук відібрано за результатами прескринінгу та тестовано на 52-х лініях ракових клітин людини. Знайдено, що 1-(2,3-дихлорфеніл)-3-хлоро-4-(3-гідроксіаніліно)-2,5-ди гідро-1Н-2,5-піролдіон та 1-бензил3-(3-гідроксіаніліно)-4-фенілсульфаніл-2,5-дигідро-1Н-2,5-піролдіон пригнічують ріст деяких клітинних ліній пухлин із <$E roman GI sub 50 ~<<~0,5~cdot~10 sup -7> та <$E <<~10 sup -8~roman M>.

Відзначено, що циклін-залежні кінази (CDK) відіграють важливу роль у регуляції клітинного циклу. CDK використано як мішені для пошуку протиракових препаратів. Здійснено синтез похідних 3-арилокси-7-гідрокси-8-алкіламінометилхромонів, потенційних інгібіторів СДК. Біологічне тестування синтезованих речовин на протиракову активність виконано на 60 лініях ракових клітин людини. Результати тестування для чотирьох речовин показали здатність пригнічувати поділ і ріст ракових клітин.

Синтезовано та тестовано на протипухлинну активність (in vitro) 39-ти похідних 2,5-дигідропірол-2,5-діону. 1-Бензил-3-хлоро-4-(3-гідроксіаніліно)-2,5-дигідро-1Н-2,5-піролдіон після прескринінгу відібрано та тестовано на 56-ти лініях ракових клітин людини. Для цієї сполуки знайдено: GI50 2,68 мкМ, LC50 31,7 мкМ (клітинна лінія MDA-MB-435 (рак молочної залози)); GI50 3,35 мкМ, LC50 37,6 мкМ (клітинна лінія OVCAR-3 (рак яєчників)); GI50 6,75 мкМ, 44,5 мкМ (клітинна лінія NCI-H23 (рак легенів)).

Синтезовано та протестовано на протипухлинну активність in vitro 13-ти похідних 6-R-4-алкіламінохіназолінів. За результатами тестування на 56-ти лініях ракових клітин людини знайдено, що чотири сполуки: 4,1, 4,9 - 4,11 пригнічують ріст ракових клітин у мікромолярних концентраціях. Для 1-фенілетил(4-хіназоліл)аміну (4,1) знайдено: GI50 = 2,29 мкМ; LC50 = 46,7 мкМ (клітинна лінія SK-MEL-5 (меланома)); для 6-бромо-4-хіназоліл(трет-бутил)аміну (4,10): GI50 = 3,82 мкМ; LC50 = 43,7 мкМ (клітинна лінія SK-MEL-5 (меланома)) та GI50 = 2,64 мкМ; LC50 = 44,2 мкМ (клітинна лінія CAKI-1 (рак нирок)).