Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân Tích Cấu Trúc và Nhiệt Động Lực Học Của Sự Liên Kết Của Daunomycin Với Desoxyhexanucleotides Có Các Chuỗi Baz Khác Nhau Bằng Quang Phổ NMR
Tóm tắt
Nghiên cứu sự phức hợp của kháng sinh anthracycline daunomycin (DAU) với các desoxyhexanucleotide tự bổ sung có các chuỗi baz khác nhau trong môi trường nước, 5′-d(CGTACG) và 5′-d(CGCGCG). Kỹ thuật quang phổ NMR đồng nhân 2D-1H (TOCSY và NOESY) và quang phổ NMR không đồng nhân 1H–31P (HMBC) được sử dụng để xác định hoàn toàn các tín hiệu cộng hưởng proton không đổi và tín hiệu photpho, đồng thời xác định định tính các vị trí liên kết DAU ưa thích. Daunomycin chủ yếu được nhúng vào vị trí thứ nhất d(CG) của mỗi desoxyhexanucleotide, và vòng aminosaccharide của DAU nằm trong khe hẹp của chuỗi đôi hexamer, một phần bao trùm cặp baz thứ ba. Phân tích định lượng sự phức hợp DAU với desoxyhexanucleotides đã được thực hiện bằng cách phân tích sự phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ của các biến đổi hóa học proton DAU; các hằng số phản ứng cân bằng và các tham số nhiệt động lực học của việc hình thành các phức hợp DAU 1:1, 1:2, 2:1 và 2:2 với hexamer, cũng như các giá trị giới hạn của các biến đổi hóa học proton DAU đã được xác định trong dung dịch nước. Kháng sinh ưa thích liên kết với các đoạn ba của chuỗi nucleotide chứa hai cặp CG gần kề được bao quanh bởi cặp AT trong 5′-d(CGTACG) so với các đoạn ba bao gồm chuỗi ba cặp CG trong hexamer 5′-d(CGCGCG). Sự liên kết đặc thù của daunomycin phụ thuộc vào đặc tính của các tương tác kỵ nước của vòng aminosaccharide của kháng sinh trong khe hẹp của chuỗi xoắn kép DNA. Các tính toán đã được thực hiện để xác định các cấu trúc không gian có khả năng xảy ra nhất của các phức hợp DAU–desoxyhexanucleotide 1:2; các kết quả đã phù hợp tốt với dữ liệu nhiễu xạ tia X.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
F. Arcamone and S. Penco, Anthracyclines and Anthracenedione-Based Anticancer Agents, J. W. Lown (ed.), Elsevier, New York (1988).
E. F. Gale, E. Cundliffe, P. E. Reynolds, et al., The Molecular Basis of Antibiotic Action, Wiley, New York (1981).
F. Boulad and N. A. Kernan, Cancer Invest., 11, 534-553 (1993).
S. Neidle and Z. Abraham, CRC Crit. Rev. Biochem., 17, 73-121 (1984).
S. Neidle and M. Sanderson, Molecular Aspects of Anti-Cancer Drug Action, S. Neidle and M. J. Waring (eds.), Macmillan (1983), pp. 35-57.
J. B. Chaires, Biochemistry, 22, 4204-4211 (1983).
J. B. Chaires, N. Dattagupta, and D. M. Crothers, ibid., 21, 3933-3940 (1982).
J. B. Chaires, K. R. Fox, J. E. Herrera, et al., ibid., 26, 8227-8236 (1987).
J. B. Chaires, J. E. Herrera, and M. Waring, ibid., 29, 6145-6153 (1990).
D. D. Newlin, K. J. Miller, and D. F. Pilch, Biopolymers, 23, 139-158 (1984).
K. X. Chen, N. Gresh, and B. Pullman, J. Biomol. Struct. Dyn., 3, 445-466 (1985).
B. Pullman, Adv. Drug Res., 18, 1-113 (1989).
D. B. Davies, L. N. Djimant, and A. N. Veselkov, Nucleos. Nucleot., 13, 637-655 (1994).
D. B. Davies and A. N. Veselkov, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 92, 3545-3557 (1996).
S. A. Bailey, D. E. Graves, R. Rill, and G. Marsch, Biochemistry, 32, 5881-5887 (1993).
S. A. Bailey, D. E. Graves, and R. Rill, ibid., 33, 11493-11500 (1994).
D. B. Davies, L. Karawajew, and A. N. Veselkov, Biopolymers, 38, 745-757 (1996).
A. N. Veselkov, R. J. Eaton, S. F. Baranovskii, et al., Zh. Strukt. Khim., 40, 276-286 (1999).
R. J. Eaton, D. A. Veselkov, V. I. Pakhomov, et al., Molek. Biol., 33, 709-718 (1999).
D. B. Davies, R. J. Eaton, S. F. Baranovskii, and A. N. Veselkov, to appear in: J. Biomol. Struct. Dyn.
A. H. J. Wang, G. Ughetto, G. J. Quigley, and A. Rich, Biochemistry, 26, 1152-1163 (1987).
C. A. Frederick, L. D. Williams, G. Ughetto, et al., ibid., 29, 2538-2549 (1990).
C. M. Nuss, L. Van Meervelt, S. Zhang, et al., J. Mol. Biol., 222, 167-177 (1991).
Y. M. Huang and D. R. Phillips, Biophys. Chem., 6, 363-368 (1977).
J. B. Chaires, N. Dattagupta, and D. M. Crothers, Biochemistry, 21, 3927-3932 (1982).
A. N. Veselkov, L. N. Djimant, P. A. Bolotin, et al., Molek. Biol., 29, 326-338 (1995).
A. Bax and M. F. Summers, J. Am. Chem. Soc., 108, 2093-2094 (1986).
A. M. Gronenborn, G. M. Clore, and B. J. Kimber, Biochem. J., 221, 723-736 (1984).
S. Steinkopf, A. Garoufis, W. Nerdal, and E. Sletten, Act. Chem. Scand., 49, 495-502 (1995).
A. N. Veselkov, D. B. Davies, L. N. Djimant, et al., Biopolim. Klet., 7, 15-22 (1991).
A. N. Veselkov, L. N. Djimant, V. V. Kodintsev, et al., Biofizika, 40, 283-292 (1995).
R. J. Eaton, D. A. Veselkov, S. F. Baranovskii, et al., Khim. Fiz., 19, 98-104 (2000).
D. B. Davies, L. N. Djimant, S. F. Baranovsky, and A. N. Veselkov, Biopolymers, 42, 285-295 (1997).
D. B. Davies, L. N. Djimant, and A. N. Veselkov, Nucleos. Nucleot., 13, 657-671 (1994).
A. T. Brunger, X-PLOR, Version 3.1, A System for X-Ray Crystallography and NMR, Yale University Press (1992).
C. Giessner-Prettre and B. Pullman, Quart. Rev. Biophys., 20, 113-172 (1987).
V. I. Poltev and A. V. Teplukhin, Int. J. Quant. Chem., 35, 91-102 (1989).
R. E. Dickerson, J. Biomol. Struct. Dyn., 6, 627-634 (1989).
S. Neidle and G. Taylor, Biochim. Biophys. Acta, 479, 450-459 (1977).
D. D. Albergo, L. A. Marky, K. J. Breslauer, and D. H. Turner, Biochemistry, 20, 1409-1413 (1981).
M. Petersheim and D. H. Turner, ibid., 22, 256-263 (1983).
K. J. Breslauer, R. Frank, H. Blocker, and L. A. Marky, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 3746-3750 (1986).
J. B. Chaires, S. Satyanarayana, D. Suh, et al., Biochemistry, 35, 2047-2053 (1996).
Q. Yan, W. Priebe, J. B. Chaires, and R. S. Czernuszewicz, Biospectroscopy, 3, 307-316 (1997).
I. Haq, J. E. Ladbury, B. Z. Chowdhry, et al., Mol. Biol., 271, 244-257 (1997).
J. B. Chaires, Curr. Opin. Str. Biol., 8, 314-320 (1998).