Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling
Aim. To study the efficiency of tricationic porphyrin–imidazo[4,5-b]phenazine conjugate and its Zn(II) and Mn(III) complexes as G-quadruplex (G4) DNA ligands. Methods. FID (Fluorescent Intercalator Displacement) assay was used to evaluate the affinity of compounds for a model duplex and Tel22 quadru...
Saved in:
| Published in: | Вiopolymers and Cell |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154345 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling / Yu.V. Didan, M.M. Ilchenko, V.V. Negrutska, L.V. Dubey, O.A. Ryazanova, I.Ya. Dubey // Вiopolymers and Cell. — 2018. — Т. 34, № 5. — С. 387-399. — Бібліогр.: 56 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862571692758401024 |
|---|---|
| author | Didan, Yu.V. Ilchenko, M.M. Negrutska, V.V. Dubey, L.V. Ryazanova, O.A. Dubey, I.Ya. |
| author_facet | Didan, Yu.V. Ilchenko, M.M. Negrutska, V.V. Dubey, L.V. Ryazanova, O.A. Dubey, I.Ya. |
| citation_txt | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling / Yu.V. Didan, M.M. Ilchenko, V.V. Negrutska, L.V. Dubey, O.A. Ryazanova, I.Ya. Dubey // Вiopolymers and Cell. — 2018. — Т. 34, № 5. — С. 387-399. — Бібліогр.: 56 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вiopolymers and Cell |
| description | Aim. To study the efficiency of tricationic porphyrin–imidazo[4,5-b]phenazine conjugate and its Zn(II) and Mn(III) complexes as G-quadruplex (G4) DNA ligands. Methods. FID (Fluorescent Intercalator Displacement) assay was used to evaluate the affinity of compounds for a model duplex and Tel22 quadruplex DNA at various ionic strengths. Molecular modeling of the conjugate interaction with G4 DNA was performed using the Density Functional Theory (DFT) calculations with M06-2X functional and 6-31G(d) basis set. Guanine octet stabilized with K+ ion was used as a G4 model. Results. DC50 values and dissociation constants were determined for the complexes of three conjugates with duplex and quadruplex DNA. The structures and energetic parameters of G-octet complexes with Zn-metalated conjugate were obtained. Conclusions. All complexes have a strong affinity to the Tel22 quadruplex. The increase of ionic strength results in an increase in selectivity for quadruplex over duplex DNA and the decrease of binding affinity of the ligands. The structure of ligand–G4 complexes is determined by stacking interaction of porphyrin fragment with G-quartet, rather than an intercalative binging of the ligand.
Мета. Дослідити ефективність трикатіонного кон’югату порфірин–імідазо[4,5-b]феназин та його Zn(II) і Mn(III) комплексів як лігандів G-квадруплексної (G4) ДНК. Методи. Метод заміщення флуоресцентного інтеркалятора (FID) використано для оцінки афінності сполук до модельної дуплексної ДНК та квадруплексу Tel22 за різних значень іонної сили розчину. Молекулярне моделювання взаємодії кон’югату з G4-ДНК проведено за допомогою обчислень теорії функціоналу густини (DFT) з використанням функціоналу M06-2X та базисного набору 6-31G(d). Як модель G4 використано гуаніновий октет, стабілізований іоном K+. Результати. Визначено значення DC50 та константи дисоціації комплексів трьох кон’югатів із дуплексною та квадруплексною ДНК. Розраховано структури та енергетичні параметри комплексів G-октету з Zn-металізованим кон’югатом. Висновки. Всі сполуки виявляють високу афінність до квадруплексу Tel22. Збільшення іонної сили веде до зростання селективності до квадруплексної відносно дуплексної ДНК та зниження афінності зв’язування лігандів. Структуру комплексів ліганд–G4 визначає передусім стекінгова взаємодія порфіринового фрагмента з G-квартетом, а не інтеркаляційне зв’язування ліганда.
Цель. Изучить эффективность трикатионного конъюгата порфирин–имидазо[4,5-b]феназин и его Zn(II) и Mn(III) комплексов как лигандов G-квадруплексной (G4) ДНК. Методы. Метод замещения флуоресцентного интеркалятора (FID) использован для оценки аффинности соединений к модельной дуплексной ДНК и квадруплексу Tel22 при разных значениях ионной силы раствора. Молекулярное моделирование взаимодействия конъюгата с G4-ДНК проведено при помощи вычислений теории функционала плотности (DFT) с использованием функционала M06-2X и базисного набора 6-31G(d). В качестве модели G4 использован гуаниновый октет, стабилизированный ионом K+. Результаты. Определены значения DC50 и константы диссоциации комплексов трех конъюгатов с дуплексной и квадруплексной ДНК. Рассчитаны структуры и энергетические параметры комплексов G-октета с Zn-металлизированным конъюгатом. Выводы. Все соединения проявляют высокую аффинность к квадруплексу Tel22. Увеличение ионной силы приводит к возрастанию селективности к квадруплексной относительно дуплексной ДНК и снижению аффинности связывания лигандов. Структуру комплексов лиганд–G4 определяет прежде всего стекинговое взаимодействие порфиринового фрагмента с G-квартетом, а не интеркаляционное связывание лиганда.
|
| first_indexed | 2025-11-26T05:10:33Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-154345 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7657 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-11-26T05:10:33Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Didan, Yu.V. Ilchenko, M.M. Negrutska, V.V. Dubey, L.V. Ryazanova, O.A. Dubey, I.Ya. 2019-06-15T14:16:45Z 2019-06-15T14:16:45Z 2018 Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling / Yu.V. Didan, M.M. Ilchenko, V.V. Negrutska, L.V. Dubey, O.A. Ryazanova, I.Ya. Dubey // Вiopolymers and Cell. — 2018. — Т. 34, № 5. — С. 387-399. — Бібліогр.: 56 назв. — англ. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.00098B https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154345 577.323+577.332 Aim. To study the efficiency of tricationic porphyrin–imidazo[4,5-b]phenazine conjugate and its Zn(II) and Mn(III) complexes as G-quadruplex (G4) DNA ligands. Methods. FID (Fluorescent Intercalator Displacement) assay was used to evaluate the affinity of compounds for a model duplex and Tel22 quadruplex DNA at various ionic strengths. Molecular modeling of the conjugate interaction with G4 DNA was performed using the Density Functional Theory (DFT) calculations with M06-2X functional and 6-31G(d) basis set. Guanine octet stabilized with K+ ion was used as a G4 model. Results. DC50 values and dissociation constants were determined for the complexes of three conjugates with duplex and quadruplex DNA. The structures and energetic parameters of G-octet complexes with Zn-metalated conjugate were obtained. Conclusions. All complexes have a strong affinity to the Tel22 quadruplex. The increase of ionic strength results in an increase in selectivity for quadruplex over duplex DNA and the decrease of binding affinity of the ligands. The structure of ligand–G4 complexes is determined by stacking interaction of porphyrin fragment with G-quartet, rather than an intercalative binging of the ligand. Мета. Дослідити ефективність трикатіонного кон’югату порфірин–імідазо[4,5-b]феназин та його Zn(II) і Mn(III) комплексів як лігандів G-квадруплексної (G4) ДНК. Методи. Метод заміщення флуоресцентного інтеркалятора (FID) використано для оцінки афінності сполук до модельної дуплексної ДНК та квадруплексу Tel22 за різних значень іонної сили розчину. Молекулярне моделювання взаємодії кон’югату з G4-ДНК проведено за допомогою обчислень теорії функціоналу густини (DFT) з використанням функціоналу M06-2X та базисного набору 6-31G(d). Як модель G4 використано гуаніновий октет, стабілізований іоном K+. Результати. Визначено значення DC50 та константи дисоціації комплексів трьох кон’югатів із дуплексною та квадруплексною ДНК. Розраховано структури та енергетичні параметри комплексів G-октету з Zn-металізованим кон’югатом. Висновки. Всі сполуки виявляють високу афінність до квадруплексу Tel22. Збільшення іонної сили веде до зростання селективності до квадруплексної відносно дуплексної ДНК та зниження афінності зв’язування лігандів. Структуру комплексів ліганд–G4 визначає передусім стекінгова взаємодія порфіринового фрагмента з G-квартетом, а не інтеркаляційне зв’язування ліганда. Цель. Изучить эффективность трикатионного конъюгата порфирин–имидазо[4,5-b]феназин и его Zn(II) и Mn(III) комплексов как лигандов G-квадруплексной (G4) ДНК. Методы. Метод замещения флуоресцентного интеркалятора (FID) использован для оценки аффинности соединений к модельной дуплексной ДНК и квадруплексу Tel22 при разных значениях ионной силы раствора. Молекулярное моделирование взаимодействия конъюгата с G4-ДНК проведено при помощи вычислений теории функционала плотности (DFT) с использованием функционала M06-2X и базисного набора 6-31G(d). В качестве модели G4 использован гуаниновый октет, стабилизированный ионом K+. Результаты. Определены значения DC50 и константы диссоциации комплексов трех конъюгатов с дуплексной и квадруплексной ДНК. Рассчитаны структуры и энергетические параметры комплексов G-октета с Zn-металлизированным конъюгатом. Выводы. Все соединения проявляют высокую аффинность к квадруплексу Tel22. Увеличение ионной силы приводит к возрастанию селективности к квадруплексной относительно дуплексной ДНК и снижению аффинности связывания лигандов. Структуру комплексов лиганд–G4 определяет прежде всего стекинговое взаимодействие порфиринового фрагмента с G-квартетом, а не интеркаляционное связывание лиганда. en Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Вiopolymers and Cell Bioorganic Chemistry Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling Взаємодія кон’югатів катіонного порфірину з імідазофеназином із ДНК-квадруплексом: метод FID та квантово-хімічне моделювання Взаимодействие конъюгатов катионного порфирина с имидазофеназином с ДНК-квадруплексом: метод FID и квантово-химическое моделирование Article published earlier |
| spellingShingle | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling Didan, Yu.V. Ilchenko, M.M. Negrutska, V.V. Dubey, L.V. Ryazanova, O.A. Dubey, I.Ya. Bioorganic Chemistry |
| title | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling |
| title_alt | Взаємодія кон’югатів катіонного порфірину з імідазофеназином із ДНК-квадруплексом: метод FID та квантово-хімічне моделювання Взаимодействие конъюгатов катионного порфирина с имидазофеназином с ДНК-квадруплексом: метод FID и квантово-химическое моделирование |
| title_full | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling |
| title_fullStr | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling |
| title_full_unstemmed | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling |
| title_short | Interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with DNA quadruplex: FID assay and quantum-chemical modeling |
| title_sort | interaction of cationic porphyrin-imidazophenazine conjugates with dna quadruplex: fid assay and quantum-chemical modeling |
| topic | Bioorganic Chemistry |
| topic_facet | Bioorganic Chemistry |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154345 |
| work_keys_str_mv | AT didanyuv interactionofcationicporphyrinimidazophenazineconjugateswithdnaquadruplexfidassayandquantumchemicalmodeling AT ilchenkomm interactionofcationicporphyrinimidazophenazineconjugateswithdnaquadruplexfidassayandquantumchemicalmodeling AT negrutskavv interactionofcationicporphyrinimidazophenazineconjugateswithdnaquadruplexfidassayandquantumchemicalmodeling AT dubeylv interactionofcationicporphyrinimidazophenazineconjugateswithdnaquadruplexfidassayandquantumchemicalmodeling AT ryazanovaoa interactionofcationicporphyrinimidazophenazineconjugateswithdnaquadruplexfidassayandquantumchemicalmodeling AT dubeyiya interactionofcationicporphyrinimidazophenazineconjugateswithdnaquadruplexfidassayandquantumchemicalmodeling AT didanyuv vzaêmodíâkonûgatívkatíonnogoporfírinuzímídazofenazinomízdnkkvadrupleksommetodfidtakvantovohímíčnemodelûvannâ AT ilchenkomm vzaêmodíâkonûgatívkatíonnogoporfírinuzímídazofenazinomízdnkkvadrupleksommetodfidtakvantovohímíčnemodelûvannâ AT negrutskavv vzaêmodíâkonûgatívkatíonnogoporfírinuzímídazofenazinomízdnkkvadrupleksommetodfidtakvantovohímíčnemodelûvannâ AT dubeylv vzaêmodíâkonûgatívkatíonnogoporfírinuzímídazofenazinomízdnkkvadrupleksommetodfidtakvantovohímíčnemodelûvannâ AT ryazanovaoa vzaêmodíâkonûgatívkatíonnogoporfírinuzímídazofenazinomízdnkkvadrupleksommetodfidtakvantovohímíčnemodelûvannâ AT dubeyiya vzaêmodíâkonûgatívkatíonnogoporfírinuzímídazofenazinomízdnkkvadrupleksommetodfidtakvantovohímíčnemodelûvannâ AT didanyuv vzaimodeistviekonʺûgatovkationnogoporfirinasimidazofenazinomsdnkkvadrupleksommetodfidikvantovohimičeskoemodelirovanie AT ilchenkomm vzaimodeistviekonʺûgatovkationnogoporfirinasimidazofenazinomsdnkkvadrupleksommetodfidikvantovohimičeskoemodelirovanie AT negrutskavv vzaimodeistviekonʺûgatovkationnogoporfirinasimidazofenazinomsdnkkvadrupleksommetodfidikvantovohimičeskoemodelirovanie AT dubeylv vzaimodeistviekonʺûgatovkationnogoporfirinasimidazofenazinomsdnkkvadrupleksommetodfidikvantovohimičeskoemodelirovanie AT ryazanovaoa vzaimodeistviekonʺûgatovkationnogoporfirinasimidazofenazinomsdnkkvadrupleksommetodfidikvantovohimičeskoemodelirovanie AT dubeyiya vzaimodeistviekonʺûgatovkationnogoporfirinasimidazofenazinomsdnkkvadrupleksommetodfidikvantovohimičeskoemodelirovanie |