Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом
В работе проводили изучение направлений алкилирования нуклеиновых кислот противоопухолевым агентом тиофосфамидом, а также этиленимином и моноазиридиндйэтилфосфатом. Показано, что степень алкилирования гомополирибонуклеотидов определяется природой гетероциклических оснований в их составе, что свидете...
Збережено в:
| Дата: | 1989 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1989
|
| Назва видання: | Биополимеры и клетка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155182 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом / Ю.В. Пацковский, Т.П. Волощук, А.И. Потопальский // Биополимеры и клетка. — 1989. — Т. 5, № 5. — С. 64-70. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155182 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1551822025-02-09T21:29:55Z Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом Деякі особливості реакції полінуклеотидів з тіофосфамідом Some properties of the reaction between polynucleotides and thiophosphamide Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. Структура и функции биополимеров В работе проводили изучение направлений алкилирования нуклеиновых кислот противоопухолевым агентом тиофосфамидом, а также этиленимином и моноазиридиндйэтилфосфатом. Показано, что степень алкилирования гомополирибонуклеотидов определяется природой гетероциклических оснований в их составе, что свидетельствует о преимущественном алкилировании остатков азотистых оснований. Методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии выделены продукты алкилирования и показано, что алкилирование рибонуклеозидов в свободном виде и в составе полинуклеотидов производными этиленимина происходит в основном по N7 положению гуанозина, по Nl — аденозина и по N3 — пиримидиновых нуклеозидов. Уменьшение значений рН и ионной силы среды приводит к увеличению скорости алкилирования ДНК. Вивчено напрямки алкілування нуклеїнових кислот протипухлинним агентом тіофосфамідом, а також етиленіміном і моноазиридиндиетилфосфатом. Показано, що ступінь алкілування гомополірибонуклеотидів визначається природою гетероциклічних основ у їхньому складі, що свідчить про переважне алкілування залишків азотистих основ. Методом обернено-фазової високоефективної рідинної хроматографії виділено продукти алкілування і показано, що алкілування рибонуклеозидів у вільному стані та у складі полінуклеотидів похідними етиленіміну відбувається в основному за N7 положенням гуанозину, Nl – аденозину і N3 – піримідинових нуклеозидів. Зменшення значень рН та іонної сили середовища призводить до збільшення швидкості алкілування ДНК. The alkylation of ribonucleosides and polynucleotides with ethylene imine, monoazindine, diethyl phosphate and antitumour agent thiophosphamide has been shown to change usually nucleobases residues. The preferential centres of the aklylation are nitrogen atoms in the positions 7 of guanosine, 1 of adenosine and 3 of pyrimidine nucleosides. The rate of DNA alkylation increases with a decrease of the ionic strength and pH and depends on the conformation and molecular mass of the molecules. 1989 Article Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом / Ю.В. Пацковский, Т.П. Волощук, А.И. Потопальский // Биополимеры и клетка. — 1989. — Т. 5, № 5. — С. 64-70. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0000E6 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155182 577.113.4 ru Биополимеры и клетка application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров |
| spellingShingle |
Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом Биополимеры и клетка |
| description |
В работе проводили изучение направлений алкилирования нуклеиновых кислот противоопухолевым агентом тиофосфамидом, а также этиленимином и моноазиридиндйэтилфосфатом. Показано, что степень алкилирования гомополирибонуклеотидов определяется природой гетероциклических оснований в их составе, что свидетельствует о преимущественном алкилировании остатков азотистых оснований. Методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии выделены продукты алкилирования и показано, что алкилирование рибонуклеозидов в свободном виде и в составе полинуклеотидов производными этиленимина происходит в основном по N7 положению гуанозина, по Nl — аденозина и по N3 — пиримидиновых нуклеозидов. Уменьшение значений рН и ионной силы среды приводит к увеличению скорости алкилирования ДНК. |
| format |
Article |
| author |
Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. |
| author_facet |
Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. |
| author_sort |
Пацковский, Ю.В. |
| title |
Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом |
| title_short |
Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом |
| title_full |
Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом |
| title_fullStr |
Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом |
| title_full_unstemmed |
Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом |
| title_sort |
некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| publishDate |
1989 |
| topic_facet |
Структура и функции биополимеров |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155182 |
| citation_txt |
Некоторые особенности реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом / Ю.В. Пацковский, Т.П. Волощук, А.И. Потопальский // Биополимеры и клетка. — 1989. — Т. 5, № 5. — С. 64-70. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| series |
Биополимеры и клетка |
| work_keys_str_mv |
AT packovskiiûv nekotoryeosobennostireakciipolinukleotidovstiofosfamidom AT voloŝuktp nekotoryeosobennostireakciipolinukleotidovstiofosfamidom AT potopalʹskiiai nekotoryeosobennostireakciipolinukleotidovstiofosfamidom AT packovskiiûv deâkíosoblivostíreakcíípolínukleotidívztíofosfamídom AT voloŝuktp deâkíosoblivostíreakcíípolínukleotidívztíofosfamídom AT potopalʹskiiai deâkíosoblivostíreakcíípolínukleotidívztíofosfamídom AT packovskiiûv somepropertiesofthereactionbetweenpolynucleotidesandthiophosphamide AT voloŝuktp somepropertiesofthereactionbetweenpolynucleotidesandthiophosphamide AT potopalʹskiiai somepropertiesofthereactionbetweenpolynucleotidesandthiophosphamide |
| first_indexed |
2025-12-01T00:30:57Z |
| last_indexed |
2025-12-01T00:30:57Z |
| _version_ |
1850263795262291968 |
| fulltext |
CYANOGEN B R O M I D E FRAGMENTS OF PENICILLIUM VITALE CATALASE
T. L. Levitina, N. M. Gusakf Ν. V. Rodnint M. T. Kirilenko,
0. S. Miroshnichenko, S. A. Atepalikhina, L. V. Gudkova, E. A. Kozlov
Ins t i tu te of Molecular Biology and Genetics,
Α. V. Palkdin Institute of Biochemistry,
Academy of Sciences of the Ukra in ian SSR, Kiev
S u m m a r y
Nine f r a g m e n t s conta in ing 387 amino acid residues were isolated f rom product of cya-
nogen bromide t rea tment of P. ν it ale catala.se by 'Sephadex gel-f i l t rat ion, ion-exchange
chromatography, butanol extract ion and high-vol tage paper electrophoresis. Tryptic, chy-
motrypt ic peptides and N-terminal sequence of some P. υ it ale ca ta lase cyanogen bromide
f r a g m e n t s were invest igated. Complete and part ia l amino acid sequences of f r a g m e n t s
including 61 and 37 amino acid resudies, respectively, were determined.
УДК 577.113.4
Ю. В. Пацковский, Т. П. Волощук, А. И. Потопальский
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ
РЕАКЦИИ ПОЛИНУКЛЕОТИДОВ С ТИОФОСФАМИДОМ
В работе проводили изучение направлений алкилирования нуклеиновых кислот проти-
воопухолевым агентом тиофосфамидом, а также этиленимином и моноазиридиндйэтил-
фосфатом. Показано, что степень алкилирования гомополирибонуклеотидов определяет-
ся природой гетероциклических оснований в их составе, что свидетельствует о преиму-
щественном алкилировании остатков азотистых основанийМетодом обращенно-фазо-
вой высокоэффективной жидкостной хроматографии выделены продукты алкилирования
и показано, что алкилирование рибонуклеозидов в свободном виде и в составе поли-
нуклеотидов производными этиленимина происходит в основном по N7 положению гу-
анозина, по Nl — аденозина и по N3 — пиримидиновых нуклеозидов. Уменьшение зна-
чений рН и ионной силы среды приводит к увеличению скорости алкилирования ДНК.
Введение. Тиофосфамид, или тиотэф,— трифункциональный алкилиру-
ющий агент, обладающий противоопухолевым действием [1]. Проти-
воопухолевая активность обнаружена также у Д Н К , алкилированной
тиотэфом [2]. Предполагается, что биологическая активность тиотэфа,
как и других электрофильных алкилирующих агентов, обусловлена его
взаимодействием с клеточной Д Н К [3]. Однако доказательства, полу-
ченные к настоящему времени, достаточно противоречивы и носят, в
основном, косвенный характер. На примере реакции алкилирования
этиленимином и тиотзфом мононуклеотидов показано, что алкилирова-
ние происходит в основном по остаткам фосфорной кислоты [4]. С дру-
гой стороны, результаты, полученные авторами работы [5], свидетель-
ствуют об алкилировании метилированных аналогов оснований нукле-
иновых кислот тиотэфом в водной среде. Изменение физико-химичес-
ких свойств Д Н К вследствие алкилирования (денатурация, фрагмен-
тация, изменение плотности отрицательного заряда , изменение спек-
тральных характеристик) подтверждает возможность модификации
нуклеофильных центров в Д Н К [2, 6, 7]. Однако при этом неясно, ка-
кие нуклеофильные центры в составе нуклеиновых кислот и в каких
условиях оказываются предпочтительными в реакции алкилирования •—
остатки гетероциклических оснований или остатки фосфорной кислоты.
В связи с этим мы решили выяснить основные направления алкилиро-
вания нуклеозидов и полинуклеотидов производными этиленимина —
тиотэфом и моноазиридиндиэтилфосфатом.
Материалы и методы, Ν,Ν' ,Ν' ' -триэтиленимид тиофосфорной кислоты (тиотэф,
I) синтезирован по методу [8], моноэтиленимид диэтилового эфира фосфорной кислоты
64 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989. Т. 5. № 5 5-9-419 64
(моноазиридиндиэтилфосфат, МЭФ, I I ) — п о методу [9]. В работе также использовали
этиленимин (ЭИ, III) отечественного производства, перегнанный перед употреблением.
/ H ///
Для алкилирования применяли также 355-тиотэф (ВО «Изотоп», Ленингр. отд-ние)
с удельной активностью 190 ГБк/моль.
В работе использовали препарат Д Н К тимуса теленка (НПО «Биолар», Олайне),
предварительно очищали от примесей белка и РНК так, чтобы содержание основного
вещества было не менее 98 %. Молекулярная масса Д Н К по данным электрофореза в
агарозном геле — не менее 1-Ю7, гиперхромный эффект при тепловой денатурации —
33 %. Фрагментацию Д Н К ультразвуком проводили на дезинтеграторе «MSE» (Англия)
в течение 10 мин при 0°С (частота 22 кГц). Фрагменты, полученные при такой обра-
ботке, содержат в среднем 400—500 пар нуклеотидов.
В работе использовали также препараты гомополирибонуклеотидов фирмы «Ser-
va» (ФРГ): поли (G), поли (А), поли (U) и поли (С) (калиевые соли) и препараты нук-
леозидов фирмы «Reanal» (ВНР) — гуанозин, аденозин, цитидин и уридин.
Для алкилирования в водные растворы полинуклеотидов (1 мг/мл) вносили алки-
лирующие агенты в концентрации около 20 мМ. Смеси инкубировали 48 ч при темпе-
ратуре 37 °С. Непрореагировавшие алкилирующие агенты удаляли экстракцией хлоро-
формом. Оставшуюся смесь упаривали в вакууме водоструйного насоса и подвергали
кислотному гидролизу (1 M HCl, 37°С, 48 ч). Аликвоты для анализа нейтрализовали
0,05 M натрий-фосфатным буфером (рН 7,0) и разделяли с помощью высокоэффектив-
ной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Для алкилирования нуклеозидов в их вод-
но-этанольные растворы (объемное соотношение вода : спирт 1 : 1 ) с концентрацией
около 25 мМ вносили алкилирующие агенты в той же концентрации и добавляли хлор-
ную кислоту (1 М) до значений рН 6,0—6,5. Полученные смеси выдерживали 24 ч при
температуре 37 °С, а затем разделяли методом ВЭЖХ.
Разделение алкилированных нуклеозидов и продуктов гидролиза алкилирован-
ных полинуклеотидов проводили на системе ВЭЖХ фирмы «Віо-Racb (США) с про-
точным УФ-детектором типа «UV monitor model 1306» той же фирмы с использованием
метода обращенно-фазовой ВЭЖХ (офВЭЖХ) на колонке Bio-Sil ODS-5S («Віо-Rad»)
размером 4X150 мм при скорости элюции 0,7 мл/мин и рабочем давлении 588 кПа
в градиенте концентрации ацетонитрила (0—20 %) на 0,05 M натрий-фосфатном буфе-
ре (рН 7,0). Спектры поглощения выделенных продуктов записывали на спектрофото-
метре «Specord UV VIS» («Karl Zeiss», ГДР) , добавляя в растворы HCl или NaOH
до значений рН соответственно 1 и 12.
Для определения кинетики включения тиотэфа в Д Н К и полинуклеотиды в вод-
ные растворы последних (2,5 мМ NaCl, рН около 7,0, кроме отдельно указанных слу-
чаев) с концентрацией 1 мг/мл вносили 355-тиотэф (0,4 мБк, общий объем пробы
75 мкл). Пробы инкубировали при 37 °С и через определенные промежутки времени
аликвоты (по 10 или 15 мкл) разделяли колоночной хроматографией на сефадексе
G-75 («Pharmacia», Швеция). Для этого использовали колонку размером 6X75 мм.
Затем пробы элюировали 0,1 M раствором аммоний-бикарбоната (рН 8,0) со скоростью
2 мл/мин. Фракцию полинуклеотида собирали, полноту выхода контролировали спект-
рофотометрически. Для определения степени алкилирования пробы наносили на фильт-
ры GF/C («Whatman», Англия), подсушивали на воздухе и измеряли радиоактивность
в толуольном сцинтилляторе по каналу 14C на счетчике радиоактивности «Intertechni-
que» (Франция).
Результаты и обсуждение. Д л я установления основных центров
алкилирования нуклеиновых кислот мы изучили кинетику алкилирова-
ния тиотэфом различных гомополирибонуклеотидов. При этом исходи-
ли из того, что различия между полинуклеотидами касаются только
структуры азотистых оснований, и если бы в реакцию вступали в ос-
новном межнуклеотидные фосфаты, то разница в степени алкилирова-
66 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989. Т. 5. № 5 5 - 9 - 4 1 9 65
ния различных полинуклеотидов была бы незначительной. Однако в
эксперименте обнаружено, что алкилирование полинуклеотидов проис-
ходит с разной скоростью, причем поли (G) алкилируется намного эф-
фективнее других полинуклеотидов (рис. 1). Учитывая этот факт можно
полагать, что в реакцию с тиотэфом вступают в основном остатки гете-
роциклических оснований и степень их алкилирования будет умень-
шаться в ряду гуанин — аденин — цитозин — урацил.
Д л я того чтобы получить прямые доказательства алкилирования
гетероциклических оснований в составе полинуклеотидов, мы провели
кислотный гидролиз алкилированных препара-
тов и изучили их состав. Поскольку N-гликозид-
ные связи в составе рибонуклеотидов и Р Н К
достаточно устойчивы [10], то в результате
кислотного гидролиза можно было ожидать об-
Рис. 1. Кинетика алкилирования полинуклеотидов 35S-THO-
тэфом: 1 — поли (G); 2 — поли (А); 3 — поли (С): 4— по-
ли (U)
Fig. 1. Kinetics of the polynucleotides alkylation with 35S-
ThioTEPA. / — p o l y ( G ) ; 2 — poly(A); 3 — polv(C): , - n o -
ly(U).
разования пуриновых и пиримидиновых нуклеозидов. Поэтому для
идентификации продуктов кислотного гидролиза алкилированных
полинуклеотидов нами было проведено алкилирование соответ-
ствующих рибонуклеозидов. Д л я определения направлений алки-
лирования нуклеозидов мы сравнили УФ-спектры поглощения получен-
ных нами продуктов с известными в литературе, основываясь на том,
что спектральные характеристики алкилированных мономеров опреде-
ляются преимущественно направлением алкилирования и практически
не зависят от структуры алкильного радикала [11, 12]. На рис. 2 в
качестве примера приведены результаты разделения продуктов алки-
лирования гуанозина и цитидина ЭИ и МЭФ. В результате изучения
алкилирования гуанозина и дезоксигуанозина [13] было показано, что
основным центром алкилирования является атом азота в положении 7
гетероцикла. Аналогичный результат мы получили в случае использо-
вания производных Э И — тиотэфа и МЭФ. Полученные продукты, по-
добно известным 7-алкилзамещенным производным гуанозина, оказа-
лись нестойкими в щелочной среде и разрушались с расщеплением ими-
дазольного кольца, что сопровождалось изменением их спектральных
характеристик. По-видимому, такое расщепление имело место у ж е в
процессе алкилирования , поскольку нами выделены продукты, облада-
ющие спектральными характеристиками, присущими алкилпроизводным
пиримидинового ряда (рис. 2, а, т а б л и ц а ) . Расщепления N-гликозидной
связи, судя по отсутствию алкилированных оснований, при алкилиро-
вании гуанозина и других нуклеозидов в указанных условиях не на-
блюдалось. Цитидин, как и уридин, алкилировался преимущественно
по N3 положению гетероцикла, аденозин — по Nl ( таблица) .
Фосфамидные связи алкилирующих агентов І и И относительно
нестабильны в водных средах [14], поэтому при алкилировании тиотэ-
фом и М Э Ф наряду с ожидаемыми соединениями фосфоаминоэтилиро-
вания обнаруживаются продукты аминоэтилирования, аналогичные та-
ковым в реакциях с ЭИ [5]. Соотношение этих продуктов изменяется
в зависимости от условий проведения реакции и условий анализа вы-
деленных препаратов из-за дальнейшего расщепления (гидролиза)
фосфамидных связей в алкильных радикалах (рис. 2) . Сопоставление
результатов гидролиза алкилированных Д Н К , полинуклеотидов и нук-
леозидов выявляет наличие определенных аналогий в алкилировании
остатков оснований в их составе. Различие состоит лишь в том, что в
составе Д Н К некоторые из наиболее реакционноспособных атомов азо-
66 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989. Т. 5. № 5 5-9-419 66
та оснований принимают участие в образовании водородных связей
(N1 пуринов и N3 пиримидинов), благодаря чему в Д Н К алкилирова-
нию подвергаются в первую очередь N7 и N3 положения пуриновых и,
в меньшей степени, Nl пуриновых и N3 пиримидиновых оснований (по
мере денатурации алкилированнои Д Н К ) .
Характерной особенностью алкилирования ЭИ и его производны-
Рис. 2. О ф В Э Ж Х продуктов алкилирования гуанозина (а) и цитидина (б) ЭИ (1) и
МЭФ (2). Условия приведены в разделе «Материалы и методы»
Fig. 2. Separat ion of the products of guanos ine (a) and cytidine (б) alkylat ion with
ethylene imine (1) and monoazir idine diethyl phosphate (2) u s ing Bio-Sil 0 D S - 5 S chro-
matography, phosphate-buffered (0.05 M) acetonitri le gradient (0-20 %) , pH 7, elution
rate — 0.7 ml/min. , pressure — 80 atm.
тельно стабильного иммониевого катиона — протонированной формы
алкилирующего агента [15]. Эта стадия отсутствует для других типов
алкилирующих агентов, например для диметилсульфата. Поэтому в
реакциях алкилирования, протекающих с участием иммониевого кати-
она, заметную роль играют электростатические эффекты [6]. Кроме
того, имеет значение и величина рН среды. Эффективность алкилиро-
вания Д Н К увеличивается с уменьшением значения рН (рис. 3>а). Н а -
против, увеличение ионной силы раствора (добавление в среду NaCl)
уменьшает скорость алкилирования из-за конкурирующего влияния
анионов среды. Этот эффект особенно заметен, начиная с концентра-
ции NaCl 0,05 М. В растворе 1 M NaCl алкилирование Д Н К практиче-
ски не идет (рис. 3,6). Некоторые авторы указывают на возможность
взаимодействия тиотэфа с NaCl [14]. С1-Анион в реакции с иммоние-
вым катионом в определенных условиях действительно может высту-
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989. Т. 5. № 5 5-9-419 67
Спектральные характеристики продуктов алкилирования нуклеозидов ЭИ
и диэтилсульфатом (ДЭС)*
Spectral characteristics of products of the nucleosides alkylation with ethyleneimine
and diethylsulfate
Алкили-
рующий
агент
Длина волны поглощения, нм
Направление алкилирования
нуклеозида
Алкили-
рующий
агент
рН
^max ^min
Аденозин, Nl ДЭС
ЭИ
Гуанозин, Nl ДЭС
ЭИ
Гуанозин, N7 ДЭС
ЭИ
Гуанозин, N7 (с расщеплен- ДЭС
ным имидазольным циклом)
ЭИ
Цитидин, N3 ДЭС
ЭИ
Уридин, N3 ДЭС
ЭИ
1 259 235
12 261 (268, 300) 233
1 263 236
12 270 (263, 278, 300) 241
1 261 (272) 232
12 258 (270) 239
1 260 (273) 229
12 256 (270) 236
1 258 (277) 238
12 Разлагаеи я —
1 258 (275) 234
12 Разлагается —
1 271 —
12 265 —
1 272 242
12 265 248
1 280 247
12 225, 267 212, 244
1 281 245
12 267 245
1 262 235
12 264 237
1 261 235
12 262 238
* Данные взяты из работы [12].
пать в роли нуклеофила, приводя к образованию хлорэтиламинов. Так,
при десятикратном (по отношению к тиотэфу) избытке NaCl зарегист-
рировано протекание реакции на 5—7 %. При меньших концентрациях
NaCl (0,1 M растворы) на скорость реакции тиотэфа с NaCl оказывает
влияние рН раствора. Показано, что тиотэф, инкубированный в тече-
ние 1 ч при рН 8,0 с 1 M раствором NaCl, не теряет своей активности
в реакциях с Д Н К , в то время как такое же инкубирование при рН 6,0
приводит к снижению эффективности алкилирования Д Н К почти вдвое
(учитывалось время протекания реакции на 1 0 % ) . Можно предполо-
жить, что в первом случае присоединения С1-аниона к тиотэфу почти
не происходит (рКа тиотэфа 7,8), тогда как при рН 6,0 значительное
количество иммониевого катиона расходуется на превращение в хлор-
этиламины. Этим объясняется тот факт, что алкилирование нуклеино-
вых кислот производными ЭИ, в отличие от других алкилирующих
агентов, в частности диалкилсульфатов, в забуференных растворах с
высокой ионной силой протекает значительно медленее.
Ранее показано, что денатурированная Д Н К (дДНК) медленнее,
чем нативная, алкилируется иммониевым катионом [16]. Та же зави-
симость сохраняется и при алкилировании высокомолекулярной д Д Н К
тиотэфом (рис. 3, в, кривые 1 и 2). Однако разница в эффективности
алкилирования становится несущественной для Д Н К и д Д Н К , фраг-
ментированных ультразвуком (рис. 3, в, кривые 3, 4). Очевидно, кроме
влияния электростатических эффектов, причиной указанного различия
может быть изменение конформации Д Н К вследствие ее денатурации,
68 ISSN 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И К Л Е Т К А . 1989. Т. 5. № 5 5-9-419 68
когда расплетенные нити Д Н К могут сворачиваться в клубок таким
образом, что наиболее гидрофобная часть молекулы — основание —
оказывается внутри и поэтому недоступна для алкилирующего агента.
Напротив, фрагментация д Д Н К , с одной стороны, препятствует свора-
чиванию молекулы, оставляя доступными нуклеофильные центры осно-
ваний, с другой — приводит к образованию дополнительных по сравне-
н и е с полимерной Д Н К концевых фосфатов, способных алкили-
роваться.
Рис. 3. Кинетика алкилирования Д Н К 355-тиотэфом: а — влияние рН на скорость ре-
акции (1 — рН 5,5; 2—6,0; 3—7,0); б — влияние различных концентраций NaCl на ско-
рость реакции (/—0,01; 2—0,05; 5—0,1; 4—1,0 M NaCI); в — кинетика алкилирования
высокомолекулярной Д Н К (1, 2) и ДНК, фрагментированной ультразвуком (3, 4);
I, 3 — нативная ДНК, 2, 4 — денатурированная Д Н К
Fig. 3. Kinetics of DNA alkylation with 35S-ThioTEPA: a — the influence of pH on the
reaction rate ( / — pH 5.5; 2—6.0; J—7.0); б — the influence of different NaCl concentra-
tions on the reaction rate (/—0.01; 2—0.05; 5—0.1; 4—1.0 M NaCl); с — kinetics of al-
kylation of high-molecular DNA (/, 2) and D1NA fragmentized by ultrasound (3, 4):
1, 3— native DNA, 2, 4 — denatured DNA.
Таким образом, при алкилировании нуклеиновых кислот ЭИ и его
производными модификации подвергаются в основном остатки гетеро-
циклических оснований. Представленные выше результаты противоре-
чат представлению об образовании во время алкилирования триэфи-
ров, т. е. об алкилировании межнуклеотидных фосфатов. Отличитель-
ной особенностью алкилирования производными ЭИ является увели-
чение скорости алкилирования полинуклеотидов в присутствии донора
протонов и замедление реакции в присутствии солей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гиллер С. А., Лидак М. Ю., Лукевиц Э. # . Химия противоопухолевых веществ//
Химиотерапия злокачеств. опухолей.— М. : Медицина, 1977.— С. 10—60.
2. Структурно-функциональные особенности модифицированных нуклеиновых кислот /
А. Д. Швед, А. И. Потопальский, А. П. Соломко и др . / /Молекуляр. биология.—
1980.—Вып. 26.—С. 64—78.
3. Росс У. Биологические алкилирующие вещества.— М. : Медицина, 1964.—260 с
4. Строение продуктов модификации нуклеотидов и Д Н К этиленимином и тиотэфом /•'
А. М. Серебряный, Г. В. Андриевский, А. Р. Беккер и др . / /Биоорг . химия.— 1987.—
13, № 6.— С. 757—764.
5. Масс-спектроскопическое исследование взаимодействия тиофосфамида с основания-
ми нуклеиновых к и с л о т / Л . Ф. Суходуб, В. С. Шелковский, М. В. Косевич и др / Г
Докл. АН СССР.— 1985.—283, № 3.—С. 714—716.
6. Взаимодействие Д Н К с противоопухолевым препаратом тиофосфамидом / Т. Л. П я -
тигорская, О. Ю. Жилкова, Л. М. Муравьева, Л. Ф. Суходуб / /Молекуляр 6wm>-
гия.— 1986,— 20, № 2,— С. 423—429.
7. Степень алкилирования и физико-химические свойства модифицированных тиофос-
фамидом Д Н К / Ю . В. Пацковский, В. Т. Соловьян, А. И. Потопальский, З Ю Тка-
чук // Молекуляр. биология.— 1984 — Вып. 37 — С. 44—50.
8. Лидак М. Ю., Гиллер С. А., Медне А. Я. К синтезу ТноТЭФА // ТиоТЭФА — Рига ·
Изд-во АН ЛатвССР, 1961.—С. 5—8.
9. Гречкин И. П. Фосфорорганические производные этиленимина. Сообщ. 1. Взаимо-
действие этиленимина с хлорангидридами диалкилфосфорных к и с л о т / / И з в . АН
СССР.— 1956.— № 5.— С. 538—543.
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989. Т. 5. № 5 69
10. Шабарова 3. Α., Богданов А. А. Химия нуклеиновых кислот и их компонентов.—
М. : Химия, 1978.—584 с.
11. Singer В. UV spectral characterist ics and acidic dissociation cons tan ts of 280 alkyl
bases, nucleosides, and nucleotides // Handbook of biochem. and mol. biol.— London:
CRC press, 1986.—Vol. 1 .—P. 409—447.
12. Singer B. The chemical effect of nucleic acid alkylation and their relation to muta-
genesis and carcinogenesis // P rogr . Nucl. Acid Res. and Мої. Biol.— 1975.— 15.—
P. 219—280.
13. Hemminki K., Ludlum D. V. Covalent modificat ion of DNA by neoplastic agent s / /
J. Nat. Cancer Inst.— 1984.—73, N 5 . — P . 1021 — 1028.
14. Изучение стабильности тиофосфамида в водных и водно-солевых растворах/
Т. Л. Пятигорская,О. Ю. Жилкова , Η. М. Архангелова и др. / / Хим.-фарм. журн.—
1984.— JMb 2,— С. 343—349.
15. Органическая химия нуклеиновых кислот / Н. К. Кочетков, Э. И. Будовский,
Е. Д. Свердлов и др.—М. : Химия, 1970.—720 с.
16. Relative reactivities for monofunct ional ni t rogen mus ta rd alkylat ion of nucleic acid
components / С. C. Price, G. M. Gaucher, P. Koneru et a l . / / B i o c h i m . et biophvs.
acta.— 1968.— 166, N 2 , — P . 327—359.
ИH-T молекуляр. биологии и генетики АН УССР, Получено 02.02.87
Киев
SOME P R O P E R T I E S OF THE REACTION BETWEEN
POLYNUCLEOTIDES AND T H I O P H O S P H A M I D E
Yu. V. Patskovsky, T. P. Voloshchuk, A. I. Potopalsky
Ins t i tu te of Molecular Biology and Genetics,
Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Kiev
S u m m a r y
The alkylat ion of ribonucleosides and polynucleotides with ethylene imine, monoaziri-
dine, diethyl phosphate and ant i tumour agent thiophosphamide has been shown to change
usually nuclcobases residues. The preferent ial centres of the aklylat ion are ni t rogen
a toms in the posit ions 7 of guanosine, 1 of adenosine and 3 of pyrimidine nucleosides.
The ra te of DNA alkylat ion increases with a decrease of the ionic strength and pH
and depends on the conformat ion and molecular mass of the molecules.
УДК 577.217.5;577.18.02
И. С. Гройсман, А. П. Потапов
ИЗУЧЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ ТОЧНОСТЬЮ
ТРАНСЛЯЦИИ П О Л И ( U ) И ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ
ДЕКОДИРОВАНИЯ П О Л Н О Т ) В БЕСКЛЕТОЧНЫХ
БЕЛОКСИНТЕЗИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ ИЗ ESCHERICHIA COLI
С использованием бесклеточных белоксинтезирующих систем из изогенных штаммов
Li. coli, различающихся мутациями в рибосомном белке S12, продемонстрировано нали-
чие положительной корреляции между неоднозначностью трансляции поли(ІІ) и эф-
фективностью трансляции ее дезоксирибоаналога noлu(dT). Условия, вызывающие
ошибки трансляции поли(Ц)—увеличение концентрации антибиотиков неомицина,
канамицина, стрептомицина, ионов магния—стимулируют трансляцию поли(йТ). Ряд
активностей антибиотиков по стимулированию ошибочной трансляции поли(и) совпа-
дает с рядом их активностей по стимулированию noлu(dT)-зависимого синтеза поли-
фенилаланина: неомицин)канамицин)стрептомицин. Более точные рибосомы с мутаци-
ей в белке S12 менее активны в трансляции noлu(dT). Полученные данные хорошо
соответствуют гипотезе о стереоспецифическом отборе кодон-антикодоновых комплек-
сов на рибосоме.
Введение. Гипотеза стереоспецифической стабилизации кодон-антико-
доновых комплексов постулирует прямое взаимодействие декодирующе-
го центра рибосомы с сахарофосфатным остовом кодон-антикодонового
дуплекса как с единым целым [1, 2] . Один из путей проверки этого
70 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989. Т. 5. № 5 5-9-419 70
|