Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований
В работе исследовали направления алкилирования пуриновых оснований в свободном виде и в составе ДНК этиленимином (ЭИ), моноазиридиндиэтилфосфатом и тиотэфом. Методом обращенно-фазовой ВЭЖХ проведено разделение продуктов алкилирования. При сопоставлении спектров поглощения выделенных алкилированных о...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Биополимеры и клетка |
|---|---|
| Datum: | 1989 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1989
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155432 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований / Ю.В. Пацковский, Т.П. Волощук, А.И. Потопальский // Биополимеры и клетка. — 1989. — Т. 5, № 6. — С. 46-52. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155432 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. 2019-06-16T20:08:14Z 2019-06-16T20:08:14Z 1989 Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований / Ю.В. Пацковский, Т.П. Волощук, А.И. Потопальский // Биополимеры и клетка. — 1989. — Т. 5, № 6. — С. 46-52. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0000F6 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155432 577.113.4 В работе исследовали направления алкилирования пуриновых оснований в свободном виде и в составе ДНК этиленимином (ЭИ), моноазиридиндиэтилфосфатом и тиотэфом. Методом обращенно-фазовой ВЭЖХ проведено разделение продуктов алкилирования. При сопоставлении спектров поглощения выделенных алкилированных оснований с изученными ранее установлено, что алкилирование аденина происходит в основном по N1, N3, N9, а гуанина – по N1, N7 и N9 положениям гетероцикла. Из кислотных гидролизатов алкилир о ванной разными агентами ДНК выделены I- и 3-алкиладенин, 6-алкиламинопурин, I- и 7-алкилгуанин. Обсуждается зависимость физико-химических свойств такой ДНК от направлений алкилирования пуриновых оснований. У роботі досліджували напрямки алкілування пуринових підстав у вільному вигляді та у складі ДНК етиленіміну (ЕІ), моноазиридиндиэтилфосфатом і ТіоТЕФ. Методом обернено-фазової ВЕРХ проведено поділ продуктів алкілування. При зіставленні спектрів поглинання виділених алкілованих підстав з вивченими раніше встановлено, що алкілування аденіну відбувається в основному по N1, N3, N9, а гуаніну-по N1, N7 та N9 положенням гетероциклу. З кислотних гідролізатів Алкілуючі про ванну різними агентами ДНК виділені I-й 3-алкіладенін, 6-алкіламінопурін, I-й 7-алкілгуанін. Обговорюється залежність фізико-хімічних властивостей такої ДНК від напрямків алкілування пуринових підстав. Alkylation of purine bases with ethyleneimine, monoaziridinediethylphosphate and thio-phosphoamide leads to formation of ·1-, 3- and 9-alkylderivatives of adenine, 6-alkyIaini-nopurine and 1-, 7- and 9-alkylderivatives of guaninc. 1- and 7-alkylguanine, 1- and 3-alkyladenine, 6-alkylaminopurine were obtained from the acidic hydrolysates of alkylated DNA. Dependence of the physicochemical properties of alkylated DNA on the direction of purine bases alkylation is discussed. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Биополимеры и клетка Структура и функции биополимеров Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований Визначення напрямків алкілування ДНК похідними етиленіміну і виділення модифікованих основ Detection of directions of dna alkylation with ethyleneimine derivatives and isolation of modified bases Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований |
| spellingShingle |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. Структура и функции биополимеров |
| title_short |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований |
| title_full |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований |
| title_fullStr |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований |
| title_full_unstemmed |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований |
| title_sort |
определение направлений алкилирования днк производными этиленимина и выделение модифицированных оснований |
| author |
Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. |
| author_facet |
Пацковский, Ю.В. Волощук, Т.П. Потопальский, А.И. |
| topic |
Структура и функции биополимеров |
| topic_facet |
Структура и функции биополимеров |
| publishDate |
1989 |
| language |
Russian |
| container_title |
Биополимеры и клетка |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Визначення напрямків алкілування ДНК похідними етиленіміну і виділення модифікованих основ Detection of directions of dna alkylation with ethyleneimine derivatives and isolation of modified bases |
| description |
В работе исследовали направления алкилирования пуриновых оснований в свободном виде и в составе ДНК этиленимином (ЭИ), моноазиридиндиэтилфосфатом и тиотэфом. Методом обращенно-фазовой ВЭЖХ проведено разделение продуктов алкилирования. При сопоставлении спектров поглощения выделенных алкилированных оснований с изученными ранее установлено, что алкилирование аденина происходит в основном по N1, N3, N9, а гуанина – по N1, N7 и N9 положениям гетероцикла. Из кислотных гидролизатов алкилир о ванной разными агентами ДНК выделены I- и 3-алкиладенин, 6-алкиламинопурин, I- и 7-алкилгуанин. Обсуждается зависимость физико-химических свойств такой ДНК от направлений алкилирования пуриновых оснований.
У роботі досліджували напрямки алкілування пуринових підстав у вільному вигляді та у складі ДНК етиленіміну (ЕІ), моноазиридиндиэтилфосфатом і ТіоТЕФ. Методом обернено-фазової ВЕРХ проведено поділ продуктів алкілування. При зіставленні спектрів поглинання виділених алкілованих підстав з вивченими раніше встановлено, що алкілування аденіну відбувається в основному по N1, N3, N9, а гуаніну-по N1, N7 та N9 положенням гетероциклу. З кислотних гідролізатів Алкілуючі про ванну різними агентами ДНК виділені I-й 3-алкіладенін, 6-алкіламінопурін, I-й 7-алкілгуанін. Обговорюється залежність фізико-хімічних властивостей такої ДНК від напрямків алкілування пуринових підстав.
Alkylation of purine bases with ethyleneimine, monoaziridinediethylphosphate and thio-phosphoamide leads to formation of ·1-, 3- and 9-alkylderivatives of adenine, 6-alkyIaini-nopurine and 1-, 7- and 9-alkylderivatives of guaninc. 1- and 7-alkylguanine, 1- and 3-alkyladenine, 6-alkylaminopurine were obtained from the acidic hydrolysates of alkylated DNA. Dependence of the physicochemical properties of alkylated DNA on the direction of purine bases alkylation is discussed.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155432 |
| citation_txt |
Определение направлений алкилирования ДНК производными этиленимина и выделение модифицированных оснований / Ю.В. Пацковский, Т.П. Волощук, А.И. Потопальский // Биополимеры и клетка. — 1989. — Т. 5, № 6. — С. 46-52. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT packovskiiûv opredelenienapravleniialkilirovaniâdnkproizvodnymiétileniminaivydeleniemodificirovannyhosnovanii AT voloŝuktp opredelenienapravleniialkilirovaniâdnkproizvodnymiétileniminaivydeleniemodificirovannyhosnovanii AT potopalʹskiiai opredelenienapravleniialkilirovaniâdnkproizvodnymiétileniminaivydeleniemodificirovannyhosnovanii AT packovskiiûv viznačennânaprâmkívalkíluvannâdnkpohídnimietilenímínuívidílennâmodifíkovanihosnov AT voloŝuktp viznačennânaprâmkívalkíluvannâdnkpohídnimietilenímínuívidílennâmodifíkovanihosnov AT potopalʹskiiai viznačennânaprâmkívalkíluvannâdnkpohídnimietilenímínuívidílennâmodifíkovanihosnov AT packovskiiûv detectionofdirectionsofdnaalkylationwithethyleneiminederivativesandisolationofmodifiedbases AT voloŝuktp detectionofdirectionsofdnaalkylationwithethyleneiminederivativesandisolationofmodifiedbases AT potopalʹskiiai detectionofdirectionsofdnaalkylationwithethyleneiminederivativesandisolationofmodifiedbases |
| first_indexed |
2025-11-26T01:43:00Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:43:00Z |
| _version_ |
1850605666881765376 |
| fulltext |
13. The complete nucleotide sequence of the Xenopus laevis mitochondrial DNA /
B. A. Rao, D.-P. Ma, R. K. Wilson, F. W o n g / / J . Biol. Cihein.—,19 85,—260, N 24.—
P. 9759—9774.
14. URF6, last unindentif ied reading f rame of human mtDNA, codes NADH-dehydroge-
nase s u b u n i t s / A . Chomin, M. W. J. Gloeter, M. Ragen et al. / / Science— 19'86 —234,
,Ν 4 7 7 6 . - p . m—m.
15. Six unindentified reading f rames of human mitochondrial DlNA encode components
of the respiratory-chain NADH-dehydrogenase / A. Chomin, D. I. Ragan , A. Matsuno-
Yagi et a l . / / Nature.— 1985.—314, N 6012.—P. 5912—597.
16. Береговская Η. П., Савич А. В. Возможное кодирование железо-серных белков в
митохондриальном геноме млекопитающих / / Биополимеры и клетка.— 1988.—4,
№ 5.— С. 238—245.
17. Nucleotide sequence coding for the respiratory NADH dehydrogenase of E. coli UGG
initiation codon / 1 . E. Yong, B. L. Roger, H. D. Campbell et a l . / / E u r . J. Biol.
C h e m . - 19&1.—116, N l l .—P. '161Э—<171.
Ин-т химии поверхности АН УОСР, Киев Получено 24.04.89
Ин-т биофизики М З СССР, Москва
УДК 577.113.4
Ю. В. Пацковский, Т. П. Волощук, А. И. Потопальский
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ АЛКИЛИРОВАНИЯ ДНК
ПРОИЗВОДНЫМИ ЭТИЛЕНИМИНА И ВЫДЕЛЕНИЕ
МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОСНОВАНИЙ
В работе исследовали направления алкилирования пуриновых оснований в свободном
виде и в составе ДНК этиленимином (ЭИ), моноазиридиндиэтилфосфатом и тиотэфом.
Методом обращенно-фазовой ВЭЖХ проведено разделение продуктов алкилирования.
При сопоставлении спектров поглощения выделенных алкилированных оснований с
изученными ранее установлено, что алкилирование аденина происходит в основном по
N1, N3, N9, а гуанина — по ·Ν1, N7 и N9 положениям гетероцикла. Из кислотных гид-
ролизатов алкилир о ванной разными агентами ДНК выделены I- и 3-алкиладенин, 6-ал-
киламинопурин, I- и 7-алкилгуанин. Обсуждается зависимость физико-химических
свойств такой ДНК от направлений алкилирования пуриновых оснований.
Введение. ЭИ (азиридин) и его производные относятся к классу элек-
трофильных алкилирующих соединений и обладают мутагенным и кан-
церогенным действием [1, 2]. Полифункциональные алкилирующие
агенты, такие как тиотэф, бензотэф и некоторые другие {3, 4], имеют
выраженную противоопухолевую активность и применяются в клинике.
Предполагается, что биологический эффект этих соединений обуслов-
лен их взаимодействием с клеточной ДНК. Однако прямых доказа-
тельств алкилирования различных компонентов в составе Д Н К к
настоящему времени получено недостаточно. При этом показана воз-
можность алкилирования тиотэфом метилированных оснований в сво-
бодном виде [5]. Установлено, что алкилирование ЭИ и тиотэфом мо-
нонуклеотидов происходит в основном по остаткам фосфорной кислоты,
а из оснований в составе нуклеотидов алкилируется лишь гуанин [6].
Имеется также ряд данных об изменении физико-химических свойств
Д Н К в результате алкилирования [7—9]. Мы поставили задачу изу-
чить основные направления алкилирования нуклеиновых кислот ЭИ и
его производными и таким образом выяснить, какие нуклеофильные
центры в Д Н К ответственны за происходящие изменения. Интерес к
этому обусловлен также и обнаруженным ранее противоопухолевым
действием ДНК, алкилированной тиотэфом [10]. В настоящей работе
представлены данные, касающиеся изучения направлений алкилирова-
ния пуриновых оснований в свободном виде и в составе ДНК.
Материалы и методы. Алкилирующие агенты N, N', 1\т//-триэтиленимид тиофосфор-
ноп кислоты (тиотэф, I) и моноэтиленимид диэтилового эфира фосфорной кислоты
4 6 ISSN 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № б 4 — 9-589 46
Препарат Д Н К из тимуса теленка (НПО «Биолар», Олайне) очищен от приме-
сей РНК и белка до содержания основного вещества не менее 98 %. Молекулярная
масса ДНК, по данным электрофореза в агарозном геле, около Ю - 6 , гиперхромный
эффект при тепловой денатурации 33 %.
Д Н К алкилировали в водном растворе (1 мг/мл) при температуре 37 °С в те-
чение 24 ч, концентрация алкилирующего агента 20 мМ. Непрореагировавший реагент
удаляли экстракцией хлороформом. Препарат алкилированной Д Н К гидролизовали
0,1 M НС! при температуре 37 °С в течение 24 ч или 50 %-ным водным раствором ук-
сусной кислоты при IOO0C в течение 8 ч. Полученный гидролизат доводили натрий-
фосфатным буфером до рН 7,0 и наносили на колонку для разделения методом ВЭЖХ.
Алкилирование аденина, гуанина и дезоксигуанозина (реактивы фирмы «Reanal»,
ВНР) проводили следующим образом: в раствор 50 мМ препарата в воде (гуанин ал-
килировали в виде суспензии) вносили 100 мМ алкилирующего агента, рН смеси до-
водили разбавленной HiClO4 до значений 6,0—6,1. Смесь выдерживали 24 ч при 37 °С,
после чего продукты реакции разделяли методом ВЭЖХ. Условия приведены в [13].
Результаты и обсуждение. Ранее установлено, что определяющее
влияние на изменение УФ-спектров поглощения компонентов нуклеино-
вых кислот при их модификации оказывает направление алкилирова-
ния [14]. Природа алкиль-
ного радикала при этом су-
щественного значения не
имеет, и отклонения в спект-
ральных данных для про-
дуктов алкилирования
не превышают 1—3 нм
(табл. 1). Это послужило
для нас основанием прове-
сти идентификацию выде-
ленных продуктов, сравни-
вая их спектральные харак-
теристики с соответствую-
щими данными описанных
ранее алкилированных ком-
понентов нуклеиновых кис-
лот [14].
Изучение УФ-спектров
соединений, полученных в
результате алкилирования
аденина реагентами I или
II и последующего разделе-
ния методом обращенно-
фазовой ВЭЖХ, показало,
что продукты модификации
являются N1-, N3- и N9-
производными (рис. 1,
табл. 1). При хроматогра-
фии продуктов алкилирова-
ния была отмечена опреде-
ленная закономерность.
В каждой группе модифицированных аденинов наибольшая хромато-
графическая подвижность наблюдалась для Nl-производных, вследст-
вие чего с колонки первыми элюировались основания с заместителем в
Nl-положении, затем N3- и Ш-изомеры и последними — №-замещен-
Т а б л и ц а 1
Спектральные характеристики продуктов
алкилирования аденина ЭИ, диэтилсульфатом
(ДЭС) с окисью этилена (ОЭ) *
Spectral characteristics of the products of
adenine alkylation with ethyleneimine (EI),
diethylsulfate (DES) and ethylene oxide (EO) *
Длина волны
Направ-
ление Алкили-
рующий рН
поглощения, HM
\ I алкили-
Алкили-
рующий рН
рования агент
^max ^min
Nl ДЭС I I 1 260 233
12 271 242
ЭИ ' ! ι 263 235
12 272 246
N3 ДЭС < 1 274 240
12 273 247
ЭИ 1 276 233
12 274 245
N9 ДЭС 1 258 230
12 262 228
ЭИ 1 259 228
12 263 234
N6 ОЭ 1 272 233
12 273 236
ЭИ 1 272 233
12 273 244
Аденин 1 262,5 229
12 269,5 237
* Данные взяты из работы [13].
ISSN 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № 6 47
(МЭФ, II) синтезированы согласно [ill, 112]. В работе также использован ЭИ (III);
отечественного производства, очищенный перегонкой.
ные пурины. Структура алкильного радикала существенно сказывается
на гидрофобных свойствах алкилированных аденинов, изменяя в широ-
ком диапазоне их коэффициенты удерживания, что дало возможность
разделить многокомпонентные смеси алкилированных продуктов.
Производные аденина, алкилированные МЭФ и тиотэфом, оказа-
лись нестабильными и претерпевали изменения как в процессе алкили-
рования, так и последующего анализа. Длительное алкилирование или
Рис. 1. Хроматографическое разделение продуктов алкилирования аденина: а — полу-
ченных в результате обработки МЭФ ( / ) и ЭИ (2); б — полученных при взаимодейст-
вии с тиотэфом в течение 24 ч при 37°С ( / ) и 8 ч при IOO0C (2). R— аминоэтильный
радикал; R\ R2 и R3 — предположительно радикалы, образующиеся в результате пос-
ледовательного расщепления одной, двух или трех фосфамидных связей соответст-
венно
Fig. 1. Separation of the products of adenine alkylation with ethyleneimine derivatives;
a — alkylation with monoaziridinediethylphosphate ( / ) and ethyleneimine (2), б — a l k y -
lation with ThioTEPA at 37°С for 24 h ( / ) and at IOO0C for 8 h (2)
обработка щелочью (0,1 M КОН, 100°C, 30 мин) приводили к появле-
нию в составе реакционной смеси нескольких спектральных «аналогов»
алкилзамещенных аденинов, отличающихся по времени удерживания на
колонке. Например, при алкилировании МЭФ мы обнаружили по два
продукта замещения в положениях 1, 3 и 9, а при алкилировании тио-
тэфом — по два продукта в положении 1 и по четыре — в положениях
3 и 9 (продукты с радикалами R, R\ R2 и і?3, рис. 1).
Ранее было показано, что одной из причин разрушения тиотэфа в
водной среде является гидролиз фосфамидных связей [15], вследствие
чего продукты алкилирования содержат аминоэтильный радикал [5].
Очевидна корреляция обнаруженного нами факта образования различ-
ного количества «аналогов» с числом фосфамидных связей в молекулах
алкилирующих агентов — у ЭИ их нет, у МЭФ — одна, у тиотэфа —
три. В связи с этим конечными продуктами превращений алкилпроиз-
водных аденина могут быть соответствующие аминоэтилпроизводные.
Действительно, в экспериментах по алкилированию МЭФ и тиотэфом
обнаруживаются продукты с присущими аминоэтиладенинам хромато-
графическими и спектральными характеристиками. Аминоэтильный ра-
дикал в составе оснований и нуклеозидов является достаточно стабиль-
ным, что было обнаружено ранее на примере взаимодействия ЭИ с
гуанозином и дезоксигуанозином [16].
Закономерности алкилирования и хроматографического поведения
алкилпроизводных аденина и гуанина оказались во многом сходными,
48 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № б 4 — 9-589 48
поэтому ниже мы отметим лишь некоторые особенности, касающиеся
направлений алкилирования гуанина и дезоксигуанозина. В молекуле
гуанина основным центром алкилирования производными ЭИ также
является атом азота в положении 9 гетероцикла. Кроме того, в смеси
обнаружены спектральные аналоги 1- и 7-алкилпроизводных гуанина
Рис. 2. Хроматографическое разделение продуктов алкилирования гуанина тиотэфом
(J) и ЭИ (2)
Fig. 2. Separation of the products of guanine alkylation with ThioTEPA (/) and ethyle-
neiminc (2)
(табл. 2, рис. 2). Отличие в алкилировании аденина, гуанина и соот-
ветствующих им нуклеозидов касалось, как и в случае применения дру-
гих электрофильных алкилирующих агентов [14], реакционной способ-
ности атома азота в положении 7. Алкилирование дезоксигуанозина
приводило к появлению больших количеств 7-алкилгуанина, образую-
щегося в результате реакции гидролиза гликозидной связи нуклеозида,
протекающей, как было показано [17], уже в физиологических услови-
ях. Такое направление алкилирования дезоксинуклеозида подтвержда-
ется и лабильностью продукта алкилирования в щелочных средах [18].
В этих условиях 7-алкилзамещенные пуриновые нуклеозиды и 7,9-диал-
килпроизводные пуриновых оснований претерпевают расщепление ими-
дазольного кольца [14]. При кислотном гидролизе продуктов алкили-
рования дезоксигуанозина обнаружен продукт, по спектрам аналогич-
ный 1-алкилгуанину (табл.2) .
Изученные характеристики алкилированных пуриновых оснований
мы использовали в дальнейшем для анализа препаратов алкилирован-
Η ο ί ϊ ДИК. Так, фракция модифицированных оснований, выделенная из
реакционной смеси в свободном объеме ДЭАЭ-колонки, методом обра-
щенно-фазовой ВЭЖХ разделена на два основных продукта, иденти-
фицированных как 7-алкилгуанин и 3-алкиладенин. Это согласуется с
обнаруженным ранее фактом спонтанной апуринизации ДНК, подверг-
ISSN 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № б 4 — 9-589 49
шейся воздействию различных алкилирующих агентов [14]. 7-Алкил-
гуанин и 3-алкиладенин оказались основными составляющими кислот-
ных гидролизатов алкилированной Д Н К (рис. 3). В данном случае
подтвердилась та же закономерность хроматографического поведения
алкилированных оснований, которая была описана выше для производ-
Рис. 3. Разделение методом обращенно-фазовой ВЭЖХ смеси алкилированных пури-
новых оснований (1) и кислотного гидролизата ДНК, алкилированного МЭФ (2)
Fig. 3. HPLC separation of the mixture of alkylated purine bases ( / ) and of acidic hyd-
rolysate of the DNA alkylated with monoaziridinediethylphosphate (2)
ных аденина. Вероятно, в процессе кислотного гидролиза алкильные
радикалы, образованные МЭФ и тиотэфом, превращаются в амино-
этильные группы, чем и объясняется сходство хроматографических
Т а б л и ц а 2
Спектральные характеристики продуктов алкилирования гуанина ЭИ и ДЭС *
Spectral characteristics of the products of guanine alkylation with ethyleneimine (EI)
and diethylsulfate (DES) *
Длина волны поглощения, нм
Направление Алкилирующий
рН алкилирования агент рН λ шах 1 шах Л Ш 1 П
Nl ДЭС 1 251 (274 229
12 278 (260) 243
ЭИ 1 253 (272) 233
12 277 (261) 246
N7 ДЭС I
12
249
280
(274) 233
258
ЭИ 1 252 (272) 232
12 283
(272)
257
N9 ДЭС 1 252, 277 230
12 253, 268 238
1 254, 278 234
12 254, 269 243
N7, с расщеплен- ДЭС 1 262 221
ным имидазоль- 12 261 243
ным циклом ЭИ I
12
262
260
Гуанин 1 248,5; 277,5 267 Гуанин
12 246; 273,5 255
* Данные взяты из работы [13і].
50 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № б 4 — 9-589 50
профилей разделения гидролизатов ДНК, алкилированной разными
агентами, обнаруженное в экспериментах. Кроме указанных выше 7-
алкилгуанина (преобладающего в количественном отношении) и 3-ал-
киладенина, были найдены аналоги 1-алкиладенина и 6-алкиламинопу-
рина. Последний, скорее всего, образуется из 1-замещенных аденинов
в результате перегруппировки Димрота, протекающей в щелочных, а
иногда и в нейтральных средах [17]. Перегруппировка особенно ха-
рактерна для 1-аминоэтилпроизводных аденина [18] и не исключено
(ввиду их основного характера), что в нашем случае она происходит в
более мягких условиях, чем, например, для метил- или этилпроизвод-
ных аденина. В качестве минорного продукта из алкилированной Д Н К
выделен 1-алкилзамещенный гуанин.
Спонтанная апуринизация Д Н К при алкилировании может быть
основной причиной фрагментации молекул, поскольку фосфодиэфирная
связь в апуриновом участке неустойчива и быстро гидролизуется [17].
Длительное алкилирование обычно приводит к денатурации Д Н К [8] .
Косвенным доказательством денатурации и ее следствием является ал-
килирование остатка аденина по Nl положению гетероцикла, которое в
составе двухспиральной Д Н К участвует в образовании водородной свя-
зи и недоступно для алкилирования.
Исходя из вышесказанного, уменьшение плотности отрицательного
заряда в молекуле ДНК, сопутствующее ее денатурации и фрагмента-
ции, может быть обусловлено (помимо алкилирования концевых фос-
фатных групп, количество которых увеличивается в ходе реакции) об-
разованием продуктов аминоэтилирования. Благодаря способности пер-
вичных и вторичных аминогрупп алкильных радикалов протонировать-
ся в нейтральных средах ряд модифицированных оснований несет на
себе частичный положительный заряд. С этим связывается возможность
образования внутренних четвертичных солей между пространственно
сближенными фосфатными группами Д Н К и ее алкилированными ос-
нованиями [2].
Таким образом, нами установлено, что при 24-часовом алкилирова-
нии в мягких условиях (37 °С, водная среда) производными ЭИ в со-
ставе ДНК в значительной степени алкилируются не только остатки
гуанина [6], но и аденина, а учитывая высокую степень фрагментации
модифицированной ДНК, можно предполагать и высокий уровень алки-
лирования концевых фосфатов, аналогично алкилированию фосфатных
групп в нуклеотидах.
Направления модификации Д Н К и ее компонентов ЭИ и его про-
изводными практически не отличаются от направлений алкилирования
другими электрофильными агентами. Различие в характере алкильных
радикалов, образующихся в процессе реакции, сказывается, как пра-
вило, в разнообразии продуктов модификации и их поведении при хро-
матографии по сравнению с продуктами алкилирования другими хими-
ческими агентами, в особенности, монофункциональными.
D E T E C T I O N O F D I R E C T I O N S O F D N A A L K Y L A T I O N
W I T H E T H Y L E N E I M I N E D E R I V A T I V E S A N D I S O L A T I O N O F M O D I F I E D B A S E S
Yu. V. Patskovsky, T. P. Voloshchuk, A. L Potopalsky
Institute of Molecular Biology and Genetics,
Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Kiev
S u m m a r y
Alkylation of purine bases with ethyleneimine, monoaziridinediethylphosphate and thio-
Phosphoamid-C leads to formation of 1-, 3- and 9-alkylderivatives of adenine, 6-alkylami-
nopurine and 1-, 7- and 9-alkylderivatives of guanine. 1- and 7-alkylguanine, 1- and
3-alkyIadenine, 6-alkylaminopur:ne were obtained from the acidic hydrolysates of alkyla-
ted DNA. Dependence of the p'hysicochemical properties of alkylated DNA on the di-
rection of purine bases alkylation is discussed.
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № б 4 — 9-589 51
СПИСОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1. Лавлсс А. Генетические эффекты алкилирующих соединений.— М. : Наука, 1970.—
255 с.
2. Росс У. Биологические алкилирующие вещества — М . : Медицина, 1964,—260 с.
3. Гиллср С. А., Лидак М. Ю., Лукевиц Э. # . Химия противоопухолевых веществ / /
Химиотерапия злокачеств. опухолей.— М. : Медицина, 1977.— С. 10—60.
4. Противоопухолевый препарат БЕНЗОТ Э Ф / Под ред. П. В. Родионова.— Киев :
Высш. школа, 1973.—174 с.
5. Масс-спектроскопическое исследование взаимодействия тиофосфамида с основания-
ми нуклеиновых кислот / Л. Ф. Суходуб, В. С. Шелковский, М. В. Косевич и др. / /
Докл. АН СССР,— 19-8-5.—283, № 3.—С. 714—716.
6. 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.
7. Взаимодействие Д Н К с противоопухолевым препаратом тиофосфамидом / Т. Л. Пя-
тигорская, О. Ю. Жилкова, Л. М. Муравьева, Л. Ф. Суходуб / / Там же.— 1986.—
20, А'? 2.— С. 2423—2429.
8. Степень алкилирования и физико-химические свойства модифицированных тиофос-
фамидом Д Н К / Ю. В. Пацковский, В. Т. Соловьян, А. И. Потопальский, 3. Ю. Тка-
чук / / Молекуляр. биология.— 1984.— Вып. 37.— С. 44—50.
9. Алкилирование Д Н К : физико-химические свойства ДНК, модифицированных тио-
фосфамидом и моноэтиленимином диэтилового эфира фосфорной кислоты /
Ю. В. Пацковский, Т. П. Волощук, А. И. Потопальский, 3. Ю. Т к а ч у к / / М а к р о -
молекулы клеток и вирусов.— Киев : Наук, думка, 1986.— С. 40—47.
10. Структурно-функциональные особенности модифицированных нуклеиновых кислот /
А. Д. Швед, А. П. Соломко, А. И. Потопальский и д р . / / М о л е к у л я р . биология.—
1980,— Вып. 26.— С. 64—78.
11. Лидак М. Ю., Гиллер С. А., Медне Л. Я. К синтезу ТиоТЭФА / / ТиоТЭФА.— Ри-
га: Изд-во АН ЛатвССР, 1961.—С. 5—8.
12. Гречкин II. П. Фосфорорганические производные этиленимина. Сообщ. 1. Взаи-
модействие этиленимина с хлорапгидридами диалкилфосфорных кислот / / Изв.
АН СССР.— 1956.— № 5.—С. 538—543.
13. Пацковский Ю. В., Волощук Т. П., Потопальский А. И. Некоторые особенности
реакции полинуклеотидов с тиофосфамидом/ /Биополимеры и клетка.— 1989.—5,
Xo 5,— С. 64—70.
14. Singer В. The chemical effect of nucleic acid alkylation and their relation to mu-
tagenesis and ca rc inogenes i s / /P rog- r . Niicl. Acid Res. and Мої. Biol.— 1975.—15.—
P. 219—280.
15. Изучение стабильности тиофосфамида в водных и водно-солевых растворах /
Т. Л. Пятигорская, О. Ю. Жилкова, Η. М. Архангелова и д р . / / Х и м . - ф а р м . журн.—
1984 — № 2,—С. 343—349.
16. Hemminki К., Ludlum D. V. Covalent modification of DNA by neoplastic agents / /
J. N,at. Cancer Inst.— 1984,—73, N 5.— P. /1021 —1026.
17. Органическая химия нуклеиновых кислот / Η . К . Кочетков, Э. И. Будовский,
Е. Д. Свердлов и др .—М. : Химия, 1970,—720 с.
18. Relative reactivities for monofunct ional ni t rogen mus ta rd alkylation of nucleic acid
c o m p o n e n t s / С . C. Price, G. M. Gaucher, P. Koneru et al. / / Biochim. et biophys.
acta.—1968.—166, N 2 ,—P. 327—3159.
Ин-т молекуляр. биологии и генетики Получено 02.02.87
AII УССР, Киев
УДК 577.112.5:578.841
Т. JI. Левитина, Н. В. Роднин, Η. М. Гусак,
С. А. Атепалихина, Э. А. Козлов
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИПТИЧЕСКИХ
И ХИМОТРИПТИЧЕСКИХ ПЕПТИДОВ ГРАНУЛИНА
ВИРУСА ГРАНУЛЕЗА ОЗИМОЙ СОВКИ, AG ROT IS SEGETUM
Методом высоковольтного электрофореза и хроматографии на бумаге из фракций
триптического и химотриптического гидролизатов гранулина, полученных ранее гель-
фильтрованием и ионообменной хроматографией, выделены дополнительно 81 химо-
триптический и 20 триптических пептидов. Установлено их частичное или полное
строение.
52 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1989, т. 5, № б 4 — 9-589 52
|