Синтез и свойства фосфорилгуанидиновых олигонуклеотидов, содержащих 2ʹ,4ʹ-замкнутые нуклеотидные звенья

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлен новый вариант синтетических аналогов олигонуклеотидов, содержащих одновременно два типа модификаций – фосфорилгуанидиновую (PG) межнуклеотидную группу и 2ʹ,4ʹ-замкнутые фрагменты рибозы (LNA) – в составе одного нуклеотидного звена. Показано, что при наличии PG-LNA-звеньев снижается электрофоретическая подвижность олигонуклеотидов, что прежде всего связано с электронейтральностью PG-группы. Также PG-LNA-модификации увеличивают гидрофобность олигонуклеотидов, вследствие чего они характеризуются бо́льшим временем удерживания при обращенно-фазовой хроматографии. Исследована термическая стабильность комплементарных дуплексов, содержащих PG-LNA-олигонуклеотиды. Показано, что температура плавления возрастает на 1.5–4.0°C на модификацию в зависимости от расположения модифицированного звена и ионной силы раствора. При этом методом спектрополяриметрии кругового дихроизма установлено, что пространственная структура комплексов, образованных PG-LNA, отличается от B-формы, что может быть обусловлено наличием LNA-фрагментов, имеющих 3'-эндо-конформацию рибозного кольца. Таким образом, PG-LNA-олигонуклеотиды можно рассматривать как новый частично незаряженный структурный аналог РНК. Основываясь на полученных данных, можно заключить, что PG-LNA-олигонуклеотиды могут быть перспективным инструментом для различных методов выделения и анализа нуклеиновых кислот.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. С. Дюдеева

ФГБУН “Институт химической биологии и фундаментальной медицины” СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: jenyadudeeva@gmail.com
Россия, 630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 8

П. К. Ляпин

ФГБУН “Институт химической биологии и фундаментальной медицины” СО РАН; Новосибирский научно-исследовательский государственный университет

Email: jenyadudeeva@gmail.com
Россия, 630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 8; 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2

Е. В. Дмитриенко

ФГБУН “Институт химической биологии и фундаментальной медицины” СО РАН; Новосибирский научно-исследовательский государственный университет

Email: jenyadudeeva@gmail.com
Россия, 630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 8; 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2

Список литературы

  1. Agrawal S., Iyer R.P. // Curr. Opin. Biotechnol. 1995. V. 6. P. 12–19. https://doi.org/10.1016/0958-1669(95)80003-4
  2. Clafré S.A., Rinaldi M., Gasparini P., Seripa D., Bisceglia L., Zelante L., Farace M.G., Fazio V.M. // Nucleic Acids Res. 1995. V. 23. P. 4134–4142. https://doi.org/10.1093/nar/23.20.4134
  3. Wang S.S., Xiong E., Bhadra S., Ellington A.D. // PLoS One. 2022. V. 17. P. 1–16. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0268575
  4. Bailey J.K., Shen W., Liang X.H., Crooke S.T. // Nucleic Acids Res. 2017. V. 45. P. 10649–10671. https://doi.org/10.1093/nar/gkx709
  5. Metelev V.G., Oretskaya T.S. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2021. V. 47. P. 179–183. https://doi.org/10.31857/S0132342321020172
  6. Titze-de-Almeida R., David C., Titze-de-Almeida S.S. // Pharm. Res. 2017. V. 34. P. 1339–1363. https://doi.org/10.1007/s11095-017-2134-2
  7. Setten R.L., Rossi J.J., Han S.P. // Nat. Rev. Drug Discov. 2019. V. 18. P. 421–446. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0017-4
  8. Fratczak A., Kierzek R., Kierzek E. // Biochemistry. 2009. V. 48. P. 514–516. https://doi.org/10.1021/bi8021069
  9. Kupryushkin M.S., Pyshnyi D.V., Stetsenko D.A. // Acta Naturae. 2014. V. 6. P. 116–118. https://cyberleninka.ru/article/n/phosphoryl-guanidines-a-new-type-of-nucleic-acid-analogues
  10. Freier S.M., Altmann K.H. // Nucleic Acids Res. 1997. V. 25. P. 4429–4443. https://doi.org/10.1093/nar/25.22.4429
  11. Koshkin A.A., Singh S.K., Nielsen P., Rajwanshi V.K., Kumar R., Meldgaard M., Olsen C.E., Wengel J. // Tetrahedron. 1998. V. 54. P. 3607–3630. https://doi.org/10.1016/S0040-4020(98)00094-5
  12. Egli M., Minasov G., Teplova M., Kumar R., Wengel J. // Chem. Commun. 2001. V. 1. P. 651–652. https://doi.org/10.1039/B009447L
  13. Lomzov A.A., Kupryushkin M.S., Shernyukov A.V., Nekrasov M.D., Dovydenko I.S., Stetsenko D.A., Pyshnyi D.V. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2019. V. 513. P. 807–811. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2019.04.024
  14. Dyudeeva E.S., Kupryushkin M.S., Lomzov A.A., Pyshnaya I.A., Pyshnyi D.V. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2019. V. 45. P. 709–718. https://doi.org/10.1134/S1068162019060153
  15. Golyshev V.M., Pyshnyi D.V., Lomzov A.A. // J. Phys. Chem. B. 2021. V. 125. P. 2841–2855. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.0c10214
  16. Kaur H., Arora A., Wengel J., Maiti S. // Biochemistry. 2006. V. 45. P. 7347–7355. https://doi.org/10.1021/bi060307w
  17. Hull C., Szewcyk C., St. John P.M. // Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids. 2012. V. 31. P. 28–41. https://doi.org/10.1080/15257770.2011.639826
  18. Wengel J., Koshkin A., Singh S.K., Nielsen P., Meldgaard M., Rajwanshi V.K., Kumar R., Skouv J., Nielsen C.B., Jacobsen J.P., Jacobsen N., Olsen C.E. // Nucleosides Nucleotides. 1999. V. 18. P. 1365–1370. https://doi.org/10.1080/07328319908044718
  19. Kypr J., Kejnovská I., Renčiuk D., Vorlíčková M. // Nucleic Acids Res. 2009. V. 37. P. 1713–1725. https://doi.org/10.1093/nar/gkp026
  20. Marin V., Hansen H.F., Koch T., Armitage B.A. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2004. V. 21. P. 841–850. https://doi.org/10.1080/07391102.2004.10506974
  21. Vivek K., Rajwanshi V.K., Håkansson A.E., Sørensen M.D., Pitsch S., Singh S.K., Kumar K., Nielsen P., Wengel J. // Angewandte Chemie. 2000. V. 112. P. 1722–1725. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3757(2000 0502)112:9<1722::AID-ANGE1722>3.0.CO;2-Z
  22. Stetsenko D.A., Kupryushkin M.S., Pyshnyi D.V. // Int. Application WO2016028187A1, 2016.
  23. Pavlova A.S., Yakovleva K.I., Epanchitseva A.V., Kupryushkin M.S., Pyshnaya I.A., Pyshnyi D.V., Ryabchikova E.I., Dovydenko I.S. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. P. 9784. https://doi.org/10.3390/ijms22189784

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структурные формулы фрагментов PG- и/или LNA-модифицированных олигонуклеотидов.

Скачать (139KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результат электрофоретического анализа модифицированных декануклеотидов в 20%-ном денатурирующем ПААГ. BrPh – бромфеноловый синий.

Скачать (208KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты ОФХ синтезированных олигонуклеотидов в линейном градиенте ацетонитрила (0–30%, 15 мин).

Скачать (216KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты ОФХ олигонуклеотида 3PL в линейном градиенте ацетонитрила (7.5–22.5% за 16.5 мин).

Скачать (134KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение температуры плавления модифицированных ДНК-дуплексов по сравнению с нативным аналогом в растворах с различной ионной силой.

Скачать (157KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение температуры плавления комплексов с участием модифицированных 17-звенных олигонуклеотидов относительно нативного аналога в растворе с концентрацией Na+ 110 мМ.

Скачать (93KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Спектры кругового дихроизма PG-LNA-модифицированного и нативного ДНК-комплексов.

Скачать (197KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025