Vazba Ag+ na nukleové kyseliny: Od základního výzkumu k aplikacím
Téma dosud nemá řešitele. Máš-li o něj zájem, zaregistruj se a přihlaš se k tématu.- Instituce
- Biofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
- Další údaje o pracovišti
- Oddělení Biofyzika nukleových kyselin
- Lektoři
- Zuzana Dvořáková
- Podpora
- Téma nebylo finančně podpořeno.
V závislosti na podmínkách a své sekvenci je DNA schopná tvořit mnoho strukturních motivů, jako jsou například různé typy dvoušroubovicových uspořádání, triplexy nebo čtyřřetězcové guaninové kvadruplexy a cytozinové interkalované motivy. Ve většině případů je tvorba těchto sekundárních struktur spojena s přítomností specifických kovových iontů (K+, Na+), které se elektrostaticky vážou na negativně nabitou cukrfosfátovou páteř DNA. Výjimkou jsou kationty Ag+, Hg2+ a Pt2+, které interagují přímo s nukleovými bázemi a vytvářejí kovové páry bází.
Nejvhodnější pro interakci s přirozenými páry bází se zdají být stříbrné kationty (Ag+). Stříbro a jeho sloučeniny se již odedávna využívají jako antimikrobiální činidla, protože ve správných dávkách selektivně ničí bakterie, houby a některé viry, aniž by poškozovaly savčí buňky. Právě interakce Ag+ s DNA může být jedním z mechanismů antimikrobiálního účinku stříbrných nanočástic.
Samotná DNA i její různé konformace nacházejí uplatnění také při vývoji nových nanotechnologií. Interakce DNA s Ag+ vede ke tvorbě duplexů i triplexů spojených prostřednictvím Ag+, které jsou teplotně stabilnější a mají lepší mechanické i fyzikální vlastnosti než struktury založené na klasickém Watson-Crickově párování. Studium interakce nukleových kyselin s ionty kovů by tedy mohlo rozšířit oblast využití DNA v nanotechnologiích, jež jsou v současnosti limitovány relativně nízkou stabilitou Watson-Crickových duplexů.
Vazba těžkých kovů na DNA hraje významnou roli také v mechanismu účinku cytostatik. Nejčastěji používaným cytostatikem je cisplatina, která se váže na guaninové báze v DNA. Ta je ale poměrně toxická a její použití je omezené jen pro určité typy nádorů. Studium interakcí nukleových kyselin s dalšími kovy proto představuje perspektivní směr vývoje nových, selektivnějších cytostatik.
Je však nutné si uvědomit, že nadměrné používání sloučenin stříbra vede k jejich hromadění v životním prostředí. Aby bylo používání sloučenin stříbra bezpečné pro živé organismy, je nezbytné porozumět principům interakce DNA s Ag+ a získané poznatky využít k vývoji nanočástic s optimální biokompatibilitou nebo senzorů s vysokou citlivostí a selektivitou k Ag+.
Práce SOČ se zaměří na studium vazby stříbrných kationtů na různá uspořádání nukleových kyselin a na optimalizaci experimentálních podmínek vhodných pro tuto vazbu.