Направление: 011200 Физика
Профиль: Молекулярная Биофизика
Кафедра Молекулярной Биофизики и Физики Полимеров
Научный руководитель: к. ф.-м. н., доцент А.М. Поляничко
Рецензент: к. б. н. А.С. Цимоха

Взаимодействие диамминодихлорплатины(II) с ДНК и белками
Белая Ирина Александровна

Цис-диамминодихлорплатина(II) (цис-ДДП) - противопухолевый препарат, основной мишенью которого является ДНК. Противоопухолевый агент связываясь с ДНК, искажает ее структуру, что, в конечном итоге, ведет к гибели клетки. Основную часть всех повреждений ДНК составляют внутринитевые сшивки цис-ДДП с атомами  N7 соседних пуриновых оснований. Именно благодаря этим сшивкам цис-ДДП обладает противоопухолевой активностью, в отличие от транс-ДДП, которая не способна образовывать аддукты такого типа. ДНК в ядре находится в составе хроматина, структура которого стабилизируется гистоновыми белками. Гистоны связываются с ДНК, оказывая существенное влияние на ее функционирование в клетке, в том числе. и на механизм биологического действия противоопухолевых препаратов.
Работа посвящена исследованию механизмов действия комплексов цис-ДДП и транс-ДДП с ДНК и белками. Взаимодействие гистонов с ДДП изучалось с помощью метода гель-электрофореза и аналитического ультрацентрифугирования. В качестве метода по определению характера связывания ДДП с ДНК и белками был использован метод ИК-спектроскопии. В качестве контрольного белка для ИК-спектроскопии был выбран БСА (Бычий Сывороточный Альбумин).
В ходе работы были получены основные результаты:
1. Показано уменьшение электрофоретической подвижности гистонов H3 и H4 в комплексах с ДДП. Обнаружено уменьшение гидродинамического радиуса и формы гистона H3 в комплексе с цис-ДДП. В комплексах H3 с транс-ДДП не выявлено существенных изменений гидродинамичесикх параметров
2. ДДП способствует димеризации БСА
3. Предложено разложение полосы амид I БСА в области 1700-1600 см-1 на 5 составляющих, которые отнесены типам вторичной структуры. Показано, что взаимодействие цис-ДДП с БСА приводит к смещению максима полос 1630 →1625 см-1 (β-структура), 1650→1641 см-1 (неупорядоченный участок цепи), 1655→1653 см-1 (α спираль).
4. Показано изменение электрофоретической подвижности трёх форм плазмидной ДНК pUC19 в комплексах с ДДП 
5. В ИК-спектрах ДНК и ее комплексов удалось отождествить основные спектральные полосы, соответствующие колебаниям групп в составе оснований и сахарофосфатного остова ДНК. Предложено разложение композитной полосы в области 1750-1550 см-1 на 9 составляющих, 6 из которых отнесены к колебаниям отдельных групп в составе азотистых оснований. Показано, что взаимодействие ДДП с ДНК приводит к смещению максимумов и уменьшению интенсивности полос 1562     см-1 (С=N7 (G)),1576 см-1 (С=N(H2)(G)). Показано, что взаимодействия цис-ДДП с ДНК приводит к смещению и изменению интенсивности полос 1644 см-1 (С4=О (T)), 1678 см-1 (С6=О (G) связанной с С4=О (Т) и С2=О(С)) и 1698 см-1(С2=О(Т)). В комплексах ДНК с транс-ДДП не выявлено существенных изменений положения и интенсивности полос поглощения в области 1300-800 см-1, соответствующих колебаниям групп в составе сахарофосфатного остова. В комплексах ДНК с цис-ДДП показано увеличение интенсивности полосы поглощения на 1087 см-1 (PO2) и уменьшение интенсивности полос на 938, 837 см-1 (маркеры B-формы) 
Опираясь на полученные в ходе данной работы данные можно сделать следующие основные выводы: 
1. Выявлено взаимодействие ДДП с гистонами H3 и Н4. При этом с помощью используемых в работе методов взаимодействие ДДП с линкерным гистоном H1 не было обнаружено.
2. Цис-ДДП образует внутримолекулярные сшивки в гистоне H3.
3. Связывание цис-ДДП вносит изменения в геометрию полипептидной цепи БСА.
4. Цис-ДДП и транс-ДДП преимущественно взаимодействуют с гуанином
5. Цис-ДДП, в отличие от транс-ДДП, изменяет конформацию сахарофосфатного остова
6. Во всех исследованных комплексах геометрия сахарофосфатного остова ДНК соответствует В-форме.

Список публикаций
1. E.V. Chikhirzhina, M.S. Feofilova, I.A. Belaya, M.A. Ogarkov, E.I. Kostyleva, G.I. Chikhirzhina, A.M. Polyanichko. The structure of complexes of nuclear proteins HMGB1 and H1 with DNA modified by cisplatin// Book of abstract, 9th European Biophysics Congress. Portugal, 2013. P. 135. 
2. A.M. Polyanichko, I.A. Belaya, N.M. Romanov, E.I. Kostyleva, E.V. Chikhirzhina. Interaction of DNA with Nuclear Proteins and Diamminedichloroplatinum(II) Studied by Infrared Spectroscopy// Book of abstract , European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules. UK, 2013. P. 114.
3. И.А. Белая, A.M. Поляничко. Изучение взаимодействия диамминодихлорплатины(II) с ДНК методом ИК спектроскопии// Сборник тезисов, IX Санкт-Петербургская конференция молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах». Россия, 2013. С.15. 
4. И.А. Белая, Е.В. Чихиржина, А.М. Поляничко. Изучение комплексов дихлородиамминплатины(II) с ДНК и белками хроматина// Сборник тезисов, XXVII Зимняя молодежная научная школа «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии». Россия, 2015. С. 72.