БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 8, с. 1224–1239
УДК 517.323:615.277.3:577.151.042:577.218
Параллельные G-квадруплексы, образованные гуанин-богатыми микросателлитными повторами, ингибируют человеческую топоизомеразу I
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: G-квадруплексы, микросателлитные повторы, стабильность и структура G-квадруплексов, ингибиторы топоизомеразы I.
Аннотация
В работе методами УФ-спектроскопии и КД определена термодинамическая стабильность и структура G-квадруплексов (G4), образуемых G-богатыми фрагментами микросателлитов человека, которые отличаются числом остатков гуанозина в повторяющейся единице. Показано, что олигонуклеотиды d(GGGT)4 и d(GGT)4 образуют внутримолекулярные параллельные G4, причем температура плавления G-квадруплекса резко уменьшается (более чем на 45°) при переходе от трех- к битетрадным структурам. Повторы d(GT)n не образуют совершенных G4 (одна G-тетрада); элементы такой G-квадруплексной структуры не устойчивы при комнатной температуре и не стабилизируются ионами одновалентных металлов. Для олигонуклеотида d(GGT)4 определена минимальная концентрация ионов К+, способствующая сборке квадруплекса, которая, как оказалось, зависит от поддерживающей концентрации ионов Na+. Впервые показано, что при параллельной ориентации цепей в четырехцепочечной структуре фланкирующие G4-мотив комплементарные участки (в олигонуклеотиде d(CACTGG-CC-(GGGT)4-TA-CCAGTG)) не могут образовать двойную спираль из-за стерической удаленности, а только дестабилизируют G-квадруплекс. Изучено влияние охарактеризованных олигонуклеотидов на активность топоизомеразы I, одного из основных клеточных ферментов, и прослежена взаимосвязь между стабильностью образуемых ими квадруплексов и степенью ингибирования фермента. Наиболее активным ингибитором с IC50 равной 0,08 мкМ оказался олигонуклеотид d(CACTGG-CC-(GGGT)4-TA-CCAGTG), в котором фланкирующие G4-мотив последовательности уменьшали устойчивость сверхпрочной квадруплексной структуры, образованной d(GGGT)4.