Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

Физико-химические свойства глицин-морфолиновых аналогов
нуклеиновых кислот
Голышев В.М.
1,2
, Абрамова Т.В.
2
, Пышный Д.В.
2
, Ломзов А.А.
1,2
1 Институт Химической Биологии и Фундаментальной Медицины,
Новосибирск, Россия 
2 Новосибирский Государственный Университет, Новосибирск, Россия
Производные нуклеиновых кислот (НК), в которых рибозофосфатный остов 
заменен на глицин-морфолиновый (ГМ), являются перспективными соединениями, 
как для фундаментальных исследований, так и прикладных разработок [1]. Применение 
данных соединений, у которых отсутствует отрицательных заряд остова, основано
на их способности формировать комплексы с комплементарными последовательнос- 
тями НК. Для оценки перспективности ГМ-аналогов, необходимо изучение свойств, 
которое в определенной степени затруднено недостаточной отработанностью процедур 
их химического синтеза, выделения и идентификации. Нами было установлено, что для 
изучения гибридизационных и структурных свойств новых производных и аналогов 
НК достаточно пятизвенных олигомеров. Для этого разработана термодинамическая 
модель, позволяющая достоверно определять термодинамические параметры формиро-
вания дуплексных участков и кооперативного контакта в тандемных комплексах НК 
различной молекулярности [2]. В качестве проверки теоретической модели, была иссле-
дована термическая стабильность тандемных комплексов ГМ и дезоксирибонуклеозид 
пентааденилатов с цепями ДНК и РНК различной длины (10-50 нт и полинуклеотидная 
цепь). Изучено влияния значений pH (5.5-8) и ионной силы раствора ([Na+]=10-1000 мМ)
на их гибридизационные свойства. На основании анализа полученных данных уста- 
новлено зарядовое состояние ГМ производного при различных значениях pH. Молеку-
лярно-динамическое моделирование позволило установить структурные особенности 
модифицированных тандемных комплексов и охарактеризовать термодинамические 
параметры комплексообразования.
Исследование свойств семизвенных ГМ олигомеров гетеронуклеотидного состава 
при различных концентрациях цепей, буферных условиях и температурах показало 
формирование антипараллельных комплексов с ДНК и РНК и позволило охарактери-
зовать гибридизацонные свойства и растворимость таких комплексов. 
Совокупность полученных результатов указывает на сложность проведения струк-
турных исследований ГМ-комплексов, при этом демонстрирует ряд преимуществ над 
уже имеющимися аналогами НК и перспективность применения данных соединений 
для биомедицинских целей.
1. Абрамова Т. и др. Синтез и свойства метиленкарбоксамидных миметиков 
нуклеиновых кислот на основе морфолиновых нуклеозидов //Биоорг. химия. – 2012. 
– Т. 38. – №. 4. – С. 458-471.
2. Golyshev V., Abramova T., pyshnyi D., Lomzov A. A new approach to precise thermody-
namic characterization of hybridization properties of modified oligonucleotides: Compara-
tive studies of deoxyribo-and glycine morpholine pentaadenines //Biophys. Chem. – 2018. 
– V. 234. – p. 24-33.
Исследование поддержано проектом базового бюджетного финансирования ПФНИ ГАН 
2013-2020 № АААА-А17-117020210021-7.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
161