Конкурентне зв’язування хлорофіліну та профлавіну з ДНК
Ключові слова:
ДНК, хлорофілін, профлавін, конкурентне зв’язування, протекторний механізм, інтерцепторний механізм, спектрофотометрія
Анотація
Методом спектрофотометрії досліджено вплив хлорофіліну (Chln) на взаємодію профлавіну (Pf) з ДНК. За допомогою методу виділення головних компонент проведено декомпозицію спектрів систем Chln-Pf, Pf-ДНК та Chln-Pf-ДНК, які було отримано при різних концентраціях ДНК і лігандів. Це дозволило визначити концентрації поглинаючих частинок у розчинах. За даними спектрофотометрії взаємодія Chln з ДНК відсутня. Константа гетероассоціації Chln з Pf, що розрахована з ізотерми Скетчарда, становить 9×104 М. Отримані результати свідчать про те, що у потрійній системі Chln-Pf-ДНК хлорофілін виявляє тільки інтерцепторні властивості. Також було проведено спектрофотометричні дослідження подвійних і потрійних систем при нагріванні розчинів від 20 до 90 °С. Отримано температурні залежності концентрацій поглинаючих частинок у системі Chln-Pf-ДНК. Показано, що зі зростанням температури інтерцепторні властивості Chln посилюються. Це пов’язано з тим, що константа зв’язування Pf з ДНК при нагріванні зменшується, тоді як константа гетероассоціації Chln-Pf практично не залежить від температури.Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Antimicrobial activity of 9-oxo and 9-thio acridines: correlation with interacalation into DNA and effects on macromolecular biosynthesis / A. Cremieux, J. Chevalier, D. Sharples [et al.] // Res Microbiol. – 1995. – V. 146. – № 1. – P. 73-83.
2. Carlson C. B. Solid-phase synthesis of acridine-based threading intercalator peptides / C. B. Carlson, P. A. Beal // Bioorg Med Chem Lett. – 2000. – V. 10, N 17. – P. 1979-1982.
3. Chlorophyllin intervention reduces aflatoxin-DNA adducts in individuals at high risk for liver cancer / P. A. Egner, J. B. Wang, Y. R. Zhu [et al.] // Proc Natl Acad Sci U S A. – 2001. – V. 98, N 25. – P. 14601-14606.
4. The importance of carcinogen dose in chemoprevention studies: quantitative interrelationships between, dibenzo[a,l]pyrene dose, chlorophyllin dose, target organ DNA adduct biomarkers and final tumor outcome / M. M. Pratt, A. P. Reddy, J. D. Hendricks [et al.] // Carcinogenesis. – 2007. – V. 28, N 3. – P. 611-624.
5. Chlorophyllin Antimutagenesis Mechanisms under Different Treatment Conditions in the Micronucleus Assay in V79 Cells / L. G. L. Rampazo, B. Q. Jordao, V. E. P. Vicentini, M. S. Mantovani // Cytologia. – 2002. – V. 67, N 3. – P. 323-327.
6. Protective effect of curcumin and chlorophyllin against DNA mutation induced by cyclophosphamide or benzo[a]pyrene / M. A. Ibrahim, A. M. Elbehairy, M. A. Ghoneim, H. A. Amer // Z Naturforsch C. – 2007. – V. 62, N 3-4. – P. 215-222.
7. Hernaez J. Effects of tea and chlorophyllin on the mutagenicity of N-hydroxy-IQ: studies of enzyme inhibition, molecular complex formation, and degradation/scavenging of the active metabolites / J. Hernaez, M. Xu, R. Dashwood // Environ Mol Mutagen. – 1997. – V. 30, N 4. – P. 468-474.
8. Search for compounds that inhibit the genotoxic and carcinogenic effects of heterocyclic aromatic amines / C. E. Schwab, W. W. Huber, W. Parzefall [et al.] // Crit Rev Toxicol. – 2000. – V. 30. - №1. – P. 1-69.
9. Egner P. A. Chemoprevention with chlorophyllin in individuals exposed to dietary aflatoxin / P. A. Egner, A. Munoz, T. W. Kensler // Mutat Res. – 2003. – V. 523-524. – P. 209-216.
10. Garcia-Rodriguez M. C. Effect of chlorophyllin on chromium trioxide-induced micronuclei in polychromatic erythrocytes in mouse peripheral blood / M. C. Garcia-Rodriguez, V. Lopez-Santiago, M. Altamirano-Lozano // Mutat Res. – 2001. – V. 496, N 1-2. – P. 145-151.
11. Inhibition of radiation-induced DNA damage in plasmid pBR322 by chlorophyllin and possible mechanism(s) of action / S. S. Kumar, R. C. Chaubey, T. P. Devasagayam [et al.] // Mutat Res. – 1999. – V. 425, N 1. – P. 71-79.
12. Adsorption of mutagens to chlorophyllin-chitosan, an insoluble form of chlorophyllin / S. Arimoto-Kobayashi, N. Harada, R. Tokunaga [et al.] // Mutat Res. - 1997. - V. 381, N 2. - P. 243-249.
13. Porphyrins as possible preventers of heterocyclic amine carcinogenesis / H. Hayatsu, C. Sugiyama, S. Arimoto-Kobayashi, T. Negishi // Cancer Lett. – 1999. – V. 143, N 2. – P. 185-187.
14. Binding of polycyclic planar mutagens to chlorophyllin resulting in inhibition of the mutagenic activity / S. Arimoto, S. Fukuoka, C. Itome [et al.] // Mutat Res. – 1993. – V. 287, N 2. – P. 293-305.
15. Interactions of chlorophyllin with acridine orange, quinacrine mustard and doxorubicin analyzed by light absorption and fluorescence spectroscopy / M. Pietrzak, Z. Wieczorek, A. Stachelska, Z. Darzynkiewicz // Biophys Chem. – 2003. – V. 104, N 1. – P. 305-313.
16. Attenuation of acridine mutagen ICR-191--DNA interactions and DNA damage by the mutagen interceptor chlorophyllin / M. Pietrzak, H. D. Halicka, Z. Wieczorek [et al.] // Biophys Chem. –2008. – V. 135, N 1-3. – P. 69-75.
17. Neault J. F. Structural analysis of DNA-chlorophyll complexes by Fourier transform infrared difference spectroscopy / J. F. Neault, H. A. Tajmir-Riahi // Biophys J. – 1999. – V. 76, N 4. – P. 2177-2182.
18. The "interceptor" properties of chlorophyllin measured within the three-component system: intercalator-DNA-chlorophyllin / M. Pietrzak, Z. Wieczorek, J. Wieczorek, Z. Darzynkiewicz // Biophys Chem. – 2006. – V. 123, N 1. – P. 11-19.
19. Tajmir-Riahi H. A. DNA adducts with chlorophyll and chlorophyllin as antimutagenic agents: synthesis, stability, and structural features / H. A. Tajmir-Riahi, J. F. Neault, S. Diamantoglou // Methods Mol Biol. – 2004. – V. 274. – P. 159-171.
20. Barcelo F. Thermodynamic characterization of the multivalent binding of chartreusin to DNA / F. Barcelo, D. Capo, J. Portugal // Nucleic Acids Res. – 2002. – V. 30, N 20. – P. 4567-4573.
21. Dourlent M. A quantitative analysis of proflavine binding to polyadenylic acid, polyuridylic acid, and transfer RNA / M. Dourlent, C. Helene // Eur J Biochem. – 1971. – V. 23, N 1. – P. 86-95.
22. Multivariate Data Analysis: In Practice : an Introduction to Multivariate Data Analysis and Experimental Design / K. H. Esbensen, D. Guyot, F. Westad, L. P. Houmoller: CAMO Software, 2002. – 598 p.
23. Traganos F. Caffeine modulates the effects of DNA-intercalating drugs in vitro: a flow cytometric and spectrophotometric analysis of caffeine interaction with novantrone, doxorubicin, ellipticine, and the doxorubicin analogue AD198 / F. Traganos, J. Kapuscinski, Z. Darzynkiewicz // Cancer Res. – 1991. – V. 51, N 14. – P. 3682-3689.
24. Peculiarities of DNA-proflavine binding under different concentration ratios / E. G. Bereznyak, N. A. Gladkovskaya, A. S. Khrebtova [et al.] // Biophysics. – 2009. – V. 54, N 5. – P. 574-580.
25. Basu A. Thermodynamic characterization of proflavine–DNA binding through microcalorimetric studies / A. Basu, G. Suresh Kumar // The Journal of Chemical Thermodynamics. – 2015. – V. 87. – P. 1-7.
26. Determination of ligand to DNA binding parameters from two-dimensional DSC curves / E. V. Dukhopelnikov, E. G. Bereznyak, A. S. Khrebtova [et al.] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2013. – V. 111, N 3. – P. 1817-1827.
2. Carlson C. B. Solid-phase synthesis of acridine-based threading intercalator peptides / C. B. Carlson, P. A. Beal // Bioorg Med Chem Lett. – 2000. – V. 10, N 17. – P. 1979-1982.
3. Chlorophyllin intervention reduces aflatoxin-DNA adducts in individuals at high risk for liver cancer / P. A. Egner, J. B. Wang, Y. R. Zhu [et al.] // Proc Natl Acad Sci U S A. – 2001. – V. 98, N 25. – P. 14601-14606.
4. The importance of carcinogen dose in chemoprevention studies: quantitative interrelationships between, dibenzo[a,l]pyrene dose, chlorophyllin dose, target organ DNA adduct biomarkers and final tumor outcome / M. M. Pratt, A. P. Reddy, J. D. Hendricks [et al.] // Carcinogenesis. – 2007. – V. 28, N 3. – P. 611-624.
5. Chlorophyllin Antimutagenesis Mechanisms under Different Treatment Conditions in the Micronucleus Assay in V79 Cells / L. G. L. Rampazo, B. Q. Jordao, V. E. P. Vicentini, M. S. Mantovani // Cytologia. – 2002. – V. 67, N 3. – P. 323-327.
6. Protective effect of curcumin and chlorophyllin against DNA mutation induced by cyclophosphamide or benzo[a]pyrene / M. A. Ibrahim, A. M. Elbehairy, M. A. Ghoneim, H. A. Amer // Z Naturforsch C. – 2007. – V. 62, N 3-4. – P. 215-222.
7. Hernaez J. Effects of tea and chlorophyllin on the mutagenicity of N-hydroxy-IQ: studies of enzyme inhibition, molecular complex formation, and degradation/scavenging of the active metabolites / J. Hernaez, M. Xu, R. Dashwood // Environ Mol Mutagen. – 1997. – V. 30, N 4. – P. 468-474.
8. Search for compounds that inhibit the genotoxic and carcinogenic effects of heterocyclic aromatic amines / C. E. Schwab, W. W. Huber, W. Parzefall [et al.] // Crit Rev Toxicol. – 2000. – V. 30. - №1. – P. 1-69.
9. Egner P. A. Chemoprevention with chlorophyllin in individuals exposed to dietary aflatoxin / P. A. Egner, A. Munoz, T. W. Kensler // Mutat Res. – 2003. – V. 523-524. – P. 209-216.
10. Garcia-Rodriguez M. C. Effect of chlorophyllin on chromium trioxide-induced micronuclei in polychromatic erythrocytes in mouse peripheral blood / M. C. Garcia-Rodriguez, V. Lopez-Santiago, M. Altamirano-Lozano // Mutat Res. – 2001. – V. 496, N 1-2. – P. 145-151.
11. Inhibition of radiation-induced DNA damage in plasmid pBR322 by chlorophyllin and possible mechanism(s) of action / S. S. Kumar, R. C. Chaubey, T. P. Devasagayam [et al.] // Mutat Res. – 1999. – V. 425, N 1. – P. 71-79.
12. Adsorption of mutagens to chlorophyllin-chitosan, an insoluble form of chlorophyllin / S. Arimoto-Kobayashi, N. Harada, R. Tokunaga [et al.] // Mutat Res. - 1997. - V. 381, N 2. - P. 243-249.
13. Porphyrins as possible preventers of heterocyclic amine carcinogenesis / H. Hayatsu, C. Sugiyama, S. Arimoto-Kobayashi, T. Negishi // Cancer Lett. – 1999. – V. 143, N 2. – P. 185-187.
14. Binding of polycyclic planar mutagens to chlorophyllin resulting in inhibition of the mutagenic activity / S. Arimoto, S. Fukuoka, C. Itome [et al.] // Mutat Res. – 1993. – V. 287, N 2. – P. 293-305.
15. Interactions of chlorophyllin with acridine orange, quinacrine mustard and doxorubicin analyzed by light absorption and fluorescence spectroscopy / M. Pietrzak, Z. Wieczorek, A. Stachelska, Z. Darzynkiewicz // Biophys Chem. – 2003. – V. 104, N 1. – P. 305-313.
16. Attenuation of acridine mutagen ICR-191--DNA interactions and DNA damage by the mutagen interceptor chlorophyllin / M. Pietrzak, H. D. Halicka, Z. Wieczorek [et al.] // Biophys Chem. –2008. – V. 135, N 1-3. – P. 69-75.
17. Neault J. F. Structural analysis of DNA-chlorophyll complexes by Fourier transform infrared difference spectroscopy / J. F. Neault, H. A. Tajmir-Riahi // Biophys J. – 1999. – V. 76, N 4. – P. 2177-2182.
18. The "interceptor" properties of chlorophyllin measured within the three-component system: intercalator-DNA-chlorophyllin / M. Pietrzak, Z. Wieczorek, J. Wieczorek, Z. Darzynkiewicz // Biophys Chem. – 2006. – V. 123, N 1. – P. 11-19.
19. Tajmir-Riahi H. A. DNA adducts with chlorophyll and chlorophyllin as antimutagenic agents: synthesis, stability, and structural features / H. A. Tajmir-Riahi, J. F. Neault, S. Diamantoglou // Methods Mol Biol. – 2004. – V. 274. – P. 159-171.
20. Barcelo F. Thermodynamic characterization of the multivalent binding of chartreusin to DNA / F. Barcelo, D. Capo, J. Portugal // Nucleic Acids Res. – 2002. – V. 30, N 20. – P. 4567-4573.
21. Dourlent M. A quantitative analysis of proflavine binding to polyadenylic acid, polyuridylic acid, and transfer RNA / M. Dourlent, C. Helene // Eur J Biochem. – 1971. – V. 23, N 1. – P. 86-95.
22. Multivariate Data Analysis: In Practice : an Introduction to Multivariate Data Analysis and Experimental Design / K. H. Esbensen, D. Guyot, F. Westad, L. P. Houmoller: CAMO Software, 2002. – 598 p.
23. Traganos F. Caffeine modulates the effects of DNA-intercalating drugs in vitro: a flow cytometric and spectrophotometric analysis of caffeine interaction with novantrone, doxorubicin, ellipticine, and the doxorubicin analogue AD198 / F. Traganos, J. Kapuscinski, Z. Darzynkiewicz // Cancer Res. – 1991. – V. 51, N 14. – P. 3682-3689.
24. Peculiarities of DNA-proflavine binding under different concentration ratios / E. G. Bereznyak, N. A. Gladkovskaya, A. S. Khrebtova [et al.] // Biophysics. – 2009. – V. 54, N 5. – P. 574-580.
25. Basu A. Thermodynamic characterization of proflavine–DNA binding through microcalorimetric studies / A. Basu, G. Suresh Kumar // The Journal of Chemical Thermodynamics. – 2015. – V. 87. – P. 1-7.
26. Determination of ligand to DNA binding parameters from two-dimensional DSC curves / E. V. Dukhopelnikov, E. G. Bereznyak, A. S. Khrebtova [et al.] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2013. – V. 111, N 3. – P. 1817-1827.
Цитовано
Як цитувати
Herus, A. A., Gladkovskaya, N. A., Bereznyak, E. G., & Dukhopelnikov, E. V. (1). Конкурентне зв’язування хлорофіліну та профлавіну з ДНК. Біофізичний вісник, 2(36), 43-50. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2016-36-06
Розділ
Молекулярна біофізика
Авторське право (c) 2016 А. А. Герус, Н. А. Гладковская, Е. Г. Березняк, Е. В. Духопельников
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
