Študij predzvitih struktur G-kvadrupleksov človeškega telomernega zaporedja z uporabo jedrske magnetne resonanceFrelih, Tjaša (Avtor) Anderluh, Marko (Mentor) Šket, Primož (Komentor) G-kvadruplks predzvita struktura človeško telomerno zaporedje kationi nuklearna magnetna resonancaPoleg dobro poznane desnosučne dvojne vijačnice lahko DNA tvori še druge strukture višjega reda, kot so G-kvadrupleksi. To so štirivijačne strukture, ki jih lahko tvorijo z gvanini bogata zaporedja. Za njihovo tvorbo so ključnega pomena kationi (K+ in Na+). O tem, kakšna je struktura z gvanini bogatih zaporedij pred dodatkom kationov, ni veliko znanega, zato smo se v okviru magistrskega dela osredotočili na predzvite strukture G-kvadrupleksov. Proučevali smo strukturne lastnosti človeškega telomernega zaporedja v vodni raztopini brez dodanih kationov z uporabo jedrske magnetne resonance in ostalih spektroskopskih metod. Ugotovili smo, da zaporedje tvori stabilno predzvito strukturo. Optimalni pogoji za proučevanje zaporedja so bili pH-vrednost 5 in 5 ºC. S pomočjo delnega izotopskega 15N, 13C označevanja posameznih nukleotidov v zaporedju smo nedvoumno asignirali signale v imino območju 1D 1H NMR spektra. NOE kontakti v imino območju 2D NOESY NMR spektra so nam pomagali pri določitvi topologije predzvite strukture, saj nam dajo informacijo o tem, kateri protoni so si v prostoru blizu skupaj. Proučevali smo dva oligonukleotida, ki se razlikujeta le v dveh timinih na 3'-koncu. Prvi je bil dolg 23 nukleotidov - d(TAGGG(TTAGGG)3), drugi pa 25 nukleotidov - d(TAGGG(TTAGGG)3TT). Oba oligonukleotida sta tvorila zelo podobno predzvito strukturo, ki je bila zaradi nižje pH-vrednosti protonirana. V predpostavljeni topologiji zadnji G-trakt, ki ga sestavljajo G21, G22 in G23, ni imel velike vloge pri tvorbi predzvite strukture. S pomočjo modifikacij zaporedja, smo določili najkrajše zaporedje, ki je potrebno za tvorbo predzvite strukture - d(TAGGG(TTAGGG)2TTA). S spreminjanjem pH-vrednosti med 5 in 7 smo spreminjali tudi ravnotežje med protonirano in neprotonirano obliko. Pri pH-vrednosti 7 smo opazili nastanek stabilne neprotonirane predzvite strukture. Tvorba G-kvadrupleksov poteka preko različnih intermediatov, ki so na splošno nestabilni in jih je zato težko odkriti. Uspelo nam je določiti enega od stabilnih intermediatov človeškega telomernega zaporedja, kar daje nov pogled na mehanizme zvijanja G-kvadrupleksov. Zaporedje se v vodni raztopini ne nahaja kot naključni klobčič, ampak je že organizirano in ob dodatku kationov hitro nastane G-kvadrupleks. Predzvite strukture lahko predstavljajo aktivne tarče v razvoju novih zdravil, zato poznavanje njihove strukture ponuja novo možnost za zdravljenje rakavih obolenj.[T. Frelih]20172020-09-21 08:09:48Magistrsko delo/naloga120500UDK: 543.429.23:577(043.3)COBISS_ID: 4413041sl