Σύμπλοκα του Ru(II) με πολυπυριδινικούς υποκαταστάτες συζευγμένους με αμινοξέα: Σύνθεση, χαρακτηρισμός και μελέτεη των αλληλεπιδράσεών τους με DNA και ολιγονουκλεοτίδια

Abstract

Diastereomeric oligopyridine-Ruthenium(II)-amino acid conjugated complexes of the general formulas Λ- and Δ-[Ru(bpy)₂(4,4'-(CΟ₂Y)2- bpy)]²⁺, where Y = L-AlaCONH₂, L-LysCONH₂, L-HisCONH₂, L-TyrCONH₂) were synthesized and characterized. Their binding properties with ct-DNA and the oligonucleotide duplex d(5'-CGCGCG-3’)₂, by means of circular dichroism (CD), NMR spectroscopy and DNA thermal denaturation (Tm) curves were studied. CD and Tm data indicate that all diastereomeric complexes bind to the DNA major groove, Δ-diastereomers in a similar manner, while Λ-ones in dependence of the nature of the amino acid. NMR studies of the d(5'-CGCGCG-3’)₂, and the complexes Δ-1, Δ-2, Λ-1 and Λ-2 indicate that Δ-1 and Δ-2 were bound having the ancillary bpy ligands towards the DNA groove, while the corresponding Λ-l and Λ-2 were orientated in a similar way, facing the ligand 4,4'-(CO₂Y)₂bpy towards the DNA major groove. Photo induced DNA cleavage was observed in all cases studied, which take place through singlet oxygen production. The complex [Ru(terpy)₂(4,4'-(CO₂LysCONH₂)₂- bpy)]²⁺ were spectroscopically characterized and its DNA-binding properties were studied with the oligonucleotide duplex d(5'-CGCGCG-3’)₂ and the d(5’-CGCGCG-3’)₂, CT-DNA and plasmid DNA. The results show that the complex interacts by coordination to the DNA bases preferring the bases guanine with the conjugated amino acid able to provide an additional interaction with the DNA helix. In addition, electrostatic interactions between the studied complex and the DNA polyanion were observed.

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της σύνθεσης πολυπυριδινικών συμπλοκών του Ru(II), του τύπου Λ- and Δ-[Ru(bpy)₂(4,4'-(CΟ₂Y)2- bpy)]²⁺, όπου Y = L-AlaCONH₂, L-LysCONH₂, L-HisCONH₂, L-TyrCONH₂, τα οποία χαρακτηρίστηκαν πλήρως με διάφορες φασματοσκοπικές και αναλυτικές τεχνικές. Μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις των συμπλόκων αυτών με ct-DNA και με το ολιγονουκλεοτίδιο d(5'-CGCGCG-3’)₂, με φασματοσκοπία κυκλικού διχρωισμού (CD), με φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) και με την μέθοδο μέτρησης της θερμοκρασίας τήξης τον DNA (Tm). Τα αποτελέσματα από το CD και το Tm έδειξαν ότι τα σύμπλοκα δεσμεύονται στην κύρια αύλακα. Τα Δ διαστερεομερή αλληλεπιδρούν με την διπλή έλικα από την πλευρά των διπυριδιλίων με ανάλογο τρόπο, ενώ τα Λ βρέθηκε να αλληλεπιδρούν μέσω ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων λόγω του κατάλληλου προσανατολισμού της πλευρικής ομάδας των αμινοξέων του υποκαταστάτη. Επίσης βρέθηκε ότι, η νουκλεολυτική δραστικότητα των συμπλοκών εξαρτάται από την φύση του συζευγμένου αμινοξέος και η διάσπαση του DNA πραγματοποιείται μέσω ¹O₂. Συντέθηκε και χαρακτηρίστηκε το σύμπλοκο [Ru(terpy)₂(4,4'-(CO₂LysCONH₂)₂- bpy)]²⁺ και μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις του με τα ολιγονοκλεοτίδια d(5'-CGCGCG-3’)₂ και d(5’-CGCGCG-3’)₂, με CT-DNA και πλασμιδιακό DNA. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το σύμπλοκο δεσμεύεται εκλεκτικά στις βάσεις της γουανίνης έχοντας μια επιπλέον αλληλεπίδραση των δύο συζευγμένων λυσινών κατά την δέσμευση του συμπλόκου στο DNA.