Оценка возможности использования новых

Оценка возможности использования новых цианиновых зондов для создания
биосенсоров
Оцінка можливості використання нових ціанінових зондів для створення біосенсорів
Сурков Є.С. (науковий керівник –доц.Трусова В.М.)
Благодаря своим уникальным фотофизическим свойствам, таким как высокие
коэффициенты экстинкции, поглощение и флуоресценция в длинноволновой области,
цианиновые красители занимают особое место среди других флуоресцентных зондов [1].
Спектральные характеристики этих зондов делают возможным применение данного типа
красителей для исследования биологических макромолекул и создания биосенсоров.
Гидрофобный и катионный характер данных флуорофоров обусловливает их эффективное
взаимодействие с полианионным ДНК-дуплексом, цианины широко используются в
качестве меток при секвенировании ДНК [2]. Также показана возможность применения
цианинов, как сенсоров на полимеризацию белков. Кроме того известно, что
полиметиновые цепи цианинов могут быть расщеплены активным кислородом и азотом,
что делает перспективным использование цианинов в качестве сенсоров для мониторинга
окислительного стресса и динамики окислительно-восстановительных циклов в живых
клетках. В связи с этим задачей данной работы было исследовать спектральный отклик
новосинтезированных пентаметинов в присутствии ДНК и бычьего сывороточного
альбумина (БСА), а также оценить возможность применения флуорофоров данного класса
в качестве сенсоров для мониторинга окислительного стресса. Для решения данной задачи
использовались методы абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии.
На первом этапе работы были проанализированы спектры красителей при их
связывании с БСА и ДНК. Далее, для подтверждения связывания пентаметинов с
биологическими макромолекулами использовался метод индуктивно-резонансного
переноса энергии (FRET) между флуорофором ДСП-12, в качестве донора, и
пентаметинами, в качестве акцептора, в присутствии БСА, ДНК и липосом. На последнем
этапе работы оценивалась чувствительность пентаметинов к гемоглобин-индуцируемому
свободнорадикальному окислению липидов. В этих целях измерялась кинетика затухания
флуоресценции пентаметинов в присутствии липосом и метгемоглобина в отсутствие и в
присутствии антиоксидантов.
На основе полученных экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
1) пентаметины образуют Н-агрегаты в водных средах.
2) для ряда флуорофоров обнаружено повышение агрегационной способности в
присутствии биологических макромолекул.
3)
изучены спектральные свойства пентаметиновых красителей при их
связывании с ДНК. Сделано предположение, что процесс агрегации красителей в
малой бороздке характеризуется двухуровневой кооперативностью.
4) выявлена чувствительность пентаметиновых флуорофоров АК51, АК53 и АК59 к
гемоглобин-индуцируемому свободнорадикальному окислению липидов, что
делает возможным использование данных зондов при создании биосенсоров.
Список литературы
1) Ishchenko A. Structure and spectral-luminescent properties of polymethine dyes / Ishchenko A. // Russ
Chem Rev – Vol.60 – P. 60865 – 60884.
2) Caroff A. Helical aggregation of cyanine dyes on DNA templates: effect of dye structure on formation of
homo- and heteroaggrega tes. / Caroff A., Litzinger E., Connor R. et al. // Langmuir – 2002 – Vol. 18 – P.
6330 – 6337.