Interakce topoizomerázy I s DNA modifikovanou protinádorově aktivními komplexy kovů

Bc. Kateřina Bradáčová

Diplomová práce

Anotace:

Topologie DNA má zásadní význam pro průběh buněčných dějů. Za hlavní regulátory topologického stavu DNA jsou považovány topoizomerázy. Tyto enzymy se staly ve vývoji nových chemoterapeutik terčem působení řady látek, které inhibují jejich katalytickou činnost. Nedávno bylo prokázáno, že mezi tato cytostatika patří i některé sloučeniny platiny. Pomocí biofyzikálních metod byly studovány účinky různých komplexů na funkci topoizomerázy I na úrovni DNA. Dále bylo sledováno, zda tyto látky nevykazují synergický efekt v kombinaci s již klinicky používaným inhibitorem topoizomeráz I camptothecinem. Ukazuje se, že schopnost ovlivnit činnost topoizomerázy I závisí na způsobu vazby platinových komplexů na DNA. Komplexy, které se na DNA vážou monofunkčně (dienplatina, SET3009), nekovalentně (AH64) nebo prostřednictvím podélných jednořetězcových vazeb (cisplatina), inhibici top I nezpůsobují. Trans-platinové komplexy (transplatina, P99, P13 a BBR3464) tvoří velké množství meziřetězcových vazeb, které zabraňují relaxaci molekuly DNA. Patrně nedochází k ovlivnění relaxační aktivity topoizomerázy I jako takové, ale k rozvinutí molekuly DNA dochází pouze v blízkosti štěpného místa a nemůže se rozšířit na celou molekulu. Nedochází-li u daných komplexů k inhibici topoizomerázy I na úrovni DNA, nelze pozorovat v kombinaci s camptothecinem žádné synergické efekty.

Abstract:

Topoisomerase I is a ubiquitous and essential enzyme in multicellular organisms. The topological state of DNA greatly affects its functional properties and plays an important role in processes such as replication, recombination and transcription. The topoisomerases are now viewed as important therapeutic targets for cancer therapy; in particular, topoisomerase inhibitors are considered promising anticancer agents. There is the information on direct effects of cisplatin on topoisomerase catalytic activity. I have studied the effect of platinum compounds on the interaction of topoisomerase I with DNA and the possible synergistic effect of combined treatment by platinum complexes and camptothecin. The camptothecin is an antitumor drug, which is a specific inhibitor of topoisomerase I. The results show that the activity of topoisomerase I depends on various types of adducts on DNA. Dienplatin and SET3009 form monofunctional adducts, AH64 interacts electrostatically vith DNA and cisplatin forms mostly intrastrand cross-links. These complexes do not inhibit catalytic activity of topoisomerase I. Trans-platinum compounds (transplatin, P13, P99, BBR3464) form interstrand cross-links. The crosslinks effect inhibition of relaxation of supercoiled DNA. DNA can relax only at the position near topoisomerase I cleavage sites. But it is not the inhibition of topoisomerase catalytic activity at the DNA level. The synergysm between platinum complexes and camptothecin were not shown.

Klíčová slova

DNA, platinová cytostatika, topoizomeráza I, kombinovaná terapie DNA, platinum cytostatics, topoisomerase I, combined treatment

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 5. 2006

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 6. 2006
• Vedoucí: Doc.RNDr. Oldřich Vrána, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Biofyzika