Towards DNA-Targeting Magic Bullets: Searching for Potential Conformation-Selective G-Quadruplex Ligands
Informazioni sul documento
| Autore | Dr. Chiara Platella |
| Scuola | University of Naples Federico II |
| Specialità | Chemical Sciences |
| Anno di pubblicazione | 2018 |
| Luogo | Naples |
| Tipo di documento | PhD thesis |
| Lingua | English |
| Numero di pagine | 185 |
| Formato | |
| Dimensione | 10.23 MB |
- G-quadruplexes
- DNA-targeting ligands
- Chemical Sciences
Riassunto
I. Introduzione
La ricerca di farmaci antitumorali efficaci e minimamente tossici ha portato a un crescente interesse per le strutture G-quadruplex (G4). Queste strutture nucleiche non canoniche rivestono un ruolo cruciale nei telomeri umani e nei promotori degli oncogeni. Le G4 mostrano un marcato polimorfismo strutturale, il che rende difficile la selezione di ligandi che possano discriminare tra G4 e DNA a doppia elica. L'obiettivo principale di questo progetto di dottorato è stato quello di progettare e sintetizzare supporti solidi funzionalizzati con oligonucleotidi per la cromatografia di affinità, al fine di identificare ligandi selettivi per le diverse conformazioni delle G4. La sfida principale è stata quella di sviluppare ligandi che non solo siano selettivi per la struttura, ma anche per la conformazione, riducendo così la tossicità dei farmaci. La combinazione di sintesi di ligandi e screening ad alta capacità è fondamentale per il successo di questa ricerca.
1.1 G Quadruplex Panoramica delle Caratteristiche Strutturali
Le G-quadruplex sono strutture che si formano in condizioni specifiche e sono caratterizzate da un'architettura unica. Queste strutture possono esistere in diverse conformazioni, ognuna delle quali può interagire in modo diverso con i ligandi. La comprensione delle caratteristiche strutturali delle G4 è essenziale per progettare ligandi che possano legarsi in modo selettivo. La ricerca ha dimostrato che le G4 possono essere targetizzate in modo efficace, ma è necessario un approccio mirato per identificare ligandi che possano riconoscere specificamente le diverse conformazioni. La progettazione di ligandi con specificità per le G4 rappresenta un passo avanti significativo nella lotta contro il cancro.
II. Preparazione di un Nuovo Supporto per la Sintesi di Oligonucleotidi
La preparazione di un supporto solido innovativo per la sintesi di oligonucleotidi è stata una parte cruciale del progetto. È stato sviluppato un metodo di funzionalizzazione del Controlled Pore Glass (CPG) con 5’-O-DMT e 3’-O-acetilthimidina. Questo approccio ha permesso di ottenere un supporto chimicamente inerte, ideale per la cromatografia di affinità. La scelta del linker è stata fondamentale per garantire la stabilità chimica durante le fasi di sintesi e deprotezione. La sintesi di modelli di oligonucleotidi su questo supporto ha dimostrato di essere efficace, aprendo la strada a studi successivi sulla caratterizzazione delle interazioni tra ligandi e G4. La capacità di utilizzare CPG per la sintesi di oligonucleotidi rappresenta un vantaggio significativo rispetto ad altri materiali, poiché offre una maggiore versatilità e affidabilità.
2.1 Funzionalizzazione e Sintesi
La funzionalizzazione del CPG ha comportato l'uso di un legame covalente stabile, essenziale per mantenere l'integrità degli oligonucleotidi durante le analisi. La sintesi di oligonucleotidi funzionalizzati ha permesso di eseguire esperimenti di legame in condizioni controllate. L'ottimizzazione di questo processo ha portato a risultati promettenti, evidenziando l'importanza della scelta dei reagenti e delle condizioni di reazione. La capacità di assemblare e deproteggere oligonucleotidi in modo efficiente è stata fondamentale per il successo delle fasi successive del progetto.
III. Screening e Valutazione di Ligandi
Il metodo G4-CPG assay sviluppato per lo screening di ligandi selettivi per G4 ha dimostrato di essere un approccio innovativo e promettente. Questo metodo si basa sulla cromatografia di affinità e consente di identificare ligandi che interagiscono specificamente con le G4. L'ottimizzazione delle condizioni di screening ha portato a risultati significativi, con l'identificazione di ligandi efficaci da biblioteche mirate. La validazione di questo metodo ha confermato la sua utilità nella ricerca di nuovi farmaci antitumorali. L'analisi delle interazioni tra ligandi e G4 ha rivelato informazioni preziose sulla specificità e sull'affinità dei ligandi, contribuendo a una migliore comprensione delle dinamiche di legame.
3.1 Procedure Generali per i Test di Legame
Le procedure generali adottate per i test di legame hanno incluso l'uso di supporti funzionalizzati e l'analisi delle interazioni mediante tecniche spettrofotometriche. Queste tecniche hanno permesso di quantificare i ligandi legati e di valutare la loro affinità per le G4. L'implementazione di metodi di screening ad alta capacità ha reso possibile l'analisi di un ampio numero di ligandi in tempi ridotti, aumentando l'efficienza della ricerca. La combinazione di approcci sperimentali e analisi computazionale ha fornito un quadro completo delle interazioni tra ligandi e G4.
Riferimento del documento
- G-quadruplexes: an overview of their structural features (Dr. Chiara Platella)
- Biologically relevant G-quadruplex structures (Prof. Daniela Montesarchio)
- G-quadruplex ligands (Prof. Luigi Petraccone)
- Screening and evaluation of a library of molecules featured by a furobenzoxazine naphthoquinone core (Prof. Luigi Paduano)
- Structural studies on the interaction of the dimeric naphthalene diimide NDI-8 with G-quadruplex models (Dr. Chiara Platella)