Intercalation(생화학)

Intercalation (biochemistry)
Intercalation 구조 왜곡 유발합니다.:DNA가닥은 향하게 되었다.맞아:DNA가닥 3개 지역( 검은 지역)에 intercalated.

생화학에서는 분자의 디옥시 리보 핵산(DNA)의 평면 기지 사이에 삽입한 것은 삽입하는 것이다.이 과정 DNA을 분석하기 위한 방법과 독의 어떤 종류도 있는 기초가 사용된다.

Ethidium 두 adenine-thymine 기초 쌍 사이에 intercalated.

에는(이 경우에, 또한 ligands으로 알려져)DNA.Ligands과 상호 작용할 수 있는 분자의 분자를 DNA로 공유 결합, electrostatically 바인딩, 또는 intercalating서 상호 작용 하는 방법은 여러가지가 있다.[1]때 적절한 크기와 화학적 성질의 ligands DNA의 염기쌍들 사이에 자신에 맞는 Intercalation 발생한다.이러한 배위자는 대부분 다환식, 방향족 및 평면형이기 때문에 종종 좋은 핵산 얼룩을 만듭니다.집중적으로 연구된 DNA 인터칼레이터는 베르베린, 브롬화 에티듐, 프로플라빈, 다우노마이신, 독소루비신 및 탈리도마이드이다.DNA 인터칼레이터는 빠르게 성장하는 암세포에서 DNA 복제를 억제하기 위해 화학요법에 사용된다.예로는 독소루비신(아드리아미신)과 다우노루비신(둘 다 호지킨 림프종 치료에 사용), 닥티노마이신(윌름의 종양, 유잉의 육종, 횡문근육종 등에 사용됨) 등이 있다.

금속간극기는 금속 양이온과 다환 방향족 배위자의 복합체이다.가장 일반적으로 사용되는 금속 이온은 루테늄이다.II) 복합체는 생물학적 환경에서 분해되는 속도가 매우 느리기 때문이다.사용된 다른 금속 양이온으로는 로듐(III)과 이리듐(III)이 있다.금속 이온에 부착된 대표적인 배위자는 디피리딘과 테르피리딘이며, 이들의 평면 구조는 인터칼레이션에 [2]이상적이다.

인터칼레이터가 염기쌍 사이에 맞도록 하려면 DNA는 풀림으로써 염기쌍 사이의 공간을 동적으로 열어야 한다.풀림 정도는 인터칼레이터에 따라 다릅니다. 예를 들어, 에티듐 양이온(수용액에서 발견되는 브롬화 에티듐의 이온 형태)은 DNA를 약 26° 풀지만, 프로플라빈은 DNA를 약 17° 풀립니다.이 풀림에 따라 베이스 쌍이 분리되거나 "상승"하여 약 0.34 nm(3.4 o)의 개구부가 생성됩니다.이 풀림은 DNA 가닥의 길이 또는 염기쌍의 비틀림과 같은 DNA 가닥의 국소적인 구조적 변화를 유도한다.이러한 구조적 변경은 기능적 변화를 초래할 수 있으며, 종종 전사 및 복제의 억제와 DNA 복구 과정을 초래할 수 있으며, 이는 인터칼레이터를 잠재적 돌연변이로 만듭니다.이러한 이유로, DNA 인터칼레이터는 종종 아플라톡신1 B의 엑소(엔도는 아님) 8,9 에폭시드와 프로플라빈 또는 퀴나크린과 같은 아크리딘과 같은 발암성 물질이다.

올바른 크기(염기쌍의 순서)의 양이온성, 평면, 다환 방향족 시스템 간의 상호작용 메커니즘으로서의 인터칼레이션은 [3][4][5]1961년 레오나드 러먼에 의해 처음 제안되었다.제안된 인터캘레이션 메커니즘은 다음과 같습니다.이 양이온성 인터칼레이터를 폴리아이온성 DNA 표면에 정전적으로 흡착한다.배위자는 DNA를 둘러싸고 있는 양이온의 "응축 구름"에 존재하는 나트륨 및/또는 마그네슘 양이온을 치환하여(각 인산염 산소에 의해 전달되는 음전하의 합계를 부분적으로 균형 있게 하기 위해), 따라서 DNA의 외부 표면과 약한 정전적 연관성을 형성한다.이 위치에서 배위자는 DNA의 표면을 따라 확산되며, 두 염기쌍 사이에서 발견되는 소수성 환경으로 미끄러져 들어가면서 중간 지점을 형성할 수 있으며, 이는 에티듐이 DNA를 둘러싼 친수성(수성) 환경에서 벗어나 중간 지점 안으로 이동할 수 있게 한다.베이스 쌍은 용제 분자와 충돌하는 동안 흡수되는 에너지로 인해 일시적으로 이러한 개구부를 형성합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Richards, A. D.; Rodgers, A. (2007). "Synthetic metallomolecules as agents for the control of DNA structure" (PDF). Chemical Society Reviews. 36 (3): 471–83. doi:10.1039/b609495c. PMID 17325786.
  2. ^ Schatzschneider, Ulrich (2018). "Chapter 14. Metallointercalators and Metalloinsertors: Structural Requirements for DNA Recognition and Anticancer Activity". In Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland K. O. (eds.). Metallo-Drugs: Development and Action of Anticancer Agents. Metal Ions in Life Sciences. Vol. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. pp. 387–435. doi:10.1515/9783110470734-020. PMID 29394033.
  3. ^ Lerman, L. S. (1961). "Structural considerations in the interaction of DNA and acridines" (PDF). Journal of Molecular Biology. 3 (1): 18–30. doi:10.1016/S0022-2836(61)80004-1. PMID 13761054.
  4. ^ Luzzati, V.; Masson, F.; Lerman, L. S. (1961). "Interaction of DNA and proflavine: A small-angle x-ray scattering study". Journal of Molecular Biology. 3 (5): 634–9. doi:10.1016/S0022-2836(61)80026-0. PMID 14467543.
  5. ^ Lerman, L. S. (1963). "The structure of the DNA-acridine complex". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 49 (1): 94–102. doi:10.1073/pnas.49.1.94. PMC 300634. PMID 13929834.