A mezo-tetrakisz(4-N-metilpiridil)porfirin hatása a DNS-molekula szerkezeti és nanomechanikai tulajdonságaira
A porfirinek a fotodinámiás terápiák során széles körben alkalmazott fényérzékenyítő vegyületek. Az eljárás folyamán a szert a szervezetbe juttatják, majd nagy hullámhosszúságú, kis energiájú látható fénnyel sugározzák be a kezelni kívánt területet. A molekula gerjesztett állapotba kerül, amelyből úgy jut vissza alapállapotba, hogy energiáját átadja a jelen lévő oxigénnek vagy annak származékainak. A folyamat eredményeként szabadgyökök és szinglet oxigén keletkezik, amelyek oxidálják a sejtekben található fehérjéket, nukleinsavakat és lipideket, és ezzel sejthalált okoznak. Mivel a felfokozott anyagcsere miatt a fényérzékenyítő vegyületek jellemzően a daganatos sejtekben és gyulladásos szövetekben szaporodnak fel, továbbá az eljárás lokálisan is alkalmazható, a terápia alkalmas tumoros megbetegedések és bakteriális fertőzések kezelésére [1].
Az általam modell porfirin molekulaként alkalmazott mezo-tetrakisz(4-N-metilpiridil)porfirin (TmPyP) a DNS molekulába interkalálva és a kisárokba kötve megváltoztatja annak fizikai és kémiai tulajdonságait. Így a reaktív vegyületek képzésén kívül vélhetően egy másik, eddig pontosan nem ismert mechanizmuson keresztül is hat. Az antitumor és antibakteriális hatás mellett a vegyület vírusok inaktiválására is használható. A transzfúzió során alkalmazott vérkészítmények patogénszáma csökkenthető káros mellékhatások, többek között a vörösvértestek hemolízise nélkül [2].
Munkám célja az volt, hogy megállapítsam, hogy a TmPyP a DNS-hez kötődve megváltoztatja-e annak globális szerkezeti és mechanikai tulajdonságait. A kísérletek során ötféle hosszúságú DNS-szekvenciát vizsgáltam, amelyekből négyet úgy állítottam elő, hogy a leghosszabb szekvenciát emésztettem restrikciós enzimekkel. Ezekről a kontroll mintákról, illetve az ezekhez telítési koncentrációban hozzáadott TmPyP-t tartalmazó komplexekről készítettem nagy felbontású képeket atomerő mikroszkóppal. A felvételekről minden mérési ponton 1000-1000 molekulát választottam ki, és lemértem a kontúrhosszukat, illetve a vég-vég távolságukat. Ezekből az adatokból egyenletillesztéssel megkaptam a kontroll és a kezelt DNS-szálak hajlítási merevségét jellemző perzisztencia hosszát. A kezelés hatására a paraméterekben bekövetkező változást kétmintás t-próba segítségével vizsgáltam.
A TmPyP DNS rugalmasságára gyakorolt hatásának felderítése közelebb vihet minket a vegyület hatásmechanizmusának megértéséhez. Ennek ismeretében a porfirin-származékot nagyobb körültekintéssel és kisebb kockázattal tudják használni az orvosi gyakorlatban.
1. Hamblin, M., R., Hasan, T., Photodynamic therapy: a new antimicrobial approach to infectious disease?, Photochemical & Photobiological Sciences, 3 (2004.) 436-450
2. Zupán, K., Herényi, L., Tóth, K., Majer, Zs., Csík, G., Binding of Cationic Porphyrin to Isolated and Encapsidated Viral DNA Analyzed by Comprehensive Spectroscopic Methods, Biochemistry, 43 (2004.) 9151-9159
szerző
-
Supala Eszter
Biomérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Kellermayer Miklós
Egyetemi tanár, Semmelweis Egyetem (külső) -
Dr. Sveiczer Ákos
egy. docens, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék
