Здоревський О. О. Конкурентна взаємодія молекул пероксиду водню та води з центрами впізнавання макромолекули ДНК

В роботі досліджено конкурентну взаємодію молекул пероксиду водню (H2O2) та води з центрами неспецифічного (фосфатними групами остову ДНК) і специфічного (нуклеїнові основи і пари основ) впізнавання макромолекули ДНК. Для розрахунків використовуються методи атом-атомних потенціальних функцій, а також квантової механіки молекул. Розглянуто комплекси, що складаються з фосфатних груп ДНК, нуклеїнових основ Аденіну (A), Тиміну (T), Гуаніну (G) і Цитозину (C), а також пар основ AT і GC з молекулами H2O2 і H2O. Результати розрахунку показали, що молекула пероксиду водню може утворювати комплекс з фосфатною групою ДНК, який є не менш стабільний та більш довгоживучий, ніж аналогічний комплекс з молекулою води. Знайдено конкретні атомні групи нуклеїнових основ, які є більш енергетично вигідними для утворення стабільного комплексу з молекулою пероксиду водню, ніж з молекулою води. Також показано, що існують певні конфігурації пар основ AT і GC ('привідкриті' та 'розтягнуті'), які стабілізуються молекулою пероксиду водню суттєво краще, ніж молекулою води. Показано, що такі стани можна спостерігати в експериментах з анзіпінгу ДНК за допомогою методів мікроманіпулювання окремою молекулою. Тому ці методи можуть бути використані для експериментального спостереження взаємодії пероксиду водню з макромолекулою ДНК. Формування таких комплексів може блокувати процеси впізнавання ДНК ферментами і, отже, блокувати процеси передачі генетичної інформації в ракових клітинах в процесі терапії онкологічних захворювань пучками важких іонів.