ИСТИНА

реагентов, на основе которых возможно получить флуоресцентные зонды. К наиболее распространённым и востребованным зондам в настоящее время относятся флуоресцентные олигонуклетидные зонды, получившие широкое применение в методах диагностики заболеваний, а также протеиновые флуоресцентные SNAP-метки, позволяющие исследовать функции и локализацию белковых молекул. При этом в обоих подходах флуоресцентная компонента используется как молекулярный флуоресцентный маркер, как эксимерный флуорофор или флуоресцентная пара с переносом энергии. Следовательно, для получения синтонов для различных методов визуализации необходимо отобрать подходящие по характеристикам флуорофоры и использовать их для введения в подходящее гетероциклическое производное, пригодное для построения протеиновой структуры, в нуклеозид, который затем будет использован для построения флуоресцентного олигонуклетидного зонда, или модифицировать заместителями, за счет которых возможно ввести флуорофор в уже готовый олигонуклеотид. В настоящем проекте мы предполагаем отбор флуорофоров проводить среди моно- и бисстириловых красителей с целью получения подходящих по характеристикам соединений. Будут разработаны подходы к получению модифицированных флуоресцентными стириловыми красителями бензилгуанины, нуклеозиды, проведены физико-химические работы по доказательству структуры соединений, а также исследование флуоресцентного поведения полученных реагентов в биологической среде. В результате выполнения проекта впервые будут предложены перспективные флуоресцентные реагенты для синтеза флуоресцентных биологических зондов на основе стириловых красителей с различными механизмами возникновения флуоресцентного сигнала (интеркаляция, образование эксимеров и резонансный перенос энергии). Диссертационная работа аспиранта выполняется по теме «Синтез бисстириловых красителей и их изучение в качестве флуоресцентных маркеров для ДНК и терапевтических средств». Она включает синтез различного состава и строения бисстириловых красителей, изучение их связывания с молекулой дц-ДНК а также влияния их структуры на модель и эффективность комплексообразования. Настоящий проект позволяет расширить рамки запланированных исследований и попытаться ввести перспективные моно- и бисстириловые структуры в состав бензилгуанинов и нуклеозидов для получения на их основе биологических и медицинских флуоресцентных зондов.

Progress in research methods in many areas of medicine make demanding the use of fluorescence, which recognizes nucleic acids, monitor their interaction with proteins, drugs, and analyze metabolic processes [1]. Laboratory methods for the diagnosis of bacterial, viral, and fungal infections currently also widely include fluorescence technologies [2-4]. Fluorescence spectroscopy offers great potential for the development of new assays for the detection, quantification and characterization of various types of infections. On the basis of such important characteristics of fluorescent instruments as high specificity, sensitivity and reliability, it becomes possible to conduct studies such as analysis of the evolutionary processes of the development of infections, a quantitative assessment of the developing epidemiology, or analysis of the synergism and antagonism between closely related infections. Fluorescence methods are quite simple to use, there are various programs for processing their data, in addition, they are well integrated into the basic analysis procedures, such as extraction, cloning and PCR analysis, identification of a short specific sequence in the viral genome. It can be noted that the main methods for the analysis of infectious diseases (microbiological, serological, nucleic acid hybridization, PCR analysis) use fluorescence analysis methods. Important components in fluorescence assay methods are the fluorescent dyes used. To date, a fairly large number of dyes are used in biology and medicine [5]. However, the rapid development of methods and techniques for analysis, the expansion of medical and biological tasks requires constant replenishment of the circle of such fluorophores. The project envisages the production of a series of substituted fluorescent reagents based on mono- and bisstyryl dyes suitable for creating SNAP tags and oligonucleotide probes with intercalation, excimer fluorescence and fluorescence based on the energy transfer mechanism based on them. To carry out the project, it is planned to carry out a cycle of work, including the development of synthetic methods for producing fluorophores with suitable functional groups, benzylguanines and nucleosides with fluorophore fragments, proof of the structure of the obtained compounds, and analysis of the fluorescence characteristics of the synthesized structures. Mono- and bis-styryl dyes will be the basic structures for the development of fluorophores. They may well be an alternative to the cyanine dyes that are widely used at present in medical practice. Styryl dyes are distinguished by well-developed synthesis procedures, the ability to fine-tune optical characteristics by introducing various substituents, and most importantly, by high photo stability. An important stage of the study is the study of the interaction of the obtained reagents in a biological medium (biofluids, cells, DNA and RNA solutions). This will be done using a set of physicochemical methods, including optical spectroscopy, circular dichroism spectroscopy, calorimetry, two-dimensional NMR spectroscopy, X-ray diffraction analysis using the SAXS method. This type of research will reveal a circle of compounds exhibiting bright fluorescence properties when interacting with biomolecules, and thus, promising for the introduction of fluorescent probes. It is assumed that these studies will be carried out jointly with employees of the Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry using the method of confocal fluorescence microscopy and of the National Research Center «Kurchatov Institute».

В рамках выполнения проекта планируется получить следующие результаты. 1. Будет проведен синтез и изучение оптических свойств моно- и бисстириловых производных, содержащих различные гетероциклические фрагменты и заместители в ароматической части. Синтезированные стириловые производные будут содержать функциональные группы, подходящие для использования в клик-реакции, реакции Соногашира, реакции Сузуки-Мияура, амидного синтеза. 2. Будут предложены производные бензилгуанина, содержащие различные фрагменты моно- и бисстириловых красителей, проявляющих яркие флуоресцентные свойства в биологических объектах. 3. Будет получена серия нуклеозидов, модифицированных флуоресцентными фрагментами по гетероциклической и углеводной частям. Предложенный набор позволит синтезировать олигонуклеотидные зонды с флуоресценцией по интеркаляционному, эксимерному механизмам и механизму переноса энергии. 4. Выполненная разработка имеет практическую важность, поскольку обогащает компонентную базу для различных методов флуоресцентного анализа, основанных на использовании меченных биомолекул. В проекте предполагается разработка сложных систем. Синтетические пути их получения, а также разработанный комплекс методов их изучения может представлять вклад в фундаментальные междисциплинарные научные работы. Следует также отметить, что проект представляет законченный цикл исследований от теоретической разработки дизайна соединений до тестирования подходящих систем.