Передовые методы в биологии и медицине
Открытый доступ

Абстрактный

Двойные замены β-аланина, включенные в 12-кольцевые пиррол-имидазольные полиамиды для удлинения распознавания малой бороздки ДНК

Такаёси Ватанабэ, Кен-ичи Синохара, Ёсинао Синодзаки, Сёта Уэкуса, Сяофэй Ван, Нобуко Косикава, Кирико Хираока, Такахиро Иноуэ, Джейсон Лин, Тошиказу Бандо, Хироши Сугияма и Хироки Нагасе

N-метилпиррол (Py)-N-метилимидазол (Im) полиамид (PI полиамид) все чаще используется в фундаментальных и прикладных биомедицинских исследованиях. Хотя замены β-аланина (β) в 8-кольцевых PI полиамидах были хорошо проанализированы, эффективность двойных β-замен для удлиненного распознавания малой бороздки ДНК не была выяснена in vivo. Здесь мы показываем эффективность двойных β-замен в PI полиамидах для сохранения высокого сродства специфического удлиненного связывания ДНК и подавления экспрессии целевого гена в клетках. Первоначально мы синтезировали четыре 12-кольцевых полиамида PI, нацеленных на сайт AP-1 в пределах промотора гена MMP-9, 1-4, включая пару β/β (3) и две смежные пары Py/β и β/Im (4), и исследовали кинетику связывания с олигоДНК, содержащей предпочтительную последовательность (5'-AGTCAGCA-3'), с помощью анализов поверхностного плазмонного резонанса и экспрессии мРНК MMP-9 в клетках MDA-MB-231. Полиамиды PI 3 и 4 показали высокое сродство связывания целевой ДНК (KD=4,33×10-8) и (KD=5,00×10-8) соответственно и значительное снижение экспрессии MMP-9. Затем мы рассмотрели смежные пары Im/β и β/Im, которые должны решить проблему повторяющейся последовательности GC. Полиамид PI 5, нацеленный на сайт E2F, 5'-TTGGCGC-3, в промоторе MYCN, был синтезирован и протестирован на связывающую аффинность и подавление MYCN в амплифицированных MYCN клетках нейробластомы человека CHP134. Полиамид PI 5 показал высокую аффинность (KD=3,07×10-8) связывания целевой последовательности и значительно подавил экспрессию мРНК MYCN. Эти результаты продемонстрировали возможное использование смежных двойных β-замен для 12-кольцевых полиамидов PI, особенно в богатых G/C областях, и предположили, что замены β-пружин в полиамидах PI могут расширить приложения для биомедицинских исследований in vivo, нацеленных на удлиненную геномную ДНК.