DNA-binding studies of a series of novel water-soluble derivatives of 1,4-dihydropyridine

Abstract

Aim. to determine DNA interaction modes for a series of 1,4-dihydropyridines with different biological activities synthesized in the Latvian Institute of Or-ganic Synthesis. Methods. Affinity of the compounds to DNA was detected by UV/VIS spec-trometry and re-proofed by means of spectrofluorimetry, EBr extrusion assay, cyclic voltammetry and DNA melting. Radical scavenging was tested by electron paramagnetic resonance spectros-copy, peroxynitrite binding was monitored spectrophotometrically, protection of DNA against hydroxyl radical was determined by gel electrophoresis. Results. In a series of water-soluble monocyclic derivatives of 1,4-dihydropyridine with carboxylate groups in position-4 the different affinity to DNA was determined mainly by substituents in positions 3 and 5. 1,4-DHP with eth-oxycarbonyl groups in positions 3 and 5 (AV-153) manifested high affinity to DNA. Strong ef-fects were observed in the spectra of tricyclic fused derivatives (PP-150-Na and PP-544-NH4). Unlike AV-153, J-4-96 did not extrude EtBr from the complex with DNA, this indicates binding to minor groove. Ability of PP-544-NH4 to intercalate DNA molecule was proved electrochemi-cally and by DNA melting. No correlation between affinity of a 1,4‑DHP to DNA and capabili-ties of the compound to bind peroxynitrite, to scavenge hydroxyl radical or to protect DNA against the above radical were observed. Discussion. DNA-binding activities of 1,4-DHP are evi-dently determined by groups in positions 3 and 5. Tricyclic fused 1,4-DHP derivatives are also good DNA binders. Ability to interact with DNA does not correlate with other effects produced by the compounds.

Мета. Дослідження способу взаємодії з ДНК серії синтезованих в Латвійському університеті органічного синтезу 1,4-ДГП з різною біологічною активністю. Meтоди. Спорідненість речовин до ДНК визначалося спектрофотометрично і було перевірені ще спектрофлуоріметрічно за виштовхуванням бромистого етидія, циклічної вольтамметріі і за плавленням ДНК. Здатність речовин зв'язувати пероксинітрит визначали спектрофотометрично, здатність пов'язувати гідроксильних радикалів - методом електронного парамагнітного резонансу, здатність захищати ДНК від ушкодження цим радикалом - методом електрофорезу. Результати. У серії водорозчинних моноциклических 1,4-ДГП з карбоксилатного групою у позиції 4, різна спорідненість до ДНК визначалося в основному замысниками у позиціях 3 і 5. 1,4-ДГП з етоксікарбонільним групами у позиціях 3 і 5 (AV-153) ефективно зв'язувався з ДНК. Сильні ефекти спостерігали в спектрах з'єднаних трициклічних похідних 1,4-ДГП (PP-150-Na і PP-544-NH4). На відміну від AV-153, J-4-96 витісняють бромистий етидій з комплексу з ДНК, що вказує на зв'язування цього з'єднання з малої борозенкою ДНК. За даними електрохімічних досліджень і кривих плавлення ДНК PP-544-NH4 повинен інтеркалювати в ДНК. Нам не вдалося зв'язати спорідненість до ДНК зі здатністю речовин зв'язувати пероксинітрит, гідроксильний радикал або захищати ДНК від ушкодження цим радикалом. Висновки. Спорідненість 1,4-ДГП до ДНК визначаються замісниками у позиції 3 і 5. Добре зв'язуються з ДНК також трициклічні 1,4-ДГП. Спорідненість 1,4-ДГП до ДНК не корелює з іншими активностями з'єднання

Цель. Исследование образа взаимодействия с ДНК серии синтезированных в Латвийском институте органического синтеза 1,4-ДГП с различной биологической активностью. Meтоды. Сродство веществ к ДНК опредедялось спектрофотометрически и было перепроверено спектрофлуори-метрически, по выталкиванию бромистого этидия, циклической вольтамметрии и по плавлению ДНК. Способ-ность веществ связывать пероксинитрит определяли спектрофотометрически, способность связывать гидроксиль-ный радикалил – методом электронного парамагнитного резонанса, способность защищать ДНК от повреждения этим радикалом – методом электрофореза. Результаты. В серии водорастворимых моноциклических 1,4‑ДГП с карбоксилатной группой в позиции 4, различное сродство к ДНК определялось в основном заместителями в пози-циях 3 и 5. 1,4-ДГП с этоксикарбонильным группами в позициях 3 и 5 (AV-153) эффективно связывался с ДНК. Сильные эффекты наблюдали в спектрах соединенных трициклических производных 1,4-ДГП (PP-150-Na и PP-544-NH4). В отличие от AV-153, J-4-96 не вытеснял бромистый этидий из комплекса с ДНК, что указывает на свя-зывание этого соединения с малой бороздкой ДНК. По данным электрохимических исследований и кривых плав-ления ДНК PP-544-NH4 должен интеркалировать в ДНК. Нам не удалось связать сродство к ДНК со способностью веществ связывать пероксинитрит. гидроксильный радикал или защищать ДНК от повреждения этим радикалом. Обсуждение. Сродство 1,4-ДГП к ДНК определяются заместителями в позицих 3 и 5. Хорошо связываются с ДНК также трициклические 1,4-ДГП. Сродство 1,4-ДГП к ДНК не коррелирует с другими активностями соединения.