بررسي ترموديناميك برهم‌كنش پورفيرازين و فتالوسيانين مس با dna چهاررشته‌اي تلومر انساني

Thermodynamic Investigation of Copper Porphyrazines and Phthalocyanine Interaction with Human Telomeric G-Quadruplex DNA

اهداف: موتيف هاي ساختاري dna چهاررشته اي به عنوان يك هدف جديد براي كشف داروهاي جديد مطرح هستند. مولكول هاي كوچك كه به طور اختصاصي به ساختارهاي چهاررشته اي متصل مي شوند، مي توانند به عنوان تركيبات بالقوه به منظور اهداف درماني استفاده شوند. هدف اين پژوهش بررسي ترموديناميك برهم كنش پورفيرازين و فتالوسيانين مس با dna چهاررشته اي تلومر انساني بود.مواد و روش ها: در پژوهش تجربي حاضر، برهم كنش يك فتالوسيانين آنيوني محلول در آب cu(pcts) و دو تركيب تتراپيريدينوپورفيرازين كاتيوني محلول در آب شامل [cu(2,3-tmtppa)]4+ و cu(3,4-tmtppa) 4+ با dna چهاررشته اي تلومر انساني در غلظت هاي مختلف كاتيون هاي سديم و پتاسيم از ديدگاه ترموديناميك با استفاده از روش طيف سنجي فلورسانس بررسي شد. داده ها از طريق نمودار استرن ولمر و منحني وانت هوف تحليل شدند.يافته ها: فلورسانس جايگزيني اينتركاله شونده نشان داد كه كمپلكس ها توانايي جايگزين شدن با تيازول اورنژ را داشتند. منحني هاي استرن ولمر پورفيرازين ها مبين اندكي انحراف مثبت از خط راست بود كه نشان دهنده وقوع هر دو نوع خاموشي ديناميك و استاتيك بود. به علاوه اثر خاموشي دو پورفيرازين به ميزان قابل توجهي بيشتر از فتالوسيانين بود كه نشان داد اتصال cu(pcts) به هر دو شكل چهاررشته اي، ضعيف تر از cu(2,3-tmtppa) و cu(3,4-tmtppa) بود. انرژي آزاد گيبس (∆g) اتصال منفي بود كه مبين ميان كنش مطلوب ترموديناميك بين كمپلكس ها و dna چهاررشته اي بود.نتيجه گيري: اتصال پورفيرازين هاي مس به dna چهاررشته اي قوي تر از فتالوسيانين مس است و همچنين اتصال آنها از لحاظ ترموديناميك مطلوب است. پورفيرازين ها پتانسيل كاربرد به عنوان تركيبات ضدسرطان را دارند و كمپلكس هاي مناسبي براي مطالعات دارويي هستند.

Aims The G-quadruplex structural motifs of DNA are considered a novel target for drug discovery. As potential compounds, small molecules that selectively target the G-quadruplex structures may be used for therapeutic purposes. The aim of this study was the thermodynamic investigation of copper porphyrazines and phthalocyanine interaction with human telomeric G-quadruplex DNA. Materials & Methods In the present experimental study, interaction of an anionic watersoluble phthalocyanine Cu(PcTs) and two cationic water-soluble tetrapyridinoporphyrazines, including [Cu(2,3-tmtppa)]4+ and [Cu(3,4-tmtppa)]4+ complexes with human telomeric G-quadruplex DNA was thermodynamically investigated in different concentrations of Na+ and K+ cations, using fluorescence spectroscopy. The data were analyzed via the Stern-Volmer plot and the van’t Hoff plot. Findings Fluorescent intercalator displacement indicated the displacement ability of the complexes with thiazole orange. Stern-Volmer plots of the porphyrazines exhibited a slight positive deviation from a straight line, suggesting both static and dynamic quenching. In addition, the quenching effect of the two porphyrazines was noticeably higher than the phthalocyanine, implying binding of Cu(PcTs) to both forms of the quadruplex was weaker compared to Cu(2,3-tmtppa) and Cu(3,4-tmtppa). Gibbs free energy (ΔG) for binding was negative, implying that the interaction between the complexes and the G-quadruplex DNA was favorable thermodynamically. Conclusion The binding of copper porphyrazines to G-quadruplex DNA is stronger than copper phthalocyanine, and their binding is favorable thermodynamically. Porphyrazines have potential to be used as anti-cancer compounds and are suitable complexes for pharmaceutical studies.