Název:
Interakce vybraných přírodních látek používaných v potravinářství s DNA a jejími strukturami
Překlad názvu:
Interaction of selected natural substances used in food industry with DNA and its structural motifs
Autoři:
Gardošová, Zuzana ; Pernicová, Iva (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce) Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok:
2023
Jazyk:
slo
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstrakt: [slo][eng]
G-kvadrupexy predstavujú sekundárne štruktúry DNA, ktoré sú formované v oblastiach nukleových kyselín bohatých na guanín. Tieto štruktúry sa podieľajú na mnohých biologických procesoch, vrátane replikácie DNA, transkripcie či udržiavania telomér. Bolo opísaných viacero prírodných látok interagujúcich s G-kvadruplexovými štruktúrami a mnohé z týchto prírodných látok majú potenciál využitia pri liečbe rakoviny, prípadne v iných oblastiach terapeutickej praxe. G-kvadruplexy sú dynamické štruktúry, ktorých stabilita môže byť ovplyvnená rôznymi faktormi, vrátane chemických modifikácií DNA. Jednu ztýchto modifikácií predstavuje aj DNA metylácia, ktorá je dôležitým epigenetickým mechanizmom regulácie génovej expresie. Metylácia DNA môže ovplyvňovať fuknkciu astabilitu G-kvadruplexových štruktúr. Predložená práca sa vo svojej teoretickej časti zameriava na sekundárne štruktúry DNA, charakteristiku G-kvadruplexov a ich ligandov a popisuje vzťah medzi metyláciou DNA a G-kvadruplexovými štruktúrami. V experimentálnej časti bola potvrdená schopnosť väzby prírodných látok kvercetínu, berberínu, piperínu a kofeínu na G-kvadruplexové štruktúry formované v telomerických oligonukleotidových sekvenciách asekvenciách odvodených od protoonkogénu c-Myc. Ďalej bola preukázaná schopnosť berberínu a kvercetínu stabilizovať G-kvadruplexy v spomínaných sekvenciách. Pomocou bioinformatickej analýzy bolo preukázané, že výskyt G4 je v CpG oblastiach vyšší ako v ich okolí a najvyššia frekvencia G4 vnútri CpG oblastí bola zaznamenaná na chromozóme 19. Testy globálnej metylácie preukázali, že nádorová bunková línia rakoviny prsníka vykazuje v porovnaní s nenádorovou bunkovou líniou ľudských dermálnych fibroblastov hypometyláciou. Po ošetrení berberínom vykazovala analyzovaná DNA oboch bunkových línií hypermetyláciu, zatiaľ čo DNA po interakcii s kvercetínom vykazovala hypometyláciu.
G-quadruplexes represent secondary DNA structures formed in guanine-rich nucleic acid regions. These structures are involved in many biological processes, including DNA replication, transcription, and telomere maintenance. Several natural substances interacting with G-quadruplex structures have been described. Many of them can be used in the treatment of cancer or other areas of therapeutic practice. G-quadruplexes are dynamic structures whose stability can be affected by a variety of different factors, including chemical modifications to DNA. One of these modifications is DNA methylation, which is an important epigenetic mechanism regulating gene expression. DNA methylation can affect the function and stability of G-quadruplex structures. The theoretical part of the present work focuses on DNA secondary structures, characterization of G-quadruplexes and their ligands and describes the relationship between DNA methylation and G-quadruplex structures. In the experimental part, the binding ability of the natural substances quercetin, berberine, piperine, and caffeine to G-quadruplex structures formed in telomeric oligonucleotide sequences and sequences derived from the proto- oncogene c-Myc was confirmed. Furthermore, the ability of berberine and quercetin was proven to stabilize G-quadruplexes in the aforementioned sequences. Bioinformatics analysis showed that the frequency of G4 is higher in CpG regions than in their surroundings, and the highest frequency of G4 within CpG regions was observed on chromosome 19. Global methylation assays demonstrated that the breast cancer cell line exhibited hypomethylation compared to the non-tumor human dermal fibroblast cell line. After treatment with berberine, the analyzed DNA of both cell lines showed hypermethylation, whereas DNA after interaction with quercetin showed hypomethylation.
Klíčová slova:
berberine; caffeine; CD spectroscopy; DNA methylation; G-quadruplex ligands; G-quadruplexes; piperine; quercetin
Instituce: Vysoké učení technické v Brně
(web)
Informace o dostupnosti dokumentu:
Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT. Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/209726
host ::
