IR και UV/VIS φασματοσκοπικός χαρακτηρισμός του σύμπλοκου Co-BLM παρουσία και απουσία DNA

Abstract

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα πτυχιακή διατριβή αφορά την φασματοσκοπική μελέτη του μορίου της μπλεομυκίνης. Στόχος είναι η μελέτη και ο χαρακτηρισμός του μηχανισμού δράσης της μπλεομυκίνης ως αντικαρκινικού παράγοντα. Για αυτό το σκοπό μελετήθηκαν ιδιαίτερα τα σύμπλοκα κοβαλτίου-μπλεομυκίνης αλλά και η αντίδραση που λαμβάνει χώρα κατά τη διάσπαση του DNA από αυτά τα σύμπλοκα. Καθοριστικό ρόλο στην λειτουργία του συνολικού μηχανισμού διάσπασης του DNA από το σύμπλοκο μετάλλου-μπλεομυκίνης παίζει το υπεροξείδιο του υδρογόνου το οποίο αφού δεσμευτεί από το σύμπλοκο απελευθερώνεται υπό τη μορφή ρίζας, ακολούθως διασπά επιλεκτικά το μόριο του DNA στις θέσεις 5' - GC ή 5' - GT. Το μόριο της μπλεομυκίνης όταν συναρμοστεί με ένα μεταλλικό ιόν κοβαλτίου δημιουργεί ένα σταθερό σύμπλοκο το οποίο δεν μπορεί να αντιδράσει εκτός σε περίπτωση φωτοδιέγερσης, για αυτό η μελέτη του είναι πολύ σημαντική. Εφαρμόστηκαν φασματοσκοπικές μέθοδοι ανάλυσης ορατού-υπεριώδους αλλά και υπέρυθρου μήκους κύματος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Κατά την φασματοσκοπική ανάλυση ορατού υπεριώδους πάρθηκαν φάσματα διάφορων διαλυμάτων τα οποία θα βοηθούσαν στην εκπλήρωση του στόχου. Η φασματοσκοπικές μέθοδοι ορατού-υπεριώδους δεν μπορούν να δώσουν συγκεκριμένες πληροφορίες για τον ακριβής μηχανισμό δράσης της μπλεομυκίνης ως αντικαρκινικό παράγοντα. Παρόλα αυτά μπορούν να δώσουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τις ουσίες που μελετώνται. Πάρθηκαν φάσματα διαλυμάτων μπλεομυκίνης, μπλεομυκίνης - κοβαλτίου, DNA, μπλεομυκίνης - κοβαλτίου - DNA. Τα διαλύματα φτιάχτηκαν με τη χρήση νερού αλλά και ρυθμιστικού διαλύματος ως διαλύτες. Επίσης εκτελέστηκε προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου στα διάφορα δείγματα αφού καθορίζεται ως το μόριο που είναι υπεύθυνο για την διάσπαση του DNA όταν δεσμευθεί στην ενεργή μορφή του συμπλόκου μπλεομυκίνης - κοβαλτίου. Επίσης η αντίδραση μελετήθηκε και σε συνθήκες απουσίας οξυγόνου με τη χρήση αντλίας κενού, με προσθήκη οξυγόνου στα δείγματα. Με τη χρήση αναγωγικού μελετήθηκε και ο μηχανισμός δράσης του συμπλόκου όταν το μέταλλο του κοβαλτίου βρίσκεται στην ανηγμένη του μορφή. Η φασματοσκοπική μελέτη υπέρυθρης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας εκτελέστηκε με στόχο την εξαγωγή πιο εξειδικευμένων πληροφοριών σχετικά με τα αρχικά, ενδιάμεσα, και τελικά προϊόντα που δημιουργούνται κατά το μηχανισμό δράσης της μπλεομυκίνης. Η φασματοσκοπία IR είναι σε θέση να παρέχει πιο εξειδικευμένες πληροφορίες σχετικά με τις κύριες λειτουργικές ομάδες κάποιας ουσίας η οποία βρίσκεται σε κάποιο διάλυμα. Έλαβε χώρα φασματοσκοπική μελέτη των ίδιων διαλυμάτων τα οποία μελετήθηκαν στη φασματοσκοπική ανάλυση ορατού υπεριώδους. Οι χαρακτηριστικές απορροφήσεις των λειτουργικών ομάδων στα φάσματα IR βοήθησαν στον χαρακτηρισμό και την μελέτη του μηχανισμού δράσης του συμπλόκου μπλεομυκίνης - κοβαλτίου. Παρατηρήθηκε η διαδικασία συμπλοκοποίησης του κοβαλτίου από τη μπλεομυκίνη, καθώς και η δέσμευση του υπεροξειδίου από το μέταλλο του συμπλόκου ως υποκαταστάτη στην αξονική θέση. Αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα ακόμα και με την δέσμευση του οξυγόνου το οποίο βρίσκεται στην ατμόσφαιρα με αποτέλεσμα να δημιουργεί ένα μίγμα μεταξύ δύο συμπλόκων μπλεομυκίνης - κοβαλτίου, αναλογίας 50:50. Παρατηρήθηκε επίσης η αγκίστρωση του συμπλόκου στο μόριο του DNA και η μεταβολή που λαμβάνει χώρα όταν προστεθεί υπεροξείδιο του υδρογόνου στα διαλύματα.