Biomimetički “funnel” i “bowl” supramolekularni sustavi za selektivno prepoznavanje DNA/RNA

Razvoj novih molekularnih sustava koji bi mogli prepoznati specifične sekvence nukleinskih kiselina je predmet iznimnog istraživačkog interesa, s ciljem razvoja novih lijekova, biosenzora ili alata za osnovne biokemijske i biološke studije. Za razliku od proteina koji prepoznaju dvolančanu DNA kroz interakciju s velikim utorom, male molekule se obično interkaliraju ili odabiru mali utor za interakciju, ostavljajući tako prepoznavanje velikog utora od strane malih molekula praktički neistraženim područjem. PStoga mi ovdje predlažemo ispitivanje interakcije nukleinskih kiselina s makrocikličkim strukturama temeljenim na derivatiziranim kaliks[6]arenima [konformacijski fleksibilni ljevčasti (funnel) sustavi] i rezorcinarenima [krutiji, zdjelasti (bowl) sustavi], koji su dimenzijama, oblikom i opremljenošću odgovarajućim funkcionalnim skupinama pogodni za biomimetičko prepoznavanje nukleinskih kiselina na način kako to rade proteini. Istraživanje će se provoditi iterativno i započet će s (već optimiziranom) sintezom i kemijskom/strukturnom karakterizacijom početnog skupa od 16 „funnel“ i „bowl“ potencijalnih DNA/RNA vezivača, nakon čega će uslijediti ispitivanja prepoznavanja i vezivanja na odabrani skup poli- i oligonukleotida, biološki testovi i rendgenska strukturna analiza njihovih kompleksa s oligonukleotidima. Na temelju rezultata prve iteracije, najbolji vezivači će biti derivatizirani fluorofornim aminokiselinama kako bi se poboljšala sposobnost i specifičnost prepoznavanja te olakšalo spektroskopsko praćenje vezivanja. Skup analiza (prepoznavanje/vezanje, biološki testovi i strukturna analiza) primijenit će se na fluoroforni skup. Na temelju tih rezultata, dizajnirat će se, sintetizirati i istražiti konačni skup obećavajućih biološki aktivnih vezivača sposobnih za selektivno prepoznavanje definiranih strukturnih elemenata u lancima nukleinskih kiselina, a time i s jasnim i neposrednim aplikativnim potencijalom u dizajnu lijekova i istraživanju biosenzora.