Biološka aktivnost mnogih lijekova temelji se na interakcijama malih organskih molekula s DNA i RNA makromolekulama. DNA:RNA hibridne i višelančane strukture stvaraju se kao prijelazne strukture tijekom mnogih biološki važnih procesa kao što su replikacija DNA, transkripcija, replikacija telomera i virusa HIV. DNA:RNA hibridne strukture mogu stvarati R-petlje koje su otkrivene u različitim organizmima od bakterija do sisavaca i imaju presudnu ulogu u reguliranju ekspresije gena, modifikaciji DNA i histona, promjeni klasa imunoglobulina rekombinacijom, replikaciji DNA i stabilnosti genoma. U nekim se slučajevima hibridne dvolančane strukture mogu povezati s trećim pojedinačnim lancem, a i sami spojevi mogu potaknuti stvaranje DNA:RNA hibridnih tripleksa ili disproporcioniranje dupleksa. Također, budući da se aktivnost telomeraze može inhibirati ili vezanjem liganada na DNA:RNA hibride ili G-kvadruplekse, bitno je proučiti interakciju s obje mete.

Stoga DNA:RNA hibridne i višelančane strukture predstavljaju atraktivne mete za male molekule osobito zato što nema puno literaturnih izvora o ligandima sa selektivnim vezanjem na te mete.

Glavni cilj ovog projekta je pronalaženje novih strukturnih motiva/spojeva s preferencijalnim vezanjem na DNA:RNA hibridne i višelančane strukture (triplekse i kvadruplekse) naspram regularnih (nehibridnih) DNA i RNA dupleksa i jednolančanih struktura i istraživanje načina vezanja odabranih liganada u DNA i RNA strukturama prvo u bioanalitičkim sustavima (vodene puferirane otopine u reakcijskim posudama npr. kiveti, ćeliji instrumenta), a zatim u kompleksnijim, in vitro sustavima (tumorska stanična linija).

Za ispunjavanje glavnog cilja projekta, moraju biti ispunjeni drugi ciljevi: formiranje biblioteke spojeva sa strukturnim motivom potrebnim za prepoznavanje ovih meta, uvođenje i primjena novih DNA i RNA meta (DNA:RNA hibridne i višelančane strukture) i metoda visoke propusnosti  (kompeticijska dijaliza, temperaturno mekšanje smjesa, RNaseH test) u područje istraživanja projektnog tima, koje bi omogućile brzi probir spojeva sa sposobnošću prepoznavanja tih meta.

Slijedeći cilj je detaljno istražiti način vezanja odabranih liganada u DNA i RNA strukturama u bioanalitičkim sustavima (vodene puferirane otopine) pomoću spektroskopskih, kalorimetrijskih i komputacijskih metoda (UV/Vis- i fluorescencijska spektroskopija, CD/LD spektrometrija, viskozimetrija, DSC i ITC mikrokalorimetrija, NMR, masena spektrometrija, molekulsko modeliranje pomoću programskog paketa Amber). Istražiti ćemo također moguću korelaciju između visokog veznog potencijala izabranih spojeva i antiproliferativne aktivnosti u kulturi stanica (MTT, protočna citometrija, konfokalna mikroskopija).

Noviji radovi vezani uz projekt

1. Zonjić, Iva; Tumir, Lidija-Marija; Crnolatac, Ivo; Šupljika, Filip; Racané, Livio; Tomić, Sanja; Radić Stojković, Marijana, Recognition of ATT Triplex and DNA:RNA Hybrid Structures by Benzothiazole Ligands // Biomolecules, 12 (2022), 3; 1600173; 20 doi:10.3390/biom12030374.
2. Zonjić, Iva; Kurutos, Atanas; Mihovilović, Petra; Crnolatac, Ivo; Tumir, Lidija-Marija; Tomašić Paić, Ana; Kralj, Juran; Horvat, Lucija; Brozovic, Anamaria; Stojković, Ranko; Radić Stojković, Marijana, Formation of triplex rA/dA-containing nucleic acid helices induced by new thiazole orange analogues and their biological evaluation. H-aggregate formation conditioned by rA sequence // Dyes and pigments, 207 (2022), 110715, 14; doi:10.1016/j.dyepig.2022.110715.
3. Fabijanić, Ivana; Kurutos, Atanas; Tomašić Paić, Ana; Tadić, Vanja; Kamounah, Fadhil S.; Horvat, Lucija; Brozovic, Anamaria; Crnolatac, Ivo; Radić Stojković, Marijana, Selenium-Substituted Monomethine Cyanine Dyes as Selective G-Quadruplex Spectroscopic Probes with Theranostic Potential // Biomolecules, 13 (2023), 128; 13-00128, 20; doi:10.3390/biom13010128.

Popis radova vezanih uz projekt: CROSBI