Взаимодействие противоопухолевого препарата ацетата абиратерона с дцДНК

The electroanalytical characteristics of double-stranded DNA (dsDNA) and the complex of dsDNA and the antitumor drug abiraterone acetate (AA) were studied by differential pulse voltammetry. The effect of abiraterone acetate on dsDNA was shown, which was registered by alteration the intensity of electrochemical oxidation of purine heterocyclic bases guanine and adenine using screen printed electrodes modified with functionalized carbon nanotubes. The binding constants (Kb) of the [dsDNA-AA] complex for guanine and adenine were 1.63×104 M-1 and 1.93×104 M-1, respectively. The electrochemical coefficients of the toxic effect were calculated as the ratio of the intensity of the electrochemical oxidation signals of guanine and adenine, in the presence of abiraterone acetate to the intensity of the electrooxidation signals of these nucleobases  without drug (%). At concentrations of abiraterone acetate exceeding 60 μM, a decrease in the currents of electrochemical oxidation of guanine and adenine by 50% or more is recorded. Based on the analysis of electrochemical parameters and values ​​of binding constants, an assumption was made about the mechanism of interaction of abiraterone acetate with DNA, mainly due to the formation of hydrogen bonds with the minor groove. An electrochemical DNA biosensor was first used to study the mechanism of interaction of the anticancer drug abiraterone acetate with dsDNA.Методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии исследованы электроаналитические характеристики двухцепочечной ДНК (дцДНК) и комплекса дцДНК и противоопухолевого препарата ацетата абиратерона (АА). Показано влияние ацетата абиратерона на дцДНК, регистрируемое по изменению интенсивности электрохимического окисления пуриновых гетероциклических азотистых оснований гуанина и аденина с использованием печатных электродов, модифицированных функционализированными углеродными нанотрубками. Константы связывания (Кb) комплекса [дцДНК-АА], для гуанина и аденина, составили 1.63×104 М-1 и 1.93×104 М-1, соответственно. Рассчитаны электрохимические коэффициенты токсического эффекта как отношение интенсивности сигналов электроокисления гуанина и аденина, входящих в состав дцДНК, в присутствии ацетата абиратерона к интенсивности сигналов электроокисления этих азотистых оснований без лекарства (%). При концентрациях ацетата абиратерона, превышающих 60 мкМ, регистрируется снижение токов электрохимического окисления гуанина и аденина на 50% и более. На основании анализа электрохимических параметров и значений констант связывания сделано предположение о механизме взаимодействия ацетата абиратерона с ДНК преимущественно за счет образования водородных связей с малой бороздкой. Электрохимический ДНК-биосенсор был впервые использован для исследования механизма взаимодействия противоопухолевого препарата ацетата абиратерона с дцДНК

Подготовка электрохимических биосенсорных систем для анализа биообъектов: обоснованный выбор модификаций рабочей поверхности электродов для проведения исследований в режиме «смарт-электродов»

The electrochemical method of analysis of biological objects based on the reaction of electro-oxidation/electro-reduction of molecules is considered. Materials and complex systems for modifying electrodes as well as methods for producing modified electrodes to increase the sensitivity of recording the flow of electrochemical reactions on the surface of the electrodes are described. Methods of electrode modifications based on synthetic lipid-like didodecyldimethylammonium bromide, gold and silver nanoparticles, one-dimensional nanoparticles based on lead compounds, titan oxide nanoparticles, dispersions of carbon nanotubes in organic solvents, in polymers with different chemical structure are considered. It is shown that the appropriate functionalization of the working electrode surface makes it possible to increase the sensitivity of the electrochemical biosensor system and decrease the limit of detection. The results are presented in the form of an algorithm applicable for selection the beneficial type of modified electrode for the corresponding electrochemical reaction and biosample analysis.Рассмотрен электрохимический метод регистрации биообъектов и их функциональной активности, основанный на реакции электроокисления/электровосстановления молекул. Описаны материалы и комбинированные системы для модификации электродов, а также методы и протоколы получения химически модифицированных электродов для повышения чувствительности регистрации протекания электрохимических реакций на поверхности электродов. Приведены методики получения электродов, модифицированных синтетическим липидоподобным соединением дидодецилдиметиламмония бромидом, наночастицами золота и серебра, одномерными наноструктурами на основе соединений свинца, наночастицами оксида титана, дисперсиями углеродных нанотрубок в органических растворителях, в полимерах различного строения. Показано, что функционализация рабочей электродной поверхности позволяет повысить чувствительность электрохимической биосенсорной системы и снизить предел определяемых концентраций. Результаты представлены в виде алгоритма, позволяющего осуществить выбор типа модифицированного электрода для проведения соответствующей электрохимической реакции и анализа биомолекулы