Sintesi e caratterizzazione strutturale di oligonucleotidi formanti quadruple eliche
Creators: name: Coppola, Teresa
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2009

description: L’attività di ricerca svolta dalla Dott.ssa Teresa Coppola ha avuto come obiettivo la sintesi e la caratterizzazione strutturale di sequenze formanti strutture quadruplex. Queste ultime sono conformazioni alternative al B-DNA che sequenze ricche di guanine possono assumere in particolari condizioni, quali concentrazione e forza ionica delle soluzioni. Regioni poli G, potenzialmente in grado di formare strutture quadruplex, si trovano in importanti regioni del genoma umano quali telomeri, promotori dei geni, regioni di switch delle immunoglobuline e siti di dimerizzazione dell’RNA. Le strutture quadruplex , suscitano inoltre un grande interesse nel campo delle nanotecnologie a DNA in quanto in grado di autoassemblarsi in  strutture sopramolecolari note come G-wire, potenzialmente utili per la costruzione di nano circuiti. Nell’ambito dello studio delle strutture quadruplex, tre sono state le tematiche oggetto di ricerca. 
La prima ha riguardato la sintesi di nuovi aptameri leganti la trombina, attraverso l’introduzione di nucleosidi T modificati, alla base o all’unità di 2’deossiribosio, nella sequenza ON del   TBA (Thrombin Binding Aptamer). Quest’ultimo è un oligonucleotide (ON) 15mer (5’GGTTGGTGTGGTT3’) in grado di legare ed inibire la trombina, una serina proteasi che svolge un ruolo chiave nel processo coagulativo. I risultati di questa ricerca hanno permesso di ottenere, nel caso della sostituzione in posizione 7 della sequenza un forte incremento dell’attività biologica e,  nel caso della sostituzione in posizione 12, importanti informazioni struttura-attività.
Nell’ambito della caratterizzazione strutturale di sequenze biologicamente significative, è stato affrontato lo studio strutturale delle quadruplex formate dalla  sequenza  polipurinica (5’GGAAAGGAAGGGGAGGGG3’) compresa tra -108 e -90 coppie di basi a monte del sito di inizio della trascrizione del gene hTERT. Quest’ultima   è stata studiata mediante spettroscopia CD, microscopia a forza atomica (AFM), elettroforesi su gel di poliacrilammide (PAGE) ed esperimenti di interferenza di metilazione. I dati ottenuti hanno evidenziato che esso è in grado di formare strutture G-quadruplex intramolecolari con filamenti paralleli, in grado di auto assemblarsi in sovrastrutture lineari simili alle G-wire sia in presenza di sodio che di potassio, sebbene in quest’ultimo caso l’assemblaggio ha luogo meno efficacemente. 
Infine, con l’obiettivo di sintetizzare nuovi ON formanti quadruplex aventi caratteristiche di fluorescenza e di colorazione, è stato intrapreso uno studio volto alla messa a punto di metodi sintetici per l’ottenimento di perileni building block, utili per la sintesi di ON coniugati in fase solida. La ricerca svolta ha permesso la messa a punto del protocollo di sintesi del 1,7-dibromo-perilene building block. Il perilene funzionalizzato è stato inoltre coniugato a due sequenze poliG formanti strutture quadruplex. (HTRp 5’PEOEBrGGGTTAGGG3’ e HTRP2 5’PEOEBrGGGTTA3’). Queste ultime sono state caratterizzate da un punto di vista strutturale mediante spettroscopia CD e UV, ed esperimenti elettroforetici. I risultati ottenuti mostrano la capacità del PEOEBr di produrre, in specifiche condizioni, una stabilizzazione delle quadruplex formate dagli ON selezionati.