Программа вступительных экзаменов в аспирантуру направление
 Скачать 0.84 Mb.
|
|
N-гидроксисукцинимидами. Реагента на НS-группы белков. Алкилирующие реагенты. Взаимодействие с малеимидами. Фотохимические реакции с генераторами нитренов и карбенов. Реакции синглетного и триплетного нитренов. VII. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ СИСТЕМ Биомиметический подход. Создание высокоэффективных химических нуклеаз с использованием технологии комбинаторной химии. VIII. СИНТЕЗ НУКЛЕОЗИДОВ Синтез нуклеозидов конденсацией углевода и гетероциклического основания. Реакция Кенигса-Кнорра. Метод Хильберта-Джонсона и «силильный» метод синтеза. Метод Гельфериха. Трансгликозилирование. Получение 2`-модифицированных пуриновых нуклеозидов через реакцию трансгликозилирования. Создание гетероциклического основания после гликозилирования. Использование D- рибопиранозиламина и гликозилмочевины в качестве предшественников при синтезе пиримидиновых нуклеозидов. Синтез пуриновых нуклеозидов через пиримидиновые. Синтез пуриновых нуклеозидов через гликозиды имидазола. Взаимопревращения природных нуклеозидов. Получение инозина и уридина методом дезаминирования аденозина и цитидина. Аминирование как способ превращения уридина в цитидин, тимидина в 5-метил-2`-дезоксицитидин и инозина в аденозин. Получение 2`-дезоксирибонуклеозидов из рибонуклеозидов. Получение циклонуклеозидов (ангидронуклеозиды). Синтез и превращения пиримидиновых циклонуклеозидов. Внутримолекулярное алкилирование гетероциклического основания по кислороду, связанному с С2. Галогенангидриды 2-ацетоксиизомасляной кислоты и хлорангидриды 2-ацилизомасляных кислот как циклизующие агенты. Синтез и превращения пуриновых циклонуклеозидов. IX. СИНТЕЗ НУКЛЕОТИДОВ Методы фосфорилирования нуклеозидов. Фосфорилирующие агенты - производные фосфорной кислоты. Фосфорилирование нуклеозидов с конденсирующими агентами. Фосфорилирование соединениями трехвалентного фосфора. Активация гидроксила нуклеозидов. Ферментативное фосфорилирование нуклеозидов. Способы активации фосфатной группы нуклеотидов: реагенты окислительно- восстановительного типа; карбодиимидный метод; эфиры фосфорной кислоты; ацилфосфаты; амидофосфаты. Механизмы соответствующих процессов. Методы получения нуклеозид-5’-трифосфатов (NTP). Синтез NTP с использованием в качестве активирующего реагента трифторуксусного ангидрида. X. ХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Методы образования фосфодиэфирной связи: химические и ферментативные методы синтеза. Фосфодиэфирный и фосфотриэфирный методы синтеза олигонуклеотидов. Твердофазный фосфотриэфирный метод синтеза олигонуклеотидов (фосфитный вариант). Н- фосфонатный синтез олигорибонуклеотидов. Характер защитных групп при химическом синтезе олигонуклеотидов. Основные требования к защитным группам. Блокирование и деблокирование аминогрупп гетероциклических оснований: бензоильная и изобутирильная защиты. Основные способы введения и удаления защитных групп, механизмы соответствующих процессов. Блокирование и деблокирование гидроксильных групп остатков пентозы: диметокситритильная защита (5’-ОН-группы); ацильная (3’-ОН-группы); тетрагидропиранильная и диметилбутилсилильная защиты (2’-ОН-группы). Основные способы введения и удаления защитных групп, механизмы соответствующих процессов. Приготовление нуклеозидного и нуклеотидного компонентов. Способы присоединения первого нуклеозидного остатка к полимерному носителю и снятия синтезированного олигонуклеотида с полимера. Схема синтеза фосфодиэфирной связи твердофазным фосфамидитным методом. Образование связи между Р- и ОН-компонентами. Роль тетразола. Стадия кэпирование. Окисление фосфиттриэфирного фрагмента. Деблокирование и выделение синтезированного олигонуклеотида. Создание микрочипов. Одновременный синтез набора олигонуклеотидов на твердой подложке с использованием фотолабильной временной защиты. Химико-ферментативный синтез фрагментов ДНК. Клонирование синтетических полидезоксирибонуклеотидов. Два подхода к получению двухцепочечных полинуклеотидов: использование для соединения отдельных фрагментов реакции, катализируемой Т4 ДНК- лигазой; применение репаративной достройки частичного дуплекса с помощью ДНК- полимеразы. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) как вариант амплификации двухцепочечных полинуклеотидов. Введение реакционноспособных и репортерных групп при синтезе ДНК. XI. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СЕЛЕКЦИЯ (SELEX) Библиотеки олигонуклеотидов. Аптамеры, получение и применение. Каталитические РНК и ДНК. Принципы получения пептидных библиотек. Фаговый дисплей. Рибосомный дисплей. XII. ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Реакции гетероциклических оснований в составе моно- и олигонуклеотидов. Общие представления. Природа реакционных центров. Влияние пространственной структуры НК на реакционную способность. Реакции присоединения и замещения по атомам углерода. Галоидирование в неводной среде как пример реакций электрофильного замещения по положению 5. Реакция присоединения-отщепления по двойной связи С5-С6 пиримидинов: галоидирование и меркурирование в водной среде; взаимодействие с бисульфитом натрия. Окисление четырехокисью осмия. Действие гидразина и его производных. Реакции переаминирования как способ введения реакционноспособных групп и меток по 4-положению цитидина. Модификация пуринов по С8-положению. Реакции присоединения по атомам азота пиридинового типа. Реакции алкилирования диазометаном; действие азотистых ипритов (например, циклофосфана). Механизм алкилирования ароматическими и алифатическими ипритами. Реакция с диэтилпирокарбонатом. Реакции по атомам азота пиррольного типа и экзоциклическим аминогруппам. Взаимодействие с азотистой кислотой. Ацилирование. Взаимодействие с диазометаном. Реакции расщепления и перегруппировки гетероциклических оснований нуклеиновых кислот и их производных. Расщепление имидазольного цикла пуриновых производных. Раскрытие пиримидинового цикла. XIII. ПОДХОДЫ К УСТАНОВЛЕНИЮ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В ДНК И РНК Метод перекрывающихся блоков - основной подход для восстановления порядка расположения фрагментов в исходной цепи ДНК. Расщепление ДНК ферментами рестрикции по специфическим сайтам. Физические карты ДНК. Метод Максама-Гилберта (определение последовательности ДНК методом неполных специфических расщеплений). Введение меченых фосфатных групп в 5’-концевые звенья олиго- и полинуклеотидов. Химические реакции, лежащие в основе метода Максама- Гилберта. Расщепление ДНК по гуанозиновым звеньям через модификацию диметилсульфатом. Фрагментация ДНК по остаткам пурина после обработке муравьиной кислотой. Расщепление по цитозину гидразином при высокой концентрации NaCl. Деградация ДНК по остаткам пиримидинов после обработке гидразином в отсутствие NaCl. Метод Сэнгера (определение последовательности ДНК методом ДНК-полимеразного копирования в присутствии терминирующих аналогов дезоксинуклеозид-5’-трифосфатов). Использование в качестве терминаторов репликации дидезоксинуклеотидов с флуоресцентными метками. Донорно-акцепторные пары для одноволнового возбуждения флуоресцентного красителя с последующей многоволновой детекцией. Методы быстрого определения последовательности РНК. Прямые методы секвенирования РНК. Введение меченых фосфатных групп в 5’- или 3’-концевые звенья РНК. Ферменты, специфически расщепляющие РНК. Секвенирование РНК через кДНК. Проблема определения минорных компонентов нуклеиновых кислот. Роль масс- спектрометрии при секвенировании нуклеиновых кислот с модифицированными гетероциклическими остатками. Секвенирование нуклеиновых кислот гибридизацией на олигонуклеотидных чипах. Применение ПЦР в секвенировании. Детекция инфекционных агентов, мутировавших генов. XIV. ПОЛУЧЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ И ИММОБИЛИЗАЦИЯ БИОПОЛИМЕРОВ Введение различных меток (радиоактивные, флуоресцирующие, биотин) и реакционноспособных групп (арилазиды, алкилирующие группы) в биополимеры. Производные нуклеиновых кислот и олигонуклеотидов и их применение в гибридизационном анализе. Иммобилизация биополимеров. Аффинная хроматография на иммобилизованных нуклеиновых кислотах и олигонуклеотидах. Иммобилизованные ферменты. Иммуносорбенты. Получение коньюгатов антител с ферментами и использование их в иммуноанализе (иммуноферментный анализ). XV. ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ БИОПОЛИМЕРОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ Открытые и спрятанные остатки в белках и нуклеиновых кислотах и различие в их поведении при химической модификации. Подходы к локализации модифицированных остатков. Сравнительное изучение доступности участков биополимеров в свободном состоянии и в комплексах, как подход к изучению областей контактов. Футпринтинг нуклеиновых кислот. Алкилирование по фосфатным группам. Устойчивость фосфотриэфиров. Расщепление РНК и ДНК после удаления гетероциклических оснований. Изучение областей контактов между биополимерами с помощью бифункциональных химических реагентов. XVI. АФФИННАЯ МОДИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ И НАДМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ Основные характеристики метода, критерии аффинной модификации. Модификация фермента реакционноспособными аналогами субстратов, соответствующая классической схеме аффинного мечения. Примеры невыполнения критериев аффинной модификации. Анализ причин множественного мечения. Соотношение между модификацией и инактивацией биополимера. Общие принципы конструирования аффинных реагентов. Типы реакционносрособных групп в аффинных реагентах. Способы их введения и механизмы модификации. Фотоаффинная модификация. Типы фотоактивируемых групп. Ароматические азиды. Фотоактивируемые группы - предшественники карбенов. Реакции ароматических азидов с функциональными группами белков. Пути повышения селективности аффинной модификации. Дифференциальное мечение. Каталитически компетентное мечение. Использование суицидных субстратов. Фотосенсибилизованная модификация. Аффинная модификация как инструмент изучения механизма функционирования надмолекулярных комплексов. Аффинная модификация репликационного, транскрипционного комплексов и рибосом. АНТИСМЫСЛОВЫЕ НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ОЛИГОНУКЛЕОТИДЫ Антисмысловые воздействия на однонитевые нуклеиновые кислоты. Антисмысловые олигонуклеотиды и нуклеиновые кислоты, как потенциальные противоопухолевые и противовирусные препараты. Использование производных олигонуклеотидов в антисмысловой технологии. Реакционноспособные производные антисмысловых олигонуклеотидов. Производные антисмысловых олигонуклеотидов, стабилизирующие образование дуплексов. Гидрофобные производные и аналоги антисмысловых олигонуклеотидов. ЛИТЕРАТУРА Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987. Шабарова З.А., Богданов А.А. Химия нуклеиновых кислот и их компонентов. М.: Химия, 1978. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1992. Общая органическая химия / Под ред. Н.К. Кочеткова. М.: Химия, 1986. Т. 10. Практическая химия белков / Под ред. А. Дарбе. М.: Мир, 1989. Органическая химия нуклеиновых кислот / Под ред. Н.К. Кочеткова. М.: Химия, 1970. Дюга Г., Пенни К. Биоорганическая химия. М.: Мир, 1983. Химия полипептидов / Под ред. П. Катсояниса. М.: Мир, 1977. Пептиды. Основные методы образования пептидных связей / Под ред. В.Т. Иванова. М.: Мир, 1983. |