Studium (bio)molekulových interakcí a enzymových reakcí kapilárními elektroforetickými metodami

Abstract

Nekovalentní interakce se podílejí na většině procesů v živých organismech. Sílu interakce mezi (bio)molekulami lze charakterizovat pomocí vazebné konstanty příslušných komplexů, k jejímuž stanovení je možno využít řadu fyzikálně-chemických metod. Z nich metody kapilární elektroforézy disponují několika přednostmi: (1) interakce probíhají mezi volnými molekulami ve vodném roztoku bez nutnosti jejich immobilizace, (2) krátká doba analýzy, (3) velmi malá spotřeba zkoumaných molekul, a (4) snadná automatizace analýz. V rámci této disertační práce byly vyvinuty metody afinitní kapilární elektroforézy s částečným plněním (PF-ACE) pro zkoumání interakce mezi oligonukleotidy dvouvláknové DNA a dobře charakterizovaným interkalátorem ethidium bromidem jako modelovou sloučeninou. Následně byly v těchto podmínkách stanoveny vazebné konstanty komplexů oligofenylenových derivátů s DNA oligonukleotidy. Metoda PF-ACE byla optimalizována pro sledování enantioselektivních interakcí mezi helquaty a vybranými chirálními kyselými aromatickými analyty. Bylo identifikováno několik látek, jejich enantiomery byly pomocí helquatů jakožto chirálních selektorů odděleny. Kapilární elektroforéza byla použita jako separační analytická metoda při sledování štěpení peptidových substrátů rhomboidními proteasami. Metoda byla...

Non-covalent interactions participate in majority of processes in living organisms. The strength of interaction between (bio)molecules can be characterized by binding constants of respective complexes, which can be determined by variety of physico-chemical methods. From these methods, capillary electrophoresis features several advantages: (1) interactions takes place in aqueous solutions between free molecules without necessity of their immobilization, (2) short analysis time, (3) small consumption of analyzed compounds, and (4) easy automation of analyses. Within this dissertation thesis, methods of partial-filling affinity capillary electrophoresis (PF-ACE) were developed for study of interactions between double-strand DNA oligonucleotides and well characterized intercalator ethidium bromide as a model compound. Subsequently, binding constants of oligophenylene derivatives complexes with DNA oligonucleotides were determined. The PF-ACE method was optimized for study of enantioselective interactions between helquats and selected chiral acidic aromatic analytes. Several compounds whose enantiomers were separated using helquats as chiral selectors were identified. Capillary electrophoresis was applied as a separation analytical method for monitoring of peptide substrate cleavage by rhomboid...