The Interaction of Metal Complexes with G-quadruplex DNA

A computational approach was proposed to study the binding and the stability of metal complex-nucleic acid supramolecular systems. In particular, the interaction of transition metal complexes with DNA structures named “G-quadruplexes” was considered. G-quadruplex conformations are present in telomeres and several oncogenes and they are involved in the inhibition of telomerase, a protein responsible for immortalization of cancer cells. The main purpose of the project was then to provide a computational tool to design chemical compounds able to selectively stabilize G-quadruplex structures.

Un approccio computazionale è stato proposto per lo studio dell’interazione di complessi metallici di basi di Schiff con DNA. Nel capitolo 2, è stato investigato il meccanismo di azione di complessi di Nichel(II), Rame(II) e Zinco(II) con B e G-quadruplex DNA. Il G-quadruplex è una conformazione non canonica adottata da particolari sequenze ricche in guanina. Recentemente, è stata dimostrata la sua esistenza in cellule umane, in regioni telomeriche e non telomeriche, ed è stato proposto come un possibile target per una nuova categoria di agenti antineoplastici. I capitoli successivi sono basati su dati raccolti durante due periodi di ricerca all’estero. Nel capitolo 3, basato sugli studi eseguiti presso l’Università tecnica di Braunschweig, verrà mostrato come i campi di forza, oggigiorno di uso comune in Chimica/Biofisica Computazionale, siano in grado di riprodurre correttamente la stabilità relativa di G-quadruplex modello. Inoltre, è stata studiata in dettaglio l’interazione di una classe di leganti organici, noti G-quadruplex binders, con un modello di quadruplex parallelo. L’approccio computazionale ha messo in evidenza l’importanza del considerare esplicitamente la protonazione dei leganti. Nel capitolo 4, risultato di una COST Short-Term Scientific Mission in Francia presso l’Universitè de Lorraine, è descritta la procedura usata per riprodurre gli spettri di Dicroismo Circolare delle principali conformazioni dei G-quadruplex.