Elektrochemiczne i biologiczne badania DNA : plazmidy i chromosomalne DNA : krótka historia badań DNA w pracowni elektroanalizy chemicznej

• Autorzy: Elżanowska Hanna , Kępska-Tatar Blanka

Identyfikatory

DOI

10.53584/wiadchem.2024.07.8

Warianty tytułu

EN

Electrochemical and biological investigations of DNA : plasmids and chromosomal DNA : short history of DNA investigations at chemical analysis laboratory

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

For a number of years, the DNA interactions with various compounds have been a subject of research at the Laboratory of Electroanalytical Chemistry. Plasmids and chromosomal DNAs have been used to investigate and distinguish between the DNA interactions with intercalators, newly synthesized potential anticancer drugs and antioxidants. So far, plasmids have been rarely used in electrochemical experiments and therefore their use can be considered a novelty in our investigations, realized in collaboration with the Molecular Biology Laboratory at the Faculty of Biology of the University of Warsaw. New potential anticancer drugs have been synthesized at the Institute of Organic Industrial Chemistry and tested on cancer cell lines at the Pharmacy Department of the Warsaw Medical University. The methodology of DNA-drugs investigations has been tested with the use of a typical DNA intercalator, Methylene Blue, and resulted in the sequential use of four electrochemical methods, i.e. SW, DP, AC 00 i AC 900 to assess redox properties and capacity/resistance changes of the electrode layers formed. Such complex electroanalytical methodology allowed for distinguishing between the anticancer properties of two seemingly similar compounds, IPBD and Cl-IPBD, which differed only by one substituent. The comparison of these electrochemical results with biological testing (on cancer cell lines) these prospective anticancer drugs, showed good correlation of the two different methods used, in prediction of anticancer properties of new drugs. Thus, it has been shown that the combination of electroanalytical methods can be successfully used for preliminary testing of anticancer drugs, before further confirming their use by complex and time consuming biological methods. It should be noted that the interactions of plasmids with the antioxidants such as: riboflavin (Rb, Wit.B2), Witamin C and Rutin (RU), used in this work and tested by electroanalytical methods, showed contrasting results to the ones obtained for anticancer drugs.

Słowa kluczowe

PL

DNA; plazmidy; błękit metylenowy; związki przeciwnowotworowe; antyoksydanty

EN

DNA; plasmids; methylene blue; anticancer compounds; antioxidants

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Chemiczne
• Czasopismo: Wiadomości Chemiczne
• Rocznik: 2024
• Tom: [Z] 78, 7-8
• Strony: 943--971
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Elżanowska Hanna

• Pracownia Elektroanalizy Chemicznej, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, Pasteura 1, 02093 Warszawa Poland

• https://orcid.org/0009-0007-3316-8095

autor

Kępska-Tatar Blanka

• Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, Pasteura 1, 02093 Warszawa Poland

• https://orcid.org/0009-0008-6237-8996

Bibliografia

• [1] E. Paleček, Crit., Rev., Biochem., 1991, 26, 151.
• [2] E. Paleček, Electroanalysis, 2009, 21, 239.
• [3] E. Paleček, M. Bartošik, Chem. Rev., 2012, 112, 3427.
• [4] C. Teireiro, K. Nejedly, E. Palećek, J. Biomol. Structureand Dynamics, 1993, 2, 313.
• [5] C.M.A. Oliveira, A.M. Oliveira-Brett, S.H.P. Serano, J. Electroanal. Chem., 1994, 366, 225.
• [6] A.M. Oliveira-Brett, J.A.P. Piedade, L.A. Silva, V.C. Diculescu, Biochem. 2004, 332, 321.
• [7] E.E. Ferapontova, Electrochim. Acta, 2004, 49, 1751.
• [8] E. Farjami, L. Clima, K.V. Gothelf, E.E. Ferapontova, MB Analyst 2010, 135, 1443.
• [9] E. Ferapontova, Annual Review of Analytical Chemistry, 2018, 11, 197.
• [10] G. Dryhurst, G. Pace, J. Electroanal. Chem. 1979, 101, 19.
• [11] Q. Li, C. Batcherol-McAuley, R.G. Compton, mechanism J. Phys. Chem. 2010, B114, 7423.
• [12] Margaret E. Rice, Zbigniew Galus, Ralph N. Adams, J. Electroanal. Chem. 1983, 143, 89.
• [13] D. Maciejewska, I. Szpakowska, I. Wolska, M. Niemyjska, M. Mascini, M. Maj-Zurawska, Bioelectrochemistry, 2006, 69, 1.
• [14] A. Palińska, A. Grodzka, H. Elżanowska, B. Kępska, E. Zwierkowska, S. Achmatowicz, M. Maj-Zurawska, Electroanalysis 2010, 22, 1306.
• [15] Hanna Elzanowska, Johan H van de Sande, Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1988, 253(3), 425.
• [16] Hanna Elzanowska, Johan H van de Sande, Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1988, 19(3), 441.
• [17] H. Elzanowska, E. Abu-Irhayem, B. Skrzynecka, V.I. Birss, Electroanalysis, 2004, 16, 478.
• [18] M.M. Kamal, H. Elzanowska, M. Gaur, D. Kim, and V.I. Birss, J. Electroanal. Chem., 1991, 318, 349.
• [19] H. Elzanowska, R.G. Wolcott, D.M. Hannum, and J.K. Hurst, Free radical Biology & Medicine, 1995, 18, 437.
• [20] Blanka Kępska, Praca magisterska, Wydział Chemii UW, 2008.
• [21] Agnieszka Gniazdowska, Praca magisterska, Wydział Chemii UW, 2010.
• [22] Ewelina Krawczyk Praca magisterska, Wydział Chemii UW, 2010.
• [23] Agnieszka Ogórek Praca magisterska, Wydział Chemii UW 2010.
• [24] Anna Banasiak, Praca magisterska, Wydział Chemii UW, 2013.
• [25] Dominika Janiszek Praca magisterska, Wydział Chemii UW, 2013.
• [26] Katarzyna Michalska Praca magisterska, Wydział Chemii UW, 2016.
• [27] Dominika Janiszek Praca doktorska Wydział chemii UW, 2021.
• [28] H. Elzanowska, B. Kępska, A. Palińska, K. Staroń, M. Maj-Zurawska, „Electrochemical Detection of Plasmid DNA”, 7th Spring Meeting of the International Society of Electrochemistry, Szczyrk 2009, poster.
• [29] Hanna Elzanowska, Agnieszka Ogórek, Paweł J. Kulesza, „Enhanced DNA Detection with Palladium and Methylene Blue”, 61thAnnual Meeting of the International Society of Electrochemistry (ISE) Nice 2010, September 26-October 1, poster.
• [30] Dominika Janiszek, Agnieszka Girstun, Hanna Elzanowska, Oddziaływanie rutyny i ryboflawiny z DNA w obecności reaktywnych form tlenu, XII konferencja „Elektroanaliza w teorii i praktyce”, 6-7 czerwca 2013, Kraków. poster.
• [31] Anna Banaszek, Agnieszka Girstun, Hanna Elzanowska, Monika Karpińska, Andrzej Niewiadomy, Oddziaływanie plazmidowego DNA z substancjami przeciwnowotworowymi, XII konferencja „Elektroanaliza w teorii i praktyce”, 6-7 czerwca 2013, Kraków. poster.
• [32] D. Janiszek, H. Elzanowska, P. J. Kulesza „Elektrochemiczna detekcja rozplatania podwójnej nici DNA w liniowych i superhelikalnych plazmidach” XIII konferencja „Elektroanaliza w teorii i praktyce”, 5-6 czerwca 2014, Kraków, poster.
• [33] D. Janiszek, H. Elzanowska, A. Girstun, P.J. Kulesza, “Utlenianie zasad nukleinowych jako metoda detekcji struktur DNA”; 57 Zjazd PTChem i SITPChem, Częstochowa; 14-18 września 2014, prezentacja.
• [34] D. Janiszek, A. Banasiak, M. Maj-Żurawska, H. Elzanowska, A. Girstun, P. J. Kulesza, “Label-free electrochemical detection of plasmids: Supercoiled vs. linear forms” International Conference on Electrochemical Sensors, Matrafured, Hungary, June 15 – 20, 2014, poster.
• [35] D. Janiszek, A. Banasiak, H. Elzanowska, A. Girstun, P. J. Kulesza, “Electrochemical detection of DNA damage in Fenton reaction”, 65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry (ISE), Lausanne, Switzerland, 31 August-5 September 2014, presentation.
• [36] Dominika Janiszek, Monika Karpinska, Andrzej Niewiadomy, Agnieszka Girstun, Hanna Elzanowska, Magdalena Maj-Zurawska and Pawel Kulesza, „Nucleic Acid-Drug Interactions: An Electrochemical Approach”, 3rd International Work-Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering; Granada, Spain, April 15-17, 2015, prezentacja.
• [37] Hanna Elzanowska, Dominika Janiszek, Monika M. Karpińska, Andrzej Niewiadomy, Agnieszka Girstun, Magdalena Maj-Zurawska, Paweł J. Kulesza, “Thin Redox Layers Use in DNA sensors: Interactions with Drugs” The 67th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, The Hague, The Netherlands, 21-26 August, 2016, poster.
• [38] Dominika Janiszek, Monika M. Karpińska, Andrzej Niewiadomy, Agnieszka Girstun, Hanna Elżanowska, Magdalena Maj-Żurawska, Paweł J. Kulesza, “Does Pentamidine Interact with Plasmid DNA Similarly to Some Anticancer Drugs?”, The 67th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, The Hague, The Netherlands, 21-26 August, 2016, poster.
• [39] Dominika Janiszek, Monika M. Karpińska, Andrzej Niewiadomy, Agnieszka Girstun, Hanna Elżanowska, Magdalena Maj-Żurawska, Paweł J. Kulesza, „Oddziaływanie potencjalnego związku przeciwnowotworowego z plazmidowym DNA”, XIII Warszawskie Seminarium Doktorantów Chemików - ChemSession'16, Warszawa, 10 czerwca 2016, poster.
• [40] Hanna Elzanowska, Dominika Janiszek, Monika M. Karpińska, Andrzej Niewiadomy, Magdalena Maj-Zurawska, Paweł J. Kulesza, The 23rd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, Vilnius, Lithuenia, 8-11 May, 2018, presentation.
• [41] Dominika Janiszek, Monika M. Karpinska, Andrzej Niewiadomy, Magdalena Maj-Zurawska, Hanna Elzanowska, Pawel J. Kulesza, Simultaneous Interactions of Pentamidine and a New Potential Anticancer Drug Cl-IPBD with Plasmid DNA, 6th LIA Workshop report and Evolution of the Polish-French cooperation in Biotechnologies, Warsaw, 4-5 June, 2019, poster.
• [42] Agnieszka Gniazdowska, Adriana Palinska-Saadi, Ewelina Krawczyk, Hanna Elzanowska, Magdalena Maj-Zurawska, Bioelectrochemistry 2013, 92, 32.
• [43] Banasiak, H. Elżanowska, A. Girstun, D. Janiszek, M. M. Karpińska, M. Maj-Żurawska, A. Niewiadomy, A. Palińska-Saadi, S. Strzałkowska; „Utlenianie zasad kwasów nukleinowych i ligandu jako metoda badania oddziaływań DNA - interkalator”; „Problemy współczesnej elektrochemii”, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków, 2014, 217 – 244.
• [44] Banasiak, H. Elżanowska, A. Girstun, D. Janiszek, M. M. Karpińska, M. Maj-Żurawska, A. Niewiadomy, A. Palińska-Saadi, S. Strzałkowska; „Utlenianie zasad kwasów nukleinowych i ligandu jako metoda badania oddziaływań DNA - interkalator”; „Problemy współczesnej elektrochemii”, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków, 2014, 217 – 244.
• [45] Dominika Janiszek, Monika Karpinska, Andrzej Niewiadomy, Agnieszka Girstun, Hanna Elzanowska, Magdalena Maj-Zurawska and Pawel Kulesza, „Nucleic Acid-Drug Interactions: An Electrochemical Approach”, Extended Abstracts, International Work-Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering; Granada, Spain, April, 15-17, 2015, 77-82.
• [46] Dominika Janiszek, Monika M.Karpinska, Andrzej Niewiadomy, Agnieszka Girstun, Hanna Elzanowska, Magdalena Maj-Zurawska, Pawel J. Kulesza, Phase Transition Detection in Accumulation of a Potential Anticancer Drug Cl-IPBD with DNA: Supercoiled and Linear pUC19 Plasmids, Electrochimica Acta, 2016, 210, 42.
• [47] Dominika Janiszek, Monika M. Karpinska, Andrzej Niewiadomy, Anita Kośmider, Agnieszka Girstun, Hanna Elzanowska, Paweł J. Kulesza, Bioelectrochemistry 2021, 137, 107682.
• [48] M. Włodarczyk, Kosmos, 51 (2002), 51, 231.
• [49] J. Hinnebusch, K. Tiiiy, Molecular Microbiology, 1993, 10, 917.
• [50] E. Paleček, Nature, 1958, 45, 186.
• [51] E. Paleček, Nature, 1960, 188, 658.
• [52] E. Paleček, Talanta 2002, 56, 809.
• [53] E. Paleček, Bioelectrochem. Bioenerg., 1988, 20, 179.
• [54] W. Yang, M. Ozsoz, D.B. Hibbert, J.J. Gooding, Electroanalysis 2002, 14, 1299.
• [55] T. Leszczyński, H. Duński, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej Chemia Spożywcza i Biotechnologia, 2006, 70, 65.
• [56] E. Farjami, L. Clima, K.V. Gothelf, E.E. Ferapontova, Analyst 2010, 135 1443.
• [57] C.G. Pheeney, J. K. Barton, Langmuir 2012, 28, 7063.