Биоорганическая химия, 2024, № 6

Российская академия наук
БИООРГАНИЧЕСКАЯ  
ХИМИЯ
Том 50     № 6     2024     Ноябрь–Декабрь
Журнал основан в январе 1975 г.
Выходит 6 раз в год 
ISSN 0132-3423
Журнал издается под руководством  
Отделения биологических наук РАН
Главный редактор
С.Н. Кочетков
М е ж д у н а р о д н ы й   р е д а к ц и о н н ы й   с о в е т
А.А. Богданов, А.Н. Гречкин, М.П. Кирпичников,  
И.А. Михайлопуло, Н.Ф. Мясоедов,
Ш.И. Салихов, В.А. Стоник, М.С. Юнусов,  
Michael G. Blackburn (UK), Jin Han (South Korea),
Amelia Pilar Rauter (Portugal), Chau Van Minh (Vietnam),  
Andrei V. Zvyagin (Australia)
Р е д а к ц и о н н а я   к о л л е г и я
А.С. Арсеньев, С.О. Бачурин, В.В. Веселовский, В.В. Власов,  
А.Г. Габибов, Т. Гианик, С.М. Деев, Н.Л. Еремеев, Р.Г. Ефремов,  
В.М. Липкин, С.А. Лукьянов (зам. главного редактора),
И.В. Михура (ответственный секретарь), А.Р. Хомутов,  
Н.Э. Нифантьев, Т.В. Овчинникова (зам. главного редактора),
Т.С. Орецкая, П.М. Рубцов, Л.Д. Румш, Е.Д. Свердлов,  
В.Г. Туманян, А.И. Усов, Yuri V. Kotelevtsev (Scotland),  
Vladlen Z. Slepak (USA), Konstantin E. Petrukhin (USA),  
Le Thi Hien (Vietnam), Rao Desirazu Narasimha (India)
Заведующий редакцией Н.И. Короленко  
Научный редактор М.Е. Субботина  
Редактор Е.А. Пантелеева
Верстка Н.И. Короленко
Адрес редакции: 117997 ГСП, Москва, В-437,
ул. Миклухо-Маклая, 16/10, корп. 32, комн. 509
Телефон: +7 (495) 330-77-83
Электронная почта: rjbc@ibch.ru;  
korolenkoibch@yandex.ru 
Адрес сайта: https://www.rjbc.online
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала 
     “Биоорганическая химия” 
     (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 50, номер 6, 2024
Член международной редакционной коллегии журнала ³Биоорганическая химия´ академик 
Шавкат Исмаилович Салихов (к 80-летию со дня рождения)
705
Порфирины как полифункциональные лиганды при связывании с ДНК.  
Перспективы применения (обзорная статья) 
Н. Ш. Лебедева, Е. С. Юрина 
707
Эритроциты крови - биологическая модель для оценки антиоксидантной активности  
химических соединений (обзорная статья)
О. Г. Шевченко
720
Ковалентные ингибиторы рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) в таргетной  
терапии лекарственно-устойчивого немелкоклеточного рака легкого (обзорная статья)
А. Б. Швецов, А. В. Семёнов
735
Витамин В12 в системах доставки лекарственных препаратов (обзорная статья)
А. А. Скуредина, Д. Е. Ялама, И. М. Ле-Дейген
762
Синтез и оценка цитотоксической активности эфиров и амидов малеопимаровой и 
дигидрохинопимаровой кислот 
Е. В. Третьякова, С. Р. Шарафутдинова
780
Адаптация протокола автоматического твердофазного фосфитамидного синтеза 
олигодезоксирибонуклеотидов для получения их N-незамещенных амидофосфатных  
аналогов (P-NH2)
Е. А. Малова, И. А. Пышная, М. И. Мещанинова, Д. В. Пышный
789
Структурный анализ белка LZTFL1 методом главных компонент (PCA-seq) 
И. И. Хегай, С. Юй, В. М. Ефимов
806
Ингибирование дипептидилпептидазы-IV 2-S-цианопирролидиновыми ингибиторами 
пролилэндопептидазы
Г. И. Макаров, Н. Н. Золотов, В. Ф. Позднев
813
Новые катионные углеводсодержащие амфифилы и липосомы на их основе  
для эффективной доставки коротких нуклеиновых кислот в эукариотические клетки 
Е. В. Шмендель, А. О. Буянова, О. В. Марков, Н. Г. Морозова, 
М. А. Зенкова, М. А. Маслов
826
Стимулирующее влияние бензо(а)пирена на продукцию специфического IgE  
связано с формированием герминальных центров в селезенке  
и экстрафолликулярной активацией В-лимфоцитов в ткани легких 
Д. Б. Чудаков, О. А. Шустова, М. А. Стрельцова, А. А. Генералов, 
Р. А. Величинский, О. Д. Коцарева, Г. В. Фаттахова
842

Оценка острой токсичности пиридиновых производных 3,4-дигидрохиноксалин-2-она  
и 3,4-дигидро-2H-1,4-бензоксазин-2-она 
С. А. Терновская, В. С. Власенко, А. Н. Новиков, Н. А. Денгис, 
А. Л. Сталинская, И. В. Кулаков
856
Неагломерированные олигонуклеотид-содержащие нанокомпозиты на основе наночастиц 
диоксида титана 
М. Н. Репкова, O. Ю. Мазурков, Е. И. Филиппова, Н. А. Мазуркова, 
Ю. Е. Полетаева, Е. И. Рябчикова, В. Ф. Зарытова, А. С. Левина
862
Экспрессия внеклеточного фрагмента PD-L1 мыши и получение антител к PD-L1
М. C. Горюнова, Д. Ю. Рязанцев, Е. Э. Петрова, В. В. Костенко, А. О. Макарова, 
Р. В. Холоденко, Е. В. Рябухина, Д. В. Калиновский, О. Д. Коцарева, Е. В. Свирщевская
871

БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2024, том 50, № 6, с. 705-706
ЧЛЕН МЕЖДУНАРОДНОЙ РЕДАКЦИОННОЙ 
КОЛЛЕГИИ ЖУРНАЛА  
³БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ´  
академик  
Шавкат Исмаилович Салихов
(к 80-летию со дня рождения)
 
Академик Ш.И. Салихов широко известный 
ученый в области биоорганической химии и био- 
технологии, академик Академии наук Узбекистана. 
Основатель научной школы белковой химии в Уз- 
бекистане. Научные интересы Шавката Исмаило- 
вича направлены на проблемы, связанные со струк- 
турным и функциональным изучением биологи- 
чески активных соединений. Совместно с Инсти- 
тутом биоорганической химии им. акад. М.М. Ше- 
мякина и Ю.А. Овчинникова РАН им были прове- 
дены фундаментальные исследования новых вы- 
сокоспецифичных токсинов, выделенных из ядов 
 
членистоногих различных видов с целью изуче- 
ния их структуры, механизма действия и при- 
менения в качестве ³инструментов´ для нейро- 
физиологических исследований. В результате дан- 
ных  исследований были созданы антисыворотки 
против ядов кобры, скорпиона, каракурта, где 
в качестве антител использованы выделенные 
нейротоксины.
В сотрудничестве с ведущими учеными Россий- 
ской академии наук им был проведен цикл ис- 
следований по выделению и биоскринингу биоло- 
гически активных соединений, проявляющих про- 
тивовирусную активность. Раскрыты механизмы 
противовирусного, антихламидийного, иммуно- 
модули 
рующего, противоспидового действия био- 
логически активных соединений полифенольной 
природы. Изучен химический состав полифенолов 
свыше 70 растений, относящихся к семействам 
Annacardeaceae, Geranaceae, Punicaceae, Euphor- 
beaceae, Malvaceae и др. Из них было выделено 
свыше 150 веществ, более 20 из которых оказались 
новыми, ранее не описанными в литературе сое- 
динениями. 
Впервые в Республике Узбекистан были разра- 
ботаны и внедрены в медицинскую практику ори- 
гинальные противовирусные препараты:  ³Рагосин 
таблетки 0.05 г´ № 12 - для лечения вирусных ге- 
патитов В, С, D; ³Гозалидон таблетки 0.05 г´ - анти- 
хламидийный препарат; ³Мазь мегосина 1´ - анти- 
герпетическое средство; ³Рутан таблетки 0.25 г´ - 
 
препарат против вируса гриппа А и В.
Под руководством академика Ш.И. Салихова в 
 
Республике Узбекистан был разработан новый 
подход в синтезе феромонов хлопковой совки. В 
Институте на экспериментальной базе было ор- 
ганизовано производство комплектов феромонных 
ловушек против хлопковой и озимой совок, где они 
ежегодно производятся в количестве более 1 млн. 
 
Институт с 1997 г. полностью обеспечивает хлоп- 
ководческие хозяйства Республики Узбекистан 
комплектами феромонных ловушек хлопковой и 
озимой совок, тем самым освобождая Республику 
от их импорта и экономит ежегодно более 1.5 млн 
долларов США.
Под руководством Салихова Ш.И. впервые в 
Республике разработана технология производства 
семенного картофеля на основе элитных классов 
(на основе клеточных технологий). В настоящее 
время данная технология успешно внедряется в 
Республике Узбекистан. 
В январе 2017 года академику Салихову Ш.И. 
присуждена премия ³Международное сотруд- 
ничество в области науки и технологий-2017´, 
неофициально именуемая ³китайской нобелевской 
премией´ за вклад в развитие международного 
научно-технического сотрудничества с Академией 
наук КНР, подготовку талантливых ученых и за 
 
важную роль в повышении уровня научных ис- 
следований, инноваций и развития Китайской ака- 
демии наук путем подготовки инновационных та- 
лантов и высококвалифицированных ученых.
705

АКАДЕМИК ШАВКАТ ИСМАИЛОВИЧ САЛИХОВ (К 80-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)
ингибирует две жизненно важные ферментные 
системы вируса SARS-CoV-2.
По результатам клинического исследования ³Ру- 
тан таблетки 100 мг´ рекомендован для взрослых, а 
³Рутан таблетки 25 мг´ - для пациентов старше 6 лет 
 
разрешен к применению в качестве лекарственного 
средства против заболевания COVID-19 со средней 
 
степенью тяжести, а также против всех штаммов 
гриппа. Министерство здравоохранения Респуб- 
лики Узбекистан одобрило применение препарата 
Рутан по рекомендации врачей при лечении боль- 
ных, инфицированных вирусом SARS-CoV-2. Пре- 
парат приказом Министерства здравоохранения 
Республики Узбекистан от 2023 г. включен в пере- 
чень ЖВЛП.
В ноябре 2017 года Шавкат Исмаилович Сали- 
хов был избран членом Китайской академии наук 
(КАН). Он - первый ученый из Узбекистана, избран- 
ный в КАН, и второй из стран СНГ после российс- 
кого ученого, лауреата Нобелевской премии по 
физике Жореса Алферова.
В период коронавирусной пандемии в 2020 г. по 
инициативе академика Ш.И. Салихова совместно 
с ведущими учеными научно-исследовательских 
учреждений РАН и КАН были проведены допол- 
нительные исследования по определению эффек- 
тивности против коронавируса SARS-CoV-2 ранее 
 
разработанного и внедренного в медицинскую прак- 
тику в Республике Узбекистан противовирусного 
препарата Рутан против вирусов гриппа А и В. 
Было установлено, что препарат Рутан эффективно 
Главный редактор журнала ³Биоорганическая химия´, члены международного 
редакционного совета, редакционной коллегии и сотрудники редакции журнала 
поздравляют Шавката Исмаиловича Салихова с юбилеем и желают здоровья,  
новых научных побед и достижений в области науки.
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ          том 50          № 6          2024

БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2024, том 50, № 6, с. 707-719
ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ
УДК 577.113.7
ПОРФИРИНЫ КАК ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ 
ЛИГАНДЫ ПРИ СВЯЗЫВАНИИ С ДНК. 
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ 
‹ 2024 г. Н. Ш. Лебедева*, Е. С. Юрина*, #

 Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН, Россия, 153045 Иваново, ул. Академическая, 1 
Поступила в редакцию 05.04.2024 г. 
После доработки 24.04.2024 г. 
Принята к публикации 25.04.2024 г.
Исследование взаимодействия нуклеиновых кислот с лигандами не только актуально с научной точки 
зрения, но и имеет высокую потенциальную практическую значимость. Образование комплексов 
нуклеиновых кислот с лигандами влияет на биохимические функции важнейшего носителя 
генетической информации, что открывает возможности для лечения генетических заболеваний, 
управления старением как клетки, так и организма в целом. Среди огромного многообразия 
потенциальных лигандов особое место занимают порфирины и родственные им соединения, 
что обусловлено их способностью к генерации активных форм кислорода под действием света. 
Фотокаталитические свойства порфиринов в составе комплексов могут быть востребованы при 
создании молекулярных инструментов для генной инженерии, лечении вирусных и бактериальных 
инфекций. Модификация порфириновых соединений позволяет осуществить нацеливание 
лиганда на конкретную биологическую мишень. В обзоре обобщены литературные данные, 
описывающие процессы комплексообразования нуклеиновых кислот с ароматическими лигандами 
(преимущественно с порфиринами), проанализировано влияние структуры макрогетероциклических 
соединений на особенности взаимодействия с нуклеиновыми кислотами, обозначены перспективные 
направления дальнейших исследований в данной области. 
Ключевые слова: нуклеиновые кислоты, олигонуклеотиды, лиганды, порфирины, интеркаляты
DOI: 10.31857/S0132342324060015, EDN: NGMHIQ 
СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
707
2. КЛАССИЧЕСКАЯ ИНТЕРКАЛЯЦИЯ 
708
3. ПОРФИРИНЫ КАК ИНТЕРКАЛЯТОРЫ
709
4. НЕКЛАССИЧЕСКАЯ ИНТЕРКАЛЯЦИЯ 
712
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
716
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
716
1. ВВЕДЕНИЕ
ДНК - это ³молекула жизни´, обеспечивающая 
хранение, передачу из поколения в поколение и 
реализацию генетической программы развития и 
функционирования живого организма, в том числе 
восприимчивость к болезням [1]. Поэтому ДНК - 
 
одна из самых перспективных биологических ми- 
шеней при разработке лекарственных препаратов 
для лечения онкологических и генетических за- 
болеваний, вирусных, микробных и парази- 
тарных инфекций, регуляции жизненного цикла, 
 
процессов старения или генетической модифика- 
ции живого организма. С учетом строения двух- 
цепочечной ДНК можно выделить три основных 
 
способа комплексообразования: 1) внешние комп- 
лексы образуются за счет электростатического при- 
Сокращения: ctДНК - ДНК тимуса теленка; ssДНК - ДНК спермы лосося; PIPES - пиперазиновый буфер.
# Автор для связи: (тел.: 7 (493) 233-62-72; эл. почта: yurina_elena77@mail.ru).
707

ЛЕБЕДЕВА, ЮРИНА
тяжения к отрицательно заряженному фосфат- 
ному остову ДНК катионов, поликатионов; 2) комп- 
лексы с лигандами в большой и малой бороздках 
ДНК; 3) комплексы интеркаляционного типа, 
формируемые при встраивании ароматического 
лиганда между парами азотистых оснований. 
Последний тип комплексообразования вызывает 
наибольшие структурные изменения в ДНК и 
существенно влияет на ее биологические функции. 
Поэтому данный мини-обзор будет посвящен 
вопросам, связанным именно с интеркаляцией.
2. КЛАССИЧЕСКАЯ ИНТЕРКАЛЯЦИЯ
Подавляющее большинство работ, пред- 
ставленных в научной литературе, посвящено 
изучению моноинтеркалятов. Моноинтеркаляты - 
 
это малые ароматические молекулы, которые 
интеркалируют между парами оснований ДНК 
либо со стороны большой, либо со стороны 
малой бороздки, при этом может реализоваться 
параллельная или перпендикулярная интеркаля- 
ция (рис. 1). Чем меньше интеркалят, тем меньше 
селективность и аффинность связывания с ДНК. 
 
Например, дауномицин и профлавин - примеры 
моноинтеркалятов, профлавин содержит три ан- 
нелированных ароматических кольца, дауноми- 
цин - четыре. Дауномицин, по причине большего 
размера молекулы по сравнению с профлавином, 
интеркалирует со стороны большой бороздки, 
т.е. в G-C-обогащенные области, в то время как 
 
профлавин может интеркалировать как в А-Т-, 
 
так и в G-C-области. Несмотря на то что профла- 
вин обладает противоопухолевым действием, 
он проявляет низкую селективность и поэтому 
не используется в лечебной практике. Для по- 
вышения его селективности предприняты попыт- 
ки модификации структуры за счет введения 
объемных заместителей [13, 14] (рис. 2).
Другой путь повышения селективности взаи- 
модействия - бисинтеркаляция. Бисинтеркаляты 
образованы из двух моноинтеркалятов, кова- 
лентно связанных спейсером (рис. 3). Создание би- 
синтеркалятов - сложная задача. Во-первых, по 
причине необходимости выбора оптимальной 
длины спейсера, чтобы позволить двум интер- 
(а)
(б)
Профлавин
Дауномицин
Рис. 1. Визуализация параллельной (а) или перпенди- 
кулярной (б) интеркаляции по отношению к парам 
азотистых оснований ДНК (голубой цвет) [12].
Начиная с 1961 г., когда Лерман впервые [2] 
 
обосновал высокое сродство ДНК к гетеро- 
циклическим ароматическим красителям, при 
 
котором ароматическое соединение встраивается 
между азотистыми основаниями ДНК, образуя 
интеркаляционные комплексы, количество ис- 
следований в данном научном направлении ра- 
стет в геометрической прогрессии. Появляется 
 
потенциальная возможность для создания лиган- 
дов, способных связываться со специфичес- 
кими генами и выключать их экспрессию. Ор- 
ганические интеркаляты могут ингибировать 
синтез нуклеиновых кислот, в настоящее время 
они применяются в качестве противоопухолевых 
препаратов. Например, актиномицин D ис- 
пользуется при саркоме [3], опухоли Вильмса 
[4] и меланоме [5], даунорубицин - при лечении 
острого миелоидного лейкоза [6], нейробластомы 
и хронического миелогенного лейкоза [7], доксо- 
рубицин в основном применяется для лечения 
лимфомы Ходжкина [8]. Однако все известные 
интеркаляты характеризуются низкой селек- 
тивностью.
Известные к настоящему времени интер- 
каляты состоят из плоских ароматических или 
 
гетероароматических групп, способных внед- 
ряться между соседними парами оснований. 
Эти комплексы стабилизируются за счет ʌ-ʌстекинговых взаимодействий, сил Ван-дерВаальса, гидрофобных взаимодействий и/или 
переноса заряда [9].
Интеркаляция ДНК вызывает локальные 
структурные возмущения в спирали ДНК, в 
основном частичное раскручивание спирали, 
 
что приводит к удлинению ДНК [10]. Эти струк- 
турные модификации приводят к прерыванию 
репликации, транскрипции и репарации ДНК, 
 
препятствуя связыванию ДНК с ассоциирован- 
ными белками, такими как полимеразы, транс- 
крипционные факторы и топоизомеразы [11].
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ          том 50          № 6          2024

ПОРФИРИНЫ КАК ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЛИГАНДЫ
Рис. 2. Модификация профлавина для увеличения 
аффинности и селективности связывания с ДНК [14].
разным областям ДНК. Именно по этой причине 
бисинтрекаляты можно пересчитать буквально по 
пальцам - это бисдауномицин [16], эхиномицин 
[18], триостин [19], дитеркалиний [20], TOTO [21] 
и YOYO [22]. 
Другая стратегия повышения аффинности и 
селективности интеркалятов - получение интеркалятов с боковыми заместителями, которые находятся диаметрально противоположно от интеркалирующего фрагмента. Для формирования комплекса один из заместителей должен ³проткнуть´ 
ДНК, пройти через пары оснований и находиться 
на одной бороздке ДНК, а второй заместитель - на 
другой бороздке (рис. 4).
Ногаламицин
Бисдауномицин
ТОТО
Рис. 4. 3D-изображение интеркаляционных комплексов ДНК с ногаламицином. Реализуется дополнительное связывание периферийных заместителей с 
фрагментами малой и большой бороздки [12].
Рис. 3. 3D-изображение интеркаляционных комплексов ДНК с бисинтеркалятами: бисдауномицином 
и ТОТО [12].
3. ПОРФИРИНЫ КАК ИНТЕРКАЛЯТОРЫ
калирующим частям лиганда встраиваться между 
азотистыми основаниями ДНК и образовывать 
ʌ-связи с парами оснований ДНК. Поскольку при 
интеркаляции происходит частичное, локальное 
раскручивание ДНК, и расстояние между парами 
оснований может увеличиваться в 2 раза, то теоретически предсказать, какой длины требуется 
спейсер, очень сложно [15, 16]. Во-вторых, спейсер 
должен быть гидрофильным, иначе будут проблемы с растворимостью лиганда. Для обеспечения гидрофильности в составе спейсера должны 
быть гетероатомы (N, O). Однако их введение 
увеличивает жесткость спейсера, например, 
по сравнению с полиметиленовым спейсером. 
В-третьих, непосредственно для интеркаляции 
предпочтителен гидрофобный характер лиганда. 
Наличие в лиганде гидрофильных групп может 
привести к связыванию лиганда в малой бороздке, что сопровождается разрушением ³хребта 
гидратации´ и заменой упорядоченных Н-связанных молекул воды в бороздке на лиганд [17]. 
Поэтому необходимо при дизайне соблюдать 
баланс между гидрофобным/гидрофильным характером спейсера, его длиной и сродством к 
Среди традиционных лигандов ДНК - производных бисфеназина, хинолона, актидина, бипирролов, продигининов, индолохинолиновых 
алкалоидов, стероидных имидазопиридинов, 
бензо[k,l]ксантинов, антрацена, антрахинона - 
особое положение занимают порфирины. Несомненное преимущество порфиринов и их структурных аналогов состоит в способности под 
действием света генерировать активные формы кислорода, следовательно, возможно необратимое повреждение ДНК, что актуально для 
фотодинамической терапии онкозаболеваний 
и создания лекарственных препаратов вирулицидного или антибактериального профиля. Кроме 
того, практически не ограничена возможность 
химической модификации порфиринов, что 
позволяет тонко настраивать их фотохимические 
свойства и комплексообразующую способность 
по отношению к нуклеиновым кислотам. Порфириновые соединения являются хромофорами. 
Спектральное проявление связывания порфиринов 
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ          том 50          № 6          2024

ЛЕБЕДЕВА, ЮРИНА
с ДНК очень яркое, и оно существенно отличается 
при связывании порфирина в большой/малой 
бороздке или его интеркаляции в ДНК. На при- 
мере тетракатионных порфиринов показано 
[23-25], что их интеркаляция в ДНК вызывает 
изменения в электронных спектрах поглощения 
порфиринов, называемых ³отпечатками пальцев´: 
значительный длинноволновый сдвиг полосы 
Соре от 10 нм и более, гипохромность полосы 
Соре до 30-50. Существенный батохромный 
сдвиг и гипохромный эффект объяснимы с точки 
зрения экситонных взаимодействий, возникающих 
благодаря сопряжению дипольного момента пе- 
рехода оснований ДНК с соответствующими 
ʌ-ʌ
-переходами порфирина [26, 27]. В ряде работ 
сообщается, что при интеркаляции реализуется 
эффективный перенос энергии от азотистых 
оснований к фотовозбужденному порфирину [28, 
29], что подтверждается уменьшением времени 
жизни флуоресценции порфиринов до 2-3 нс и 
отрицательным сигналом в области Соре спектра 
кругового дихроизма. В случае связывания пор- 
фиринов в бороздке ДНК гипохромность значи- 
тельно меньше (табл. 1), время жизни флуорес- 
ценции порфирина увеличивается до 11-12 нс, 
т.к. нет контакта с тушителем флуоресценции 
(азотистыми основаниями), и, располагаясь в 
бороздке ДНК, порфирин частично изолирован 
 
от тушителя флуоресценции - молекул воды [30, 
 
31]. В спектрах кругового дихроизма внешнее 
 
связывание порфирина с ДНК демонстрируют 
 
положительный сигнал в области Соре. 
Как видно из представленных данных (табл. 1), 
 
не все системы ³порфирин-нуклеиновая кислота´ 
соответствуют интеркаляционным комплексам по 
признакам спектральных изменений в области 
полосы Соре, в ряде случаев фиксируется чуть 
 
меньшее батохромное смещение (<10 нм) или 
гипохромность несколько ниже порогового зна- 
чения 30. В табл. 1 значения, не соответствующие 
требованиям ³отпечатков пальцев´, выделены 
полужирным шрифтом. В каждом конкретном слу- 
чае можно предположить причины несоответ- 
ствия полученных результатов с ³отпечатками 
пальцев´. Например, введение периферийных за- 
местителей, содержащих углеводородный мостик 
(порфирины H2TC3, MDTMPyP), приводит к 
увеличению гидрофобного характера порфи- 
рина, поэтому меньший батохромный сдвиг, при 
связывании с нуклеиновыми кислотами, может 
быть обусловлен самоассоциацией порфиринов. 
Другая, вполне очевидная причина несоответствия 
прослеживается при сравнении результатов, по- 
лученных для систем, содержащих порфиринполи[d(GC)2] и порфирин-ДНК. В случае систем 
³порфирин-поли[d(GC)2]´ батохромное смещение 
и гипохромизм всегда соответствует ³отпечаткам 
пальцев´, а для систем ³порфирин-ДНК´ - нет 
(табл. 1). Как указывалось выше, порфирины - это 
достаточно крупные лиганды, и их интеркаляция 
осуществляется в GC-обогащенные регионы [42]. 
ДНК тимуса теленка содержит a58 
AT- и 42 GCоснований [43], т.е. вполне возможно бимодальное 
взаимодействие порфирина с ДНК, когда одно- 
временно реализуется интеркаляционное взаимо- 
действие в GC-обогащенные регионы и внешнее 
связывание порфирина с AT-обогащенными 
участками нуклеиновой кислоты. Регистрируе- 
мые спектральные изменения будут являться 
суперпозицией электронного поглощения порфи- 
риновых хромофоров, интеркалирующих и ло- 
кализованных в бороздках ДНК.
При определении типа комплексов на основа- 
нии исключительно результатов электронной 
спектроскопии необходимо очень тщательно 
и скрупулезно подходить к анализу условий 
спектрального эксперимента. Хорошо известный 
факт, что, варьируя соотношение концентраций 
порфирина и пар азотистых оснований нуклеино- 
вой кислоты, можно добиться доминирования в 
растворе разных типов комплексов (интеркалятов, 
внешних электростатических и др.) [37, 44]. Не 
менее значимо время регистрации конечных 
спектральных изменений, например, в работе 
[37] при регистрации гипохромный эффект в 
системе TĬOPP-ctДНК в растворе 10 мM PIPES, 
 
100 мM NaCl при pH 7.0 составил 16 непосред- 
ственно после смешения компонентов и 25 по 
 
прошествии 24 ч. На начальном этапе интер- 
каляции важную роль играют электростатические 
взаимодействия катионных порфиринов с от- 
рицательно заряженным остовом нуклеиновой 
кислоты, поэтому спектральное проявление комп- 
лексообразования порфиринов с нуклеиновыми 
кислотами существенно зависит от сольвати- 
рующей среды (буфера, ионной силы) [37]. На- 
пример, результаты, представленные в табл. 1 
для системы H2T4-поли[d(GC)2], полученные 
в разных буферах - фосфатном (рН 6.8), PIPES 
(рН 7.0) и TRIS (рН 7.4), - привели к разным 
величинам гипохромного эффекта - 34, 41 и 54 
соответственно. Для системы TĬOPP-ctДНК 
замена буфера PIPES (рН 7.0) на воду (рН 7.0) 
с NaCl (10 мМ) приводит к смене механизма 
взаимодействия от интеркалята к внешнему комп- 
лексу [37].
Следующий фактор, который необходимо учи- 
тывать при проведении исследований или ана- 
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ          том 50          № 6          2024

ПОРФИРИНЫ КАК ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЛИГАНДЫ
Таблица 1. Изменения в электронных спектрах поглощения тетра- и дикатионных порфиринов/металлопорфиринов 
при связывании с нуклеиновыми кислотами 
Порфирин

ДНК
Батохромный сдвиг 
Соре, ǻȜ, нм
Гипохромность H, 
Тип комплекса
Ссылка
H2T4
[poly(dG-dC)]2
23
34
Интеркалят 
[32]
Zn(T4)
[poly(dG-dC)]2
0
4
Внешнее связывание
[35]
H2D4
[poly(dG-dC)]2
27
42
Интеркалят
[33]
H2D3
[poly(dG-dC)]2
20
36
Интеркалят
[34]
Zn(D4)
[poly(dG-dC)]2
15
39
Интеркалят
[33, 34]
Zn(D3)
[poly(dG-dC)]2
12
26
Интеркалят (по CD)
[33, 34]
H2T4
[poly(dA-dT)]2
9
-4
Внешнее связывание
[32]
Zn(T4)
[poly(dA-dT)]2
2
-6
Внешнее связывание
[35]
H2D4
[poly(dA-dT)]2
22
28
Интеркалят
[33]
H2D3
[poly(dA-dT)]2
16
24
Интеркалят (по CD)
[34]
Zn(D4)
[poly(dA-dT)]2
12
26
Интеркалят
[33, 34]
Zn(D3)
[poly(dA-dT)]2
9
26
Интеркалят
[33, 34]
Cu(TC3)
ssДНК 
10 
35
Интеркалят
[36]
Zn(TC3)
ssДНК
1
32
Внешнее связывание
[36]
H2TC3
ssДНК
8
43
Внешнее связывание
[36]
Cu(TC3)
GACGAC
10
45
Интеркалят
[36]
Cu(TC3)
GATTAC
10
38
Интеркалят
[36]
Cu(TC3)
GCGCAC
10
43
Интеркалят
[36]
Zn(TC3)
GACGAC
4
45
Внешнее связывание
[36]
H2TC3
GACGAC
9
54
Интеркалят
[36]
H2TC3
GCGCAC
9
39
Интеркалят
[36]
H2TC3
AGCGCA
8
43
Интеркалят
[36]
TĬOPP
ctДНК
6
23
Внешнее связывание
[37]
TĬOPP
ctДНК
18
54
Интеркалят
[37]
MDTMPyP
ctДНК
10
46
Интеркалят
[38]
CuMDTMPyP
ctДНК
4
41
Интеркалят
[38]
TPrpyP4
сtДНК
8
42
Интеркалят
[39]
TPrpyP4
[poly(dG-dC)]2
21
46
Интеркалят
[39]
TPrpyP4
[poly(dA-dT)]2
9
12
Внешнее связывание
[39]
TEtOHpyP(4)
сtДНК
6
37
Интеркалят
[39]
TEtOHpyP(4)
[poly(dG-dC)]2
20
50
Интеркалят
[39]
TEtOHpyP(4)
[poly(dA-dT)]2
9
12
Внешнее связывание
[39]
TMpyP(4)
сtДНК
7
40
Интеркалят
[39]
TMpyP(4)
[poly(dG-dC)]2
21
41
Интеркалят
[39]
TMpyP(4)
[poly(dA-dT)]2
7
7
Внешнее связывание
[40]
NiTPrpyP(4)
сtДНК
9
25
Интеркалят
[39]
NiTPrpyP(4)
[poly(dG-dC)]2
15
26
Интеркалят
[39]
NiTPrpyP(4)
[poly(dA-dT)]2
6
-22
Внешнее связывание
[39]
NiTEtOHpyP
сtДНК
8
9
Внешнее связывание
[39]
NiTEtOHpyP
[poly(dG-dC)]2
14
13
Внешнее связывание
[39]
NiTEtOHpyP
[poly(dA-dT)]2
4
-41
Внешнее связывание
[39]
TMPy4P
поли[d(GC)2]
20
54
Интеркалят
[41]
TMPy4P
поли[d(AT)2]
9
22
Внешнее связывание
[41]
TMPy3P
поли[d(GC)2]
14
59
Интеркаляция 
[41]
TMPy3P
поли[d(AT)2]
5
38
Внешнее связывание
[41]
Примечание: полужирным шрифтом выделены значения, не соответствующие требованиям ³отпечатков пальцев´. CD - круговой дихроизм.

 Структурные формулы порфиринов представлены на рис. 5.
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ          том 50          № 6          2024