PL227562B1 - Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA - Google Patents

Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA

Info

Publication number
PL227562B1
PL227562B1 PL396418A PL39641811A PL227562B1 PL 227562 B1 PL227562 B1 PL 227562B1 PL 396418 A PL396418 A PL 396418A PL 39641811 A PL39641811 A PL 39641811A PL 227562 B1 PL227562 B1 PL 227562B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rna
bacitracin
degradation
dna
concentration
Prior art date
Application number
PL396418A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL396418A1 (en
Inventor
Jerzy Ciesiołka
Małgorzata Jeżowska-Bojczuk
Jan Wrzesiński
Justyna Nagaj
Kamila Stokowa-Sołtys
Aleksandra Kasprowicz
Leszek Błaszczyk
Wojciech Szczepanik
Original Assignee
Wrocławskie Centrum Badań Eit + Spółka Z Ograniczoną
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wrocławskie Centrum Badań Eit + Spółka Z Ograniczoną filed Critical Wrocławskie Centrum Badań Eit + Spółka Z Ograniczoną
Priority to PL396418A priority Critical patent/PL227562B1/en
Publication of PL396418A1 publication Critical patent/PL396418A1/en
Priority to PCT/IB2012/055059 priority patent/WO2013042093A1/en
Publication of PL227562B1 publication Critical patent/PL227562B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • A61K38/12Cyclic peptides, e.g. bacitracins; Polymyxins; Gramicidins S, C; Tyrocidins A, B or C
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/14Antivirals for RNA viruses

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

The subject of the present invention is the use of bacitracin for the hydrolytic degradation of RNA, occurring at guanosine residues, preferably in single-stranded RNA regions, and occurring without the involvement of transition metal ions. According to the invention, it is possible to use bacitracin according to a mechanism dependent on the degradation of undesirable RNA, different than that stipulated to-date.

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest nowe zastosowanie antybiotyku bacytracyny, polegające na wykorzystaniu nieznanych dotychczas właściwości nukleolitycznych tego leku do degradacji kwasów rybonukleinowych (RNA). Bacytracyna jest kompleksem polipeptydowym o uznanych właściwościach przeciwbakteryjnych, wytwarzana jest przez szczep bakterii Bacillus subtilis var Tracy, Bacillus Licheniformis.The subject of the present invention is a new use of the antibiotic bacitracin, which consists in using the hitherto unknown nucleolytic properties of this drug for the degradation of ribonucleic acids (RNA). Bacitracin is a polypeptide complex with recognized antibacterial properties, it is produced by the bacterial strain Bacillus subtilis var Tracy, Bacillus Licheniformis.

Lek ten został odkryty w latach 40-tych ubiegłego wieku i od tego czasu stosowany jest dość powszechnie w terapiach przeciwbakteryjnych (Epperson, J., Ming L. Biochemistry 39, 4037-4045 (2000); Ming, L., Epperson, J. J. Inoorg. Biochem. 91, 46-58 (2002)).This drug was discovered in the 1940s and has since been used quite widely in antibacterial therapies (Epperson, J., Ming L. Biochemistry 39, 4037-4045 (2000); Ming, L., Epperson, JJ Inoorg Biochem. 91,46-58 (2002)).

Lek ten nie ulega wchłanianiu drogą pokarmową, w terapii stosowany jest najczęściej jako jeden ze składników maści antybiotykowych używanych do zwalczania bakteryjnych zakażeń skórnych oraz przeciwko bakteryjnym zakażeniom oczu. Podawany jest również domięśniowo, w tym nawet niemowlętom z bakteryjnym zapaleniem płuc. Ponadto, bacytracyna stosowana jest jako dodatek do pasz, zapobiegający zakażeniom u zwierząt.This drug is not absorbed through the alimentary tract, in therapy it is most often used as one of the ingredients of antibiotic ointments used to combat bacterial skin infections and against bacterial eye infections. It is also given intramuscularly, including even infants with bacterial pneumonia. In addition, bacitracin is used as a feed additive to prevent animal infections.

Uważa się, że podobnie jak inne antybiotyki, bacytracyna powinna być podawana wyłącznie w przypadku zakażeń bakteryjnych. Opisany w literaturze, prawdopodobny mechanizm działania bacytracyny zakłada, że inhibuje ona proces biosyntezy ścian komórkowych bakterii Gram - dodatnich (Ming, L., Epperson, J. J. Inoorg. Biochem. 91, 46-58 (2002)).It is believed that, like other antibiotics, bacitracin should only be given when a bacterial infection is present. The probable mechanism of action of bacitracin described in the literature is that it inhibits the process of biosynthesis of gram-positive bacteria cell walls (Ming, L., Epperson, J. J. Inoorg. Biochem. 91, 46-58 (2002)).

Bacytracyna jest antybiotykiem o silnych właściwościach nefrotoksycznych. Kofaktorem bacytracyny są metale dwuwartościowe, zaktywowana bacytrycyna posiada właściwości przeciwbakteryjne i przeciwpasożytnicze.Bacitracin is an antibiotic with strong nephrotoxic properties. Bivalent metals are the co-factor of bacitracin, while activated bacitricin has antibacterial and antiparasitic properties.

Jedną z zalet stosowania tego antybiotyku jest to, że w stosunkowo małym stopniu dochodzi w organizmie do generowania szczepów bakterii lekoopornych.One of the advantages of using this antibiotic is that it produces relatively little strains of drug-resistant bacteria in the body.

Bacytracyna jest lekiem dopuszczonym do lecznictwa od dawna i w związku z tym zagadnienie efektów ubocznych związanych z jej stosowaniem, takich jak nefrotoksyczność, czy działanie alergizujące, jak i problem lekooporności zostały zbadane (Podlewski, J.K., Chwalibogowska-Podlewska A. Leki współczesnej terapii - wydanie XX, Medical Tribune Polska, Warszawa 2010).Bacitracin is a drug approved for treatment for a long time, and therefore the issue of side effects related to its use, such as nephrotoxicity or allergenic effects, as well as the problem of drug resistance have been investigated (Podlewski, JK, Chwalibogowska-Podlewska A. Drugs of modern therapy - 20th edition) , Medical Tribune Polska, Warsaw 2010).

Doniesiono niedawno, że bacytracyna powoduje degradację dwuniciowego DNA (Tay, W. et al., J. Am. Chem. Sci. 132, 5652-5661 (2010)). Reakcja zachodzi wyłącznie po związaniu niektórych jonów metali przejściowych i przebiega według mechanizmu wolnorodnikowego. Podobne właściwości indukowania oksydatywnej degradacji kwasów nukleinowych posiada jednakże szereg innych antybiotyków (Holmes, C. et al., Bioorg. Medicin. Chem. 5, 1235-1248 (1997); Jeżowska-Bojczuk, M. et al., Eur. J. Biochem. 269, 5547-5556 (2002); Szczepanik, W. et al., J. Inorg. Biochem. 94, 355-364 (2003a); Szczepanik, W. et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans. 8, 1488-1494 (2003b); Wrzesiński, J. et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 331, 267-271 (2005)). Sądzi się, że mogą być one współodpowiedzialne za niektóre efekty uboczne stosowanych terapii antybiotykowych. Ustalenie, czy procesy te mają istotne znaczenie z medycznego punktu widzenia wymaga dalszych badań, bowiem stężenia jonów metali, które mogłyby w nich uczestniczyć są w komórce stosunkowo niskie.Bacitracin has recently been reported to degrade double-stranded DNA (Tay, W. et al., J. Am. Chem. Sci. 132, 5652-5661 (2010)). The reaction takes place only after binding some transition metal ions and proceeds according to the free radical mechanism. However, a number of other antibiotics have similar properties of inducing oxidative degradation of nucleic acids (Holmes, C. et al., Bioorg. Medicin. Chem. 5, 1235-1248 (1997); Jeżowska-Bojczuk, M. et al., Eur. J. Biochem. 269, 5547-5556 (2002); Szczepanik, W. et al., J. Inorg. Biochem. 94, 355-364 (2003a); Szczepanik, W. et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans 8, 1488-1494 (2003b); Wrzesiński, J. et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 331, 267-271 (2005)). It is believed that they may be responsible for some of the side effects of antibiotic therapies used. Determining whether these processes are important from the medical point of view requires further research, because the concentrations of metal ions that could participate in them are relatively low in the cell.

W publikacji międzynarodowej WO 94/04185 opisano wykorzystanie właściwości bacytracyny do inhibicji białkowej izomerazy dwusiarczkowej (PDI), w publikacji Lara et al. (Lara, H. et al., Virol. J. 8, 137 (2011)) wykazano, że DTNB oraz bacytracyna są zdolne do hamowania PDI, przez co wirusy, m.in. HIV, RSV wykazują ograniczoną zdolność redukcji wiązań disulfidowych w otoczce, co zmniejsza ich możliwość wnikania do komórek. Nie udowodniono jednak wpływu bacytracyny bezpośrednio na niszczenie wirusów. Oddziaływanie bacytracyny na wirusy jest w tym przypadku jedynie pośrednie. Bacytracyna inhibuje enzym PDI, ingerując przez to w cykl życiowy wirusa.The international publication WO 94/04185 describes the use of the properties of bacitracin for the inhibition of the protein disulfide isomerase (PDI) in Lara et al. (Lara, H. et al., Virol. J. 8, 137 (2011)) it has been shown that DTNB and bacitracin are able to inhibit PDI, so that viruses, e.g. HIV, RSV have a limited ability to reduce disulfide bonds in the envelope, which reduces their ability to penetrate the cells. However, the direct effect of bacitracin on viral destruction has not been proven. The effect of bacitracin on viruses in this case is only indirect. Bacitracin inhibits the PDI enzyme, thus interfering with the viral life cycle.

W publikacjach US 4795740, US 5066783 przedstawiono kompozycję farmaceutyczną skuteczną wobec wirusa HSV, stanowiącą mieszaninę acyklowiru i bacytracyny (jako inhibitora proteaz), przy czym w próbie kontrolnej wskazano, iż sama bacytracyna nie posiada aktywności wobec wirusa HSV-1.In publications US 4,795,740, US 5,066,783, a pharmaceutical composition effective against HSV is presented, consisting of a mixture of aciclovir and bacitracin (as a protease inhibitor), wherein bacitracin itself has no activity against HSV-1 in the control.

W stanie techniki w żadnej publikacji nie sugerowano wpływu bacytracyny na rozpad RNA.In the prior art, no publication has suggested the effect of bacitracin on RNA degradation.

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie bacytracyny do wytwarzania preparatów do degradacji RNA.The subject of the invention is the use of bacitracin for the production of preparations for the degradation of RNA.

Według wynalazku możliwe jest wykorzystanie antybiotyku bacytracyny w sposób inny niż dotychczas, do degradacji niepożądanego RNA. Antybiotyk ten mógłby być stosowany przeciwko wirusom zawierającym jako materiał genetyczny RNA. Do wirusów RNA należą m.in. wirusy zapaleniaAccording to the invention, it is possible to use the antibiotic bacitracin in a different way than before for the degradation of undesired RNA. This antibiotic could be used against viruses containing RNA as genetic material. RNA viruses include inflammation viruses

PL 227 562 B1 wątroby, polio, czy też wirus HIV. W stosowaniu miejscowym można by wykorzystać go również przeciwko szybko namnażającym się wirusom DNA, np. wirusom opryszczki, poprzez atakowanie wirusowych mRNA.Liver, polio, or HIV virus. In topical application, it could also be used against rapidly proliferating DNA viruses such as herpes viruses by attacking viral mRNAs.

Według wynalazku, bacytracyna może być stosowana np. zewnętrznie, miejscowo do zwalczania wirusowych zakażeń skóry. Inna możliwość to użycie tego antybiotyku w terapiach mieszanych zakażeń bakteryjno-wirusowych, jak i czysto wirusowych, z uwzględnieniem innego, niż uważano dotychczas mechanizmu jego działania, polegającego na degradacji RNA. Istnieje też potencjalna możliwość zastosowania bacytracyny do wytwarzania preparatów do dezynfekcji.According to the invention, bacitracin can be used e.g. externally, topically to combat viral skin infections. Another possibility is the use of this antibiotic in therapies of mixed bacterial-viral and purely viral infections, taking into account a different mechanism of its action, which is the degradation of RNA, than previously thought. There is also a potential possibility of using bacitracin in the production of disinfectants.

Zaletą bacytracyny i w związku z tym jej nowego zastosowania jest fakt, że związek ten znany jest od wielu lat i dopuszczony do stosowania u ludzi i zwierząt. Jest to niezwykle istotne w porównaniu z nowo syntetyzowanymi terapeutykami, których wprowadzenie do stosowania jako leków wymaga długotrwałych badań i ogromnych nakładów finansowych.The advantage of bacitracin and therefore its new use is the fact that this compound has been known for many years and is approved for use in humans and animals. This is extremely important in comparison with the newly synthesized therapeutics, the introduction of which for use as drugs requires long-term research and huge financial outlays.

W stosowanych dotychczas terapiach antywirusowych używa się związków niskocząsteczkowych, blokujących enzymy ważne dla cyklu życiowego wirusa, np. polimerazę RNA niezbędną do syntezy nici tego kwasu, proteazę zaangażowaną w generowanie białek otoczki wirusa itd. Praktycznie żaden z będących w użyciu antybiotyków, skutecznych w terapii zakażeń bakteryjnych, nie jest stosowany w terapii antywirusowej. Wręcz odwrotnie, uważa się, że związki te są nieskuteczne w zwalczaniu infekcji wirusowych.The antiviral therapies used so far use low-molecular-weight compounds that block enzymes important for the life cycle of the virus, e.g. RNA polymerase necessary for the synthesis of this acid strand, protease involved in the generation of viral envelope proteins, etc. Virtually none of the antibiotics in use, effective in the treatment of infections bacterial infections, it is not used in antiviral therapy. On the contrary, these compounds are believed to be ineffective against viral infections.

Zdolność bacytracyny do degradowania cząsteczek RNA była obserwacją zaskakującą, bowiem szereg antybiotyków pochodzących z różnych grup terapeutycznych, które badano wcześniej nie wykazywało podobnych właściwości. Reakcja degradacji RNA zachodzi ze stosunkowo niską specyficznością i przebiega bez udziału jonów metali przejściowych. Nie jest to zatem proces zachodzący według mechanizmu wolnorodnikowego. Przebiega on najprawdopodobniej według mechanizmu hydrolitycznego, w sposób podobny do działania enzymów białkowych o masie cząsteczkowej jednak kilkadziesiąt razy większej. Bardzo ważne jest to, że degradację RNA odnotowano już przy niskim stężeniu antybiotyku, w zakresie mikromolarnym, porównywalnym ze stężeniami jakie oznaczono w osoczu krwi pacjentów poddawanych leczeniu tym lekiem.The ability of bacitracin to degrade RNA molecules was a surprising observation, as a number of antibiotics from different therapeutic groups that had been tested previously did not show similar properties. The RNA degradation reaction takes place with relatively low specificity and takes place without the participation of transition metal ions. Therefore, it is not a free radical process. It most likely follows the hydrolytic mechanism, in a manner similar to that of protein enzymes with a molecular weight, however, several dozen times greater. It is very important that the degradation of RNA was noted even at a low concentration of the antibiotic, in the micromolar range, comparable to the concentrations determined in the blood plasma of patients treated with this drug.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym:The subject of the invention in the exemplary embodiments is shown in the drawing, in which:

na fig. 1 przedstawiono modelowe cząsteczki RNA i DNA wykorzystane w badaniach właściwości nukleolitycznych bacytracyny: RNA-tRNAPhe, tRNA specyficzny dla fenyloalaniny izolowany z drożdży; RNA-rybHDV, antygenomowy rybozym HDV; RNA-R20, 20-nukleotydowy fragment wirusa HDV; DNA-M39, 39-nukleotydowy oligomer DNA; DNA-M72, 72-nukleotydowy oligomer DNA. Zaznaczono główne miejsca degradacji zachodzącej w obecności bacytracyny;Figure 1 shows model RNA and DNA molecules used in the study of nucleolytic properties of bacitracin: RNA-tRNAPhe, phenylalanine specific tRNA isolated from yeast; HDV fish RNA, HDV antigenomic ribozyme; RNA-R20, HDV 20 nucleotide fragment; DNA-M39, 39 nucleotide DNA oligomer; DNA-M72, 72 nucleotide DNA oligomer. The main sites of degradation in the presence of bacitracin are marked;

na fig. 2 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację RNA-tRNAPhe pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (Bac), jej kompleksu z jonami Cu(II), a także kompleksu w obecności H2O2 (stężenia w μΜ). Warunki reakcji: bufor 50 mM Tris-HCI pH 7,5; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie RNA 2 OD/ml. K1 - linia kontrolna; K2 - 50 μM Cu(II); K3 - 100 μM Cu(II)-H2O2; L - hydroliza alkaliczna; T - trawienie rybonukleaząT1;Fig. 2 shows an autoradiogram showing the degradation of RNA-tRNAPhe under the action of various concentrations of bacitracin (Bac), its complex with Cu (II) ions, and the complex in the presence of H2O2 (concentrations in μΜ). Reaction conditions: 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.5; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total RNA concentration 2 OD / ml. K1 - control line; K2 - 50 μM Cu (II); K3 - 100 μM Cu (II) -H2O2; L - alkaline hydrolysis; T - digestion with ribonuclease T1;

na fig. 3 przedstawiono wpływ wartości stężenia bacytracyny, jej kompleksu z jonami Cu(II) oraz kompleksu w obecności H2O2 na stopień degradacji RNA-tRNAPhe;Fig. 3 shows the effect of the concentration of bacitracin, its complex with Cu (II) ions and the complex in the presence of H 2 O 2 on the degree of degradation of RNA-tRNAPhe;

na fig. 4 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację RNA-rybHDV pod wpływem różnych stężeń bacytracyny (Bac) oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) (stężenia w μM), w warunkach reakcji: bufor 50 mM Tris-HCI pH 7,5; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie RNA 2 OD/ml. K1 - linia kontrolna; K2 - 50 μM Cu(II); L - hydroliza alkaliczna; T - trawienie rybonukleazą T1;Fig. 4 is an autoradiogram showing the degradation of RNA-fishHDV under the influence of various concentrations of bacitracin (Bac) and its complex with Cu (II) ions (concentrations in µM), under the reaction conditions: 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.5; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total RNA concentration 2 OD / ml. K1 - control line; K2 - 50 μM Cu (II); L - alkaline hydrolysis; T - digestion with ribonuclease T1;

na fig. 5 przedstawiono wpływ wartości stężenia bacytracyny oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) na stopień degradacji RNA-rybHDV;Fig. 5 shows the effect of the concentration of bacitracin and its complex with Cu (II) ions on the degree of RNA-fish HDV degradation;

na fig. 6 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację RNA-R20 pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (Bac) oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) (stężenia w μM), w warunkach reakcji: bufor 50 mM Tris-HCI pH 7,5; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie RNA 2 OD/ml. K1 - linia kontrolna; K2 - 50 μM Cu(II); L - hydroliza alkaliczna; T - trawienie rybonukleazą T1;Figure 6 is an autoradiogram showing the degradation of RNA-R20 under the influence of various concentrations of bacitracin (Bac) and its complex with Cu (II) ions (concentrations in µM), under the reaction conditions: 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.5; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total RNA concentration 2 OD / ml. K1 - control line; K2 - 50 μM Cu (II); L - alkaline hydrolysis; T - digestion with ribonuclease T1;

na fig. 7 przedstawiono wpływ wartości stężenia bacytracyny oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) na stopień degradacji RNA-R20;Fig. 7 shows the effect of the concentration of bacitracin and its complex with Cu (II) ions on the degree of degradation of RNA-R20;

na fig. 8 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację RNA-tRNAPhe w obecności bacytracyny (Bac) oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) o stężeniu 22 μM w zależności od czasu (w minutach), w warunkach reakcji: bufor 50 mM Tris-HCI pH 7,5; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie RNA 2 OD/ml. K - linia kontrolna; L - hydroliza alkaliczna; T - trawienie rybonukleazą T1;Fig. 8 shows an autoradiogram showing the degradation of RNA-tRNAPhe in the presence of bacitracin (Bac) and its complex with Cu (II) ions at a concentration of 22 μM depending on the time (in minutes), under the reaction conditions: 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.5; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total RNA concentration 2 OD / ml. K - control line; L - alkaline hydrolysis; T - digestion with ribonuclease T1;

PL 227 562 B1 na fig. 9 przedstawiono postęp degradacji RNA-tRNAPhe w obecności bacytracyny oraz jej kompleksu z jonami Cu(II)o stężeniu 22 μΜ w zależności od czasu inkubacji;Fig. 9 shows the progress of RNA-tRNAPhe degradation in the presence of bacitracin and its complex with 22 μ II Cu (II) ions depending on the incubation time;

na fig. 10 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację RNA-R20 w obecności bacytracyny (Bac) oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) (Bac-Cu) o stężeniu 22 μM w zależności od czasu (w minutach), w warunkach reakcji: bufor 50 mM Tris-HCI pH 7,5; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie RNA 2 OD/ml. K - linia kontrolna; L - hydroliza alkaliczna; T - trawienie rybonukleazą T1;Fig. 10 shows an autoradiogram showing the degradation of RNA-R20 in the presence of bacitracin (Bac) and its complex with Cu (II) ions (Bac-Cu) at a concentration of 22 μM depending on the time (in minutes), under the reaction conditions: buffer 50 mM Tris-HCl pH 7.5; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total RNA concentration 2 OD / ml. K - control line; L - alkaline hydrolysis; T - digestion with ribonuclease T1;

na fig. 11 przedstawiono postęp degradacji RNA-R20 w obecności bacytracyny oraz jej kompleksu z jonami Cu(II) o stężeniu 22 μM w zależności od czasu inkubacji;Figure 11 shows the progress of RNA-R20 degradation in the presence of bacitracin and its complex with 22 µM Cu (II) ions as a function of the incubation time;

na fig. 12 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację RNA-rybHDV pod wpływem działania bacytracyny o stężeniu 5 i 25 μM w obecności wybranych czynników potencjalnie wpływających na reakcję degradacji, w warunkach reakcji: bufor 50 mM HEPES-NaOH pH 7,0; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie RNA 2 OD/ml, K - linie kontrolne;Figure 12 is an autoradiogram showing the degradation of RNA-fishHDV by the action of bacitracin at 5 and 25 µM in the presence of selected factors potentially influencing the degradation reaction under the reaction conditions: 50 mM HEPES-NaOH buffer pH 7.0; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total RNA concentration 2 OD / ml, K - control lines;

na fig. 13 przedstawiono postęp degradacji RNA-rybHDV pod wpływem bacytracyny o stężeniu 5 i 25 μM w obecności wybranych czynników potencjalnie wpływających na reakcję degradacji;Figure 13 shows the progress of fish-HDV RNA degradation under the influence of 5 and 25 µM bacitracin in the presence of selected factors potentially influencing the degradation response;

na fig. 14 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację DNA-M39 pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (2,5, 25, 250 i 2500 μM) w obecności wybranych czynników potencjalnie wpływających na reakcję degradacji, w warunkach reakcji: temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie DNA 0,7 OD/ml. K - linie kontrolne;Figure 14 is an autoradiogram showing the degradation of DNA-M39 under the influence of various concentrations of bacitracin (2.5, 25, 250 and 2500 µM) in the presence of selected factors potentially influencing the degradation reaction, under the reaction conditions: 37 ° C; time 60 minutes; total DNA concentration 0.7 OD / ml. K - control lines;

na fig. 15 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację DNA-M39 pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (Bac) (stężenia w μM) w obecności wybranych czynników potencjalnie wpływających na reakcję degradacji, w warunkach reakcji: temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie DNA 0,7 OD/ml, K - linie kontrolne;Fig. 15 is an autoradiogram showing the degradation of DNA-M39 under the influence of various concentrations of bacitracin (Bac) (concentrations in µM) in the presence of selected factors potentially influencing the degradation reaction, under the reaction conditions: 37 ° C; time 60 minutes; total DNA concentration 0.7 OD / ml, K - control lines;

na fig. 16 przedstawiono autoradiogram przedstawiający degradację DNA-M72 pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (25, 250 i 2500 μM) w obecności wybranych czynników potencjalnie wpływających na reakcję degradacji, w warunkach reakcji: bufor 50 mM HEPES-NaOH pH 7,0; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie DNA 0,2 OD/ml. K - linie kontrolne; G+A, C+A - linie sekwencyjne;Figure 16 is an autoradiogram showing DNA-M72 degradation under the action of various concentrations of bacitracin (25, 250 and 2500 µM) in the presence of selected factors potentially influencing the degradation reaction under the reaction conditions: 50 mM HEPES-NaOH buffer pH 7.0; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total DNA concentration 0.2 OD / ml. K - control lines; G + A, C + A - sequential lines;

na fig. 17 przedstawiono autoradiogram obrazujący degradację cząsteczki RNA-R20 inkubowanej w obecności bacytracyny w buforze 50 mM HEPES-NaOH pH 7,0, w temp. 37°C przez 2 minuty, Panel Bac: 25 i 50 μM bacytracyna, stężenie RNA 8 μg/ml, Panel tRNA carrier: 25 μM bacytracyna, stężenie RNA 8, 0,8, 0,08 i 0,01 μg/ml (-). K - linia kontrolna; L - hydroliza alkaliczna; S1, T1 - trawienie nukleazą S1 i rybonukleazą T1;Fig. 17 shows the autoradiogram showing the degradation of the RNA-R20 molecule incubated in the presence of bacitracin in 50 mM HEPES-NaOH buffer pH 7.0, at 37 ° C for 2 minutes, Panel Bac: 25 and 50 μM bacitracin, RNA concentration 8 μg / ml, Panel tRNA carrier: 25 μM bacitracin, RNA concentration 8, 0.8, 0.08 and 0.01 μg / ml (-). K - control line; L - alkaline hydrolysis; S1, T1 - digestion with S1 nuclease and T1 ribonuclease;

na fig. 18 przestawiono autoradiogram obrazujący produkty degradacji DNA-M39 pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (250 i 2500 μM), w warunkach reakcji: bufor 50 mM HEPESNaOH pH 7,0; temp. 37°C; czas 60 minut; całkowite stężenie DNA 0,2 OD/ml. K - linia kontrolna; S1 - trawienie nukleazą S1, C+A - linia sekwencyjna; pokazano obraz krótkiego i długiego biegu elektroforetycznego;Figure 18 is an autoradiogram showing the degradation products of DNA-M39 when exposed to various concentrations of bacitracin (250 and 2500 µM) under the reaction conditions: 50 mM HEPESNaOH buffer pH 7.0; temp. 37 ° C; time 60 minutes; total DNA concentration 0.2 OD / ml. K - control line; S1 - digestion with S1 nuclease, C + A - sequence line; the image of the short and long electrophoretic run is shown;

na fig. 19 przedstawiono autoradiogram obrazujący produkty degradacji RNA-R20 pod wpływem działania różnych stężeń bacytracyny (stężenia w μM), w warunkach reakcji: stężenie RNA 0,01 μg/ml, bufor 50 mM HEPES-NaOH pH 7,0; temp. 37°C; czas 2 minuty, K - linia kontrolna; L - hydroliza alkaliczna; S1, T1 - trawienie nukleazą S1 i rybonukleazą T1.Fig. 19 is an autoradiogram showing the degradation products of RNA-R20 when exposed to different concentrations of bacitracin (concentrations in µM), under the reaction conditions: RNA concentration 0.01 µg / ml, 50 mM HEPES-NaOH buffer pH 7.0; temp. 37 ° C; time 2 minutes, K - control line; L - alkaline hydrolysis; S1, T1 - digestion with S1 nuclease and T1 ribonuclease.

P r z y k ł a d yExamples

Zgodnie z wynalazkiem, przeprowadzono badania właściwości nukleolitycznych bacytracyny, których celem było uzyskanie odpowiedzi na następujące pytania:According to the invention, studies on the nucleolytic properties of bacitracin were carried out with the aim of answering the following questions:

1) jaką specyficzność wykazuje bacytracyna względem różnych typów wiązania fosfodiestrowego, tj. czy degraduje cząsteczki RNA czy DNA, ew. czy wykazuje działanie fosfatazy lub pirofosfatazy,1) what is the specificity of bacitracin for various types of phosphodiester bonding, i.e. whether it degrades RNA or DNA molecules, or whether it exhibits the activity of phosphatase or pyrophosphatase,

2) według jakiego mechanizmu zachodzi reakcja degradacji kwasów nukleinowych,2) according to what mechanism the reaction of degradation of nucleic acids takes place,

3) czy degradacja RNA/DNA zachodzi preferencyjnie w miejscach określonych nukleotydów lub odcinkach sekwencji nukleotydowej i czy na reakcję wpływa struktura drugorzędowa cząsteczek,3) whether RNA / DNA degradation occurs preferentially at specific nucleotide sites or sections of the nucleotide sequence and whether the reaction is influenced by the secondary structure of molecules,

4) biorąc pod uwagę możliwość praktycznego wykorzystania bacytracyny, jak warunki degradacji wpływają na efektywność jej działania, tj. minimalne aktywne stężenie bacytracyny, zależność od stężenia RNA/DNA, wpływ na reakcję jonów metali dwuwartościowych i jednowartościowych,4) taking into account the possibility of practical use of bacitracin, how the degradation conditions affect its effectiveness, i.e. the minimum active concentration of bacitracin, dependence on the concentration of RNA / DNA, influence on the reaction of divalent and monovalent metal ions,

5) czy dodanie do reakcji z użyciem handlowego preparatu bacytracyny inhibitorów rybonukleaz, bądź też preinkubacja w wysokiej temperaturze wpłynie na właściwości bacytracyny.5) whether the addition of ribonuclease inhibitors to the reaction using a commercial preparation of bacitracin, or a pre-incubation at high temperature, will affect the properties of bacitracin.

W doświadczeniach użyto handlowy preparat bacytracyny zakupiony w firmie Sigma-Aldrich Co. Jako modelowe cząsteczki RNA wykorzystano: tRNA specyficzny dla fenyloalaniny, izolowany z drożPL 227 562 B1 dży o długości 76 nukleotydów (RNA-tRNAPhe) oraz dwa fragmenty RNA wirusa zapalenia wątroby typu D (HDV), antygenomowy rybozym HDV o długości 72 nukleotydów (RNA-rybHDV) i 20-nukleotydowy fragment wirusa (RNA-R20). Natomiast jako modelowe cząsteczki DNA wykorzystano: 39-nukleotydowy oligomer DNA (DNA-M39) oraz 72-nukleotydowy oligomer DNA (DNA-M72) (fig. 1).A commercial preparation of bacitracin purchased from Sigma-Aldrich Co. was used in the experiments. As model RNA molecules: phenylalanine-specific tRNA isolated from yeastPL 227 562 B1, 76 nucleotides long (RNA-tRNAPhe) and two RNA fragments of hepatitis D virus (HDV), antigenomic HDV ribozyme 72 nucleotides long (RNA- fish HDV) and a 20-nucleotide viral fragment (RNA-R20). On the other hand, the following were used as model DNA molecules: a 39-nucleotide DNA oligomer (DNA-M39) and a 72-nucleotide DNA oligomer (DNA-M72) (Fig. 1).

Cząsteczki RNA i DNA znakowane były izotopem 32P na końcu 5' za pomocą T4 kinazy polinukleotydowej i [γ-32Ρ]ΑΤΡ według standardowej procedury, produkty po reakcji z bacytracyną rozdzielano elektroforetycznie w wysokorozdzielczych żelach poliakryloamidowych, wizualizowano z wykorzystaniem ekranów odwzorowujących i komputerowego skanera radioaktywności FLA-5100 (Fujifilm), a do analizy ilościowej zastosowano program Multi Gauge.RNA and DNA molecules were labeled with the 32 P isotope at the 5 'end using T4 polynucleotide kinase and [γ- 32 Ρ] ΑΤΡ according to the standard procedure, the products after the reaction with bacitracin were separated by electrophoresis in high-resolution polyacrylamide gels, visualized using imaging screens and a computer scanner FLA-5100 (Fujifilm) radioactivity, and the Multi Gauge program was used for quantification.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Prowadzono reakcję bacytracyny z RNA-tRNAPhe o stężeniu 2 OD/ml, w następujących warunkach: 60 minutowa inkubacja w temp. 37°C w obecności 5 μΜ antybiotyku.The reaction of bacitracin with RNA-tRNAPhe at the concentration of 2 OD / ml was carried out under the following conditions: 60-minute incubation at 37 ° C in the presence of 5 μΜ of the antibiotic.

W wyniku reakcji degradacji uległo ok. 40% wyjściowego RNA (fig. 2, 3).Approx. 40% of the original RNA was degraded as a result of the reaction (Figs. 2, 3).

Podwyższenie stężenia bacytracyny spowodowało wzrost stopnia degradacji i przy stężeniu 100 μΜ osiągnął on około 95%.Increasing the concentration of bacitracin increased the degree of degradation and at the concentration of 100 μΜ it reached about 95%.

Degradacja RNA-rybHDV zachodziła bardziej efektywnie niż RNA-tRNAPhe (fig. 4, 5). W obecności 5 μΜ bacytracyny degradacji uległo ok. 60% RNA. Natomiast, przy 10 μM bacytracynie stopień degradacji osiągnął 80%, a prawie całkowitą degradację RNA-rybHDV zaobserwowano dla 50 μΜ bacytracyny. 20-nukleotydowy oligomer RNA-R20 po 60 minutach inkubacji w obecności 20 μΜ bacytracyny ulegał niemal całkowicie degradacji do krótszych produktów (fig. 6, 7).RNA-fish HDV degradation was more efficient than that of RNA-tRNAPhe (Fig. 4, 5). About 60% of RNA was degraded in the presence of 5 μ R bacitracin. However, at 10 μM bacitracin, the degree of degradation reached 80%, and almost complete degradation of HDV-fish RNA was observed for 50 μM bacitracin. The 20-nucleotide RNA-R20 oligomer after 60 minutes of incubation in the presence of 20 µM bacitracin was almost completely degraded into shorter products (Figures 6, 7).

Porównanie efektywności degradacji trzech różnych cząsteczek RNA, użytych w stężeniach 2 OD/ml, wykazało, że po 60 minutach inkubacji w temperaturze 37°C w obecności 20 μΜ bacytracyny degradacji uległo 80-95% wyjściowego RNA. Zbadano także kinetykę degradacji RNA-tRNAPhe oraz RNA-R20 w obecności 22 μΜ bacytracyny (fig. 8-11). W przypadku obydwu cząsteczek RNA ok. 50% degradację obserwowano już po 1 minutowej inkubacji. Po 20 minutach reakcja degradacji RNA-tRNAPhe osiągnęła plateau na poziomie 90% (fig. 9), natomiast zanik RNA-R20 po tym czasie był prawie całkowity (fig. 11).A comparison of the degradation efficiency of three different RNA molecules, used at concentrations of 2 OD / ml, showed that 80-95% of the original RNA was degraded after 60 minutes of incubation at 37 ° C in the presence of 20 μΜ bacitracin. The kinetics of the degradation of RNA-tRNAPhe and RNA-R20 in the presence of 22 µM bacitracin were also investigated (Figures 8-11). In the case of both RNA molecules, approximately 50% degradation was observed after 1 minute incubation. After 20 minutes, the degradation reaction of RNA-tRNAPhe had plateaued at 90% (Fig. 9), while the disappearance of RNA-R20 was almost complete after this time (Fig. 11).

W celu sprawdzenia czy bacytracyna wykazuje działanie fosfatazy lub pirofosfatazy użyto znakowane izotopem 32P trifosforany nukleozydów: [y-32P]ATP oraz [a-32P]UTP, które inkubowano z 25 i 250 μΜ bacytracyną przez 60 minut w temp. 37°C, również w obecności jonów Mg(II), Mn(II) i EDTA. Nie zaobserwowano produktów degradacji żadnego z tych związków po elektroforezie na żelu poliakryloamidowym. Dowiedziono, że bacytracyna posiada także w pewnym stopniu zdolność degradacji jednoniciowego DNA. Jednakże, degradacja DNA-M39 (fig. 14) i DNA-M72 (fig. 16) wymagała znacznie wyższych stężeń antybiotyku niż w przypadku cząsteczek RNA. Porównywalny efekt uzyskano przy przynajmniej 10-krotnie wyższym stężeniu bacytracyny. Degradację DNA-M39 i DNA-M72 obserwowano przy zastosowaniu 250 μM bacytracyny, nie obserwowano natomiast przy 25 μΜ stężeniu antybiotyku.In order to check whether bacitracin shows phosphatase or pyrophosphatase activity, 32 P-labeled nucleoside triphosphates were used: [y- 32 P] ATP and [a- 32 P] UTP, which were incubated with 25 and 250 μΜ bacitracin for 60 minutes at 37 ° C, also in the presence of Mg (II), Mn (II) and EDTA ions. No degradation products of any of these compounds were observed after polyacrylamide gel electrophoresis. Bacitracin has also been shown to have some degree of single-stranded DNA degradation capacity. However, degradation of DNA-M39 (Figure 14) and DNA-M72 (Figure 16) required much higher concentrations of the antibiotic than for RNA molecules. A comparable effect was obtained with at least 10 times higher concentration of bacitracin. The degradation of DNA-M39 and DNA-M72 was observed with 250 μM bacitracin, but not with 25 μΜ antibiotic concentration.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

W mechanizmie reakcji hydrolitycznego rozerwania wiązania fosfodiestrowego bardzo istotne jest czy grupa fosforanowa w miejscu rozerwania łańcucha pozostaje po stronie 3' czy 5' reszty rybozy. Postanowiono zatem określić miejsce lokalizacji grupy fosforanowej we fragmentach RNA i DNA po reakcji degradacji w obecności bacytracyny.In the mechanism of the hydrolytic cleavage of the phosphodiester bond, it is very important whether the phosphate group at the chain breaking site remains on the 3 'or 5' side of the ribose residue. Therefore, it was decided to determine the location of the phosphate group in RNA and DNA fragments after the degradation reaction in the presence of bacitracin.

Porównano migrację produktów degradacji RNA-R20 z migracją produktów hydrolizy alkalicznej oraz ograniczonych trawień nukleazą S1 i rybonukleazą T1 stosując elektroforezę w wysokorozdzielczym żelu poliakryloamidowym (fig. 19). Wiadomo, że produkty hydrolizy alkalicznej RNA oraz trawienia rybonukleazą T1 posiadają grupę fosforanową na końcu 3' łańcucha RNA, natomiast produkty trawienia nukleazą S1 na końcu 5'. Migracja fragmentów RNA powstałych po degradacji bacytracyną jest identyczna z migracją fragmentów RNA po hydrolizie alkalicznej oraz trawieniu RNazą T1 oraz inna niż po trawieniu nukleazą S1. Jest to przekonywujący dowód, że grupy fosforanowe znajdują się na końcu 3' powstałych fragmentów.The migration of RNA-R20 degradation products was compared with that of the alkaline hydrolysis products and the restricted digestions with S1 nuclease and T1 ribonuclease using high-resolution polyacrylamide gel electrophoresis (Figure 19). It is known that the products of alkaline RNA hydrolysis and digestion with ribonuclease T1 have a phosphate group at the 3 'end of the RNA chain, and the products of digestion with S1 nuclease at the 5' end. The migration of RNA fragments resulting from bacitracin degradation is identical to the migration of RNA fragments after alkaline hydrolysis and digestion with RNase T1 and different from digestion with S1 nuclease. This is convincing evidence that the phosphate groups are at the 3 'end of the resulting fragments.

Analogiczną analizę miejsca lokalizacji grupy fosforanowej przeprowadzono dla produktów reakcji DNA-M39 z bacytracyną (fig. 18). Jej wynik wskazuje, że migracja produktów odpowiada migracji po trawieniu nukleazą S1. Zatem, w przypadku degradacji DNA przez bacytracynę grupy fosforanowe znajdują się na końcu 5' powstałych fragmentów.An analogous analysis of the localization site of the phosphate group was performed for the reaction products of DNA-M39 with bacitracin (Fig. 18). Its result indicates that the migration of the products corresponds to the migration after digestion with S1 nuclease. Thus, in the case of DNA degradation by bacitracin, the phosphate groups are located at the 5 'end of the resulting fragments.

Z punktu widzenia mechanizmu degradacji RNA i DNA przez bacytracyną istotne jest czy reakcja wymaga obecności jonów metali dwuwartościowych. Okazało się, że na degradację RNA-rybHDV nie ma wpływu obecność 2 mM EDTA (fig. 12, 13). Podobną obserwację poczyniono dla RNA-tRNAPhe.From the point of view of the mechanism of RNA and DNA degradation by bacitracin, it is important whether the reaction requires the presence of divalent metal ions. The degradation of HDV-fish RNA was found to be unaffected by the presence of 2 mM EDTA (Figures 12, 13). A similar observation was made for RNA-tRNAPhe.

PL 227 562 B1PL 227 562 B1

Uderzające z kolei jest, że reakcja degradacji DNA jest kompletnie inhibitowana przez EDTA, tak w przypadku DNA-M39 (fig. 14; zastosowano 0,2 mM EDTA), jak i DNA-M72 (fig. 16; zastosowano 2 mM EDTA). Zatem, reakcja degradacji DNA wymaga bezwzględnej obecności jonów metali dwuwartościowych. Ustalono, że mogą to być, m.in. jony Mg(II), Mn(II) lub Zn(II) (fig. 14-16).In turn, it is striking that the DNA degradation reaction is completely inhibited by EDTA, both in the case of DNA-M39 (Fig. 14; 0.2 mM EDTA was used) and DNA-M72 (Fig. 16; 2 mM EDTA was used). Thus, the DNA degradation reaction requires the absolute presence of divalent metal ions. It was established that they may be, inter alia Mg (II), Mn (II), or Zn (II) ions (Figures 14-16).

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Zgodnie z powyższym opisem prowadzono reakcję degradacji RNA. Stwierdzono, że bacytracyna degraduje RNA przy resztach guanozyny (fig. 2, 4, 6). Degradacja zachodzi w regionach jednoniciowych RNA, dla RNA-tRNAPhe przede wszystkim w pętli D (G15, G18, G19) i TΨC (G57), dla RNA-rybHDV w regionach pętlowych L3/P3 (G28, G30, G31) i L4 (G58), dla jednoniciowego RNA-R20 przy resztach G12, G13, G14, G17 i G18 (fig. 2, 4, 6). Interesujące, że podobną specyficzność degradacji RNA wykazuje rybonukleaza T1. Ponadto, zaobserwowano usuwanie przez bacytracyną grupy fosforanowej z końca 5' (lub 5'-końcowego nukleotydu) cząsteczek RNA. Efekt taki obserwowano dla RNA-tRNAPhe oraz RNA-rybHDV (fig. 2, 4). Nie zaobserwowano go natomiast w przypadku RNA-R20 (fig. 6). Może to wynikać z faktu, że w dwóch pierwszych modelowych RNA 5'-końcowym nukleozydem jest guanozyna, w trzecim cytydyna.An RNA degradation reaction was performed as described above. Bacitracin was found to degrade RNA at guanosine residues (Figures 2, 4, 6). The degradation takes place in the RNA single-stranded regions, for RNA-tRNAPhe mainly in the D loop (G15, G18, G19) and TΨC (G57), for RNA-fish HDV in the L3 / P3 loop regions (G28, G30, G31) and L4 (G58 ), for single-stranded RNA-R20 at residues G12, G13, G14, G17 and G18 (Figures 2, 4, 6). Interestingly, ribonuclease T1 exhibits similar RNA degradation specificity. In addition, bacitracin has been observed to remove the phosphate group from the 5 '(or 5' terminal nucleotide) end of RNA molecules by bacitracin. Such an effect was observed for RNA-tRNAPhe and RNA-fishHDV (Figures 2, 4). However, it was not observed for RNA-R20 (Fig. 6). This may be due to the fact that guanosine is the 5 'nucleoside in the first two model RNAs, and cytidine in the third.

Okazało się, że specyficzność degradacji DNA przez bacytracynę jest wyraźnie różna od obserwowanej w przypadku degradacji RNA. Miejsca degradacji DNA-M72 oraz DNA-M39 są bardzo nieliczne, a występują preferencyjnie w sekwencji w okolicach niektórych reszt cytydyny (fig. 16, 18). W zestawieniu z informacją, że degradacja DNA wymaga obecności jonów niektórych metali dwuwartościowych, można sugerować, że miejsca degradacji DNA zlokalizowane są w pobliżu miejsc silnego wiązania tych jonów.It turned out that the specificity of DNA degradation by bacitracin is clearly different from that observed in the case of RNA degradation. The degradation sites of DNA-M72 and DNA-M39 are very few and occur preferentially in sequence around some cytidine residues (Figures 16, 18). In combination with the information that DNA degradation requires the presence of some divalent metal ions, it can be suggested that the DNA degradation sites are located near the sites of strong binding of these ions.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Prowadzono reakcję degradacji RNA w celu zbadania zależności tego procesu od wartości stężenia RNA. Obserwowany stopień degradacji RNA zależał od jego całkowitego stężenia. Efektywność degradacji trzech różnych cząsteczek RNA, użytych w stężeniach 2 OD/ml, tj. 80 pg/ml, inkubowanych z 20 μΜ bacytracyną przez 60 minut w temperaturze 37°C wynosiła 80-95% wyjściowej ilości RNA. Obniżanie stężenia RNA-R20 do 8, 0,8, 0,08 i ok. 0,01 pg/ml, przy zastosowanej 25 pM bacytracynie i czasie dwuminutowej inkubacji, prowadziło do pogłębienia efektu degradacji (fig. 17). W przypadku użycia znakowanego izotopem 32P RNA-R20 o stężeniu ok. 0,01 pg/ml i 2 minut inkubacji, w obecności 10 μΜ bacytracyny obserwowano całkowitą degradację wyjściowego RNA, a 15% degradację z 1 pM bacytracyną (fig. 19).The RNA degradation reaction was carried out to investigate the dependence of this process on the RNA concentration value. The observed degree of RNA degradation depended on its total concentration. The degradation efficiency of three different RNA molecules, used at a concentration of 2 OD / ml, ie 80pg / ml, incubated with 20 µΜ bacitracin for 60 minutes at 37 ° C, was 80-95% of the original amount of RNA. Lowering the concentration of RNA-R20 to 8, 0.8, 0.08 and approx. 0.01 pg / ml, with the use of 25 pM bacitracin and the two-minute incubation time, led to an enhanced degradation effect (Fig. 17). When using the 32 P-labeled RNA R20 having a concentration of approx. 0.01 pg / ml, and 2 minutes of incubation in the presence of 10 μΜ bacitracin observed in the total degradation of the RNA starting material and 15% degradation of bacitracin 1 pM (FIG. 19).

Przetestowano również wpływ wybranych czynników chemicznych mogących potencjalnie zmieniać efektywność degradacji RNA (fig. 12, 13). Porównując reakcję RNA-rybHDV z 5 i 25 pM bacytracyną, bez i po dodaniu 5 mM jonów Mg(II), zaobserwowano pewne różnice w rozkładzie produktów, przy niewiele zmienionym całkowitym stopniu degradacji RNA (fig. 12). W podobnie małym stopniu na degradację wpływała obecność 100 mM NaCI. W reakcji z 25 μΜ bacytracyną po 60 minutach zamiast ok. 5% pozostało 15% wyjściowego RNA.The effect of selected chemical factors that could potentially alter the efficiency of RNA degradation was also tested (Figures 12, 13). Comparing the RNA-fish HDV reaction with 5 and 25 pM bacitracin, without and after the addition of 5 mM Mg (II) ions, some differences in product degradation were observed, with the overall degree of RNA degradation slightly altered (Fig. 12). The presence of 100 mM NaCl had a similar little effect on degradation. In the reaction with 25 μΜ bacitracin, after 60 minutes, 15% of the original RNA remained instead of approx. 5%.

Reakcje z bacytracyną prowadzono w dwóch różnych buforach: 50 mM Tris-HCI pH 7,5 i 50 mM HEPES-NaOH pH 7,0, nie obserwując istotnych różnic w przebiegu reakcji z RNA i DNA.The reactions with bacitracin were carried out in two different buffers: 50 mM Tris-HCl pH 7.5 and 50 mM HEPES-NaOH pH 7.0, without any significant differences in the course of the reaction with RNA and DNA.

P r z y k ł a d 5P r z k ł a d 5

Poniższe doświadczenia wykonano w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa, że nukleolityczne właściwości bacytracyny, izolowanej z kultur bakteryjnych są wynikiem zanieczyszczenia handlowego preparatu innymi nukleazami.The following experiments were performed to reduce the likelihood that the nucleolytic properties of bacitracin, isolated from bacterial cultures, are the result of contamination of the commercial preparation with other nuclease.

Reakcję degradacji RNA-rybHDV w obecności 5 i 25 pM bacytracyny prowadzono z dodatkiem inhibitora białkowych rybonukleaz - RNasin (Promega), nie stwierdzając istotnych różnic w efektywności działania antybiotyku (fig. 12, 13). Preinkubacja bacytracyny w temp. 100°C przez 5 minut, przed reakcją 5 pM bacytracyny z RNA-rybHDV przez 60 minut, powodowała tylko nieznaczne obniżenie zdolności antybiotyku do degradacji; ilość niezdegradowanego RNA zwiększyła się z ok. 70 do 80%.The RNA-fish HDV degradation reaction in the presence of 5 and 25 µM bacitracin was carried out with the addition of the protein ribonuclease inhibitor RNasin (Promega), without any significant differences in the effectiveness of the antibiotic (Fig. 12, 13). Pre-incubation of bacitracin at 100 ° C for 5 minutes, before the reaction of 5 µM bacitracin with RNA-fishHDV for 60 minutes, caused only a slight reduction in the ability of the antibiotic to degrade; the amount of non-degraded RNA increased from about 70 to 80%.

Preinkubacja roztworu bacytracyny przez 5 minut w temp. 100°C, w warunkach w jakich dezaktywacji ulega większość białkowych DNaz, nie wpływała w znaczący sposób na degradację DNA-M72Pre-incubation of the bacitracin solution for 5 minutes at 100 ° C, under the conditions in which most protein DNases are deactivated, did not significantly affect the degradation of DNA-M72

Claims (3)

1. Zastosowanie bacytracyny do hydrolitycznej degradacji RNA in vitro.1. The use of bacitracin for the hydrolytic degradation of RNA in vitro. 2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że degradowany RNA jest RNA wirusowym.2. The use according to claim 1 The method of claim 1, wherein the degraded RNA is viral RNA. 3. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że obejmuje wytwarzanie preparatu do dezynfekcji.3. Use according to claim 1 The method of claim 1 or 2, comprising the preparation of a disinfectant preparation.
PL396418A 2011-09-23 2011-09-23 Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA PL227562B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL396418A PL227562B1 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA
PCT/IB2012/055059 WO2013042093A1 (en) 2011-09-23 2012-09-23 The use of the antibiotic bacitracin in the hydrolytic degradation of rna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL396418A PL227562B1 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL396418A1 PL396418A1 (en) 2012-02-27
PL227562B1 true PL227562B1 (en) 2017-12-29

Family

ID=45699361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL396418A PL227562B1 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL227562B1 (en)
WO (1) WO2013042093A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111420024B (en) * 2020-04-07 2023-10-03 中国科学院深圳先进技术研究院 Application of bacillus phthalein A in preparing medicament for preventing and treating coronavirus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795740A (en) 1986-05-20 1989-01-03 Cohen Eric A Antiviral peptides and means for treating herpes infections
US5066783A (en) 1986-05-20 1991-11-19 Cohen Eric A Antiviral peptides and means for treating herpes infections
WO1994004185A2 (en) 1992-08-19 1994-03-03 Trustees Of Boston University Method of inhibiting reduction of disulfide bonds

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013042093A8 (en) 2013-10-17
WO2013042093A1 (en) 2013-03-28
PL396418A1 (en) 2012-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10767174B2 (en) Method for RGEN RNP delivery using 5′-phosphate removed RNA
JP7395483B2 (en) Peptides and nanoparticles for intracellular delivery of mRNA
EP3569711B1 (en) Ligand-modified double-stranded nucleic acids
EP2438168B1 (en) Polynucleotides for multivalent rna interference, compositions and methods of use thereof
DK168061B1 (en) WITH MRNA HYBRIDIZABLE ANTI-VIRAL AGENT
KR101722541B1 (en) Treatment of tristetraproline(ttp) related diseases by inhibition of natural antisense transcript to ttp
CN109475640A (en) Nucleic acid is carried the mixing carrier of object
AU2020200247A1 (en) Organic compositions to treat KRAS-related diseases
JP6687542B2 (en) Antisense antimicrobial compounds and methods
RU2733361C1 (en) Agent for inhibition of replication of sars-cov-2 virus mediated by rna interference
EP1550719A1 (en) Methods and medicament for inhibition the expression of a defined gene
JP2022003089A (en) ORGANIC COMPOSITIONS FOR TREATING BETA-ENaC-RELATED DISEASES
JPH05509224A (en) endonuclease
Ciesiołka et al. Antibiotic bacitracin induces hydrolytic degradation of nucleic acids
US20230115861A1 (en) Methods and compositions relating to covalently closed nucleic acids
US20230167450A1 (en) Bifunctional molecules and methods of using thereof
US20210102200A1 (en) Small molecule targeted recruitment of a nuclease to rna
PL227562B1 (en) Application of the bacitracin antibiotic for the hydrolytic degradation of RNA
US20230405130A1 (en) Compositions and methods for modifying bacterial gene expression
WO2007084359A2 (en) Compositions and methods for the treatment of influenza infection
Xie et al. Pseudomonas aeruginosa outer membrane vesicle-packed sRNAs can enter host cells and regulate innate immune responses
KR20230005834A (en) Bifunctional Molecules and Methods of Their Use
Xue et al. Epigenetic control of type III interferon expression by 8-oxoguanine and its reader 8-oxoguanine DNA glycosylase1
US6958215B1 (en) Methods and compositions for inhibition of RNA splicing
DE10296800T5 (en) Inhibitors of isoforms of DNA methyltransferase