Ein Nucleotidspeicher aus DNA
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Berichtszeitraum konnte im Rahmen dieses Projekts ein Phänomen, das im Labor beobachtet worden war, zu einem experimentell breit abgesicherten Prinzip ausgearbeitet werden. Es zeigte sich, dass verschiedenste Lücken im zentralen Strang von DNA- oder RNA-Triplexen als Bindungstaschen fungieren können, in die Liganden mit Nucleotidstruktur binden können. Die durch eine Kombination aus Watson-Crick und Hoogsteen-Basenpaarung gebundenen Liganden können sowohl einfache Phosphate von Nucleosiden sein als auch Cofaktor- bzw. Second Messenger-Strukturen, die Nucleosideinheiten enthalten. Zu Ersteren gehören biologische Funktionsträger wie ATP und GTP, die auch als Monomere für die Transkription dienen. Zu Letzteren gehören Cofaktoren des Primärmetabolismus wie NADH, FAD und SAM. Unter den cyclische Nucleotide konnte sowohl cAMP als auch cGMP mit niedrig micromolarer oder nanomolarer Affinität gebunden werden. Die Sequenzmotive, die im Rahmen der Förderung dieses Projektes etabliert wurden, schließen intramolekulare Triplexe ein, die auf festen Trägern immobilisiert wurden. Weiterhin gelang es Sequenzmotive zu konstruieren, die intrazellulär exprimiert werden können. Die DNA-Triplexe mit entworfenen Bindungstaschen konnte für Anwendungen, die von einer Speicherung von nucleotidischen Funktionsmolekülen bis zur Anwendung in der chemischen Biologie reichen, eingesetzt werden. Es konnte ein neues molekulares Werkzeug entwickelt werden und eine Eigenschaft von Nucleinsäuren nachgewiesen werden, die zuvor in dieser Form nicht bekannt war.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Binding cofactors with triplex-based DNA motifs (inside cover). Chem. Eur. J. 2013, 19, 15879-15887
C. Kröner, A. Göckel, W. Liu, C. Richert
- Endless: A purinebinding motif that can be expressed in cells. Angew. Chem. 2014, 126, 9352-9356; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9198-9202
C. Kröner, M. Thunemann, S. Vollmer, M. Kinzer, R. Feil, C. Richert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/anie.201403579) - Synthesis of eight-arm, branched oligonucleotide hybrids and studies on the limits of DNA-driven assembly. J. Org. Chem. 2014, 79, 11558-11566
A. Schwenger, C. Gerlach, H. Griesser, C. Richert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/jo5022053) - DNA triplexes that bind several cofactor molecules (cover). Chem. Eur. J. 2015, 21, 18613-18622
S. Vollmer, C. Richert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/chem.201503220) - Effect of preorganization on the affinity of synthetic DNA binding motifs for nucleotide ligands. Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 5734 - 5742
S. Vollmer, C. Richert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/c5ob00508f) - Synthesis of an oligonucleotide with a nicotinamide mononucleotide residue and its molecular recognition in DNA helices (inside front cover). Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 10303 - 10309
A. Göckel, C. Richert
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/c5ob01714a)
