De Novo Psoralene für Photo-Additionen an DNA & RNA

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Gilch; Professor Dr. Thomas J. J. Müller
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318058865

Psoralene sind pflanzliche Substanzen mit breiten therapeutischen und diagnostischen Anwendungen. Sie können sich zwischen die Basenpaaren von Ribonukleinsäuren (DNA und RNA) schieben; der Prozess wird als Interkalation bezeichnet. Nach Photoanregung der interkalierten Psoralene können diese an die Basen Thymin und Uracil anbinden. Der dabei gebildete Photoschaden kann zur Apoptose der Zelle führen. Dies bildet die Grundlage der PUVA (Psoralen + UVA-Strahlung) Therapie, mit welcher bestimmte Hauterkrankungen und Krebsarten behandelt werden. Unter der Bezeichnung PARIS (psoralen analysis of RNA interactions and structures) wird die Photoaddition auch für strukturelle Studien der RNA verwendet. Therapeutische und diagnostische Anwendungen würden von Psoralenen mit erhöhter Affinität der Interkalation und Photoreaktivität profitieren. Peter Gilchs Gruppe leistete bezüglich der Untersuchung des PUVA-Prozesses mit zeitaufgelöster Spektroskopie Pionierarbeit. Die Studien – teilweise von der DFG unterstützt – ergaben den Mechanismus der Photo-Addition. Aus den Ergebnissen ergaben sich Leitlinien für das Design verbesserter Psoralene. Thomas Müllers Gruppe synthetisierte eine erste Generation von Psoralen-Derivaten. Diese zeigten erhöhte Affinitäten der Interkalation, aber noch keine verstärkte Photoreaktivität. Basierend auf diesen spektroskopischen Erfahrungen wollen wir zunächst das Psoralen-Grundgerüst bezüglich der PUVA-Aktivität weiter verbessern. Wir wollen uns dann Strukturen zuwenden, die weiter vom Psoralen-Grundkörper entfernt sind. Hier sollen gewinkelte Psoralene (Angelicine) und Furo-Derivate des Acridons ins Visier genommen werden. Unser Fokus wird dabei die Photoreaktivität bezüglich DANN sein. Je nach Fortschritt sollen auch Studien mit RNA erfolgen. Das Projekt wird von der sehr engen Zusammenarbeit zwischen Spektroskopie und Synthese profitieren. Es wird auch Unterstützung aus der Theorie (Quantenchemie und Molekulardynamik) erfahren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen