Untersuchungen zur Schädigung von DNA mit abasischen Positionen
Final Report Abstract
Im vorliegenden Projekt beschäftigten wir uns mit der Untersuchung der DNA-bindenden Eigenschaften ausgewählter Chinoliziniumderivate mittels photometrischer und fluorimetrischer Titrationen, CD-Spektroskopie, NMR-Spektroskopie und photometrischer DNA- Schmelztemperaturbestimmung. Das Ziel dieser Arbeiten war die Erörterung der strukturellen Voraussetzungen für die Assoziation dieser Verbindungen an abasische Positionen in DNA, d.h. Bereiche in der DNA, in denen eine Nucleinbase fehlt. Anders als ursprünglich postuliert weisen bicyclische Chinoliziniumderivate keine signifikante Affinität zu AP-DNA auf. Im Gegensatz dazu binden benzoanellierte Derivate hinreichend stark an AP- DNA, so dass diese Substanzklasse für weitere Studien zugrunde gelegt wurde, um den Einfluss der Ligandenstruktur und Substituenteneinflüsse auf die Wechselwirkungen dieser Liganden mit AP-DNA zu erörtern. Dabei wurden einige wesentliche Trends herausgearbeitet: 1. Linear anellierte Benzochinoliziniumderivate binden besser an AP-DNA als angulär anellierte Derivate. 2. Apurinische DNA wird durch die Liganden deutlich besser stabilisiert als apyrimidinische DNA. 3. Zusätzliche Benzoanellierung oder Substitution mit Methyl- oder Chlorsubstituenten vergrößert die Affinität des Liganden mit AP-DNA. Erstmals wurde der "Chlor-Effekt" vorgestellt, der komplementär zu dem bekannten "Methyl-Effekt" beim Ligandendesign eingesetzt werden kann. 4. Die Wechselwirkungen von Benzochinoliziniumderivaten mit AP-DNA sind selektiv im Vergleich zur regulären DNA. Insgesamt sollten diese Prinzipien auch auf andere Ligandensysteme übertragbar sein und damit hilfreiche Information für der Entwicklung selektiver AP-DNA-Liganden darstellen. Da ein für dieses Projekt fundamentaler theoretischer Ansatz zum Ligandendesign aufgrund der experimentellen Ergebnisse frühzeitig nicht länger aussichtsreich erschien, wurde ein neues Konzepte zum Aufbau neuartiger AP-DNA-Liganden entwickelt. Es wurde erstmals demonstriert, dass sterisch anspruchsvolle Biarylliganden mit einer aromatischen, DNA- intercalierenden Untereinheit selektiv an AP-DNA binden. Damit wurde ein neues, variables Strukturprinzip für organische AP-DNA-Liganden vorgestellt, das eine vielversprechende Basis für die Entdeckung weiterer effizienter DNA-Liganden darstellt.
