Koordinationschemische Aspekte natürlicher und künstlicher Nukleobase-Quartette am Beispiel von Adenin

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Lippert
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 171212230

Zentrales Ziel des Antrags ist es, zu einem besseren Verständnis der Rolle von Kationen und/oder Anionen bei der Stabilisierung planarer Adenin-Multiplett-(vorzugsweise Quartett-)Strukturen zu gelangen. Das diesbezügliche Wissen basiert derzeit überwiegend auf theoretischen Rechnungen sowie vereinzelten Röntgenstrukturanalysen geringer Auflösung von Mehrstrang-Nucleinsäuren. Insbesondere die Fragen nach der Rolle der exocyclischen Aminogruppen an den 6- Positionen der Adeninbasen (Ausmaß der Pyramidalisierung; Hybridisierung; Verfügbarkeit eines Elektronenpaars) im Hinblick auf eine Metallkoordination sowie eine etwaige Anionenkomplexierung (über H-Brücken) ist aus der Sicht eines Experimentators bisher nicht beantwortet. Wir glauben, dass wir mit den geplanten Arbeiten hierzu einen substantiellen Beitrag liefern können.Konkret ist geplant, (i) Modelle für planare, cyclische Adeninassoziate zu kristallisieren und diese einer Röntgenstrukturanalyse zuzuführen. Hierzu sollen kinetisch inerte (robuste), planare Bis(chelat)-Komplexe von PtII sowie oktaedrische PtIV-Komplexe mit trans-ständigen bidentaten Chelatliganden als sog. „Plattformen“ Einsatz finden. Die entsprechenden Gegenionen (z.B. Cl– bei kationischen Chelatkomplexen, Na+ bei anionischen Chelatkomplexen) bzw. axiale Liganden (Cl–, NH3) bei PtIV-Spezies sollen die Nucleobasenquartette in ihrem Zentrum verstärken. Weiterhin sollen (ii) artifizielle Analoga entsprechender Adeninassoziate synthetisiert und charakterisiert werden, in denen dem Metall die Aufgabe der Verbrückung über N-Atome zukommt. Entsprechende Konstrukte könnten im Hinblick auf potenzielle Anwendungen (Anionen-Komplexierung; Tetraplex-Affinität) von hohem Interesse sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen