Synthesis of rigid spin labels and of other chemical tools to investigate RNA structure (A04)

• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 161793742

Das Ziel dieses Projekts ist die Einführung von starren Spinsonden in RNA mittleren und hohen Molekulargewichts, um die Methode der PELDOR-Spektroskopie unter physiologischen Bedingungen und sogar in Zellen anwenden zu können. PELDOR ist eine hochentwickelte EPR-Technik, die seit kurzem erfolgreich zur Bestimmung von Distanzen in gefalteter RNA angewendet werden kann. Allerdings müssen die Experimente bei Verwendung nicht-starrer Spinsonden in gefrorenen Lösungen bei sehr tiefen Temperaturen durchgeführt werden. Der Einbau von rigiden Spinsonden in kompakte RNA-Strukturen mit einem Molekulargewicht von mehr als 20 kDa sollte es erlauben, die lokale Dynamik soweit einzuschränken, dass auch Experimente in Lösung durchgeführt werden können. Die Erhöhung der sterischen Hinderung um die Nitroxideinheit sollte die Spinsonde zusätzlich vor den reduzierenden Bedingungen im Zytosol schützen. Auf der anderen Seite kann der sterische Einfluß der Spinsonden dazu führen, dass konformationelle Gleichgewichte gestört oder gar die Bildung von Sekundärstrukturelementen verhindert werden. Deshalb ist es unabdingbar, dass die PELDOR-Experimente zusätzlich durch Methoden zur Kartierung von Sekundärstrukturen validiert werden. Eine solche Validierung stellen die Verfahren des “inline probing” und der “SHAPE”-Chemie dar; Methoden, die auch für andere Projekte von großer Bedeutung sind. Deshalb ist eine Reihe von Kooperationen zur Strukturuntersuchung und zur Identifizierung von RNA-Bindungspartnern vorgesehen. Auch die Einführung von Ligationstechniken wird dabei eine wichtige Rolle spielen.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres
• Subproject of: SFB 902: Molecular Principles of RNA-based Regulation
• Applicant Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Project Head: Professor Dr. Michael Göbel