Kupfer-modifizierte G-Quadruplex DNA als EPR-Sonden für präzise Abstandsmessungen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Guido Clever; Professorin Dr. Müge Kasanmascheff
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 499176469

DNA-G-Quadruplexe weisen eine starke Tendenz zur Bildung übergeordneter Strukturen wie π-π-gestapelte Dimere und Aggregate mit aromatischen Bindungspartnern auf, mit Relevanz für die medizinische Adressierung von Telomer- und Onkogensequenzen. Verlässliche Methoden zur Strukturaufklärung dieser nicht-kovalenten Addukte sind rar. Vor kurzem haben wir G-Quadruplex-basierte Spinmarker auf der Grundlage von quadratisch-planaren Cu(Pyridin)4-Komplexen entwickelt, die kovalent in Oligonukleotide eingebaut werden können. Diese dienen als rigide Label zum Nachweis dimerer Strukturen und zur Messung intermolekularer Abstände mithilfe gepulster dipolarer EPR-Spektroskopie. Zudem können die Bildung von Sandwichstrukturen durch Interkalation flacher aromatischer G-Quadruplexbinder untersucht und neue Bindungsmodi aufgeklärt werden. Das Projekt kombiniert die Übergangsmetall-basierte Markierung von DNA mit gepulster EPR-Spektroskopie und eröffnet so neue Möglichkeiten zur systematischen Strukturanalyse nicht-kovalenter DNA-Aggregate, z.B. mit Metallkomplexen, Supramolekülen und Proteinen. Zudem können Abstände in anderen DNA Sekundär- und Tertiärstrukturen wie Doppelhelices, gebogenen Doppelstrangaddukten und G-Quadruplex-Wires vermessen werden. Die Kombination mit organischen Spinmarkern und ENDOR-aktiven 19F Substituenten wird das Anwendungsspektrum weiter bereichern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen