Ausbuchtungen (¹bulgesª) in Nucleinsäuren sind entscheidende Strukturmerkmale für deren Erkennung durch Nucleinsäure-bindende Proteine in biologischen Systemen. [1] Trotz der Bedeutung von DNA-Ausbuchtungen sind nur von wenigen detaillierte Strukturinformationen verfügbar; [2] vermutlich deswegen, weil derartige Strukturen weniger stabil sind. Die Schmelztemperatur von DNA mit einer Ausbuchtung, die von einer einzigen zusätzlichen Base verursacht wird, ist gegenüber der einer entsprechenden DNA, deren Struktur ausschlieûlich Watson-Crick-Basenpaare enthält, um 2.0 ± 3.6 8C verringert. [3] Zwar wurden zahlreiche synthetische chemische Nucleasen entwickelt, um DNA/RNA-Strukturen zu untersuchen. [4] Dennoch gibt es immer noch sehr wenige spezifische Reagentien für Ausbuchtungen in DNA. Bei zwei Arten von auf DNA-Ebene wirkenden Antitumor-Wirkstoffen, dem Neocarzinostatin-Chromophor (NCS-C) und Bleomycin (BLM), wurde kürzlich nachgewiesen, daû sie einen DNA-Strangbruch in der Nähe der Ausbuchtung bevorzugt erkennen. [5] Ebenso ist von DNA-Intercalatoren wie Ethidiumbromid [6] und [Pt(terpy)(het)] (het ¹2-Hydroxyethanthiolª 2-Sulfanylethanol, terpy 2,2':6',2''-Terpyridin) [7] bekannt, daû sie spezifisch an Ausbuchtungen von Nucleinsäuren binden. [6] Diese Verbindungen binden allerdings so stark an die doppelsträngigen Domänen der DNA, daû sie eine ¾nderung der DNA-Konformation an der Bindungsstelle hervorrufen. Wir berichten hier über den neuartigen, oktaedrischen Co II -Komplex [Co II (tfa) 2 (happ)] (tfa Trifluoracetat), der ein spezifisches Reagens für DNA-Ausbuchtungen ist, da er solche Strukturen gezielt oxidativ spalten kann. Dieser Komplex bietet auch den Vorteil einer nur geringen Affinität für doppelsträngige DNA. Auûerdem weist er keine Spaltungsaktivität bezüglich einzelsträngiger DNA auf.
Die Herstellung des happ-Liganden erfolgte nach einer abgewandelten Vorschrift [8] zur Kondensation zweier Moleküle 2,9-Dichlor-1,10-phenanthrolin unterhalb von 200 8C im Ammoniakstrom. [9] Die Co II -Komplexe des happ-Liganden wurden durch dessen Umsetzung mit Cobalt(ii)-acetat in Trifluoressigsäure (TFA)/MeOH hergestellt. Aus der Struktur des Komplexes [Co II (tfa) 2 (happ)] im Kristall (Abbildung 1) wird deutlich, daû der Komplex zwei verknüpfte 1,10-Phenanthrolin-Einheiten enthält. Dabei kommen alle vier Pyridin-Stickstoffatome auf derselben Koordinationsebene zu liegen, und die beiden labilen tfa-Liganden sind axial angeordnet. [10] Die durchschnittliche Co-N-Bindungslänge beträgt ca. 1.86 . Aus dem EPR-Spektrum des Co II -Komplexes wurde ein durchschnittlicher g-Wert von 2.005 ± 2.331 in Methanol ermittelt, ein Hinweis auf einen oktaedrischen Co II -Komplex. Die Zugabe eines ¾quivalents Pyridin führt zu einem schnellen Austausch eines der axialen TFA-Liganden unter Standard-Laborbedingungen, wie sich EPR-spektroskopisch verfolgen lieû. Die tfa-Liganden sind demzufolge labil bezüglich einer Substitution durch Nucleophile. Vom 1,10-Phenanthrolin(phen)-Liganden des tetraedrischen Komplexes [Cu I (phen) 2 ] ist bekannt, daû er in die DNA intercaliert. Daher kann diese Eigenschaft auch von [Co II (tfa) 2 (happ)] erwartet werden, der ebenfalls diesen planaren, makrocyclischen Liganden enthält. In Anwesenheit von H 2 O 2 und unter Bedingungen, die nicht zur Spaltung führen (siehe unten), gab es aber weder beim Topoisomerase-I-Assay [11] Anzeichen für eine Entwindung der DNA, die durch eine Intercalation in die DNA verursacht wird, noch wurden beim Mobilitätsänderungs-Assay unter nichtdenaturierenden Bedingungen Hinweise auf hochmolekulare Banden in der Polyacrylamidgel-Elektrophorese (PAGE) gefunden, die den [Co II (happ)] 2 -DNA-Addukten zuzuordnen wären. Ferner wies die Schmelztemperatur T m von Kalbsthymus-DNA (60 mm bezogen auf ein einzelnes Nucleotid), die mit [Co II (happ)] 2 (8 mm) inkubiert worden war, nur eine mäûige ¾nderung von 0.5 ± 1.0 8C auf. Unter ähnlichen