Zur Entwicklung eines DNA-ähnlichen Duplexes ohne wasserstoffverbrückte Basenpaare
✍ Scribed by Gérald Mathis; Jürg Hunziker
- Book ID
- 101370953
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 2002
- Tongue
- English
- Weight
- 100 KB
- Volume
- 114
- Category
- Article
- ISSN
- 0044-8249
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✦ Synopsis
In j¸ngster Zeit wurde intensiv an der Entwicklung alternativer Basenpaare zur Erweiterung des genetischen Alphabets geforscht. [1±13] Erste Arbeiten basierten auf der systematischen Permutation der Anordnung von Wasserstoffbr¸ckendonoren und -acceptoren der Pyrimidin-respektive Purinkerne. [1±3] In weiterf¸hrenden Studien wurde dieses Paradigma der Watson-Crick-Komplementarit‰t vollst‰ndig aufgegeben. [4±9] Es konnte gezeigt werden, dass aromatische Reste ohne jegliche Wasserstoffbr¸ckenfunktionen zumindest einen Teil der Anspr¸che an ein replizierbares Basenpaar erf¸llen kˆnnen, n‰mlich eine gen¸gende thermodynamische Stabilit‰t des modifizierten Duplexes, Orthogonalit‰t zu den nat¸rlichen Nucleobasen und enzymatische Prozessierbarkeit. Solche unpolaren Basenpaar-Isostere werden durch hydrophobe Dispersionskr‰fte zusammengehalten, welche vorwiegend entlang der Helixachse wirken und weniger zwischen den Kontaktfl‰chen gegen¸berliegender Basenanaloga. In einem Versuch, die Basenpaarungskr‰fte senkrecht zur Helixachse zu orientieren, wurden chelatisierende Nucleoside entwickelt. [10±13] Allerdings d¸rften solche Metallvermittelten Basenpaare kaum enzymatisch replizierbar sein.
Auf der Suche nach alternativen Prinzipien f¸r die Entwicklung von k¸nstlichen Basenpaaren erregte die Wechselwirkung zwischen Benzol und Hexafluorobenzol unsere Aufmerksamkeit. [14±18] Die beiden bei Raumtemperatur fl¸ssigen Verbindungen bilden ein festes Aggregat, [19, 20] welches nicht nur durch p-Stapel alternierender Zusammensetzung, sondern auch durch die seitliche Alternanz von Benzol-und Hexafluorbenzolringen charakterisiert ist (Abbildung 1). Die inversen Quadrupolmomente von Benzol und Hexafluorbenzol f¸hren also zu seitw‰rts gerichteten, anziehenden intermolekularen Kr‰ften, welche in neuartigen Basenpaaren, wie jenem zwischen den C-Nucleosiden 1 und 2 (Schema 1) Verwendung finden kˆnnten. An dieser Stelle mˆchten wir ¸ber die Synthese und die vielversprechenden Paarungseigenschaften von Oligonucleotiden, die 1 und 2 enthalten, berichten.
Die Synthese des Phenyl-2-desoxyribosids 2 und dessen Einbau in Oligonucleotide ist bereits in der Literatur beschrieben. [21] Das entsprechende Pentafluorphenyl-Derivat 1 ist neu und wurde ausgehend von 2-Desoxyribonolacton gem‰˚einer bereits publizierten Methode hergestellt (Schema 2). [22] Kommerziell erh‰ltliches Brompentafluorbenzol wurde lithiiert und anschlie˚end das silylgesch¸tzte 2-Desoxyribonolacton 3 [22] zugegeben. Das resultierende Halbace-ZUSCHRIFTEN