Steuerung und Katalyse der chemischen Verknüpfung von PNA-Konjugaten durch Oligonucleotid-Template

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Organisiert durch die Watson-Crick-Basenpaarungen vermitteln Nucleinsäuren geometrische Informationen, die zur Steuerung und Katalyse chemischer Reaktionen ausgenutzt werden können. Hierzu werden die Reaktionspartner einer bimolekularen Reaktion mit Peptidnucleinsäuren (PNA) konjugiert, die mit hoher Affinität und Spezifität an komplementäre DNA- und RNA-Template binden. In dem sich bildenden ternären Komplex wird eine intermolekulare Reaktion intramolekular gestaltet und beschleunigt. Ein katalytischer Templateffekt und damit eine chemische Amplifikation soll durch Verknüpfungsreaktionen erreicht werden, bei denen a) frühe Übergangszustände durchlaufen werden, b) in den Produkten die Kooperativität der Basenstapelung aufgehoben ist und c) die Endprodukte eine andere Bindungsgeometrie aufweisen als die vom Templat gebundenen Zwischenprodukte. Durch Fluoreszenzmarkierung der zu verknüpfenden Konjugate kann deren templatgesteuerte Ligierung bequem mittels Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer (FRET) detektiert werden. Die templatkatalysierten Verknüpfungen werden hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Diskriminierung von Basenfehlpaarungen untersucht. Das Ziel ist, durch das Design einer geeigneten Verknüpfungsreaktion dieses Testprinzip auch in vivo anwenden zu können.