Funktionale Nucleinsäure-Sonden zur Untersuchung sequenzunabhängiger Protein-DNA-Wechselwirkungen

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Ziel dieses Projekts ist die Etablierung von neuen funktionalen DNA-Sonden zur gezielten Untersuchung von Protein-DNA-Wechselwirkungen. In Vorarbeiten haben wir bereits einen synthetischen Zugang zu Nucleotiden entwickelt, welche Modifikationen tragen, die in die kleine Furche doppelsträngiger DNA weisen. Erste funktionale Studien an E. coli DNA-Polymerase I und an HIV-1 Reverse Transkriptase ergaben, dass die modifizierten Nucleotide geeignet sind, die Protein-DNA-Wechselwirkungen zu untersuchen, welche mit bekannten Methoden nicht zu erfassen sind. Wir konnten zeigen, dass DNA-Polymerasen unterschiedlich mit dem Rückgrat der Nucleinsäuresubstrate interagieren, worin eine Ursache für die unterschiedlichen Mutationsraten der einzelnen Enzyme vermutet wird. Weiterführende Studien an DNA-Polymerasen sollen zu neuen Erkenntnissen über Mechanismen der hochselektiven DNA-Replikation führen. Dazu werden wir weitere DNA-Sonden entwerfen, synthetisieren und in qualitativen und quantitativen Untersuchungen an verschiedenen DNA-Polymerasen einsetzen. Für diese Studien ist die Etablierung geeigneter Testsysteme vorgesehen. Parallel dazu werden wir die Konformation und das Duplexverhalten der modifizierten Nucleinsäuren untersuchen. Wir hoffen auf diese Weise die unterschiedlichen Mutationsraten einzelner DNA-Polymerasen erklären zu können.