Enzymatische Synthese und bioorthogonale Fluoreszenzmarkierung von cyclopropenmodifizierten Oligonukleotiden

Die Untersuchung biologischer Systeme stellt einen zentralen Bestandteil vieler wissenschaftlicher Disziplinen, wie der Biologie, Chemie, Pharmazie und den jeweiligen Grenzgebieten dar. Durch die Markierung einzelner Biomoleküle wie Nukleinsäuren oder Proteinen mit Farbstoffen wird die Verwendung optischer Methoden, wie z.B.: der Fluoreszenzmikroskopie möglich. Diese Untersuchungen liefern wichtige Informationen über die Verteilung und den Transport der entsprechenden Biomoleküle.
Zur Modifizierung von z.B.: Nukleinsäuren stehen verschiedene postsynthetische Reaktionen zur Verfügung, wobei in dieser Arbeit, insbesondere auf die Diels-Alder-Reaktion mit inversem Elektronenbedarf (iEDDA) Wert gelegt wird. Besonders die Verwendung von 1-Methylcyclopropenen als reaktive Sonde stellt eine hervorragende Methode zur schnellen und zugleich bioorthogonalen Markierung dar. Diese werden im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit enzymatisch in Oligonukleotide eingebaut und deren Reaktivität mit tetrazinmodifizierten Fluoreszenzfarbstoffen demonstriert. Anschließend werden diese cyclopropenmodifizierten DNA-Stränge zur Untersuchung von Brustkrebszellen (HeLa) genutzt.
Diese Arbeit stellt einige der ersten Anwendungen der 1-Methylcyclopropene an Oligonukleotiden dar und leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Ergänzung des "Werzeugkastens" der Chemischen Biologie.