Nukleobasen-funktionalisierte Azatriostine: Synthese und Studien zur Wechselwirkung mit DNA (PDF)

Spezifische Wechselwirkungen von kleinen Molekülen mit DNA spielen in der Natur eine wichtige Rolle. Durch die Synthese von Verbindungen, die sequenzspezifisch mit DNA interagieren, können die regulatorischen Prozesse der Proteinsynthese entscheidend gestört und beeinflusst werden. Eine wichtige Klasse von DNA-bindenden Naturstoffen stellen die Vertreter der Chinoxalin-Antibiotika dar. Ursache für deren zytotoxische Aktivität ist der strukturell identische Aufbau, der in hoher Bindungsaffinität und Sequenzspezifität resultiert. Ein peptidisches starres Grundgerüst, bestehend aus 8-10 Aminosäuren, präorganisiert zwei aromatische Chinoxalin-Systeme parallel in einem Abstand von 10.5 Å. Die Wechselwirkung mit DNA erfolgt über die kleine Furche: während das peptidische Rückgrat sequenzspezifisch Wasserstoffbrückenbindungen und van-der-Waals Bindungen mit dem DNA-Rückgrat und den Basenpaarungen ausbildet, interkalieren die beiden Chromophore in die DNA, indem sie zwei Basenpaare überbrücken. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ausgehend von Triostin A Modellsysteme entwickelt, deren aromatische Chinoxalin-Systeme durch kanonische Nukleobasen substituiert sind. Diese Systeme weisen neben einer veränderten Bindungsaffinität auch eine potenziell veränderte Bindungsselektivität auf und können dadurch wertvolle Informationen zum Verständnis des Wechselwirkungsmechanismus mit DNA liefern. Darüber hinaus können Nukleobasen durch ihre zahlreichen Wasserstoffbrückendonoren und –akzeptoren neben der kleinen Furche auch über die große Furche, durch Interkalation oder an Basenfehlstellen binden.