Synthese modifizierter Oligonucleotid-Sonden für den DNA-Nachweis durch katalytische Signalamplifikation - Graf, Nora Julie Charlotte (2006)
Die Arbeit behandelt die Synthese Metallkomplex-funktionalisierter Oligonucleotide und Peptidnucleinsäuren (PNAs) und deren Anwendung als Sonden für den sequenzspezifischen DNA-Nachweis. Zum einen wurde dazu Metallkatalyse am DNA-Templat genutzt, zum anderen Signalverstärkung durch chemische oder enzymatische Katalyse. Eine Nucleinsäure kann als Templat funktionalisierte Oligonucleotide in räumliche Nähe zueinander bringen und deren intermolekulare Reaktion beschleunigen. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchte Redoxreaktion zwischen einer Metallkomplex- und einer Thiol-funktionalisierten Peptidnucleinsäure am DNA-Templat wurde fluorimetrisch verfolgt. Für die Nachweisreaktionen, die auf Signalverstärkung beruhen, wurden Konjugate von DNA-Oligonucleotiden mit Metallkomplexen synthetisiert, die bei Hybridisierung mit komplementärer DNA das Metallion (CuII, ZnII) freisetzen. Das CuII-Ion (bzw. ZnII-Ion) aktiviert als Cofaktor einen chemischen Präkatalysator (bzw. ein Apoenzym) und die anschließend durch den Katalysator (bzw. das Holoenzym) initiierten Reaktionen machen das DNA-Target durch Umsetzung fluoro- oder chromogener Substrate fluorimetrisch, photometrisch oder sogar für das Auge direkt sichtbar. Das DNA-Target konnte mithilfe dieser Signalwandlung (DNA - Metallion) mit hoher Empfindlichkeit und Sequenzspezifität nachgewiesen werden. Die verwendeten Metallkomplex-funktionalisierten Oligonucleotide wurden zum besseren Verständnis der Signalwandlung hinsichtlich ihrer thermodynamischen und kinetischen Stabilität charakterisiert. In einer Variante dieser Oligonucleotid-Konjugate wirkte das Metallion CuII als intramolekularer Fluoreszenzlöscher, sodass die Bindung einer komplementären Nucleinsäure in Form eines Fluoreszenzsignals verfolgt werden kann.