title: Synthese modifizierter Peptidnukleinsäuren und deren Anwendung zur DNA-Analyse
creator: Boll, Iris
subject: 540
subject: 540 Chemistry and allied sciences
description: Im Verlauf dieser Arbeit wurden Metallkomplex-funktionalisierte Peptidnukleinsäuren und intern modifizierte Peptidnukleinsäuren synthetisiert und deren Anwendung zur sequenzspezifischen DNA-Analyse untersucht. Ligationsreaktionen modifizierter Oligonukleotide (und deren Analoga) am Nukleinsäure-Templat finden Anwendung zur Detektion von DNA. Die Produkte dieser Reaktionen binden dabei deutlich stärker an das DNA-Templat als die Edukte. Daher sind diese Umsetzungen meist stöchiometrisch. Katalytische, Templat-gesteuerte Reaktionen wären für die Analyse wesentlich interessanter, da dann ein DNA-Molekül zur Umsetzung einer Reihe von Edukten führen könnte. Durch diesen Effekt wäre die Analyse geringer Mengen von DNA möglich. In dieser Arbeit wurde die katalytische Hydrolyse einer Ester-PNA durch ein Cu2+-Komplex-PNA-Konjugat untersucht, die sowohl durch Einzelstrang-DNA als auch durch Doppelstrang-DNA gesteuert werden kann. Die Hydrolyse einer Ester-PNA am Einzelstrang-DNA-Templat, die durch den Kupferkomplex einer Katalysator-PNA katalysiert wird, erreicht eine > 100-fache kinetische Diskriminierung zwischen DNAs, die sich nur an einer einzigen Nukleotid-Position unterscheiden. Auf Basis dieser Reaktion konnte eine vollständig homogene, empfindliche Methode zur sequenzspezifischen Detektion von Einzelstrang-DNA (10 fmol DNA) entwickelt werden. In einem einzelnen Experiment ist mit dieser Methode die Erkennung einer von vier DNAs, die sich nur in einer einzelnen Position unterscheiden, möglich. In Gegenwart eines Doppelstrang-DNA-Templates, welches zu der Ester-PNA und der PNA LCu komplementär ist, ist die anfängliche Spaltgeschwindigkeit 7-mal höher als in Abwesenheit eines Templates. Durch „mismatch“-Doppelstrang-Template, die entweder auf der Seite, an der die Ester-PNA bindet, oder auf der Seite, an der die PNA-LCu bindet, Fehlbasenpaarungen enthalten, wird die Ester-Hydrolyse im Vergleich zur Hintergrund-Hydrolyse (ohne Templat) nicht wesentlich beschleunigt. Da das Cu2+-Ion vermutlich fest an ein Assoziat gebunden ist, das aus der Substrat-PNA, der Katalysator-PNA und dem Einzelstrang- bzw. Doppelstrang-DNA-Templat besteht, kann diese Analysenmethode auch bei Systemen mit Puffern, die Cu2+-bindende Liganden enthalten, angewendet werden, wie z. B. PCR-Puffer und physiologischer Puffer. Zur DNA-Analyse können auch Reaktionen komplementärer Peptidnukleinsäuren verwendet werden, die durch Hybridisierung nicht beschleunigt, sondern inhibiert werden. In dieser Arbeit wurde die Spaltung einer intern Disulfid-modifizierten PNA untersucht. Als Spaltreagenzien wurden verschiedene Phosphine und Thiole getestet. Die beste Selektivität konnte mit Tris-(carboxyethyl)-phosphin erreicht werden. Dieses Phosphin spaltet die Einzelstrang-Disulfid-PNA 33-mal schneller als die Disulfid-PNA in der PNA / DNA-Duplex.
date: 2005
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/5738/1/Doktorarbeit.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00005738
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-57389
identifier:   Boll, Iris  (2005) Synthese modifizierter Peptidnukleinsäuren und deren Anwendung zur DNA-Analyse.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/5738/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
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language: ger