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Spontaner Aufbau einer organisch‐anorganischen Nukleinsäure‐Z‐DNA‐Doppelhelix‐Struktur

Abstract

Wir berichten hier über ein hybrides organisch‐anorganisches Polyoxometallat, Na2[(HGMP)2Mo5O15]⋅7 H2O (1) (mit GMP=Guanosinmonophosphat), das sich spontan zu einer Struktur zusammenfügt, deren Dimensionen jenen der natürlich vorkommenden linkshändigen Z‐Form der DNA verblüffend ähnlich sind. Die Helixparameter in der Kristallstruktur dieser neuen Verbindung, wie Anstieg pro Windung und helikale Verdrillung pro Dimer, sind nahezu identisch zur DNA, was einen eingehenden Vergleich von beiden Strukturen erlaubt. Zirkulardichroismus (CD) in Lösung zeigt, dass Verbindung 1 auch in Lösung ausgedehnte Sekundärstrukturen aufweist. Gelelektrophorese‐Untersuchungen weisen die Bildung nichtkovalenter Addukte mit natürlichen Plasmiden nach. Damit können wir einen Weg aufzeigen, auf dem einfache, hybride organisch‐anorganische Monomere, wie in Verbindung 1, sich spontan zu einer Doppelhelix zusammenlagern können, ohne dass dazu eine kovalent gebundene lineare Sequenz von Nuklein‐Säure‐Base‐Paaren nötig wäre.

Halb und halb: Ein einfaches organisch‐anorganisches Hybrid aus einem Polyoxometallat (POM) und Guanosinmonophosphat (links) fügt sich spontan zu einer Struktur zusammen, deren Dimensionen jenen der natürlichen linkshändigen Z‐Form der DNA (rechts) verblüffend ähnlich sind. Eine komplexe biochemische Maschinerie ist zur Bildung einer Doppelhelix mit einem hohen Grad an Ähnlichkeit zur Z‐DNA also nicht erforderlich.

Autoren:   Vladislav Kulikov, Naomi A. B. Johnson, Andrew Surman, Marie Hutin, Sharon M. Kelly, Mohammed Hezwani, De‐Liang Long, Gerd Meyer, Leroy Cronin
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2016
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201606658
Erscheinungsdatum:   30.11.2016
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