2-trifluorimetyylianiliininukleotidi metallivälitteisenä 19F NMR-koettimena

Abstract

Biologisesti merkittävien sekvenssien tunnistamiseen keskittyvien hybridisaatiokoettimien käyttö terapeuttisissa ja diagnostisissa sovelluksissa asettaa useita vaatimuksia koettimen rakenteelle. Hybridisaatiokoettimen pariutuessa luonnollisen vastinjuosteen kanssa, sen on vähintään jäljiteltävä mittasuhteiltaan ja fysikokemiallisilta ominaisuuksiltaan luonnollista juostetta. Hybridisaatiokoettimen pariutumista on kyettävä seuraamaan siten, että se erottuu biologisesta taustastaan. Hybridisaatiokoettimella tavoitellaan usein korkeampaa affiniteettia komplementaariseen juosteeseen. Metallit ovat osa nukleiinihappojen normaalia toimintaa ja ylläpitävät fysiologisissa olosuhteissa sen rakennetta. Metalli-ionien yhteensopivuutta onkin hyödynnetty jo vuosikymmenten ajan luonnollisten nukleiinihappojen ominaisuuksien ja toiminnallisuuden muokkaamiseen. Metallit muodostavat nukleiinihappojen kanssa koordinaatiosidoksia- ja komplekseja, jotka ovat usein liian labiileja laimeissa ja vähämetallisissa olosuhteissa. Metalli-ionien kovalenttinen sitoutuminen hybridisaatiokoettimessa olevaan nukleotidianalogiin tarjoaa merkittävän edun pysyvyydessä koordinaatiosidoksiin verrattuna. Erityisesti elohopeaionin kovalenttinen sitoutuminen nukleotidianalogiin on tuottanut potentiaalisia hybridisaatiokoettimia vähämetallisiin ja laimeisiin liuoksiin, joilla on korkea affiniteetti ja selektiivisyys komplementaarisiin vastinjuosteisiin. Tässä pro gradu -tutkimusprojektissa valmistettiin oligonukleotidi, jonka tarkoituksena oli toimia lineaarisena metallivälitteisenä koettimena. Hybridisaation lähiympäristön tutkimista varten koetin leimattiin trifluorimetyyliryhmällä, joka mahdollisti 19F NMR-spektroskopian käytön. Koetin koostui 11 nukleotidin pituisesta juosteesta, jossa yksi kanoninen nukleotidi korvattiin C-nukleotidianalogilla. C-nukleotidianalogissa nukleoemäksenä toimi aniliini, joka oli leimattu trifluorimetyyliryhmällä C2-hiilestä. Nukleotidianalogin sijainti nukleiinihappoketjussa oli joko 3’-päässä, 5’ päässä tai ketjun keskellä. Viimeiseksi mainittua juostetta, jossa nukleosidianalogi sijaitsi ketjun keskellä, yritettiin merkuroida aniliinin C5 hiilestä siinä onnistumatta. Turun Yliopiston bio-orgaaninen tutkimusryhmä sai sittemmin ratkaistua merkurointiongelman ja juoste merkuroitiin onnistuneesti.