19F-NMR-oligonukleotidikoettimet ja niiden sovellukset - Äärelä, Antti (My University, 2019)
19F NMR-spektroskopialla on osoittaunut tehokkaaksi työkaluksi erityisesti proteiininien ja nukleiinihappojen sekundäärirakenteiden transitioiden sekä niihin liittyvän dynamiikan ja pienligandi- ja makromolekyylivuorovaikutusten tutkimisessa. Erilaisia ja eri tartarkoituksiin sopivia leimaryhmiä tunnetaan kymmeniä, mikä mahdollistaa 19F NMR-spektroskopian käytön useissa DNA:n ja RNA:n sekundäärirakenteisiin liittyvissä sovelluksissa. Menetelmä perustuu oligonukleotideihin, joihin on kovalenttisesti liitetty fluorileima. NMR-spektroskopian avulla voidaan saada tietoa oligonukleotidien sekundäärirakenteiden paikallisista muutoksista. Tutkielman kirjallinen osa käsitettelee 19F NMR-oligonukleotikoettimissa käytettyjä erilaisia leimaryhmiä, niiden ominaisuuksia ja sovelluskohteita. Lisäksi käsitellään fluorattujen koettimien valmistamista ja verrataan NMR-spektroskopiaa muihin detektiomentelmiin, kuten UV-, CD- ja fluoresenssispektroskopiaan. 19F-NMR-spektroskopiaan perustuvilla koettimilla on sovelluspotentiaalia erityisesti diagnostisissa sovelluksissa. Useita olignukleotidien sekundäärirakenteisiin liittyviä ilmiöitä on pystytty tutkimaan in vivo, ja fluorileimaan perustuvien koettimien toimivuus on todennettu myös biologisesti merkittävissä pitoisuuksissa. Liittämällä hybridisaatioon muita kemiallisia ilmiöitä, voidaan fluorattujen koettimien herkkyyttä kasvattaa entisestään. Lisäksi lukuisat leimaryhmät mahdollistavat laajan kirjon erilaisia kohdesekvenssejä. Kokeellisessa osassa valmistettiin kaksi fluorattua C-nukleosidianalogia, joita on mahdollista käyttää leimaryhmänä 19F-NMR-oligonukleotidikoettimessa. Lisäksi tutkittiin koettimien soveltuvuutta elohopeavälitteisen emäspariutumisen tutkimiseen. Toisen nukleosidi analogin todettiin monomeeritasolla merkuroituvan. Tästä nukleosidista valmistettiin fosforamidiittirakenneyksikkö, jota voidaan käyttää 19F-NMR-oligonukleotidikoettimen valmistamiseen. Kyseisellä koettimella voidaan tutkia organometallivälitteisestä emäspariutumista 19F-NMR-spektroskopisesti. Asiasanat: 19F-NMR, RNA, DNA, PNA, nukleotidi, kahtaispysyvä, kolmoiskierre,
Keywords: 19F-NMR, RNA, DNA, PNA, nukleotidi, kahtaispysyvä, kolmoiskierre, nukleosidianalogi, sekundäärirakenne