Synthese von 3'-Aminonukleosiden (Tienda española)

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Die chemische Modifikation von Nukleosiden eröffnet neue Möglichkeiten für die Synthese funktionalisierter DNA-Strukturen und die Untersuchung enzymfreier Replikationsprozesse.
Ralf Eisenhuths Dissertation beschäftigt sich mit der Synthese von 3’-Amino-2’,3’-didesoxynukleosiden und deren Verwendung zur Herstellung aminomodifizierter Oligonukleotide.
Ausgangspunkt sind die natürlich vorkommenden Desoxynukleoside mit den vier kanonischen Nukleobasen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin.
Für die Synthese der entsprechenden Aminonukleoside werden effiziente Reaktionswege mit fünf bis sechs Stufen entwickelt.
Bei den Pyrimidinderivaten erfolgt die Einführung der Aminofunktion über Anhydronukleoside und anschließende Azidreduktion.
Die Purinderivate werden über Oxidations- und Reduktionsreaktionen sowie eine Substitution unter Mitsunobu-Bedingungen hergestellt.
Die erhaltenen Aminonukleoside werden anschließend geschützt und auf Controlled Pore Glass als Trägermaterial für die DNA-Festphasensynthese immobilisiert.
Als besonders geeignete Verknüpfungseinheit erweist sich ein Hexafluorglutarsäurelinker, der eine zuverlässige Kettenverlängerung ermöglicht.
Mithilfe automatisierter DNA-Synthese entstehen Oligonukleotide mit einer terminalen 3’-Aminogruppe.
Diese 3’-Aminoprimer können erfolgreich für schnelle und vollständige chemische Primerverlängerungsreaktionen eingesetzt werden.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Synthese von 3’-Amino-2’,3’-didesoxynukleosid-5’-monophosphaten des Adenosins, Thymidins und Cytidins.
Die entsprechenden Aminophosphorsäuren dienen als Ausgangsmaterialien zur Herstellung fluoreszenzmarkierter Monomere für die chemische Primerverlängerung.
Die Arbeit liefert damit wichtige synthetische Grundlagen für die Entwicklung aminomodifizierter DNA-Systeme und nichtenzymatischer Verfahren zur Analyse genetischer Informationen.