close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Fulleren-Oligonucleotid-Konjugate photoinduzierte sequenzspezifische DNA-Spaltung.

код для вставкиСкачать
ZUSCHRIFTEN
1 und 2 resultierenden sterischen Unterschiede miniinal seiii.
Daher beruht dcr Fluktuationsprozea, den man bei 3, aber nicht
bei 4 beobachtet, hochstwahrscheinlich auf der Fahigkeit von 3,
eine Zwischenstufe wie 5 zu bilden, was fiir 4 chemisch nicht
moglich ist (siehe Abb. 2). Cyclovoltammetrische und elektrochemische Messungen rnit einer rotierenden Elektrode, die fiir 3
und 4 durchgefiihrt wurden (bezogen auf Fc/Fc+), zeigen, daD
die elektrochemischen Reaktioiien Einelektronen-Oxidationen
sind. So konnten aus einkernigen Rh'-Komplexen mit zweizahnigen, iiber eine Aren- und eine Phosphanogruppe koordinierenden Liganden durch Oxidation stabile, isolierbare,
einkernige Klavierstuhl-Rhodium(ii)-Komplexe zuganglich
sein. Obwohl es sehr viele zweikernige Rh"-Komplexe und
einige wenige einkernige Rh"-Komplexe gibt, sind keine
einkernigen Rh"-Komplexe mit Ligaiiden vom Typ 1 und 2
sowie Klavierstuhl-Struktur bekannt112].
E.xperivientelles
Alle NMR-Speklren wurden, soweit nicht anders angegeben, bei 20 'C auf einern
Varian-Gemini-300 MHz-Spektrometer aufzenommen. Der externe Standard der
"P-NMK-Spektren war 85proz. Phoqphorsaure. Das verwendete Silicagel (60
230-400 mesh ASTM) wurde von Raxter Scientific Product? berog
wurden durch SBulenchromatographie an Silicagel mit einer 1Sproz.
Diethylether in Pentan als Elucns isolicrt. In beidcn Fallen war der Ligaiid die
einzige Fraktion. Analytisch reinc Substanzproben wurdcn durch Umkristallisieren
in Ethanol bei -20°C erhalten (Ausbeuten: 1: 70%: 2: 76%).
1: 'H-NMR (C,D,): 6 = 2.41 (t. J(H.H) =7.7 Hz, 2 H ; CH,P), 3.92 (q,
J(H,H) = J(P.H) ~ 7 . Hz,
7 2H: CH20), 7.40-6.71 (m, 15H; Ph): 31P-NMR
(C,D,j: 6 = - 21.8 (s); MS(E1): (70 eV, 190 'C) mjz: 306 [M'I; Elementaranalyse
ber. fur C,,H,,OP: C 78.42, H 6.25: gef.: C 78.52, H 6.44
2: 'H-NMR (CDCl,). 6 =1.79 (ni, 2H; CH,CH,CH,), 2.09 (dt. J(H,H) =7.2 Hz:
J(P,H) =4.7Hz. 2H ; CH,P), 2.76 (t. J(H,H) -7.4Hz. 2 H ; CII,Ph). 7.43 7.15
(m. 15H; Ph); 31P-NMR (CDCI,) d = 15.2 (s); MS(E1): (70 eV, 190°C) m:r: 304
[M']; Elementaranalyse ber. fiir C,,H,,P: C 82.87, H 6.95: gef.: C 82.62. H 7.07
3: 'H-NMR (600 MHz. CD,CI,): S = 1.76 (dt, J(H,H) = 6.6. J7P.H) = 9.6 Hz, 2H.
CH,P), 2.07 (in. 2H ; CH,P), 4.05 (m. 4H: CH,O), 4.63 (t. J(H,H) = 6.1 Hz. 1 H:
q6-/>-C6Hs),6.75 (d, J(H,H) = 6.2 Hz, 2H; q6-0-C,Hj). 6.80 (d. J(H,H) =7.8 Hz.
2 H ; o-C,H,O), 6.88 (m. 2H: q'-m-C,H,). 7.00 (t. J(H.H) =7.4Hz. 1 H :
p-C,H,O). 7.28-7.47 (m, 22H; Ph); 3'P-NMR (CDICI,): 6 = 32.6 (dd,
J(Rh,P) =198.7, J(P,P) = 38.6 Hz), 34.9 (dd. J(Rh,P) = 210.4. J(P,P) = 38.6 Hz);
;
bcr. fur C,,H,,O,P,RhBF,:
C 59.88,
FAB-MS: P W / Z : 71 5 [ I M ~ ]Elementaranalyse
H 4.77; gef.: C 59.70, H 4.9i
a,
~
4: 'H-NMR (400 MHz, CD,CI,): 6 =1.44 (m, h H ; CH,P. 2 CH,CH,CH,j, 1.90
(dt, J(H,H)=4.8, J(P,H)=10.4Hz. 2H: CH,P), 2.37 (t, J(H,H)-7.2Hz. 2 H ;
CH,($-Ph)), 2.56 (t, J(H,H) = 4.8 Hz. 2H; CH,Ph). 4.68 (1, J(H,H) = 6.0 Hz,
I H ; q6-p-C,H,). 6.78 (m, 2 H ; q6-m-C,H,), 6.85 (d, J(H,H) -7.2Hr., 4 H ; aC,H,), 7.44-7.16 (m. 23H; Ph); 31P-NMR (CD,CI,): 6 = 34.6 (dd, J(Rh.P) =
203.9, J(P,P) = 40.6 Hz), 39.8 (dd, J(Rh.Pj = 198.8, J(P,P) = 40.6 Hz); FAB-MS:
ntjz: 71 1 [M'];Elementaranalyse, ber. fur C,,H,,P,RhBF,: C 63.18. H 5.31 ;gef.:
C 62.63, H 5.50
6 : 'H-NMR (CD,CI,; -45°C): 6 =1.62 (s, 6 H ; CH,CN). 2.11 (ni, 4H: CH,P).
4.46 (m. 4H , CH,O), 6.79 (d. J(H,H) =7.7 Hz, 4H: o-C,H,), 6.96 (t. J(H,H) =
7.3 Hz, 2 H ; p-C,Hj). 7.42-7.25 (m, 24H: Ph); "P-NMR (CD,CI,, -45°C):
6 = 37.71 (d, J(Rh,P) ~ 1 7 0 . Hz)
5
7: 'H-NMR (CDJI,):
6 = 3.21 (m. 4H; CH,P), 4.32 (m, 4H: CH,O), 6.58 (d,
J(H,H) = 7 . 4 H ~4H;(o-C6H5)O),
,
6.96(t,J(H,H) =7.4 Hz , 2H; (p-C,H,)O). 7.21
(m. 4 H ; (m-C,H,)Oj. 7.64-7.51 (m, 20H; Ph,Pf; "P-NMR (fur I3CO inarkiertes
7. CD,CI,, -78°C): 6 = 31.5 (dq, J(Rh,P)-71.7. J(C,P) =14.1 Hr); FAB-MS:
mjz: 743 [nil' - ZCO]
8: 'H-NMR (CD,CI,): 6 = 3.20 (m. 4H: CH,P), 4.33 (m, 4 H : CH,O). 6.67 (d,
J(H.H) = 8.0 H z , ~ H ; ( o - C , H , ) O ) , ~ . ~ ~ : ( ~ . J=7.3
( H , Hz,2H:(p-C6H,)O),
€~)
7.23
(m, 4 H ; (m-C,H,)O), 7.67 7.48 (m. 20H; Ph,P); 31P-N
8, CD,CI,,
~ - 7 8"C): 6 ~ 1 8 . 9 (dt, J(Rh,P) = 1
IR(CH,CI,): vco =I997 (vs). 1932 (w) cm-'; ME-MS:
Kristallstrukturdaten von 3: C,,H,,O,P,RhBF,,
0.42 x 0.26 x 0.33 mm, monoklin,
Raumgruppe P2,!c. a =10.595(3), b = 17.116(5). c = 19.564(5)A, V = 3545(3) A3,
pbcr=1.503 ycm-',
20,,, = 23.Y",
p(MoK,) 6.17 cm-',
2 = 0.71069 A,
E(000) = 1640. Die Dalen wurden bei 120 k 1 ' C auf einem Enraf-Nonius-CAD4-Diffraktometer rnit o1-28-Aurnahmetechnikaufgenommen (261 < 54.0") und hinsichtlich der Lorentz- und Polarisierungs-Effekte korrigiert. Zusdlzlich wurde eine
nnalytische Absorptionskorrektur rnit Transmissionsfaktoren im Bereich yon 0.80
0.86 und eine Korrektur fur die sekundiire Extinktion angewendet (Koeffizicnt = 0.42235 x lo-'). Die Struktur wurde durch Patterson-Methoden (SHELX-
86) gel&. Voii den 6466 Reflexen wurden 5133 rnit I > 3.00 u(I) zur Verfeinerung
genutzl. Die Verfeinernng 452 variabler Parameter (TEXAN 5.0) fiihrte zu den
Werten R = 0.033 und R ,= 0.043 1131.
Eingegangen am 27. Juni 1994 [Z 70771
[l] A. M. Allgeier. E. T. Singewald. C . A. Mirkin, C . L. Stern. Orgononrrta/lics
1994, 13, 2928.
[2] a) B. D. Vineyard, W. S. Knowles. M. J. Sabacky, G. L. Bachmdn, D. L. Weinkauff, J. Am. ChPm. Soc. IY77,9Y, 5946: b) E. Lindner. B. Andrss. Chen7. Ber.
1988. 121, 829.
[3] J. Halpern, I).P. Riley, A. S. C. Chan, J. J. Pluth, .I. An7. Chem. Soc. 1977, 99.
8055.
[4] Poslnlier( als das In-situ-Produht der Realition eines Aquivalents AgBF, mit
[Rh(~~2-C,H,,),CI],in THF; zur Synthcsc yon [Rh(qz-C,H,,),CI],x: L. Porri,
A . L. Alionctti. G . Allegra. A. Immirzi. Clzem. Cornmuiz. 1965, 336.
[5] a) J. M. Toownscud, J. F. Blouiit, Inor:. Chem. 1981, -70, 269. zit. Lit.: b) P.
Albano. M. Aresta. M. Manassero, Inorg. Chem. 1980, I Y . 1069: c) J. R. Bleeke, A. J. Donaldson, Organowie[aks 1988, 7, 1588.
[6] C. L. Perrin, T. J. Dwyer, Chem. Rev. 19YU. 90, 935.
[7] J. Sandstrom. Dynamic NMR Spectroscopy, Academic Press, New York, 1982.
[8] T. G. Traylor, M. J. Goldberg, J. A m . Cheni. Soc. 1987, IUY,3968.
[9] E.Lindner, Q.W n g . H. A. Mayer. R. Fawzi. M. Steimann, O?ganumcztuNic$
1993. 12. 1865.
[la] T. G. Appleton, H. C. Clark. L. E. Manzer, Coord. Chen?.Rev. 1973. fU. 333.
1111 E A. Cotton. R. A. Walton, Multiple Bondsbetween Metal Atoms. Wile);-Intericicnce, Ncw York, 1982. S. 311.
1121 K . K. Pandey, Coord. Churn. Rev. 1992, 121, 1.
[33] Wcitere Einzelheitcn zur Kristallstruktiiruntersuchung konnen beim Fachinformationszentrum Karlsruhe. D-76344 Eggenstein-Leopoldshafen, unter Angabe der Hinterlegungsnummer CSD-58458 angefordert werden.
Fulleren-Oligonucleotid-Konjugate:
photoinduzierte sequenzspezifische
DNA-Spaltung **
Alexandrc S. Boutorine, Hidetoshi Tokuyama,
Masashj Takasugi, Hiroyuki Isobe, Eiichi Nakamura
und Claude HCli.ne*
Oligonucleotide binden sowohl an einzelstrangige Nucleinsauren wie mRNA als auch an doppelstrangige
Durch die Bindung von Oligonucleotiden an eine mRNA kann
die Translation dieser Zielsequenz blockiert werden (AntisenseStrategie) ;die Transkription eines bestimmten Gens wird durch
die Bildung einer Tripelhelixstruktur verhindert (Antigen-Strategie) . Werden Oligonucleotide mit reaktiven Substituenten versehen, kann dies an einer Zielsequenz zu irreversiblen Reaktionen fiihrenl'l. Durch die Verwendung hydrophober Substituenten ist es moglich, die Aufnahme in biologische Systeme zu
verbe~sern[~,
41. Neuere Untersuchungen zur Chemie von Buckminsterfullerenen haben die vielfaltigen Reaktionsmoglichkeiten dieser Verbindungen aufgezeigt und einen Zugang zur Anwendung von Fullereneii geschaffenL5.61. Aus den Ergebnissen
dreier ArbeitsgruppenL6- 8 1 geht hervor, daB geeignet modifi[*] Prof. C. Helene, Dr. A. S. Boutorine. Dr. M. Takasugi
Laboratoire de Biophysique. INSERM U201, CNRS UA 481
Museum National dHistoire Naturelle
43 Rue Cuvier, F-75005 Paris (Frankreich)
Telefax: Int. 1140793705
Dr. H. Tokuyama. H. Isobe, Prof. E. Nakamura
Department of Chemistry, Tokyo Institute of Technology
0-Okayaina, Meguro-Ku, Tokyo 152 (Japan)
+
-
2526
ic? VCH Verlarsresellschaft nzbH. D-69451 Wcwihrim l W 4
I
_
[**I
E.N. dankt dem Ministerium fur Bildung, Wissenschaft und Kuitur Japans
fur finanziclle Unterstutzung (Grant-in-Aid for Scientific Research
No. 06240217). H.T. der japanischen Gesellschaft zur Fiirderung der Wissenschaften fur ein Postdoktoranden-Stipendium, A. B. der Agence Nationale de
Recherche sur le SlDA (ANRS) fur ein Forschungsstipendium.
U044-s249~94~23~3-2S26
8 10.00i
.25:0
Angew. Chem. 1994, 106, M . 23/24
ZUSCHRIFTEN
zierte Fullerene biologische Aktivitat gegeniiber lebenden Zellent6], Enzymen", '1, Viren[8] und DNA['] aufweisen. Die Bestrahlung eines Gemisches aus DNA und einer Detergentien-ihnlichen C,,-Carbonsaure rnit Licht geringer Energie
fiihrt zu Guanin(G)-spezifischen Strangbrii~hen[~].
Diese basenspezifischen Strangbriiche werden der Wirkung von Singulett-Sauerstoff zugeschrieben, welcher durch die Photoaktivierung von Fullerenmolekiilen entsteht. Kiirzlich konnte
auRerdem gezeigt werden, dalJ die C,,-Carbonsaure in Wasser
Singulett-Sauerstoff e r z e ~ g t [ ~Der
] . G-spezifische Strangbruch
ist jedoch zufallig und kann wahrscheinlich auf eine unspezifische hydrophobe Bindung des C,,-Molekiils an die DNA zuriickgefuhrt werden. Geht man von der Richtigkeit dieser Annahme aus, muRte die Selektivitat der G-spezifischen Spaltung
drastisch gesteigert werden, wenn eine geeignete Erkennungssequenz an diese C,,-Verbindung angefiigt wird. Eine solche ortsspezifische Spaltung durch Licht ist bereits beschrieben worden,
u. a. fiir Ellipticin- und Porphyrinderivate von Oligonucleotiden[". 'I. Uin diese Moglichkeit ndher zu untersuchen, haben
wir eine C,,-Verbindung synthetisiert, die als Seitenkette ein
14mer-Oligodesoxynucleotid tragt, welches sowohl an einzelstrangige Zielsequenzen iiber Wdtson-Crick-Bindungen als auch
an doppelstriingige DNA iiber Hoogsteen-Wasserstoffbriickenbindungen bindet[lZ1.Wir berichten hier dariiber, daD Photospaltungsreaktionen tatsachlich an genau definierten Positionen
stattfinden und demonstrieren dies anhand der Bestrahlung von
Fulleren-Oligonucleotid-Konjugatenund dreier Zielsequenzen :
einzelstrangiger DNA, Duplex-DNA sowie Duplex-DNA mit
einer Haarnadelstruktur.
Das Fulleren-Oligonucleotid-Konjugatwurde durch Alkylierung von Oligonucleotiden, die freies Thiol enthielten, mit dem
Bromdcetat 2 synthetisiert, das aus dem Methanofullerenderivat 1 hergestellt wurde (Schema
Die Einfiihrung einerThiolgruppe in das freie Oligonucleotid 3 wurde durch Reaktion
des Cystamins 5 mit dem aktivierten Phosphat 4[14]erreicht. Es
schlol3 sich eine Behandlung rnit Dithiothreit an, um das Thiol
6 zu erhalten, welches rnit 2 in Pyridin alkyliert wurde und das
Fulleren-Oligonucleotid-Konjugat 7 (Schema 1) rnit einer Ausbeute von 30-40% ergab. Das Konjugat ist farbig (rotbraun),
wasserloslich und prazipitiert in Ethanol oder LiCIO,,/Aceton.
Eine Reinigung des Konjugates iiber HPLC war nicht moglich.
da es irreversibel an modifizierte Silicagellrager adsorbiert. In
Polyacrylamidgelen bildet dieses Derivat Aggregate in den Poren. Bei Elektrophorese in 1.O %-Agarose-0.1 %-Triton-X-100Gelen wurde eine homogene farbige Bande sichtbar. die langsamer als nichtmodifiziertes Oligonucleotid wanderte. Mit dieser
Technik wurde das Konjugat von unumgesetztem Oligonucleotid gereinigt. Die Sequenz des Oligonucleotids ist in Abbildung 1 dargestellt.
Drei Oligodesoxynucleotid-Proben wurden verwendet, um
die photosensibilisierenden Eigenschaften des Fulleren-34-merKonjugats zu testen: ein einzelstrangiges 20mer, ein 26-Basenpaar-Duplex und eine 4lmer-Haarnadelstruktur rnit 18 Basenpaaren und einer Schleife von fiinf Basenpaaren (siehe
Sequenzen in Abb. 1). Die Bestrahlung der Komplexe wurde
rnit einer 1000-W-Xenon-Lampe durchgefuhrt, wobei Licht mit
Wellenlangen unter 310 nm durch einen Filter absorbiert wurde.
Der venvendete Puffer enthielt 10 mM Cacodylat, pH 6.0,50 mM
NaC1, 50-100 n M Probe und steigende Konzentrationen des
Fulleren-l4mer-Konjugates (1 -60 PM) . Der 20mer-Einzelstrang, die 41mer-Haarnadelstruktur und ein Dublexstrang
wurden unter Verwendung von p3'P-ATP und T4-Polynucleo-
(2.2)
B
b
O
T
O
H
Pyridin (1 0)
Toluol, 20°C, 20 min
82%
2
Schema 1.
Aizggeh ChPm 1994, 106, Nt 23/24
0 VCH
~rlagsgeseNsrhajimhH, D-6Y45I Wernhelm, 1994
0044-8249194j2323-2527 $IO.OO+ 2510
2527
ZUSCHRIFTEN
;u E Tf T E T zt c u Tf T
3'
E T-@
3'
5'
uuCTuCuEEuuTEu~
2.
3' A A G A A G A G G A A A G A G G G G G G 5'
4
t.f4
$4 $4
3
3' G C T C A A T T C T T C T C C T T T C T C C C C G G
5'
4.
Abh. 1. SIrukLur des Oligonucleotid-Fulleren-KonJugates
(1) und seiner Komplexe
mit den Zielsequenzen: 2. Duplex init komplrmenGrem Oligonucleotid, 3. Tripelhelix. 4. Tripelhelix mit Haarnadelstruktur. Die Pfeile weisen auf dic Spaltstellen bei
der Bestrahlung mit Licht hln. Die Pfcillange entpricht der Intcnsitit der lichtinduzierten Spaltung.
tid-Kinase (Amersham) am 5'-Ende rnit 32P markiert. Vor und
nach der Behandlung mit Piperidin erfolgte jeweils eine elektrophoretische Auftrennung in denaturierenden 12proz. Pdyacrylamidgelen (Abb. 2). Die Ergebnisse dieser Experimente
zeigen, daD die durch das Oligonucleotid-Fulleren-Konjugat induzierte Photospaltung an genau definierten Positionen in Duplexen, Tripelhelices und Tripelhelices rnit Haarnadelstruktur
er€oigt. Dies steht in starkem Widerspruch zu einer unspezifischen Spaltung durch die freie C,,,-Carbonsaure['].
Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse, die rnit der HaarnadelstrukturZielsequenz erreicht wurden. Eine Spaltung wurdc sowohl an
Guanin- als auch an Thyminresten (mit geringerer Effzienz)
beobachtet. Eine Behandlung rnit Piperidin steigerte geringfugig
die Intensitat der nach der Spaltung entstehenden Banden. Aus
dem Vergleich rnit Banden, die durch Piperidin-Behandlung
nach Reaktion rnit Dirnethylsulfat (DMS) entstanden, ergibt
sich die Vermutung, dalj Fragmente, die durcli lichtinduzierte
Spaltung erhalten wurden, ein 3'-Phosphatende aufweisen. Sie
zeigten im Gel die gleiche MobilitSit wie 3'-phosphorylierte Produkte der DMS-induzierten Piperidin-Spaltung. Die Spaltorte
innerhalb der drei Zielsequenzen sind in Abbildung 1 markiert.
Die reaktivsten Guaninreste befanden sich in der Schleifenregion der Haarnadelstruktur. Innerhalb des 26-BasenpaarDuplexes (ohne Haarnadelstruktur) erfolgte die Spaltung an
Guaninresten in der Nahe des 3'-Endes des Purin-enthaltenden
Stranges (Abb. 1). Dagegen wurde am anderen Strang des Duplexes keine Spaltung beobachtet. Dieser Strang enthielt keine
Guaninreste in der N5he des 3'-Endes des dritten Stranges (die
beiden terminalen Guaninreste konnten aufgrund ihrer engen
Nachbarschaft zur 5'-Markierung nicht analysiert werden) . lnnerhalb der einzelstrangigen Probe erfolgte die lichtinduzicrte
Spaltung an Guaninresten in der Nahe des 3'-Endes des komplementaren Oligonucleotid-Fulleren-Konjugates (Abb. 1). In alIen drei Fallen befanden sich die Spaltorte in einer Region der
Zielsequenz, die anhand der bekannten Orientierung des Ful2528
c, VCH Vurlngsgcseilschaft mbH, 0-69451 Weinheim,1994
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1
ieren-Oligonucleotids erwartet werden konnte: antiparallele
Orientierung
bezuglich des komplementaren Stranges iiii Duplex;
parallel zur OligopurinG (26)
Zielseyiienz in den TriplexC
G (23)
Strukturen. Die verstidrkte
T
Reaktivitat von Guaninen
G (221
T
innerhalb der Schleife im
G (20)
Vergleich zu geraden BeT
reichen des HaarnadelC
G I171
Duplexes konnte auf eine
C
bessere Zuganglichkeit der
G (15)
einzelstrangigen SchleifenA
region fur Singulett-Sauerstoff zuriickzufuhren sein
G (131
- auch wenn die Reaktion
nach anderen Mechanismen (z.B. unter Elektronentransfer) ablauft.
Diese Ergebnisse zeigen,
G (9)
daB das kugelformige Fulleren-Ende der Oligonucleotidkette nicht die DuG (8)
plex- und Triplexbildung
hemmt. Die Spaltung erfolgt fast ausscliliefilich an
Guaninresten. Die gleiche
Orts- und BasenselektiviG (6)
tat wurde mit einem Oligonucleotid- Chlorin -Konjugat (mit der gleichen Oligonucleotidsequenz) beobAbb. 2. Gelelekiruphorese des 100 nMachtet. Es wurde gezeigt,
4lmer-Oligonucleotids rnit Haarnadeldalj diese Verbindung
strnktur (siche Abb. 1, 4.) nach Bestrahbei Bestrahlung Singulettlung in Gcgeilwart des 14mer-FullerenSauerstoff erzeugt, der die
Konjugares (30 p ~ in) 10 mM Cacodylat,
pH 6.0, 50 m M NaCI bei 15 "C. Die BeNucleinsauren spaltet (Erstrahlungszeiten nehmen von Spur 1 5
gebnisse nicht dargestellt) .
und Spur 7-11 L U : Omin (1,7), 15min
Fulleren - Oligodesoxy (2, X), 30 min (3. 9), 45 min (4, 10) und
nucleotid-Konjugate kon60 min ( 5 , I I ) . Die zwei Teile der Abbildung reigen unbehandelte Proben (I -5)
nen also DNA effizient mit
und Pruben (7-11). die mit 1 M Piperidin
einer hohen Ortsspezifitat
30min bei 90 C behandelt wurden. Das
modifizieren, indem Dop41 mer wnrde Sendmarkiert, und die Gele
pel- und Tripelhelices gewurden mit einem Phosphor-Imager analysicrt, Spur 6 zeigt die Sequenz der Gudnbildet werden. Die Ergebinreste, die nach Behandlung rnit Dimenisse weisen eindeutig
thylsulfat und Pipendiu rrhaltcn wurde.
darauf hin, dalj FullerenDie Sequenz der Spaltregion und die PosiOligonucleotid-Konjugate
tion der Guaninreste sind hervnrgehoben
(die Numerierung beginnt am 5'-Ende,
vielversprechende Lichtsiehc Abh. 1, 4.)
sonden sind, niit denen
die Gen-Transkription und
mRNA-Translation untersucht werden kann. Das Design optimaler Linker und die Ausarbcitung von Bedingungen fur eine
hohe Effektivitgt sind das nachste Ziel. Zusiitzlich kann die
Hydrophobie des Fulleren-Antells genutzt werden, um bei biologischen Anwendungen eine Aufnahme in die Zellc zu erleichtern.
Eingegdngzn am 30. August 1994 [Z 72791
[l] C. Heline, J. J. Toulme, Biod2irn. Bioplzys. Acra 1990, 1049. 99-125.
[2] N. T. Thuong, C. Helene, A n g w . U w n . 1993, 10.5, 697-726; Angew. Chem.
Int. Ed. Engl. 1993, 32, 666-690.
[31 A. S . Boutorine, C . Boiziau. T. Le Doan. J. J. Toulmt-, C. Hklene, Biorhimie
1992, 74, 485-489.
+
0044-92$Vi94~2323-2.~28
S 10.00 .25/0
Angeiv. Chem. 1994, 106. Nr. 23/24
ZUSCHRIFTEN
[4] A. M. Krieg, J. Tonkinson, S. Matson, Q. Zhao. M. Saxon. L. M. Zhang, U .
Bhanja, L. Yakubov, C. A. Stein, Pruc. Nati. Aoad. Scr. USA 1993, 90. 10481052.
[5] F. Diederich, Y Rubin, Aizgew. Chem. 1992, 104, 1123-1146; Angew. Chem.
Int. Ed. Engl. 1992, 31, 1101-1123.
161 H. Tokuyama, S. Yamago, E. Nakamura, T. Shiraki, Y Sugiura, J. Am, Chem.
Soc. 1993, 115. 7918-7919.
171 S. H. Friedman, D. L. De Camp, R. P. Sijbesma, G. Srdanov. E Wudl, G. L.
Kenyon. J: Am. Chem. SOC.1993, f15,6506-6509.
[8] R. E Shinazi, R. Sijbesma. G. Srdanov, C. L. Hill, F. Wudl, Anrimicrub.Agents
Chemuther. 1993, 37, 1707-1710.
[9] H. Tokuyama, E. Nakamura, J. Org. Chew. 1994. 59, 1135-3138.
[lo] L. Perrouault, U. Asseline. C. Rivalle, N. T.Thuong, E. Bisagni, C. Giovannangeli, T. Le Doan, C. Helene, Nazure 1990, 344, 358-360.
[ll] T. Le Doan, D. Praseuth, L. Perrouault, M. Chassignol, N. T. Thuong. C.
Helene, Biucunjugate Chem. 1990,l. 108-113.
[I21 J. L. Mergny, G. Duval-Valentin. C. H. Nguyen, L. Perrouault. B. Faucon. M.
Rougte, T. Montenay-Garestier, E. Bisagni, C. HCl&ne,Science 1992, 256,
1681 1684.
[I31 H. Tokuyama, M. Nakamura, E. Nakamura, Tetrahedron Left. 1993,34,74297432.
[I41 A. S . Boutorine, T. Le Doan. J. P. Battioni, D. Mansuy, D. Dupre. C. Helene.
Biuconjugare c'hem. 1990, 1, 350-356.
Palladacylus 2 als Zwischenstufe postuliert. Der Komplex 2 wiederum sollte durch eine neuartige intramolekulare C-H-Aktivierung der Oxymethylengruppe entstehen
13].Fur die Synthese
des intermediar gebildeten Palladacyclus konnte man sich mildere Reaktionsbedingungen vorstellen, die auf einer intra15] des Iodarylstannans I bamolekularen Stille-Kuppl~ng['"~
sieren (Schema 1). Die oxidative Addition des Stannans I an
einen Palladium(0)-Komplex wurde die Zwischenstufe I1 liefern,
11
I
:
-R3Snl
I
Synthese von Oxa- und Azapalladacyclen aus
Organostannanen **
Diego J. Cardenas, Cristina Mateo und
Antonio M. Echavarren *
m
Schema 1.
Palladium-katalysierte Domino-Reaktionen, die iiber aufeinanderfolgende Heck-Insertionen verlaufen, ermoglichen einen
einfachen Zugang zu kompliziert aufgebauten organischen Molekiilen in einem Schritt[', 'I. Einige komplexere Reaktionsfolgen, bei denen Palladacyclen wie 1 durchlaufen werden, kommen fur die Venvirklichung
anspruchsvoller Syntheseziele in BetrachtL3- '1.
Eingeleitet werden diese
Domino-Reaktionen
durch die oxidative Addition von Arylhalogeniden
1
2
ArX an einen Pd"L.-Komplex, wodurch eine Verbindung des Typs [Pd(Ar)X(L),] entsteht["']. Die Insertion von Norbornen in die Pd-C-Bindung
des Arylpalladium-Komplexes beispielsweise fuhrt zu einem instabilen Komplex mit q2 gebundenem Aryl1igandent6],der unter
intramolekularer C-H-Aktivierung des
Arylliganden zu 1 ~ e i t e r r e a g i e r t',
~~'
Palladacyclen wie 1 ermoglichen durch die
Reaktion mit Alkylhalogeniden die Kniipfung neuer C-C-Bindungen; dabei werden
intermediar Pd'V-Komplexe mit sechsfach
die nach intramolekularer Transmeta1lierung[l6]der OCH,SnEinheit zum gesuchten Komplex 111 fiihren wiirde. Durch
,,endocyclische Hinderung" (endocyclic restriction)" 'I ware der
ebenso mogliche Bruch der Sn-R-Bindungen unwahrscheinlich.
Bei der Stille-Kupplung verlauft die reduktive Eliminierung der
beiden cis-standigen organischen Liganden schnell[14.15]. auch
wenn die Eliminierung 7ur Rildung eines Vierrings fuhrtrl8].
Jedoch sollte in unserem Falle - bedingt durch den hohen Energieinhalt des Produkts 2H-Benzoxet - die reduktive Eliminierung ein langsamer ProzeB sein['']. Wir berichten hier uber die
erfolgreiche Anwendung dieses Reaktionsprinzips auf die Synthese von Oxapalladacyclen des Typs 2 und einem damit verwandten Azacyclus sowie iiber erste Resultate zur Reaktivitat
dieser Komplexe.
Wie in Schema 2 gezeigt, kann der Oxapalladacyclus 3 rnit
zwei Triphenylphosphanliganden in zwei Stufen synthetisiert
I
koordiniertem Zentralatom gebildet. Diesem Reaktionsschritt folgt eine reduktive
[Pd(PPh3)41
PhCH3,45 "C
I
/
'PPh3
Ph3P
5:R=Bu
Prof. A. M. Echavarren, D. J. Cardenas, C. Mateo
Departamento de Quimica Orginica, Universidad Autonoma de Madrid
Cantoblanco, E-28049 Madrid (Spanien)
Telefax: Int. + 1/397-3966
[**, Diese Arbe,t wurde
der DGICYT (Projekt PB91-0612-C03-02)gefiirdert,
D.J.C. und C.M. danken dem Ministerio de Educacion y Ciencia fiir Promotionsstipendien.
Alzgen,. Chent. 1994, 106, Nr. 23/24
aoVsnR3
4:R=Me
Eliminierung[7s '1.
Schema 2.
Kiirzlich wurde von Dyker eine Reihe
neuartiger Palladium-katalysierter DominoReaktionen gefunden, die die Synthese heterocyclischer Verbindungen emoglichen[121. Fur o-Iodaniso1 als Edukt W r d e der
[*I
*
6 : R = M e (95 %)
7 : R = BU (95 %)
3 (75 %)
werden. Die Alkylierung von o-Iodphenol mit den
oder s1201
(K,CO,, N,N-Dimethylformmid (DMF), 70 'C,
15 h) liefert 6 bzw. 7[211.Durch anschliefiende Umsetzung rnit
[Pd(PPh,),] (1 Aquiv.) in Toluol bei 45 "C erhalt man nach einer
Reaktionszeit von 24 h 3 als luftstabiles, farbloses Pulver. Das
bei der oxidativen Addition des Iodarens mit dem Pdo-Komplex
anfallende primare Additionsprodukt konnte nicht isoliert werden. Die Struktur von 3 wurde 'H-, 13C- und 31P-NMR-s~ektroskopisch ermittelt. Dazu wurden auch heteronucleare Korre-
0 VCH Vedagsgesellschafl mbff,D-69451 Weinheim, 1994
0044-8249/94!2323-2529 8 f 0.00f .25/0
2529
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
521 Кб
Теги
photoinduzierter, oligonucleotide, fullerenes, dna, konjugaten, sequenzspezifische, spaltung
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа