Untersuchungen zum Replikationsverhalten carbozyklischer Analoga der Formamidopyrimidine des 2'-Desoxyadenosin und 2'-Desoxyguanosin

Die Erforschung der Auswirkungen von exogenen und endogenen Schädigungen am Informationsträger DNA u. a. während seiner Vervielfältigung durch Polymerasen bildet den Schlüssel für ein tieferes Verständnis von Krankheiten wie Krebs, von Alterungs- oder Entzündungsprozessen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten von ringgeöffneten Hydrolyseprodukten der kanonischen DNA-Purinbasen, den sog. Formamidopyrimidinen (Abbildung 1), während ihrer Replikation untersucht. Diese Schäden wurden bereits vor mehr als 40 Jahren bei der Bestrahlung von DNA entdeckt und seit ihrem Nachweis in lebenden Organismen u. a. im Zusammenhang mit oxidativem Stress erforscht.[1] In der vorliegenden Arbeit wurden zwei stabilisierte, carbozyklische Analoga der Formamidopyrimidine, das ß-cFaPydA und das ß-cFaPydG, synthetisiert,[2-3] in Oligonukleotide inkorporiert und deren Replikationsverhalten gegenüber zwei high-fidelity Polymerasen der A- sowie drei low-fidelity Polymerasen der Y-Familie in vitro untersucht. Die hierbei induzierten Fehlpaarungen wurden mit Hilfe eines in der Arbeitsgruppe Carell entwickelten Assays, der auf der Pyrosequenzierungstechnik basiert, quantitativ analysiert (Tabelle 1). Es zeigte sich, dass die Formamidopyrimidine ihren jeweiligen 8-oxo-Analoga in ihrem Replikationsverhalten weitaus ähnlicher sind als untereinander. Das ß-cFaPydA induzierte seltener die Ausbildung von Fehlbasenpaarungen, wohingegen ß-cFaPydG, wie der prominente 8-oxodG Schaden, einen Einbau von dATP zuließ.