Reduktiver Elektronentransfer und Transport von Überschusselektronen in DNA

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Abstract

DNA-vermittelte Ladungstransferprozesse lassen sich prinzipiell in oxidative Lochtransferprozesse und reduktive Elektronentransferprozesse einteilen. Im Hinblick auf die Entstehung von DNA-Schäden lag das Hauptaugenmerk bisheriger Forschung auf der Untersuchung des oxidativen Lochtransfers oder -transportes. Daraus wurden wichtige Informationen beispielsweise über den Mechanismus erhalten. Dagegen hat der Transport oder Transfer von Überschusselektronen ein großes Potenzial für biomedizinische Anwendungen, hauptsächlich in der DNA-Chiptechnologie. Zur Untersuchung der mechanistischen Details wurden in γ-Puls-Radiolyse-Studien Elektronenacceptoren eingesetzt , die nicht kovalent an DNA gebunden sind. Der entscheidende Nachteil dieses experimentellen Aufbaus liegt darin, dass sowohl die Injektion als auch das Abfangen der Elektronen nicht regiospezifisch erfolgen kann. Kürzlich wurden neue photochemische DNA-Systeme publiziert, die eine chemische und spektroskopische Untersuchung des reduktiven Elektronentransfers sowie der Wanderung von Überschusselektronen in der DNA erlauben. Basierend auf diesen Resultaten wurde ein Elektronen-Hopping-Mechanismus vorgeschlagen, bei dem die Pyrimidin-Radikalanionen als intermediäre Elektronenträger auftreten.

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