Fotochemia jedno- i dwuniciowych oligodeoksynukleotydów zawierających 5-bromouracyl w sąsiedztwie zasad pirymidynowych
Loading...
Date
2012-12-10
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Photochemistry of single- and double-stranded oligodeoxynucleotides containing 5-bromouracil adjacent to the pyrimidine bases
Abstract
W ramach niniejszej pracy doktorskiej zsyntetyzowano szereg di- i heksanukleotydów zawierających 5-bromouracyl w sąsiedztwie zasady pirymidynowej (uracylu lub tyminy) i zbadano ich fotochemię w warunkach selektywnego wzbudzenia reszty 5-bromouracylowej promieniowaniem UV o długości fali = 302 nm. Stosując wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC) wydzielono główne fotoprodukty i bazując na pomiarach widm 1H i 13C NMR oraz MALDI TOF MS ustalono ich struktury. W oparciu o uzyskane wyniki zaproponowano wieloetapowy mechanizm przemian fotochemicznych naświetlanych układów, w którym pierwotnym procesem fotochemicznym jest addycja [2+2] 5-bromouracylu z sąsiadującą w łańcuchu resztą pirymidynową prowadząca do niestabilnego termicznie i fotochemicznie adduktu cyklobutanowego zawierającego atom bromu w cząsteczce. Tworzący się addukt cyklobutanowy pod wpływem dalszego naświetlania ulega przekształceniu do adduktu 6-hydroksy-5,6-dihydro-5,5’-dipirymidynowego, który, z kolei, ulega dalszej, termicznej degradacji do adduktu 5,5’-diurydynylowego. Uzyskane wyniki przeczą panującemu dotychczas przekonaniu, że głównym, pierwotnym procesem fotochemicznym w modyfikowanych 5-bromouracylem układach oligonukleotydowych jest homolityczny lub też heterolityczny rozpad wiązania C5-Br i pozwalają zrozumieć w jaki sposób powstają znane wcześniej, izolowane z modyfikowanego bromouracylem DNA fotaddukty 5,5’-diurydylowe.
As part of this thesis several di- and hexanucleotides containing 5-bromouracil (BrU) next to a pyrimidine residue in a sequence (uracil or thymine) have been synthesized and their photochemistry examined under the conditions of selective excitation of the BrU residue with the UV light = 302 nm. The major photoproducts were isolated using the high performance liquid chromatography (HPLC) and their structures were established based on the measurements of 1H and 13C NMR and MALDI TOF MS spectra. Based on the results obtained, a multi-step mechanism of the photochemical transformations of irradiated oligonucleotide systems is proposed, in which the primary photochemical process is the [2+2] addition of 5-bromouracil to adjacent pyrimidine base in the chain, leading to the formation of thermally and photochemically unstable cyclobutane adduct containing the bromine atom in the structure. During the irradiation, the cyclobutane adduct formed is converted to a respective 6-hydroxy-5 ,6-dihydro-5,5'-bipyrymidine adduct, which, in turn, undergoes further, thermal degradation to the 5,5'-diuridinyl adduct. The results contradict the generally accepted assumption that the main primary photochemical process in the 5BrU modified oligonucleotide systems involves either homolytic or heterolytic dissociation of the C-Br bond, and allow to understand how the well known 5,5’-diuridynyl photoadducts, isolated previously from the BrU modified DNA are formed.
As part of this thesis several di- and hexanucleotides containing 5-bromouracil (BrU) next to a pyrimidine residue in a sequence (uracil or thymine) have been synthesized and their photochemistry examined under the conditions of selective excitation of the BrU residue with the UV light = 302 nm. The major photoproducts were isolated using the high performance liquid chromatography (HPLC) and their structures were established based on the measurements of 1H and 13C NMR and MALDI TOF MS spectra. Based on the results obtained, a multi-step mechanism of the photochemical transformations of irradiated oligonucleotide systems is proposed, in which the primary photochemical process is the [2+2] addition of 5-bromouracil to adjacent pyrimidine base in the chain, leading to the formation of thermally and photochemically unstable cyclobutane adduct containing the bromine atom in the structure. During the irradiation, the cyclobutane adduct formed is converted to a respective 6-hydroxy-5 ,6-dihydro-5,5'-bipyrymidine adduct, which, in turn, undergoes further, thermal degradation to the 5,5'-diuridinyl adduct. The results contradict the generally accepted assumption that the main primary photochemical process in the 5BrU modified oligonucleotide systems involves either homolytic or heterolytic dissociation of the C-Br bond, and allow to understand how the well known 5,5’-diuridynyl photoadducts, isolated previously from the BrU modified DNA are formed.
Description
Wydział Chemii: Zakład Fizyki Chemicznej
Sponsor
Keywords
5-bromouracyl, 5-Bromouracil, fotochemia, photochemistry, fotocykloaddycja, photocycloaddition, 5,5’-diurydynyl, 5,5'-diuridynyl, addukt 6-hydroksy-5, 6-hydroxy-5, 6-dihydro-5,5’-dipirymidynowy, 6-dihydro-5,5'-bipyrimidine photoadduct