2,6-Diaminopurine in TNA:  Effect on Duplex Stabilities and on the Efficiency of Template-Controlled Ligations¹

Abstract

Replacement of adenine by 2,6-diaminopurine-two nucleobases to be considered equivalent from an etiological point of view-strongly enhances the stability of TNA/TNA, TNA/RNA, or TNA/DNA duplexes and efficiently accelerates template-directed ligation of TNA ligands. [reaction: see text]

Ätiologie potentiell primordialer Biomolekül‐Strukturen: Vom Vitamin B12zu den Nukleinsäuren und der Frage nach der Chemie der Entstehung des Lebens – ein Rückblick

“…[165,166] A. Eschenmoser Aufsätze rungssystemen zukommt, [173,174] haben wir vergleichende Versuche über templatkontrollierte Ligationen von TNALiganden an TNA-, RNA-und DNA-Templaten angestellt (Abbildung 65). [175,176] Dabei wurde auch von der im Vergleich zu Adenin hçheren Paarungseffizienz des 2,6-Diaminopurins [177,135] sowie der im Vergleich zur Hydroxygruppe hçheren Nukleophilie der Aminogruppe bei solchen Ligationsreaktionen [178,179] Gebrauch gemacht. Die Ligationsexperimente der Abbildung 65 (EDC = wasserlçsliches Carbodiimid) offenbaren eine drastische Beschleunigung der Ligation bei Ersatz von Adenin durch 2,6-Diaminopurin in den beiden TNA-Liganden mit sowohl dem TNA-als auch dem RNA-Templat; nur mit dem unter den gewählten Reaktionsbedingungen "toten" DNA-Templat bleibt der Ersatz ohne Wirkung.…”

“…Die Effizienz der Ligationen erreicht hohe Werte bei Ersatz der Hydroxygruppe am 3'-Ende des (als Nukleophil agierenden) TNA-Liganden durch eine Aminogruppe; in geradezu extremem Ausmaß ist dies dann der Fall, wenn dabei in den beiden TNA-Liganden gleichzeitig auch Adenin durch 2,6-Diaminopurin ersetzt ist. [175] Ohne diese beschleunigenden Maßnahmen ist die Ligation der TNA-Liganden durch sowohl ein TNA-als auch ein RNA-Templat eine langsame Reaktion, zumindest wenn Ligand-und Templat-Sequenzen nur Adenin-und Thymin-(bzw. Uracil)-Basen aufweisen.…”

“…Dies geht auch aus Experimenten hervor, welche den Einfluss von Mismatches in den beiden Liganden auf die Sequenzspezifität der Ligation zeigen (Abbildung 66). [175] In Arbeiten insbesondere der Forschungsgruppe von Jack Szostak, [181][182][183] aber auch jener von Piet Herdewijn, [184] ist gezeigt worden, dass TNA-Sequenzen auch als Substrate enzymatischer Katalyse agieren kçnnen. Mittels ausgewähl-ter (toleranter) Polymerasen konnte sowohl die Mçglichkeit einer enzymatischen Translation von DNA-Sequenzen in komplementäre TNA-Sequenzen [181] als auch umgekehrt von TNA-in komplementäre DNA-Sequenzen [182] nachgewiesen werden; somit besteht zumindest grundsätzlich die Mçglich-keit einer experimentellen In-vitro-Evolution zu katalytisch aktiven TNA-Sequenzen.…”

The influence of CH bond polarization on the self-association of 2-acylaminopyrimidines by NH/CH···O/N interactions: XRD, NMR, DFT, and AIM study

“…It is worth mentioning that in Cambridge Structural Database (CSD) only three similar structures were found revealing that the bifurcation of hydrogen bond in pyrimidine derivatives is not common. These contain aromatic CHÁÁÁN/O [39,40] or OHÁÁÁN/O [41] contacts.…”

DNA‐gestützte organische Synthese: die Strategie der Natur zur Steuerung chemischer Reaktivität übertragen auf synthetische Moleküle

“…Eine Reihe weiterer DNA-oder RNAgestützter Oligonucleotidsynthesen wurde seither beschrieben (Abbildung 4), z. B. Orgels Pionierarbeiten zur Nucleinsäure-gestützten Phosphodiesterbildung zwischen 2-Methylimidazol-aktivierten Nucleinsäuremonomeren und -oligomeren (Abbildung 4 a), [1,[85][86][87] Nielsons und Orgels RNA-gestütz-te Amidbildung zwischen PNA-Oligomeren (Abbildung 4 f), [24] Joyces DNA-gestützte Peptid-DNAKonjugation (Abbildung 4 d), [84] von Kiedrowskis Carbodiimid-aktivierte DNA-Kupplung [88] und Amplifikation von Phosphoramidat enthaltender DNA (Abbildung 4 e), [14] Lynns DNA-gestützte reduktive Aminierung und Amidbildung zwischen modifizierten DNA-Oligomeren (Abbildung 4 b), [31-39, 83, 84] Eschenmosers Nucleinsäure-gestützte Ligation von TNAs [89][90][91] sowie Letsingers und Kools DNA-und RNA-gestützte Phosphothioester-und Phosphoselenoesterbildung (Abbildung 4 c). [26-30, 40, 41] [92] wäh-rend Eschenmoser et al zeigten, dass nichtnatürliche Pyranosyl-RNA als Templat für die Kupplung komplementärer Pyranosyl-RNA-Tetramere durch Phosphoumesterung mit 2',3'-cyclischen Phosphaten eingesetzt werden kann.…”