Biologisch aktive Moleküle mit “Lichtschalter”

Abstract

Biologisch aktive Verbindungen, die auf Licht reagieren, bieten experimentelle Möglichkeiten, die sonst nur sehr schwierig zu realisieren sind. Da Licht z. B. mit Lasern und (konfokalen) Mikroskopen punktgenau eingesetzt werden kann, sind schnelle Konzentrationssprünge der aktiven Form von Molekülen mit exakter räumlicher, zeitlicher und dosierungsbezogener Steuerung möglich. Die Entwicklung derartiger Strategien reicht bis in die 70er Jahre zurück. Dieser Aufsatz fasst neue Entwicklungen der letzten fünf Jahre zusammen und behandelt “kleine Moleküle”, Proteine und Nucleinsäuren, die entweder durch Licht irreversibel aktiviert werden (“photoaktivierbare Verbindungen”) oder reversibel zwischen einem aktiven und einem inaktiven Zustand geschaltet werden.

Site‐Selective Blocking of PCR by a Caged Nucleotide Leading to Direct Creation of Desired Sticky Ends in The Products

“…The possibility of undesirable interactions between these two primers (and also between the corresponding PCR products) can be minimized by this T NPP (7) , since it cannot form a Watson-Crick pair with A (1) in the primer 4.…”

“…[1,2] Various oligonucleotides protected with photocleavable groups (caged oligonucleotides) have been reported to control events such as transcription, [3][4][5] translation, [6] RNA interference, [7] DNAzyme reactions, [8,9] DNA replication, [10,11] aptamer binding, [12] higher-order structure formation, [13][14][15] and PCR. [16] In this study we have A C H T U N G T R E N N U N G examined the use of a caged nucleotide as a site-selective terminator of the polymerase reaction in PCR.…”

Chemoselektive Ligations‐ und Modifikationsstrategien für Peptide und Proteine

“…[301] Die photolabilen Gruppen sind in der Lage, die Gegenwart der Modifikation zu verbergen, bis sie durch Bestrahlung mit UV-Licht entfernt werden. [302,303] Zwei Arten von Caging-Strategien wurden auf Smad2 angewendet. [301,304] [304] Die Untersuchung von Proteinphosphorylierungen kann durch den dynamischen Charakter dieser Modifikation beeinträchtigt werden.…”

Von Ein‐ zu Zwei‐Photonen‐Sonden: photoaktivierbare Reagentien, Aktuatoren und Photoschalter

“…Infolgedessen lässt sich durch Photolyse ("uncaging") in Kombination mit Zwei-Photonen-Mikroskopie eine hohe räum-lich-zeitliche Auflçsung erreichen; ein solches Verfahren ist zudem kompatibel mit der Fluoreszenzmikroskopie. Photoaktivierbare Reagentien erlauben die lokalisierte photolytische Freisetzung von Liganden aus biologisch inerten Vorstufen; [2] Aktuatoren, die Lichtenergie in Bewegung umwandeln, und "Photoschalter", die in lichtgesteuerte Rezeptoren, Kanäle oder Enzyme eingebaut sind, bieten die Mçg-lichkeit, den zugrundeliegenden biologischen Prozess wechselweise zu initiieren oder zu unterdrücken. [2j, 3] Die photolytische Freisetzung von Liganden wurde früher zumeist bei ihrer Primärwellenlänge (gewçhnlich nahe am UV) durch Ein-Photonen-Anregung (OPE; one-photon excitation) bewerkstelligt.…”