Original title:
Modifikované nukleotidy a DNA nesoucí reaktivní skupiny pro bioconjugace a cross-linkování s aminokyselinami
Translated title:
Modified nucleotides and DNA bearing reactive groups for bioconjugation and cross-linking with aminoacids
Authors:
Spampinato, Ambra ; Hocek, Michal (advisor) ; Míšek, Jiří (referee) ; Urban, Milan (referee) Document type: Doctoral theses
Year:
2024
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] This PhD thesis is divided in four parts describing the development and the synthesis of nucleotides and DNA-reactive probes bearing different reactive groups for bio-imaging, bioconjugation and cross-linking with aminoacids and peptides. The first part regarding the design and synthesis of a series of 2'-deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs) and DNA-reactive probes bearing 2- or 4- linked trans-cyclooctene (TCO) or bicyclononyne (BCN) tethered through a shorter propargylcarbamate or longer triethyleneglycol-based spacer for in vitro and in cellulo labeling with various tetrazines by IEDDA reaction. The general strategy was based on the functionalization of the position 5 of pyrimidines via acqueous Sonogashira coupling with propargylamino linker and then addition of reactive building block bearing TCO or BCN by nucleophilic substitution to synthetize modified 2'-deoxycitidine monophosphate (dCMP) and triphosphates (dCTPs). The following step was enzymatic incorporation of such functionalized dCTPs into DNA via primer extension (PEX). The 4- linked TCO monophosphate derivative was used, as model compound, for reaction with 3,6- dipyridyl tetrazine to prove the formation of the conjugate by NMR analysis. In parallel, the reactivity of all functionalized triphosphates with excess of various...ABSTRAKTNÍ Tato disertační práce je rozdělena do čtyř částí popisující vývoj a syntézu nukleotidů a DNA nesoucích různé reaktivní skupiny pro spojování s aminokyselinami a peptidy. První část zahrnuje návrh a syntézu několika 2'-deoxyribonukleosid trifosfátů (dNTP) a DNA- reaktivních sond nesoucích deriváty 2-/4-trans-cyklooktenu (TCO) či bicyklononynu (BCN) vázané buď přes kratší propargylkarbamát nebo delší spojku na bázi triethyleneglykolu pro značení tetraziny pomocí IEDDA reakce jak in vitro, tak i v buňkách. Obecná strategie byla založena na derivatizaci polohy 5 u pyrimidinů pomocí vodné Sonogashira reakce s propargylaminovým linkerem a následnou nukleofilní substitucí s reaktivními deriváty TCO nebo BCN poskytující příslušný modifikovaný 2'-deoxycytidin monofosfát (dCMPs) a trifosfáty (dCTPs). Následujícím krokem bylo enzymové začlenění takto funkcionalizovaných dCTPs do DNA prostřednictvím metody prodlužování primeru (PEX). Derivát 4-trans-TCO-dCMP byl použit pro modelovou reakci s 3,6- dipyridyltetrazinem za účelem potvrzení vzniku příslušného konjugátu pomocí NMR analýzy. Současně byla snímána interakce všech modifikovaných dCTPs s nadbytkem různých tetrazinů ve vodném roztoku vedoucí ke zvýšení intenzity fluorescence vzniklých konjugátů. V dalším kroku byly úspěšně provedeny reakce...
Keywords:
cross-link; DNA; nucleotides; cross-linky; DNA; nukleotidy
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/196019