Sind i-Motiv-Strukturen in DNA kompatibel mit Cytosin–Ag(I)–Cytosin-Basenpaaren?

Abstract

To evaluate whether the protons of hemi-protonated C:CH+ base pairs in DNA i-motif structures can be replaced by silver ions, an i-motif/duplex junction (IDJ) known to be stable at pH 7 was investigated. Interestingly, only the most accessible out of five C:CH+ pairs in the structure can be converted into a C–AgI–C base pair, as was derived by 1H NMR spectroscopy, luminescence spectroscopy, temperature-dependent UV spectroscopy, and isothermal titration calorimetry (ITC). When more than one silver ion is present per IDJ, dynamic light scattering (DLS) and CD spectroscopy indicate that the IDJ rearranges into a larger aggregated structure, likely to contain non-canonical silver-mediated base pairs. The study suggests that—in contrast to earlier reports—the DNA i-motif in general is not compatible with the formation of contiguous C–AgI–C pairs.

Zur Untersuchung, ob die Protonen aus hemiprotonierten C:CH+-Basenpaaren in i-MotivStrukturen durch Silberionen ersetzt werden können, wurde ein i-Motiv/DNA-Konjugat (IDJ, engl. i-motif/duplex junction) untersucht, das auch bei pH 7 stabil ist. Interessanterweise kann nur das am besten zugängliche der fünf C:CH+- Basenpaare in der i-Motiv-Struktur in ein C–AgI –C-Basenpaar überführt werden, wie durch 1H-NMR-Spektroskopie, Lumineszenzspektroskopie, temperaturabhängige UV-Spektroskopie und isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) belegt wurde. Liegt mehr als ein Silberion pro IDJ vor, zeigen Untersuchungen mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) und CD-Spektroskopie, dass sich das IDJ in eine größere aggregierte Struktur umwandelt, die vermutlich nicht-kanonische silbervermittelte Basenpaare enthält. Die Studie deutet darauf hin, dass – entgegen früherer Berichte – das i-Motiv in DNA im Allgemeinen nicht kompatibel mit der Ausbildung benachbarter C–AgI –C-Basenpaare ist.