Dokument: Spektroskopische Aufklärung der Photoaddition von Psoralen an DNA
| Titel: | Spektroskopische Aufklärung der Photoaddition von Psoralen an DNA | |||||||
| Weiterer Titel: | Spectroscopic Studies on the Photoaddition of Psoralens to DNA | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59768 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220628-111006-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Bertling, Janina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Gilch, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Müller, Thomas J.J. [Gutachter] Prof. Dr. Hauser, Karin [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Psoralene sind eine Gruppe von Naturstoffen. Sie finden Einsatz in der PUVA-Therapie (Psoralen + UVA), welche zur Behandlung von Hautkrankheiten wie z.B. Psoriasis, Neurodermitis und dem kutanen T-Zell-Lymphom eingesetzt wird. Die Therapie basiert auf der Interkalation der Psoralene in die DNA der erkrankten Zelle. Durch Bestrahlung mit Licht aus dem UV-A-Bereich bindet das Psoralen unter Ausbildung eines Cyclobutanrings kovalent an die DNA-Base Thymin. Diese Anbindung führt schlussendlich zur Apoptose, dem programmierten Zelltod. Infolgedessen kann eine Linderung der Symptome festgestellt werden.
In vorangegangen Arbeiten konnte mittels Femtosekunden-UV/Vis-Spekroskopie ein photoinduzierter Elektrontransfer (PET) zwischen dem interkalierten Psoralen und einer naheliegenden Guanin-Base festgestellt werden. Der UV-angeregte Zustand des Psoralens wird so innerhalb weniger Pikosekunden gelöscht. Der PET unterdrückt damit die gewünschte Reaktion der Photoanbindung. Durch Wahl einer synthetischen, Guanin-freien DNA konnte in dieser Arbeit mittels Nanosekunden-UV/Vis- und IR-Spekroskopie erstmals die Anbindung des Psoralen-Derivats 4’-Aminomethyl-4,5’,8-trimethylpsoralen (AMT) an die DNA im Detail verfolgt werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Anbindung im Mikrosekundenbereich stattfindet. Sie verläuft über den lokalen Triplettzustand des Psoralens sowie eines Triplett-Biradikals, bei welchem das Psoralen über eine kovalente Bindung an die Thymin-Base gebunden ist. Für die pharmazeutisch angewandten Derivate 8-Methoxypsoralen (8-MOP) und 4,5’,8-Trimethylpsoralen (TMP) konnte ebenfalls eine Anbindung über den Triplett-Zustand nachgewiesen werden. Zudem wurden vier im Institut für Organische Chemie unter der Leitung von Prof. Dr. Thomas J. J. Müller synthetisierte Psoralene auf ihre photophysikalischen Eigenschaften und ihrer Tauglichkeit bezüglich der PUVA-Therapie hin untersucht. Mittels Femtosekunden- UV/Vis-Spektroskopie und Cyclovolammetrie konnte gezeigt werde, dass es weiterer Optimierung für einen Einsatz in der PUVA-Therapie bedarf. Basierend auf diesen Ergebnissen konnten Kriterien für die Verbesserung der Psoralen-Derivate formuliert werden.Psoralenes are a group of natural compounds. As active ingredient, they are used in the PUVA (Psoralen + UV-A) therapy to treat skin diseases such as psoriasis, atopic eczema and cutaneous T-cell lymphoma. Psoralenes intercalate into the DNA of the diseased cells. Upon excitation with UV-A light they bind covalently to the thymine base of DNA forming a cyclobutane ring (see Figure 1). This reaction ultimately leads to apoptosis, the programmed cell death of the affected cell. As a result, symptoms of the diseases can be relieved. In preceding studies, a photo-induced electron transfer (PET) from a nearby guanine base to the intercalated psoralen could be identified by means of femtosecond UV/Vis spectroscopy. As a results the UV-excited state of the psoralen is quenched within a few picoseconds. The PET, thus, suppresses the desired reaction of the photo-binding. By choosing a synthetic, guanine-free DNA, the binding of the psoralen derivative 4’-aminomethyl- 4,5’,8-trimethylpsoralen (AMT) to the DNA could be traced in this work for the first time using nanosecond UV/Vis and IR spectroscopy. It can be shown that the binding occurs in the microsecond range. A local triplet state of psoralen and a triplet biradical, in which the psoralen is bound to the thymine base via one covalent bond, are involved in the reaction. For the pharmaceutically applied derivatives 8-methoxypsoralen (8-MOP) and 4,5’,8-trimethylpsoralen (TMP), binding via the triplet state could also be proven. In addition, four new psoralen derivatives were synthesized at the Institute for Organic Chemistry led by Prof. Dr. Thomas J. J. Müller and tested for their photophysical properties and suitability for the PUVA therapy. Femtosecond UV/Vis spectroscopy and cyclovolammetry have shown that further optimization is required for application in PUVA therapy. Based on these results, criteria for improving the psoralen derivatives have been identified. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Physikalische Chemie und Elektrochemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.06.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.06.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 07.10.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.03.2022 |
