Týmu vědců ze skupin prof. Michala Hocka z ÚOCHB, doc. Miroslava Fojty z Biofyzikálního ústavu AV ČR v Brně a Prof. Ciary O’Sullivan ze španělské Universitat Rovira i Vigili se podařilo připravit redoxní (oxidovatelné) značky pro modifikaci bází DNA. Takové značky mají význam pro stanovování poměru jednotlivých nukleových bází ve studovaném úseku DNA elektrochemickými metodami, jako je voltametrie se čtvercovou vlnou, rozvinutější duchovní nástupce Heyrovského polarografie.
Aby se s takovými značkami dalo pracovat, nesmí jejich přítomnost bránit tvorbě DNA z příslušných nukleotidů ani svinutí studovaného segmentu DNA do známé dvoušroubovice. Pokud chceme určovat také poměry jednotlivých bází, potřebujeme, aby přítomnost jedné značky nerušila stanovení druhé a naopak. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je použít takovou skupinu značek, kde má každá výrazně odlišný redoxní potenciál.
První skupinu značek, která tyto podmínky splňuje kompletně, objevili vědci ve ferrocenu (molekulárním „hamburgeru“ z kationtu železa a organických aniontů) a jeho derivátech. Změnou substituentů na základní ferrocenové kostře lze totiž jeho redoxní potenciál ladit a ovlivňovat poměrně snadno.
Vědci připravili značky na bázi ferrocenu, oktamethylferrocenu a amidu ferrocenkarboxylové kyseliny, které byly připevněné k nukleové bázi pomocí ethynylové spojky. Ta umožňovala jejich snadné připojení na vnější atomy dusíku jednotlivých bází pomocí Sonogashirovy reakce.
Oktamethylferrocen se ukázal jako nevhodný pro další používání, protože se oxiduje příliš snadno a docházelo k jeho oxidaci vzdušným kyslíkem, takže se jeho množství nedalo dobře určit. Naproti tomu „čistý“ ferrocen a jeho karboxamid se ukázaly jako vhodné a úspěchem skončilo jak zabudování takto označených bází do testovacího úseku DNA, tak i paralelní stanovení jejich poměru.
Původní článek: Simonova, A., Magriñá, I., Sýkorová, V., Pohl, R., Ortiz, M., Havran, L., Fojta, M., O'Sullivan, C.K. and Hocek, M. (2020), Tuning of Oxidation Potential of Ferrocene for Ratiometric Redox Labeling and Coding of Nucleotides and DNA. Chem. Eur. J. doi:10.1002/chem.201904700
