Synthetische Bioorganische Chemie

Als Arbeitsgruppe, die SYNTHETISCHE KOMPETENZ gross schreibt, interessieren wir uns für effiziente Anwendungen synthetischer Methoden in Target-orientierten Synthesen. Spannend ist dies gerade auch in Kooperationen mit biologisch orientierten Gruppen.

Oxyluciferin - der Emitter der Firefly Biolumineszenz

Die Biolumineszenz des Glühwürmchens ist ein faszinierendes und intensiv untersuchtes Phänomen, mit Anwendungen insbesondere in der Bioanalytik. Oxyluciferin ist der Emitter (Licht aussendendes Molekül) des Glühwürmchens. Es wird enzymatisch aus Sauerstoff und dem Brennstoff Luciferin im angeregten Zustand erzeugt.

Das Molekül ist reaktiv und erleidet in Lösung schnelle Abbaureaktionen. Wir haben belastbare Synthesen zu Oxyluciferin und Analogen entwickelt. Wir konnten die Zersetzung des Oxyluciferins mechanistisch aufklären. Dabei mussten wir 40 Jahre alte Theorien (hohe Sauerstoffempfindlichkeit des Oxyluciferins) verwerfen!

Mittels des synthetischen Oxylucferins uns seiner Derivate konnten wir und unsere Kooperationspartner erstmals diverse Messungen an dem Molekül durchführen:

• Keto-Enol Gleichgewicht in Lösung (Angew. Chem. 2014, 126, 866)

• Tripple-Gleichgewicht (pKa1, pKa2, KE) in Puffer (Chem. Sci. 2013 4, 3803)

• Massenspektrometrie (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6485; Int. J. Mass Spectrom. 2014, 365/6, 3)

• IR-Spektroskopie mit isotopenmarkierten Derivaten (Chem. Eur. J. 2014, 20, 10782)

• Speziesverteilung bei Fluoreszenzemission in Puffer (J. Phys. Chem. B 2015, 119, 2638)

Weitere Studien zum Oxyluciferin

• Anwendungen von Oxyluciferin-Derivaten als Fluoreszenz-Sonden für die Markierung von Proteinen

• Modellstudien zum Mechanismus der Firefly-Biolumineszenz