Synthesis of natural and isotope-labeled tRNA nucleosides and their mass spectrometric quantification [Elektronische Ressource] = Synthese natürlicher und isotopenmarkierter tRNA-Nukleoside und deren massenspektrometrische Quantifizierung / Tobias Brückl

Brückl Tobias

Informations

• Publié par: ludwig-maximilians-universitat_munchen
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 32
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades
der Fakultät für Chemie und Pharmazie
der Ludwig-Maximilians Universität München






Synthesis of natural and isotope-labeled tRNA nucleosides
and their mass spectrometric quantification


Synthese natürlicher und isotopenmarkierten tRNA Nukleoside
und deren massenspektrometrische Quantifizierung







Tobias Brückl
aus
Regensburg




2010
Erklärung

Diese Dissertation wurde im Sinne von § 13 Abs. 3 bzw. 4 der Promotionsordnung der LMU
München vom 29. Januar 1998 von Prof. Dr. T. Carell betreut.



Ehrenwörtliche Versicherung

Diese Dissertation wurde selbstständig, ohne unerlaubte Hilfe erarbeitet.



München, am 11.06.2010


Tobias Brückl










Dissertation eingereicht am: 14.06.2010

1. Gutachter: Prof. Dr. T. Carell
2. Gutachter: Prof. Dr. P. Knochel

Mündliche Prüfung am: 15.07.2010

 
Wish It, Dream It, Do It!




























 Parts of this thesis work were published or presented on conferences

Publications
M. Münzel, D. Globisch, T. Brückl, M. Wagner, V. Welzmiller, S. Michalakis, M. Müller, M.
Biel, and T. Carell, Quantification of the Sixth DNA-Base Hydroxymethyl-dC in the Brain,
Angew. Chem. 2010, accepted (hot paper).

T. Brückl, D. Globisch, M. Wagner, M. Müller, and T. Carell, Parallel isotope-based
quantification of modified tRNA nucleosides, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7932–7934
(hot paper).

T. Brückl, F. Klepper, K. Gutsmiedl, and T. Carell, A short and efficient synthesis of the
tRNA nucleosides PreQ and archaeosine, Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 3821–3825. 0

Conference Presentations
ndPoster Presentation: 42 IUPAC Congress, Chemistry Solutions, Quantitative analysis of
nd thmodified tRNA nucleosides, Glasgow, United Kingdom, 2 to 7 August 2009.

Poster Presentation: Bayer Ph.D. Student Course 2009, Quantitation of modified tRNA
th thnucleosides from E. coli, pork, HeLa, and HCT, Cologne, Germany, 5 to 9 July 2009.

Poster Presentation: Synthesefest 2009 – A Celebration of Organic Chemistry in Munich,
2 6 2Synthesis of the modified tRNA nucleosides queuosine, archaeosine, ms io A, and m A,
th thMunich, Germany, 17 and 18 March 2009.

thOral Presentation: 11 JCF-Frühjahrssymposium, 2-methylthio-N-6-hydroxyisopentenyl-
2 6 2adenosine (ms io A), 2-Methyladenosine (m A), queuosine (Q), and archaeosine (G*) – Total
th thsyntheses of modified tRNA nucleosides, Essen, Germany, 11 to 14 March 2009.

Poster Presentation: ORCHEM 2008, Making modifications – Total synthesis of modified
st rdtRNA nucleosides, Weimar, Germany, 1 to 3 September 2008.

rdOral Presentation: 3 Nucleic Acid Chemical Biology Ph.D. Summer School, Total synthesis
th thof queuosine (Q) and archaeosine (G*), Odense, Denmark, 24 to 28 June 2007.
iv Danksagung

Diese Arbeit wäre ohne die fachliche und persönliche Unterstützung zahlreicher Personen
nicht entstanden.
An erster Stelle gilt mein Dank meinem Doktorvater Prof. Thomas Carell, der durch seinen
unermüdlichen Einsatz die exzellenten Arbeitsbedingungen schafft, von denen diese Arbeit
entscheidend geprägt war. Er ermöglichte mir ein spannendes Thema, dass mich in neue und
interessante Gebiete der Chemie geführt hat, eine große wissenschaftliche Freiheit, die mir
Raum ließ, mein Projekt zu entwickeln, und unterstütze mich sowohl beim Erreichen meiner
arbeitskreisinternen als auch –externen Ziele.
Den Mitgliedern meiner Prüfungskommission danke ich für ihre Bemühungen bei der
Evaluierung meiner Arbeit. Insbesondere bedanke ich mich bei Herrn Prof. Paul Knochel für
die Übernahme der Zweitkorrektur und die unkomplizierte und effektive Unterstützung
während meines Studiums und meiner Doktorarbeit. Herrn Prof. Konstantin Karaghiosoff
danke ich für das Messen und Lösen der in dieser Arbeit diskutierten Kristallstrukturen.
Unterstützung bei allen massenspektrometrischen Fragen habe ich von Herrn Prof. Stephan
Sieber erhalten.
Frau Slava Gärtner danke ich für ihre Hilfe in allen organisatorischen Belangen. Außerdem
geht mein Dank an Frau Sabine Voß für das Organisieren all der großen und kleinen Dingen,
die man für die Chemie benötigt, und insbesondere für ihre Hilfe bei der Synthese. Bei den
Mitarbeitern der Zentralen Analytik bedanke ich mich für das zuverlässige und schnelle
Messen meiner Proben. Herrn Pöller von der Schweineschlachtung München GmbH und dem
Arbeitskreis Biel sei für die Gewebeproben gedankt.
Mit der gesamten Arbeitsgruppe Carell verbindet mich eine gute Zusammenarbeit und
zahlreiche gemeinsame Erlebnisse. Viele meiner Gefährten auf dem gelegentlich steinigen
Weg zur Promotion haben sich als gute Freunde erwiesen. Ein großes Dankeschön für die
tolle Atmosphäre und Hilfsbereitschaft richtet sich an alle meine ehemaligen und aktuellen
Laborkollegen insbesondere an meine Benchnachbarn Guido Clever, Volker Hickmann und
Peter Thumbs und an meine Kollegen in der in den letzten Jahren stark gewachsenen
Modifications-Subgroup. Bei Eva Jahn danke ich mich für die hervorragende Vorarbeit auf
dem Queuosine-Projekt. Tatkräftige Unterstützung in der Synthese und Biochemie habe ich
von Christina Hettstedt, Thomas Hofmann, Markus Müller, Ines Thoma, und Thomas
v Wildenhof erhalten. Hilfreiche Tipps und Diskussionen von und mit Tim Gehrke, Andreas
Glas, Markus Müller, Martin Münzel, Thomas Reissner, Sabine Schneider, Christian Trindler
und Mirko Wagner haben die Entwicklung dieser Arbeit begleitet. Den „Knochels“ Christina
Despotopoulou, Christoph Rohbogner und Andreas Wagner sei für ihre Hilfe bei der
Methodenentwicklung gedankt.
Tim Gehrke, Daniel Globisch, Corinna Kaul, Martin Münzel, Markus Müller und Sabine
Schneider hatten das außerordentliche Vergnügen diese Arbeit Korrektur zu lesen, wofür ich
mich an dieser Stelle herzlich bedanke.
Ein ganz besonderer Dank geht an Daniel Globisch, der in den letzten fast vier Jahren mein
Projektpartner war und ein sehr guter Freund geworden ist. Eine bessere und produktivere
Zusammenarbeit kann man sich nicht wünschen. Er war immer zur Stelle, wenn es einen
Anlass zum Diskutieren, zum richtig Ackern, zum Aufmuntern, zum Lachen und zum Feiern
gab und ganz neben bei hat er mir mehr über Fußball beigebracht als ich jemals wissen
wollte.
An meine Freunde aus Neumarkt und aus dem Studium geht ein großes Dankeschön dafür,
dass sie trotz meines stark arbeitslastigen Zeitmanagements zu mir halten.
Ganz herzlich bedanke ich mich bei dem besten Bruder und den besten Eltern der Welt:
Stefan, Elisabeth und Dieter Brückl! Vielen Dank für eure uneingeschränkte Unterstützung
über all die Jahre, die den Grundstein für diese Arbeit gelegt und sie ermöglicht hat. Ihr habt
mich zu dem gemacht, was ich bin!
Mein letzter aber wohl wichtigster Dank geht an meine Frau Sandra Brückl, die im Moment
nicht nur meine bessere Hälfte sondern sogar meine besseren 2/3 ist. Deine Unterstützung und
Kraft haben diese Arbeit und unser Leben entscheidend geprägt. Ich wollte dir nur mal eben
sagen, dass du das Größte für mich bist!
Vielen Dank auch an „den kleinen Brückl“, der uns aus dem Bauch heraus schon viel Freude
bereitet hat.


vi Table of contents
1 Summary ........................................................................................................ xi
2 Zusammenfassung ......................................................................................... xv
3 Introduction ..................................................................................................... 1
3.1 Natural modified nucleosides in DNA and RNA ............................................................. 1
3.2 Modified tRNA nucleosides in cancer ............................................................................... 4
3.2.1 tRNA methylation levels in tumor tissues ................................................................. 4
3.2.2 Hypomodification of tumor tissue tRNAs in respect to queuosine ........................ 6
3.2.3 Urinary nucleosides as tumor markers ..................................................................... 11
3.3 Modified nucleosides in immunodeficiency diseases .................................................... 14
3.3.1 Modified nucleoside levels in urine as biomarkers for AIDS ............................... 14
Lys,33.3.2 Fully modified tRNA is the primer for HIV-1 reverse transcriptase ............. 14