Struktur-Reaktivitätsbeziehung von Cyanin-Styryl-Farbstoffen und deren Anwendung in der fluoreszenten Bioanalytik lebender Zellen

In der vorliegenden Dissertation wird ein neues Spektrum von Cyanin-Styryl-Farbstoffen vorgestellt. Diese bestehen aus einem Chinolinium- und Indolteil, die in Konjugation zueinander stehen. Neben verschieden substituierter Indolstrukturen wurden ebenfalls Triplettzustandslöscher-Farbstoff-Konjugate synthetisiert. In einer systemchemischen Betrachtung unter Zuhilfenahme abgeleiteter Nukleophilie-Parameter kann das Superoxid-Radikalanion, welches im Rahmen eines photoinduzierten Elektronentransfers (pET) gebildet wird, als primärer Photoabbauweg in verdünnter Lösung (c ≤ 2.5 µM) bestätigt werden. Insbesondere Farbstoffe mit einem 5-Cyanoindolteil zeigen eine hohe Photostabilität und weit verbesserte optische Eigenschaften im Vergleich zu Farbstoffen mit Triplettzustandslöschern oder elektronenreichem Indolteil. Dementgegen zeigen thermische Bleichexperimente, dass erstere Fluorophore labil gegenüber Singulett-Sauerstoff und Wasserstoffperoxid sind. Die strukturelle Variation von Chinolinium- zu Pyridiniumteil bestätigt überdies die primäre Reaktion von Singulett-Sauerstoff mit dem Chinoliniumteil der Farbstoffe. Die Zytotoxizität aller Farbstoffe wurde getestet und die Akkumulation in lebenden HeLa-Zellen untersucht. Der photostabile Farbstoff mit 5-Cyanoindolstruktur zeigt hierbei eine besondere Spezifität für Mitochondrien, was durch eine Kolokalisationsanalyse bestätigt wird. Abschließend wird in dieser Dissertation ein azidfunktionalisierter Photoaffinitätsmarker und Hybridisierungssonden für die in vitro Detektion von miR-155-5p als weitere biologische Anwendungen vorgestellt

Hybridization-Sensitive Fluorescent Probes for DNA and RNA by a Modular “Click” Approach

Fluorescent DNA probes were prepared in a modular approach using the “click” post-synthetic modification strategy. The new glycol-based module and DNA building block place just two carbons between the phosphodiester bridges and anchor the dye by an additional alkyne group. This creates a stereocenter in the middle of this artificial nucleoside substitute. Both enantiomers and a variety of photostable cyanine–styryl dyes as well as thiazole orange derivatives were screened as “clicked” conjugates in different surrounding DNA sequences. The combination of the (S)-configured DNA anchor and the cyanylated cyanine–styryl dye shows the highest fluorescence light-up effect of 9.2 and a brightness of approximately 11,000 M–1 cm–1. This hybridization sensitivity and fluorescence readout were further developed utilizing electron transfer and energy transfer processes. The combination of the hybridization-sensitive DNA building block with the nucleotide of 5-nitroindole as an electron acceptor and a quencher increases the light-up effect to 20 with the DNA target and to 15 with the RNA target. The fluorescence readout could significantly be enhanced to values between 50 and 360 by the use of energy transfer to a second DNA probe with commercially available dyes, like Cy3.5, Cy5, and Atto590, as energy acceptors at the 5′-end. The latter binary probes shift the fluorescent readout from the range of 500–550 nm to the range of 610–670 nm. The optical properties make these fluorescent DNA probes potentially useful for RNA imaging. Due to the strong light-up effect, they will not require washing procedures and will thus be suitable for live-cell imaging

Mobile Gibberellin Directly Stimulates Arabidopsis Hypocotyl Xylem Expansion[W][OA]

In this study, the authors find that the expansion of the xylem in Arabidopsis hypocotyls observed upon flowering is directly triggered by signaling through the plant hormone gibberellin. The authors also demonstrate that this involves mobile gibberellin, which therefore can act as a long-distance signal

Emergence of Keywords in Web of Science vs. Wikipedia

Rimmert C, Rimmert E, Schwechheimer H. Emergence of Keywords in Web of Science vs. Wikipedia. In: Gorraiz J, Schiebel E, Gumpenberger C, Hörlesberger M, Moed H, eds. Proceedings of ISSI 2013. Vol 2. Vienna; 2013: 1957-1959