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Efficient Artificial Nucleases for Mediating DNA Cleavage Based on Tuning the Steric Effect in the Pyridyl Derivatives of Tripod Tetraamine‐Cobalt(II) Complexes
European Journal of Inorganic Chemistry ( IF 2.2 ) Pub Date : 2018-04-14 , DOI: 10.1002/ejic.201800276 Sebastian Doniz Kettenmann 1 , Febee R. Louka 2 , Elise Marine 2 , Roland C. Fischer 3 , Franz A. Mautner 4 , Nora Kulak 1 , Salah S. Massoud 2
European Journal of Inorganic Chemistry ( IF 2.2 ) Pub Date : 2018-04-14 , DOI: 10.1002/ejic.201800276 Sebastian Doniz Kettenmann 1 , Febee R. Louka 2 , Elise Marine 2 , Roland C. Fischer 3 , Franz A. Mautner 4 , Nora Kulak 1 , Salah S. Massoud 2
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Four cobalt(II) complexes [Co(L1)Cl]PF6/ClO4 (C1‐PF6/C1‐ClO4), [Co(L2)Cl]PF6 (C2‐PF6), [Co(L3)Cl]PF6/ClO4·H2O·CH3OH (C3‐PF6/C3‐ClO4·H2O·CH3OH) and [Co(L4)Cl]PF6·2H2O (C4‐PF6·2H2O), in which L1–L4 refer to [(3,5‐dimethyl‐4‐methoxy‐2‐pyridylmethyl)bis(2‐pyridylmethyl)]amine, [(3,4‐dimethoxy‐2‐pyridylmethyl)‐(2‐pyridylmethyl)]amine, [bis(3,5‐dimethyl‐4‐methoxy‐2‐pyridylmethyl)‐(2‐pyridylmethyl)]amine and {[bis(3,4‐dimethoxy‐2‐pyridyl)methyl]‐(2‐pyridylmethyl)}amine, respectively, were synthesized and structurally characterized. Single‐crystal X‐ray crystallography confirmed the trigonal bipyramidal geometries of the complexes. In aqueous acetonitrile solution, the green complexes dissolve with the formation of a yellow solution with biphasic kinetic behavior. In 60 % H2O/CH3CN (by volume) and 25 °C, the first step corresponds to the rapid formation of [Co(L)(CH3CN)]2+ (ka = 0.16–2.0 min–1) followed by a slow conversion into [Co(L)(H2O)]2+ (kb = 6.3 × 10–3–0.10 min–1), where the two species exist in equilibrium. The spectrophotometric and conductometric titrations of the complexes were consistent with the proposed equilibrium. The coordinated H2O in the aqua complexes, [Co(L)(H2O)]2+ have pKa values ranging from 8.3 to 8.5 at 25 °C. All complexes cleaved plasmid DNA at micromolar concentrations within 2 h at 37 °C and pH 7.0 under hydrolytic conditions. Compared to the uncatalyzed cleavage of DNA, rate enhancements of up to 100 million were achieved in case of complex C4‐PF6.
中文翻译：
基于调节三脚架四胺-钴（II）配合物吡啶基衍生物立体效应的高效人工核酸酶介导DNA切割。
四种钴（II）配合物[Co（L 1）Cl] PF 6 / ClO 4（C1-PF 6 / C1-ClO 4），[Co（L 2 Cl] PF 6（C2-PF 6），[Co （L 3）Cl] PF 6 / ClO 4 · H 2 O · CH 3 OH（C3-PF 6 / C3-ClO 4 · H 2 O · CH 3 OH）和[Co（L 4）Cl] PF 6 · 2H 2 O（C4-PF 6 · 2H 2O），其中L1-L4指[（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基甲基）双（2-吡啶基甲基）]胺，[（3,4-二甲氧基-2-吡啶基甲基）-（2 -[吡啶基甲基）]胺，[双（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基甲基）-（2-吡啶基甲基）]胺和{[双（3,4-二甲氧基-2-吡啶基）甲基]-（分别合成了2-吡啶基甲基）}胺并对其结构进行了表征。单晶X射线晶体学证实了配合物的三角双锥几何形状。在乙腈水溶液中，绿色配合物溶解，形成具有双相动力学行为的黄色溶液。在60％H 2 O / CH 3 CN（按体积计）和25°C下，第一步对应于[Co（L）（CH 3 CN）] 2+（ka= 0.16–2.0 min –1），然后缓慢转换为[Co（L）（H 2 O）] 2+（kb = 6.3×10 –3 –0.10 min –1），其中两种物质处于平衡状态。配合物的分光光度和电导滴定与所提出的平衡相吻合。水配合物中的配位H 2 O [Co（L）（H 2 O）] 2+具有p K a25°C时的值范围从8.3到8.5。在37°C和pH 7.0的水解条件下，所有复合物均在2 h内以微摩尔浓度裂解质粒DNA。与未催化的DNA切割相比，在复杂的C4-PF 6情况下，速率提高了1亿个。
更新日期：2018-05-15
中文翻译：
基于调节三脚架四胺-钴（II）配合物吡啶基衍生物立体效应的高效人工核酸酶介导DNA切割。
四种钴（II）配合物[Co（L 1）Cl] PF 6 / ClO 4（C1-PF 6 / C1-ClO 4），[Co（L 2 Cl] PF 6（C2-PF 6），[Co （L 3）Cl] PF 6 / ClO 4 · H 2 O · CH 3 OH（C3-PF 6 / C3-ClO 4 · H 2 O · CH 3 OH）和[Co（L 4）Cl] PF 6 · 2H 2 O（C4-PF 6 · 2H 2O），其中L1-L4指[（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基甲基）双（2-吡啶基甲基）]胺，[（3,4-二甲氧基-2-吡啶基甲基）-（2 -[吡啶基甲基）]胺，[双（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基甲基）-（2-吡啶基甲基）]胺和{[双（3,4-二甲氧基-2-吡啶基）甲基]-（分别合成了2-吡啶基甲基）}胺并对其结构进行了表征。单晶X射线晶体学证实了配合物的三角双锥几何形状。在乙腈水溶液中，绿色配合物溶解，形成具有双相动力学行为的黄色溶液。在60％H 2 O / CH 3 CN（按体积计）和25°C下，第一步对应于[Co（L）（CH 3 CN）] 2+（ka= 0.16–2.0 min –1），然后缓慢转换为[Co（L）（H 2 O）] 2+（kb = 6.3×10 –3 –0.10 min –1），其中两种物质处于平衡状态。配合物的分光光度和电导滴定与所提出的平衡相吻合。水配合物中的配位H 2 O [Co（L）（H 2 O）] 2+具有p K a25°C时的值范围从8.3到8.5。在37°C和pH 7.0的水解条件下，所有复合物均在2 h内以微摩尔浓度裂解质粒DNA。与未催化的DNA切割相比，在复杂的C4-PF 6情况下，速率提高了1亿个。
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