Rijksuniversiteit Groningen

Iron catalyzed oxidation chemistry from C-H bond activation to DNA cleavage

Datum: 14 november 2008

Promotie: T.A. van den Berg, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Iron catalyzed oxidation chemistry from C-H bond activation to DNA cleavage

Promotor(s): prof.dr. B.L. Feringa

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Zoektocht naar nieuwe antikankermedicijnen

De belangrijkste conclusie uit het promotieonderzoek van Tieme van den Berg is dat het in principe mogelijk is met synthetische ijzercomplexen DNA te oxideren op een wijze waarop veel antikankermedicijnen werken. De gebruikte synthetische complexen bestaan uit twee onafhankelijk opererende onderdelen, die elk afzonderlijk een van de twee DNA strengen kan oxideren. Vooralsnog kunnen de gebruikte complexen niet als een nieuw middel tegen kanker worden gebruikt. Daarvoor is meer onderzoek nodig.

Het synthetische ijzercomplex Fe(N4Py) is in staat om als katalysator te functioneren om met met behulp van moleculair zuurstof als oxidant DNA te oxideren. Het geoxideerde DNA is onstabiel, waardoor de DNA streng in twee stukken uiteen valt; de DNA streng wordt als het ware doormidden `geknipt'. Vooralsnog was het alleen mogelijk om met Fe(N4Py) (of met andere analoge synthetische ijzer complexen) slechts één van de twee DNA strengen tegelijkertijd te `knippen'. Door twee van deze Fe(N4Py) synthetisch aan elkaar te zetten ontstaat een nieuw complex dat wél in staat is om tegelijkertijd aan te grijpen op beide DNA strengen. Dit is interessant, omdat het mechanisme achter enkele bekende kankergeneesmiddelen (zoals bleomycine) berusten op deze eigenschap.

Onderzoek naar hoe Fe(N4Py) in staat is om zuurstof te activateren om vervolgens DNA te oxideren wijst in de richting van gereduceerde zuurstof deeltjes als belangrijke intermediairen. Het wordt onwaarschijnlijk geacht, mede op basis van literatuur precedenten, dat deze deeltjes direct zelf verantwoordelijk zijn voor de daadwerkelijke oxidatie van DNA. Het is waarschijnlijker dat deze deeltjes interacties kunnen aangaan met Fe(N4Py) en op deze wijze bepaalde intermediairen te vormen.

Sommige van deze mogelijke intermediairen zijn namelijk wel in staat om oxidatieprocessen te initiëren. Dit is bewezen aan de hand van een andere reactie, namelijk de oxidatie van cyclohexaan met een perzuur als oxidant en Fe(N4Py) als katalysator. Van een hoog-valent ijzer(IV) intermediair (waarvan de aanwezigheid is aangetoond met spectroscopie) is vast komen te staan dat het inderdaad oxidatiereacties kan initiëren.

Tieme van den Berg (Utrecht, 1979) studeerde scheikunde in Groningen en deed zijn onderzoek bij het Stratingh Instituut voor Chemie van de RUG, bij de top-onderzoekschool NRCC-Catalysis van prof. Ben Feringa. Inmiddels werkt hij bij Océ Technologies.