G-quadruplexの選択的で破壊的な発光RU（II）ポリピリジルプローブ

g-quadruplex DNA結合を伝達できるセンサーは、溶液とセルロの画像と尋問の両方で重要です。RU（II）ベースの光スイッチは、ジピリジルフェナジン（DPPZ）リガンドを組み込んでおり、G-quadruplexを含むDNAおよびその多型の認識と画像の効果的なプローブですが、選択性は制限です。これまでに報告されたRU（II）ベースのライトスイッチの大部分は、G4を破壊する可能性のある四重鎖、イメージング/テラノシクのプローブを安定させますが、さまざまな疾患状態の研究と治療において潜在的に大きな価値があります。ここでは、よく知られているG4選択的リガンドフェン-DC3を備えたRU（II）ジピリジルフェナジン複合体のライトスイッチ機能を組み立てるRU（II）複合体（RU-PDC3）で、単一の構造に報告します。複合体は、予想されるライトスイッチ効果とG4構造に対する強い親和性を示しています。親和性はG4トポロジとシーケンスに依存していましたが、すべての構造にわたってバー1では、デュプレックスまたは一本鎖DNAよりも約1桁大きくなりました。さらに、光物理学的およびラマンスペクトルデータは、二重DNAとG4結合構造の間の明確な識別を示しました。重要なのは、プローブの構成要素成分とは異なり、Ru-PDC3は強力なG4ディスラップです。循環二色性（CD）から、70〜95％のG4の楕円率の減少がトポロジーに応じて観察され、多くの場合、金属複合体の誘導CDシグナルが伴いました。楕円率の変化の程度は、小分子リガンドG4結合で最大の報告されています。有望なG4プローブは、変更なしでは、複合体は完全に水溶性であり、生きた細胞に容易に透過性があります。

Sensors capable of transducing G-quadruplex DNA binding are important both in solution and for imaging and interrogation in cellulo. Ru(II)-based light switches incorporating dipyridylphenazine (dppz) ligands are effective probes for recognition and imaging of DNA and its polymorphs including G-quadruplex, although selectivity is a limitation. While the majority of Ru(II)-based light switches reported to date, stabilize the quadruplex, imaging/theranostic probes that can disrupt G4s are of potentially enormous value in study and therapy for a range of disease states. We report here, on a Ru(II) complex (Ru-PDC3) that assembles the light switch capability of a Ru(II) dipyridylphenazine complex with the well-known G4-selective ligand Phen-DC3, into a single structure. The complex shows the anticipated light switch effect and strong affinity for G4 structures. Affinity depended on the G4 topology and sequence, but across all structures bar one, it was roughly an order of magnitude greater than for duplex or single-stranded DNA. Moreover, photophysical and Raman spectral data showed clear discrimination between duplex DNA and G4-bound structures offering the prospect of discrimination in imaging as well as in solution. Crucially, unlike the constituent components of the probe, Ru-PDC3 is a powerful G4 disrupter. From circular dichroism (CD), a reduction of ellipticity of the G4 between 70 and 95% was observed depending on topology and in many cases was accompanied by an induced CD signal for the metal complex. The extent of change in ellipticity is amongst the largest reported for small-molecule ligand G4 binding. While a promising G4 probe, without modification, the complex is fully water-soluble and readily permeable to live cells.