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DNA‐Nanogele als Falle für Karzinogene: Ein bioinspiriertes, generisches Konzept mit hoher Effizienz

Abstract

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs) sind allgegenwärtige Schadstoffe in der Umwelt und insbesondere im Trinkwasser. Nach Kontakt von PAHs mit DNA bilden sich als erster Schritt der toxischen Wirkung schnell stabile PAH‐DNA‐Zusammenlagerungen. In dieser Arbeit wurden hydrophile DNA‐Nanogele hergestellt, um den Komplexierungsprozess als eine biomimetische Reinigungsmethode zu nutzen. Der Ansatz ist dabei nicht auf die Adsorption an der Nanogeloberfläche beschränkt, sondern beruht auf der Wechselwirkung zwischen PAHs mit der gesamten Netzwerkstruktur der mit Wasser gequollenen Hydrogelnetzwerke. Die Aufnahme von bis zu 720 μg PAH pro Gramm DNA belegt eine Reinigungskapazität von 1 mg DNA pro Liter Wasser mit einer kritischen, potentiell krebsauslösenden PAH‐Konzentration von 600 ng L−1. Aufgrund der kurzen Diffusionswege erfolgt die schnelle Aufnahme von PAHs mit einer 50 %igen Beladung nach 15 min. Daneben könnten DNA‐Nanogele für die allgemeine Entgiftung von Trinkwasser hilfreich sein, da die meisten bekannten Moleküle, die starke Wechselwirkungen mit DNA zeigen, Mutagene sind.

Eine biomimetische Reinigungsmethode verwendet DNA‐Nanogele zur Komplexierung von DNA mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Der generische Mechanismus dieses Ansatzes eröffnet eine allgemeine Strategie für die Entgiftung von Trinkwasser von Genotoxinen, da die meisten bekannten Moleküle, die starke Wechselwirkungen mit DNA eingehen, Mutagene sind.

Authors:   Fuat Topuz, Smriti Singh, Krystyna Albrecht, Martin Möller, Jürgen Groll
Journal:   Angewandte Chemie
Year:   2016
Pages:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201601983
Publication date:   01-Sep-2016
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