Untersuchung des reaktiven Intermediats der RNA Autohydrolyse mittels kryogener Infrarotspektroskopie in der Gasphase

ABSTRACT

Im Laufe der COVID‐19 Pandemie haben mRNA‐basierte Impfstoffe an immenser Bedeutung gewonnen. Massenspektrometrie ist für die Entwicklung und Analyse von modifizierten RNA Molekülen unerlässlich, setzt jedoch ein grundlegendes Verständnis über Fragmentierungsprozesse voraus. Analog zu der Zersetzung von RNA in Lösung durch Autohydrolyse, kann die Spaltung des RNA Rückgrats ebenso in der Gasphase stattfinden. Bislang sind die Fragmentierungsmechanismen jedoch unzureichend untersucht. In dieser Arbeit wurden Intermediate aus isolierten RNA Dinukleotiden in der Gasphase generiert und mittels kryogener Infrarotspektroskopie in Helium‐Nanotröpfchen untersucht. Die experimentellen Daten, unterstützt durch Dichtefunktionaltheorie, liefern Hinweise dafür, dass die Bildung eines fünfgliedrigen zyklischen Phosphat‐Intermediats begünstigt ist, während lineare oder sechsgliedrige Strukturen ausgeschlossen werden können. Weiterhin zeigen die Experimente, dass eine zusätzliche, bekannte Reaktion von RNA Nukleotiden in Lösung auch in der Gasphase induziert werden kann die Tautomerisierung von Cytosin. Die beiden beobachteten Reaktionen spiegeln daher universelle und intrinsische Eigenschaften der untersuchten Moleküle wider.