Untersuchungen zu Grenzen der Bivalenz mit DNA‐basierter räumlicher Rasterung

Multivalenz kann eine Komplexbildung ermöglichen, selbst wenn monovalente Ligand/Rezeptor‐Interaktionen schwach sind. Allerdings sollte eine verstärkte Interaktion zweier multivalenter Bindungspartner vermieden werden können, beispielsweise falls bivalente Rezeptoren multimolekulare Wechselwirkungen eingehen, um Bindungspartner zu vernetzen. Hier stellen wir die erste systematische Untersuchung zu den Kriterien vor, die festlegen, ob ein bivalentes System von bivalenzverstärkten Wechselwirkungen profitiert oder verbrückende Bindungen eingeht. Wir verwendeten die DNA‐instruierte Selbstassemblierung, um Wirt‐Gast‐Systeme auf Basis von Cucurbit[7]uril und Adamantan in 70–360 Å Abständen anzuordnen. Messungen sowie Analysen mithilfe von statistischer Mechanik enthüllen, dass der Affinitätsgewinn von i) dem Abstand der Erkennungsmodule, ii) der Gerüstflexibilität und – am wichtigsten – iii) der Stärke der monovalenten Interaktion abhängt. Wir zeigen, dass der bivalente Effekt auch bei Abständen größer als 150 Å wirken kann und diskutieren, wie, in gegensätzlicher Weise, schwache monovalente Interaktionen die Konzentrationsgrenze für die quervernetzende Bindung erniedrigen. Die Ergebnisse sind von Interesse für das Design von Inhibitoren.