Formation de radicaux anions d'ADN par irradiation laser UV et visible et nouveaux canaux de dissociation

Nous avons exploré récemment les effets de l'irradiation laser dans l'UV ou le visible de polyanions d'ADN dans un piège à ions quadripolaire. Lors de l'irradiation de simple brins ou de double hélices d'ADN en UV autour de 260 nm, nous avons observé un détachement d'électrons, donnant lieu à des radicaux anions. L'étude de la dépendence de l'efficacité de ce photodétachement d'électrons en fonction de la séquence des brins a révélé que ce phénomène était corrélé au potentiel d'ionisation des bases nucléiques. La guanine est la base la plus facilement oxydée, suivie de l'adénine, de la cytosine et de la thymine. En pratique, plus un brin contient de guanines, plus la formation de radicaux par photodétachement d'électrons est efficace. L'efficacité du photodétachement montre également une dépendence envers l'état de charge du brin (les plus chargés ont une efficacité de détachement plus élevée) et en fonction de la longueur d'onde (avec un maximum d'efficacité autour de 265 nm), montrant que la transition vers un état électronique excité des bases facilite le détachement d'électrons. Plus surprenant encore, des complexes avec des chromophores (ligands du sillon de l'ADN et intercalants) montrent également un photodétachement d'électrons, et ce avec des énergies de photons encore plus basses, correspondant à une absorption dans le visible (i.e. 550 nm pour l'éthidium). Ceci montre que les énergies de liaisons des électrons sont relativement faibles, puisqu'ils peuvent être détachés par des photons de 2.25 eV.
Nous avons également étudié la fragmentation des radiaux ainsi produits, par CID dans le piège. Dans le cas des complexes avec les chromophores, les canaux de fragmentation principaux sont des pertes de neutres, y compris des morceaux de ligands. Il est intéressant de constater que les radicaux se fragmentent de la même manière, quel que soit le chromophore irradié qui a donné lieu à sa formation. Cecis suggère que les radicaux se réorganisent rapidement par rapport au temps de l'expérience. Dans le cas de simples brins (12-mères à 20-mères), nous avons constaté une fragmentation plus efficace des radicaux comparés aux ions à couches complètes de même charge. Plus intéressant, les canaux de dissociation sont très particuliers : alors que la CID sur ions à couches complètes donne majoritairement des ions 'w' et 'a-Base', la CID sur les radicaux donne des ions 'w', 'd', 'a radicalaires', et 'z radicalaires'. Il est aisé d'obtenir une bonne couverture de séquence à des énergies de collision faibles. A nouveau, bien que le détachement d'électrons soit initié par les bases guanines, la couverture de séquence est indépendante de la composition, suggérant une redistribution dans les radicaux. L'avantage principal de la fragmentation des radicaux est l'absence de fragments internes (ou 'double fragments'), ce qui facilite le séquencage de novo. De plus, selon notre expérience, la formation des radicaux est plus aisée par irradiation laser que par EDD.