Najnowsze grupy ochronne stosowane do ochrony funkcji 2

Najnowsze grupy ochronne stosowane do ochrony funkcji
2’-hydroksylowej w syntezie RNA
Agnieszka Toś-Marciniak, Marcin K. Chmielewski i Wojciech T. Markiewicz
Instytut Chemii Bioorganicznej, Polska Akademia Nauk, ul. Noskowskiego 12/14, Poznań
Najnowsze grupy ochronne dla funkcji 2’-OH nukleozy-
Poznanie nowych właściwości RNA, przede wszystkim odkrycie
zjawiska interferencji RNA (RNAi) zwiększyło zainteresowanie
i zapotrzebowanie na syntetyczne fragmenty RNA.
Jedną z grup funkcyjnych, którą należy chronić w reszcie
rybonukleozydowej podczas chemicznej syntezy łańcucha RNA
jest grupa hydroksylowa w położeniu 2’. Wybór grupy ochronnej
dla funkcji 2’-hydroksylowej nukleozydu ma kluczowe
znaczenie dla chemicznej syntezy fragmentu łańcucha RNA.
Zastosowana grupa ochronna w tej pozycji ogranicza i zarazem
dyktuje charakter pozostałych blokad stosowanych w trakcie
syntezy.
TC
DTM
CEM
Grupa ochronna dla funkcji 2’-hydroksylowej:
•
•
•
•
TOM
musi być stabilna w warunkach syntezy łańcucha RNA,
a jej wprowadzenie musi być selektywne i efektywne;
nie może stanowić zawady sterycznej w trakcie syntezy łańcucha
oligorybonukleotydu;
usunięcie grupy ochronnej funkcji 2’-hydroksylowej musi być
ostatnim etapem syntezy RNA;
usunięcie grupy blokującej 2’ powinno odbywać się w warunkach
zbliżonych do neutralnych, gdyż w warunkach kwasowych
dochodzić może do izomeryzacji wiązania internukleotydowego,
a w warunkach zasadowych do rozerwania łańcucha RNA.
Nazwa
Wzór
Skrót nazwy
Warunki usuwania
TC
50% roztwór etylenodiaminy w toluenie
1,1-diokso-1λ6 –
tiomorfolino-4-tiocarbaminian[1]
tert-butyloditiometyl[2]
cyjanoetoksymetyl
[3]
triizopropylosililoksymetyl[4]
HO -
DTM
DTT (2S,3S)-1,4dimerkaptobutano-2,3diol)
CEM
1M TBAF w THF
TOM
Et3N * 3HF
Wprowadzanie najnowszych grupy ochronnych w pozycję
2’-OH nukleozydu:
•
grupy tiokarbaminianowej
[1]
Schemat 1. Izomeryzacja i degradacja łańcucha RNA
Prezentowane grupy spełniają wyżej wymienione warunki.
Zastosowanie ich do ochrony funkcji 2’-OH
podczas
chemicznej syntezy łańcucha RNA pozwoliło na otrzymanie:
110-meru RNA przy zastosowaniu grupy 2’-O-CEM
81-meru RNA z grupą 2’-O-TOM,
45-meru RNA z grupa 2’-O-DTM,
54-meru RNA z grupą 2’-O-TC.
•
•
•
grupy tert-butyloditiometylowej
[2]
•
•
Nadal jednak nie można syntezować wydajnie tak długich
łańcuchów oligorybonukleotydów RNA jak w przypadku
oligonukleotydów DNA, dlatego wciąż prowadzimy badania
nad poszukiwaniem nowych grup ochronnych dla funkcji 2’-OH.
•
grupy cyjanoetoksymetylowej
[3]
Literatura:
[1] D. J. Dellinger, Z. Timar, J. Myerson, A. B. Sierzchala, J. Turner, F. Ferreira, Z. Kupihar,
G. Dellinger, K.,
W. Hill, J.,A. Powell, J., R. Sampson, and M., H. Caruthers,
JACS vol.133, 2011, p. 11540 – 11556
[2] A. Semenyuk, A. Foldesi, T. Johansson, C. Estmer-Nilsson, P. Blomgren, M. Brannvall,
L. A. Kirsebom, and M. Kwiatkowski, JACS vol. 128, 2006, p. 12356-12357
[3] Y. Shiba, H. Masuda, N. Watanabe, T. Ego, K. Takagaki, K. Ishiyama, T. Ohgi and J. Yano,
Nucleic Acids Research, vol. 35, 2007, p. 3287-3296
[4] S. Pitsch, P., A. Weiss, L. Jenny, A. Stutz, X. Wu, Helvetica Chimica Act, vol.84, 2001,
p.3773 – 3795.
•
grupy triizopropylosililoksymetylowej
Fundusze Europejskie - dla rozwoju innowacyjnej gospodarki
[4]