Menu1

Prace dyplomowe

Modyfikacje zasad heterocyklicznych

Przyłączenie grup reporterowych do zasad nukleinowych jest metodą równie popularną jak stosowanie syntonów nienukleotydowych. Związki te teoretycznie mogą być włączane w dowolne miejsce oligonukleotydu. Należy jednak pamiętać, że modyfikacja zasady azotowej może w znacznym stopniu obniżyć jej zdolność do tworzenia wiązań wodorowych z zasadą komplementarną. Ma to szczególne znaczenie w krótkich syntetycznych sondach molekularnych. Dla uniknięcia destabilizacji podwójnej nici kwasu nukleinowego, do wprowadzania grup reporterowych wykorzystuje się zasady nukleotydowe ze skrajnych pozycji łańcucha - zwykle z końca 5'. Podobnie jak w przypadku syntonów nienukleotydowych, ze względu na niezwykle bogaty materiał literaturowy, przykładowe metody modyfikacji reszt zasadowych nukleozydów zestawiono w tabeli (Tabela 5).

Tabela 5. Modyfikacje reszt zasadowych nukleozydów

Nr
Zasada
Komentarz
Lit.
92
  • Otrzymywanie: transaminacja cytydyny etylenodiaminą, następnie wprowadzenie grupy Fmoc i standardowe reakcje prowadzące do przyłączenia nukleozydu do podłoża stałego.
  • Odblokowanie grupy aminowej podczas końcowego działania amoniakiem.
  • Do oligomeru po odblokowaniu przyłączono enzym (AP) poprzez dodatkowy łącznik z wolną grupą tiolową (str. *).
94
93
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 5',3'-O-(tetraizopropylodisiloksano-1,3-diylo)-4-N-tosylocytydyny w 4 etapach z wyd. 46%95; z 5'-dimetoksytrytylotymidyny poprzez pochodną 4-triazolopirymidynową, 4 etapy, wyd. 54%18;z cytydyny przez pochodną 4-O-(2-nitrofenylową) w 6 etapach z wyd. 41%96; z cytydyny przez transaminację w 3 etapach z wyd. 33%97.
  • Odblokowanie grupy aminowej podczas końcowego działania amoniakiem.
18, 
95-97
94
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 5-chlorortęcio-2'-deoksyurydyny w 2 etapach z wyd. 21%98 lub w 3 etapach z wyd. <50%97.
  • Odblokowanie grupy aminowej podczas końcowego działania amoniakiem.
97, 98
95
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 4-tiotymidyny, proces trójetapowy, wyd. 34%.
  • Resztę fenolową wykorzystano po syntezie oligomerów do wprowadzania atomów 125I. Wydajność jodowania wynosiła ok. 10%.
99
96
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 5'-dimetoksytrytylotymidyny, w 4 etapach, wyd. 53%100 lub z 5'-dimetoksytrytylo-4-tiotymidyny, w 2 etapach, wyd. 79%62.
  • Związek 96 służy do uzyskiwania rozgałęzionych oligonukleotydów (typu "drzewo") umożliwiających wprowadzanie wielu grup reporterowych.
62, 100
97
  • Otrzymywanie nukleozydu: z cytydyny, w dwóch etapach, wyd. 74%.
  • Aby uzyskać wolne reszty aminowe, oligomer, po odcięciu od podłoża stałego (NH3 aq. stęż., 1h, temp. pok.), inkubowano w 1,2-bis(2-aminoetoksy)etanie* (80°C przez noc). Pod wpływem tej diaminy reszty 4-N-p-tosylowe ulegały transaminacji, a jednocześnie następowało całkowite odblokowanie oligomeru.
101
98
  • Otrzymywanie nukleozydu nietrytylowanego: z 5-jodo-2'-deoksyurydyny, w jednym etapie, wyd. 95%.
  • Oligomery na podłożu poddawano działaniu diamin, które reagowały z ugrupowaniem estrowym 5-metoksykarbonylouracylu dając pochodne z wolnymi grupami aminowymi. Równocześnie następowało całkowite odblokowanie i odcięcie oligomeru od podłoża stałego.
102
99
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 5'-dimetoksytrytylotymidyny, w 4 etapach, wyd. 56%.
  • Po wprowadzeniu kilku jednostek nukleozydowych typu 99 funkcję hydroksylową odblokowywano hydrazyną i prowadzono dalej syntezę, uzyskując modyfikowany oligomer typu "grzebień".
100, 103, 104
100
  • Otrzymywanie nukleozydu: z inozyny, w trzech etapach. Kluczowa reakcja to fotochemiczne przekształcenie chlorku N-(3',5'-di-O-acetylo-2'-deoksynebularyn-6-ylowo) - pirydyniowego w diacetylową pochodną luminarozyny (wyd. 30%).
  • Deoksyluminarozyna jest silnym fluoroforem.
105
101
  • Otrzymywanie nukleozydu: z rybozydu 6-chloropuryny, w 3 etapach, wyd. 66% (101a) i 63% (101b).
  • Nukleozydy typu 101 przyłączono do podłoża stałego i wykorzystano do syntezy oligomerów modyfikowanych na końcu 3'.
106
102
  • Otrzymywanie nukleozydów: z 3',5'-di-O-acetylo-2'-deoksyurydyny (lub tymidyny) poprzez pochodną 4-tio, w 4 etapach, wyd. rzędu 40%.
  • Grupa 2,4-dinitrofenylowa okazała się nietrwała w warunkach odblokowania (30% rozkładu po 16h w NH3 aq. stęż., 55°C).
78

 
 

103

  • Otrzymywanie nukleozydu: z 2'-deoksyurydyny, w 7 etapach, wyd. 16%.
  • Jako łącznik wykorzystano 1,2-bis(2-metyloaminoetoksy)etan ze względu na jego podatność na hydratację (przypis str. *).
  • Pozycja N-1 pierścienia ureidowego biotyny chroniona była grupą p-(tert-butylo)benzoilową. Związek 103 włączano w dowolne miejsce oligonukleotydu.
107

 
 

104

  • Otrzymywanie: wychodząc z 5-jodo-2'-deoksyurydyny, w 3 etapach otrzymano pochodną 5-[3-(Boc-amino)prop-1-yn-1-ylową lub 5-[3-(Pix-amino)prop-1-yn-1-ylową z wydajnością odpowiednio 33 i 53%. Pochodne te przyłączono do podłoża stałego i w 5 etapach przeprowadzono w podłoże 104, zawierające pochodną deoksyurydyny, wykorzystując reakcje i odczynniki stosowane w syntezie oligopeptydów. Podłoże to wykorzystano następnie do standardowej syntezy oligonukleotydów.
  • Biotynylowany 23-mer uzyskano z niską wydajnością (2%).
  • Autorzy nie badali możliwości zachodzenia reakcji ubocznych w ureidowym pierścieniu biotyny podczas syntezy oligonukleotydu.
108
105
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 5'-O-dimetoksytrytylotymidyny, w 2 etapach, wyd. 27%. Do alkilowania pozycji N-3 użyto 3',6'-dibenzoilo-4(5)-(bromometylo)fluoresceiny otrzymanej z bezwodnika 4-metyloftalowego i rezorcyny (3 etapy, 50%).
  • Z nukleozydu otrzymano 5'-O-amidofosforyn i przyłączono do oligonukleotydu z wydajnością ok. 70% uzyskując wiązanie 5' - 5'.
  • Ochronne grupy benzoilowe usunięto w trakcie działania amoniakiem. Wiązanie fluoresceiny z nukleozydem okazało się stabilne w standardowych warunkach odblokowania.
109
106
  • Otrzymywanie nukleozydu: z N4-benzoilo-5-jodo-2'-deoksycytydyny lub 

  • 5-jodo-2'-deoksyurydyny, w 2 etapach, wydajności: odpowiednio 60% i 81%.
  • Przed końcowym działaniem amoniakiem należy zhydrolizować wiązania estrowe roztworem NaOH.
  • Ugrupowanie typu 106 wykorzystano do chelatowania kationów Eu3+ i Tb3+, co pozwoliło na zastosowanie szybkiej fluorymetrii do wykrywania tak zmodyfikowanych oligomerów.
110
107
  • Otrzymywanie nukleozydu: z 2'-deoksyurydyny, w 4 etapach, wyd. 31%.
  • Do odblokowania użyto 0,1 M NaOH zamiast amoniaku.
  • Pochodną typu 107 wykorzystano do chelatowania kationów Fe2+, które katalizowały specyficzną hydrolizę komplementarnej nici DNA w sąsiedztwie modyfikacji.
37

Syntony zawierające modyfikowane zasady można w standardowy sposób wprowadzać do łańcucha oligonukleotydowego podczas jego syntezy. Można uzyskiwać w ten sposób modyfikacje w dowolnej pozycji oligomeru, a także modyfikacje wielokrotne. Pomimo to, syntony tego typu, ze względu na trudności w ich przygotowaniu, stosowane są w ograniczonym zakresie.


Menu2