PL219355B1 - Modified deoxyribozyme 10-23 with hydrolytic stability and increased catalytic activity and process for the preparation thereof - Google Patents
Modified deoxyribozyme 10-23 with hydrolytic stability and increased catalytic activity and process for the preparation thereofInfo
- Publication number
- PL219355B1 PL219355B1 PL390847A PL39084710A PL219355B1 PL 219355 B1 PL219355 B1 PL 219355B1 PL 390847 A PL390847 A PL 390847A PL 39084710 A PL39084710 A PL 39084710A PL 219355 B1 PL219355 B1 PL 219355B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- formula
- residue
- nucleoside
- modified
- deoxyribozyme
- Prior art date
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 49
- 108010065108 RNA-cleaving DNA 10-23 Proteins 0.000 title claims description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 5
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 title description 2
- 108091027757 Deoxyribozyme Proteins 0.000 claims description 81
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 claims description 65
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 claims description 39
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 37
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 37
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 33
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 32
- 125000001369 canonical nucleoside group Chemical group 0.000 claims description 29
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 29
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 27
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 27
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical group O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K thiophosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=S RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 21
- NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N Histamine Chemical compound NCCC1=CN=CN1 NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N adenyl group Chemical group N1=CN=C2N=CNC2=C1N GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 125000003835 nucleoside group Chemical group 0.000 claims description 18
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N Thiophosphoric acid Chemical group OP(O)(S)=O RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 claims description 16
- 150000008300 phosphoramidites Chemical class 0.000 claims description 14
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- RMVRSNDYEFQCLF-UHFFFAOYSA-N thiophenol Chemical compound SC1=CC=CC=C1 RMVRSNDYEFQCLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000003973 alkyl amines Chemical group 0.000 claims description 11
- 229960001340 histamine Drugs 0.000 claims description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 10
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 claims description 9
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 claims description 9
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 8
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 7
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 claims description 7
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 6
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 claims description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 6
- 125000003630 glycyl group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 claims description 5
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 claims description 5
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 4
- SXADIBFZNXBEGI-UHFFFAOYSA-N phosphoramidous acid Chemical group NP(O)O SXADIBFZNXBEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012042 active reagent Substances 0.000 claims description 3
- 238000010511 deprotection reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 108020001778 catalytic domains Proteins 0.000 claims 2
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 149
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 40
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 150000003833 nucleoside derivatives Chemical class 0.000 description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 25
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 25
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- -1 manganese (II) ions Chemical class 0.000 description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 24
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 17
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 15
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 13
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 13
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 13
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 12
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 12
- 125000002103 4,4'-dimethoxytriphenylmethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C(*)(C1=C([H])C([H])=C(OC([H])([H])[H])C([H])=C1[H])C1=C([H])C([H])=C(OC([H])([H])[H])C([H])=C1[H] 0.000 description 11
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 11
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N Thymidine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 9
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 9
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 8
- UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N benzene-d6 Chemical compound [2H]C1=C([2H])C([2H])=C([2H])C([2H])=C1[2H] UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N 0.000 description 8
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 8
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 8
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 8
- 102100021257 Beta-secretase 1 Human genes 0.000 description 7
- 101000894895 Homo sapiens Beta-secretase 1 Proteins 0.000 description 7
- 101100170604 Mus musculus Dmap1 gene Proteins 0.000 description 7
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 7
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000006367 bivalent amino carbonyl group Chemical group [H]N([*:1])C([*:2])=O 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 6
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 6
- WWTBZEKOSBFBEM-SPWPXUSOSA-N (2s)-2-[[2-benzyl-3-[hydroxy-[(1r)-2-phenyl-1-(phenylmethoxycarbonylamino)ethyl]phosphoryl]propanoyl]amino]-3-(1h-indol-3-yl)propanoic acid Chemical compound N([C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)O)C(=O)C(CP(O)(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)OCC=1C=CC=CC=1)CC1=CC=CC=C1 WWTBZEKOSBFBEM-SPWPXUSOSA-N 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 229940126208 compound 22 Drugs 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000005731 phosphitylation reaction Methods 0.000 description 5
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N Beta-D-1-Arabinofuranosylthymine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical group NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- RWCIRYJIAIANQL-QJPTWQEYSA-N [(2r,3s,5r)-3-acetyloxy-5-(5-formyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl acetate Chemical compound C1[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(=O)C)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(C=O)=C1 RWCIRYJIAIANQL-QJPTWQEYSA-N 0.000 description 4
- FGIVQALFRSDINB-HBNTYKKESA-N [(2r,3s,5r)-3-acetyloxy-5-(6-oxo-3h-purin-9-yl)oxolan-2-yl]methyl acetate Chemical compound C1[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(=O)C)O[C@H]1N1C(NC=NC2=O)=C2N=C1 FGIVQALFRSDINB-HBNTYKKESA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- KGNDCEVUMONOKF-UGPLYTSKSA-N benzyl n-[(2r)-1-[(2s,4r)-2-[[(2s)-6-amino-1-(1,3-benzoxazol-2-yl)-1,1-dihydroxyhexan-2-yl]carbamoyl]-4-[(4-methylphenyl)methoxy]pyrrolidin-1-yl]-1-oxo-4-phenylbutan-2-yl]carbamate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1CO[C@H]1CN(C(=O)[C@@H](CCC=2C=CC=CC=2)NC(=O)OCC=2C=CC=CC=2)[C@H](C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(O)(O)C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C1 KGNDCEVUMONOKF-UGPLYTSKSA-N 0.000 description 4
- IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N beta-L-thymidine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1OC(CO)C(O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 4
- 229940125833 compound 23 Drugs 0.000 description 4
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 238000002264 polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 125000000548 ribosyl group Chemical class C1([C@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 4
- 229940104230 thymidine Drugs 0.000 description 4
- LRLZRNSMKCXTRK-HBNTYKKESA-N (2r,3s,5r)-5-[6-amino-8-[2-(1h-imidazol-5-yl)ethylamino]purin-9-yl]-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-ol Chemical group C=1NC=NC=1CCNC1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LRLZRNSMKCXTRK-HBNTYKKESA-N 0.000 description 3
- HXBMIQJOSHZCFX-UHFFFAOYSA-N 1-(bromomethyl)-2-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1CBr HXBMIQJOSHZCFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZEDPQIJYJCPIRM-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbenzonitrile Chemical group CC1=CC=CC(C#N)=C1C ZEDPQIJYJCPIRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OLXZPDWKRNYJJZ-UHFFFAOYSA-N 5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-ol Chemical group C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(CO)O1 OLXZPDWKRNYJJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GONFBOIJNUKKST-UHFFFAOYSA-N 5-ethylsulfanyl-2h-tetrazole Chemical compound CCSC=1N=NNN=1 GONFBOIJNUKKST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZDIHOIJPSPTEAX-GVDBMIGSSA-N C(C)(=O)O[C@H]1C[C@@H](O[C@@H]1COC(C)=O)N1C=NC=2C(NC(=O)OC3=CC=CC=C3)=NC=NC1=2 Chemical compound C(C)(=O)O[C@H]1C[C@@H](O[C@@H]1COC(C)=O)N1C=NC=2C(NC(=O)OC3=CC=CC=C3)=NC=NC1=2 ZDIHOIJPSPTEAX-GVDBMIGSSA-N 0.000 description 3
- 102000053642 Catalytic RNA Human genes 0.000 description 3
- 108090000994 Catalytic RNA Proteins 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007990 PIPES buffer Substances 0.000 description 3
- 230000000692 anti-sense effect Effects 0.000 description 3
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 3
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 3
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 3
- 229940124276 oligodeoxyribonucleotide Drugs 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 108091092562 ribozyme Proteins 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- JBWYRBLDOOOJEU-UHFFFAOYSA-N 1-[chloro-(4-methoxyphenyl)-phenylmethyl]-4-methoxybenzene Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1C(Cl)(C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=CC=C1 JBWYRBLDOOOJEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 2,2'-piperazine-1,4-diylbisethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCN1CCN(CCS(O)(=O)=O)CC1 IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001731 2-cyanoethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])([H])C#N 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 2
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108020004394 Complementary RNA Proteins 0.000 description 2
- 239000004471 Glycine Chemical group 0.000 description 2
- 241000283891 Kobus Species 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 108010021757 Polynucleotide 5'-Hydroxyl-Kinase Proteins 0.000 description 2
- 102000008422 Polynucleotide 5'-hydroxyl-kinase Human genes 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 2
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- WEVYAHXRMPXWCK-FIBGUPNXSA-N acetonitrile-d3 Chemical compound [2H]C([2H])([2H])C#N WEVYAHXRMPXWCK-FIBGUPNXSA-N 0.000 description 2
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 2
- 206010064930 age-related macular degeneration Diseases 0.000 description 2
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- XRWSZZJLZRKHHD-WVWIJVSJSA-N asunaprevir Chemical compound O=C([C@@H]1C[C@H](CN1C(=O)[C@@H](NC(=O)OC(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=NC=C(C2=CC=C(Cl)C=C21)OC)N[C@]1(C(=O)NS(=O)(=O)C2CC2)C[C@H]1C=C XRWSZZJLZRKHHD-WVWIJVSJSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003184 complementary RNA Substances 0.000 description 2
- 229940125961 compound 24 Drugs 0.000 description 2
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFQIYTIJXGTIEY-UHFFFAOYSA-N hydrogen carbonate;triethylazanium Chemical compound OC(O)=O.CCN(CC)CC AFQIYTIJXGTIEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 208000002780 macular degeneration Diseases 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- 230000001293 nucleolytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 2
- YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N phenylmethanesulfonyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)CC1=CC=CC=C1 YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N phosphite(3-) Chemical class [O-]P([O-])[O-] AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 238000006268 reductive amination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 230000001180 sulfating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 239000012096 transfection reagent Substances 0.000 description 2
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 1
- ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 2-deoxy-D-ribose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)CC=O ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 0.000 description 1
- ZAZGGJMKOYLNLD-UHFFFAOYSA-N 3-[chloro-[di(propan-2-yl)amino]-dihydroxy-lambda5-phosphanyl]propanenitrile Chemical compound CC(C)N(C(C)C)P(O)(O)(Cl)CCC#N ZAZGGJMKOYLNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYNSUEXNGLNQSS-UHFFFAOYSA-N 6-carbamoyl-5-hydroxy-4-methoxy-7,8-dihydro-3h-pyrrolo[3,2-e]indole-2-carboxylic acid Chemical compound C1=2C=C(C(O)=O)NC=2C(OC)=C(O)C2=C1CCN2C(N)=O TYNSUEXNGLNQSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLCZTRVUXYALDD-IBGZPJMESA-N 7-[[(2s)-2,6-bis(2-methoxyethoxycarbonylamino)hexanoyl]amino]heptoxy-methylphosphinic acid Chemical compound COCCOC(=O)NCCCC[C@H](NC(=O)OCCOC)C(=O)NCCCCCCCOP(C)(O)=O WLCZTRVUXYALDD-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 208000030507 AIDS Diseases 0.000 description 1
- 108010043324 Amyloid Precursor Protein Secretases Proteins 0.000 description 1
- 102000002659 Amyloid Precursor Protein Secretases Human genes 0.000 description 1
- 101150058765 BACE1 gene Proteins 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 108091092236 Chimeric RNA Proteins 0.000 description 1
- 241000701022 Cytomegalovirus Species 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 102000016911 Deoxyribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 108010053770 Deoxyribonucleases Proteins 0.000 description 1
- NYHBQMYGNKIUIF-UUOKFMHZSA-N Guanosine Chemical group C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O NYHBQMYGNKIUIF-UUOKFMHZSA-N 0.000 description 1
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 238000006845 Michael addition reaction Methods 0.000 description 1
- OPFJDXRVMFKJJO-ZHHKINOHSA-N N-{[3-(2-benzamido-4-methyl-1,3-thiazol-5-yl)-pyrazol-5-yl]carbonyl}-G-dR-G-dD-dD-dD-NH2 Chemical compound S1C(C=2NN=C(C=2)C(=O)NCC(=O)N[C@H](CCCN=C(N)N)C(=O)NCC(=O)N[C@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@H](CC(O)=O)C(N)=O)=C(C)N=C1NC(=O)C1=CC=CC=C1 OPFJDXRVMFKJJO-ZHHKINOHSA-N 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 229940122907 Phosphatase inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 108010010677 Phosphodiesterase I Proteins 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- 238000012228 RNA interference-mediated gene silencing Methods 0.000 description 1
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 1
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-M Trifluoroacetate Chemical compound [O-]C(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N Uridine Chemical group O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N 0.000 description 1
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 description 1
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 description 1
- 108020000999 Viral RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004202 aminomethyl group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 239000000074 antisense oligonucleotide Substances 0.000 description 1
- 238000012230 antisense oligonucleotides Methods 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005161 aryl oxy carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003236 benzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- ZSJHIZJESFFXAU-UHFFFAOYSA-N boric acid;phosphoric acid Chemical class OB(O)O.OP(O)(O)=O ZSJHIZJESFFXAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006297 carbonyl amino group Chemical group [H]N([*:2])C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000006364 carbonyl oxy methylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])OC([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 1
- 229940126086 compound 21 Drugs 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- UHDGCWIWMRVCDJ-ZAKLUEHWSA-N cytidine Chemical group O=C1N=C(N)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O1 UHDGCWIWMRVCDJ-ZAKLUEHWSA-N 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000005549 deoxyribonucleoside Substances 0.000 description 1
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- ZJULYDCRWUEPTK-UHFFFAOYSA-N dichloromethyl Chemical compound Cl[CH]Cl ZJULYDCRWUEPTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003818 flash chromatography Methods 0.000 description 1
- 102000034287 fluorescent proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091006047 fluorescent proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- XCWFZHPEARLXJI-UHFFFAOYSA-N fomivirsen Chemical group C1C(N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)OC(CO)C1OP(O)(=S)OCC1OC(N(C)C(=O)\N=C(\N)C=C)CC1OP(O)(=S)OCC1OC(N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)CC1OP(O)(=S)OCC1OC(N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)CC1OP(O)(=S)OCC1OC(N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)CC1OP(O)(=S)OCC1OC(N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)CC1OP(O)(=S)OCC1OC(N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)CC1OP(O)(=S)OCC1OC(N2C(N=C(N)C=C2)=O)CC1OP(O)(=S)OCC(C(C1)OP(S)(=O)OCC2C(CC(O2)N2C(N=C(N)C=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(N=C(N)C=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(N=C(N)C=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C(N=C(N)C=C2)=O)OP(O)(=S)OCC2C(CC(O2)N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)O)OC1N1C=C(C)C(=O)NC1=O XCWFZHPEARLXJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001447 fomivirsen Drugs 0.000 description 1
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 1
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 125000000487 histidyl group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C([H])=N1 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- COQRGFWWJBEXRC-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 2-aminoacetate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)CN COQRGFWWJBEXRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 229940092110 macugen Drugs 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- YACKEPLHDIMKIO-UHFFFAOYSA-N methylphosphonic acid Chemical class CP(O)(O)=O YACKEPLHDIMKIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRWXACSTFXYYMV-FDDDBJFASA-N nebularine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C2=NC=NC=C2N=C1 MRWXACSTFXYYMV-FDDDBJFASA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000002515 oligonucleotide synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 125000003431 oxalo group Chemical group 0.000 description 1
- ADIMAYPTOBDMTL-UHFFFAOYSA-N oxazepam Chemical compound C12=CC(Cl)=CC=C2NC(=O)C(O)N=C1C1=CC=CC=C1 ADIMAYPTOBDMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 125000006678 phenoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 150000004713 phosphodiesters Chemical class 0.000 description 1
- 150000008298 phosphoramidates Chemical class 0.000 description 1
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000004952 protein activity Effects 0.000 description 1
- 239000002212 purine nucleoside Substances 0.000 description 1
- 239000002718 pyrimidine nucleoside Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 108010062513 snake venom phosphodiesterase I Proteins 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 108010068698 spleen exonuclease Proteins 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002730 succinyl group Chemical group C(CCC(=O)*)(=O)* 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229960002898 threonine Drugs 0.000 description 1
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 230000006648 viral gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000029812 viral genome replication Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest modyfikowany deoksyrybozym 10-23 (DNAzym 10-23) o ogólnym wzorze 1, zawierający, co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe znajdujące się w wybranych pozycjach P domeny katalitycznej P1 do P15, zwłaszcza w pozycji P1, P7, P8, P14 i/lub P15, korzystnie o określonej konfiguracji absolutnej na chiralnych atomach fosforu i/lub co najmniej jedną modyfikowaną resztę nukleozydową w pozycji N przedstawioną ogólnym wzorem 2, w którym B oznacza resztę uracylu modyfikowaną w pozycji 5 lub resztę adeniny modyfikowaną w pozycji 6, przedstawione wzorem 2' lub 2, gdzie R2 oznacza resztę alkiloaminy lub aminokwasu, korzystnie przedstawioną wzorem 2a, 2b, 2c i/lub 2d, i/lub co najmniej jedną modyfikowaną resztę nukleozydową w pozycji N przedstawioną wzorem ogólnym 3, w którym B1 stanowi resztę tyminy, cytozyny, adeniny lub guaniny, a R1 w pozycji 2'-deoksyrybozy oznacza atom -F lub grupę O-alkilo, najkorzystniej grupę OMe, znajdującą się w wybranych pozycjach N deoksyrybozymu, zwłaszcza w pozycjach N2, N7, N8, N11, N14 i/lub N15 domeny katalitycznej, oraz w terminalnych pozycjach ramion rozpoznania substratu (na 3' i 5'-końcu oligonukleotydu), o ustabilizowanej odporności na hydrolizę przez nukleazy komórkowe oraz podwyższonej aktywności katalitycznej.The subject of the invention is a modified deoxyribozyme 10-23 (DNAzyme 10-23) of the general formula 1, containing at least one internucleotide phosphorothioate bond located in selected P positions of the catalytic domain P1 to P15, especially in position P1, P7, P8, P14 and / or P15, preferably with a defined absolute configuration on chiral phosphorus atoms and / or at least one modified N nucleoside residue represented by general formula 2, wherein B is a 5-modified uracil residue or a 6-modified adenine residue represented by the formula 2 'or 2, where R2 is an alkylamine or amino acid residue, preferably represented by the formula 2a, 2b, 2c and / or 2d, and / or at least one modified nucleoside residue at the N position represented by the general formula 3, wherein B1 is a thymine residue, cytosine, adenine or guanine, and R1 at the 2'-deoxyribose position is -F or an O-alkyl group, most preferably an OMe group at selected positions h N of the deoxyribozyme, especially in the N2, N7, N8, N11, N14 and / or N15 positions of the catalytic domain, and in the terminal positions of the substrate recognition arms (at the 3 'and 5' ends of the oligonucleotide), with stabilized resistance to hydrolysis by cell nucleases and increased catalytic activity.
Niemodyfikowany deoksyrybozym 10-23 (DNAzym 10-23) przedstawiony jest wzorem 1, w którym zasady nukleinowe wszystkich nukleozydów N od 1 do 15 domeny katalitycznej są identyczne z jednostkami zawartymi w oryginalnie wyselekcjonowanym in vitro DNAzymie 10-23 (według S.W. Santoro, G.F. Joyce, 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 4262), i mają następującą sekwencję:Unmodified deoxyribozyme 10-23 (DNAzyme 10-23) is represented by formula 1, in which the nucleobases of all N nucleosides from 1 to 15 of the catalytic domain are identical to the units contained in the original in vitro selected DNAase 10-23 (according to SW Santoro, GF Joyce , 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 4262), and have the following sequence:
5'-G1G2C3T4A5G6C7T8A9C10A11A12C13G14A15-3' przy czym deoksyrybozym ten jest zaprojektowany na wybraną sekwencję mRNA białka BACE1, co oznacza, że ramiona rozpoznania enzymu są komplementarne według zasad parowania Watsona-Cricka do wybranej sekwencji mRNA białka BACE1.5'-G1G2C3T4A5G6C7T8A9C10A11A12C13G14A15-3 'where this deoxyribozyme is designed for the selected mRNA sequence of the BACE1 protein, which means that the enzyme recognition arms are complementary according to the Watson-Crick pairing principles to the selected mRNA sequence of the BACE1 protein.
Modyfikowany deoksyrybozym, według wynalazku, posiada korzystne właściwości biologiczne, wykazując zwiększoną aktywność katalityczną oraz zauważalnie wyższą stabilność na hydrolizę nukleazami w środowisku ekstraktu komórkowego z komórek HeLa.The modified deoxyribozyme according to the invention has favorable biological properties, showing increased catalytic activity and noticeably higher stability to nuclease hydrolysis in the environment of a cell extract from HeLa cells.
Stan technikiState of the art
Fragmenty kwasów nukleinowych, które w odpowiednich warunkach wykazują zdolność do katalizy reakcji chemicznych bez czynników białkowych zaliczane są do tzw. katalitycznych kwasów nukleinowych, lub inaczej, do kwasów nukleinowych o właściwościach katalitycznych. Jeśli kataliza dotyczy sekwencyjnie specyficznej hydrolizy wiązania fosfodiestrowego w RNA, katalityczne kwasy nukleinowe mogą stanowić leki nowej generacji. Mechanizm działania tej grupy leków opiera się na modulowaniu procesu ekspresji genów wirusowych i hamowaniu biosyntezy chorobotwórczych białek.Nucleic acid fragments that under appropriate conditions show the ability to catalyze chemical reactions without protein factors are classified as catalytic nucleic acids, or otherwise, to nucleic acids with catalytic properties. If the catalysis involves the sequentially specific hydrolysis of a phosphodiester bond in RNA, catalytic nucleic acids can be next generation drugs. The mechanism of action of this group of drugs is based on modulating the process of viral gene expression and inhibiting the biosynthesis of pathogenic proteins.
Opracowano kilka możliwych strategii wykorzystania syntetycznych oligonukleotydów dla celów terapeutycznych. Według strategii antysensowej komplementarne (zgodnie z regułami Watsona-Cricka) oligonukleotydy oddziaływują z jednoniciowym mRNA lub pre-mRNA tworząc heterodupleksy rozpoznawane przez białkowe enzymy degradujące (E. Uhlmann, A. Peyman, 1990, Chem. Rev. 90, 544). Strategia rozpoznania sekwencyjnego typu antysensowego wykorzystywana jest również w degradacji mRNA za pomocą enzymów oligonukleotydowych - zidentyfikowanych naturalnych rybozymów (O. C. Uhlenbeck, 1987, Nature 328, 596) oraz wyselekcjonowanych in vitro deoksyrybozymów (S.W. Santoro, G.F. Joyce, 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4262; T. Kuwabara, M. Warashina, T. Tanabe, K. Tani, S. Asano, K. Taira, 1997, Nucleic Acids Res. 25, 3074). Innym podejściem jest tzw. terapia antygenowa, w której syntetyczne oligonukleotydy rozpoznają zgodnie z regułami Hoogsteena dwuniciowe sekwencje DNA i wpływają na proces transkrypcji genów (C. Giovannangeli, C. Helene 1997, Antisense Nucleic Acids Drug Dev., 7, 413). Kolejną strategią hamowania aktywności białek jest zastosowanie tzw. aptamerów białek - oligonukleotydów wyselekcjonowanych w procesie selekcji in vitro i tworzących z białkami trwałe kompleksy (C. Tuerk, L. Gold, 1990, Science, 249, 505). Poznany niedawno efekt interferencji RNA (A. Fire, S. Xu, M.K. Montgomery, S.A. Kostas, S.E., Driver, C.C. Mello 1998, Nature 391, 806) pozwala na wyciszanie ekspresji niepożądanych genów poprzez zastosowanie krótkich interferujących RNA - siRNA (S. Elbashir, T.TuschI 2001, Nature 411, 494). Dwuniciowe RNA o długości 21-23 nt są obiecującymi narzędziami o szczególnie istotnym znaczeniu terapeutycznym (M. Miyagishi, K. Taira 2002, Nat. Biotech. 19, 497; H. Xia, Q. Mao, H.L. Paulson, B.L. Davidson 2002, Nat. Biotech. 20, 1006).Several possible strategies for the use of synthetic oligonucleotides for therapeutic purposes have been developed. According to the antisense strategy, complementary (according to the Watson-Crick rules) oligonucleotides interact with single-stranded mRNA or pre-mRNA to form heteroduplexes recognized by protein degrading enzymes (E. Uhlmann, A. Peyman, 1990, Chem. Rev. 90, 544). The sequence antisense-type recognition strategy is also used in the degradation of mRNA using oligonucleotide enzymes - identified natural ribozymes (OC Uhlenbeck, 1987, Nature 328, 596) and deoxyribozymes selected in vitro (SW Santoro, GF Joyce, 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4262; T. Kuwabara, M. Warashina, T. Tanabe, K. Tani, S. Asano, K. Taira, 1997, Nucleic Acids Res. 25, 3074). Another approach is the so-called antigen therapy in which synthetic oligonucleotides recognize double-stranded DNA sequences according to Hoogsteen's rules and influence the process of gene transcription (C. Giovannangeli, C. Helene 1997, Antisense Nucleic Acids Drug Dev., 7, 413). Another strategy for inhibiting protein activity is the use of the so-called protein aptamers - oligonucleotides selected in the in vitro selection process and forming stable complexes with proteins (C. Tuerk, L. Gold, 1990, Science, 249, 505). The recently discovered effect of RNA interference (A. Fire, S. Xu, MK Montgomery, SA Kostas, SE, Driver, CC Mello 1998, Nature 391, 806) allows to silence the expression of unwanted genes by using short interfering RNAs - siRNAs (S. Elbashir , T. TuschI 2001, Nature 411, 494). Double-stranded RNAs of 21-23 nt in length are promising tools of particularly important therapeutic importance (M. Miyagishi, K. Taira 2002, Nat. Biotech. 19, 497; H. Xia, Q. Mao, HL Paulson, BL Davidson 2002, Nat. Biotech. 20, 1006).
Poszukiwania nowych terapeutyków skupione są na badaniach analogów oligonukleotydów wykazujących zwiększony potencjał do modulacji ekspresji genów, zwiększone powinowactwo do cząPL 219 355 B1 steczek docelowych, bądź charakteryzujących się zwiększoną odpornością na działanie enzymów nukleolitycznych uczestniczących w procesach in vivo.The search for new therapeutics is focused on the research of oligonucleotide analogues showing increased potential for modulation of gene expression, increased affinity for target molecules, or characterized by increased resistance to the action of nucleolytic enzymes involved in in vivo processes.
Syntetyczne oligonukleotydy stanowiące potencjalne terapeutyki są analogami oligonukleotydowymi zawierającymi różnorodnie modyfikowane elementy struktury naturalnych kwasów nukleinowych. Grupę analogów oligonukleotydowych zawierających modyfikowany szkielet fosforanowy stanowią oligonukleotydowe tiofosforany (W.J. Stec, G. Zon, W. Egan, B. Stec 1984, J. Am. Chem. Soc., 106, 6077), metylofosfoniany (P.S. Miller, N.D. Annan, S.M. McParland 1980, J. Biol. Chem., 255, 9659; P.S. Miller, N.D. Annan, S.M. McParland, K.B. Pulford 1982, Biochemistry, 21, 2507), amidofosforany (S.M. Gryaznov, T. Skorski, C. Cucco, M. Nieborowska-Skorska, C.Y. Chiu, D.H. Lloyd, J. Chen, M. Koziołkiewicz, B. Calabretta, 1996, Nucleic Acids Res., 24, 1508), boranofosforany (B.R. Shaw 2007, Nucleic Acids Symp. Series (Oxf). 51, 117), oraz ditiofosforany (Y. Xianbin 2008, Nucleic Acids Symp.Series, (Oxf.) 52(1), 341).Synthetic oligonucleotides constituting potential therapeutics are oligonucleotide analogs containing variously modified elements of the structure of natural nucleic acids. The group of oligonucleotide analogues containing the modified phosphate backbone are oligonucleotide phosphorothiates (WJ Stec, G. Zon, W. Egan, B. Stec 1984, J. Am. Chem. Soc., 106, 6077), methylphosphonates (PS Miller, ND Annan, SM McParland 1980, J. Biol. Chem., 255, 9659; PS Miller, ND Annan, SM McParland, KB Pulford 1982, Biochemistry, 21, 2507), phosphoramidates (SM Gryaznov, T. Skorski, C. Cucco, M. Nieborowska -Skorska, CY Chiu, DH Lloyd, J. Chen, M. Koziołkiewicz, B. Calabretta, 1996, Nucleic Acids Res., 24, 1508), borate phosphates (BR Shaw 2007, Nucleic Acids Symp. Series (Oxf). 51, 117), and dithiophosphates (Y. Xianbin 2008, Nucleic Acids Symp. Series, (Oxf.) 52 (1), 341).
Oligonukleotydowe tiofosforany jako pierwsze zostały wdrożone do terapii. Jednym z nich jest Fomivirsen, oligonukleotyd antysensowy skierowany na gen wirusa cytomegalii. Lek ten stosowany jest w postaci iniekcji do oka u pacjentów z syndromem AIDS. Innym lekiem o strukturze oligonukleotydowych tiofosforanów zatwierdzonym do sprzedaży zarówno na rynku amerykańskim, jak i europejskim jest Macugen - aptamer dla białka VEGF, którego deaktywacja jest istotna w leczeniu związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej (AMD).Oligonucleotide phosphorothioates were the first to be introduced into therapy. One of them is Fomivirsen, an antisense oligonucleotide targeting the cytomegalovirus gene. This medicine is injected into the eye in patients with AIDS syndrome. Another drug with an oligonucleotide phosphorothioate structure approved for sale in both the US and European markets is Macugen, an aptamer for the VEGF protein whose deactivation is important in the treatment of age-related macular degeneration (AMD).
Deoksyrybozymy są jednoniciowymi oligodeoksyrybonukleotydami wykazującymi aktywność katalityczną w stosunku do cząsteczek RNA. Jest ona analogiczna do aktywności nukleaz białkowych, katalizujących hydrolizę wiązania fosfodiestrowego w RNA i do aktywności naturalnych rybozymów, katalizujących hydrolizę wiązania fosfodiestrowego w RNA. Deoksyrybozymy wiążą się w sekwencyjnie-zależny sposób do komplementarnej nici RNA i katalizują reakcję hydrolizy wiązania internukleotydowego w obecności jonów dwuwartościowych, najczęściej jonu magnezu(II). Ta właściwość decyduje o zastosowaniu deoksyrybozymów jako molekularnych narzędzi do manipulacji z RNA oraz jako związków o działaniu terapeutycznym (C. Hobartner, S. K. Silverman 2007, Biopolymers, 87, 279; S.K. Silverman 2005, Nucleic Acids Res., 33, 6151; S.K. Silverman, 2004, Org. Biomol. Chem., 2, 2701; R.R. Breaker, G.M. Emilsson, D. Lazarev, S. Nakamura, I.J. Puskarz, A. Roth, N. Sudarsan 2003, RNA, 9, 949; Y. Isaka 2007, Curr. Opin. Mol. Ther., 9, 132; R. Bhindi, R.G. Fahmy, H.C. Lowe, C.N. Chesterman, C.R. Dass, MJ. Cairns, E.G. Saravolac, L.Q. Sun, L.M. Khachigian 2007, Am. J. Pathol., 171, 1079).Deoxyribozymes are single-stranded oligodeoxyribonucleotides that exhibit catalytic activity on RNA molecules. It is analogous to the activity of protein nucleases that catalyze the hydrolysis of the phosphodiester bond in RNA and to the activity of natural ribozymes that catalyze the hydrolysis of the phosphodiester bond in RNA. Deoxyribozymes bind in a sequentially-dependent manner to the complementary strand of RNA and catalyze the hydrolysis of the internucleotide bond in the presence of divalent ions, most often magnesium (II). This property determines the use of deoxyribozymes as molecular tools for manipulating RNA and as compounds with a therapeutic effect (C. Hobartner, SK Silverman 2007, Biopolymers, 87, 279; SK Silverman 2005, Nucleic Acids Res., 33, 6151; SK Silverman, 2004, Org. Biomol. Chem., 2, 2701; RR Breaker, GM Emilsson, D. Lazarev, S. Nakamura, IJ Puskarz, A. Roth, N. Sudarsan 2003, RNA, 9, 949; Y. Isaka 2007, Curr. Opin. Mol. Ther., 9, 132; R. Bhindi, RG Fahmy, HC Lowe, CN Chesterman, CR Dass, MJ. Cairns, EG Saravolac, LQ Sun, LM Khachigian 2007, Am. J. Pathol., 171, 1079).
Najlepiej scharakteryzowanym jest deoksyrybozym 10-23, wyselekcjonowany przez Joyce'a (R.R Breaker, G.F. Joyce 1994, Chem. Biol., 1, 223; S.W. Santoro, G.F. Joyce 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4262) w reakcji selekcji in vitro (C. Tuerk, L. Gold, Science, 1990, 249, 505-510; A. D. Ellington, J. W. Szostak 1990, Nature, 346, 818; D.S. Wilson, J.W. Szostak, 1999, Annu. Rev. Biochem., 68, 611). Deoksyrybozym 10-23 zawiera 15-nukleotydową (nt) konserwatywną (niezmienną) domenę katalityczną i ramiona rozpoznania substratu o długości od 6 do 12 nt i zmiennej sekwencji, zaprojektowanej w ten sposób, aby były komplementarne do docelowej cząsteczki RNA. Hydroliza wiązania fosfodiestrowego zachodzi pomiędzy niesparowanym nukleozydem purynowym zaangażowanym w parę Watsona-Cricka nukleozydem pirymidynowym według reakcji transestryfikacji zachodzącej w obecności jonu metalu dwuwartościowego. Produktami reakcji są dwa fragmenty RNA: 5'-terminalny zawierający na 3'-końcu nukleotyd z 2',3'-cykliczną grupą fosforanową oraz 3'-terminalny z wolną grupą 5'-OH (S.W. Santoro, G.F. Joyce 1998, Biochemistry, 37, 13330; G.F. Joyce, 2001, Methods Enzymol. 341, 503). Mechanizm działania deoksyrybozymu nie został do końca poznany, nie jest znana także struktura przestrzenna tego katalizatora. Dotychczas podejmowane próby uzyskania takiej struktury doprowadziły do otrzymania kryształu kompleksu dwóch cząsteczek deoksyrybozymu 10-23 i dwóch cząsteczek niehydrolizowalnego substratu RNA, w którym komponenty nie utworzyły funkcjonalnie aktywnej domeny katalitycznej (J. Nowakowski, P.J. Shim, G.F. Joyce, C.D. Stout, 1999, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. D55, 1885; J. Nowakowski, P.J. Shim, G.C. Prasad, C.D. Stout, G.F. Joyce 1999, Nat. Struct. Biol., 6, 151). Przeprowadzono liczne badania mające na celu określenie zależności aktywności deoksyrybozymu 10-23 od jego struktury i wykazano, że nukleozydy w pozycjach 1-6 i 13-14 są niezbędne dla aktywności enzymatycznej, zaś nukleozyd w pozycji 8 (tymidyna) może być usunięty z domeny katalitycznej lub podstawiony przez inny nukleozyd, bez utraty aktywności katalitycznej enzymu (S.W. Santoro, G.F. Joyce 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A, 94, 4262; S.W. Santoro, G. F. Joyce Biochemistry 1998, 37, 13330; G.F. Joyce 2001, Methods Enzymol. 341, 503; Z. Zaborowska, V.A. Erdmann, J. Kurreck 2002, J. Biol. Chem., 277, 40617; Z. Zaborowska,The best characterized is deoxyribozyme 10-23, selected by Joyce (RR Breaker, GF Joyce 1994, Chem. Biol., 1, 223; SW Santoro, GF Joyce 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4262) by in vitro selection reaction (C. Tuerk, L. Gold, Science, 1990, 249, 505-510; AD Ellington, JW Szostak 1990, Nature, 346, 818; DS Wilson, JW Szostak, 1999, Annu. Rev. Biochem ., 68, 611). The deoxyribozyme 10-23 contains a 15 nucleotide (nt) conserved (invariant) catalytic domain and substrate recognition arms of 6 to 12 nt in length and a variable sequence designed to be complementary to the target RNA molecule. Hydrolysis of the phosphodiester bond takes place between an unpaired purine nucleoside involved in the Watson-Crick pair and a pyrimidine nucleoside according to the transesterification reaction taking place in the presence of a divalent metal ion. The reaction products are two RNA fragments: the 5'-terminal with a 3'-end nucleotide with a 2 ', 3'-cyclic phosphate group and the 3'-terminal with a free 5'-OH group (SW Santoro, GF Joyce 1998, Biochemistry, 37, 13330; GF Joyce, 2001, Methods Enzymol. 341, 503). The mechanism of action of deoxyribozyme is not fully understood, and the spatial structure of this catalyst is also unknown. Attempts to obtain such a structure so far have resulted in obtaining a crystal of a complex of two deoxyribozyme 10-23 molecules and two non-hydrolyzable RNA substrate molecules, in which the components did not form a functionally active catalytic domain (J. Nowakowski, PJ Shim, GF Joyce, CD Stout, 1999, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr. D55, 1885; J. Nowakowski, PJ Shim, GC Prasad, CD Stout, GF Joyce 1999, Nat. Struct. Biol., 6, 151). Numerous studies have been carried out to determine the dependence of the activity of deoxyribozyme 10-23 on its structure, and it has been shown that the nucleosides at positions 1-6 and 13-14 are essential for enzymatic activity, and the nucleoside at position 8 (thymidine) can be deleted from the catalytic domain or substituted by another nucleoside, without loss of enzyme catalytic activity (SW Santoro, GF Joyce 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 4262; SW Santoro, GF Joyce Biochemistry 1998, 37, 13330; GF Joyce 2001, Methods Enzymol. 341, 503; Z. Zaborowska, VA Erdmann, J. Kurreck 2002, J. Biol. Chem., 277, 40617; Z. Zaborowska,
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
S. Schubert, J. Kurreck, V.A. Erdmann 2005, FEBS Lett. 579, 554). Podstawienie pozycji 8 resztą tymidyny zawierającą fotolabilny podstawnik 6-nitropiperonyloksymetylowy (NPOM) na atomie azotu w pozycji 3 (N3) tyminy pozwoliło na uzyskanie enzymu o aktywności niezależnej od naświetlania promieniowaniem UV, przeciwnie do sytuacji, gdy tak modyfikowana jednostka została wprowadzona w pozycję 4 domeny katalitycznej enzymu (H. Lusic, D.D. Young, M.O. Lively, A. Deiters 2007, Organic Lett., 9, 1903). W celu podwyższenia stabilności w obecności nukleaz komórkowych deoksyrybozym 10-23 modyfikowano zarówno w obrębie domeny katalitycznej, jak i w ramionach rozpoznania substratu. Wprowadzenie w pozycje 2, 7, 8, 11, 14 i 15 domeny katalitycznej 6-ciu reszt nukleozydów zawierających grupę 2'-OMe podwyższyło stabilność nukleolityczną enzymu przy jedynie nieznacznym obniżeniu jego aktywności katalitycznej (S. Schubert, D. GOl, H-P. Grunert, H. Zeichhardt, V.A. Erdmann, J. Kurreck 2003, Nucleic Acids Res. 31, 5882). Modyfikowane w części cukrowej nukleozydy typu 2'-OMe i LNA (locked nucleic acids) oraz modyfikowane wiązania takie jak: tiofosforanowe czy też odwrócone 3'-3' są stosowane dla zwiększenia odporności enzymu na działanie 3'- i 5'-egzonukleaz (S. Schubert, D. GOl, H-P. Grunert, H. Zeichhardt, V. A. Erdmann, J. Kurreck 2003, Nucleic Acids Res. 31, 5882; B. Vester, L.B. Lundberg, M.D. Sorensen, B.R. Babu, S. Douthwaite, J. Wengel 2002, J. Am. Chem. Soc., 124, 13682; B. Vester, L.H. Hansen, L.B. Lundberg, B. R. Babu,S. Schubert, J. Kurreck, V.A. Erdmann 2005, FEBS Lett. 579, 554). Substitution of the 8-position with the thymidine residue containing the photolabile 6-nitropiperonyloxymethyl substituent (NPOM) on the nitrogen atom in the 3-position (N3) of thymine made it possible to obtain an enzyme with activity independent of UV irradiation, contrary to the situation when the modified unit was introduced in position 4 of the domain catalytic enzyme (H. Lusic, DD Young, MO Lively, A. Deiters 2007, Organic Lett., 9, 1903). In order to increase the stability in the presence of cellular nucleases, deoxyribozyme 10-23 was modified both within the catalytic domain and in the substrate recognition arm. The insertion of 6 nucleoside residues containing the 2'-OMe group into positions 2, 7, 8, 11, 14 and 15 of the catalytic domain increased the nucleolytic stability of the enzyme with only a slight reduction in its catalytic activity (S. Schubert, D. GOl, HP. Grunert , H. Zeichhardt, VA Erdmann, J. Kurreck 2003, Nucleic Acids Res. 31, 5882). 2'-OMe and LNA (locked nucleic acids) type modified in the sugar part and modified bonds such as: phosphorothioate or 3'-3 'reverse are used to increase the enzyme resistance to 3'- and 5'-exonuclease (S Schubert, D. GOl, HP Grunert, H. Zeichhardt, VA Erdmann, J. Kurreck 2003, Nucleic Acids Res. 31, 5882; B. Vester, LB Lundberg, MD Sorensen, BR Babu, S. Douthwaite, J. Wengel 2002, J. Am. Chem. Soc., 124, 13682; B. Vester, LH Hansen, LB Lundberg, BR Babu,
M.D. Sorensen, J. Wengel, S. Douthwaite 2006, BMC Mol. Biol., 7, 19; C.R. Dass, E.G. Saravolac, Y. U and L-Q Sun 2002, Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 12, 289).M.D. Sorensen, J. Wengel, S. Douthwaite 2006, BMC Mol. Biol., 7, 19; C.R. Dass, E.G. Saravolac, Y. U and L-Q Sun 2002, Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 12, 289).
Dotychczas opisano zastosowanie deoksyrybozymów 10-23 modyfikowanych w obrębie wiązań internukleotydowych grupą tiofosforanową w celu określenia architektury domeny katalitycznej oraz sposobu chelatowania jonu metalu (B. Nawrot, K. Widera, M. Wójcik, B. Rebowska, G. Nowak, W.J. Stec 2007, FEBS J., 274, 1062). W badaniach tych wykazano, że obecność pojedynczego wiązania tiofosforanowego (w formie mieszaniny P-epimerów) w niektórych pozycjach domeny katalitycznej (szczególnie P1 i P8) podwyższa aktywność enzymu zarówno w obecności jonów magnezu(II), jak i manganu(II). Natomiast nie wykazano zróżnicowania aktywności katalitycznej pomiędzy poszczególnymi diastereomerycznymi enzymami tiofosforanowymi zawierającymi wiązania tiofosforanowe w pozycjach P1 i P8, oraz nie zbadano enzymów zawierających więcej niż jedno (oprócz enzymu P1/8) wiązanie tiofosforanowe w domenie katalitycznej.So far, the use of deoxyribozymes 10-23 modified within internucleotide bonds with a phosphorothioate group in order to determine the architecture of the catalytic domain and the method of metal ion chelation has been described (B. Nawrot, K. Widera, M. Wójcik, B. Rebowska, G. Nowak, WJ Stec 2007, FEBS J., 274, 1062). These studies showed that the presence of a single phosphorothioate bond (in the form of a mixture of P-epimers) in some positions of the catalytic domain (especially P1 and P8) increases the activity of the enzyme both in the presence of magnesium (II) and manganese (II) ions. On the other hand, no differentiation in catalytic activity was demonstrated between individual diastereomeric phosphorothioate enzymes containing phosphorothioate bonds in P1 and P8 positions, and enzymes containing more than one (apart from the P1 / 8 enzyme) phosphorothioate linkage in the catalytic domain were not tested.
Przedmiotem wynalazku są deoksyrybozymy modyfikowane w obrębie domeny katalitycznej resztami aminokwasowymi, wykazujące podwyższone właściwości katalityczne w porównaniu do niemodyfikowanego deoksyrybozymu 10-23. Tego typu związki o wzorze ogólnym 1, gdzie jednostki w wybranych pozycjach domeny katalitycznej stanowią nukleozydy o ogólnym wzorze według wynalazku, nie były dotychczas opisane w literaturze, aczkolwiek znanych jest szereg innych deoksyrybozymów zawierających w swojej domenie katalitycznej reszty aminokwasowe, zwykle o charakterze zasadowym (M. Hollenstein, Ch.J. Hipolito, C.H. Lam, D. M. Perrin 2009, Nucleic Acids Res., 37, 1; R. Ting, R.M. Thomas, L. Lermer, D.M. Perrin 2004, Nucleic Acids Res., 32, 6660; D.M. Perrin, T. Garestier, C. Helene 2001, J. Am. Chem. Soc., 123, 1556; M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, D.M. Perrin 2009, Chembiochem, 10, 1988; A. Sidorov, J.A. Grasby, D.M. Williams 2004, Nucleic Acids Res., 32, 1591). Niektóre z nowych deoksyrybozymów wykazują aktywność bez udziału jonu metalu, jednak zmiana aktywności jest niewysoka w porównaniu do niemodyfikowanego deoksyrybozymu 10-23. I tak deoksyrybozym 925-11 zawierający 31 nt, w tym 18 tworzących domenę katalityczną, w tym cztery reszty 8-histaminylo-2'-deoksyadenozyny i sześć reszt 5-alliloamino-2'-deoksyurydyny wykazuje wysoką aktywność w warunkach pojedynczego i wielokrotnego obrotu bez obecności jonów metali dwuwartościowych (L. Lermer, Y. Roupioz, R. Ting, D.M. Perrin 2002, J. Am. Chem. Soc. 124, 9960), podczas gdy deoksyrybozym 9-33 uzyskany w wyniku selekcji in vitro z użyciem trzech jednostek modyfikowanych: 8-histaminylo-2'-deoksyadenozyny, 5-alliloamino-2'-deoksycytydyny i 5-guanidyno-allilo-2'-deoksyurydyny hydrolizuje wiązanie sąsiednie do jednostki cytydyny w substracie RNA bez udziału jonów dwuwartościowych ze stałą katalizy k=0,05 min-1 (M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, Perrin, D., 2008, Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 52, 73). Najwyższą aktywność katalityczną bez udziału jonów metalu w hydrolizie wiązanie fosfodiestrowego w DNA osiąga deoksyrybozym 9-86 zawierający trzy jednostki: 5-guanidyno-allilo-2'-deoksyurydynę, 8-histaminylo-2'-deoksyadenozynę i 5-alliloamino-2'-deoksyurydynę (M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, D.M. Perrin 2009, Nucleic Acids Res. 37, 1). Enzym ten jest deaktywowany obecnością jonów metali w stężeniu powyżej 0,5 mM. Podobnie modyfikowany deoksyrybozym 10-66 wyselekcjonowany przeciwko substratowi RNA jest aktywny bez udziału jonów metalu dwuwartościowego, natomiast wykazuje wysoką aktywność w obecności milimolowych stężeń jonów metali jednowartościowych i jest 1000-krotnie bardziej aktywny niżThe subject of the invention are deoxyribozymes modified within the catalytic domain with amino acid residues, showing enhanced catalytic properties as compared to unmodified deoxyribozyme 10-23. Compounds of this type of general formula I, where the units in selected positions of the catalytic domain are nucleosides of the general formula according to the invention, have not been described in the literature so far, although a number of other deoxyribozymes are known with amino acid residues in their catalytic domain, usually basic (M Hollenstein, Ch. J. Hipolito, CH Lam, DM Perrin 2009, Nucleic Acids Res., 37, 1; R. Ting, RM Thomas, L. Lermer, DM Perrin 2004, Nucleic Acids Res., 32, 6660; DM Perrin, T. Garestier, C. Helene 2001, J. Am. Chem. Soc., 123, 1556; M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, DM Perrin 2009, Chembiochem, 10, 1988; A. Sidorov, JA Grasby, DM Williams 2004, Nucleic Acids Res., 32, 1591). Some of the new deoxyribozymes show activity without a metal ion, but the change in activity is small compared to unmodified deoxyribozyme 10-23. Thus, deoxyribozyme 925-11 containing 31 nt, including 18 forming the catalytic domain, including four 8-histaminyl-2'-deoxyadenosine residues and six 5-allylamino-2'-deoxyuridine residues, shows high activity under conditions of single and multiple rotation without presence of divalent metal ions (L. Lermer, Y. Roupioz, R. Ting, DM Perrin 2002, J. Am. Chem. Soc. 124, 9960), while deoxyribozyme 9-33 obtained by in vitro selection using three units modified: 8-histaminyl-2'-deoxyadenosine, 5-allylamino-2'-deoxycytidine and 5-guanidino-allyl-2'-deoxyuridine hydrolyzes the bond adjacent to the cytidine unit in the RNA substrate without the participation of divalent ions with the catalysis constant k = 0, 05 min -1 (M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, Perrin, D., 2008, Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 52, 73). The highest catalytic activity without the participation of metal ions in the hydrolysis of the phosphodiester bond in DNA is achieved by deoxyribozyme 9-86 containing three units: 5-guanidino-allyl-2'-deoxyuridine, 8-histaminyl-2'-deoxyadenosine and 5-allylamino-2'-deoxyuridine (M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, DM Perrin 2009, Nucleic Acids Res. 37, 1). This enzyme is deactivated by the presence of metal ions at a concentration above 0.5 mM. Similarly modified deoxyribozyme 10-66 selected against the RNA substrate is active without the participation of divalent metal ions, but shows high activity in the presence of millimolar concentrations of monovalent metal ions and is 1000 times more active than
PL 219 355 B1 enzym niemodyfikowany (M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, D.M. Perrin 2009, ChemBioChem, 10, 1988).Unmodified enzyme (M. Hollenstein, C. Hipolito, C. Lam, D. M. Perrin 2009, ChemBioChem, 10, 1988).
Dotychczas znane i opisywane deoksyrybozymy zawierające modyfikacje resztami aminokwasów, a wykazujące aktywność bez udziału jonów metali dwuwartościowych, otrzymywano jedynie metodą selekcji in vitro, a nie otrzymywano metodą chemicznej modyfikacji deoksyrybozymu 10-23.The so far known and described deoxyribozymes containing modifications with amino acid residues, and showing activity without the participation of divalent metal ions, were obtained only by in vitro selection, and not by chemical modification of deoxyribozyme 10-23.
Istota wynalazkuThe essence of the invention
Modyfikowany deoksyrybozym 10-23 o ogólnym wzorze 1, zawierający, co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe o wzorze 4a i/lub 4b, znajdujące się w wybranych pozycjach domeny katalitycznej P1 do P15, zwłaszcza w pozycji P1, P7, P8, P14 i/lub P15, korzystnie o określonej konfiguracji absolutnej na chiralnych atomach fosforu, i/lub co najmniej jedną resztę nukleozydową o ogólnym wzorze 2, w którym B oznacza resztę uracylu modyfikowaną w pozycji 5 lub resztę adeniny modyfikowaną w pozycji 6, przedstawione wzorem 2' lub 2'', gdzie R2 oznacza resztę alkiloaminy lub aminokwasu, korzystnie resztę histaminy lub glicyny, i/lub co najmniej jedną resztę nukleozydową o wzorze 3, w którym B1 oznacza resztę tyminy, uracylu, cytozyny, adeniny i/lub guaniny, a R1 oznacza atom F lub grupę alkoksylową -OR, gdzie R oznacza grupę o wzorze -CnH2n+1, a n oznacza liczbę naturalną od 1 do 5, korzystnie -OR oznacza grupę metoksylową, przy czym wymienione reszty nukleozydowe znajdują się w pozycji wybranej z grupy obejmującej N2, N7, N8, N11, N14 i N15.Modified deoxyribozyme 10-23 of general formula 1, comprising at least one internucleotide phosphorothioate linkage of formula 4a and / or 4b, located at selected positions in the catalytic domain P1 to P15, especially at position P1, P7, P8, P14 and / or P15, preferably with a defined absolute configuration on chiral phosphorus atoms, and / or at least one nucleoside residue of general formula 2, wherein B is a 5-modified uracil residue or a 6-modified adenine residue represented by 2 'or 2' ', where R2 is an alkylamine or amino acid residue, preferably a histamine or glycine residue, and / or at least one nucleoside residue of formula 3, wherein B1 is a thymine, uracil, cytosine, adenine and / or guanine residue and R1 is F or an alkoxy group -OR, where R is a group of the formula -CnH2n + 1, and n is a natural number from 1 to 5, preferably -OR is a methoxy group with said nucleoside residues in the position of one selected from the group consisting of N2, N7, N8, N11, N14 and N15.
Modyfikowany deoksyrybozym 10-23 o wzorze ogólnym 1, według wynalazku zawiera, co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe o wzorze 4a i/lub 4b, znajdujące się w wybranych pozycjach domeny katalitycznej P1 do P15, zwłaszcza w pozycji P1, P7, P8, P14 i/lub P15, korzystnie o określonej konfiguracji absolutnej na chiralnych atomach fosforu, i/lub co najmniej jedną resztę nukleozydową o wzorze 2a, 2b, 2c i/lub 2d, i/lub co najmniej jedną resztę nukleozydową o wzorze 3a, 3b, 3c i/lub 3d, w którym R1 oznacza atom fluoru lub grupę alkoksylową o wzorze -OR, gdzie R oznacza grupę o wzorze -CnH2n+1, a n oznacza liczbę naturalną od 1 do 5, korzystnie -OR oznacza grupę metoksylową, przy czym wymienione reszty nukleozydowe znajdują się w pozycji wybranej z grupy obejmującej N2, N7, N8, N11, N14 i N15 deoksyrybozymu o ogólnym wzorze 1.The modified deoxyribozyme 10-23 of general formula 1 according to the invention comprises at least one internucleotide phosphorothioate bond of formula 4a and / or 4b, located at selected positions in the catalytic domain P1 to P15, especially in position P1, P7, P8, P14 and / or P15, preferably with a defined absolute configuration on chiral phosphorus atoms, and / or at least one nucleoside residue of formula 2a, 2b, 2c and / or 2d, and / or at least one nucleoside residue of formula 3a, 3b, 3c and / or 3d, in which R1 is a fluorine atom or an alkoxy group of the formula -OR, where R is a group of the formula -CnH2n + 1, and n is a natural number from 1 to 5, preferably -OR is a methoxy group, said nucleoside residues are on a position selected from the group consisting of N2, N7, N8, N11, N14 and N15 of a deoxyribozyme of general formula 1.
Będące przedmiotem niniejszego wynalazku deoksyrybozymy z modyfikacjami mają ustabilizowaną odporność na hydrolizę przez nukleazy komórkowe, w których wybrane jednostki deoksyrybozymu o strukturze domeny katalitycznej znanego i wyselekcjonowanego wcześniej deoksyrybozymu 10-23, otrzymuje się metodą chemicznej syntezy, polegającej na zamianie, co najmniej jednej reszty nukleozydowej w określonej pozycji domeny katalitycznej na inną, zawierającą w obrębie zasady nukleinowej resztę aminokwasu i/lub co najmniej jednego wiązania internukleotydowego na wiązanie tiofosforanowe o konfiguracji stereozdefiniowanej lub jako mieszaniny P-epimerów.Deoxyribozymes with modifications being the subject of the present invention have a stabilized resistance to hydrolysis by cell nucleases, in which selected deoxyribozyme units with the structure of the catalytic domain of the known and previously selected deoxyribozyme 10-23 are obtained by chemical synthesis consisting in converting at least one nucleoside residue into of a specific position of the catalytic domain to another amino acid residue and / or at least one internucleotide linkage within the nucleobase to a stereophosphate linkage in a stereophosphate configuration or as mixtures of β-epimers.
Deoksyrybozym o wzorze ogólnym 1, według wynalazku, stanowi oligonukleotyd o długości od 27 do 39 nt i konserwatywnej 15-nt domenie katalitycznej opisanej w literaturze jako domena 10-23, z tym, że w wybranych pozycjach domeny katalitycznej znajdują się zasady nukleinowe wszystkich nukleozydów domeny katalitycznej identyczne z jednostkami zawartymi w oryginalnie wyselekcjonowanym deoksyrybozymie 10-23 (Santoro i Joyce, 1997), oprócz nukleozydów w wybranych pozycjach, w których znajduje się jednostka o wzorze ogólnym 2, korzystnie wzorze 2a, 2b, 2c lub 2d, gdzie B oznacza resztę uracylu modyfikowaną w pozycji 5 lub resztę adeniny modyfikowaną w pozycji 6 pierścienia nukleozasady podstawnikiem R2 stanowiącym resztę aminokwasu o charakterze zasadowym lub alkiloaminy, najkorzystniej resztę wybraną z grupy obejmującej histydynę lub glicynę.The deoxyribozyme of the general formula I according to the invention is an oligonucleotide of 27 to 39 nt in length and a conserved 15-nt catalytic domain described in the literature as domain 10-23, with the proviso that at selected positions in the catalytic domain there are nucleobases of all nucleosides of the domain identical to the units contained in the originally selected deoxyribose 10-23 (Santoro and Joyce, 1997), except for nucleosides at selected positions containing the unit of general formula 2, preferably formula 2a, 2b, 2c or 2d, where B is a residue uracil modified at position 5 or adenine residue modified at position 6 of the nucleobase ring with R2 being a basic amino acid residue or an alkylamine residue, most preferably a residue selected from the group consisting of histidine or glycine.
Deoksyrybozymy o wzorze 1 i jednostkach o wzorze 2, znajdujących się w wybranej pozycji domeny katalitycznej, najkorzystniej w pozycji 8, gdy B stanowi resztę uracylu zawierającą podstawnik histaminowy lub alkilo-glicyloamidowy w położeniu C-5 pierścienia nukleozasady, wykazują korzystne właściwości inhibitorów ekspresji genów, to jest są kilkukrotnie bardziej aktywne niż deoksyrybozym wyjściowy (niemodyfikowany), dla reakcji prowadzonych w pojedynczym obrocie przy 100-krotnym nadmiarze deoksyrybozymu w stosunku do substratu RNA lub jego chimerycznego analogu, zawierającego jedynie w miejscu hydrolizy dimer RNA, a pozostałe fragmenty są zbudowane w reszt 2'-deoksyrybonukleotydowych, oraz w obecności jonów metali dwuwartościowych, najkorzystniej jonu magnezu(II) użytych w stężeniach milimolowych.Deoxyribzymes of formula 1 and units of formula 2, located at a selected position of the catalytic domain, most preferably at the 8-position, when B is a uracil residue having a histamine or alkyl-glycylamide substituent at the C-5 position of the nucleobase ring, exhibit favorable properties of gene expression inhibitors, that is, they are several times more active than the starting deoxyribozyme (unmodified), for reactions carried out in a single rotation with a 100-fold excess of deoxyribozyme in relation to the RNA substrate or its chimeric analog, containing only RNA dimer in the hydrolysis site, and the remaining fragments are built in residues 2'-deoxyribonucleotide, and in the presence of divalent metal ions, most preferably magnesium (II) ion used at millimolar concentrations.
Deoksyrybozymy o wzorze 1 i jednostkach o wzorze 2 znajdujących się w wybranej pozycji domeny katalitycznej, najkorzystniej w pozycji 8, gdy B stanowi resztę uracylu zawierającą podstawnik histaminowy lub alkiloglicyloamidowy w położeniu C-5 pierścienia nukleozasady, wykazują aktywność katalityczną w warunkach pojedynczego obrotu tj. przy 100-krotnym nadmiarze enzymu wobec substratu i bez udziału jonów metali dwuwartościowych. Według wynalazku najbardziej korzystnie w bufo6Deoxyribozymes of formula 1 and units of formula 2 located in a selected position of the catalytic domain, most preferably in the 8-position, when B is a uracil residue having a histamine or alkylglycylamide substituent in the C-5 position of the nucleobase ring, show catalytic activity under single rotation conditions, i.e. 100-fold excess of the enzyme on the substrate and without the participation of divalent metal ions. According to the invention, it is most preferably in buffer
PL 219 355 B1 rach TRIS i PIPES o pH powyżej 7, użytych w stężeniach do molowych, najkorzystniej w stężeniach od 20 do 50 mM, dla reakcji prowadzonych w zakresie od 25 do 43°C, najkorzystniej w temp. 37°C.TRIS and PIPES pH greater than 7, used up to molar concentrations, most preferably 20 to 50 mM concentrations, for reactions ranging from 25 to 43 ° C, most preferably 37 ° C.
Deoksyrybozymy o wzorze ogólnym 1, w których znajduje się jednostka o wzorze ogólnym 2, gdzie łańcuch boczny wywodzi się z reszty aminokwasów, najkorzystniej według wynalazku, takich jak histydyna, glicyna lub innych aminokwasów o charakterze zasadowym bądź alkiloamin w nieobecności jonów metali dwuwartościowych są aktywne tylko w stosunku do określonych substratów. Z badań własnych wynika, że enzymy te są specyficzne wyłącznie w stosunku do substratu posiadającego w miejscu hydrolizy dimer 5'-GpU-3', a więc hydroliza zachodzi pomiędzy 5'-flankującą jednostką guanozyny i 3'-flankującą jednostką urydyny. Specyficzność substratowa deoksyrybozymów 1 według wynalazku jest poszerzona w stosunku do specyficzności substratowej deoksyrybozymu niemodyfikowanego.Deoxyribzymes of general formula I, in which there is a unit of general formula II, where the side chain is derived from an amino acid residue, most preferably according to the invention, such as histidine, glycine or other basic amino acids or alkylamines in the absence of divalent metal ions are only active in relation to certain substrates. Our research shows that these enzymes are specific only for the substrate having 5'-GpU-3 'dimer in the hydrolysis site, so hydrolysis takes place between the 5'-flanking guanosine unit and the 3'-flanking uridine unit. The substrate specificity of the deoxyribozymes 1 according to the invention is broadened relative to the substrate specificity of the unmodified deoxyribzyme.
Sposób wytwarzania deoksyrybozymów o ustabilizowanej odporności na hydrolizę oraz podwyższonej aktywności katalitycznej, przedstawionych wzorem 1, zawierającego w wybranych pozycjach P domeny katalitycznej, co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe o wzorze 4a lub 4b, i/lub w wybranych pozycjach N, co najmniej jedną resztę nukleozydową o ogólnym wzorze 2, w którym B oznacza resztę uracylu ewentualnie modyfikowaną w pozycji 5 lub resztę adeniny modyfikowaną w pozycji 6, przedstawione wzorem 2' lub 2, gdzie R2 oznacza resztę alkiloaminy lub aminokwasu, korzystnie resztę histaminy lub glicyny, i/lub co najmniej jedną resztę nukleozydową o wzorze 3, w którym B1 oznacza resztę tyminy, uracylu, cytozyny, adeniny i/lub guaniny, a R1 oznacza atom F lub grupę alkoksylową -OR, gdzie R oznacza grupę o wzorze -CnH2n+i, a n oznacza liczbę naturalną od 1 do 5, korzystnie -OR oznacza grupę metoksylową, według wynalazku, polega na tym, że wiązanie tiofosforanowe, korzystnie stereozdefiniowane wprowadza się do oligonukleotydu poprzez zastosowanie procedury pozwalającej na syntezę stereozdefiniowanego tiofosforanu dinukleozydu, z wykorzystaniem stereokontrolowanego otwarcia pierścienia chiralnego oksatiafosfolanu 3'-nukleozydu za pomocą grupy 5'-hydroksylowej drugiego komponenta nukleozydowego, a następnie po usunięciu zasadowo-labilnej grupy ochronnej z funkcji 3'-hydroksylowej dimeru i ochrony funkcji tiofosforanowej za pomocą grupy alkiloarylowej, prowadzi się aktywację grupy 3'-hydroksylowej dinukleozydotiofosforanu za pomocą reszty amidofosforynowej do otrzymania monomeru, który wykorzystuje się następnie, obok amidofosforynów jednostek kanonicznych oraz/lub jednostek mod yfikowanych 2 i/lub 3, do syntezy oligonukleotydu o sekwencji deoksyrybozymu 10-23 poprzez zastosowanie standardowej procedury amidofosforynowej, z wydłużonym czasem kondensacji i zwiększonym nadmiarem amidofosofrynów modyfikowanych jednostek w porównaniu do monomerów jednostek kanonicznych oraz zastosowaniu odpowiedniej procedury usuwania oligonukleotydu od złoża stałego i usuwania grup ochronnych, w tym usuwania grupy ochronnej z funkcji tiofosforanowej, które prowadzi się za pomocą układu rozpuszczalników zawierających tiofenol.A method for the preparation of deoxyribozymes with stabilized resistance to hydrolysis and increased catalytic activity, represented by the formula 1, containing in selected P positions of the catalytic domain, at least one internucleotide phosphorothioate bond of formula 4a or 4b, and / or in selected N positions, at least one nucleoside residue of general formula II, in which B is a uracil residue optionally modified at position 5 or an adenine residue modified at position 6, represented by formula 2 'or 2, where R2 is an alkylamine or amino acid residue, preferably a histamine or glycine residue, and / or at least one nucleoside residue of formula 3, wherein B1 is a residue of thymine, uracil, cytosine, adenine and / or guanine, and R 1 is F or an alkoxy group -OR, wherein R is a group of the formula -C n H 2n + n represents a natural number from 1 to 5, preferably -OR represents a methoxy group, according to the invention, consists in the phosphorothioate bond, preferably stereo defined is introduced into an oligonucleotide by the use of a procedure that allows the synthesis of a stereodefined dinucleoside phosphorothioate, using stereocontrolled opening of the chiral 3'-nucleoside oxathiophospholate with the 5'-hydroxyl group of the second nucleoside component, followed by removal of the base-labile protecting group from the 3 'function -hydroxy dimer and protection of the phosphorothioate function with an alkylaryl group, activation of the 3'-hydroxyl group of the dinucleoside phosphorothioate is carried out with a phosphoramidite residue to obtain a monomer which is then used, in addition to phosphoramidites, canonical units and / or 2 and / or 3 modi fi ed units, for the synthesis of an oligonucleotide with the deoxyribozyme sequence 10-23 by using the standard phosphoramidite procedure, with extended condensation time and an increased excess of modified phosphoramidites compared to monomers of canonical units and the use of an appropriate procedure for removing the oligonucleotide from the fixed bed and deprotecting, including deprotecting from the phosphorothioate function, using a thiophenol-containing solvent system.
Sposób wytwarzania deoksyrybozymów o ustabilizowanej odporności na hydrolizę oraz podwyższonej aktywności katalitycznej, przedstawionych wzorem 1, zawierającego w wybranych pozycjach P domeny katalitycznej, co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe o wzorze 4a lub 4b, i/lub w wybranych pozycjach N, co najmniej jedną resztę nukleozydową o ogólnym wzorze 2, w którym B oznacza resztę uracylu modyfikowaną w pozycji 5 lub resztę adeniny modyfikowaną w pozycji 6, przedstawione wzorem 2' lub 2, gdzie R2 oznacza resztę alkiloaminy lub aminokwasu, korzystnie resztę histaminy lub glicyny, według wynalazku, polega na tym, że odpowiednio modyfikowane jednostki nukleozydowe o ogólnym wzorze 2, przygotowuje się w reakcji aktywacji funkcji egzaminowej adeniny i kondensacji z aktywnym odczynnikiem niosącym w swojej strukturze resztę aminokwasu lub alkiloaminy, bądź poprzez aktywację pozycji 5 pierścienia tyminy i następujące po niej przyłączenie reszty niosącej ugrupowanie aminokwasowe lub grupę alkiloaminową, a następnie wbudowanie tak modyfikowanej jednostki do łańcucha oligonukleotydu z wykorzystaniem zaktywowanych funkcją amidofosforynową modyfikowanych jednostek N oraz jednostek o wzorze ogólnym 25 niosących stereozdefiniowane funkcje tiofosforanowe o wzorze 4a lub 4b.A method for the preparation of deoxyribozymes with stabilized resistance to hydrolysis and increased catalytic activity, represented by the formula 1, containing in selected P positions of the catalytic domain, at least one internucleotide phosphorothioate bond of formula 4a or 4b, and / or in selected N positions, at least one nucleoside residue of general formula II in which B is a 5-modified uracil residue or a 6-modified adenine residue represented by the formula 2 'or 2, wherein R2 is an alkylamine or amino acid residue, preferably a histamine or glycine residue, according to the invention, that the appropriately modified nucleoside units of the general formula 2 are prepared by the activation of the test function of adenine and condensation with an active reagent bearing in its structure an amino acid or alkylamine residue, or by activation of the 5-position of the thymine ring and subsequent attachment of a residue bearing an amino acid moiety w or an alkylamino group, and then incorporation of the unit modified in this way into the oligonucleotide chain using modified N units activated with a phosphoramidite function and units of the general formula 25 bearing the stereo-defined phosphorothioate functions of formula 4a or 4b.
Do wytwarzania deoksyrybozymów o wzorze 1 zawierających jednostki o wzorze 2 w wybranej pozycji domeny katalitycznej, gdzie B jest resztą nukleozasady modyfikowanej grupą stanowiącą resztę aminokwasu lub inną grupą alkiloaminową stosuje się procedurę syntezy według metody opisanej w literaturze a opartej na syntezie oligodeoksyrybonukleotydów na podłożu polimerowym LCA CPG z wykorzystaniem standardowych monomerów nukleotydowych w postaci 3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloamido)fosforynów 5'-DMTr chronionych nukleozydów oraz 3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloamido)fosforynu jednostki modyfikowanej 2, otrzymywanej według schematu I w reakcjiFor the preparation of deoxyribozymes of formula 1 containing units of formula 2 in a selected position of the catalytic domain, where B is a nucleobase residue modified with an amino acid residue group or other alkylamino group, the synthesis procedure according to the method described in the literature and based on the synthesis of oligodeoxyribonucleotides on the LCA CPG polymer support is used. using standard nucleotide monomers in the form of 3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamido) phosphites 5'-DMTr protected nucleosides and 3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamido) phosphite modified unit 2, obtained according to scheme I by reaction
PL 219 355 B1 aktywacji funkcji egzaminowej za pomocą grupy arylooksykarbonylowej, najkorzystniej fenoksykarbonylowej, gdy nukleozydem jest 2'-deoksyadenozyna, a następnie wymianie podstawnika na resztę aminokwasu według opisanej wcześniej procedury (R.W Adamiak, E. Biała, K. Grześkowiak, R. Kierzek, A. Kraszewski, W.T Markiewicz, J. Okupniak, J. Stawiński, M. Wiewiórowski 1978, Nucleic Acids Res. 5, 1889), bądź według schematu II w reakcji utleniania grupy 5-metylowej, gdy resztą nukleozydu jest tymidyna, a następnie reakcji reduktywnego aminowania 5-formylo-tymidyny za pomocą reagentów o charakterze amin pierwszorzędowych zawierających podstawnik aminokwasowy według wcześniej opracowanej procedury (E. Sochacka, D. Smuga 2007, Tetrahedron Lett., 48, 1363; E. Sochacka, D. Smuga, 2008, Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids, 27, 1045). Otrzymane jednostki 10 i 18, chronione na funkcji 5'-hydroksylowej za pomocą reszty 4,4'-dimetoksytrytylowej (DMTr) poddane są reakcji fosfitylacji za pomocą chloro-2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloamidofosforynu i w tej formie (jako związki 11 i 19) użyte do syntezy oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 10-23, inkorporowane w ściśle zaprojektowaną pozycję domeny katalitycznej. Przebieg syntezy monomerów o wzorze 2 pokazany jest na schemacie I i schemacie II, zaś przykładowe procedury syntezy podane są w przykładach wykonania wynalazku. Syntezę oligonukleotydów zawierających jednostki 2 według wynalazku prowadzi się w sposób opisany w ogólnie dostępnej literaturze (M. H. Caruthers, 1985, Science, 230, 281), dobierając, według wynalazku, odpowiednio łącznik złoża LCA CPG (bursztynylowy, oksalilowy lub sarkozynylowy), czas kondensacji monomerów (od 60 do 600 s) oraz odpowiednie warunki usuwania grup ochronnych (przykładowo 28% wodny roztwór amoniaku, czas od 2 do 16 godzin, temperatury 25-55°C) i usuwania oligomeru ze złoża LCA CPG (przykładowo 28% wodny roztwór amoniaku, czas 30-120 minut), a także dwuetapowy sposób oczyszczania oligomeru według sposobu Zona i Steca metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej na odwróconej fazie (G. Zon, W.J. Stec Phosphorothioate oligonucleotides. In: Oligonucleotides and Analogues; A practical Approach. Eckstein, F. (editor). Oxford; IRL Press, 1991, p. 87-108)).The activation of the test function by means of an aryloxycarbonyl group, most preferably phenoxycarbonyl, when the nucleoside is 2'-deoxyadenosine, followed by replacement of the substituent with an amino acid residue according to the previously described procedure (RW Adamiak, E. Biała, K. Grześkowiak, R. Kierzek, A. Kraszewski, WT Markiewicz, J. Okupniak, J. Stawiński, M. Wiewiórowski 1978, Nucleic Acids Res. 5, 1889), or according to scheme II in the oxidation of the 5-methyl group when the rest of the nucleoside is thymidine, followed by the reaction reductive amination of 5-formyl-thymidine with primary amine reagents containing an amino acid substituent according to a previously developed procedure (E. Sochacka, D. Smuga 2007, Tetrahedron Lett., 48, 1363; E. Sochacka, D. Smuga, 2008, Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids, 27, 1045). The obtained units 10 and 18, protected on the 5'-hydroxyl function with the 4,4'-dimethoxytrityl residue (DMTr), are subjected to the phosphitylation reaction with chloro-2-cyanoethyl-N, N-diisopropylphosphoramidite and in this form (as compounds 11 and 19) used for the synthesis of oligonucleotides with the deoxyribozyme sequence 10-23, incorporated in the strictly designed position of the catalytic domain. The synthesis of monomers of formula 2 is shown in Scheme I and Scheme II, and exemplary synthetic procedures are given in the Examples of the invention. The synthesis of oligonucleotides containing 2 units according to the invention is carried out as described in the publicly available literature (MH Caruthers, 1985, Science, 230, 281), selecting, according to the invention, the LCA CPG (succinyl, oxalyl or sarcosinyl) resin linker, respectively, the condensation time of the monomers (from 60 to 600 s) and appropriate conditions for the removal of protecting groups (for example 28% aqueous ammonia solution, time from 2 to 16 hours, temperature 25-55 ° C) and oligomer removal from the LCA CPG bed (for example 28% aqueous ammonia solution, time 30-120 minutes), as well as a two-step method of purifying the oligomer according to the method of Zona and Stec by reversed-phase high performance liquid chromatography (G. Zon, WJ Stec Phosphorothioate oligonucleotides. In: Oligonucleotides and Analogues; A practical Approach. Eckstein, F. ( editor. Oxford; IRL Press, 1991, pp. 87-108)).
Masy cząsteczkowe oligonukleotydów są potwierdzone za pomocą spektrometrii mas MALDI-TOF, a czystość określona jako >95% za pomocą elektroforezy na żelu poliakryloamidowym z dodatkiem 7M mocznika.The molecular weights of the oligonucleotides are confirmed by MALDI-TOF mass spectrometry and the purity is> 95% by polyacrylamide gel electrophoresis with the addition of 7M urea.
Deoksyrybozymy o wzorze ogólnym 1 zawierające jednostki o wzorze 2 w wybranej pozycji domeny katalitycznej, gdzie B jest resztą nukleozasady modyfikowanej grupą stanowiącą resztę aminokwasu lub inną grupą alkiloaminową według wzoru 2, są poddawane hybrydyzacji z komplementarnym oligonukleotydem o sekwencji homologicznej do mRNA beta-sekretazy (BACE1), białka zaangażowanego w patogenezę choroby Alzheimera (B. Nawrot, S. Antoszczyk, M. Maszewska, T. Kuwabara, M. Warashina, K. Taira, W.J. Stec, 2003, Eur. J. Biochem. 270, 3962; B. Nawrot, 2004, Acta Biochim. Pol. 51 (2), 431; M. Sierant, K. Kubiak, J. Kazmierczak-Baranska, M. Warashina, T. Kuwabara, B. Nawrot, 2009, International Journal of Alzheimer's Disease Article ID 257403) i badane pod względem ich właściwości fizyko-chemicznych i biologicznych.Deoxyribozymes of formula 1 containing units of formula 2 at a selected position of the catalytic domain, where B is a nucleobase residue modified with an amino acid residue group or other alkylamino group according to formula 2, are hybridized with a complementary oligonucleotide with a sequence homologous to the beta-secretase mRNA (BACE1 ), a protein involved in the pathogenesis of Alzheimer's disease (B. Nawrot, S. Antoszczyk, M. Maszewska, T. Kuwabara, M. Warashina, K. Taira, WJ Stec, 2003, Eur. J. Biochem. 270, 3962; B. Nawrot, 2004, Acta Biochim. Pol. 51 (2), 431; M. Sierant, K. Kubiak, J. Kazmierczak-Baranska, M. Warashina, T. Kuwabara, B. Nawrot, 2009, International Journal of Alzheimer's Disease Article ID 257403) and tested for their physico-chemical and biological properties.
Deoksyrybozymy o wzorze ogólnym 1 mogą być projektowane jako inhibitory ekspresji genów wybranych celów molekularnych, takich jak mRNA białek człowieka, odpowiedzialnych za patogenezę chorób lub jako inhibitory replikacji wirusów, skierowane na wirusowe RNA. Deoksyrybozymy mogą być także projektowane jako nukleazy RNA dla dowolnie wybranych sekwencji. W takich przypadkach zmianie ulega sekwencja domen rozpoznania substratu, natomiast część katalityczna tj. sekwencja domeny 10-23 z modyfikacjami według wynalazku pozostaje niezmieniona.The deoxyribozymes of general formula I can be designed as inhibitors of gene expression of selected molecular targets, such as mRNA of human proteins responsible for the pathogenesis of diseases, or as inhibitors of viral replication targeting viral RNA. Deoxyribozymes can also be designed as RNA nucleases for arbitrary sequences. In such cases, the sequence of the substrate recognition domains changes, while the catalytic part, i.e. the sequence of the domain 10-23 with modifications according to the invention, remains unchanged.
Przedmiotem wynalazku są także deoksyrybozymy o wzorze ogólnym 1, które według zastrzeżenia w wybranych pozycjach domeny katalitycznej zawierają zasady nukleinowe wszystkich nukleozydów domeny katalitycznej identyczne z jednostkami zawartymi w oryginalnie wyselekcjonowanym deoksyrybozymie 10-23 (S.W. Santoro, G.F. Joyce 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4262), lub wszystkie oprócz przypadku, gdzie w wybranych pozycjach według wynalazku znajduje się jednostka o wzorze ogólnym 3, w której reszta 2'-deoksyrybozy zastąpiona jest resztą 2'-podstawionej rybozy, według wynalazku podstawnikiem R1 takim jak: F lub O-alkilo, najkorzystniej grupą OMe, które według wynalazku posiadają modyfikacje wiązań internukleotydowych w wybranych pozycjach domeny katalitycznej polegające na zamianie jednego lub kilku wiązań fosforanowych na wiązania tiofosforanowe, to jest takie, w którym jeden z niemostkowych atomów tlenu jest zastąpiony atomem siarki, a konfiguracja centrum chiralnego jest określona jako Rp lub Sp o wzorze 4 lub deoksyrybozym stanowi mieszaninę P-epimerów Rp+Sp (mix) na wybranym chiralnym atomie fosforu, najkorzystniej, gdy deoksyrybozym 1 zawiera pojedyncze wiązanie tiofosforanowe o konfiguracji Rp w pozycji P1 lub dwa wiązania tiofosforanowe, w pozycji P1 o konfiguracji Rp i w pozycji P8 o konfiguracji Sp, zaś wszystkie jed8The invention also relates to deoxyribozymes of the general formula I, which according to the claim at selected positions in the catalytic domain contain the nucleic bases of all nucleosides of the catalytic domain identical to the units contained in the originally selected deoxyribzyme 10-23 (SW Santoro, GF Joyce 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 4262), or all except the case where at selected positions of the invention there is a unit of general formula 3 in which the 2'-deoxyribose residue is replaced with a 2'-substituted ribose residue, according to the invention with a R1 substituent such as: F or O-alkyl, most preferably with an OMe group, which according to the invention have modifications of the internucleotide bonds at selected positions in the catalytic domain consisting in replacing one or more phosphate bonds with phosphorothioate bonds, i.e. one in which one of the non-bridging oxygen atoms is replaced with a sulfur atom, and the configuration of the chiral center is defined as R p or S p of formula 4 or deoxyribozyme is a mixture of P-epimers Rp + Sp (mix) at the selected chiral phosphorus atom, most preferably deoxyribozyme 1 contains a single phosphorothioate bond with Rp configuration at P1 or two phosphorothioate bonds at P1 configuration R p and in position P8 with configuration S p , while all jed8
PL 219 355 B1 nostki nukleozydowe domeny katalitycznej są identyczne z niemodyfikowanym enzymem 10-23, lub deoksyrybozymy o wzorze ogólnym 1, które posiadają jedno lub więcej wiązań tiofosforanowych o konfiguracji mix, najkorzystniej dwa wiązania tiofosforanowe w pozycjach P1 i P8 lub pięć wiązań tiofosforanowych w pozycjach P1, P7, P8, P14 i P15 oraz wszystkie jednostki nukleozydowe domeny katalitycznej identyczne z niemodyfikowanym enzymem 10-23, lub niektóre jednostki domeny katalitycznej zamienione na jednostki o wzorze ogólnym 3, w której reszta R1 2'-deoksyrybozy zastąpiona jest resztą 2'-podstawionej rybozy, według wynalazku z podstawnikami 2'-R1 takimi jak: F lub -OR gdzie R jest podstawnikiem alkilowym CnH2n+1, a n=1 do 5, najkorzystniej grupą OMe w pozycjach N2, N7, N8, N11, N14 i N15.The nucleoside units of the catalytic domain are identical to the unmodified enzyme 10-23, or the deoxyribozymes of general formula I, which have one or more mix-configuration phosphorothioate bonds, most preferably two phosphorothioate bonds in the P1 and P8 positions or five phosphorothioate bonds in the positions P1, P7, P8, P14 and P15 and all nucleoside units of the catalytic domain identical to the unmodified enzyme 10-23, or some catalytic domain units replaced by units of general formula 3 in which the residue R1 2'-deoxyribose is replaced with the residue 2'- substituted ribose according to the invention the 2'-R1 substituents such as F or -OR where R is an alkyl C n H 2n + 1 and n = 1 to 5, more preferably the group OMe at positions N2, N7, N8, N11, N14 and N15.
Związki o wzorze ogólnym 1, zawierające w swej strukturze wiązania tiofosforanowe posiadają korzystne właściwości biofizyczne i biologiczne, w tym zwiększoną odporność na hydrolizę pod wpływem nukleaz komórkowych oraz zróżnicowaną aktywność hydrolityczną w stosunku do komplementarnych fragmentów RNA. W najbardziej korzystnej sytuacji deoksyrybozym 1, w którym znajduje się jedno wiązanie tiofosforanowe o konfiguracji Rp (IC50=0,008 pM) jest ponad 60-krotnie bardziej aktywny jako katalizator reakcji hydrolizy wiązania fosfodiestrowego w komplementarnym substracie RNA niż jego P-epimer, deoksyrybozym 1, w którym znajduje się jedno wiązanie tiofosforanowe o konfiguracji Sp (IC50=0,530 pM) oraz deoksyrybozym 1 zawierający dwa wiązania tiofosforanowe o konfiguracji Rp w pozycji P1 i o konfiguracji Sp w pozycji P8 wykazujący aktywność kilkukrotnie wyższą niż pozostałe P-diastereomery i niemodyfikowany deoksyrybozym 10-23.Compounds of general formula I, which contain phosphorothioate bonds in their structure, have favorable biophysical and biological properties, including increased resistance to hydrolysis by cell nucleases and different hydrolytic activity in relation to complementary RNA fragments. In the most advantageous situation, deoxyribozyme 1, in which there is one phosphorothioate bond with the Rp configuration (IC50 = 0.008 pM), is more than 60 times more active as a catalyst for the hydrolysis of the phosphodiester bond in a complementary RNA substrate than its P-epimer, deoxyribozyme 1, in which has one phosphorothioate bond with S p configuration (IC 50 = 0.530 pM) and deoxyribozyme 1 containing two phosphorothioate bonds with Rp configuration in P1 position and Sp configuration in P8 position showing activity several times higher than other P-diastereomers and unmodified deoxyribozyme 10- 23.
Związki o wzorze ogólnym 1, które posiadają jedno lub więcej wiązań tiofosforanowych o konfiguracji mix, najkorzystniej dwa wiązania tiofosforanowe w pozycjach P1 i P8 lub pięć wiązań tiofosforanowych w pozycjach P1, P7, P8, P14 i P15 oraz wszystkie jednostki nukleozydowe domeny katalitycznej identyczne z niemodyfikowanym enzymem 10-23, lub niektóre jednostki zamienione na jednostki o wzorze ogólnym 3, w której reszta 2'-deoksyrybozy zastąpiona jest resztą 2'-podstawionej rybozy z grupą R1, najkorzystniej grupą 2'-OMe w pozycjach N2, N7, N8, N11, N14 i N15 domeny katalitycznej oraz na 3'- i 5'-końcu oligonukleotydu posiadają korzystne właściwości biologiczne, wykazując zauważalnie wyższą stabilność na hydrolizę nukleazami w środowisku ekstraktu komórkowego z komórek HeLa (np. czas połowicznego rozkładu deoksyrybozymu 1 zawierającego pięć wiązań tiofosforanowych w pozycjach P1, P7, P8, P14 i P15 oraz jednostki o wzorze ogólnym 3, w której reszta 2'-deoksyrybozy zastąpiona jest resztą 2'-podstawionej rybozy z grupą R1, najkorzystniej grupą 2'-OMe w pozycjach N2, N7, N8, N11, N14 i N15 wynosi 4,6 h w porównaniu do 2,5 h dla niemodyfikowanego enzymu) oraz podwyższoną efektywność w warunkach in vitro w hydrolizie wiązania fosfodiestrowego w komplementarnym substracie RNA znakowanym radioaktywnie o sekwencji homologicznej do mRNA białka BACE1 (B. Nawrot, K. Widera, M. Wojcik, B. Rebowska, G. Nowak, WJ. Stec, 2007, FEBS J., 274, 1062) (2 do 3 razy wyższa efektywność określanej jako stosunek stabilności do aktywności katalitycznej w porównaniu do niemodyfikowanego enzymu) oraz w systemie komórkowym (50% zahamowania ekspresji genu białka BACE1 w porównaniu do jedynie 20% aktywności niemodyfikowanego enzymu użytych w stężeniu 50 nM dla doświadczenia przeprowadzonego w komórkach HeLa z nadekspresją genu białka fuzyjnego BACE/GFP, zachodzącą z plazmidu p-BACE/GFP (K. Sipa, E. Sochacka, J. Kazmierczak-Baranska, M. Maszewska, M. Janicka, G. Nowak, B. Nawrot, 2007, RNA 13(8): 1301).Compounds of general formula I which have one or more phosphorothioate bonds in the mix configuration, most preferably two phosphorothioate bonds in positions P1 and P8 or five phosphorothioate bonds in positions P1, P7, P8, P14 and P15 and all nucleoside units of the catalytic domain identical to the unmodified enzyme 10-23, or some units replaced with units of general formula 3, in which the 2'-deoxyribose residue is replaced with a 2'-substituted ribose residue with a R1 group, most preferably a 2'-OMe group at positions N2, N7, N8, N11 , N14 and N15 of the catalytic domain and at the 3'- and 5'-end of the oligonucleotide have favorable biological properties, showing a noticeably higher stability to nuclease hydrolysis in the environment of a cell extract from HeLa cells (e.g., the half-life of deoxyribozyme 1 containing five phosphorothioate bonds at positions P1, P7, P8, P14 and P15 and units of general formula 3 in which the 2'-deoxyribose residue is replaced with the 2 'residue -substituted ribose with the R1 group, most preferably the 2'-OMe group at positions N2, N7, N8, N11, N14 and N15 is 4.6 h compared to 2.5 h for the unmodified enzyme) and increased in vitro efficiency in hydrolysis phosphodiester binding in a complementary radiolabeled RNA substrate with a sequence homologous to the mRNA of the BACE1 protein (B. Nawrot, K. Widera, M. Wojcik, B. Rebowska, G. Nowak, WJ. Stec, 2007, FEBS J., 274, 1062) (2 to 3 times higher efficiency defined as the ratio of stability to catalytic activity compared to the unmodified enzyme) and in the cell system (50% inhibition of BACE1 gene expression compared to only 20% activity of the unmodified enzyme used at a concentration of 50 nM for the experiment carried out in HeLa cells with overexpression of the BACE / GFP fusion protein gene, proceeding from the p-BACE / GFP plasmid (K. Sipa, E. Sochacka, J. Kazmierczak-Baranska, M. Maszewska, M. Janicka, G. Nowak, B. Nawrot, 2007, RNA 13 (8): 1301).
Sposób wytwarzania deoksyrybozymów o wzorze 1, o stabilnej odporności na hydrolizę przez nukleazy komórkowe, zawierających co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe o wzorze 4a lub 4b, korzystnie o określonej konfiguracji absolutnej na chiralnych atomach fosforu, znajdujące się w wybranych pozycjach P domeny katalitycznej, zwłaszcza w pozycji P1, P7, P8, P14 i/lub P15, i ewentualnie co najmniej jedną modyfikowaną resztę nukleozydową N przedstawioną wzorem ogólnym 3, w którym B1 oznacza resztę uracylu, cytozyny, adeniny i/lub guaniny, a R1 oznacza atom fluoru lub alkoksyl, korzystnie metoksyl, zwłaszcza w pozycjach N2, N7, N8, N11, N14 i/lub N15 domeny katalitycznej, lub co najmniej jedną, modyfikowaną resztę nukleozydową N przedstawioną wzorem 2, w którym B oznacza ewentualnie podstawioną resztę uracylu lub adeniny, korzystnie przedstawioną wzorem 2a, 2b, 2c i/lub 2d, według wynalazku, polega na tym, że stereozdefiniowane wiązanie tiofosforanowe wprowadza się do oligonukleotydu poprzez zastosowanie procedury pokazanej na schemacie III pozwalającej na syntezę stereozdefiniowanego tiofosforanu dinukleozydu 22, utworzonego korzystnie z 5'-O-DMTr i N-chronionego 2'-deoksyrybonukleozydo-3'-O-(2'-tio-spiro-pentametyleno-1,3,2-oksatiafosfolanu) o wzorze 20, w którym B3 oznacza grupę o wzorze a, b, c lub d, a PG oznacza acylową grupę ochronną stosowaną rutynowo w syntezie oligonukleotydów metodąA method for the preparation of deoxyribozymes of formula I, stable to hydrolysis by cell nucleases, containing at least one internucleotide phosphorothioate bond of formula 4a or 4b, preferably with a defined absolute configuration on chiral phosphorus atoms, located in selected P positions of the catalytic domain, especially in positions P1, P7, P8, P14 and / or P15, and optionally at least one modified N nucleoside residue represented by general formula 3, wherein B1 is uracil, cytosine, adenine and / or guanine residue and R1 is fluoro or alkoxy, preferably methoxy, especially at the positions N2, N7, N8, N11, N14 and / or N15 of the catalytic domain, or at least one modified nucleoside residue N represented by formula 2, wherein B is an optionally substituted uracil or adenine residue, preferably represented by formula 2a , 2b, 2c and / or 2d, according to the invention, consists in introducing a stereo-defined phosphorothioate bond into the oligo nucleotide by using the procedure shown in Scheme III allowing the synthesis of the stereodefined dinucleoside-thiophosphate 22, preferably formed from 5'-O-DMTr and N-protected 2'-deoxyribonucleoside-3'-O- (2'-thio-spiro-pentamethylene-1 , 3,2-oxathiaphospholate) of formula 20, wherein B3 is a, b, c or d group and PG is an acyl protecting group routinely used in the synthesis of oligonucleotides by
PL 219 355 B1 amidofosforynową, najkorzystniej benzoilową, izobutyrylową, fenoksyacetylową (P. Guga, and W.J. Stec, 2003. Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry; editors: S.L. Beaucage, D.E. Bergstrom, G.D. Glick, R.A. Jones, pp. 4.17.1-4.17.28. John Wiley & Sons, Hoboken: B. Nawrot, B. Rębowska, K. Cieślińska, W.J. Stec. 2005, Tetrahedron Lett. 46, 6641; B. Nawrot, B. Rębowska, 2009; Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 4: Unit 4.34),) w reakcji otwarcia pierścienia oksatiafosfolanowego za pomocą 3'-chronionego resztą arylową, korzystnie resztą izopropoksyacetylową, nukleozydu o wzorze 21, w którym B4 oznacza grupę o wzorze a, b, c lub d, a PG oznacza acylową grupę ochronną, z zablokowanymi resztami egzaminowymi (w przypadku dA, dC i dG) w bezwodnym acetonitrylu w obecności DBU (schemat III). Otrzymany dimer o wzorze 22 jest poddawany działaniu słabego środowiska alkalicznego, korzystnie wodnego roztworu amoniaku (28%) w dioksanie (1:1) w czasie 25-30 min w celu usunięcia ochronnej grupy izopropoksyacetylowej z funkcji 3'-hydroksylowej, a następnie związek o wzorze 23 jest poddany reakcji z halogenkiem aryloalkilowym, korzystnie bromkiem 2-nitrobenzylowym w celu przeprowadzenia reakcji S-alkilowania. Po aktywacji grupy 3'-hydroksylowej w związku o wzorze 24 za pomocą 2-cyjanoetylo-bis-(N,N-diizopropylo)-amidofosforynu w obecności S-etylotiotetrazolu w bezwodnym acetonitrylu zsyntetyzowany monomer o wzorze 25 wykorzystuje się następnie do syntezy oligonukleotydu o sekwencji deoksyrybozymu 10-23 z wiązaniem tiofosforanowym o wzorze 4a lub 4b, poprzez zastosowanie procedury typowej dla syntezy oligonukleotydów metodą amidofosforynową (M. H. Caruthers, 1985, Science, 230, 281), z tym, że amidofosforyn o wzorze 25 podawany jest do syntezy w nadmiarze w stosunku do monomerów jednostek kanonicznych, reakcje kondensacji prowadzi się w czasie wydłużonym do 600 s, a syntezę oligonukleotydu wykonuje się z pozostawieniem 5'-terminalnej grupy DMTr.PL 219 355 B1 phosphoramidite, most preferably benzoyl, isobutyryl, phenoxyacetyl (P. Guga, and WJ Stec, 2003. Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry; editors: SL Beaucage, DE Bergstrom, GD Glick, RA Jones, pp. 4.17.1- 4.17.28 John Wiley & Sons, Hoboken: B. Nawrot, B. Rębowska, K. Cieślińska, WJ Stec. 2005, Tetrahedron Lett. 46, 6641; B. Nawrot, B. Rębowska, 2009; Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 4: Unit 4.34),) by opening the oxathiophospholate ring with a 3'-protected aryl residue, preferably an isopropoxyacetyl residue, a nucleoside of formula 21, in which B4 is a group of formula a, b, c or d, and PG is acyl protecting group with blocked test residues (for dA, dC and dG) in anhydrous acetonitrile in the presence of DBU (Scheme III). The resulting dimer of formula 22 is treated with a weak alkaline medium, preferably with an aqueous solution of ammonia (28%) in dioxane (1: 1) for 25-30 min to remove the isopropoxyacetyl protecting group from the 3'-hydroxyl function, followed by the compound with Formula 23 is reacted with an aralkyl halide, preferably 2-nitrobenzyl bromide, to effect an S-alkylation reaction. After activation of the 3'-hydroxyl group in the compound of formula 24 with 2-cyanoethyl bis- (N, N-diisopropyl) phosphoramidite in the presence of S-ethylthiotetrazole in anhydrous acetonitrile, the synthesized monomer of formula 25 is then used to synthesize the oligonucleotide of sequence deoxyribozyme 10-23 with a phosphorothioate linkage of formula 4a or 4b, by the use of a procedure typical for the synthesis of oligonucleotides by the phosphoramidite method (MH Caruthers, 1985, Science, 230, 281), but the phosphoramidite of formula 25 is fed in excess of relative to the monomers of the canonical units, the condensation reactions are carried out for an extended period of up to 600 s, and the synthesis of the oligonucleotide is performed leaving the 5'-terminal DMTr group.
Procedura deblokowania musi być bezpieczna dla zachowania funkcji tiofosforanowych w oligonukleotydzie. Dlatego też w pierwszym etapie oligonukleotyd jest traktowany 1 M roztworem piperydyny w acetonitrylu, w czasie którego następuje usunięcie grup 2-cyjanoetylowych z reszt fosforanowych, a wydzielający się akrylonitryl jest usuwany z mieszaniny reakcyjnej. Według tej procedury nie zachodzi reakcja następcza t.j. addycja Michaela akrylonitrylu do grupy tiofosforanowej (S., Alefelder, B.K., Patel, and F. Eckstein, 1998. Nucleic Acid Res. 26:4983-4988). W kolejnym etapie oligonukleotyd jest traktowany przez 5-7 min roztworem dioksanu, triethylaminy i tiofenolu (1/2/2, v/v/v) w celu usunięcia grupy ochronnej z funkcji PS, a następnie 20% etanolowym roztworem amoniaku w celu usunięcia grup zasadowo-labilnych. Po oczyszczeniu oligonukleotydu metodą HPLC na odwrotnej fazie oligomer jest traktowany 50% roztworem kwasu octowego i po zatężeniu roztworu pod zmniejszonym ciśnieniem ponownie poddany oczyszczaniu metodą RP-HPLC. Masa cząsteczkowa oligonukleotydów była potwierdzona metodą MALDI-TOF, zaś czystość metodą elektroforezy w 20% żelu poliakryloamidowym z dodatkiem 7 M mocznika. Konfigurację absolutną potwierdzono enzymatycznie stosując do hydrolizy oligonukleotydów fosfodiesterazę z jadu węża (PDE I) i 3'-endonukleazę P1 (nP1) w znany sposób (P.MJ., Burgers, F., Eckstein, and D.HJ. Hunneman, 1979. J. Biol. Chem. 254:7476-7478; B. V. Potter, and F. Eckstein, 1984. J. Biol. Chem. 259:14243-14248; B.V., Potter, B.A., Connolly, and F. Eckstein, 1983, Biochemistry 22:1369-1377). Produkty hydrolizy analizowano metodą HPLC i porównywano z handlowymi wzorcami.The deblocking procedure must be safe to maintain the phosphorothioate functions in the oligonucleotide. Therefore, in the first step, the oligonucleotide is treated with a 1 M solution of piperidine in acetonitrile, during which the 2-cyanoethyl groups are removed from the phosphate residues and the evolving acrylonitrile is removed from the reaction mixture. According to this procedure, there is no post-reaction, i.e. Michael addition of acrylonitrile to the phosphorothioate group (S., Alefelder, B.K., Patel, and F. Eckstein, 1998. Nucleic Acid Res. 26: 4983-4988). In the next step, the oligonucleotide is treated for 5-7 min with a solution of dioxane, triethylamine and thiophenol (1/2/2, v / v / v) to remove the protecting group from the PS function, and then with 20% ethanolic ammonia solution to remove the groups. base-labile. After purification of the oligonucleotide by reverse-phase HPLC, the oligomer is treated with 50% acetic acid solution and, after concentration of the solution under reduced pressure, again subjected to RP-HPLC purification. The molecular weight of the oligonucleotides was confirmed by the MALDI-TOF method, and the purity by electrophoresis on a 20% polyacrylamide gel with the addition of 7M urea. The absolute configuration was confirmed enzymatically using snake venom phosphodiesterase (PDE I) and P1 3'-endonuclease (nP1) to hydrolyze the oligonucleotides in a known manner (P.MJ., Burgers, F., Eckstein, and D.HJ. Hunneman, 1979. J. Biol. Chem. 254: 7476-7478; BV Potter, and F. Eckstein, 1984. J. Biol. Chem. 259: 14243-14248; BV, Potter, BA, Connolly, and F. Eckstein, 1983, Biochemistry 22: 1369-1377). The hydrolysis products were analyzed by HPLC and compared with commercial standards.
Sposób wytwarzania deoksyrybozymów o wzorze 1, o podwyższonej aktywności katalitycznej, zawierających co najmniej jedno internukleotydowe wiązanie tiofosforanowe o wzorze 4a lub 4b, korzystnie o określonej konfiguracji absolutnej na chiralnych atomach fosforu, znajdujące się w wybranych pozycjach P domeny katalitycznej, zwłaszcza w pozycji P1, P7, P8, P14 i/lub P15, i ewentualnie co najmniej jedną modyfikowaną resztę nukleozydową N przedstawioną wzorem 2, zwłaszcza wzorem 2a, 2b, 2c i/lub 2d, według wynalazku, polega na tym, że odpowiednio modyfikowane jednostki nukleozydowe przygotowuje się w reakcji aktywacji funkcji egzaminowej adeniny i kondensacji z aktywnym odczynnikiem niosącym w swojej strukturze resztę aminokwasu lub alkiloaminy, bądź poprzez aktywację pozycji 5 pierścienia tyminy i następujące po niej przyłączenie reszty niosącej ugrupowanie aminokwasowe lub grupę alkiloaminową, a następnie wbudowuje się tak modyfikowane jednostki do łańcucha oligonukleotydu z wykorzystaniem zaktywowanych funkcją amidofosforynową modyfikowanych jednostek N oraz jednostek o wzorze ogólnym 25 niosących stereozdefinowaną funkcję tiofosforanową o wzorze 4a lub 4b.A method for the preparation of deoxyribozymes of formula I, with increased catalytic activity, containing at least one internucleotide phosphorothioate bond of formula 4a or 4b, preferably with a defined absolute configuration on chiral phosphorus atoms, located in selected P positions of the catalytic domain, especially P1, P7 , P8, P14 and / or P15, and optionally at least one modified nucleoside residue N represented by formula 2, in particular by formula 2a, 2b, 2c and / or 2d, according to the invention, consists in preparing a suitably modified nucleoside unit by reaction activation of the test function of adenine and condensation with an active reagent bearing an amino acid or alkylamine residue in its structure, or by activating the 5-position of the thymine ring and subsequent attachment of a residue bearing an amino acid or alkylamino group, and then incorporation of such modified units into the oligonucleotide chain with the use ofphosphoramidite function activated N units and units of the general formula bearing the stereotyped phosphorothioate function of formula 4a or 4b.
Do wytwarzania związków o wzorze ogólnym 1 wykorzystuje się znaną i opisaną metodę syntezy oligodeoksyrybonukleotydów na podłożu polimerowym LCA CPG i standardowe monomery w postaci 3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloamido)fosforynów 5'-DMTr chronionych nukleozydów oraz, w przypadku syntezy stereozdefiniowanych analogów oligonukleotydów tiofosforanowych używa sięFor the production of compounds of general formula 1, the known and described method of synthesizing oligodeoxyribonucleotides on the LCA CPG polymer support and standard monomers in the form of 3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamido) phosphites 5'-DMTr protected nucleosides and, in the case of the synthesis of stereo-defined analogs of phosphorothioate oligonucleotides is used
PL 219 355 B1 dodatkowo przygotowanego według znanej procedury odpowiednio chronionego 3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloamido)fosforynu dinukleozydo-tiofosforanu (B. Nawrot, B. Rębowska, K. Cieślińska, W.J. Stec. 2005, Tetrahedron Lett. 46, 6641; B. Nawrot, B. Rębowska, 2009; Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 4: Unit 4.34), zaś w syntezie oligonukleotydów tiofosforanowych o konfiguracji mix zamiast procesu utleniania funkcji fosforynowej w danym wiązaniu internukleotydowym prowadzonego rutynowo w obecności I2/H2O/Py stosuje się usiarczanie, w znany sposób, za pomocą handlowo dostępnych odczynników usiarczających (np. odczynnik Beaucage'a). Usunięcie oligonukleotydów ze złoża stałego oraz usunięcie wszystkich grup protekcyjnych prowadzi się w znany sposób.PL 219 355 B1 additionally prepared according to the known procedure of appropriately protected 3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylamido) dinucleoside-thiophosphate phosphite (B. Nawrot, B. Rębowska, K. Cieślińska, WJ Stec. 2005, Tetrahedron Lett. 46, 6641; B. Nawrot, B. Rębowska, 2009; Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 4: Unit 4.34), and in the synthesis of phosphorothioate oligonucleotides in the mix configuration instead of the oxidation of the phosphite function in a given internucleotide bond carried out routinely in the presence of The I2 / H2O / Py is sulfatized, in a known manner, with commercially available sulfatizing reagents (e.g. Beaucage's reagent). Removal of the oligonucleotides from the fixed bed and removal of all protecting groups are carried out in a known manner.
Poniżej przedstawiono przykłady wykonania wynalazku.Embodiments of the invention are presented below.
P r z y k ł a d IP r z k ł a d I
Synteza 3',5'-di-O-acetylo-N6-fenoksykarbonylo-2'-deoksyadenozyny o wzorze 7 metodą z zastosowaniem 1-fenoksykarbonylotetrazolu (schemat I)Synthesis of 3 ', 5'-di-O-acetyl-N 6 -phenoxycarbonyl-2'-deoxyadenosine of formula 7 by the method using 1-phenoxycarbonylotetrazole (scheme I)
3',5'-di-O-Acetylo-2'-deoksyadenozyna (o wzorze 6) otrzymana według ogólnego przepisu (W. Andersen, D.H. Hayes, A.M. Michelson, A.R. Todd 1954, J. Chem. Soc. (Resumed), 1882) (1,16 g, 3,5 mmol) została rozpuszczona w bezwodnym dioksanie (35 mL) i poddana reakcji z 1-fenoksykarbonylotetrazolem (2,0 g, 10,5 mmol) w temp. 35°C. Po 24 godz., gdy kontrola TLC wykazała całkowite przereagowanie substratu, rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem, a surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-1% MeOH w CHCI3 v/v). Nukleozyd o wzorze 7 został otrzymany w postaci białej piany z wyd. 75% (1,20 g).3 ', 5'-di-O-Acetyl-2'-deoxyadenosine (Formula 6) obtained according to the general recipe (W. Andersen, DH Hayes, AM Michelson, AR Todd 1954, J. Chem. Soc. (Resumed), 1882) (1.16 g, 3.5 mmol) was dissolved in anhydrous dioxane (35 mL) and reacted with 1-phenoxycarbonylotetrazole (2.0 g, 10.5 mmol) at 35 ° C. After 24 h, when TLC control indicated complete consumption of the starting material, the solvent was evaporated under reduced pressure and the crude product was purified by column chromatography over silica gel (eluent: 0-1% MeOH in CHCl 3 v / v). The nucleoside of formula 7 was obtained as a white foam in 2nd Ed. 75% (1.20 g).
P r z y k ł a d IIP r z x l a d II
Synteza 3',5'-di-O-acetylo-N6-fenoksykarbonylo-2'-deoksyadenozyny o wzorze 7 metodą 1 z zastosowaniem chlorku 1-fenoksykarbonylo-N1-metyloimidazoliowegoSynthesis of 3 ', 5'-di-O-acetyl-N 6 -phenoxycarbonyl-2'-deoxyadenosine of formula 7 by method 1 using 1-phenoxycarbonyl-N 1- methylimidazolium chloride
3',5'-di-O-Acetylo-2'-deoksyadenozynę (6) (1,68 g, 5,0 mmol) rozpuszczono w bezwodnym 1 3 ', 5'-di-O-Acetyl-2'-deoxyadenosine (6) (1.68 g, 5.0 mmol) was dissolved in anhydrous 1
CH2CI2 (50 mL) a następnie dodano chlorek 1-fenoksykarbonyloW -metyloimidazoliowy (3,6 g, 15,0 mmol). Zawiesina była mieszana przez 2 godz. w temp. pokojowej w atmosferze argonu. Po tym czasie osad częściowo rozpuścił się, a kontrola postępu reakcji za pomocą TLC wykazała przereagowanie substratu. Osad odsączono i przemyto bezwodnym CH2CI2 (2x5 mL). Przesącz odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem, a surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym stosując octan etylu jako eluent. Otrzymano nukleozyd o wzorze 7 (1,71 g, Wyd. 75%).CH 2 Cl 2 (50 mL) was then added 1-phenoxycarbonyl-methylimidazolium chloride (3.6 g, 15.0 mmol). The suspension was stirred for 2 hours. at room temperature under argon atmosphere. After this time, the precipitate had partially dissolved and TLC monitoring of the reaction progress indicated conversion of the starting material. The precipitate was filtered off and washed with anhydrous CH 2 Cl 2 (2x5 mL). The filtrate was evaporated under reduced pressure and the crude product was purified by column chromatography on silica gel using ethyl acetate as an eluent. The nucleoside of formula 7 (1.71 g, 75% Ed) was obtained.
TLC Rf: 0.63 (CHCl3/MeOH 90:10 v/v), 0.42 (AcOEt);TLC Rf: 0.63 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.42 (AcOEt);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.07 (s, 3H, CH3COO), 2.14 (s, 3H, CH3COO), 2.67 (ddd, 1H, JH2',H3' = 2.5 Hz, JH2',H1' = 6.0 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2'), 2.98 (ddd, 1H, JH2',H3' = 6.5 Hz, JH2'',H1' = 7.7 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2''), 4.27 - 4.49 (m, 3H, H4', H5', H5''), 5.44 (m, 1H, H3'), 6.49 (dd, 1H, JH1',H2' = 6.1 Hz, JH1',H2'' = 7.7 Hz, H1'), 6.80 - 7.47 (m, 5H, PhO), 8.26 (s, 1H, H2), 8.81 (s, 1H, H8), 9.34 (bs, 1H, CONH); 1 H NMR (250 MHz, CDCl 3 ) δ 2.07 (s, 3H, CH3COO), 2.14 (s, 3H, CH3COO), 2.67 (ddd, 1H, JH2 ', H3' = 2.5 Hz, JH2 ', H1' = 6.0 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2 '), 2.98 (ddd, 1H, JH2', H3 '= 6.5 Hz, JH2', H1 '= 7.7 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2''), 4.27 - 4.49 (m, 3H, H4 ', H5', H5 ''), 5.44 (m, 1H, H3 '), 6.49 (dd, 1H, JH1', H2 '= 6.1 Hz, JH1', H2 '' = 7.7 Hz , H1 '), 6.80-7.47 (m, 5H, PhO), 8.26 (s, 1H, H2), 8.81 (s, 1H, H8), 9.34 (bs, 1H, CONH);
P r z y k ł a d IIIP r x l a d III
Synteza 3',5'-di-O-acetylo-N6-[(1S,2R)-1-{{2-(trimetylosililo)etoksy]karbonylo}-2{[(tert-butylo)dimetylosililo]oksy}propyloaminokarbonylo]-2'-deoksyadenozyny o wzorze 8aSynthesis of 3 ', 5'-di-O-acetyl-N 6 - [(1S, 2R) -1 - {{2- (trimethylsilyl) ethoxy] carbonyl} -2 {[(tert-butyl) dimethylsilyl] oxy} propylaminocarbonyl ] -2'-deoxyadenosine of formula 8a
3',5'-Di-O-acetylo-Ń6-fenoksykarbonylo-2'-deoksyadenozynę (o wzorze 7) (650 mg, 1,4 mmol), po osuszeniu przez dwukrotne odparowanie z bezwodną pirydyną (2x10 mL), rozpuszczono w tym samym rozpuszczalniku (10 mL), a następnie potraktowano trifluorooctanem estru trimetylosililoetylowego O-tert-butylodimetylosililo-L-treoniny (1,25 g, 2,8 mmol). Po 72 godz. mieszania w temp. 35°C, gdy kontrola postępu reakcji za pomocą TLC wykazała całkowite przereagowanie substratu, roztwór odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie trzykrotnie z bezwodnym toluenem (3x5 mL). Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-2% MeOH w CHCI3 v/v). Nukleozyd 8a otrzymano w postaci białej piany (689 mg, Wyd. 69%).3 ', 5'-Di-O-acetyl-N 6 -phenoxycarbonyl-2'-deoxyadenosine (of formula 7) (650mg, 1.4mmol), after drying by evaporation twice with anhydrous pyridine (2x10mL), dissolved in the same solvent (10 mL) and then treated with O-tert-butyldimethylsilyl-L-threonine trimethylsilylethyl ester trifluoroacetate (1.25 g, 2.8 mmol). After 72 hours After stirring at 35 ° C, when the control of the reaction progress by TLC indicated complete conversion of the substrate, the solution was evaporated under reduced pressure, and then three times with anhydrous toluene (3x5 mL). The crude product was purified by column chromatography over silica gel (eluent: 0-2% MeOH in CHCl 3 v / v). Nucleoside 8a was obtained as white foam (689 mg, 69% yield).
TLC Rf: 0.09 (CHCl3/MeOH 98:2 v/v), 0.40 (AcOEt/MeOH 98:2 v/v);TLC Rf: 0.09 (CHCl3 / MeOH 98: 2 v / v), 0.40 (AcOEt / MeOH 98: 2 v / v);
m/z (MS, FAB) 695.4 [M+H]+, 693.4 [M-H]-; (694.3 oblicz. dla C30H50Si2N6O9) m/z (HRMS, FAB) 695.3233 ([M+H]+ C^^i^Og obliczone 695.3256);m / z (MS, FAB) 695.4 [M + H] + , 693.4 [MH] - ; (694.3 calcd for C30H50Si2N6O9) m / z (HRMS, FAB) 695.3233 ([M + H] + C ^^ and ^ Og calcd 695.3256);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0.03 (s, 9H, (CH3)3Si), 0.04 (s, 3H, CH3Si), 0.09 (s, 3H, CH3Si), 1 H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0.03 (s, 9H, (CH3) 3Si), 0.04 (s, 3H, CH3Si), 0.09 (s, 3H, CH3Si),
0.94 (s, 9H, (CH3)3CSi), 0.96 - 1.06 (m, 2H, SiCH2CH2), 1.27 (d, 3H, JChy,chp = 6.3 Hz, CH3-y), 2.09 (s, 3H, CH3COO), 2.15 (s, 3H, CH3COO), 2.65 (ddd, 1H, JH2',H3' = 2.6 Hz, JH2',H1' = 6.0 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2'), 3.02 (ddd, 1H, JH2'',H3' = 6.3 Hz, JH2'',H1' = 7.9 Hz, Jgem = 14.0 Hz, H2''), 4.10 - 4.64 (m, 7H, CH2CH2O, H4', H5', H5'', CH-a.CH-β), 5.45 (m, 1H, H3'), 6.45 (dd, 1H, Jhi'H2' = 6.1 Hz, Jhi'H2' = 7.7 Hz, H1'), 8.17 (s, 1H, H2), 8.22 (bs, 1H, NHCO), 8.54 (s, 1H, H8), 10.04 (d, 1H, ^HaCHa = 9.3 Hz, NH-a);0.94 (s, 9H, (CH3) 3 CSi), 0.96 - 1.06 (m, 2H, SiCH 2 CH 2 ), 1.27 (d, 3H, J C h y , ch p = 6.3 Hz, CH 3 - y ), 2.09 (s, 3H, CH3COO), 2.15 (s, 3H, CH3COO), 2.65 (ddd, 1H, JH2 ', H3' = 2.6 Hz, JH2 ', H1' = 6.0 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2 ') , 3.02 (ddd, 1H, JH2 '', H3 '= 6.3 Hz, JH2'',H1' = 7.9 Hz, Jgem = 14.0 Hz, H2 ''), 4.10 - 4.64 (m, 7H, CH 2 CH 2 O , H4 ', H5', H5 ', CH-a.CH-β), 5.45 (m, 1H, H3'), 6.45 (dd, 1H, Jhi'H2 '= 6.1 Hz, Jhi'H2' = 7.7 Hz, H1 '), 8.17 (s, 1H, H 2), 8.22 (bs, 1H, NHCO), 8.54 (s, 1H, H8), 10.04 (d, 1H, 1H, H 2 H 2);
PL 219 355 B1 13C NMR (63 MHz, CDCis) δ -5.19 (CH3Si), -4.10 (CH3Si), -1.44 ((CH3)3Si), 17.45 ((CH3)3CSi),PL 219 355 B1 13 C NMR (63 MHz, CDCis) δ -5.19 (CH 3 Si), -4.10 (CH 3 Si), -1.44 ((CH 3 ) 3 Si), 17.45 ((CH 3 ) 3 CSi) ,
17.99 (SiCH2CH2), 20.86 (CH3COO), 21.04 (CH3COO), 21.28 (Ογ), 25.72 <(CH3)3CSi), 37.40 (C2'),17.99 (SiCH 2 CH 2 ), 20.86 (CH3COO), 21.04 (CH3COO), 21.28 (Ογ), 25.72 <(CH3) 3CSi), 37.40 (C2 '),
59.70 (Ca), 63.77 (CH2CH2O), 63.86 (C5'), 68.98 (Cp), 74.69 (C3'), 82.83 (C4'), 84.92 (Cl'), 121.17 (C5), 141.84 (C8), 150.77 (C4), 151.23 (NHCONH), 151.39 (C2), 154.76 (C6), 170.37 (CH3COO),59.70 (Ca), 63.77 (CH 2 CH 2 O), 63.86 (C5 '), 68.98 (Cp), 74.69 (C3'), 82.83 (C4 '), 84.92 (Cl'), 121.17 (C5), 141.84 ( C8), 150.77 (C4), 151.23 (NHCONH), 151.39 (C2), 154.76 (C6), 170.37 (CH3COO),
170.57 (CH3COO), 171.20 (COOCH2);170.57 (CH3COO), 171.20 (COOCH2);
P r z y k ł a d IVP r x l a d IV
Synteza N6-[(1S,2R)-1-{{2-(trimetylosililo)etoksy]karbonylo}-2{[(tert-butylo)dimetylosililo]oksy}propyloaminokarbonylo]-2'-deoksyadenozyny 9aSynthesis of N 6 - [(1S, 2R) -1 - {{2- (trimethylsilyl) ethoxy] carbonyl} -2 {[(tert-butyl) dimethylsilyl] oxy} propylaminocarbonyl] -2'-deoxyadenosine 9a
Blokowany nukleozyd 8a (556 mg, 0,8 mmol) potraktowano metanolem nasyconym NH3 (~10M, 17 mL) przez 24 godz. w temp. pokojowej. Następnie rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymany surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-10% MeOH w CHCI3 v/v). Deacetylowany nukleozyd 9a został otrzymany w postaci białej piany (366 mg, Wyd. 75%).Blocked nucleoside 8a (556 mg, 0.8 mmol) was treated with NH 3 saturated methanol (~ 10M, 17 mL) for 24 h. at room temperature. Then the solvent was evaporated under reduced pressure and the obtained crude product was purified by column chromatography over silica gel (eluent: 0-10% MeOH in CHCl 3 v / v). Deacetylated nucleoside 9a was obtained as a white foam (366 mg, 75% yield).
TLC Rf: 0.34 (CHCfe/MeOH 90:10 v/v), 0.36 (AcOEt/MeOH 90:10 v/v);TLC R f : 0.34 (CHCl 2 / MeOH 90:10 v / v), 0.36 (AcOEt / MeOH 90:10 v / v);
MS CI m/z: 611.3 [M+H]+ (oblicz. 611.30 dla C^y^OySh);MS Cl m / z: 611.3 [M + H] + (calc. 611.30 for C 19 Y 4 Oy Sh);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0.00 (s, 9H, (CH3)3Si), 0.01 (s, 3H, CH3Si), 0.07 (s, 3H, CH3Si), 0.90 (s, 9H, (C^^CSi), 0.92-1.02 (m, 2H, SiCH2CH2), 1.25 (d, 3H, Jch^chp = 6.2 Hz, CHs-γ), 2.37 (m, 1H, H2'), 3.02 (m, 1H, H2''), 3.80-4.56 (m, 7H, CH2CH2O, H4', H5', H5'', CH-a,CH-p), 4.79 (m, 1H, H3'), 6.44 (dd, 1H, JH1',H2' = 5.6 Hz, JH1,H2' = 9.0 Hz, H1'), 8.17 (s, 1H, H2), 8.47 (s, 1H, H8), 8.64 (bs, 1H, NHCO), 10.00 (d, 1h, JNHa,CHa = 9.1 Hz, NH-α); 1 H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0.00 (s, 9H, (CH3) 3Si), 0.01 (s, 3H, CH3Si), 0.07 (s, 3H, CH3Si), 0.90 (s, 9H, (C ^^ CSi), 0.92-1.02 (m, 2H, SiCH 2 CH 2 ), 1.25 (d, 3H, Jch ^ ch p = 6.2 Hz, CHs-γ), 2.37 (m, 1H, H2 '), 3.02 (m, 1H, H2 "), 3.80-4.56 (m, 7H, CH 2 CH 2 O, H4 ', H5', H5", CH-a, CH-p), 4.79 (m, 1H, H3 '), 6.44 (dd, 1H, JH1 ', H2' = 5.6 Hz, JH1, H2 '= 9.0 Hz, H1'), 8.17 (s, 1H, H2), 8.47 (s, 1H, H8), 8.64 (bs, 1H , NHCO), 10.00 (d, 1h, JNHa, CHa = 9.1 Hz, NH-α);
P r z y k ł a d VP r z k ł a d V
Synteza 3',5'-di-O-acetylo-N6-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazolo-4-ylo]etyloaminokarbonylo}-2'-deoksyadenozyny o wzorze 8bSynthesis of 3 ', 5'-di-O-acetyl-N 6 - {2- [N 1 - (4-methoxytrityl) imidazol-4-yl] ethylaminocarbonyl} -2'-deoxyadenosine of formula 8b
3',5'-Di-O-acetylo-W6-fenoksykarbonylo-2'-deoksyadenozynę (7) (271 mg, 0,60 mmol) osuszono przez dwukrotne odparowanie z bezwodną pirydyną (2x5 mL) i rozpuszczono w tym samym rozpuszczalniku (4 mL). Następnie dodano Nm-(4-metoksytrytylo)histaminę (596 mg, 1,20 mmol, 2 eq.), również osuszoną uprzednio przez dwukrotne odparowanie z bezwodną pirydyną (2x5 mL). Po 24 godz. mieszania w temp. 35°C, kontrola postępu reakcji za pomocą TLC wykazała przereagowanie substratu. Mieszanina reakcyjna została odparowana pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie trzykrotnie z toluenem (3x5 mL) w celu usunięcia śladowych ilości pirydyny. Surowy produkt został oczyszczony za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-5% MeOH w CHCI3 v/v). Nukleozyd 8b został otrzymany w postaci kremowej piany (352 mg, Wyd. 78%).3 ', 5'-Di-O-acetyl-W 6 -phenoxycarbonyl-2'-deoxyadenosine (7) (271 mg, 0.60 mmol) was dried by evaporation twice with anhydrous pyridine (2x5 mL) and dissolved in the same solvent (4 mL). N m - (4-methoxytrityl) histamine (596 mg, 1.20 mmol, 2 eq.), Also previously dried by evaporation twice with anhydrous pyridine (2x5 mL), was then added. After 24 hours After stirring at 35 ° C, control of the reaction progress by TLC indicated the substrate had reacted. The reaction mixture was evaporated under reduced pressure then three times with toluene (3 x 5 mL) to remove traces of pyridine. The crude product was purified by column chromatography over silica gel (eluent: 0-5% MeOH in CHCl 3 v / v). Nucleoside 8b was obtained as a cream foam (352 mg, 78% Ed).
TLC Rf: 0.44 (CHCl3/MeOH 90:10 v/v), 0.28 (AcOEt/MeOH 90:10 v/v); m/z (MS, FAB) 745.3 [M+H]+, 743.1 [M-H]- (C40H40N8O7 obliczone 744.3)TLC Rf: 0.44 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.28 (AcOEt / MeOH 90:10 v / v); m / z (MS, FAB) 745.3 [M + H] + , 743.1 [MH] - (C40H40N8O7 calcd 744.3)
HRMS FAB m/z: 745.3078 ([M+H]+ C40H41N8O7 oblicz. 745.3098);HRMS FAB m / z: 745.3078 ([M + H] + C40H41N8O7 calc. 745.3098);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.08 (s, 3H, CH3COO), 2.14 (s, 3H, CH3COO), 2.63 (ddd, 1H, JH2',H3' = 2.5 Hz, JH2',H1' = 6.0 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2'), 2.90 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH2-p), 3.02 (ddd, 1H, Jh2’’H3' = 6.3 Hz, Jh2'',h1' = 8.0 Hz, J9em = 14.2 Hz, H2''), 3.66 - 3.76 (m, 2H, CH2-a), 3.77 (s, 3H, OCH3), 4.31 - 4.47 (m, 3H, H4', H5', H5''), 5.46 (dt, 1H, JH3',H2' = JH3',H4' = 2.3 Hz, JH3',H2'' = 6.1 Hz, H3'), 6.46 (dd, 1H, JH1',H2' = 5.9 Hz, JH1',H2'' = 8.0 Hz, H1'), 6.66 (d, 1H, 4JH5,H2 = 1.4 Hz, Im-CH-5), 6.73 - 7.35 (m, 14H, MMTr), 7.39 (d, 1H, 4JH2,H5 = 1.4 Hz, Im-CH-2), 8.27 (s, 1H, H2), 8.31 (bs, 1H, NHCO), 8.34 (s, 1H, H8), 9.56 (t, 1H, Jnh<^ch<x = 5.6 Hz, NH-α); 1 H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.08 (s, 3H, CH3COO), 2.14 (s, 3H, CH3COO), 2.63 (ddd, 1H, JH2 ', H3' = 2.5 Hz, JH2 ', H1' = 6.0 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2 '), 2.90 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH2-p), 3.02 (ddd, 1H, Jh2''H3' = 6.3 Hz, Jh2 ', h1' = 8.0 Hz, J 9 em = 14.2 Hz, H2 ''), 3.66 - 3.76 (m, 2H, CH 2 -a), 3.77 (s, 3H, OCH3), 4.31 - 4.47 (m, 3H, H4 ', H5' , H5 ''), 5.46 (dt, 1H, JH3 ', H2' = JH3 ', H4' = 2.3 Hz, JH3 ', H2''= 6.1 Hz, H3'), 6.46 (dd, 1H, JH1 ', H2 '= 5.9 Hz, JH1', H2 '' = 8.0 Hz, H1 '), 6.66 (d, 1H, 4 JH5, H2 = 1.4 Hz, Im-CH-5), 6.73 - 7.35 (m, 14H, MMTr ), 7.39 (d, 1 H, 4 JH2, H5 = 1.4 Hz, Im-CH-2), 8.27 (s, 1H, H2), 8.31 (bs, 1H, NHCO), 8.34 (s, 1H, H8), 9.56 (t, 1H, JnH <> Ch < x = 5.6Hz, NH-α);
13C NMR (63 MHz, CDCl3) δ 20.97 (CH3COO), 21.13 (CH3COO), 28.89 (Cp), 37.57 (C2'), 40.17 (Ca), 55.44 (OCH3), 63.91 (C5'), 74.71 (C3'), 75.00 (MMTr-CPh3), 82.90 (C4'), 84.92 (Cl'), 113.38 (MMTr-o'), 118.92 (Im-CH-5), 121.02 (C5), 128.13 (MMTR-o,p), 129.82 (MMTr-m), 131.29 (MMTr-m'), 134.69 (Im-CH-4), 138.64 (Im-CH-2), 138.75 (MMTr-i'), 141.22 (C8), 142.93 (MMTr-i), 150.13 (C4), 150.64 (NHCONH), 151.43 (C2), 154.01 (C6), 159.23 (MMTr-p'), 170.47 (CH3COO), 170.62 (CH3COO); 13 C NMR (63 MHz, CDCl3) δ 20.97 (CH3COO), 21.13 (CH3COO), 28.89 (Cp), 37.57 (C2 '), 40.17 (Ca), 55.44 (OCH3), 63.91 (C5'), 74.71 (C3 '), 75.00 (MMTr-CPh3), 82.90 (C4'), 84.92 (Cl '), 113.38 (MMTr-o'), 118.92 (Im-CH-5), 121.02 (C5), 128.13 (MMTR-o, p), 129.82 (MMTr-m), 131.29 (MMTr-m '), 134.69 (Im-CH-4), 138.64 (Im-CH-2), 138.75 (MMTr-i'), 141.22 (C8), 142.93 (MMTr-i), 150.13 (C4), 150.64 (NHCONH), 151.43 (C2), 154.01 (C6), 159.23 (MMTr-p '), 170.47 (CH3COO), 170.62 (CH3COO);
P r z y k ł a d VIP r x l a d VI
Synteza N6-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazolo-4-ylo]etyloaminokarbonylo}-2'-deoksyadenozyny o wzorze 9bSynthesis of N 6 - {2- [N 1 - (4-methoxytrityl) imidazol-4-yl] ethylaminocarbonyl} -2'-deoxyadenosine of formula 9b
Acetylowany nukleozyd 8b (335 mg, 0,45 mmol) rozpuszczono w MeOH nasyconym NH3 (~10M, 9.5 mL). Po 24 godz. w temp. pokojowej, kontrola postępu reakcji (TLC) wykazała przereagowanie substratu. Po odparowaniu rozpuszczalnika pod zmniejszonym ciśnieniem, surowy produkt został oczyszczony za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-15% MeOH w CHCl3 v/v). Nukleozyd 9b otrzymano w postaci kremowej piany (230 mg, Wyd. 78%).The acetylated nucleoside 8b (335 mg, 0.45 mmol) was dissolved in NH 3 saturated MeOH (~ 10M, 9.5 mL). After 24 hours at room temperature, control of the reaction progress (TLC) showed the substrate had reacted. After evaporating the solvent under reduced pressure, the crude product was purified by column chromatography over silica gel (eluent: 0-15% MeOH in CHCl 3 v / v). Nucleoside 9b was obtained as a cream foam (230 mg, 78% Ed).
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
TLC Rf: 0.45 (CHCh/MeOH 85:15 v/v), 0.25 (AcOEt/MeOH 80:20 v/v);TLC Rf: 0.45 (CHCl3 / MeOH 85:15 v / v), 0.25 (AcOEt / MeOH 80:20 v / v);
MS FAB m/z: 663.5 [M+3H]+ (oblicz. 663.30 dla C36H39N8O5);MS FAB m / z: 663.5 [M + 3H] + (calc. 663.30 for C36H39N8O5);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.42 (ddd, 1H, Jh2',h3' = 1.9 Hz, Jh2',hi' = 5.7 Hz, Jgem = 13.5 Hz, 1 H NMR (250 MHz, CDCl 3 ) δ 2.42 (ddd, 1H, Jh2 ', h3' = 1.9 Hz, Jh2 ', hi' = 5.7 Hz, Jgem = 13.5 Hz,
H2'), 2.91 (ddd, 1H, JH2'',H3' = 5.2 Hz, JH2'',H1' = 7.7 Hz, Jgem = 13.5 Hz, H2''), 3.05 (t, 2H, J = 6.5 Hz,H2 '), 2.91 (ddd, 1H, JH2' ', H3' = 5.2 Hz, JH2 '', H1 '= 7.7 Hz, Jgem = 13.5 Hz, H2' '), 3.05 (t, 2H, J = 6.5 Hz ,
CH2-P), 3.77 (s, 3H, OCH3), 3.78 - 4.03 (m, 4H, CH2-a, H5'. H5”). 4.19 (m, 1H. H4'), 4.84 (m. 1H. H3'),CH2-P), 3.77 (s, 3H, OCH 3), 3.78 - 4.03 (m, 4H, CH 2 s, H5 '. H5'). 4.19 (m, 1H. H4 '), 4.84 (m. 1H. H3'),
6.42 (dd, 1H, JH1',H2' = 5.9 Hz, JH1',H2'' = 7.7 Hz, H1'), 6.75 (d, 1H, 4JH5,H2 = 0.7 Hz, Im-CH-5), 6.76 - 7.38 (m, 15H, MMTr, Im-CH-2), 8.32 (s, 1H, H2), 8.40 (s, 1H, H8), 8.55 (bs, 1H, NHCO), 9.58 (t, 1H, dNHa,CHa = 5.5 Hz, NH-a);6.42 (dd, 1H, JH1 ', H2' = 5.9 Hz, JH1 ', H2''= 7.7 Hz, H1'), 6.75 (d, 1H, 4 JH5, H2 = 0.7 Hz, Im-CH-5), 6.76 - 7.38 (m, 15H, MMTr, Im-CH-2), 8.32 (s, 1H, H2), 8.40 (s, 1H, H8), 8.55 (bs, 1H, NHCO), 9.58 (t, 1H, dNHa, CHa = 5.5 Hz, NH- a);
P r z y k ł a d VII 1 Example VII 1
Synteza 3',5'-di-O-acetylo-5-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazolo-4-ylo]aminometylo}-2'-deoksyurydyny o wzorze 15a (schemat II)Synthesis of 3 ', 5'-di-O-acetyl-5- {2- [N 1 - (4-metoksytrytylo) imidazole-4-yl] aminomethyl} -2'-deoxyuridine of formula 15 a (Scheme II)
3',5'-Di-O-acetylo-5-formylo-2'-deoksyurydynę (14) (340 mg, 1,0 mmol) osuszono przez odparowanie z bezwodnym CH2CI2 (2x10 mL), a następnie nukleozyd rozpuszczono w tym samym rozpuszczalniku (7 mL). Dodano kolejno Wm-4-metoksytrytylo)-histaminę (596 mg, 1,2 mmol), Et3N (167 μί, 1,2 mmol) oraz NaBH(OAc)3 (254 mg, 1,2 mmol). Po 2 godz. mieszania w temp. pokojowej, gdy przeprowadzona kontrola TLC wykazała obecność niewielkich ilości wyjściowego nukleozydu, dodano kolejną porcję NaBH(OAc)3 (106 mg, 0.50 mmol). Po następnych 2 godz., gdy stwierdzono całkowite przereagowanie substratu (TLC), do mieszaniny reakcyjnej dodano CH2CI2 (20 mL) i przemyto 5% wodnym roztworem NaHCO3 (10 mL). Następnie warstwę wodną wyekstrahowano 3x CH2CI2 (20 mL) i połączone frakcje organiczne osuszono za pomocą MgSO4. Po odsączeniu środka suszącego i odparowaniu rozpuszczalnika, z surowej mieszaniny wydzielono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-25% MeOH w CHCI3) dwa produkty w postaci żółtej piany: o wzorze 15a (390 mg, Wyd. 55%) i o wzorze 16a w postaci mieszaniny izomerów Z i E(290 mg, Wyd. 41%)3 ', 5'-Di-O-acetyl-5-formyl-2'-deoxyuridine (14) (340 mg, 1.0 mmol) was dried by evaporation with anhydrous CH 2 Cl 2 (2x10 mL), then the nucleoside was dissolved in the same solvent (7 mL). W m -4-methoxytrityl) histamine (596 mg, 1.2 mmol), Et 3 N (167 μί, 1.2 mmol) and NaBH (OAc) 3 (254 mg, 1.2 mmol) were added sequentially. After 2 hours After stirring at room temperature, when the TLC control performed showed the presence of a small amount of the starting nucleoside, another portion of NaBH (OAc) 3 (106 mg, 0.50 mmol) was added. After another 2 hours, when the substrate was completely consumed (TLC), CH 2 Cl 2 (20 mL) was added to the reaction mixture and washed with a 5% aqueous NaHCO 3 solution (10 mL). The aqueous layer was then extracted 3 × CH 2 Cl 2 (20 mL) and the combined organic fractions were dried with MgSO 4 . After the drying agent was filtered off and the solvent was evaporated, two yellow foam products were isolated from the crude mixture by silica gel column chromatography (eluent: 0-25% MeOH in CHCl 3 ): Formula 15a (390 mg, 55% Ed.) and formula 16a as a mixture of Z and E isomers (290 mg, 41% Ed)
Dane dla 15aData for 15a
TLC Rf: 0.32 (CHCI3/MeOH 90:10 v/v), 0.11 (AcOEt/MeOH 90:10 v/v);TLC Rf: 0.32 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.11 (AcOEt / MeOH 90:10 v / v);
HRMS FAB m/z. 708.3052 ([M+H]+ C3gH42N5O8 oblicz. 708.3033);HRMS FAB m / z. 708.3052 ([M + H] + C3 8 H 4 2 N 5 O 8 calcd. 708.3033);
UV (CHCl3): Xmax = 266.0 nm (ε = 7 700 M-1 cm-1), Xmin = 251.5 nm;UV (CHCl 3 ): X max = 266.0 nm (ε = 7 700 M -1 cm -1 ), X min = 251.5 nm;
1H NMR (250 MHz, CDCh) δ 2.10 (s, 3H, CH3COO), 2.11 (s, 3H, CH3COO), 2.30 (ddd, 1H, Jh2',hs' = 6.4 Hz, Jh2',hi· = 8.4 Hz, Jgem = 14.5 Hz, H2'), 2.43 (ddd, 1H, Jh2'',h3' = 1.8 Hz, Jh2”,hi· = 5.7 Hz, Jgem = 14.3 Hz, H2”), 2.80 (t, 2H, J = 7.0 Hz, CH2-3), 2.99 (t, 2H, J = 7.0 Hz, CH2-a), 3.57 (d, 1H, Jgem = 13.7 Hz, jeden z CH2-7), 3.66 (d, 1H, Jgem = 13.8 Hz, jeden z CH2-7), 3.81 (s, 3H, OCH3), 4.21 (m, 1H, H4'), 4.28 (dd, 1H, Jh5-,h4' = 3.5 Hz, Jgem = 12.0 Hz, H5''), 4.39 (dd, 1H, Jh5',h4' = 4.7 Hz, Jgem = 12.0 Hz, H5'), 5.22 (dt, 1H, Jh3',h2'' = Jh3',h4' = 2.0 Hz, Jh3',h2' = 6.3 Hz, H3'), 5.77 Hz, Jhi',h2' = 8.6 Hz, HI'), 6.59 (d, 1H, 4Jh5,h2 = 1.2 Hz, Im-CH-5), 6.77 - 7.37 (m, 14H, MMTr), 7.38 (d, 1H, 4Jh2,h5 = 1.4 Hz, Im-CH-2), 7.66 (s, 1H, H6); 1 H NMR (250 MHz, CDCl) δ 2.10 (s, 3H, CH3COO), 2.11 (s, 3H, CH3COO), 2.30 (ddd, 1H, JH2 'hs' = 6.4 Hz, JH2', hi · = 8.4 Hz, Jgem = 14.5 Hz, H2 '), 2.43 (ddd, 1H, Jh2 ", h3' = 1.8 Hz, Jh2", hi · = 5.7 Hz, Jgem = 14.3 Hz, H2 "), 2.80 (t, 2H , J = 7.0 Hz, CH 2 -3), 2.99 (t, 2H, J = 7.0 Hz, CH 2 -a), 3.57 (d, 1H, Jgem = 13.7 Hz, one of CH 2 -7), 3.66 ( d, 1H, Jgem = 13.8 Hz, one of CH 2 -7), 3.81 (s, 3H, OCH3), 4.21 (m, 1H, H4 '), 4.28 (dd, 1H, Jh 5 -, h4' = 3.5 Hz, Jgem = 12.0 Hz, H5 ''), 4.39 (dd, 1H, Jh5 ', h4' = 4.7 Hz, Jgem = 12.0 Hz, H5 '), 5.22 (dt, 1H, Jh3', h2 '' = Jh3 ', h4' = 2.0 Hz, Jh3 ', h2' = 6.3 Hz, H3 '), 5.77 Hz, Jhi', h2 '= 8.6 Hz, HI'), 6.59 (d, 1H, 4 Jh5, h2 = 1.2 Hz , Im-CH-5), 6.77-7.37 (m, 14H, MMTr), 7.38 (d, 1H, 4 Jh2, h5 = 1.4Hz, Im-CH-2), 7.66 (s, 1H, H6);
13C NMR (63 MHz, CDCis), δ 21.08 (2xCH3COO), 27.56 (Οβ). 37.34 (C2'), 45.52 (C7), 48.85 (Ca), 55.47 (OCH3), 64.03 (C5'), 74.58 (C3'), 7505 (MMTr-CPh3), 82.52 (C4'), 85.30 (Cl'), 111.73 (C5), 113.45 (MMTr-o'), 118.74 (Im-CH-5), 128.19 (MMTr-o,p), 129.82 (MMTr-m), 131.30 (MMTr-m'), 134.64 (Im-CH-4), 138.13 (MMTr-I'), 138.64 (C6), 138.71 (Im-CH-2), 142.88 (MMTr-I), 150.43 (C2), 159.25 (MMTr-p'), 163.47 (C4), 170.51 (CH3COO), 170.65 (CH3COO); 13 C NMR (63 MHz, CDCis), δ 21.08 (2xCH3COO), 27.56 (Οβ). 37.34 (C2 '), 45.52 (C7), 48.85 (Ca), 55.47 (OCH3), 64.03 (C5'), 74.58 (C3 '), 7505 (MMTr-CPh3), 82.52 (C4'), 85.30 (Cl ' ), 111.73 (C5), 113.45 (MMTr-o '), 118.74 (Im-CH-5), 128.19 (MMTr-o, p), 129.82 (MMTr-m), 131.30 (MMTr-m'), 134.64 ( Im-CH-4), 138.13 (MMTr-I '), 138.64 (C6), 138.71 (Im-CH-2), 142.88 (MMTr-I), 150.43 (C2), 159.25 (MMTr-p'), 163.47 (C4), 170.51 (CH3COO), 170.65 (CH3COO);
Dane dla mieszaniny izomerów 16a (Z i E)Data for the mixture of isomers 16a (Z and E)
TLC Rf: 0.48, 0.63 (CHC^/MeOH 90:10 v/v), 0.23, 0.41 (AcOEt/MeOH 90:10 v/v);TLC Rf: 0.48, 0.63 (CHCl2 / MeOH 90:10 v / v), 0.23, 0.41 (AcOEt / MeOH 90:10 v / v);
HRMS FAB m/z: 708.3048 ([M+H]+ C39H42N5O8 oblicz. 708.3033);HRMS FAB m / z: 708.3048 ([M + H] + C39H42N5O8 calc. 708.3033);
UV (CHCl3): Xmax = 305.0 nm (ε = 12 600 M-1 cm-1): Xmin = 258.5 nm;UV (CHCl 3 ): X max = 305.0 nm (ε = 12,600 M -1 cm -1 ): X min = 258.5 nm;
1H NMR (250 MHz, CDCh) δ 2.08 (s, 3H, CH3COO od Z), 2.09 (s, 3H, CH3COO od Z), 2.03 2.19 (m, 10H, 2xCH3COO od E, H2'. H2” od Z i E), 2.77 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH^-β od Z), 2.79 - 2.88 (m, 2H, CHz-β od E), 3.48 - 3.60 (m, 4H, CH2-a od Z i E), 3.81 (s, 3H, OCH3 od Z), 3.82 (s, 3H, OCH3 od E), 3.68 - 3.98 (m, 4H, CH2-6 od Z i E), 3.99 - 4.39 (m, 6H, H4'. H5'. H5” od Z i E), 5.06 - 5.19 (m, 3H, H3' od Z i E, NH-a od E), 6.30 (dd, 1H, Jhi',h2'' = 5.9 Hz, Jhi',h2' = 8.9 Hz, HI' od Z), 6.41 (dd, 1H, Jhi',h2'' = 5.9 Hz, Jhi',h2' = 8.8 Hz, HI' od E), 6.60 (d, 1H, 4Jh5,h2 = 1.0 Hz, Im-CH-5 od Z), 6.61 (d, 1H, 4JH5,H2 = 1.0 Hz, Im-CH-5 od E), 6.70 (d, 1H, JH7,NHa = 13.1 Hz, H7 od Z), 6.79 - 7.41 (m, 31H, MMTr, NH-3 od Z i E, Im-CH-2 od E), 7.43 (d, 1H, 4Jh2,h5 = 1.3 Hz, Im-CH-2 od Z), 7.46 (m, 1H, H7 od E), 1 H NMR (250 MHz, CDCh) δ 2.08 (s, 3H, CH3COO from Z), 2.09 (s, 3H, CH3COO from Z), 2.03 2.19 (m, 10H, 2xCH3COO from E, H2 '. H2 "from Z and E), 2.77 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH ^ -β from Z), 2.79 - 2.88 (m, 2H, CHz-β from E), 3.48 - 3.60 (m, 4H, CH2-a from Z and E), 3.81 (s, 3H, OCH3 from Z), 3.82 (s, 3H, OCH3 from E), 3.68 - 3.98 (m, 4H, CH2-6 from Z and E), 3.99 - 4.39 (m, 6H, H4 '. H5'. H5 "from Z and E), 5.06 - 5.19 (m, 3H, H3 'from Z and E, NH-a from E), 6.30 (dd, 1H, Jhi', h2 '' = 5.9 Hz, Jhi ', h2' = 8.9 Hz, HI 'from Z), 6.41 (dd, 1H, Jhi', h2 '' = 5.9 Hz, Jhi ', h2' = 8.8 Hz, HI 'from E), 6.60 (d, 1H, 4 Jh5, h2 = 1.0 Hz, Im-CH-5 from Z), 6.61 (d, 1H, 4 JH5, H2 = 1.0 Hz, Im-CH-5 from E), 6.70 (d, 1H, JH7, NHa = 13.1 Hz, H7 from Z), 6.79 - 7.41 (m, 31H, MMTr, NH-3 from Z and E, Im-CH-2 from E), 7.43 (d, 1H, 4 Jh2, h5 = 1.3 Hz, Im-CH-2 from Z), 7.46 (m, 1H, H7 from E),
8.43 (m, 1H, NH-a od Z);8.43 (m, 1H, NH- a from Z);
13C NMR (63 MHz, CDCh) δ 21.00 (CH3COO od E i Z), 21.06 (CH3COO od E i Z), 28.90 ^β od E), 30.09 ^β od Z), 32.69 (C2' od E), 33.30 (C2' od Z), 36.84 (C6 od E), 40.32 (C6 od Z), 48.75 (Ca od Z), 49.34 (Ca od Z), 49.34 (Ca od E), 55.42 (OCH3 od Z i E), 63.94 (C5' od E), 64.16 (C5' od Z), 13 C NMR (63 MHz, CDCh) δ 21.00 (CH3COO from E and Z), 21.06 (CH3COO from E and Z), 28.90 ^ β from E), 30.09 ^ β from Z), 32.69 (C2 'from E), 33.30 (C2 'from Z), 36.84 (C6 from E), 40.32 (C6 from Z), 48.75 (Ca from Z), 49.34 (Ca from Z), 49.34 (Ca from E), 55.42 (OCH3 from Z and E ), 63.94 (C5 'from E), 64.16 (C5' from Z),
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
74.34 (C3' od E), 74.46 (C3' od Z), 75.10 (MMTr-CPh3 od Z), 75.22 (MMTr-CPh3 od E), 80.44 (C4' od Z), 80.66 (C4' od E), 84.20 (C1' od Z), 84.59 (C1' od E), 85.00 (C5 od Z), 87.43 (C5 od Z), 113.44 (MMTr-o' od Z i E), 118.91 (Im-CH-5 od E), 119.60 (Im-CH-5 od Z), 128.17 (MMTr-o od Z i E, MMTr-p od Z), 128.44 (MMTr-p od E), 129.74 (MMTr-m od Z i E), 131.23 131.30 (MMTr-m' od Z i E), 134.31 (Im-CH-4 od E), 134.43 (Im-CH-4 od Z), 137.18 (MMTr-i' od Z), 137.75 (MMTr-i' od E), 138.57 (Im-CH-2 od E), 138.83 (Im-CH-2 od Z), 142.61 (MMTr-i od E), 142.70 (MMTr-i od Z), 146.72 (C7 od E), 150.15 (C7 od Z), 153.09 (C2 od E), 153.81 (C2 od Z), 159.25 (MMTr-p' od Z i E), 164.91 (C4 od E), 166.71 (C4 od Z), 170.63 (CH3COO od Z i E), 171.09 (CH3COO od Z i E);74.34 (C3 'from E), 74.46 (C3' from Z), 75.10 (MMTr-CPh 3 from Z), 75.22 (MMTr-CPh 3 from E), 80.44 (C4 'from Z), 80.66 (C4' from E ), 84.20 (C1 'from Z), 84.59 (C1' from E), 85.00 (C5 from Z), 87.43 (C5 from Z), 113.44 (MMTr-o 'from Z and E), 118.91 (Im-CH- 5 from E), 119.60 (Im-CH-5 from Z), 128.17 (MMTr-o from Z and E, MMTr-p from Z), 128.44 (MMTr-p from E), 129.74 (MMTr-m from Z and E), 131.23 131.30 (MMTr-m 'from Z and E), 134.31 (Im-CH-4 from E), 134.43 (Im-CH-4 from Z), 137.18 (MMTr-i' from Z), 137.75 ( MMTr-i 'from E), 138.57 (Im-CH-2 from E), 138.83 (Im-CH-2 from Z), 142.61 (MMTr-i from E), 142.70 (MMTr-i from Z), 146.72 ( C7 from E), 150.15 (C7 from Z), 153.09 (C2 from E), 153.81 (C2 from Z), 159.25 (MMTr-p 'from Z and E), 164.91 (C4 from E), 166.71 (C4 from Z) ), 170.63 (CH3COO from Z and E), 171.09 (CH3COO from Z and E);
P r z y k ł a d VIII 1 Example VIII 1
Synteza 5-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazol-4-ylo]etyloaminometylo}-2'-deoksyurydyny o wzorze 17aSynthesis of 5- {2- [N 1 - (4-methoxytrityl) imidazol-4-yl] ethylaminomethyl} -2'-deoxyuridine of formula 17a
Acetylowany nukleozyd 15a (354 mg, 0.50 mmol) potraktowano roztworem Et3N w MeOH (1:9 v/v, 4 ml) w temp. pokojowej przez 24 godz. Po tym czasie kontrola postępu reakcji (TLC) wykazała całkowite przereagowanie substratu. Do mieszaniny reakcyjnej dodano toluen (4 mL) i odparowano rozpuszczalniki pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-15% MeOH w CHCl3), otrzymując związek 17a w postaci żółtej piany (224 mg, Wyd. 72%).Acetylated nucleoside 15a (354 mg, 0.50 mmol) was treated with a solution of Et 3 N in MeOH (1: 9 v / v, 4 ml) at room temperature for 24 h. After this time, control of the reaction progress (TLC) showed complete conversion of the starting material. Toluene (4 mL) was added to the reaction mixture and the solvents were evaporated under reduced pressure. The crude product was purified by silica gel column chromatography (eluent: 0-15% MeOH in CHCl 3 ) to give 17a as a yellow foam (224 mg, 72% Ed).
TLC Rf: 0.24 (CHCl3/MeOH 85:15 v/v), 0.05 (AcOEt/MeOH 80:20 v/v);TLC Rf: 0.24 (CHCl3 / MeOH 85:15 v / v), 0.05 (AcOEt / MeOH 80:20 v / v);
MS FAB m/z: 624.3 [M+H]+ (oblicz. 624.27 dla C35H38N5O6);MS FAB m / z: 624.3 [M + H] + (calc. 624.27 for C35H38N5O6);
1H NMR (250 MHz, CDCfe) δ 2.24 (m, 1H, H2'), 2.43 (ddd, 1H, Jh2”,h3’ = 1.4 Hz, Jh2”,h1 = 5.5 Hz, Jgem = 14.0 Hz, H2''), 2.75 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH2-3), 2.93 (t, 2H, J = 6.8 Hz, CH2-a), 3.52 ' (d, 1H, Jgem = 14.1 Hz, jeden z CH2-7), 3.60 (d, 1H, Jgem = 14.1 Hz, jeden z CH2-7), 3.81 (s, 3H, OCH3), 4.19 - 4.32 (m, 2H, H4', H5''), 4.37 (dd, 1H, JH5',H4' = 4.4 Hz, Jgem = 12.0 Hz, H5'), 5.21 (dt, 1H, JH3',H2'' = JH3',H4' = 2.0 Hz, JH3',H2' = 6.5 Hz, H3'), 6.30 (dd, 1H, JH1',H2' = 5.6 Hz, JH1',H2' = 8.7 Hz, H1'), 6.58 (d, 1H, 4JH5,H2 = 1.2 Hz, Im-CH-5), 6.77 - 7.34 (m, 14H, MMTr), 7.35 (d, 1H, 4JH5,H2 = 1.2 Hz, Im-CH-2), 7.56 (s, 1H, H6); 1 H NMR (250 MHz, CDCfe) δ 2.24 (m, 1H, H2 '), 2.43 (ddd, 1H, JH2', H3 '= 1.4 Hz, JH2', h1 = 5.5 Hz, J g em = 14.0 Hz, H2 "), 2.75 (t, 2H, J = 6.7 Hz, CH 2 -3), 2.93 (t, 2H, J = 6.8 Hz, CH 2 -a), 3.52 '(d, 1H, Jgem = 14.1 Hz , one of CH2-7), 3.60 (d, 1H, Jgem = 14.1 Hz, one of CH2-7), 3.81 (s, 3H, OCH3), 4.19 - 4.32 (m, 2H, H4 ', H5'') , 4.37 (dd, 1H, JH5 ', H4' = 4.4 Hz, Jgem = 12.0 Hz, H5 '), 5.21 (dt, 1H, JH3', H2 '' = JH3 ', H4' = 2.0 Hz, JH3 ', H2 '= 6.5 Hz, H3'), 6.30 (dd, 1H, JH1 ', H2' = 5.6 Hz, JH1 ', H2' = 8.7 Hz, H1 '), 6.58 (d, 1H, 4 JH5, H2 = 1.2 Hz, Im-CH-5), 6.77-7.34 (m, 14H, MMTr), 7.35 (d, 1H, 4 JH5, H2 = 1.2 Hz, Im-CH-2), 7.56 (s, 1H, H6);
P r z y k ł a d IXP r x l a d IX
Synteza 3',5'-di-O-acetylo-5-metoksykarbonyloaminometylo-2'-deoksyurydyny 15b w reakcji bezpośredniego redukcyjnego aminowania 3',5'-di-O-acetylo-5-formylo-2'-deoksyurydyny z chlorowodorkiem estru metylowego glicynySynthesis of 3 ', 5'-di-O-acetyl-5-methoxycarbonylaminomethyl-2'-deoxyuridine 15b by direct reductive amination of 3', 5'-di-O-acetyl-5-formyl-2'-deoxyuridine with ester hydrochloride glycine methyl
3',5'-Di-O-acetylo-5-formylo-2'-deoksyurydynę (o wzorze 14) (340 mg, 1,0 mmol) osuszono przez odparowanie z bezwodnym CH2Cl2 (2x10 mL), a następnie nukleozyd rozpuszczono w tym samym rozpuszczalniku (7 mL). Dodano kolejno chlorowodorek estru metylowego glicyny (180 mg, 1,5 mmol), Et3N (210 gL, 1,5 mmol) oraz NaBH(OAc)3 (254 mg, 1.2 mmol). Po 2 godz. mieszania w temp. pokojowej, gdy przeprowadzona kontrola TLC (CHCI3/MeOH 90:10 v/v), wykazała obecność niewielkich ilości wyjściowego nukleozydu, dodano kolejną porcję NaBH(OAc)3 (106 mg, 0.50 mmol). Po następnych 2 godz. stwierdzono całkowite przereagowanie substratu (TLC) i w celu zakończenia reakcji do mieszaniny reakcyjnej dodano 5% wodnego roztworu NaHCO3 (10 mL), a następnie warstwę wodną wyekstrahowano 3 x CH2CI2 (20 mL). Połączone frakcje organiczne osuszono za pomocą MgSO4. Po odsączeniu środka suszącego i odparowaniu rozpuszczalnika, z surowej mieszaniny w ydzielono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent; 0-5% MeOH w CHCI3) wydzielono dwa produkty: 15b (339 mg, Wyd. 82%) oraz 16b w postaci mieszaniny izomerów E i Z (33 mg, Wyd. 8%).3 ', 5'-Di-O-acetyl-5-formyl-2'-deoxyuridine (of formula 14) (340 mg, 1.0 mmol) was dried by evaporation with anhydrous CH2Cl2 (2x10 mL), then the nucleoside was dissolved in the same solvent (7 mL). Glycine methyl ester hydrochloride (180 mg, 1.5 mmol), Et 3 N (210 gL, 1.5 mmol) and NaBH (OAc) 3 (254 mg, 1.2 mmol) were added sequentially. After 2 hours After stirring at room temperature, when TLC control (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v) showed the presence of a small amount of starting nucleoside, another portion of NaBH (OAc) 3 (106 mg, 0.50 mmol) was added. After another 2 hours It said complete consumption of starting material (TLC) to terminate the reaction and the reaction mixture was added 5% aqueous solution of NaHCO3 (10 mL) and the aqueous layer was extracted with 3 x CH 2 Cl 2 (20 mL). The combined organic fractions were dried with MgSO 4 . After the drying agent was filtered off and the solvent was evaporated, two products were isolated from the crude mixture by column chromatography on silica gel (eluent; 0-5% MeOH in CHCl 3 ): 15b (339 mg, 82% Ed) and 16b as mixture of E and Z isomers (33 mg, 8% Ed).
Dane dla 15bData for 15b
TLC Rf: 0.45 (CHCfe/MeOH 90:10 v/v), 0.22 (AcOEt/MeOH 95:5 v/v); m/z: (MS, FAB) 414.2 [M+H]+, 412.2 [M-H] (obliczone dla C17H23N3O9 413.1) m/z: (HRMS, FAB) 414.1513 (obliczone [M+H]+ C17H24N3O7 414.1507);TLC R f : 0.45 (CHCl 2 / MeOH 90:10 v / v), 0.22 (AcOEt / MeOH 95: 5 v / v); m / z: (MS, FAB) 414.2 [M + H] + , 412.2 [MH] (calc. for C17H23N3O9 413.1) m / z: (HRMS, FAB) 414.1513 (calc. [M + H] + C17H24N3O7 414.1507);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.12 (s, 3H, CH3COO), 2.14 (s, 3H, CH3COO), 2.20 (m, 1H, H2'), 2.47 (ddd, 1H, J.. ..3 = 1.6 Hz, Jh-,h1· = 5.5 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2''), 3.42 (s, 2H, CH2-a), 3.56 (s, 2H, CH2-7), 3.72 (s, 3H, OCH3), 4.22 - 4.35 (m, 2H, H4', H5''), 4.40 (dd, 1H, JH5',H4' = 4.4 Hz, Jgem = 12.1 Hz, H5'), 5.23 (dt, 1H, JH3',H2'' = JH3',H4' = 1.9 Hz, JH3',H2' = 6.6 Hz, H3'), 6.34 (dd, 1H, JH1',H2'' = 5.5 Hz, JH1',H2' = 8.8 Hz, H1'), 7.53 (s, 1H, H6); 1 H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.12 (s, 3H, CH3COO), 2.14 (s, 3H, CH3COO), 2.20 (m, 1H, H2 '), 2.47 (ddd, 1H, J ..3 .. = 1.6 Hz, Jh-, h1 = 5.5 Hz, Jgem = 14.2 Hz, H2 "), 3.42 (s, 2H, CH 2 -a), 3.56 (s, 2H, CH2-7), 3.72 (s, 3H, OCH3), 4.22 - 4.35 (m, 2H, H4 ', H5''), 4.40 (dd, 1H, JH5', H4 '= 4.4 Hz, Jgem = 12.1 Hz, H5'), 5.23 (dt, 1H , JH3 ', H2''=JH3', H4 '= 1.9 Hz, JH3', H2 '= 6.6 Hz, H3'), 6.34 (dd, 1H, JH1 ', H2''= 5.5 Hz, JH1', H2 '= 8.8 Hz, H1'), 7.53 (s, 1H, H6);
13C NMR (63 MHz, CDCl3), δ 20.60 (CH3COO), 20.72 (CH3COO), 37.12 (C2'), 45.27 (C7), 49.67 (Ca), 51.66 (OCH3), 63.80 (C5'), 74.29 (C3'), 82.09 (C4'), 84.88 (C1'), 112.77 (C5), 136.52 (C6), 150.41 (C2), 163.43 (C4), 170.25 (CH3COO), 172.27 (COOCH3); 13 C NMR (63 MHz, CDCl3), δ 20.60 (CH3COO), 20.72 (CH3COO), 37.12 (C2 '), 45.27 (C7), 49.67 (Ca), 51.66 (OCH3), 63.80 (C5'), 74.29 ( C3 '), 82.09 (C4'), 84.88 (C1 '), 112.77 (C5), 136.52 (C6), 150.41 (C2), 163.43 (C4), 170.25 (CH3COO), 172.27 (COOCH3);
Dane dla 16bData for 16b
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
TLC Rf: 0.50, 0.60 (CHCl3/MeOH 90:10 v/v), 0.32, 0.50 (AcOEt/MeOH 95:5 v/v); m/z: (MS, FAB) 414.3 [M+H]+, 412.2 [M-H]- (obliczone dla C17H23N3O9 413.14) 1H NMR (250 MHz, CDCfe) δ 2.07 - 2.22 (m, 16H, 2xCH3COO, H2', H2'' od Z i E), 3.63 - 3.88 (m, 2H, jeden z CH2-6 od Z i E), 3.77 (s, 3H, OCH3 od E), 3.78 (s, 3H, OCH3 od Z), 3.90 - 4.40 (m, 11H, jeden z CH2-6, CH2-a, H4' od Z i E, H5', H5'' od Z, H5'' od E), 4.47 (dd, 1H, Jh5w = 7.0 Hz, Jgem = 11.1 Hz, H5' od E), 5.06 - 5.19 (m, 2H, H3' od Z i E), 5.61 (m, 1H, NH-a od E), 6.31 (dd, 1H, Jhi',h2” = 6.1 Hz, Jhi',h2· = 8.6 Hz, H1' od Z), 6.40 (m, 1H, H1' od E), 6.65 (d, 1H, Jh7,nho, = 12.8 Hz, H7 od Z), 7.38 (dt, 1H, 4Jh7,h6 = 1.4 Hz, J.. = 14.4 Hz, H7 od E), 7.45 (s, 1H, NH-3 od Z), 7.47 (s, 1H, NH-3 od E), 8.48 (M, 1H, NH-a od Z);TLC Rf: 0.50, 0.60 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.32, 0.50 (AcOEt / MeOH 95: 5 v / v); m / z (MS FAB) 414.3 [M + H] +, 412.2 [M-H] - (calcd for C17H23N3O9 413.14) 1 H NMR (250 MHz, CDCfe) δ 2.07 - 2.22 (m, 16H, 2 xCH 3 COO, H2 ', H2''from Z and E), 3.63 - 3.88 (m, 2H, one of CH2-6 from Z and E), 3.77 (s, 3H, OCH3 from E), 3.78 (s, 3H, OCH3 from Z), 3.90 - 4.40 (m, 11H, one from CH 2 -6, CH 2 -a, H4 'from Z and E, H5', H5 'from Z, H5' from E), 4.47 (dd, 1H, Jh5w = 7.0 Hz, Jgem = 11.1 Hz, H5 'from E), 5.06 - 5.19 (m, 2H, H3' from Z and E), 5.61 (m, 1H, NH from E), 6.31 (dd , 1H, Jhi ', h2 ”= 6.1 Hz, Jhi', h2 · = 8.6 Hz, H1 'from Z), 6.40 (m, 1H, H1' from E), 6.65 (d, 1H, Jh7, nho, = 12.8 Hz, H7 from Z), 7.38 (dt, 1H, 4 Jh7, h6 = 1.4 Hz, J .. = 14.4 Hz, H7 from E), 7.45 (s, 1H, NH-3 from Z), 7.47 (s , 1H, NH-3 from E), 8.48 (M, 1H, NH- a from Z);
13C NMR (63 MHz, CDCl3) δ 21.04 (CH3COO od Z i E), 21.10 (CH3COO od Z i E), 33.40 (C2' od Z i E), 36.35 (C6 od E), 40.25 (C6 od Z), 49.40 (Ca od Z), 49.50 (Ca od E), 52.52 (OCH3 od E), 52.68 (OCH3 od Z), 64.12 (C5' od E), 64.17 (C5' od Z), 74.37 (C3' od Z), 74.42 (C3' od E), 80.50 (C4' od Z), 81.18 (C4' od E), 84.26 (C1' od Z), 84.54 (C1' od E), 88.19 (C5 od Z), 90.52 (C5 od E), 145.68 (C7 od E), 149.18 (C7 od Z), 152.60 (C2 od E), 153.37 (C2 od Z), 164.88 (C4 od E), 166.93 (C4 od Z), 170.70 (CH3COO od Z i E), 170.77 (CH3COO od Z i E), 171.81 (COOCH3 od Z i E); 13 C NMR (63 MHz, CDCl3) δ 21.04 (CH3COO from Z and E), 21.10 (CH3COO from Z and E), 33.40 (C2 'from Z and E), 36.35 (C6 from E), 40.25 (C6 from Z ), 49.40 (Ca from Z), 49.50 (Ca from E), 52.52 (OCH3 from E), 52.68 (OCH3 from Z), 64.12 (C5 'from E), 64.17 (C5' from Z), 74.37 (C3 ' from Z), 74.42 (C3 'from E), 80.50 (C4' from Z), 81.18 (C4 'from E), 84.26 (C1' from Z), 84.54 (C1 'from E), 88.19 (C5 from Z) , 90.52 (C5 from E), 145.68 (C7 from E), 149.18 (C7 from Z), 152.60 (C2 from E), 153.37 (C2 from Z), 164.88 (C4 from E), 166.93 (C4 from Z), 170.70 (CH3COO from Z and E), 170.77 (CH3COO from Z and E), 171.81 (COOCH3 from Z and E);
P r z y k ł a d XP r z k ł a d X
Synteza 5-metoksykarbonyloaminometylo-2'-deoksyurydyny o wzorze 17bSynthesis of 5-methoxycarbonylaminomethyl-2'-deoxyuridine of formula 17b
Nukleozyd 11b (320 mg, 0,77 mmol) został potraktowany roztworem Et3N w MeOH (1:9 v/v, 6 ml) w temp, pokojowej przez 24 godz. Po tym czasie, kontrola postępu reakcji (TLC) wykazała całkowite przereagowanie substratu. Do mieszaniny reakcyjnej dodano toluen (6 mL) i odparowano rozpuszczalniki pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-20% MeOH w CHCI3), otrzymując związek 17b w postaci białej piany (167 mg, Wyd. 66%).Nucleoside 11b (320 mg, 0.77 mmol) was treated with a solution of Et 3 N in MeOH (1: 9 v / v, 6 ml) at room temperature for 24 h. After this time, control of the reaction progress (TLC) showed complete consumption of the starting material. Toluene (6 mL) was added to the reaction mixture and the solvents were evaporated under reduced pressure. The crude product was purified by column chromatography on silica gel (eluent: 0-20% MeOH in CHCl 3 ) to give 17b as a white foam (167 mg, 66% Ed).
TLC Rf: 0.21 (CHCl3/MeOH 85:15 v/v), 0.13 (AcOEt/MeOH 85:15 v/v);TLC Rf: 0.21 (CHCl3 / MeOH 85:15 v / v), 0.13 (AcOEt / MeOH 85:15 v / v);
MS FAB m/z: 330.2 [M+H]+ (oblicz. 330.12 dla C13H20N3O7);MS FAB m / z: 330.2 [M + H] + (calc. 330.12 for C13H20N3O7);
1H NMR (250 MHz, D2O) δ 2.28 - 2.48 (m, 2H, H2', H2''), 3.50 (s, 2H, CH2-a), 3.57 (s, 2H, CH2-7), 3.73 (s, 3H, OCH3), 3.76 (m, 1H, H5''), 3.85 (dd, 1H, JH5',H4' = 3.2 Hz, Jgem = 12.5 Hz, H5'), 4.04 (m, 1H, H4'), 4.47 (m, 1H, H3'), 6.27 (t, 1H, JH1',H2'' = 6.6 Hz, H1'), 7.86 (s, 1H, H6); 1 H NMR (250 MHz, D2O) δ 2.28 - 2.48 (m, 2H, H2 ', H2''), 3.50 (s, 2H, CH2-a), 3.57 (s, 2H, CH2-7), 3.73 ( s, 3H, OCH3), 3.76 (m, 1H, H5 ''), 3.85 (dd, 1H, JH5 ', H4' = 3.2 Hz, Jgem = 12.5 Hz, H5 '), 4.04 (m, 1H, H4' ), 4.47 (m, 1H, H3 '), 6.27 (t, 1H, JH1', H2 '' = 6.6 Hz, H1 '), 7.86 (s, 1H, H6);
P r z y k ł a d XIP r z x l a d XI
Ogólna procedura 5'-O-dimetoksytrytylowania nukleozydówGeneral Nucleoside 5'-O-dimethoxytritylation Procedure
Wyjściowy nukleozyd (0,35 mmol) w celu usunięcia śladów wody odparowano dwukrotnie z bezwodną pirydyną (2x4 mL), następnie rozpuszczono w tym samym rozpuszczalniku (4 mL) i dodano chlorek 4,4'-dimetoksytrytylu (124 mg, 0,39 mmol). Mieszanina reakcyjna była mieszana przez 16 godz. w temp. pokojowej. Po tym czasie, gdy kontrola TLC wykazała obecność niewielkich ilości wyjściowego nukleozydu, dodano kolejną porcję chlorku 4,4'-dimetoksytrytylu (11 mg, 0,035 mmol). Po kolejnych 4 godzinach, gdy stwierdzono całkowite przereagowanie substratu (TLC), do mieszaniny reakcyjnej dodano wodę (7 mL) oraz CHCI3 (15 mL), a następnie frakcję wodną ekstrahowano trzykrotnie CHCI3 (3x15 mL), po czym połączone frakcje organiczne osuszono za pomocą MgSO4. Po odsączeniu środka suszącego i odparowaniu rozpuszczalnika surowy produkt odparowano trzykrotnie z bezwodnym toluenem (3x10 mL), a następnie poddano oczyszczaniu za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym (eluent: 0-10% MeOH w CHCI3) otrzymując odpowiednie 5'-O-dimetoksytrytylowe pochodne w postaci jasnożółtej piany.The starting nucleoside (0.35 mmol) was evaporated twice with anhydrous pyridine (2x4 mL) to remove traces of water, then dissolved in the same solvent (4 mL) and 4,4'-dimethoxytrityl chloride (124 mg, 0.39 mmol) was added ). The reaction mixture was stirred for 16 h. at room temperature. After this time, when TLC control indicated the presence of a small amount of starting nucleoside, another portion of 4,4'-dimethoxytrityl chloride (11 mg, 0.035 mmol) was added. After another 4 hours, when the substrate was completely consumed (TLC), water (7 mL) and CHCl 3 (15 mL) were added to the reaction mixture, and then the aqueous fraction was extracted three times with CHCl 3 (3 × 15 mL) and the combined organic fractions were dried. with MgSO 4 . After filtering off the drying agent and evaporating the solvent, the crude product was evaporated three times with anhydrous toluene (3x10 mL) and then purified by silica gel column chromatography (eluent: 0-10% MeOH in CHCl 3 ) to give the corresponding 5'-O-dimethoxitrile light yellow foam derivatives.
5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-N6-[(1S,2R)-1-{{2-trimetylosililo)etoksy]karbonylo}-2-{[(tert-butylo)dimetylosililo}propyloaminokarbonylo]-2'-deoksyadenozyny 10a5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -N6 - [(1S, 2R) -1 - {{2-trimethylsilyl) ethoxy] carbonyl} -2 - {[(tert-butyl) dimethylsilyl} propylaminocarbonyl] - 2'-deoxyadenosine 10a
225 mg, wydajność 71%; TLC Rf: 0.64 (CHCl3/MeOH 90:10 v/v), 0.54 (AcOEt/MeOH 95:5 v/v);225 mg, 71% yield; TLC Rf: 0.64 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.54 (AcOEt / MeOH 95: 5 v / v);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0.03 (s, 9H, CH3)3Si), 0.05 (s, 3H, CH3Si), 0.10 (s, 3H, CH3Si), 0.95 (s, 9H, (CH3)3CSi), 1.01 (t, 2H, J = 8.5 Hz, SiCH2CH2), 1.28 (d, 3H, JChy,chp = 6.2, CHs-γ), 2.57 (m, 1H, H2'), 2.85 (m, 1H, H2''), 3.35 (dd, 1H, JH5'',H4' = 3.3 Hz, Jgem = 10.4 Hz, H5''), 3.42 (dd, 1H, JH5',H4' = 1 H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 0.03 (s, 9H, CH3) 3Si), 0.05 (s, 3H, CH3Si), 0.10 (s, 3H, CH3Si), 0.95 (s, 9H, (CH3) 3CSi) , 1.01 (t, 2H, J = 8.5 Hz, SiCH 2 CH 2 ), 1.28 (d, 3H, J C h y , ch p = 6.2, CHs-γ), 2.57 (m, 1H, H2 '), 2.85 (m, 1H, H2 ''), 3.35 (dd, 1H, JH5 '', H4 '= 3.3Hz, Jgem = 10.4Hz, H5''), 3.42 (dd, 1H, JH5', H4 '=
5.3 Hz, Jgem = 10.3 Hz, H5'), 3.79 (s, 6H, 2xOCH3), 4.12 - 4.62 (m, 5H, CH2CH2O, CH-β, CH-a, H4'), 4.69 (m, 1H, H3'), 6.46 (t, 1H, JH1',H2' = JH1',H2'' = 6.5 Hz, H1'), 6.79-7.41 (m, 13H, DMTr), 7.96 (bs, 1H, NHCO), 8.07 (s, 1H, H2), 8.48 (s, 1H, H8), 10.03 (d, 1H, JNHa,CHa = 9.4 Hz, NH-a);5.3 Hz, Jgem = 10.3 Hz, H5 '), 3.79 (s, 6H, 2xOCH3), 4.12 - 4.62 (m, 5H, CH 2 CH 2 O, CH-β, CH-a, H4'), 4.69 (m , 1H, H3 '), 6.46 (t, 1H, JH1', H2 '= JH1', H2 '' = 6.5 Hz, H1 '), 6.79-7.41 (m, 13H, DMTr), 7.96 (bs, 1H, NHCO), 8.07 (s, 1H, H 2), 8.48 (s, 1H, H8), 10.03 (d, 1H, JNHa, CHa = 9.4Hz, NH- a);
5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-N6-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazolo-4-ylo]etyloaminokarbonylo}-2'-deoksyadenozyna o wzorze 10b5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -N 6 - {2- [N1- (4-methoxytrityl) imidazol-4-yl] ethylaminocarbonyl} -2'-deoxyadenosine of formula 10b
212 mg, wydajność 63%; TLC Rf: 0.45 (CHCl3/MeOH 90:10 v/v), 0.41 (AcOEt/MeOH 85:15 v/v);212 mg, 63% yield; TLC Rf: 0.45 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.41 (AcOEt / MeOH 85:15 v / v);
1H NMR (250 MHz, CDCfe) δ 2.56 (m, 1H, H2'), 2.91 (m, 1H, H2''), 3.05 (t, 2H, J = 6.5 Hz, CH2-3), 3.40 - 3.43 (m, 2H, CH2-a), 3.76 (s, 9H, 3xOCH3), 3.64 - 3.84 (m, 2H, H5', H5''), 4.13 (m, 1H, H4'), 1 H NMR (250 MHz, CDCfe) δ 2.56 (m, 1H, H2 '), 2.91 (m, 1H, H2''), 3.05 (t, 2H, J = 6.5 Hz, CH 2 -3), 3.40 - 3.43 (m, 2H, CH2-a), 3.76 (s, 9H, 3xOCH3), 3.64 - 3.84 (m, 2H, H5 ', H5''), 4.13 (m, 1H, H4'),
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
4.72 (m, 1H, H3'), 6.47 (m, 1H, H1'), 6.75 (s, 1H, Im-CH-5), 6.74 - 7.40 (m, 28H, DMTr, MMTr, Im-CH-2),4.72 (m, 1H, H3 '), 6.47 (m, 1H, H1'), 6.75 (s, 1H, Im-CH-5), 6.74 - 7.40 (m, 28H, DMTr, MMTr, Im-CH-2 ),
7.91 (bs, 1H, NHCO), 8.10 (s, 1H, H2), 8.28 (s, 1H, H8), 9.50 (t, 1H, ^NHaCHa = 5.7 Hz, NH-a);7.91 (bs, 1H, NHCO), 8.10 (s, 1H, H 2), 8.28 (s, 1H, H8), 9.50 (t, 1H, 1H, NH 4a = 5.7Hz, NH?);
11
5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-5-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazol-4-ylo]etyloaminometylo}-2'-deoksyurydyny o wzorze 18a5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -5- {2- [N 1 - (4-methoxytrityl) imidazol-4-yl] ethylaminomethyl} -2'-deoxyuridine of formula 18a
197 mg, wydajność 61%; TLC Rf: 0.53 (cHcl3/MeOH 85:10 v/v), 0.32 (AcOEt/MeOH 80:20 v/v);197 mg, 61% yield; TLC Rf: 0.53 (cHCl3 / MeOH 85:10 v / v), 0.32 (AcOEt / MeOH 80:20 v / v);
1H NMR (250 MHz, CDCis) δ 2.19 - 2.42 (m, 2H, H2', H2”), 2.48 - 2.67 (m, 4H, C^-β, CH2-a), 3.05 (d, 1H, Jgem = 14.0 Hz, jeden z cH2-7), 3.11 (d, 1H, Jgem = 14.0 Hz, jeden z cH2-7), 3.35 (dd, 1H, JH5'',H4' = 3.8 Hz, Jgem = 10.6 Hz), 3.42 (dd, 1H, JH5',H4' = 3.8 Hz, Jgem = 10.7 Hz), 3.74 (s, 6H, 2xOCH3), 3.80 (s, 3H, OCH3), 3.99 (q, 1H, JH4',H5' = JH4',H5'' = 3.5 Hz, H4'), 4.50 (m, 1H, H3'), 6.31 (t, 1H, JH1',H2'' = JH1',H2' = 6.5 Hz, H1'), 6.52 (d, 1H, 4JH5,H2 = 1.0 Hz, Im-CH-5), 6.75 - 7.43 (m, 28H, DMTr, MMTr, ImCH-2), 7.57 (s, 1H, H6); 1 H NMR (250 MHz, CDCis) δ 2.19 - 2.42 (m, 2H, H2 ', H2 "), 2.48 - 2.67 (m, 4H, C6 -β, CH2-a), 3.05 (d, 1H, Jgem = 14.0 Hz, one of cH2-7), 3.11 (d, 1H, Jgem = 14.0 Hz, one of cH2-7), 3.35 (dd, 1H, JH5 '', H4 '= 3.8 Hz, Jgem = 10.6 Hz) , 3.42 (dd, 1H, JH5 ', H4' = 3.8 Hz, Jgem = 10.7 Hz), 3.74 (s, 6H, 2xOCH3), 3.80 (s, 3H, OCH3), 3.99 (q, 1H, JH4 ', H5 '= JH4', H5 '' = 3.5 Hz, H4 '), 4.50 (m, 1H, H3'), 6.31 (t, 1H, JH1 ', H2''=JH1', H2 '= 6.5 Hz, H1' ), 6.52 (d, 1H, 4 JH5, H2 = 1.0 Hz, Im-CH-5), 6.75-7.43 (m, 28H, DMTr, MMTr, ImCH-2), 7.57 (s, 1H, H6);
5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-5-metoksykarbonyloaminometylo-2'-deoksyurydyna o wzorze5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -5-methoxycarbonylaminomethyl-2'-deoxyuridine of the formula
18b18b
150 mg, wydajność 68%; TLC Rf: 0.32 (CHCl3/MeOH 90:10 v/v), 0.22 (AcOEt/MeOH 95:5 v/v);150 mg, 68% yield; TLC Rf: 0.32 (CHCl3 / MeOH 90:10 v / v), 0.22 (AcOEt / MeOH 95: 5 v / v);
1H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.29 (m, 1H, H2'), 2.40 (ddd, 1H, JH2'',H3' = 4.1 Hz, JH2'',H1' = 6.4 Hz, Jgem = 14.4 Hz, H2''), 2.93 - 3.15 (m, 4H, CH2-a, CH2-7), 3.37 (dd, 1H, JH5',H4'' = 3.4 Hz, Jgem = 10.5 Hz, H5''), 3.47 (dd, 1H, JH5',H4' = 3.6 Hz, Jgem = 10.6 Hz, H5'), 3.65 (s, 3H, OCH3), 3.79 (s, 6H, 2xOCH3), 4.02 (m, 1H, H4'), 4.55 (m, 1H, H3'), 6.36 (t, 1H, JH1',H2'' = JH1',H2' = 6.7 Hz, H1'), 6.79 - 7.44 (m, 13H, DMTr), 7.66 (s, 1H, H6); 1 H NMR (250 MHz, CDCl3) δ 2.29 (m, 1H, H2 '), 2.40 (ddd, 1H, JH2', H3 '= 4.1 Hz, JH2', H1 '= 6.4 Hz, Jgem = 14.4 Hz , H2 ''), 2.93 - 3.15 (m, 4H, CH2-a, CH2-7), 3.37 (dd, 1H, JH5 ', H4''= 3.4 Hz, Jgem = 10.5 Hz, H5''), 3.47 (dd, 1H, JH5 ', H4' = 3.6 Hz, Jgem = 10.6 Hz, H5 '), 3.65 (s, 3H, OCH3), 3.79 (s, 6H, 2xOCH3), 4.02 (m, 1H, H4') , 4.55 (m, 1H, H3 '), 6.36 (t, 1H, JH1', H2 '' = JH1 ', H2' = 6.7 Hz, H1 '), 6.79 - 7.44 (m, 13H, DMTr), 7.66 ( s, 1H, H6);
P r z y k ł a d XIIP r x l a d XII
Ogólna procedura 3'-O-fosfitylacji 5'-blokowanych modyfikowanych nukleozydówGeneral procedure for 3'-O-phosphitylation of 5'-blocked modified nucleosides
Wyjściowy 5'-O-dimetoksytrytylowany nukleozyd (0,20 mmol) był suszony pod zmniejszonym ciśnieniem przez 12 godzin, a następnie rozpuszczony bezwodnym CH2Cl2 (2 mL). Roztwór umieszczono w atmosferze argonu i dodano bezwodną diizopropyloetyloaminę (140 gL, 0,80 mmol), a następnie wkroplono 2-cyjanoetoksy-H,H-diizopropyloaminochlorofosfinę (67 gL, 0,3 mmol). Po 1 godz. w temp. pokojowej stwierdzono całkowite przereagowanie substratu (TLC) i dodano niewielką ilość MeOH (150 gL). Po 2 min. dodano CH2Cl2 (15 mL) i mieszaninę reakcyjną przemyto 5% roztworem NaHCO3 (5 mL). Frakcję organiczną osuszono za pomocą MgSO4, odsączono środek suszący i odparowano rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej „flash” na żelu krzemionkowym stosując odpowiednie układy wymywając (wymienione poniżej). Odpowiednie frakcje zawierające czysty produkt połączono, odparowano do suchej pozostałości, otrzymując odpowiednie 3'-O-amidofosforyny w postaci białej piany.The starting 5'-O-dimethoxytritylated nucleoside (0.20 mmol) was dried under reduced pressure for 12 hours and then dissolved with anhydrous CH2Cl2 (2 mL). The solution was placed under argon and anhydrous diisopropylethylamine (140 gL, 0.80 mmol) was added followed by dropwise addition of 2-cyanoethoxy-H, H-diisopropylaminochlorophosphine (67 gL, 0.3 mmol). After 1 hour at room temperature, the substrate was completely consumed (TLC) and a small amount of MeOH (150 gL) was added. After 2 min. CH2Cl2 (15 mL) was added and the reaction mixture was washed with a 5% NaHCO3 solution (5 mL). The organic fraction was dried with MgSO4, the drying agent was filtered off and the solvent was evaporated under reduced pressure. The crude product was purified by silica gel flash column chromatography using appropriate elution systems (listed below). Appropriate fractions containing pure product were combined and evaporated to dryness to give the corresponding 3'-O-phosphoramidite as a white foam.
3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropylaminofosfinoksy)-5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-N6-[(1S,2R)-1-{[2-(trimetylosililo)etoksy]karbonylo}-2-{[(tert-butylo)dimetylosilylo]oksy}propyloaminokarbonylo]-2'-deoksyadenozyna o wzorze 11a3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylaminophosphinoxy) -5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -N 6 - [(1S, 2R) -1 - {[2- (trimethylsilyl) ethoxy] carbonyl} -2 - {[(tert-butyl) dimethylsilyl] oxy} propylaminocarbonyl] -2'-deoxyadenosine of formula 11a
Mieszanina eluująca CH2Cl2:octan etylu:trietylamina (10:10:1);Elution mixture CH2Cl2: ethyl acetate: triethylamine (10: 10: 1);
127 mg, wydajność 57%;127 mg, 57% yield;
TLC Rf: 0.32 (CH2Cl2/AcOEt/Et3N 10:10:1 v/v);TLC Rf: 0.32 (CH2Cl2 / AcOEt / Et3N 10: 10: 1 v / v);
HRMS FAB m/z: 113.5402 ([M+H]+ C56H82Si2PN8O10 oblicz. 113.5430);HRMS FAB m / z: 113.5402 ([M + H] + C56H82Si2PN8O10 calc. 113.5430);
31P NMR (101 MHz, C6D6) δ 148.9, 149.2; 31 P NMR (101 MHz, C6D6) δ 148.9, 149.2;
3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropylaminofosfinoksy)-5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-N6-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazolo-4-ylo]etyloaminokarbonylo}-2'-deoksyadenozyna o wzorze 11b3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylaminophosphinoxy) -5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -N 6 - {2- [N 1 - (4-methoxytrityl) imidazole-4- yl] ethylaminocarbonyl} -2'-deoxyadenosine of formula 11b
Mieszanina eluująca: Eter naftowy:aceton 3:1, 2:1, 1:1, 2:1 v/v (po 100 mL);Elution mixture: Petroleum ether: acetone 3: 1, 2: 1, 1: 1, 2: 1 v / v (100 mL each);
137 mg, wydajność 59%;137 mg, 59% yield;
TLC Rf: 0.15 (CH2Cl2/AcOEt/Et3N 10:10:1 v/v);TLC Rf: 0.15 (CH2Cl2 / AcOEt / Et3N 10: 10: 1 v / v);
HRMS FAB m/z: 1163.5235 ([M+H]+ C66H72PN10O8 oblicz. 1163.5272);HRMS FAB m / z: 1163.5235 ([M + H] + C66H72PN10O8 calcd. 1163.5272);
31P NMR (101 MHz, C6D6) δ 149.2, 149.3; 31 P NMR (101 MHz, C6D6) δ 149.2, 149.3;
11
3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloaminofosfinoksy)-5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-5-{2-[N1-(4-metoksytrytylo)imidazolo-4-ylo]etyloaminometylo}-2'-deoksyurydyna o wzorze 19a3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylaminophosphinoxy) -5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -5- {2- [N 1 - (4-methoxytrityl) imidazol-4-yl ] ethylaminomethyl} -2'-deoxyuridine of formula 19a
Przed oczyszczaniem chromatograficznym surowy produkt wytrącono z eteru naftowego w temp. -78°C. Układ eluujący: CH2Cl2/MeOH/Et3N 93:5:2 v/v; 126 mg, wydajność 56%;Before chromatographic purification, the crude product was precipitated from petroleum ether at -78 ° C. Elution system: CH2Cl2 / MeOH / Et3N 93: 5: 2 v / v; 126 mg, 56% yield;
TLC Rf: 0.09 (benzen/CH2Cl2/Et3N 7:2:1 v/v);TLC Rf: 0.09 (benzene / CH2Cl2 / Et3N 7: 2: 1 v / v);
HRMS FAB m/z: 1126.5172 ([M+H]+ C65H73PN7O9 oblicz. 1126.5207);HRMS FAB m / z: 1126.5172 ([M + H] + C65H73PN7O9 calc. 1126.5207);
31P NMR (101 MHz, C6D6) δ 148.0, 148.8; 31 P NMR (101 MHz, C6D6) δ 148.0, 148.8;
3'-O-(2-cyjanoetylo-N,N-diizopropyloaminofosfinoksy)-5'-O-(4,4'-dimetoksytrytylo)-5-metoksykarbonyloaminometylo-2'-deoksyurydyna o wzorze 19b3'-O- (2-cyanoethyl-N, N-diisopropylaminophosphinoxy) -5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -5-methoxycarbonylaminomethyl-2'-deoxyuridine of formula 19b
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
Mieszanina eluująca: Eter naftowy: aceton 3:1, 2:1, 1:1, 2:1 v/v (po 100 mL);Elution mixture: Petroleum ether: acetone 3: 1, 2: 1, 1: 1, 2: 1 v / v (100 mL each);
mg, wydajność 56%;mg, 56% yield;
TLC Rf: 0.29 (benzen/CH2Cl2/Et3N 7:2:1 v/v);TLC Rf: 0.29 (benzene / CH2Cl2 / Et3N 7: 2: 1 v / v);
HRMS FAB m/z: 832.3655 ([M+H]+ C43H55PN5O10 oblicz. 832.3687);HRMS FAB m / z: 832.3655 ([M + H] + C43H55PN5O10 calc. 832.3687);
31P NMR (101 MHz, C6D6) δ 149.1, 149.2; 31 P NMR (101 MHz, C6D6) δ 149.1, 149.2;
P r z y k ł a d XIIIP r x l a d XIII
Synteza oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 1 modyfikowanego jednostką typu 2Synthesis of oligonucleotides with deoxyribozyme 1 sequence modified with type 2 unit
Oligonukleotydy były syntetyzowane w skali 1 mikromola na aparacie Applied Biosystems 394 według standardowej procedury producenta. Do syntezy wykorzystano 0,10 M roztwory amidofosforynów kanonicznych nukleozydów (Glen Research, Sterling, VA) oraz 0,15 M roztwory w amidofosforynów chronionych jednostek 2 (związków 11a, 11b, 19a lub 19b według schematów I i II) w bezwodnym acetonitrylu. Po syntezie grupy ochronne z niemodyfikowanych oligonukleotydów były usuwane za pomocą mieszaniny 3:1 (v/v) wodnego roztworu amoniaku i etanolu w czasie 4 godz. w temperaturze 55°C, natomiast z oligonukleotydów modyfikowanych przez noc w temperaturze pokojowej. Wszystkie oligonukleotydy zawierające grupy DMTr na 5'-końcu oczyszczano za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej na odwrotnej fazie (RP-HPLC) w gradiencie 0-40% acetonitrylu w 0,10 M wodorowęglanie trietyloamoniowym o pH 7,0. Oczyszczone oligonukieotydy były traktowane 50% wodnym roztworem kwasu octowego w czasie 0,5 godz. w temp. pokojowej celem usunięcia grup DMTr, a następnie, po odparowaniu reagentów, poddawane kolejnemu oczyszczaniu za pomocą PRHPLC. Masa cząsteczkowa oligonukleotydów była potwierdzana za pomocą MALDI-TOF MS, zaś czystość za pomocą elektroforezy na denaturującym żelu poliakryloamidowym (20%, 7 M mocznik). Charakterystyka przykładowych oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 1 modyfikowanego jednostkami typu 2 otrzymanych według w/w procedury zamieszczona jest w tabeli 1.Oligonucleotides were synthesized at 1 micromolar scale on an Applied Biosystems 394 instrument according to the manufacturer's standard procedure. For the synthesis, 0.10 M solutions of the phosphoramidites of canonical nucleosides (Glen Research, Sterling, VA) and 0.15 M solutions of phosphoramidites of protected units 2 (compounds 11a, 11b, 19a or 19b according to schemes I and II) in anhydrous acetonitrile were used. After synthesis, protecting groups from unmodified oligonucleotides were removed with a 3: 1 (v / v) mixture of aqueous ammonia and ethanol during 4 hours. at 55 ° C, while with oligonucleotides modified overnight at room temperature. All oligonucleotides containing DMTr groups at the 5'-end were purified by reverse phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) with a 0-40% acetonitrile gradient in 0.10M triethylammonium bicarbonate at pH 7.0. The purified oligonquettes were treated with 50% aqueous acetic acid for 0.5 h. at room temperature in order to remove DMTr groups, and then, after evaporation of the reagents, it is subjected to further purification with PRHPLC. The molecular weight of the oligonucleotides was confirmed by MALDI-TOF MS and the purity by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (20%, 7M urea). Characteristics of exemplary oligonucleotides with deoxyribozyme 1 sequence modified with type 2 units, obtained according to the above-mentioned procedure, are presented in Table 1.
P r z y k ł a d XIVP r x l a d XIV
Synteza oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 1 zawierających wiązania tiofosforanowe typu mix oraz ewentualnie zawierających jednostki typu 3Synthesis of oligonucleotides with deoxyribozyme 1 sequence containing mix phosphorothioate bonds and possibly containing type 3 units
Oligonukieotydy były syntetyzowane w skali 1 mikromola na aparacie Applied Biosystems 394 według procedury producenta. Do syntezy wykorzystano 0,10 M roztwory amidofosforynów kanonicznych nukleozydów i nukleozydów 2'-OMe (jednostki 2) (Glen Research, Sterling, VA) w bezwodnym acetonitrylu. Podczas syntezy w miejscu zaplanowanego wiązania tiofosforanowego o konfiguracji mix utlenianie funkcji fosforynowej prowadzono za pomocą handlowo dostępnych odczynników usiarczających (np. odczynnik Beaucage'a) w znany sposób. Pozostałe funkcje fosforynowe utleniano rutynowo w obecności l2/H2O/Py. Usunięcie oligonukleotydów ze złoża stałego oraz usunięcie wszystkich grup protekcyjnych prowadzono w znany sposób. Masa cząsteczkowa oligonukleotydów była potwierdzana za pomocą MALDI-TOF MS, zaś czystość za pomocą elektroforezy na denaturującym żelu poliakryloamidowym (20%, 7 M mocznik).Oligonkieotides were synthesized at 1 micromolar scale on an Applied Biosystems 394 apparatus according to the manufacturer's procedure. For the synthesis, 0.10 M solutions of the phosphoramidite canonical nucleosides and 2'-OMe nucleosides (units 2) (Glen Research, Sterling, VA) in anhydrous acetonitrile were used. During the synthesis at the site of the planned phosphorothioate bond in the mix configuration, oxidation of the phosphite function was carried out with commercially available sulfating reagents (e.g. Beaucage's reagent) in a known manner. The remaining phosphite functions were routinely oxidized in the presence of I2 / H2O / Py. Removal of the oligonucleotides from the fixed bed and removal of all protecting groups were carried out in a known manner. The molecular weight of the oligonucleotides was confirmed by MALDI-TOF MS and the purity by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (20%, 7M urea).
Charakterystyka przykładowych oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 1 modyfikowanego jednostkami 2 i/lub zawierających wiązania tiofosforanowe o konfiguracji mix zamieszczona jest w Tabeli 2.Characteristics of exemplary oligonucleotides with deoxyribozyme 1 sequence modified with units 2 and / or containing phosphorothioate linkages in the mix configuration are presented in Table 2.
P r z y k ł a d XVP r x l a d XV
Synteza 2'-deoksyrybonukleozydo-3'-O-(2'-tio-spiro-4,4-pentametyleno-1,3,2-oksatiafosfolanu) o wzorze 20Synthesis of 2'-deoxyribonucleoside-3'-O- (2'-thio-spiro-4,4-pentamethylene-1,3,2-oxathiaphospholane) of formula 20
Syntezę przeprowadza się według znanej procedury (W.J., Stec B., Karwowski, P., Guga, M., Koziołkiewicz M., Boczkowska, M.W., Wieczorek, J., Błaszczyk, M., Sochacki. 1998, J. Am. Chem. Soc. 120, 7156). 1 mmol 5'-DMTr-pochodnej N-chronionego nukleozydu wysuszono na linii próżniowej przez 12 godz. Po usunięciu śladowych ilości wody do kolby z nukleozydem wtłoczono argon a następnie substrat rozpuszczono w 3 mL bezwodnego CH2CI2, po czym dodano 1,1 mmola diizopropyloetyloaminy. Następnie wkroplono z mieszaniem 1,1 mmola 2-chloro-4,4-spiro-pentametyleno-1,3,2-oksatiafosfolanu. Reakcja fosfitylacji trwała 4 godz. Po tym czasie dodano 2 mmole siarki elementarnej. Reakcję kontynuowano przez następne 8 godz. Po zakończeniu reakcji fosfitylacji odsączono nadmiar odczynnika usiarczającego i odparowano rozpuszczalnik. Otrzymany produkt oczyszczono na żelu krzemionkowym 60, stosując jako eluent CHCI3 destylowany z pirydyną.The synthesis is carried out according to a known procedure (WJ, Stec B., Karwowski, P., Guga, M., Koziołkiewicz M., Boczkowska, MW, Wieczorek, J., Błaszczyk, M., Sochacki. 1998, J. Am. Chem. Soc. 120, 7156). 1 mmol of a 5'-DMTr-derivative of an N-protected nucleoside was dried on a vacuum line for 12 h. After removing the traces of water, argon was pushed into the nucleoside flask, and then the substrate was dissolved in 3 mL of anhydrous CH 2 Cl 2 , followed by the addition of 1.1 mmol of diisopropylethylamine. Then 1.1 mmol of 2-chloro-4,4-spiro-pentamethylene-1,3,2-oxathiaphospholane were added dropwise with stirring. The phosphitylation reaction lasted 4 hours. After this time, 2 mmol of elemental sulfur were added. The reaction was continued for the next 8 hours. After completion of the phosphitylation reaction, excess sulfating reagent was filtered off and the solvent was evaporated. The product was purified on silica gel 60, eluting with CHCl 3 distilled with pyridine.
Dane dla 20cData for 20c
5'-DMTr-dA-N-chronionego-3'-O-(2'-tio-spiro-4,4-pentametyleno-1,3,2-oksatiafosfolanu) 31P NMR 104,7 ppm i 105,1 ppm w CD3CN5'-DMTr-dA-N-protected-3'-O- (2'-thio-spiro-4,4-pentamethylene-1,3,2-oxathiaphospholane) 31 P NMR 104.7 ppm and 105.1 ppm at CD3CN
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
Dane dla 20bData for 20b
5'-DMTr-dC-N-chronionego-3'-O-(2'-tio-spiro-4,4-pentametyleno-1,3,2-oksatiafosfolanu) 31P NMR 105,3 ppm i 105,6 ppm w CD3CN.5'-DMTr-dC-N-protected-3'-O- (2'-thio-spiro-4,4-pentamethylene-1,3,2-oxathiaphospholane) 31 P NMR 105.3 ppm and 105.6 ppm at CD3CN.
Oczyszczone oraz scharakteryzowane mieszaniny diastereomeryczne związków 20 zostały podzielone na diastereoizomery techniką chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym 60H. Największe wydajności podziału zostały uzyskane jeśli jako eluenta użyto:The purified and characterized diastereomeric mixtures of compounds were separated into diastereoisomers by column chromatography on silica gel 60H. The highest partition efficiencies were obtained when the eluent was used:
dla pochodnej 20c octan etylu/octan butylu=2/1 gdziefor derivative 20c ethyl acetate / butyl acetate = 2/1 where
Rf dla izomeru Rp=0,54; 31P NMR 104,7 ppmRf for the isomer Rp = 0.54; 31 P NMR 104.7 ppm
Rf dla izomeru Sp=0,46; 31P NMR 105,1 ppm dla pochodnej 20b octan etylu/octan butylu=2/1 gdzie Rf dla izomeru Rp=0,6; 31P NMR 105,3 ppm Rf dla izomeru Sp=0,4; 31P NMR 105,6 ppmRf for the isomer Sp = 0.46; 31 P NMR 105.1 ppm for derivative 20b ethyl acetate / butyl acetate = 2/1 where Rf for the isomer Rp = 0.6; 31 P NMR 105.3 ppm Rf for the isomer Sp = 0.4; 31 P NMR 105.6 ppm
P r z y k ł a d XVIP r x l a d XVI
Synteza 3'-izopropoksyacetylowej pochodnej 2'-deoksyrybonukleozydów (związków o wzorze 21) mmol 5'-DMTr pochodnej N-chronionego nukleozydu dC, dA, dG lub tymidyny rozpuszcza się w 25 mL bezwodnej pirydyny i dodaje w dwóch porcjach 1,3 mmola bezwodnika izopropoksyacetylu (SinoChemexper). Po 2 godz. mieszania rozpuszczalnik usuwa się pod zmniejszonym ciśnieniem, a pozostałość poddaje chromatografii na żelu krzemionkowym, eluując kolumnę chloroformem. Otrzymany produkt poddaje się działaniu roztworu kwasu para-toluenosulfonowego (3 mmole) w chlorku metylenu (30 mL) przez 30 min. w temp. pokojowej, a następnie dodaje 10 mL THF zawierającego 1% wody. Po zatężeniu pod zmniejszonym ciśnieniem pozostałość poddaje się oczyszczaniu na kolumnie chromatograficznej z żelem krzemionkowym w gradiencie do 10% metanolu w chloroformie. Otrzymany produkt 21 poddaje się analizie chromatograficznej i spektralnej.Synthesis of the 3'-isopropoxyacetyl derivative of 2'-deoxyribonucleosides (compounds of formula 21) mmol of the 5'-DMTr derivative of the N-protected nucleoside dC, dA, dG or thymidine are dissolved in 25 mL of anhydrous pyridine and 1.3 mmol of anhydride are added in two portions isopropoxyacetyl (SinoChemexper). After 2 hours After stirring, the solvent was removed under reduced pressure and the residue was chromatographed on silica gel, eluting the column with chloroform. The obtained product is treated with a solution of para-toluenesulfonic acid (3 mmol) in methylene chloride (30 mL) for 30 min. at room temperature, and then added 10 mL of THF containing 1% water. After concentration under reduced pressure, the residue is purified by silica gel column chromatography with a gradient to 10% methanol in chloroform. The obtained product 21 is subjected to chromatographic and spectral analysis.
Dane dla 21a: wydajność 65%, Rf=0,4 (9:1, v/v, CHCl3/MeOH), FAB MS: m/z 343 (masa cząsteczkowa 342,2)Data for 21a: 65% yield, R f = 0.4 (9: 1, v / v, CHCl 3 / MeOH), FAB MS: m / z 343 (MW 342.2)
Dane dla 21d: wydajność 65%, Rf=0,5 (9:1, v/v, CHCl3/MeOH), FAB MS: m/z 438 (masa cząsteczkowa 437,7)Data for 21d: 65% yield, R f = 0.5 (9: 1, v / v, CHCl 3 / MeOH), FAB MS: m / z 438 (MW 437.7)
P r z y k ł a d XVIIE xample XVII
Synteza dinukleozydo-tiofosforanu o stereozdefiniowanej konfiguracji Rp lub Sp na chiralnym atomie fosforu (związku o wzorze 22) (schemat III) mmol 5'-DMTr pochodnej diastereomerycznie czystego 3'-oksatiafosfolanu nukleozydu (N-chronionej dC, dA, dG lub tymidyny) 20 i 1,5 mmola związku 21 rozpuszczono w 3 mL bezwodnego acetonitrylu w atmosferze argonu i dodano 50 μΜ (0.33 mmola) DBU. Mieszaninę reakcyjną mieszano w temp. pokojowej przez 2 godz. po czym odparowano rozpuszczalnik a pozostałość poddano chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym. Produkt eluowano za pomocą mieszaniny CHCl3/MeOH/pirydyna (94:5:1, v/v/v) i po odparowaniu otrzymano białą pianę.Synthesis of dinucleoside-phosphorothioate with the stereoside or Sp configuration on a chiral phosphorus atom (compound of formula 22) (Scheme III) mmol 5'-DMTr of a diastereomerically pure nucleoside 3'-oxathiaphospholate derivative (N-protected dC, dA, dG or thymidine) 20 and 1.5 mmol of compound 21 was dissolved in 3 mL of anhydrous acetonitrile under argon and 50 μΜ (0.33 mmol) of DBU was added. The reaction mixture was stirred at room temperature for 2 h. then the solvent was evaporated, and the residue was subjected to silica gel column chromatography. The product was eluted with CHCl3 / MeOH / pyridine (94: 5: 1, v / v / v) to give a white foam after evaporation.
Dane dla związku 22 B3=b, B4=a, izomer Rp: wydajność 72%, (31P NMR 54,19 ppm w CD3CN, MALDITOF MS m/z=1052,4; Masa cząsteczkowa obliczona 1052,4)Data for compound 22 B3 = b, B4 = a, R p isomer: 72% yield, ( 31 P NMR 54.19 ppm in CD 3 CN, MALDITOF MS m / z = 1052.4; molecular weight calculated 1052.4)
Dane dla związku 22 B3=b, B4=a, izomer Sp: wydajność 41% (31P NMR 55,64 ppm w CD3CN, MALDI TOF MS m/z=1052,4; Masa cząsteczkowa obliczona 1052,4)Data for compound 22 B3 = b, B4 = a, S p- isomer: 41% yield ( 31 P NMR 55.64 ppm in CD 3 CN, MALDI TOF MS m / z = 1052.4; molecular weight calculated 1052.4)
Dane dla związku 22 B3=c, B4=d, izomer Rp: wydajność 68%, (31P NMR 55,71 ppm w CD3CN, MALDI TOF m/z=1171,4; Masa cząsteczkowa obliczona 1172)Data for compound 22 B3 = c, B4 = d, R p isomer: 68% yield, ( 31 P NMR 55.71 ppm in CD 3 CN, MALDI TOF m / z = 1171.4; Molecular weight calculated 1172)
Dane dla związku 22 B3=c, B4=d, izomer Sp: wydajność 49% (31P NMR 55,35 ppm w CD3CN, MALDI TOF m/z=1171,7; Masa cząsteczkowa obliczona 1172)Data for compound 22 B3 = c, B4 = d, S p isomer: yield 49% ( 31 P NMR 55.35 ppm in CD 3 CN, MALDI TOF m / z = 1171.7; Molecular weight calculated 1172)
P r z y k ł a d XVIIIE xample XVIII
Usuwanie ochronnej grupy 3'-izopropoksyacetylowej ze związku 22Removal of the 3'-isopropoxyacetyl protecting group from compound 22
Pochodną 22 (0,5 mmola) rozpuszcza się w dioksanie (1 mL) a następnie dodaje 28% roztwór wodnego amoniaku w ilości 1 mL. Otrzymany roztwór miesza się przez 25-30 min. Po tym czasie mieszaninę zatęża się pod zmniejszonym ciśnieniem i poddaje chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, eluując czysty produkt o wzorze 23 mieszaniną rozpuszczalników CHCl3/MeOH/pirydyna (94:5:1, v/v/v). Produkt 23 po odparowaniu jest białą pianą.Derivative 22 (0.5 mmol) is dissolved in dioxane (1 mL) and then 28% aqueous ammonia solution in the amount of 1 mL is added. The resulting solution is stirred for 25-30 min. At this time, the mixture was concentrated under reduced pressure and column chromatographed on silica gel, eluting pure product of formula 23 with CHCl 3 / MeOH / pyridine (94: 5: 1, v / v / v). The product 23 after evaporation is a white foam.
Dane dla związku 23 B3=b, B4=a, izomer Rp: wydajność 82%, (MALDI TOF MS m/z=952,4; Masa cząsteczkowa obliczona 952)Data for compound 23 B3 = b, B4 = a, R p isomer: 82% yield, (MALDI TOF MS m / z = 952.4; MW calculated 952)
Dane dla związku 23 B3=b, B4=a, izomer Sp: wydajność 80%, (MALDI TOF MS m/z=952,4; Masa cząsteczkowa obliczona 952)Data for compound 23 B3 = b, B4 = a, S-isomer p : yield 80%, (MALDI TOF MS m / z = 952.4; MW calculated 952)
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
Dane dla związku 23 B3=c, B4=d, izomer Rp: wydajność 78%, (MALDI TOF MS m/z=1071,4;Data for compound 23 B3 = c, B4 = d, R p isomer: 78% yield, (MALDI TOF MS m / z = 1071.4;
Masa cząsteczkowa obliczona 1072)Molecular weight calculated 1072)
Dane dla związku 23 B3=c, B4=d, izomer Sp: wydajność 77%, (MALDI TOF MS m/z=1071,4;Data for compound 23 B3 = c, B4 = d, S-isomer p : 77% yield, (MALDI TOF MS m / z = 1071.4;
Masa cząsteczkowa obliczona 1072)Molecular weight calculated 1072)
P r z y k ł a d XIXE xample XIX
Blokowanie funkcji tiofosforanoowej za pomocą bromku 2-nitrobenzylowegoBlocking of the phosphorothioate function with 2-nitrobenzyl bromide
Substrat 23 (1 mmol) oraz bromek 2-nitrobenzylowy (2 mmole) wysuszono na pompie próżniowej przez 12 godz. Po usunięciu śladowych ilości wilgoci do kolby wtłoczono suchy argon a następnie dodano 1 mL bezwodnego CH3CN i Et3N (2 mmole). Kolbę zabezpieczono przed dostępem światła za pomocą folii aluminiowej. Reakcję mieszano przez 8 godz. w temperaturze pokojowej. Produkt reakcji oczyszczono techniką chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym stosując CHCI3 jako eluent.The substrate 23 (1 mmol) and 2-nitrobenzyl bromide (2 mmol) were dried on a vacuum pump for 12 h. After the trace of moisture had been removed, dry argon was purged into the flask, followed by the addition of 1 mL of anhydrous CH 3 CN and Et 3 N (2 mmol). The flask was protected against light with aluminum foil. The reaction was stirred for 8 h. in room temperature. The reaction product was purified by column chromatography on silica gel using CHCl 3 as an eluent.
Dane dla związku 24 B3=b, B4=aData for compound 24 B3 = b, B4 = a
Wydajność >98% dla izomerów Rp i SpYield> 98% for the Rp and Sp isomers
Izomer Rp 31P NMR 27,67 ppm w CD3CNRp isomer 31 P NMR 27.67 ppm, CD 3 CN
Izomer Sp 31P NMR 26,72 ppm w CD3CNSp 31 P NMR isomer 26.72 ppm in CD 3 CN
Dane dla związku 24 B3=c, B4=dData for compound 24 B3 = c, B4 = d
Wydajność >97% dla izomerów Rp i SpYield> 97% for the Rp and Sp isomers
Izomer Rp 31P NMR 28,18 ppm w CD3CNRp isomer 31 P NMR 28.18 ppm, CD 3 CN
Izomer Sp 31P NMR 28,47 ppm w CD3CNSp 31 P NMR isomer 28.47 ppm in CD 3 CN
P r z y k ł a d XXP r z x l a d XX
Fosfitylacja dinukleozydo-tiofosforanów o wzorze 24 w warunkach „in situ”Phosphitylation of dinucleoside-phosphorothioates of formula 24 under "in situ" conditions
Substrat 24 (20 μmol) suszono na linii próżniowej przez 12 godz. i rozpuszczono w 40 μL bezwodnego CH3CN. Do kolbki wkroplono 42 μL 0,5 M roztworu S-etylotiotetrazolu w CH3CN oraz 6,3 μL 2-cyjanoetylo-bis-(N,N-diizopropylo)amidofosforynu. Reakcję przeprowadzono przez 35 min. aż do momentu wytrącenia się białych kryształków soli tetrazoliowej. Po tym czasie dodano 90 μL roztworu 0,5 M S-etylotiotetrazolu w CH3CN i całość użyto do kolejnego etapu syntezy oligonukleotydu.The substrate 24 (20 µmol) was dried on a vacuum line for 12 h. and dissolved in 40 μL of anhydrous CH 3 CN. 42 μL of a 0.5 M solution of S-ethylthiotetrazole in CH 3 CN and 6.3 μL of 2-cyanoethyl-bis- (N, N-diisopropyl) phosphoramidite were added dropwise to the flask. The reaction was carried out for 35 min. until the white crystals of the tetrazolium salt precipitate. After this time, 90 μL of a 0.5 M S-ethylthiotetrazole solution in CH 3 CN was added and used for the next stage of oligonucleotide synthesis.
P r z y k ł a d XXIP r x l a d XXI
Synteza oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 1 zawierających stereozdefiniowane wiązania tiofosforanowe o konfiguracji Rp lub SpSynthesis of oligonucleotides with deoxyribozyme 1 sequence containing stereodefined phosphorothioate bonds with Rp or Sp configuration
Oligonukieotydy były syntetyzowane w skali 0,5 μmola według znanej procedury (B. Nawrot, B. Rębowska, K. Cieślińska, W.J. Stec. 2005, Tetrahedron Lett. 46, 6641; B. Nawrot, B. Rębowska, 2009; Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 4:Unit 4.34) na aparacie Applied Biosystems 394. Do syntezy wykorzystano 0,10 M roztwory amidofosforynów kanonicznych nukleozydów (Glen Research, Sterling, VA) oraz 0,15 M roztwory amidofosforynów dinukleozydo-tiofosforanów w bezwodnym acetonitrylu.Oligonkieotides were synthesized in the 0.5 μmol scale according to a known procedure (B. Nawrot, B. Rębowska, K. Cieślińska, WJ Stec. 2005, Tetrahedron Lett. 46, 6641; B. Nawrot, B. Rębowska, 2009; Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 4: Unit 4.34) on an Applied Biosystems 394 apparatus. For the synthesis, 0.10 M solutions of canonical nucleoside phosphoramidites (Glen Research, Sterling, VA) and 0.15 M solutions of dinucleoside phosphoramidites in anhydrous acetonitrile were used.
Otrzymane oligonukleotydy chimeryczne zawieszone na złożu LCA CPG poddano kolejnym etapom deprotekcji według następującego schematu: przez kolumienkę reakcyjną przepuszczano 2 mL roztworu piperydyny w CH3CN, 2 mL CH3CN, 2 mL mieszaniny dioksan/tiofenol/trietyloamina w stosunku 2/1/2 (v/v/v) i finalnie 2 mL dioksanu. W ten sposób usunięte zostały grupy ochronne z funkcji fosforanowych i tiofosforanowych. Pozostałe grupy ochronne były usuwane w znany sposób, a oligonukleotydy czyszczone dwustopniowo za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej na odwrotnej fazie (RP HPLC) w gradiencie 0-40% acetonitrylu w 0,10 M wodoro-węglanie trietyloamoniowym o pH 7,0. Oczyszczone oligonukieotydy były traktowane 50% wodnym roztworem kwasu octowego w czasie 0,5 h w temp. pokojowej celem usunięcia grup DMTr, a następnie, po odparowaniu reagentów, poddawane kolejnemu oczyszczaniu za pomocą RP HPLC. Masa cząsteczkowa oligonukleotydów była potwierdzana za pomocą MALDI TOF MS, zaś czystość za pomocą elektroforezy w denaturującym żelu poliakryloamidowym (20%, 7 M mocznik). Charakterystykę przykładowych oligonukleotydów o sekwencji deoksyrybozymu 1 zawierającego wiązania tiofosforanowe o konfiguracji Rp lub Sp zamieszczono w Tabeli 3.The obtained chimeric oligonucleotides suspended on the LCA CPG resin were subjected to the subsequent deprotection steps according to the following scheme: 2 mL of piperidine solution in CH 3 CN, 2 mL of CH 3 CN, 2 mL of the dioxane / thiophenol / triethylamine mixture in the ratio 2/1/2 were passed through the reaction column. (v / v / v) and finally 2 mL of dioxane. In this way, protecting groups from phosphate and phosphorothioate functions were removed. Remaining protecting groups were removed in a known manner and the oligonucleotides were purified in two steps by reverse phase high performance liquid chromatography (RP HPLC) in a 0-40% acetonitrile gradient in 0.10 M triethylammonium bicarbonate at pH 7.0. The purified oligonquotes were treated with 50% aqueous acetic acid for 0.5 h at room temperature to remove DMTr groups, and then, after evaporation of the reagents, subjected to further purification by RP HPLC. The molecular weight of the oligonucleotides was confirmed by MALDI TOF MS and the purity by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (20%, 7M urea). Characteristics of exemplary oligonucleotides with deoxyribozyme 1 sequence containing phosphorothioate linkages with Rp or Sp configuration are provided in Table 3.
P r z y k ł a d XXIIE xample XXII
Fosforylacja grupy 5'-hydroksylowej oligonukleotydu substratowego za pomocą [γ- P] ATP i kinazy polinukleotydowejPhosphorylation of the 5'-hydroxyl group of a substrate oligonucleotide with [γ- P] ATP and polynucleotide kinase
Mieszaninę o objętości 20 μL zawierającą 2 μL stężonego buforu dla PNK T4, 0,1 OD (30 μM) oligonukieotydu substratowego o przykładowej sekwencji: 5'-d(ACAGATGA) G U d(CAACCCT)-3', 15 uCiA 20 μL mixture containing 2 μL of the concentrated buffer for PNK T4, 0.1 OD (30 μM) of the substrate oligonkieotide with the following sequence: 5'-d (ACAGATGA) G U d (CAACCCT) -3 ', 15 uCi
[γ- P] ATP (2 (uL) oraz 5 jednostek kinazy polinukleotydowej z faga T4 inkubowano przez 0,5 h[γ- P] ATP (2 (uL) and 5 units of polynucleotide kinase from T4 phage were incubated for 0.5 h
PL 219 355 B1 w temp. 37°C, a następnie denaturowano termicznie w temp. 95°C przez 5 minut. Próbki przechowano w temp. -20°C przez maksymalnie 7 dni.It was then thermally denatured at 95 ° C for 5 minutes. The samples were stored at -20 ° C for a maximum of 7 days.
P r z y k ł a d XXIIIE xample XXIII
Hydroliza oligonukleotydu substratowego za pomocą deoksyrybozymów o ogólnym wzorze 1 w obecności lub bez udziału jonów metalu dwuwartościowegoHydrolysis of a substrate oligonucleotide by deoxyribozymes of the general formula I with or without divalent metal ions
Reakcje hydrolizy substratu prowadzi się w warunkach pojedynczego obrotu stosując 100-krotny molowy nadmiar enzymu w stosunku do substratu. Radioaktywnie znakowany oligonukleotyd substratowy (0,1 gM) jest inkubowany z deoksyrybozymem 1 w buforze PBS o pH 7,0 lub w buforze TRIS lub PIPES (najkorzystniej 20 lub 50 mM) zawierającym 100 mM NaCI i jony magnezu w stężeniu 10, 3,0 lub 1,0 mM lub bez jonów magnezu, ale z dodatkiem 4 mM EDTA, w ciągu 24 h i temperaturze 37°C. Reakcja prowadzona w obecności jonów metalu jest zatrzymywana przez dodanie EDTA (33 mM) i oziębienie mieszaniny reakcyjnej. Próbka (10 gL) po zmieszaniu z 8 gL barwnika obciążającego: 0,05% cyjanoksylen i 0,05% błękit bromofenolowy w formamidzie, jest nanoszona na denaturujący 20% żel poliakryloamidowy z 7M mocznikiem i prowadzona jest elektroforeza, a następnie za pomocą Phosphorlmagera oceniany jest procent hydrolizy substratu.Substrate hydrolysis reactions are performed under single turnover conditions using a 100-fold molar excess of enzyme to substrate. Radioactively labeled substrate oligonucleotide (0.1 gM) is incubated with deoxyribozyme 1 in PBS buffer at pH 7.0 or in TRIS or PIPES buffer (most preferably 20 or 50 mM) containing 100 mM NaCl and magnesium ions at a concentration of 10, 3.0 or 1.0 mM or without magnesium ions but with 4 mM EDTA for 24 h and 37 ° C. The reaction in the presence of metal ions is stopped by adding EDTA (33 mM) and cooling the reaction mixture. The sample (10 gL), after mixing with 8 gL of the loading dye: 0.05% cyanoxylene and 0.05% bromophenol blue in formamide, is applied to a denaturing 20% polyacrylamide gel with 7M urea and electrophoresis is carried out and then evaluated with a Phosphorlmager. is the percentage of substrate hydrolysis.
Na fig. 1 pokazano przykładowy wykres hydrolizy substratu w obecności deoksyrybozymów 1 modyfikowanych jednostkami o wzorze 2 dla reakcji prowadzonej w roztworze PBS z dodatkiem 10 i 3 mM jonów magnezu.Fig. 1 shows an exemplary plot of substrate hydrolysis in the presence of deoxyribozymes 1 modified with units of formula 2 for the reaction carried out in a PBS solution with the addition of 10 and 3 mM magnesium ions.
P r z y k ł a d XXIVExample XXIV
Analiza kinetyki reakcji hydrolizy oligonukleotydu substratowego za pomocą deoksyrybozymów o ogólnym wzorze 1Analysis of the kinetics of the substrate oligonucleotide hydrolysis reaction using deoxyribozymes of the general formula 1
Reakcję hydrolizy substratu katalizowaną za pomocą deoksyrybozymu o wzorze ogólnym 1 przeprowadzano w warunkach pojedynczego obrotu, przy 10-krotnym lub 100-krotnym nadmiarze enzymu w stosunku do substratu. Radioaktywnie wyznakowany substrat (0,1 gM) inkubowano z deoksyrybozymem 1 (1 gM) w 20 mM Tris-HCI lub PIPES (pH 7,5 lub 8,0) zawierającym 100 mM NaCI, 1 mM MgCl2 (lub bez jonów metalu dwuwartościowego i wtedy z dodatkiem 4 mM EDTA) w temp. 37°C. W poszczególnych odstępach czasu pobierano po 10 gL mieszaniny reakcyjnej, do tej próbki dodawano 1,2 gL 50 mM EDTA. Wszystkie próbki trzymano w łaźni z lodem. Po rozpuszczeniu w roztworze barwników (barwnik obciążający: 0,05% cyjanoksylen i 0,05% błękit bromofenolowy w formamidzie), próbki nanoszono na denaturujący 20% żel poliakryloamidowy z 7M mocznikiem i przeprowadzano elektroforezę. Analizę ilościową produktów hydrolizy przeprowadzano za pomocą czytnika Phosphorlmager z wykorzystaniem programu ImageQuant. Wartość kobs obliczano w programie Graph Pad Prism i wyznaczano ze wzoru:The substrate hydrolysis reaction catalyzed by the deoxyribozyme of general formula 1 was carried out under single turnover conditions with a 10-fold or 100-fold excess of the enzyme over the substrate. Radioactively labeled substrate (0.1 gM) was incubated with deoxyribozyme 1 (1 gM) in 20 mM Tris-HCl or PIPES (pH 7.5 or 8.0) containing 100 mM NaCl, 1 mM MgCl2 (or without divalent metal ions and then with the addition of 4 mM EDTA) at 37 ° C. At each time interval, 10 gL of the reaction mixture were taken, and 1.2 gL of 50 mM EDTA was added to this sample. All samples were kept in an ice bath. After dissolving the dyes in the solution (loading dye: 0.05% cyanoxylene and 0.05% bromophenol blue in formamide), the samples were applied to a denaturing 20% polyacrylamide gel with 7M urea and electrophoresed. The quantitative analysis of the hydrolysis products was performed with a Phosphorlmager reader using the ImageQuant program. The kobs value was calculated in Graph Pad Prism and determined from the formula:
Y = [EP] (1 - exp(-kobs x t) gdzie:Y = [EP] (1 - exp (-kobs x t) where:
Y - procent uzyskanego produktu w czasie tY - the percentage of the obtained product at time t
EP - końcowy punkt, przy którym uzyskano 80%-90% produktu hydrolizyEP - end point at which 80% -90% hydrolysis product was obtained
Przykładowe wartości kobs wyznaczone dla reakcji hydrolizy chimerycznych substratów RNA/DNA katalizowanych za pomocą deoksyrybozymów o wzorze ogólnym 1 modyfikowanych jednostkami X, Y, lub grupami tiofosforanowymi (PS) podano w Tabeli 4.Exemplary kobs values determined for the hydrolysis of chimeric RNA / DNA substrates catalyzed with deoxyribozymes of general formula 1 modified with X, Y units, or with phosphorothioate (PS) groups are given in Table 4.
Deoksyrybozym 1 scharakteryzowany w punktach 1 - 11 odnosi się do następującej sekwencji docelowej substratu;Deoxyribozyme 1 characterized in items 1-11 refers to the following substrate target sequence;
5'-d(ACAGATGA) G U d(CAACCCT)-3'5'-d (ACAGATGA) G U d (CAACCCT) -3 '
Deoksyrybozym 1 scharakteryzowany w punktach 12 - 17 i 24 - 32 odnosi się do następującej sekwencji docelowej substratu;Deoxyribozyme 1 characterized in items 12-17 and 24-32 refers to the following substrate target sequence;
5'-d(CTGTACACAG) G C d(AGTCTCTGG)-3'5'-d (CTGTACACAG) G C d (AGTCTCTGG) -3 '
Deoksyrybozym 1 scharakteryzowany w punktach 18 - 23 odnosi się do następującej sekwencji docelowej substratu;Deoxyribozyme 1 characterized in items 18-23 refers to the following substrate target sequence;
5'-d(TCTTTTCTTA) G U d(TTCAGAAGT)-3'5'-d (TCTTTTCTTA) G U d (TTCAGAAGT) -3 '
P r z y k ł a d XXVP r z o m a d XXV
Wyznaczenie stabilności deoksyrybozymów 1 w ekstrakcie z komórek HeLaDetermination of deoxyribozyme 1 stability in HeLa cell extract
Deoksyrybozymy znakuje się radioaktywnie na 5'- końcu za pomocą kinazy T4 w obecnościDeoxyribozymes are radiolabeled at the 5'-end with T4 kinase in the presence
[γ- P]ATP i podaje do ekstraktu komórkowego zawierającego odpowiednio 2,5, 5 i 10 gg białka w obecności inhibitora fosfataz Phos Stop w PBS. Reakcje prowadzi się w odstępach czasu: 0, 15, 30, 60, 120, 240, 360 i 1440 min. w 37°C. Pobrane w poszczególnych odstępach czasu próbki zawierające po 10 gL mieszaniny reakcyjnej rozpuszcza się w roztworze barwników (barwnik obciążający:[γ-P] ATP i is administered to the cell extract containing 2.5, 5 and 10 gg of protein, respectively, in the presence of the phosphatase inhibitor Phos Stop in PBS. The reactions are carried out at intervals of: 0, 15, 30, 60, 120, 240, 360 and 1440 min. at 37 ° C. Samples taken at individual time intervals containing 10 gL of the reaction mixture are dissolved in the dye solution (loading dye:
PL 219 355 B1PL 219 355 B1
0,05% cyjanoksylen i 0,05% błękit bromofenolowy w formamidzie) i nanosi na denaturujący 20% żel poliakrylamidowy z 7M mocznikiem i przeprowadza elektroforezę. Analizę ilościową produktów przeprowadza się za pomocą czytnika PhosphorImager z wykorzystaniem programu ImageQuant.0.05% cyanoxylene and 0.05% bromophenol blue in formamide) and applied to a denaturing 20% polyacrylamide gel with 7M urea and performed electrophoresis. Quantitative analysis of products is performed using the PhosphorImager reader using the ImageQuant program.
Analiza elektroforetyczna przykładowych oligonukleotydów wykazała, że największe różnice w stabilności pomiędzy deoksyrybozymem niemodyfikowanym a posiadającym najwięcej modyfikacji PS i 2'-OMe w domenie katalitycznej zachodzą w stosunku do ekstraktu zawierającego 10 pg białka (fig. 2). Tak zoptymalizowane warunki reakcji są stosowane do badań stabilności deoksyrybozymów o wzorze 1. Spośród serii DNAzymów Dz2 (numery od 12 do 17 z Tabeli 4) i Dz4 (numery od 18 do 23) największą aktywność posiadają deoksyrybozymy Dz2(2) (w Tabeli 4 nr 14) i Dz4(2) (w Tabeli 4 nr. 20). Są to enzymy posiadające pięć modyfikacji PSmix w domenie katalitycznej. Dodatkowe wprowadzenie sześciu modyfikacji 2-OMe do domeny katalitycznej tych deoksyrybozymów wykazało ich najwyższą stabilność w ekstrakcie komórkowym (odpowiednio nr 17 i 23 w Tabeli 4).Electrophoretic analysis of the exemplary oligonucleotides showed that the greatest differences in stability between the unmodified deoxyribozyme and the one with the most PS modification and the 2'-OMe in the catalytic domain are in relation to the extract containing 10 pg of protein (Fig. 2). Such optimized reaction conditions are used to test the stability of deoxyribozymes of formula 1. Among the series of DNAzymes Dz2 (numbers from 12 to 17 in Table 4) and Dz4 (numbers from 18 to 23) the deoxyribzymes Dz2 (2) (in Table 4, no. 14) and Dz4 (2) (in Table 4 No. 20). These are enzymes with five PSmix modifications in the catalytic domain. The additional introduction of the six 2-OMe modifications to the catalytic domain of these deoxyribozymes showed their highest stability in the cell extract (No. 17 and 23 in Table 4, respectively).
P r z y k ł a d XXVIExample XXVI
Aktywność deoksyrybozymów 1 modyfikowanych tak jak w Tabeli 2 w komórkach HeLa z nadekspresją genu białka fuzyjnego BACE1/GFPActivity of deoxyribozymes 1 modified as in Table 2 in HeLa cells overexpressing the BACE1 / GFP fusion protein gene
W eksperymentach wykorzystano komórki HeLa oraz dwa plazmidy kodujące białka fluorescencyjne. Plazmidem kodującym białko referencyjne RFP był pDsRed2-N1, natomiast plazmidem kodującym białko fuzyjne BACE-GFP był pBACE-GFP.HeLa cells and two plasmids encoding fluorescent proteins were used in the experiments. The plasmid encoding the RFP reference protein was pDsRed2-N1, while the plasmid encoding the BACE-GFP fusion protein was pBACE-GFP.
godziny przed transfekcją komórki HeLa były wysiewane (15000/studzienkę) do 96-dołkowych płytek o przezroczystym dnie i czarnych ściankach (Perkin Elmer). Komórki HeLa były hodowane w podłożu RPMI 1640 (Gibco) z 10% dodatkiem płodowej surowicy bydlęcej, FBS oraz antybiotyków w stężeniach: penicylina (Polfa Tarchomin) 100 U/L i streptomycyna 100 pg/mL. Godzinę przed przeprowadzeniem transfekcji podłoże było wymieniane na pożywkę bez antybiotyków (60 pL/dołek).hours prior to transfection, HeLa cells were seeded (15,000 / well) in clear bottom, black walled 96 well plates (Perkin Elmer). HeLa cells were grown in RPMI 1640 medium (Gibco) with 10% addition of fetal bovine serum, FBS and antibiotics in concentrations: penicillin (Polfa Tarchomin) 100 U / L and streptomycin 100 pg / mL. One hour prior to transfection, the medium was changed to medium without antibiotics (60 pL / well).
Komórki były transfekowane jednocześnie plazmidami i deoksyrybozymami z użyciem lipofektaminy (Invitrogen) w proporcji 1 pL odczynnika transfekcyjnego na 1 pg kwasów nukleinowych. Mieszaniny transfekcyjne były sporządzane w zredukowanym podłożu OPTT-MEM (Gibco). Przygotowywano oddzielnie (po 20 pL OPTI-MEM/dołek) odpowiednie rozcieńczenia odczynnika transfekcyjnego oraz DNA plazmidowego (dDsRed2-N1, 15 ng/dołek i p-BACE-GFP, 70 ng/dołek) i DNAzymów (w ilości odpowiedniej do osiągnięcia stężeń 10-50 nM). Po 5 min. inkubacji roztwory łączono i pozostawiano do dalszej inkubacji przez 20 min. w temperaturze pokojowej. Dodawano po 40 pL/dołek powstałych mieszanin transfekcyjnych do 60 pL podłoża. Transfekcję prowadzono przez 6 godzin w 37°C, 5% CO2.Cells were transfected simultaneously with plasmids and deoxyribozymes using lipofectamine (Invitrogen) in the proportion of 1 µL of transfection reagent per 1 µg of nucleic acids. Transfection mixtures were prepared in reduced OPTT-MEM medium (Gibco). Separately (20 pL OPTI-MEM / well) appropriate dilutions of the transfection reagent and plasmid DNA (dDsRed2-N1, 15 ng / well and p-BACE-GFP, 70 ng / well) and DNAzymes (in an amount appropriate to achieve concentrations of 10 -50 nM). After 5 min. of incubation, the solutions were combined and allowed to incubate further for 20 min. in room temperature. 40 µL / well of the resulting transfection mixtures were added to 60 µL of medium. Transfection was carried out for 6 hours at 37 ° C, 5% CO 2 .
Po upływie czasu transfekcji podłoże nad komórkami zastępowano podłożem hodowlanym zawierającym antybiotyki (100 pL) i prowadzono dalszą inkubację komórek przez 36 h (czas post-inkubacji). Następnie komórki płukano 3-krotnie buforem fosforanowym PBS (100 pL). Po ostatnim płukaniu pozostawiano po 100 pL roztworu nad komórkami i dodawano po 50 pL buforu do lizy NP-40 (150 mM NaCI, 1% IGEPAL, 50 mM Tris-HCI (pH 7), 1 mM PMSF) w 37°C przez noc w ciemności. Lizaty posłużyły do odczytu fluorescencji bezpośrednio z płytek. Fluorescencję białek mierzono w czytniku płytek Synergy™ HT (BioTek), obsługiwanym przez program KC4. Odczyty prowadzono w zakresach długości fal ekscytacji i emisji charakterystycznych dla zielonej fluorescencji (GFP i BACE-GFP) λΕΧ = 485/20 nm i XEM = 528/20 nm oraz dla czerwonej fluorescencji (RFP) λΕΧ = 530/25 nm i ź~EM = 590/30 nm. Aktywność DNAzymów wyliczano na podstawie stosunków wartości poziomu fluorescencji GFP (BACE-GFP) do poziomu fluorescencji RFP. Każde doświadczenie było przeprowadzone w 8 równoległych powtórzeniach. Kontrolę pozytywną stanowiły komórki transfekowane plazmidami i DNA o tej samej długości co deoksyrybozymy. DNA użyte do kontroli pozytywnej nie było komplementarne do sekwencji docelowej BACE.After the transfection time had elapsed, the medium above the cells was replaced with antibiotic-containing culture medium (100 µL) and the cells were further incubated for 36 h (post-incubation time). The cells were then washed 3 times with PBS phosphate buffer (100 µL). After the final rinse, 100 µL of the solution was left over the cells and 50 µL of NP-40 lysis buffer (150 mM NaCl, 1% IGEPAL, 50 mM Tris-HCl (pH 7), 1 mM PMSF) was added at 37 ° C overnight. in the dark. Lysates were used to read fluorescence directly from the plates. Protein fluorescence was measured in a Synergy ™ HT plate reader (BioTek) operated by the KC4 program. Readings were carried out in the ranges of excitation and emission wavelengths characteristic for green fluorescence (GFP and BACE-GFP) λ ΕΧ = 485/20 nm and X EM = 528/20 nm and for red fluorescence (RFP) λ ΕΧ = 530/25 nm and ź ~ EM = 590/30 nm. DNAzyme activity was calculated on the basis of the ratio of GFP fluorescence (BACE-GFP) values to the RFP fluorescence level. Each experiment was performed in 8 parallel replications. Cells transfected with plasmids and DNA of the same length as deoxyribozymes constituted a positive control. The DNA used for the positive control was not complementary to the BACE target sequence.
Na fig. 3 pokazano przykładowy wynik aktywności wewnątrzkomórkowej deoksyrybozymów 1 o numerach 12-17 (odpowiednio 2,2(1),2(2),2(3),2(4) i 2(5)) i 18-23 (odpowiednio 4,4(1),4(2),4(3),4(4) i 4(5)) z Tabeli 4.Figure 3 shows an exemplary result for the intracellular activity of deoxyribozymes 1 numbered 12-17 (2.2 (1), 2 (2), 2 (3), 2 (4) and 2 (5), respectively) and 18-23 ( 4.4 (1), 4 (2), 4 (3), 4 (4) and 4 (5) respectively of Table 4.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL390847A PL219355B1 (en) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Modified deoxyribozyme 10-23 with hydrolytic stability and increased catalytic activity and process for the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL390847A PL219355B1 (en) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Modified deoxyribozyme 10-23 with hydrolytic stability and increased catalytic activity and process for the preparation thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL390847A1 PL390847A1 (en) | 2011-10-10 |
| PL219355B1 true PL219355B1 (en) | 2015-04-30 |
Family
ID=44838323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL390847A PL219355B1 (en) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Modified deoxyribozyme 10-23 with hydrolytic stability and increased catalytic activity and process for the preparation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL219355B1 (en) |
-
2010
- 2010-03-26 PL PL390847A patent/PL219355B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL390847A1 (en) | 2011-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7025818B2 (en) | 5-position modified pyrimidine and its use | |
| Uhlmann et al. | Antisense oligonucleotides: a new therapeutic principle | |
| US6593466B1 (en) | Guanidinium functionalized nucleotides and precursors thereof | |
| CA2382521C (en) | Oligonucleotide n3'.fwdarw.p5' thiophosphoramidates: their synthesis and use | |
| CA2574088C (en) | Oligonucleotides comprising a modified or non-natural nucleobase | |
| JP5645840B2 (en) | Method for synthesizing phosphorous atom-modified nucleic acid | |
| JP5493117B2 (en) | Oligonucleotide derivatives and uses thereof | |
| NO303018B1 (en) | Analogous procedure for the preparation of therapeutically active oligonucleotides | |
| AU2005325262A1 (en) | Single-stranded and double-stranded oligonucleotides comprising a 2-arylpropyl moiety | |
| JP2019534862A (en) | Synthesis of backbone-modified morpholino oligonucleotides and chimeras using phosphoramidite chemistry | |
| CN115010780A (en) | Modified oligonucleotide and preparation method thereof | |
| CA3214113A1 (en) | Modified nucleosides | |
| EP0611075B1 (en) | Modified oligodeoxyribonucleotides, their preparation and their therapeutic use | |
| WO2019241729A1 (en) | Synthesis and biological activity of phosphoramidimidate and phosphoramidate dna | |
| Fettes et al. | Synthesis and nucleic-acid-binding properties of sulfamide-and 3′-N-sulfamate-modified DNA | |
| WO2007145593A1 (en) | Conformationally constrained 2' -n,4' -c-ethylene-bridged thymidine (aza-ena-t) | |
| PL219355B1 (en) | Modified deoxyribozyme 10-23 with hydrolytic stability and increased catalytic activity and process for the preparation thereof | |
| Filichev et al. | Synthesis of a Thymidine Dimer Containing a Tetrazole‐2, 5‐diyl Internucleosidic Linkage and Its Insertion into Oligodeoxynucleotides | |
| Carnero et al. | The impact of an extended nucleobase-2′-deoxyribose linker in the biophysical and biological properties of oligonucleotides | |
| WO2012149906A1 (en) | Modified nucleic acid structure having anti-hiv-1 fusion activity | |
| Rejman et al. | Synthesis and hybridization of oligonucleotides modified at AMP sites with adenine pyrrolidine phosphonate nucleotides | |
| COSSTICK et al. | Nucleotides and Nucleic Acids | |
| Migaud | Nucleotides and Nucleic Acids | |
| PL218608B1 (en) | New deoxyribonucleitide polymer featuring antiviral and anti tumour properties as well as initial monomers for this polymer | |
| Upadhayayaa et al. | Carba-LNA-5MeC/A/G/T modified Oligos Show Nucleobase-specific Modulation of 3′-Exonuclease Activity, Thermodynamic Stability, RNA-Selectivity and RNase H Elicitation–Synthesis and Biochemistry |