Взаимодействие нуклеиновых кислот и их компонентов с диметилсульфатом. Механизм SN1 или
SN2?
|
O |
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
.. |
|
|
|
|
|
|
+ |
CH3 |
_ |
|
|
|
CH3 O S |
O CH3 |
|
|
|
|||||
HN |
N |
|
|
HN |
N |
|
+ SO4CH3 |
||||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
CH |
||
|
N N |
|
|
|
|
|
|
|
|||
H2N |
|
|
|
|
H2N |
N |
N |
|
|
||
R |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
O |
|
HN |
+ CH3 |
_ |
HN |
|
+ CH3 |
|
HN |
|
CH3 |
||
N |
+ |
OH |
|
N |
.. |
|
|
N |
|||
|
CH |
|
|
CH |
H |
|
|
CH OH |
|||
|
|
|
|
|
O |
|
|
||||
H2N |
N N |
|
|
H2N |
N N |
|
|
|
H2N |
N N |
|
|
R |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
R |
|
O |
CH3 |
|
|
O |
N |
CH3 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|||
HN |
|
N |
|
HN |
|
|
(+BH ) |
|
|
.. |
|
|
CHO |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
H2N |
N |
N CH O H B |
H2N |
N |
NH |
(+ X ) |
||
|
R H X |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
R |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72
Взаимодействие нуклеиновых кислот и их компонентов с диметилсульфатом
•Направление реакции алкилирования определяется природой гетероциклического основания и условиями эксперимента. Гуаниновое кольцо в нейтральной среде алкилируется преимущественно по атому N(7), а в щелочной - по атому N(1). Исчерпывающие метилирование приводит к 1,7-диметилгуанину.
•В аденине и его производных все три атом азота могут подвергаться метилированию, однако скорость реакции убывает в ряду N(1) N(7) N(3) (26%, 2.3%, 1.2%,
соответственно).
•Единственным продуктом метилирования цитозина является 3-метилцитозин. Поли-(3-N-метилуридиловая) кислота под действием диметилсульфата образуется в присутствии три-н-бутиламина.
73
Метилирование ДНК
•В ДНК метилированию подвергаются атомы N(3) аденина, выходящие в малую бороздку В-формы ДНК, в большей степени атомы N(7) гуанина, выходящие в большую бороздку. Можно добиться 80%-ной модификации остатков гуанозина без затрагивания других нуклеозидов. Основания двуцепочечных ДНК, метилированные по атомам N(3) и N(7), продолжают образовывать комплементарные пары, но эффективность их взаимодействия понижается.
•При метилирование тРНК диметилсульфатом в водной среде при рН 5,0 достигается 50%-ное метилирование по остаткам гуанозина без затрагивания других нуклеозидов.
•7-метилгуанин и 3-метиладенин легко отщепляются от полидезоксирибонуклеотидной цепи в результате разрыва N- гликозидных связей. Далее полинуклеотидная цепь может быть легко расщеплена по модифицированному звену действием щелочи или аминов. Такой метод деградации может быть использован для локализации гуаниновых и адениновых звеньев в последовательности ДНК.
74
3
Разрыв молекулы ДНК (1)
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
N |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
O |
|
N |
N |
|
O |
|
N |
CH3 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
O P |
O CH |
O N N |
|
O P O CH2 |
O |
N |
N |
|
|
O |
2 |
|
O |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(CH3)2SO4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O P |
O |
|
|
O P |
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
||
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
O P O CH2 OH |
O |
|
O |
C |
|
H |
||
|
||
O |
|
OP 
O O
OH-
|
|
O |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
CH2 OH |
|
|||
O |
|
P |
|
|
|
O |
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
O |
|
|
|
C |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
CH |
H |
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
O |
+ |
|||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
P |
|
|
|
O |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
O |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
CH2 O OH |
|
|
|
|||||
O |
|
P |
|
|
|
|
NH2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
+ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
N CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
NH |
N |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
P |
|
O |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
O
|
- |
O |
|
|
CH2 |
|
|
|
OH |
O P |
O |
|
OH |
|
|
||
+ |
C |
O |
|
|||||
|
|
|
||||||
|
|
O |
|
|
|
|||
|
|
|
|
CH CH |
C |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
H |
76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расщепление молекулы ДНК по АП-сайту
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
BI - 1 |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- O |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- O |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
P |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
BI +1 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O
BI - 1
O
O
P 
O
O O
OH
CH
|
|
.. |
|
H |
B ' |
O |
|
|
|
|
|
- O P |
O |
|
O |
|
BI+1 |
|
|
O |
|
O |
|
O |
O |
BI - 1 |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
- |
O P O |
BI +1 |
|
|
|
|
|
-O |
|
O |
|
O |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
-O |
P O |
|
+ B'-H |
+ |
O |
|
|
|
|||||
|
O |
O |
|
|
|
|
.. |
|
OH |
|
|
|
|
|
C H |
|
|
|
|
|
B ' |
H |
|
|
|
|
|
O |
O |
BI -1 |
O |
H2C |
OH |
||
|
|
C H |
+
O
-O |
|
|
|
|
|
+ B'-H+ |
|
P |
|
O |
|||
|
|
|||||
|
||||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
-O |
|
|
77 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Взаимодействие с диазометаном. Зависимость от типа растворителя. Где ошибка в структуре?
_ |
|
CH2 |
|
|
|
+ |
|
+ HN |
|
||
N |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
O |
|
|
N |
||||
O
CH3N 
N
CH2N2 H2N
N
N
R
NH2
N 
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|||||||||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
-N |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
+ |
N2 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
O N |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
R |
||||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
HN |
|
|
|
|
|
N |
CH2N2; H2O |
HN |
||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
H2N |
||
H2N |
N |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
NH2
+
CH2N2; H2O CH3N
O
CH3N
O 
N
R
OCH3
N
N
N R
O N |
O N |
|
R |
R |
78 |
Реакции с N-метил-N-нитрозосоединениями
•N-нитрозодиалкиламины (R = CH3, C2H5)
•N-метил-N-нитрозомочевина (R = CONH2)
|
|
|
CH3 |
|
- |
|
|
- |
|
|
- |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
+ OH |
|
|
ROH |
+ [CH3-N=N-O ] |
|
|
CH2-N |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
R N |
NO |
|
-OH- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
79
Постсинтетическая модификация нуклеиновых кислот. Минорные основания
80
Природные алкилирующие реагенты (Повторите биохимию – механизмы переноса одноуглеродных
фрагментов)
OO
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O- |
|
P |
|
|
P |
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
O- |
|
O- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
81 |
||||||