
- •ХИМИЧЕСКИЙ И ХИМИКО-ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ СИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И ИХ НЕПРИРОДНЫХ АНАЛОГОВ
- •В 1950-х гг. Корана и сотрудники разработали фосфодиэфирный метод, в котором 3'-O-ацетилнуклеозид-5'-O- фосфат
- •Фосфодиэфирный метод
- •Фосфотриэфирный метод синтеза.
- •Фосфотриэфирный метод синтеза
- •Для защиты A, dA, C и dC используется бензоильная защита (Bz), тогда как
- •В синтезе РНК, 2'-гидроксильную группу защищают трет- бутилдиметилсилильной (TBDMS) или триизопропилсилилоксиметильной (TOM) группой.
- •Фосфитный триэфирный метод (амидофосфитный подход)
- •Этапы синтеза
- ••Стадия 2: Конденсация
- ••Стадия 3. Кэпирование.
- ••Стадия 4: Окисление
- •Наиболее часто употребимыми носителями являются CPG (controlled pore glass, стекло с регулируемым размером
- •Синтез лучше протекает на ненабухающих или
- •Универсальные носители
- •Ссылка по просьбе
- •Универсальные носители
- •Гидролиз Р-О связи при отщеплении от универсального носителя
- •Нуклеозидные носители
- •Специальные носители
- •Специальные носители используются для присоединения некоторой функциональной или репортерной группы к 3'- положению
- ••Ненуклеозидные амидофосфиты это амидофосфитные реагенты, разработанные для введения разнообразных функциональных групп в концевое
- •Олигонуклеотидные микрочипы.
- •Химический синтез олигонуклеотидов. Основы H-фосфонатного и фосфотриэфирного методов синтеза олигонуклеотидов в растворе (Тодд,
- •Cинтез Н-фосфонатного синтона из нуклеозида и салицилхлорфосфита
- •Н-фосфонаты активируют обработкой пивалоилхлоридом
- •Две стадии синтетического цикла :
- •Химико-ферментативный синтез ДНК
- •pCpTpGpCpApG GpApCpGpTpCp
- •Модификация по сахаро-фосфатному остову
- •Тиофосфатные олигонуклеотиды
- •Тиофосфатные олигонуклеотиды
- •Тиофосфатные олигонуклеотиды
- •Получают амидофосфитным методом на твердой фазе; модифицированным Н-фосфонатным методом. Стадия окисления заменяется реакцией
- •Морфолиновые аналоги моно- и олигонуклеотидов
- •Синтез пептидных аналогов олигонуклеотидов. Чего не хватает на схеме?
- •LNA-олигонуклеотиды
- ••Бис-(триметилсилил)ацетамид
- •Синтез боранофосфатных аналогов олигонуклеотидов
- •Что нужно знать после лекции
- •Что нужно знать после лекции

Специальные носители используются для присоединения некоторой функциональной или репортерной группы к 3'- положению синтетических олигонуклеотидов.
•Ненуклеозидные амидофосфиты это амидофосфитные реагенты, разработанные для введения разнообразных функциональных групп в концевое положение олигонуклеотида или между нуклеотидными остатками посреди последовательности. Чтобы быть пригодным для введения в середину цепи, амидофосфит должен содержать, по крайней мере, две гидроксильные группы, одна из которых защищается DMT-группой, а вторая несёт реакционноспособную амидофосфитную группировку.
•Ненуклеозидные амидофосфиты применяются для введения в олигонуклеотид различных групп, которые не встречаются в природных нуклеозидах. Синтезирован широкий спектр подобных реагентов, служащих, например, для введения 5'-фосфата, аминогруппы, меркаптогруппы, альдегидной и карбоксильной групп, алкиновых фрагментов, флуоресцентных красителей и тушителей, гидрофильных и гидрофобных модификаций, биотина.



Олигонуклеотидные микрочипы.
1-(2-нитро-4,5-метилендиоксифенил)этил-1-оксикарбонильная защитная группа.
Вводится с помощью соответствующего хлорформиата. Удаляется облучением при 365 нм.
|
|
|
|
O |
|
|
HO |
O |
B |
NO2 |
O C |
Cl |
NO2 |
|
|
|
+ |
CH3 |
|
|
|
OH |
|
O |
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
O |
NO2
O
O
O O O C O
CH3
OH
Cl
(iPr)2NP
O
|
|
|
O |
|
|
O |
|||
O |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
C |
|
|
O |
|
||||
|
|
|
|||||||
|
|
CH3 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||||
O |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(iPr) N P |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
B
CN
B
CN

Химический синтез олигонуклеотидов. Основы H-фосфонатного и фосфотриэфирного методов синтеза олигонуклеотидов в растворе (Тодд, 1950 г.г)

(MeO)2TrO O B
O
-O P O
H
•Спустя 30 лет адаптировали H-фосфонатную конденсацию к твердофазному синтезу. Использовали нуклеозидные H-фосфонаты в качестве строительных блоков. В качестве
активаторов – пивалоилхлорид (CH3)3CC(O)Cl, 2,4,6-триизопропилбензолсульфонилхлорида (TIPS-Cl)

Cинтез Н-фосфонатного синтона из нуклеозида и салицилхлорфосфита
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
P |
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
+ PCl3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
2HCl |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
P Cl |
(MeO)2TrO |
|
|
|
|
|
|
(MeO)2TrO |
|
|
|
O |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
триэтилам м о н ий бикарбо н ат |
|
|
|
O |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|||
|
|
|
|
(MeO)2TrO |
|
|
|
|
|
|
O |
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-O |
|
|
O |
Í - ô î ñô î í àò |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H

Н-фосфонаты активируют обработкой пивалоилхлоридом
•Конденсация приводит к образованию Н-фосфонат- диэфирной связи, которые достаточно стабильны и могут подвергаться окислению до фосфата не постадийно, как в фосфитамидном методе, а после завершения образования полинуклеотидной цепи.
|
|
|
|
(CH3)3-C-C |
O |
|
||||
O |
|
|
O |
|
||||||
RO- |
|
P-O- + |
Cl |
|
|
|
+ Cl- |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
R'OH |
|
|
RO-P-OR' |
||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||
H |
|
|
|
H |
|

Две стадии синтетического цикла :
1) удаление диметокситритильной защиты и 2) конденсация

