DD213223A1 - PROCESS FOR PREPARING / ALPHA HIGH 32 P / NUCLEOSIDE 5'-PHOSPHATES OF HIGH SPECIFIC ACTIVITY - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von &a-32P! Nucleosid-5-phosphaten mit hoher spezifischer Aktivitaet der Formel I. Die Erfindung hat das Ziel, ein technisch einfaches, schnelles Verfahren zu entwickeln, das bei guten Ausbeuten Produkte mit maximaler spezifischer Aktivitaet liefert. Erfindungsgemaess wird in einem kleinen Gesamtvolumen traegerfreie H332PO4 in einer schnellen chemischen Synthese in einem organischen Loesungsmittel mit Nucleosiden umgesetzt. Ohne Zwischenreinigung wird anschliessend im waessrigen Puffersystem das Produkt der ersten Synthesestufen enzymatisch weiterphosphoryliert. Das Produkt wird in einem einfachen Verfahren saeulenchromatographisch isoliert.Process for making & a-32P! Nucleoside-5-phosphates with high specific activity of the formula I. The object of the invention is to develop a technically simple, rapid process which, with good yields, gives products with maximum specific activity. According to the invention, in a small total volume, carrier-free H332PO4 is reacted with nucleosides in a rapid chemical synthesis in an organic solvent. Without intermediate purification, the product of the first stage of the synthesis is then further enzymatically phosphorylated in the aqueous buffer system. The product is isolated by column chromatography in a simple procedure.
Description
-A--A-
Dr. t. BauschkeDr. t. Bauschke
H. KreißlH. Kreißl
A. MünzenbergA. Miinzenberg
32 "Verfahren zur Herstellung von /c^- P/ Nucleosid-51-phospha-32 "Process for Making / c ^ - P / Nucleoside 5 1 Phosphate
ten hoher spezifischer Aktivität"high specific activity "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur £cL- P_7-Markierung von Ribonucleosid- und Desoxyribonucleosid-5'-phosphaten der Formel IThe invention relates to a method for the £ cL- P_7 labeling of ribonucleoside and deoxyribonucleoside 5'-phosphates of the formula I.
B = Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin, Uracil und deren DerivateB = adenine, thymine, guanine, cytosine, uracil and their derivatives
R. = OH Rrt = OH oder HR. = OH R rt = OH or H
V-/V /
pi D^ R = H R2 = OH oder Hpi D ^ R = HR 2 = OH or H
X = Phosphat» Diphosphat» TriphosphatX = phosphate »diphosphate» triphosphate
Anwendungsgebiet ist die Radiocheraische Synthese, Nucleotidchemie.Field of application is the radiochemical synthesis, nucleotide chemistry.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt sind in der Literatur eine Reihe von Verfahren, die es gestatten, /öC- P_7-raarkierte Nucleotide hoher spezifischer Aktivitäten zu erhalten· Die bekanntesten Verfahren, beschrieben von T. F. Walseth, R. A· Johnson bzw, A. E. Reeve und Characteristics of Known Technological Solutions A number of methods are known in the literature which allow one to obtain / δC-P_7-labeled nucleotides of high specific activity. The best known methods described by TF Walseth, R. A · Johnson and AE Reeve, respectively and
R. C. Huang, sind vollenzyraatische 4-Stufen-Reaktionen* MitR. C. Huang, are fully-gastric 4-step reactions * with
32 träg.erfreiera Pi wird ADP in einer enzymatischen Synthese zu32 träg.erfreiera Pi is added to ADP in an enzymatic synthesis
32 £Τ"" Ρ/ΑΤΗ umgesetzt,, welches unter Wirkung der T4-Polynucleotidkinase 3*XMP an der 5'-Stellung phosphoryliert. Pl-Nuclease spaltet das 3'-Phosphat unter Erhalt von 5*/^ P/XMPf 32 Τ "" Ρ / ΑΤΗ reacted, which under the action of T4 polynucleotide kinase phosphorylated 3 * XMP at the 5 'position. Pl nuclease cleaves the 3'-phosphate to give 5 * / ^ P / XMP f
das seinerseits durch ein Kinasegemisch zura /cC - PjXTP phosphoryliert wird«which in turn is phosphorylated by a kinase mixture zura / cC - PjXTP «
Nachteilig ist bei diesem Verfahren der Einsatz an verschiedenen hochgereinigten Enzymen und Substraten für die Synthese des P32~markierten Nucleosidmonophosphats. Die spezifische Aktivität des Endproduktes liegt unter der spezifischen Aktivität des als Zwischenstufe erhaltenen /f- P/A7P· Von Syraons wurde 1978 ein einfacheres cheraisch-enzymatisches Verfahren beschrieben, wobei in der 1· Stufe ein Gemisch von markierter und unmarkierter H3PO4 eingesetzt wurde, das in den Ausbeuten und vor allem in den spezifischen Aktivitäten der Produkte nicht den Anforderungen eines Verfahrens entsprach.The disadvantage of this process is the use of various highly purified enzymes and substrates for the synthesis of the P32-labeled nucleoside monophosphate. The specific activity of the final product is below the specific activity of the intermediate / f- P / A7P. Syraon described in 1978 a simpler chera-enzymatic process using a mixture of labeled and unlabeled H 3 PO 4 in the 1 x step which did not meet the requirements of a process in terms of yields and, above all, in the specific activities of the products.
Die Erfindung hat das Ziel, ein technisch möglichst einfaches Verfahren zu entwickeln* das die Herstellung von nmol-MengenThe aim of the invention is to develop a method which is as simple as possible in terms of technology * that is the production of nmol quantities
32 an spezifisch höchstmarkierten ^bC- pyNucleosidphosphaten in kurzen Reaktionszeiten und zu guten Ausbeuten ermöglicht.32 to specifically highly labeled ^ bC- pyNucleosidphosphaten in short reaction times and allows good yields.
Erfirrcftangsgemäß werden Verbindungen der Formal I hergestellt, indem man in einem Eintopfverfahren die entsprechende Aktivi-According to the invention, compounds of the formula I are prepared by reacting in a one-pot process the corresponding activity.
tätsmenge an trägerfreier H3 PO^, welche lyophilisiert wurde, in einer chemischen Reaktion unter Zusatz eines Koraplexbildners« z. B· Fe(III)-EDT mit dem geschützten bzw. ungeschützten Nucleosid unter der Wirkung von Trichloracetonitril/Triäthylamin im optimalen Mengenverhältnis zum Nucleosid-5f-monophosphat umsetzt· Nach 30-60 min wird das Reaktioosgemisch in Tris-Puffer mit erhöhtem Mg-Gehalt aufgenommen^ nach Zugabe von Substraten und entsprechenden Kinasen wird das /P ./Nucleosid-S'-raonophosphat zum /©C- P/Nucleosid-5*-triphosphat innerhalb von 2-8 h umgesetzt«amount of carrier-free H 3 PO 4, which was lyophilized, in a chemical reaction with addition of a Koraplexbildners «z. B · Fe (III) -EDT is reacted with the protected or unprotected nucleoside under the action of trichloroacetonitrile / triethylamine in the optimum ratio to the nucleoside 5 f -monophosphate. · After 30-60 min., The reaction mixture is poured into Tris buffer with increased Mg- Added content ^ after addition of substrates and corresponding kinases, the / P ./nucleoside-S'-raonophosphate is converted to / © C-P / nucleoside 5 * -triphosphate within 2-8 h «
Das /xL— P/Nucleosid-S'-triphosphat wird aus dem Reaktionsgeraisch säulenchromatographisch an einem Anionenaustauscher, z« 3. OEAE-Sephadex A25f abgetrennt« Die Elution erfolgt nach einsrn Gradientenprogratnra«The / xL- P / nucleoside S'-triphosphate is separated from the reaction residue by column chromatography on an anion exchanger, eg. 3. OEAE-Sephadex A25 f "Elution takes place after a single gradient gradient."
Die folgenden Äusführuagsbeispiele erläutern die Verbindung näher:The following examples illustrate the connection in more detail:
Äusführungsbeispiele 1. BeispielEMBODIMENTS 1. Example
%Q rnCi trägerfreie Η-,ΡΟ. aus dem ZfK Rossendorf wurden mit 0,5 .umol Chelaplex II in eineni Plaströhrchen lyophilisiert* Das Lyophilisat wurde in 50 .ul trocknem Dimethylsulfoxid, das 5 rag 2-Oesoxyadenosin enthielt» aufgenommen. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 5 ,ul Triethylamin und 10 ,ul einer 20 %igen Trichloracetonitril DMSO-Lösung gestartet. Nach 60 Minuten wurde das Reaktionsgetnisch rait 0,5 ml eines 50 mMol Tris-HCl-Puffers, pH = 8rl, versetzt, der 20 tnM KCl, 30 mM an MgAc2, önd 5 .ul Hercaptoethanol, 5 nmol ATP, 5 ,umol PEP enthielt* Mach Zugabe von SO ,ug Myokinase und 100 .ug Pyruvatkinase wird die Reaktion gestartet, und nach dem Er- % Q rnCi carrier-free Η-, ΡΟ. from the ZfK Rossendorf were lyophilized with 0.5 .umol Chelaplex II in a small tube * The lyophilisate was in 50 .ul dry dimethyl sulfoxide, the 5 rag 2-Oesoxyadenosin contained »added. The reaction was started by adding 5 μl of triethylamine and 10 μl of a 20% trichloroacetonitrile DMSO solution. After 60 minutes the Reaktionsgetnisch was Rait 0.5 ml of a 50 mM Tris-HCl buffer, pH = 8 r l, offset, the 20 TNM KCl, 30 mM MgAc 2, 5 önd .ul Hercaptoethanol, 5 nmol of ATP, 5 , umol PEP contained * Mach addition of SO, ug myokinase and 100 .ug Pyruvatkin a se the reaction is started, and after the ER-
vonfrom
reichen einer Ausbeute an Nucleosidtrxphosphat 50 - 70 % wurde das Reaktionsgeraisch säulenchrotnatographisch an DEAE-Sephadex-A25 in Bicarbonatform aufgetrennt. Das Reaktionsgemisch wurde auf eine Säule 0,5 χ 5 era gegeben und mit 20 ml Wasser, danach mit 20 ml 0,3 M Triäthylaramoniunibicarbonat gewaschen« Anschließend wurde im kontinuierlichen Gradienten 25 ml 0,3 M gegen 25 ml 0,7 M Triäthylaramoniumbicarbonat mit einer Elutionsgeschwindigkeit von 1 ml/min das gewünschte Triphosphat nach ca, 10 ml als 5-7 ml-Fraktion isoliert. Die radiochemische Reinheit der Fraktion betrug 99 % rich in a yield of Nucleosidtrxphosphat 50 - 70 % , the Reaktionsgeraisch was separated by column chromatography on DEAE-Sephadex-A25 in bicarbonate form. The reaction mixture was added to a 0.5 χ 5 era column and washed with 20 ml of water, then with 20 ml of 0.3 M Triäthylaramoniunibicarbonat «Subsequently, in a continuous gradient 25 ml of 0.3 M against 25 ml of 0.7 M Triäthylaramoniumbicarbonat with an elution rate of 1 ml / min, the desired triphosphate after ca, 10 ml as a 5-7 ml fraction isolated. The radiochemical purity of the fraction was 99 %
Nach Lyophilisation und Aufnehmen des ^C- ^dATP in 50 % Ethanol betrug die absolute Ausbeute an Produktaktivität 28 %« After lyophilization and incorporation of ^ C-dATP in 50 % ethanol, the absolute yield of product activity was 28 %. "
Die Produktcharakterisierung erfolgt dünnschichtchromatographisch mit inaktivem dATP-VergleichThe product characterization is carried out by thin-layer chromatography with inactive dATP comparison
Rp = 0,31, auf PEI-Cellulose der Fa. Merck Laufmittel 0,5 M KH3PO4-PUffer pH = 3,5Rp = 0.31, on PEI-cellulose from Merck mobile phase 0.5 M KH 3 PO 4 -Puffer pH = 3.5
2» Beispiel2 »Example
32 10 tnCi trägerfreie H3 PQ4 in 60 ,ul 0,1 N Salzsäure aus dem ZfK Rossendorf wurden mit 10 .ul (1 .umol) einer Chelaplex-II-Lösung versetzt und in einem Plaströhrchen lyophilisiert. Das Lyophilisat wurde in 50 ,ul getrocknetem Dimethylsulfoxid, das 5,0 rag 2*-Acetyl-3'-desoxyadenosin enthielt, aufgenommen* Die Reaktion wurde durch Zugabe von 5 ,ul Triäthylamin und 10 ,ul einer 20 %igen Trichloracetonitril/DHSQ-Lösung gestartet» Nach 60 Minuten vaurde das Reaktionsgeraisch mit 200 All 25 % NH4OH versetzt und 2 Stunden bei Raumtemperatur belassen, Mach Lyophilisation des Gemisches wurde der Rückstand in 0,5 si 50 mMol Tris-HCl-Puffer, pH = 8,1, versetzt,, der 20 mM an KCl, 30 mH an MgAc2 war und 5 ,ul Mercaptoethanol, 5 nraol ATP, 5 .umol Phosphoenolpyruvat enthielt. Nach Zugabe von 50 .ug Myokinase und 100 ^ug Pyruvatkinase wurde die Reaktion gestartet und nach dem Erreichen einer Ausbeute an Nucleosid-51-triphosphat von 72 % nach 4 Stunden einer siulenchromatographischen Reinigung an DEAE-Sephadex-A25 in Bicarbonatform unterworfen.32 10 μl of carrier-free H 3 PQ 4 in 60 μl 0.1 N hydrochloric acid from the ZfK Rossendorf were mixed with 10 μl (1 μmol) of a chelaplex II solution and lyophilized in a small plate tube. The lyophilizate was taken up in 50 μl of dried dimethylsulfoxide containing 5.0% of 2 * -acetyl-3'-deoxyadenosine *. The reaction was started by adding 5 μl of triethylamine and 10 μl of a 20% trichloroacetonitrile / DHSQ. Solution started »After 60 minutes, the reaction mixture was treated with 200 μl of 25 % NH 4 OH and left at room temperature for 2 hours. After lyophilization of the mixture, the residue was dissolved in 0.5 μl of 50 mM Tris-HCl buffer, pH = 8.1 , which was 20 mM in KCl , 30 mH in MgAc 2 and contained 5, μl of mercaptoethanol, 5 nmol of ATP, 5 μmol of phosphoenolpyruvate. Upon addition of 50 μg of myokinase and 100 μg of pyruvate kinase, the reaction was started and subjected to column chromatography on DEAE-Sephadex A25 after reaching a yield of nucleoside 5 1- triphosphate of 72 % after 4 hours.
Dazu wurde das Reaktionsgemisch auf eine Säule 0,5 χ 5 cm gegeben, mit 20 «al HpO und anschließend mit 20 ml 0,3 M Triathylammoniumbicarbonat gewaschen. Anschließend wurde im kontinuierlichen Gradienten 25 ral 0,3 M gegen 25 ml 0,7 M Triäthy!ammoniumbicarbonat mit einer Elutionsgeschwindigkeit von 1 ml/min das gewünschte Triphosphat nach ca. 10 ml als 8 ml Fraktion isoliert. Die radiochemische Reinheit der Fraktion betrug 99 % /ct~2P7-3'dATP·For this purpose, the reaction mixture was added to a 0.5 × 5 cm column, washed with 20 μl of HpO and then with 20 ml of 0.3 M triethylammonium bicarbonate. Subsequently, in a continuous gradient of 25 μl of 0.3 M against 25 ml of 0.7 M triethylammonium bicarbonate, the desired triphosphate was isolated after about 10 ml as 8 ml fraction at an elution rate of 1 ml / min. The radiochemical purity of the fraction was 99% / ct ~ 2 · P7-3'dATP
32 Nach Lyophilisation und Aufnehmen des /X- P7-3'dATP in 50 %igem Ethanol betrug die absolute Ausbeute an Produktaktivität 2632 After lyophilization and incorporation of the / X-P7-3'dATP in 50% ethanol, the absolute yield of product activity was 26
Die Produktcharakterisierung erfolgt dünnschichtchromatographisch mit inaktivem Substanzvergleich» Rp = 0,28 auf PEI-Cellulose der Fa· Merck Laufmittel 0,5 M KH3PO4-PUffer, pH = 3,5The product characterization is carried out by thin-layer chromatography with inactive substance comparison »Rp = 0.28 on PEI-cellulose from Merck eluent 0.5 M KH 3 PO 4 -Puffer, pH = 3.5
Claims (1)
Verfahren zur Hers'
hoher spezifischer Aktivität der Formel I1 invention claim
Procedure for Hers'
high specific activity of the formula I 1
R1^ OH oder H
R2= OH oder Hderivatives
R 1 ^ OH or H
R 2 = OH or H
bedeuten^ aus trägerfreier H3 PO. und Nucleosiden durch eine stufenweise chemisch enzytnatische Synthese» dadurch gekennzeichnet, daß trägerfreie H3 PO. unter Zusatz eines Komplexbildner, z* B*. Fe(III)-EDT lyophilisiert und mit einem geschützten bzw* ungeschützten Nucleosid unter Zugabe von Trichloraeetonitril und Triäthylainin zum Nucleosid-5'-monophosphat umgesetzt, anschließend in Tris-Puffer mit erhöhtem Magnesium-Gehalt gegeben und nach Zugabe von entsprechenden32
mean ^ from carrier-free H 3 PO. and nucleosides by a stepwise chemical enzymatic synthesis », characterized in that carrier-free H 3 PO. with the addition of a complexing agent, z * B *. Fe (III) -EDT lyophilized and reacted with a protected or unprotected nucleoside with the addition of trichloroacetonitrile and triethylamine to the nucleoside 5'-monophosphate, then added to Tris buffer with increased magnesium content and after addition of appropriate
Kinasen nach 2 - 8 h /cC- P? Nticleosid-5'-triphosphat, säulenchromatographisch gev/onnen wird·32
Kinases after 2 - 8 h / cC- P? Nticleoside-5'-triphosphate, is purified by column chromatography.
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DD24683982A DD213223B1 (en) | 1982-12-31 | 1982-12-31 | PROCESS FOR PREPARING / ALPHA HIGH 32 P / NUCLEOSIDE 5'-PHOSPHATES OF HIGH SPECIFIC ACTIVITY |
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