FI120261B - PNA-synteesi käyttämällä heikkojen happojen suhteen labiilia aminonsuojaryhmää - Google Patents

PNA-synteesi käyttämällä heikkojen happojen suhteen labiilia aminonsuojaryhmää Download PDF

Info

Publication number
FI120261B
FI120261B FI951130A FI951130A FI120261B FI 120261 B FI120261 B FI 120261B FI 951130 A FI951130 A FI 951130A FI 951130 A FI951130 A FI 951130A FI 120261 B FI120261 B FI 120261B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
formula
amino
acid
polymer
amino acid
Prior art date
Application number
FI951130A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI951130A0 (fi
FI951130A (fi
Inventor
Eugen Uhlmann
Gerhard Breipohl
Original Assignee
Hoechst Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst Ag filed Critical Hoechst Ag
Publication of FI951130A0 publication Critical patent/FI951130A0/fi
Publication of FI951130A publication Critical patent/FI951130A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI120261B publication Critical patent/FI120261B/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D473/00Heterocyclic compounds containing purine ring systems
    • C07D473/02Heterocyclic compounds containing purine ring systems with oxygen, sulphur, or nitrogen atoms directly attached in positions 2 and 6
    • C07D473/18Heterocyclic compounds containing purine ring systems with oxygen, sulphur, or nitrogen atoms directly attached in positions 2 and 6 one oxygen and one nitrogen atom, e.g. guanine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D473/00Heterocyclic compounds containing purine ring systems
    • C07D473/26Heterocyclic compounds containing purine ring systems with an oxygen, sulphur, or nitrogen atom directly attached in position 2 or 6, but not in both
    • C07D473/32Nitrogen atom
    • C07D473/34Nitrogen atom attached in position 6, e.g. adenine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/001Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof by chemical synthesis
    • C07K14/003Peptide-nucleic acids (PNAs)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/10Alpha-amino-carboxylic acids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

PNÄ--synteesi käyttämällä heikkojen happojen suhteen labiilia aminonsuoj aryhmää
Peptidi- tai polyamidinukleiinihapot (PNA) ovat 5 DNA-analogiyhdisteitä, joissa deoksiriboosifosfaattirunko on korvattu peptidioligomeerillä. Tähän mennessä kirjallisuudessa [Michael Egholm, Peter E. Nielsen, Ole Buchardt ja Rolf H. Berg, J♦ Am. Chem. Soc. 114 (1992) 9677 - 9678; Ole Buchardt, Michael Egholm, Peter E. Nielsen ja Rolf H. 10 Berg, W0 92/20702] kuvatuissa synteeseissä käytetään mono-meerin aminoryhmän tilapäiseksi suojaamiseksi happolabii-lia tert-butoksikarbonyyli- (Boc-) suojaryhmää, joka lohkotaan pois keskivahvoilla hapoilla, kuten esim. trifluo-rietikkahappo. Oligomeerien kiinteätaasisynteesi noudat-15 taa tällöin tavanomaista peptidisynteesimenetelmää esim.
Merrifieldin [B. Merrifield, J. Am. Chem. Soc. 85 (1963) 2149] kuvaaman mukaisesti. PNA-oligomeerin lohkaiseminen kiinteästä kantajasta tapahtuu tällöin voimakkaalla hapolla, tavallisesti nestemäisellä fluorivedyllä. Toistuva kä-20 sittely trifluorietikkahapolla ja sitä seuraava pilkkominen fluorivedyllä ei sovi seka-PNA/DNA-sekvenssien synteesiin, sillä näissä olosuhteissa nukleosidisidos ei ole stabiili. Erityisesti puriininukleotidit desoksiguanosiini ja desoksiadenosiini tulevat voimakkailla hapoilla nopeas-25 ti pilkotuiksi N-glykosidisidoksesta. Lisäksi olisi tämän tapaisten molekyylien synteesiin tavallisten DNA-synteti-saattorien käyttäminen ja pitkälle menevä näissä laitteissa käytetyn kemian säilyttäminen erityisen toivottavaa.
Keksinnön päämäärä on kehittää synteesimenetelmä, 30 jossa käytetään heikkojen happojen suhteen labiilia tilapäistä aminonsuojaryhmää PNA-oligomeerien rakentamiseksi, joka menetelmä tekee mahdolliseksi pilkkomisen kiinteästä kantajasta käyttämällä tavanomaisesti oligonukleotideille käytettyä emäksistä menetelmää.
Seuraava keksintö kuvaa menetelmää PNA-oligomeerien valmistamiseksi, j oiden kaava on I: 2 (I) 5 R'-t a k- [ x 1 „- ( o ) I -0“ jolloin B/X on
B
10 CH2 c - o N H -(C H 2) ,-CHj-N-(CHj) (-C0
15 B
(ch2), nh-ch-co-nh-ch2-co
B
20 (Ϊ H 2) I
nh-ch-ch2-ch2-ch2-co
B
(CHZ),
25 NH-CH2-CO-N-CH2-CO
B
CH, c - o 20 1 nh-ch2-ch2-ch-ch2-co o ?
V\H
35 NH-CH.-CH.-N^^co 3
B
(c h 2) ( I-> NH-CHj-C0-Nn3^C0 "r5 / N . ^CH ) -C° Γ ^ 10 (CH ) 'υη2'f NH-(CH ) 2 g
B
CH„ I2 15 C=0 edullisesti NH- (CH^) ^-d^-N- (CI^) ^-C0 jolloin f = 1 - 4, edullisesti 1 tai 2; ja g = O -3, edullisesti 0-2; 20 R° on vety, Cj^g-alkanoyyli, C^g-alkoksikarbonyyli, C3_8-sykloalkanoyyli, C7_15-aroyyli, C3_13-heteroaroyyli tai ryhmä, joka suosii oligomeerin solunsisäistä ottoa, tai joka hybridisaation yhteydessä on vuorovaikutuksessa koh-deaminohapon kanssa; 25 A on aminohappotähde, edullisesti ryhmästä glysii- ni, leusiini, histidiini, fenyylialaniini, kysteiini, ly-siini, arginiini, asparagiinihappo, glutamiinihappo, pro-liini, tetrahydroisokinoliini-3-karboksyylihappo, oktahyd-roindoli-2-karboksyylihappo ja N-(2-aminoetyyli)glysiini; 30 k on kokonaisluku 0 - 10, edullisesti 0 - 6; Q on aminohappotähde, edullisesti ryhmästä glysii-ni, leusiini, histidiini, fenyylialaniini, kysteiini, ly-siini, arginiini, asparagiinihappo, glutamiinihappo, pro-liini, tetrahydroisokinoliini-3-karboksyylihappo, oktahyd- 35 roindoli-2-karboksyylihappo ja N-(2-aminoetyyli)glysiini; 4 1 on kokonaisluku 0-10, edullisesti 0-6; B on nukleotidikemiassa tavallinen nukleoemäs, esimerkiksi luonnollinen nukleoemäs kuten adeniini, syto-siini, guaniini, tyrniini ja urasiili, tai ei-luonnollinen 5 nukleoemäs kuten puriini, 2,6-diaminopuriini, 7-deatsa-adeniini, 7-deatsaguaniini, N4N4-etanosytosiini, N6N6-etano-2, 6-diaminopuriini, 5-metyylisytosiini, 5-C3_6-alkinyyliura-siili, 5-C3_6~alkinyylisytosiini, 5-fluoriurasiili tai pseu-doisosytosiini, 2-hydroksi-5-metyyli-4-triatsolopyrimidii- 10 ni tai niiden esilääkemuoto, tai myös emäskorvausyhdiste, kuten esim. imidatsoli, nitroimidatsoli ja triatsoli; Q° on hydroksi, NH2 tai NHR", jossa R" on C1_18-al-kyyli, C2_18-aminoalkyyli tai C2_18-hydroksialkyyli; ja n on kokonaisluku 1-50, edullisesti 4-35; 15 jolloin menetelmälle on tunnusomaista, että a) polymeerikantajaan, jonka kaava on II: L-[polymeeri] (II) 20 joka on varustettu ankkuriryhmällä L, joka sisältää latenttina tähteen Q°, joko ensin kytketään kiinteäfaasi-synteesille tavanomaisella menetelmällä aminohappoja (Q'), b) mahdollisesti lohkaistaan heikkojen happojen suhteen labiili suojaryhmä PG sopivalla reagenssilla, 25 c) toistetaan vaiheet a ja b (1 - 1) kertaa, d) tällöin välituotteena syntyneeseen yhdisteeseen, jonka kaava on III: ( Q ' )1-L-[polymeeri] (III) 30 jossa L määritellään kuten edellä, Q' on aminohappo Q, jonka sivuketju on mahdollisesti suojattu, ja 1 on kokonaisluku 0 - 10, tai suoraan kaavan II mukaiseen polymeerikantajaan kytketään yhdiste, jonka kaava on IV: 5 PG-X -OH (IV) !l B’ jossa PG on heikkojen happojen suhteen labiili ami-nonsuojaryhmä ja B' /X on kaavassa I määritellyn mukainen 5 rakenneosa, jossa on mahdollisesti eksosyklisessä amino-tai hydroksifunktiossa suojattu nukleoemäs, jolloin B' on nukleotidikemiassa tavallinen emäs, esimerkiksi luonnollinen emäs kuten adeniini, sytosiini, guanii-ni, tumiini ja urasiili, tai ei-luonnollinen emäs kuten 10 puriini, 2,6-diaminopuriini, 7-deatsa-adeniini, 7-deatsa-guaniini, N4N4-etanosytosiini, N6N6-etano-2,6-diaminopuriini, 5-metyylisytosiini, 5-C3,.6-alkinyyliurasiili, 5-C3_6-al-kinyylisytosiini, 5-fluoriurasiili tai pseudoisosytosiini, joiden eksosykliset amino- tai hydroksiryhmät on mahdolli-15 sesti suojattu sopivilla tutuilla suojaryhmillä, kuten bentsoyyli-, isobutanoyyli-, asetyyli-, fenoksiasetyyli-, 4- (t-butyyli ) bentsoyyli -, 4- (t-butyyli ) fenoksiasetyyli-, 4- (metoksi )bentsoyyli- , 2- ( 4-nitrofenyyli )etyylioksikar-bonyyli, 2-(2,4-dinitrofenyyli)etyylioksikarbonyyli- , 20 9-fluorenyylimetoksikarbonyyli-, difenyylikarbamoyyli-tai formamidiiniryhmällä, edullisesti bentsoyyli-, isobutanoyyli-, 4-(t-butyyli )bentsoyyli-, 2-( 4-nitrofenyyli )etyyli-oksikarbonyyli-, 2-(2,4-dinitrofenyyli)etyylioksikarbonyy-li-, 9-fluorenyylimetoksikarbonyyliryhmällä, jaguaniinil-25 le 2-N-asetyylin ja 6-0-difenyylikarbamoyyliryhmän yhdis telmällä, tai myös emäskorvausyhdiste, kuten esim. imidat-soli, nitroimidatsoli tai triatsoli, käyttämällä peptidikemiassa tavanomaisia kytkentä-reagensseja, 30 e) tilapäinen, heikkojen happojen suhteen labiili suojaryhmä PG lohkaistaan käyttämällä sopivaa reagenssia, f) toistetaan vaiheet d ja e (n-1) kertaa, g) kiinteäfaasisynteesille tavallisella menetelmällä kytketään lisää aminohappoja (A'), 6 h) heikkojen happojen suhteen labiili suojaryhmä PG lohkaistaan käyttämällä sopivaa reagenssia, i) vaiheet g ja h toistetaan (k-1) kertaa, j ) siinä tapauksessa, että R° ei ole vety, lisätään 5 tähde R° tavanomaisella menetelmällä, k) välituotteena saadusta kaavan Ia mukaisesta yhdisteestä : B ' 10 R 0 -( A ') k- I x I „ -( o ' ) | - L - [polymeeri 1 (|a) jossa R°, k, B' /X, n, Q' ja 1 määritellään kuten edellä, A' merkitsee aminohappoa A, jonka sivuketju on mahdollisesti suojattu, ja L on ankkuriryhmä, 15 kaavan I mukainen yhdiste lohkaistaan käyttämällä lohkaisureagenssia polymeerikantajasta, jolloin samanaikaisesti tai myös seuraavaksi nukleoemästen eksosyklises-sä amino- tai hydroksifunktiossa ja aminohappojen sivuketjuissa mahdollisesti esiintyvät suojaryhmät lohkaistaan 20 pois.
PNA:n seuraava synteesikaavio käsittää tämän reak-tiokulun: [L]-[polymeeri] a) PG-(Q')-0H:n kytkeminen; -» 25 PG-(Q' )-[L]-[polymeeri]; -> b) suojaryhmän PG lohkaisu; -> H-(Q')-[L]-[polymeeri]; -> c) vaiheiden a ja b toistaminen (1-1) kertaa; -» H-(Q' )j_— [L] — [polymeeri]; -> 30 d) PG-[B'/X]-OH:n kytkeminen; -» PG- [B ' /X] - (Q' ) - [L] - [polymeeri] ; -> e) suojaryhmän PG lohkaiseminen; -» H- [B ' /X] — (Q ' )j - [L] - [polymeeri] ; -» f) vaiheiden d ja e toistaminen (n-1) kertaa; -» 35 H-[B'/X]n-(Q' )χ-[L] - [polymeeri]; -» 7 g) PG-(A' )-OH:n kytkeminen; -> PG- (A' )- [B' /X] n-(Q' )χ-1L] - [polymeeri] ; -> h) suojaryhmän PG lohkaiseminen; -» H- (A' )-[B'/X]n-(Q' )Χ-[Β] - [polymeeri]; -* 5 i) vaiheiden g ja h toistaminen (k-1) kertaa; -> H- (A' )k-[B'/X]n-(Q' )i-CL] - [polymeeri]; -j ) ryhmän R° kytkeminen; -> R°-(A' )k- [B ' /X] n- (Q' )X-[L] - [polymeeri] : -> k) polymeerin ja suojaryhmien lohkaisu; 10 RMAVCB/X^-tQ^-Q0.
Ryhmiä, jotka suosivat oligomeerin solunsisäistä ottoa, ovat esimerkiksi alkanoyyli- ja alkoksikarbonyyli-yhdisteet, joissa on erilaisia lipofiilisiä tähteitä kuten -(CH2)x-CH3, jossa x on kokonaisluku 6 - 18, - (CH2 )n-CH=CH-15 (CH2)m-CH3, jossa n ja m toisistaan riippumatta ovat kokonaisluku 6 - 12, -(CH2CH20)4-(CH2)9-CH3, - (CH2CH20 )8-(CH2 )13- CH3 ja -(CH2CH20)7 -(CH2) 15-CH3, mutta myös steroiditähteet kuten kolesteryyli tai vitamiinitähteet kuten vitamiini E, vitamiini A tai vitamiini D, ja muut konjugaatit, jotka 20 käyttävät luonnollisia kantajasysteemejä kuten sappihapot, foolihapot, 2-(N-alkyyli,N-alkoksi)-aminoantrakinoni, ja mannoosikonjugaatit ja vastaavien reseptorien peptidit, jotka johtavat oligomeerien reseptorivälitteiseen endosy-toosiin, kuten EGF (orvaskeden kasvutekijä), bradykiniini 25 ja PDGF (verihiutaleperäinen kasvutekijä). Merkkiryhmiä ovat fluoresoivat ryhmät esimerkiksi dansyyli-(N-dimetyy-li-l-aminonaftyyli-5-sulfonyyli-), fluoreseiini- tai kumariini johdannaisista tai kemiluminoivat ryhmät esimerkiksi akridiinijohdannaisista, kuten ELISA:11a osoitettava 30 digoksigeniinisysteemi, joka sisältää biotiini/avidiini-systeemillä osoitettavan biotiiniryhmän, tai myös funktionaalisia ryhmiä käsittävät liittovarret, jotka sallivat jälkeen päin tapahtuvan johdannaismuodostuksen osoitettavilla reportteriryhmillä, esimerkiksi aminoalkyyliliittä- 8 jä, joka akridiniumaktiiviesterillä muuttuu kerniluminoin-tikoettimeksi. Tyypillisiä merkkiryhmiä ovat: CH ,
- itX
5 c i :0 Λ ό
10 I
akridiniumesteri R = H tai aminosuojaryhmä 15 0 Λ
R - N N H
Cwy 0 20 biotiinikonjugaatti ( = "biotiini" R = Boc:lle)
CgO
C » 0 I
25 karbatsolijohdannainen 0 H ° Cy0 30
f T J °H
°xA
35 digoksigeenikonjugaatti 9 ryhmät, jotka oligomeerin hybridisoituessa kohde-nukleiinihappoon käyvät näiden kimppuun sitoutumisen, ris-tikytkemisen tai lohkaisun tapahtuessa ovat esimerkiksi akridiini-, psoraleeni-, fenantridiini-, naftokinoni-, 5 daunomysiini- tai kloorietyyliaminoaryylikonjugaatit. Tyypillisiä väliin meneviä tai ristikytkeviä tähteitä ovat: /ΓΛ o \_/
·, /-> H
10 -c-o-(ch,),-<v.n akridiinijohdannainen, x = 2 - 12, edullisesti 4
0 C H
15 νΛ
0 Q
- C - ( C H , ) , - N H -IN
C I
20 x = 2 - 12, edullisesti 4 o
C H j II
1 CH,X-(CHj),-NH-C- /ΥγΥ X -NH tai “°- 25 CHj trimetyylipsoraleenikonjugaatti (= "psoraleeni" X:n ollessa O) 0 30 0 fenantroliinikonj ugaatti 10
C I - C H 2 C H 2 r -Λ I I
nAl>(ch2)«-o-c-
HaC7
X
5
x = 1 - 18, X = alkyyli, halogeeni, N02, CN, -C-R
fl 0 C I - C H 2 C H 2 \ r λ || N —, (CH2)x-0-C- 10 CI -C H 2 C H 2
X
x = 1 - 18, X = alkyyli, halogeeni, N02, CN, -C-R
II
0
Ankkuriryhmiä L, jotka sisältävät latenttina funk-15 tion Q°, kuvaavat esimerkiksi George Barany, Nancy KneibC-ordonier ja Daniel G. Mullen, Int. J. Peptide Protein Res. 30 (1987) 705 - 739.
Polymeerikantajia, jotka on varustettu ankkuriryh-mällä, jotka sisältävät latenttina ryhmän Q°, ovat esi-20 merkiksi p-nitrobentsofenonoksiimipolystyrolihartsi [E.T. Kaiser, S.H. Nakagawa, J. Org. Chem. 48 (1983) 678 - 685], 4-( 2-hydroksietyylisulfonyyli )bentsoyylihartsi tai primäärisellä aminoryhmällä funktionaaliseksi tehty polymeeri-kantaja, kuten esim. polyHIPER, TentagelR, Controlled Pore 25 Glass", polystyroli, johon on kytketty latentisti ryhmän Q° sisältävä ankkuriryhmä, kuten esim. 4-hydroksimetyylibent-soehappo [E. Atherton, C.J. Logan, R.C. Sheppard, J. Chem. Soc., Perkin Trans I 1981 538 - 546], 9-hydroksimetyyli-fluoreeni-4-karboksyylihappo [M. Mutter, D. Bellof, Hely. 30 Chim. Acta 67 (1984) 2009 - 2016], 4-(2-hydroksietyylisulfonyyli )bentsoehappo [R. Schwyzer, E. Felder, P. Failli, Hely. Chim. Acta 67 (1984) 1316 - 1327]; (9-(hydroksime- tyyli)-2-fluorenyylietikkahappo [Y.Z. Liu, S.H. Ding, J.Y. Chu, A.M. Felix, Int. J. Peptide Protein Res. 35 ( 1990) 35 95 - 98]; N-[9-(hydroksimetyyli)-2-fluorenyyli)meripihka- 11 happomonoamidi; 4-(2-hydroksietyyli)-3-nitrobentsoehappo [F. Albericio, E. Giralt, R. Eritja, Tetrahedron Lett. 1991 1515 - 1518], meripihkahappomono( amino-C2_16-alkyyli ) -esteri, oksaalihappomono(amino-C2_16-alkyyli )esteri ja muut 5 samankaltaiset.
Edullisesti käytetään seuraavia ankkuriryhmiä tai jo polymeerikantajaan sidottuja ankkuriryhmiä: p-nitrobentsofenonoksiimipolystyrolihartsi, 4- (2- hydroksietyyliaulfonyyli)bentsoyylihartsi tai primaari-10 sellä aminoryhmällä funktionaaliseksi tehty kantaja tyyp piä Tentagel, Controlled Pore Glass, polystyroli, latentisti ryhmän Q° sisältävät kytketyt ankkuriryhmät, kuten 4-hydroksimetyylibentsoehappo, 4- (2-hydroksietyylisulfo-nyyli)bentsoehappo, N- [9-(hydroksimetyy1i)-2-fluorenyy1i]-15 meripihkahappomonoamidi, meripihkahappomono( amino-C2.16-al- kyyli)esteri tai oksaalihappomono(amino-C2_16-alkyyli )este-ri.
Heikkojen happojen suhteen labiileja suojaryhmiä PG ovat esim. 1-(1-adamantyyli)-1-metyylietoksikarbonyyli 20 (Adpoc), l-(3,5-di-tert-butyylifenyyli)-1-metyylietoksi karbonyyli (t-Bumeoc), 1-metyyli-l-(4-bifenyyli)etyyliok-sikarbonyyli (Bpoc), 3,5-dimetoksifenyyli-2-propyyli-2-oksikarbonyyli (Ddz) tai trityylityyppi, kuten trifenyy-limetyyli (Trt), (4-metoksifenyyli)difenyylimetyyli (Mmt), 25 (4-metyylifenyyli)difenyylimetyyli (Mtt), di-( 4-metoksifenyyli ) fenyylimetyyli (Dmt), 9-(9-fenyyli)ksantenyyli (Pixyl), erityisen edullisesti käytetään trityylityypin suojaryhmät kuten Trt, Mmt, Dmt, aivan erityisen edullisesti käytetään suojaryhmää Mmt.
30 Edeltävän synteesimenetelmän vaiheessa a) käytet tyjä peptidisynteesissä tavanomaisia aktivointimenetelmiä kuvaavat esim. Houben-Weyl, "Methoden der Organischen Chemie", osa 15/2, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1974 tai muita reagensseja kuten esim. BOP [B. Castro, J.R. Dormoy, 35 G. Evin ja C. Selve, Tetrahedron Lett. 1975 1219 - 1222), 12
PyBOP [J. Coste, D. Le-Nguyen ja B, Castro, Tetrahedron Lett. 1990 205 - 208] , BroP [ J. Coste, M. -N. Dufour, A. Pantaloni ja B. Castro, Tetrahedron Lett. 1990 659 - 672], PyBroP [J. Coste, E. Frerot, P. Jouin ja B. Castro, Tetra-5 hedron Lett. 1991 1967 - 1970] ja uroniumregenssit ku ten esim. HBTU [V. Dourtoglou, B. Gross, V. Lambropou-lou, C. Zioudrou, Synthesis 1984 572 - 574], TBTU, TPTU, TSTU, TNTU [R. Knorr, A. Trzeciak, W. Bannwarth ja D. Gillesen, Tetrahedron Lett. 1989 1927 - 1930], TOTU 10 (EP-A-0 460 446), HATU [ L. A. Carpino, J. Am. Chem. Soc.
115 (1993) 4397 - 4398], HAPyU, TAPipU [A. Ehrlich, S.
Rothemund, M. Brudel, M. Beyermann, L.A. Carpino ja M. Bienert, Tetrahedron Lett. 1993 4781 - 4784], BOI [K. Aka-ji, N. Kuriyama, T. Kimura, Y. Fujiwara ja Y. Kiso, Tetra-15 hedron Lett. 1992 3177 - 3180] tai 2,4,6-mesityleenisulfo-nyyli-3-nitro-l,2,4-triatsolidi (MSNT) [B. Blankemeyer-Menge, M. Nimitz ja R. Frank, Tetrahedron Lett. 1990 1701 -1704], 2,5-difenyyli-2,3-dihydro-3-okso-4-hydroksi-tiofendioksidi (TDO) [R. Kirstgen, R.C. Sheppard, W. Steg-20 lich, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1987 1870 - 1871] tai aktivoidut esterit [D. Hudson, Peptide Res. 1990 51 - 55] kulloisessakin kirjallosuuskohdassa.
Edullisesti käytetään karbodi-imidejä, esim. di-sykloheksyylikarbodi-imidiä tai di-isopropyylikarbodi-25 imidiä. Edullisesti käytetään myös fosfoniumreagensseja, kuten esim. PyBOP tai PyBroP, uroniumreagensseja, kuten esim. HBTU, TBTU, TPTU, TSTU, TNTU, TOTU, HATU tai BOI.
Kytkeminen voidaan tällöin suorittaa suoraan lisäämällä aminohappojohdannainen tai PNA-monomeeri, jonka 30 kaava on IV, aktivointireagenssiin ja mahdollisesti lisäten lisäaineita kuten esim. 1-hydroksibentsotriatsoli (HOBt) [W. König, R. Geiger, Chem. Ber. 103 (1970) 788] tai 3-hydroksi-4-okso-3,4-dihydrobentsotriatsiini (HOObt) [W. König, R. Geiger, Chem. Ber. 103 (1970) 2034] hart-35 siin, tai kuitenkin myös rakenneosan esiaktivointi akti- 13 voiduksi esteriksi voi tapahtua erikseen ja aktivoidun lajin liuos sopivassa liuottimessa voidaan lisätä kytken-täkelpoiseen polymeeriin.
Suojaryhminä suojatun nukleoemäksen B' eksosykli-5 selle aminofunktiolle käytetään heikkojen happojen suhteen labiilien aminosuojaryhmiin PG sopivia suojaryhmiä. Edullisesti käytetään suojaryhmiä kuten bentsoyyli-, isobuta-noyyli-, asetyyli, fenoksiasetyyli-, 4-(t-butyyli)bentso-yyli-, 4-(t-butyyli)fenoksiasetyyli-, 4-(metoksi)bentsoyy-10 li-, 2-(4-nitrofenyyli)etyylioksikarbonyyli-, 2-(2,4-di-nitrofenyyli )etyylioksikarbonyyli-, 9-fluorenyylimetoksi-karbonyyli-, difenyylikarbamoyyli- tai formamidiiniryh-miä. Erityisen edullisia ovat bentsoyyli-, isobutanoyyli-, 4-(t-butyyli)bentsoyyli-, 2-(4-nitrofenyyli)etyylioksi- 15 karbonyyli-, 2-(2,4-dinitrofenyyli)etyylioksikarbonyyli-, 9- fluorenyylimetoksikarbonyyli-, 4-(metoksi)bentsoyyli-tai para-(t-butyyli)fenoksiasetyyli-, para-nitrofenyyli-2-etyylioksikarbonyyliryhmät ja guaniinille 2-N-asetyylin yhdistelmä 6-0-difenyylikarbamoyyliryhmän kanssa.
20 Lohkomisreagensseja heikkojen happojen suhteen la biilille aminonsuojaryhmälle PG ovat esimerkiksi 1 10- %:inen trifluorietikkahappoliuos dikloorimetaanissa, 1 - 10-%:inen trikloorietikkahappoliuos dikloorimetaanissa, 2 - 15-%:inen dikloorietikkahappoliuos dikloorimetaa- 25 nissa tai 1 - 5-%:inen p-tolueenisulfonihappoliuos dikloorimetaanissa. Lisäksi kyseeseen tulevat myös Lewis-hapot, kuten esimerkiksi booritrifluoridieteraatti tai sinkkibro-midi dikloorimetaani/isopropanolissa.
Kaavan Ia mukaisten aminohappotähteiden Q' tai A' 30 kytkeminen tapahtuu aminohappojohdannaisilla, jotka edullisesti käsittävät saman aminonsuojaryhmän PG, jota käytetään myös kaavan IV mukaisille yhdisteille. Aminohapoissa mahdollisesti esiintyvät sivuketjufunktiot on varustettu emästen tai alkalilipeän suhteen labiileilla 35 suojaryhmillä, kuten esim. 9-fluorenyylimetyyli (Fm) tai 14 9-fluorenyy1imetoksikarbonyyli (Fmoc). Edullisia ovat tällöin aminohappojohdannaiset kuten PG-Gly-OH, PG-Tic-OH, PG-Pro-OH, PG-Phe-OH, PG-Oic-OH, PG-Lys(Fmoc)-OH, PG-Arg-(Fmoc)-OH, PG-Cys(Fm)-OH, PG-Asp(OFm)-OH, PG-Glu(OFm)-OH, 5 PG-Aeg(Fmoc)-OH, PG-His(Trt)-OH, jossa PG määritellään kuten edellä. Aivan erityisen edullisia ovat tässä seuraavat aminohappojohdannaiset: Mmt-Gly-OH, Mmt-Tic-OH, Mmt-Pro- OH, Mmt-Phe-OH, Mmt-Oic-OH, Mmt-Lys(Fmoc)-0H, Mmt-Arg-(Fmoc)-OH, Mmt-Cys(Fm)-OH, Mmt-Asp(OFm)-OH, Mmt-Glu(OFm)- 10 OH, Mmt-Aeg(Fmoc)-OH, Mmt-His(Fmoc)-OH.
Edellä kuvatussa synteesimenetelmässä käytettyjen yhdisteiden, joiden kaava on IV: PG-X -OH (IV)
M
15 B' erityisesti merkityksessä B ' V « P G —H—, 11 A.
H OH
20 valmistusta kuvataan samanaikaisesti jätetyssä patenttihakemuksessa, jonka otsikko on "PNA-synteesejä käyttämällä emäslabiilia aminonsuojaryhmää" (HOE 94/F 059, DE-patenttijulkaisu 4 408 535.8).
25 Edellä kuvatut PNA:t rakennettiin kiinteäfaasisyn- teesillä sopivaan kantomateriaaliin (esim. polystyroli, polyoksietyleenillä modifioitu polystyroli, kuten esim. TentagelR, Controlled Pore GlassR), joka on varustettu ankkuriryhmällä L, joka sisältää latentisti tähteen Q°.
30 Kiinteäfaasisynteesi alkaa PNA:n C-päästä kytkemällä hap- polabiililla suojaryhmällä suojattu monomeeri tai aminohappo, jonka sivuketjufunktio on mahdollisesti suojattu, vastaavaan hartsiin.
Hartsiin kytketyn rakenneosan suojaryhmän lohkaisun 35 sopivalla reagenssilla edellä kuvatun mukaisesti jälkeen 15 kytketään seuraavat suojatut rakenneosat (PNA-monomeerit ja aminohappojohdannaiset) toinen toisensa perään halutussa järjestyksessä. Välituotteena syntyvästä, happolabii-lilla suoj aryhmällä N-päässä suojatuista PNA-hartseista 5 poistetaan suojaryhmä ennen kytkemistä seuraavaan PNA-mo-nomeeriin edellä kuvatuilla reagensseilla.
Aminohappojohdannaisten kytkeminen tai aktivointi jollain edellä mainituista aktivointireagensseista voidaan suorittaa dimetyyliformamidissa, N-metyylipyrrolidinonis-10 sa, asetonitriilissä tai metyleenikloridissa tai mainittujen liuottimien seoksessa. Edellä mainittuihin liuottimiin voidaan myös lisätä lisäksi apuemäksiä, kuten esim. pyri-diini, N-etyylimorfOliini tai trietyyliamiini. Aktivoitua johdannaista käytetään tavallisesti 1,5 - 10-kertaisena 15 ylimääränä. Tapauksissa, joissa ei tapahdu täydellistä kytkemistä, kytkentäreaktio toistetaan ilman, että jo kytketyn rakennosan aminoryhmästä poistetaan suojaryhmä.
Menetelmiä tähteen R° lisäämiseksi ovat esimerkiksi tapauksessa, jossa tämä tähde sisältää karboksyylihappo-20 funktion, edellä aminohappojen ja PNA-monomeerien kytkemiseksi kuvatut menetelmät. Muita menetelmiä ovat isosyanaattien kuten esim. fenyyli-isosyanaatti, isotiosyanaat-tien kuten esim. fluoreseiini-isotiosyanaatti, kloorimuu-rahaishappojohdannaisten kuten esim. klooriformyylikarbat-25 soli, hiilihappoaktiiviesterien kuten esim. kolesteroli- (4-nitrofenyyli)karbonaatti, akridiniumsukkinimidyylikar-bonaatti, sulfokloridien kuten esim. dansyylikloridi jne. muutos.
Mahdollisesti voidaan jatkovaiheessa kaavan I mu-30 kaisten yhdisteiden amino- ja karboksyylipäät sitoa myös toisiinsa. Tämä kytkeminen tapahtuu edullisesti amidisi-doksen välityksellä aminohappotähteiden A tai Q merkityksessä Lys, Glu, Asp, Aeg sivuketjufunktioiden välillä tai valmistamalla disulfidisilta kulloinkin aminohapon A ja Q 35 merkityksessä Cys välille.
16
Edellä kuvattu synteesikulku voidaan myös suorittaa kaupallisesti saatavilla synteesiautomaateilla, kuten esim. peptidisyntetisaattorit, monipeptidisyntetisaatto-rit, DNA-syntetisaattorit suorittaen kevyitä tavallisesti 5 käytettyjen synteesiohjelmien modifikaatioita.
PNA:n synteesin jälkeen edellä kuvatulla tavalla voidaan PNA-oligomeeri lohkaista hartsista sopivilla rea-gensseilla, kuten esim. konsentroitu ammoniakkiliuos, etyleenidiamiini, hydratsiini, butyyliamiini, metyyliamii-10 ni tai etanoliamiini. Aina käytetyn liittäjän ja käytettyjen suojaryhmien luonteen mukaan oligomeeri ja muut nuk-leiiniemästen sivuketjusuojaryhmät lohkaistaan samanaikaisesti. Lohkaisureagenssia voidaan tällöin käyttää myös sopivilla liuottimilla, kuten esim. asetonitriili, etanoli 15 tai metanoli, laimennettuna.
Lohkaisun jälkeen saadun raakaoligomeerin puhdistaminen tapahtuu peptidi- tai nukleotidikemiassa tavallisilla menetelmillä, kuten esim. HPLC, ioninvaihtokromatogra-fia jne.
20 Aminohapoista käytetyt lyhenteet vastaavat pepti- dikemiassa tavallista kolmikirjainkoodia kuten kuvataan julkaisussa Europ. J. Biochem. 138 (1984) 9. Muut käytetyt lyhenteet luetellaan alla.
Aeg N-( 2-aminoetyyli )glysyyli, -NH-CH2-CH2-NH- 25 CH2-C0-
Aeg( AMeOBz) N-( 2-aminoetyyli ) -N- ((9-( N6-4-metoksibent- soyyli)adenosyyli)asetyyli)glysyyli Aeg(CBz) N-( 2-aminoetyyli)-N-((l-(N4-bentsoyyli)- sytosyyli)asetyyli)glysyyli 30 Aeg(CMeOBz) N-( 2-aminoetyyli)-N-((1-( N4-4-metoksi- bentsoyyli)sytosyyli)asetyyli)glysyyli Aeg( CtBuBz) N- ( 2-aminoetyyli ) -N- ((1-( N4-4-tert-butyy- libentsoyyli)sytosyyli)asetyyli)glysyyli Aeg( GlBu) N- ( 2-aminoetyyli ) -N- ((9-( N2-isobutanoyyli) - 35 guanosyyli)asetyyli)glysyyli 17
Aeg- (G2"Ac,4_Dpc) N- ( 2-aminoetyyli ) -N- ( (9-( Nz-asetyyli-04- difenyylikarbamoyyli)guanosyyli)glysyyli Aeg(T) N- ( 2-aminoetyyli)-N-((1-tyminyyli)asetyy- 5 li)glysyyli
Bnpeoc 2,2- [bis( 4-nitrofenyyli ) ] etoksikarbonyyli )
Boc tert-butoksikarbonyyli BOI 2-( bentsotriatsol-1-yyli )oksi-l, 3-dimetyy- li-imidatsolidiniumheksafluorifosfaatti 10 BOP bentsotriatsolyyli-l-oksi-tris(dimetyyli- amlno)fosfoniumheksafluorifosfaatti BroP bromi-tris( dimetyyliamino)fosfoniumheksa- fluorifosfaatti BSA N,0-bis(trimetyylisilyyli)asetamidi 15 But tert-butyyli
Bz bentsoyyli
Bzl bentsyyli
Cl-Z 4-klooribentsyylioksikarbonyyli CPG Controlled Pore Glass (kontrolloitu huokos- 20 Iasi) DBU 1,8-diatsabisyklo[5.4.0]undes-7-eeni DCM dikloorimetaani
Ddz 3,5-dimetoksifenyyli-2-propyyli-2-oksi- karbonyyli 25 DMF dimetyyliformamidi
Dmt di(4-metoksifenyyli)fenyylimetyyli
Dnpeoc 2-(2,4-dinitrofenyyli)etoksikarbonyyli
Dpc difenyylikarbamoyyli FAM fluoreseiinitähde 30 Fm 9-fluorenyylimetyyli
Fmoc 9-fluorenyylimetyylioksikarbonyyli H-Aeg-OH N-(2-aminoetyyli)glysiini HAPyU 0-(7-atsabentsotriatsol-l-yyli)-1,1,3,3- bis( tetrammetyleeni )uroniumheksaf luorifos-35 faatti 18 HATU O-(7-atsabentsotriatsol-l-yyli)-1,1,3,3- tetrametyyliuroniumheksafluorifosfaatti HBTU 0- ( bentsotriatsol-1-yyli)-1,1,3,3-tetra- metyyliuroniumheksafluorifosfaatti 5 HOBt 1-hydroksibentsotriatsoli HONSu N-hydroksisukkinimidi HOObt 3-hydroksi-4-okso-3,4-dihydrobentsotriat- siini iBu isobutanoyyli 10 MeOBz 4-metoksibentsoyyli
Mmt 4-metoksitrifenyylimetyyli
Moz 4-metoksibentsyylioksikarbonyyli MSNT 2,4, 6-mesityleenisulfonyyli-3-nitro-l, 2,4- triatsolidi 15 Mtt 4-(metyylifenyyli)difenyylimetyyli NBA nitrobentsyylialkoholi NMP N-metyylipyrrolidiini
Pixyl 9-(9-fenyyli)ksantenyyli
PyBOP bentsotriatsolyyli-l-oksitripyrrolidino- 20 fosfoniumheksafluorifosfaatti
PyBroP bromitripyrrolidinofosfoniumheksafluori fosf aatti TAPipU 0-(7-atsabentsotriatsol-l-yyli)-1,1,3,3- bis(pentametyleeni)uroniumtetrafluoribo-25 raatti TBTU 0-(bentsotriatsol-1-yyli)-1,1,3,3-tetra- metyyliuroniumtetrafluoriboraatti tBu tert-butyyli tBuBz 4-tert-butyylibentsoyyli 30 TDBTU 0-(3,4-dihydro-4-okso-l,2,3-bentsotriatsin- 3-yyli)-1,1,3,3-tetrametyyliuroniumtetra-fluoriboraatti TDO 2, 5-difenyyli-2,3-dihydro-3-okso-4-hydrok- sitiofendioksidi 35 TFA trifluorietikkahappo 19 THF tetrahydrofuraani TNTU 0-[ ( 5-norborneeni-2,3-dikarboksimido]-1, - 1,3,3-tetrametyyliuroniumtetrafluoriboraat-ti 5 TOTU 0-[ ( syano(etoksikarbonyyli)metyleeni)ami no] -1,1,3,3-tetrametyyliuroniumtetrafluori-boraatti TPTU 0-(1,2-dihydro-2-okso-l-pyridyyli)-1,1,- 3,3'-tetrametyyliuroniumtetrafluoriboraatti 10 Trt trityyli TSTU 0- (N-sukkinimidyyli )-1,1,3,3-tetrametyyli uroniumtetraf luoriboraatti Z bentsyylioksikarbonyyli MS(ES+) elektronisuihkumassaspektri (positiivinen 15 ioni) MS(ES') elektronisuihkumassaspektri (negatiivinen ioni ) MS(DCI) desorptio-kemiallinen ionisaatiomassaspekt- ri 20 MS(FAB) nopea atomipommitusmassaspektri
Seuraavien esimerkkien on tarkoituksena selventää edullisia menetelmiä keksinnön mukaisten yhdisteiden valmistamiseksi ilman, että keksintö rajoittuisi niihin.
25 Peptidinukleiinihappojen synteesi PNA-synteesi tapahtuu esimerkiksi Ecosyn D-300 -DNA-syntetisaattorilla (Fa. Eppendorf/Biotronik, Maintal) tai ABI 380B -DNA-syntetisaattorilla (Fa. Applied Biosys-tems, Weitersstadt). Seuraavaksi esitetään kuvaus syntee-30 sisykleistä.
Synteesi tapahtuu yrityksen Applied Biosystems va-kio-DNA-synteesikolonneissa, jotka on täytetty Mmt-hex-succ-Tentagel- tai Mmt-hex-succ-CPG-valmisteella. Käytetään kolonneja synteeseihin 3 pmol:n tai 6 pmol:n mitta-35 kaavassa. Reagenssina Mmt-suojaryhmän lohkaisemiseksi 20 käytetään 3-%:ista trikloorietikkahappoliuosta dikloori-metaanissa. Kantajan pesun asetonitriilillä jälkeen suoritetaan neutralointi 4-etyylimorfoliinin 3,5 M liuoksella asetonitriilissä. Kytkemistä varten synteesikolonniin pa-5 nostetaan seos, joka koostuu Mmt-Aeg-johdannaisen 0,3 tai 0,4 M liuoksesta asetonitriili/DMF:ssä, DMF/NMP:ssä, jossa on 1 % Triton X-100 -valmistetta, DMF:ssä, jossa on N-etyylimorfoliinia, DMF:ssä, jossa on pyridiiniä, PyB0P:n 0,9 M liuoksesta asetonitriilissä ja 4-etyylimorfoliinin 10 3,5 M liuoksesta asetonitriilissä tai HATU:n 0,3 M liuok sesta DMF:ssä NEM:n 0,3 M liuoksen DMFrssä kanssa. Seuraa-va salpaaminen suoritetaan käyttämällä l:l-seosta tavanomaisista DNA-synteesin salpausreagensseista (asetanhyd-ridi/lutidiini/N-metyyli-imidatsoliliuos THFrssä). PNA 15 lohkaistaan kantajasta käsittelemällä konsentroidulla am-moniakkiliuoksella syntetisaattorissa, jolloin emässuoja-ryhmien poistamiseksi yhdistettyjä ammoniakkialkalisia liuoksia lämmitetään suojetussa ampullissa 5 tunnin ajan 55 °C:ssa. Sitten suoritetaan mahdollisesti aminopään Mmt-20 ryhmän lohkaiseminen 80-%:isella etikkahapolla huoneenlämpötilassa.
PNA:t analysoidaan Beckman System Gold -HPLC-lait-teessa Dionex Nucleopac PA-100 (4 x 250 mm) -kolonnissa käyttäen lineaarista gradienttia 0 -> 0,75 M NaCl 20 mM 25 NaOH-liuoksessa.
Puhdistaminen suoritettiin Pharmacia Biopilot -FPLC-laitteessa Pharmacia Mono Q HR 10/10 -kolonnissa käyttäen lineaarista gradienttia 0 -> 0,5 M NaCl 20 mM NaOH-liuoksessa eluenttina. Suolojen poistaminen puhdis-30 tetuista PNA-yhdisteistä onnistuu BondElut-C18-kolonnin avulla (Fa. Analytichem Int'1) tai BiogelR-valmisteessa (Fa. Biorad).
21
Esimerkki 1 l-hydroksi-6-((4-metoks i fenyy1i)difenyylimetyyli-amino)heksaani (Mmt-hex) 6-aminoheksan-l-olia (1 g, 8,55 mmol) liuotetaan 5 vedettömään pyridiiniin (7 ml) ja lisätään trietyyli-amiinia (0,2 ml). Tähän liuokseen lisätään 45 minuutissa liuos, jossa on (4-metoksifenyyli)difenyylimetyylikloridia (2,5 g, 8,12 mmol) vedettömässä pyridiinissä (9 ml). Reak-tioliuosta sekoitetaan edelleen 30 minuuttia 22 °C:ssa, 10 minkä jälkeen reaktio keskeytetään lisäämällä metanolia (3 ml). Liuos haihdutetaan kuiviin pyöröhaihduttimessa ja saatu jäännös haihdutetaan pyridiinin poistamiseksi kolmasti tolueenin kanssa kuiviin. Saatu jäännös liuotetaan etyyliasetaattiin ja tämä liuos pestään peräkkäin kylläs-15 tetyllä natriumbikarbonaattiliuoksella, vedellä ja kyllästetyllä kaliumkloridiliuoksella. Orgaaninen faasi kuivataan Na2S04:llä, minkä jälkeen liuos suodatetaan ja haihdutetaan tyhjössä kuiviin. Raakatuote voidaan puhdistaa kro-matografisesti kieselgeelissä käyttäen heptaani/etyyliase-20 taatti/trietyyliamiinia, 49,5:49,5:1.
Saanto 1,54 g.
MS (FAB, NBA/LiCl) 396,3 (M + Li) + , 390,3 (M + H) + , 273,2 (MMT)+
Rf 0,44 (heptaani/etyyliasetaatti, 1:1).
25 Esimerkki 2 6-((4-metoksifenyyli)difenyylimetyyliamino)heks-l-yylihemisukkinaatti (Mmt-hex-succ) l-hydroksi-6-((4-metoksifenyyli )difenyylimetyyli-amino)heksaania (1,00 g, 2,57 mmol) liuotetaan vedettömään 30 pyridiiniin (10 ml). Tähän liuokseen lisätään meripihka-happoanhydridiä (0,257 g, 2,57 mmol) ja 4-dimetyyliamino-pyridiiniä (31,3 mg, 0,257 mmol). 3 tunnin sekoituksen 22 °C:ssa jälkeen lisätään lisää meripihkahappoanhydridiä (25,7 mg, 0,257 mmol) ja 4,4-dimetyyliaminopyridiiniä 35 (62,6 mg, 0,56 mmol) ja tätä liuosta lämmitetään 6 tunnin 22 ajan 50 °C:ssa. Edelleen 15 tunnin jälkeen 22 °C:ssa liuos haihdutetaan kuiviin, jäännös liuotetaan etyyliasetaattiin ja saatu liuos pestään sitruunahapon jääkylmällä 5-%:isella vesiliuoksella. Orgaaninen faasi kuivataan 5 (Na2S04), minkä jälkeen liuos haihdutetaan pyöröhaihdutti- messa kuiviin. Puhdistamalla jäännöstä kromatografisesti kieselgeelissä käyttäen 50 % CH2C12/1 % trietyyliamiini -liuosta etyyliasetaatissa ja sitten 5 % metanoli/1 % trietyyliamiini -liuosta dikloorimetaanissa saadaan haluttu 10 yhdiste värittömänä öljynä.
MS (ES') 978,0 (2M - H)', 488,3 (M - H)-
Rf 0,30 (CH2Cl2/etyyliasetaatti, 1:1).
Esimerkki 3 6-((4-metoksifenyyli)difenyylimetyyliamino)heks-1-15 yylisukkinyyliamido-Tentagel (Mmt-hex-succ-Tentagel)
TentagelR-valmisteen (Rapp Polymere) (0,5 g, 0,11 mmol aminoryhmiä) aminomuodon annetaan turvota 10 minuutin ajan 4-etyylimorfoliinissa (0,1 ml) ja DMFrssä (5 ml). Sitten lisätään liuos, jossa on 6-((4-metoksifenyyli)dife-20 nyylimetyyliamino)heks-l-yylihemisukkinaattia (97,4 mg, 0,165 mmol), 4-etyylimorfoliinia (15,9 mg, 0,138 mmol, 17,4 ml) ja TBTU:ta (52,9 mg, 0,165 mmol) DMF:ssä (3 ml), ja suspensiota ravistellaan 16 tunnin ajan 22 °C:ssa. Joh-dannaistettu Tentagel-kantaja suodatetaan eroon ja pestään 25 peräkkäin DMFrllä (3 x 3 ml), CH2Cl2:lla (3 x 1 ml) ja di-etyylieetterillä (3 x 1 ml) ja kuivataan. Reagoimatta jääneet aminofunktiot salvataan käsittelemällä 1 tunnin ajan asetanhydridi/lutidiini/l-metyyli-imidatsolilla THF:ssä (1 ml). Valmis kantaja pestään CH2Cl2:lla (3 x 1 ml) ja di-30 etyylieetterillä (3 x 1 ml) ja kuivataan tyhjössä. Saalis laskettuna käytetystä monometoksitrityylifunktiosta on 168 pmol/g.
23
Esimerkki 4 6-((4-metoksifenyyli)difenyylimetyyliamino)heks-1-yylisukkinyyliamidopropyyli-Controlled Pore Glass (Mmt-hex-succ-CPG) 5 Valmistus tapahtuu analogisesti esimerkissä 3 ku vattuun nähden käyttäen aminopropyyli-CPG:tä (valmistaja Fluka) (550 Ä; 1,0 g) ja 6-((4-metoksifenyyli)difenyyli- metyyliamino)heks-l-yylihemisukkinaatista (48,7 mg, 0,082 mmol), 4-etyylimorfoliinista (7,6 ml) ja TBTU:sta (26,4 10 mg, 0,082 mmol) DMF:ssä (3 ml). MMT-hex-succ-CPG-kuorma on 91 pmol/g.
Esimerkki 5 H-[Aeg(T)]3-(hex) H-[Aeg(T)]3-( hex) syntetisoidaan edellä kuvatulla 15 synteesimenetelmällä 3 pmol:n mittakaavassa Mmt-Hex-Succ-Tentagel-valmisteelle. Monomeerinä käytetään Mmt-Aeg(T)-0H:ta. Raakasaanto on 71 O.D. 260. 2 O.D.rstä otettu mas-saspektri osoittaa halutun tuotteen kohdassa m/e 915,8 (M + H)+, ja sivutuotteena H- [Aeg( Y) ]2-(hex):n kohdassa m/e 20 650,5.
Esimerkki 6 H-[Äeg(T)]-[Aeg(C)]-[Aeg(T) ] -[Äeg(C)]-[Aeg(T)]2- (hex) H-[Aeg(T)]-[Aeg(C)]- [ Aeg ( T)]-[Aeg(C)]-[Aeg(T ) ]2-25 (hex) syntetisoidaan edellä kuvatulla synteesimenetelmällä 3 pmol:n mittakaavassa Mmt-Hex-Succ-Tentagel-valmisteel-le. Monomeerinä käytetään Mmt-Aeg( T )-OH: ta ja Mmt-Aeg(CBz)-OH:ta. Raakasaanto on 98,6 O.D.260 . 35 O.D. 260 raakatuotetta puhdistetaan ja siitä poistetaan suolat, jolloin saadaan 30 14,5 O.D. 250 haluttua yhdistettä. Puhdistetun tuotteen mas saspektrometrinen analyysi osoittaa halutun tuotteen kohdassa m/e 1685,0 (M + H)+ ainoana pääasiallisena piikkinä.
24
Esimerkki 7 H-[Aeg(T)]-[Aeg(C) ] - [Aeg(T)]-[Aeg(C)]-[Äeg(T)]2- (hex) H- [Aeg( T ) ] - [Aeg( C) ] - [ Aeg( T ) ] - [Aeg(C ) ] - [Aeg( T ) ] 2-5 (hex) syntetisoidaan edellä kuvatulla synteesimenetelmällä 3 pmol:n mittakaavassa Mmt-Hex-Succ-Tentagel-valmisteelle. Monomeerinä käytetään Mmt-Aeg(T)-OH:ta ja Mmt-Aeg(CtBuBz )-OH:ta.
Esimerkki 8 10 H-[Aeg(A)]- EAeg(C)] — [Aeg(A)]-[Aeg(T)]-[Aeg(C) ] - [Aeg(A)]-[Aeg(T)]-[Aeg(G)]-[Aeg(G)]-[Aeg(T)]-[Aeg(C)]-[Aeg(G)]-(hex) PNA-synteesi tapahtuu Ecosyn D-300 -DNA-synteti-saattorilla (Fa. Eppendorf/Biotronik, Maintal) 130 mg:lie 15 (5 pmol) Mmt-Hex-Succ-aminopropyyli-CPG:tä.
Synteesissä käytettiin seuraavia liuoksia: 1) aktivaattoriliuos: 0,3 molaarinen HATU-liuos kuivatussa DMF:ssä 2) aktivointiemäs: 0,3 molaarinen NEM-liuos kuiva- 20 tussa DMF:ssä 3) Mmt:n lohkominen: 3-%:inen trikloorietikkahappo-liuos dikloorimetaanissa 4) neutralointiliuos: tetrahydrofuraani/vesi/pyri-diini, 7:2:1 25 5) Mmt-Aeg(T)-OH: 0,3 molaarinen liuos NEM:n 0,3 molaarisessa liuoksessa kuivatussa DMF:ssä 6) Mmt-Aeg( AMe0Bz )-0H: 0,3 molaarinen liuos NEM:n 0,3 molaarisessa liuoksessa kuivatussa DMF:ssä 7) Mmt-Aeg(CMe0Bz )-OH: 0,3 molaarinen liuos NEM:n 0,3 30 molaarisessa liuoksessa kuivatussa DMF:ssä 8) Mmt-Aeg(GlBu)-0H: 0,3 molaarinen liuos NEM:n 0,3 molaarisessa liuoksessa kuivatussa DMF:ssä
Synteesin päättämisen jälkeen PNA-CPG-kantaja kuivataan ja sitä jatkotyöstetään edellä kuvatun mukaisesti. 35 Saanto: 245 O.D.260 MS 3369,6 ( ES+): (M) +

Claims (2)

25
1. Menetelmä PNA-oligomeerien valmistamiseksi, joiden kaava on I: 5 B I (I) RO-(A)k-[X|n-(0)I-Q° jossa B/X on 10 8 CH, C - 0 I NH-(CH,),-CH,-N-(CH,),-CO 15 8 ( C H 2 ) , NH-CH-CO-NH-CHj-CO 8 2 0 1 (CH,), N H - C H - C H j - C H , - C H j - C 0 8 (CH,),
25 NH-CHj-C0-N-CH,-C0 B C H , C - 0 I nh-ch2-ch2-ch-ch2-co 30 o e y-CH NH-CHj-CHj 0
35 B /—\ tai HH-CH,-C0-N 26 τ » \/(cli2VC0 5 ' _ (C H 2) f NH-(CH2)g jolloin f = 1 - 4; ja g = 0 - 3; R° on vety, Cx-is-alkanoyyli, Ci-i8-alkoksikarbonyyli, 10 C3_8-sykloalkanoyyli, C7-15-aroyyli, C3-i3-heteroaroyyli tai ryhmä, joka suosii oligomeerin solunsisäistä ottoa; tai joka hybridisaation yhteydessä on vuorovaikutuksessa koh-deaminohapon kanssa; A on aminohappotähde; 15. on kokonaisluku 0 - 10; Q on aminohappotähde; 1 on kokonaisluku 0 - 10; B on nukleotidikemiassa tavallinen luonnollinen nukleoemäs tai ei-luonnollinen nukleoemäs tai niiden esi-20 lääkemuoto, tai myös emäskorvausyhdiste; Q° on hydroksi, NH2 tai NHR", jossa R" on CVis-alkyyli, C2-i8-aminoalkyyli tai C2-i8-hydroksialkyyli; ja n on kokonaisluku 1 - 50; joka menetelmä on tunnettu siitä, että 25 joko a) polymeerikantajaan, jonka kaava on II: L-[polymeeri] (II) 30 joka on varustettu ankkuriryhmällä L, joka sisältää latenttina tähteen Q°, ensin kytketään kiinteätaasisyntee-sille tavanomaisella menetelmällä aminohappoja (Q'), joiden sivuketjut on mahdollisesti suojattu, b) lohkaistaan heikkojen happojen suhteen labiili 35 suojaryhmä PG sopivalla reagenssilla, c) toistetaan vaiheet a ja b (1 - 1) kertaa, ja 27 d) näin välituotteena syntyneeseen yhdisteeseen, jonka kaava on III: (Q')i-L-[polymeeri] (III) 5 jossa L määritellään kuten edellä, Q' on aminohappo Q, jonka mahdollisesti läsnäolevat sivuketjufunktiot on suojattu, ja 1 on kokonaisluku 0-10, tai suoraan kaavan II mukaiseen polymeerikantajaan 10 kytketään yhdiste, jonka kaava on IV: PG-X -OH (IV) !1 B ' jossa PG on heikkojen happojen suhteen labiili ami-15 non suojaryhmä ja B1 /X on kaavassa I määritellyn mukainen rakenneosa, jossa on nukleoemäs, jonka eksosyklinen amino-tai hydroksifunktio on suojattu, jolloin B' on nukleotidikemiassa tavallinen luonnollinen nukleoemäs tai ei-luonnollinen nukleoemäs, tai niiden esi-20 lääkemuoto, tai myös emäskorvausyhdiste, joiden eksosykli-set amino- tai hydroksiryhmät on mahdollisesti suojattu sopivilla tunnetuilla suojaryhmillä, käyttämällä peptidikemiassa tavanomaisia kytkentä-reagensseja, 25 e) tilapäinen, heikkojen happojen suhteen labiili suojaryhmä PG lohkaistaan käyttämällä sopivaa reagenssia, f) toistetaan vaiheet d ja e (n-1) kertaa, g) kiinteäfaasisynteesille tavallisella menetelmällä kytketään lisää aminohappoja (A1), joiden sivuketjut on 30 mahdollisesti suojattu, h) heikkojen happojen suhteen labiili suojaryhmä PG lohkaistaan käyttämällä sopivaa reagenssia, i) vaiheet g ja h toistetaan (k-1) kertaa, j) siinä tapauksessa, että R° ei ole vety, lisätään 35 tähde R° tavanomaisella menetelmällä, 28 k) välituotteena saadusta kaavan Ia mukaisesta yhdisteestä : 8 ' I (la)
5 R°-(A,)t-(X]n-(0')|-L - [polymeeri 1 jossa R°, k, B'/X/ n, Q' ja 1 määritellään kuten edellä, A' merkitsee aminohappoa A, jonka sivuketju on mahdollisesti suojattu, ja L on ankkuriryhmä, 10 lohkaistaan kaavan I mukainen yhdiste polymeerikan- tajasta käyttämällä lohkaisureagenssia, jolloin samanaikaisesti tai myös seuraavaksi nukleoemästen eksosyklisessä amino- tai hydroksifunktiossa ja aminohappojen sivuketjuissa mahdollisesti esiintyvät suojaryhmät lohkaistaan pois.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä kaavan I mukaisten PNA-oligomeerien valmistamiseksi, tunnettu siitä, että A on aminohappotähde ryhmästä glysiini, leusiini, histidiini, fenyylialaniini, kysteiini, lysiini, arginiini, 20 asparagiinihappo, glutamiinihappo, proliini, tetrahydroiso-kinoliini-3 -karboksyylihappo, oktahydroindoli-2 -karboksyy-lihappo ja N-(2-aminoetyyli)glysiini; k on kokonaisluku 0-6; Q on aminohappotähde ryhmästä glysiini, leusiini, 25 histidiini, fenyylialaniini, kysteiini, lysiini, arginiini, asparagiinihappo, glutamiinihappo, proliini, tetrahyd-roisokinoliini-3-karboksyylihappo, oktahydroindoli-2 -karboksyylihappo ja N-(2-aminoetyyli)glysiini; 1 on kokonaisluku 0-6; 30. on luonnollinen nukleoemäs ryhmästä adeniini, sy- tosiini, guaniini, tyrniini ja urasiili tai ei-luonnollinen nukleoemäs ryhmästä puriini, 2,6-diaminopyriini, 7-deatsa-adeniini, 7-deatsaguaniini, N4N4-etanosytosiini, N6N6-etano- 2,6-diaminopuriini, 5-metyylisytosiini, 5-C3-6-alkinyyliura-35 siili, 5-C3_6-alkinyylisytosiini, 5-fluoriurasiili tai pseu-doisosytosiini, 2-hydroksi-5-metyyli-4-triatsolopyrimidiini 29 tai niiden esilääkemuoto, tai imidatsoli, nitroimidatsoli tai triatsoli; ja n on kokonaisluku 4-35. 30
FI951130A 1994-03-14 1995-03-10 PNA-synteesi käyttämällä heikkojen happojen suhteen labiilia aminonsuojaryhmää FI120261B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4408531 1994-03-14
DE4408531A DE4408531A1 (de) 1994-03-14 1994-03-14 PNA-Synthese unter Verwendung einer gegen schwache Säuren labilen Amino-Schutzgruppe

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI951130A0 FI951130A0 (fi) 1995-03-10
FI951130A FI951130A (fi) 1995-09-15
FI120261B true FI120261B (fi) 2009-08-31

Family

ID=6512696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI951130A FI120261B (fi) 1994-03-14 1995-03-10 PNA-synteesi käyttämällä heikkojen happojen suhteen labiilia aminonsuojaryhmää

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6046306A (fi)
EP (1) EP0672700B1 (fi)
JP (1) JP4098837B2 (fi)
AT (1) ATE180805T1 (fi)
AU (1) AU695931B2 (fi)
CA (1) CA2144477C (fi)
DE (2) DE4408531A1 (fi)
DK (1) DK0672700T3 (fi)
ES (1) ES2132450T3 (fi)
FI (1) FI120261B (fi)
GR (1) GR3030883T3 (fi)
NO (1) NO321034B1 (fi)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7825215B1 (en) 1993-04-26 2010-11-02 Peter E. Nielsen Substituted nucleic acid mimics
US6133444A (en) * 1993-12-22 2000-10-17 Perseptive Biosystems, Inc. Synthons for the synthesis and deprotection of peptide nucleic acids under mild conditions
DE4438918A1 (de) * 1994-11-04 1996-05-09 Hoechst Ag Modifizierte Oligonukleotide, deren Herstellung sowie deren Verwendung
US6150510A (en) 1995-11-06 2000-11-21 Aventis Pharma Deutschland Gmbh Modified oligonucleotides, their preparation and their use
JP2001518054A (ja) * 1995-06-07 2001-10-09 パーセプティブ バイオシステムズ,インコーポレーテッド Pna−dnaキメラと、このキメラ合成用のpnaシントン
US20040171030A1 (en) * 1996-06-06 2004-09-02 Baker Brenda F. Oligomeric compounds having modified bases for binding to cytosine and uracil or thymine and their use in gene modulation
US20050032068A1 (en) * 2002-11-05 2005-02-10 Prakash Thazha P. Sugar and backbone-surrogate-containing oligomeric compounds and compositions for use in gene modulation
US9096636B2 (en) * 1996-06-06 2015-08-04 Isis Pharmaceuticals, Inc. Chimeric oligomeric compounds and their use in gene modulation
US5898031A (en) * 1996-06-06 1999-04-27 Isis Pharmaceuticals, Inc. Oligoribonucleotides for cleaving RNA
US20040266706A1 (en) * 2002-11-05 2004-12-30 Muthiah Manoharan Cross-linked oligomeric compounds and their use in gene modulation
US7812149B2 (en) 1996-06-06 2010-10-12 Isis Pharmaceuticals, Inc. 2′-Fluoro substituted oligomeric compounds and compositions for use in gene modulations
US20050118605A9 (en) * 1996-06-06 2005-06-02 Baker Brenda F. Oligomeric compounds having modified bases for binding to adenine and guanine and their use in gene modulation
US20050042647A1 (en) * 1996-06-06 2005-02-24 Baker Brenda F. Phosphorous-linked oligomeric compounds and their use in gene modulation
US6331618B1 (en) * 1999-05-13 2001-12-18 Pe Corporation (Ny) Compositions of solvents and high concentrations of nucleic acid analogs
DE10019136A1 (de) * 2000-04-18 2001-10-31 Aventis Pharma Gmbh Polyamidnukleinsäure-Derivate, Mittel und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10019135A1 (de) * 2000-04-18 2001-10-31 Aventis Pharma Gmbh Polyamidnukleinsäure-Derivate, Mittel und Verfahren zu ihrer Herstellung
US9150605B2 (en) * 2002-11-05 2015-10-06 Isis Pharmaceuticals, Inc. Compositions comprising alternating 2′-modified nucleosides for use in gene modulation
WO2004044136A2 (en) * 2002-11-05 2004-05-27 Isis Pharmaceuticals, Inc. Compositions comprising alternating 2’-modified nucleosides for use in gene modulation
WO2004041889A2 (en) * 2002-11-05 2004-05-21 Isis Pharmaceuticals, Inc. Polycyclic sugar surrogate-containing oligomeric compounds and compositions for use in gene modulation
US9150606B2 (en) * 2002-11-05 2015-10-06 Isis Pharmaceuticals, Inc. Compositions comprising alternating 2'-modified nucleosides for use in gene modulation
US8569474B2 (en) 2004-03-09 2013-10-29 Isis Pharmaceuticals, Inc. Double stranded constructs comprising one or more short strands hybridized to a longer strand
EP1765415A4 (en) * 2004-06-03 2010-03-24 Isis Pharmaceuticals Inc OLIGOMERIC COMPOUNDS FACILITATING THE "RISC" LOAD
US8394947B2 (en) 2004-06-03 2013-03-12 Isis Pharmaceuticals, Inc. Positionally modified siRNA constructs
US7884086B2 (en) 2004-09-08 2011-02-08 Isis Pharmaceuticals, Inc. Conjugates for use in hepatocyte free uptake assays
DK1966130T3 (da) 2005-12-23 2014-02-10 Zealand Pharma As Modificerede lysin-mimetiske forbindelser
WO2008079266A2 (en) 2006-12-21 2008-07-03 Wyeth Synthesis of pyrrolidine compounds
JP6989864B2 (ja) 2017-05-05 2022-02-03 ジーランド ファーマ,アー/エス ギャップ結合細胞間コミュニケーションモジュレータ及び糖尿病性眼疾患の治療のためのそれらの使用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015733A (en) * 1983-12-20 1991-05-14 California Institute Of Technology Nucleosides possessing blocked aliphatic amino groups
US5367066A (en) * 1984-10-16 1994-11-22 Chiron Corporation Oligonucleotides with selectably cleavable and/or abasic sites
DE4016596A1 (de) * 1990-05-23 1991-11-28 Hoechst Ag Ein neues kupplungsreagenz fuer die peptidsynthese
DK51092D0 (da) * 1991-05-24 1992-04-15 Ole Buchardt Oligonucleotid-analoge betegnet pna, monomere synthoner og fremgangsmaade til fremstilling deraf samt anvendelser deraf
MX9207334A (es) * 1991-12-18 1993-08-01 Glaxo Inc Acidos nucleicos peptidicos y formulacion farma- ceutica que los contiene

Also Published As

Publication number Publication date
NO950957D0 (no) 1995-03-13
FI951130A0 (fi) 1995-03-10
GR3030883T3 (en) 1999-11-30
DE59506063D1 (de) 1999-07-08
EP0672700A1 (de) 1995-09-20
ATE180805T1 (de) 1999-06-15
FI951130A (fi) 1995-09-15
CA2144477C (en) 2007-09-18
JPH07285989A (ja) 1995-10-31
AU695931B2 (en) 1998-08-27
DE4408531A1 (de) 1995-09-28
ES2132450T3 (es) 1999-08-16
DK0672700T3 (da) 1999-11-29
NO321034B1 (no) 2006-03-06
US6046306A (en) 2000-04-04
EP0672700B1 (de) 1999-06-02
JP4098837B2 (ja) 2008-06-11
CA2144477A1 (en) 1995-09-15
NO950957L (no) 1995-09-15
AU1480195A (en) 1995-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120261B (fi) PNA-synteesi käyttämällä heikkojen happojen suhteen labiilia aminonsuojaryhmää
US6710163B1 (en) Peptide nucleic acid synthons
US5539082A (en) Peptide nucleic acids
US6451968B1 (en) Peptide nucleic acids
US6403763B1 (en) Chiral peptide nucleic acids
US6441130B1 (en) Linked peptide nucleic acids
JP4620810B2 (ja) ポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体、その製造及び使用
CA2184681C (en) Process for preparing substituted n-ethylglycine derivatives
US5849893A (en) Nucleic acid-binding oligomers possessing C-branching for therapy and diagnostics
US6713602B1 (en) Synthetic procedures for peptide nucleic acids
US6355726B1 (en) Method for producing polymers having nucleo-bases as side-groups
FI120262B (fi) PNA-synteesi käyttämällä emästen suhteen labiilia aminonsuojaryhmää
US7485421B2 (en) Polyamide-oligonucleotide derivatives, their preparation and use
US6716961B2 (en) Chiral peptide nucleic acids with a N-aminoethyl-d-proline backbone
Aviñó et al. Synthesis of Oligonucleotide–Peptide Conjugates for Biomedical and Technological Applications
Hudson et al. The detrimental effect of orotic acid substitution in the peptide nucleic acid strand on the stability of PNA2: NA triple helices
US20030105286A1 (en) Linked peptide nucleic acids
Ferrer et al. Synthesis of peptide nucleic acid oligomers carrying 5-methylcytosine derivatives by postsynthetic substitution

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120261

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed