JP2010248084A - Method of synthesizing oligonucleotide using novel cleaning solvent - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of synthesizing an oligonucleotide using an alternative cleaning solvent. <P>SOLUTION: The method of chemically synthesizing an oligonucleotide in a solid phase according to a phosphoroamidite process is characterized by cleaning a solid state support using acetone or a liquid mixture of acetonitrile and acetone as a cleaning solvent upon completing each of its reaction processes. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、代替洗浄溶媒を用いるオリゴヌクレオチド合成法に関する。   The present invention relates to an oligonucleotide synthesis method using an alternative washing solvent.

近年、PCR、アンチセンス技術、核酸構造解析、RNAi研究を含む広範な用途にオリゴヌクレオチドが広く用いられている。オリゴヌクレオチドの化学合成技術は、最初にKhoranaらのリン酸ジエステル法(非特許文献1)が開発され、その後、リン酸トリエステル法(非特許文献2、3)、ホスファイト法(非特許文献4)、ホスファイト法の改良法でありホスホロアミダイト化したより安定なヌクレオシド誘導体を用いるCaruthersらのホスホロアミダイト法(非特許文献5、6)、さらにH-ホスホネート法(非特許文献7)等が開発された。ホスホロアミダイト法の改良法としてKosterらによって開発されたβ-シアノエチルホスホロアミダイト法(非特許文献6)は、DNA/RNA自動合成装置において広く利用されている。   In recent years, oligonucleotides have been widely used for a wide range of applications including PCR, antisense technology, nucleic acid structure analysis, and RNAi research. As for the chemical synthesis technology of oligonucleotides, the phosphoric acid diester method (Non-patent Document 1) of Khorana et al. Was first developed. 4) Improvement of phosphite method, phosphoramidite method using Carrthers et al. Phosphoramidite method (Non-patent Documents 5 and 6), and H-phosphonate method (Non-patent Document 7) Etc. were developed. The β-cyanoethyl phosphoramidite method (Non-patent Document 6) developed by Koster et al. As an improved method of the phosphoramidite method is widely used in DNA / RNA automatic synthesizers.

これらのオリゴヌクレオチド合成技術に関しては、それぞれの反応に適した試薬や反応条件の検討、改良が詳細になされてきており、例えば1回のオリゴヌクレオチド鎖伸長反応(縮合反応)の収率として、リン酸トリエステル法ではおよそ90〜95%、β-シアノエチルホスホロアミダイト法等を含むホスファイト法ではおよそ98〜99%を達成している。   With regard to these oligonucleotide synthesis technologies, reagents and reaction conditions suitable for each reaction have been studied and improved in detail. For example, as the yield of one oligonucleotide chain extension reaction (condensation reaction), phosphorus The acid triester method achieves approximately 90 to 95%, and the phosphite method including the β-cyanoethyl phosphoramidite method achieves approximately 98 to 99%.

これらのオリゴヌクレオチド合成法は、化学反応としては、ほぼ完成された方法とみなされているが、1回の縮合反応の収率が99%であっても50merを超えるような長鎖オリゴヌクレオチドを合成する場合には最終収率が大幅に減少することが依然として問題である。また従来のオリゴヌクレオチド合成法では、比較的高い純度でオリゴヌクレオチドを合成できるものの、合成反応が途中で停止したオリゴヌクレオチド等の不純物が合成産物中にある程度の量で生じるため、合成後に高速液体クロマトグラフィー等で精製を行う必要があり、この精製工程が最終収率をさらに低下させる要因にもなっていた。そこで、最終収率を向上させるため、例えば収率低下の要因となるヌクレオシド塩基部の脱保護工程を省略可能な無保護ヌクレオシドを用いた合成方法の開発も行われている(非特許文献8、特許文献1等)。しかしより簡便な操作でより収率の高いオリゴヌクレオチド合成法の開発がなおも望まれるところである。   These oligonucleotide synthesis methods are considered to be almost completed as chemical reactions, but long oligonucleotides exceeding 50 mer are obtained even if the yield of one condensation reaction is 99%. In the case of synthesis, it is still a problem that the final yield is greatly reduced. In addition, although the conventional oligonucleotide synthesis method can synthesize oligonucleotides with relatively high purity, impurities such as oligonucleotides that have stopped the synthesis reaction are produced in a certain amount in the synthesis product, so high-performance liquid chromatography after synthesis. It was necessary to carry out purification by means of chromatography and the like, and this purification step was a factor that further reduced the final yield. Therefore, in order to improve the final yield, for example, a synthesis method using an unprotected nucleoside capable of omitting the deprotection step of the nucleoside base which causes a decrease in yield has been developed (Non-Patent Document 8, Patent Document 1). However, it is still desired to develop a method for synthesizing oligonucleotides with higher yield by simpler operation.

ところで、現在実用化されているホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチド固相合成では、各反応工程終了後に各工程で用いた反応剤を除去するためにアセトニトリルを洗浄溶媒として用いて固相担体を洗浄している。アセトニトリルはアクリロニトリル製造時に生成する副産物であり、アクリロニトリルに対して3%の割合で生成される。近年、アセトニトリルは、オリゴヌクレオチドの固相合成のみならず、医薬品中間体製造やクロマトグラフィーなど広範な分野で用いられている。一方、アクリロニトリルが減産された場合にはアセトニトリルが供給不足となることが予想されるため、従来法と少なくとも同等程度の効率でオリゴヌクレオチドを合成可能な代替洗浄溶媒を用いた固相合成法を開発することが急務となっていた。   By the way, in the oligonucleotide solid phase synthesis by the phosphoramidite method currently in practical use, in order to remove the reactant used in each step after completion of each reaction step, the solid phase carrier is washed using acetonitrile as a washing solvent. ing. Acetonitrile is a by-product produced during the manufacture of acrylonitrile, and is produced at a rate of 3% with respect to acrylonitrile. In recent years, acetonitrile has been used not only for solid-phase synthesis of oligonucleotides but also in a wide range of fields such as pharmaceutical intermediate production and chromatography. On the other hand, if acrylonitrile is reduced in production, acetonitrile is expected to be insufficiently supplied, so a solid-phase synthesis method using an alternative washing solvent capable of synthesizing oligonucleotides with at least the same efficiency as conventional methods has been developed. There was an urgent need to do.

特開2004−99532号公報JP 2004-99532 A

P.T. Gilham, H.G. Khorana, J. Amer. Chem. Soc., (1958) 80, 6212P.T.Gilham, H.G.Khorana, J. Amer. Chem. Soc., (1958) 80, 6212 R.L. Letsinger, K.K. Ogilvie, J. Am. Chem. Soc. (1967) 89, 4801R.L.Letsinger, K.K.Ogilvie, J. Am. Chem. Soc. (1967) 89, 4801 H. Ito et al., Nucleic Acids Res. (1982) 10, 1755H. Ito et al., Nucleic Acids Res. (1982) 10, 1755 R.L. Letsinger, W.B. Lundsford, J. Am. Chem. Soc. (1976) 98, p.3655R.L.Letsinger, W.B.Lundsford, J. Am. Chem. Soc. (1976) 98, p.3655 M.D. Matteucci, M.H. Caruthers, J. Amer. Chem. Soc. (1981) 103, 3185M.D.Matteucci, M.H.Caruthers, J. Amer. Chem. Soc. (1981) 103, 3185 N.D. Sinha, J. Biernat and H. Koster, Nucleic Acids Res. (1984) 12, 4539N.D.Sinha, J. Biernat and H. Koster, Nucleic Acids Res. (1984) 12, 4539 B.C. Froehler et al., Nucleic Acids Res. (1986) 14, 5399B.C.Froehler et al., Nucleic Acids Res. (1986) 14, 5399 S.M. Gryaznov, R.L. Letsinger, Nucleic Acids Res. (1992) 20(8): 1879-1882S.M.Gryaznov, R.L.Lettsinger, Nucleic Acids Res. (1992) 20 (8): 1879-1882

本発明は、代替洗浄溶媒を用いるオリゴヌクレオチド合成法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an oligonucleotide synthesis method using an alternative washing solvent.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、オリゴヌクレオチド固相合成法においてアセトニトリルに代えてアセトニトリル−アセトン混液又はアセトンを洗浄溶媒として用いることにより優れた洗浄効果を達成でき、合成オリゴヌクレオチドを効率よく生産できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors can achieve an excellent cleaning effect by using acetonitrile-acetone mixed solution or acetone as a cleaning solvent instead of acetonitrile in the oligonucleotide solid-phase synthesis method. The inventors have found that synthetic oligonucleotides can be produced efficiently and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] ホスホロアミダイト法に基づくオリゴヌクレオチド固相合成法において、各反応工程終了時に洗浄溶媒としてアセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンを用いて固相担体を洗浄することを特徴とする、オリゴヌクレオチドの化学的合成方法。
That is, the present invention includes the following.
[1] In the oligonucleotide solid phase synthesis method based on the phosphoramidite method, the solid phase carrier is washed with a mixed solution of acetonitrile and acetone or acetone as a washing solvent at the end of each reaction step. Chemical synthesis of nucleotides.

好ましい一実施形態では、アセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンとして、0%:100%〜95%:5%のアセトニトリル:アセトンの混合比のものを使用できる。   In a preferred embodiment, a mixture of acetonitrile and acetone or acetone may be used in a mixture ratio of acetonitrile: acetone of 0%: 100% to 95%: 5%.

さらに好ましい一実施形態では、アセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンとして、30%:70%〜70%:30%のアセトニトリル:アセトンの混合比のものを用いてもよい。   In a more preferred embodiment, a mixture of acetonitrile and acetone or acetone may have a mixture ratio of 30%: 70% to 70%: 30% acetonitrile: acetone.

上記方法において、ホスホロアミダイト法に基づくオリゴヌクレオチド固相合成法は、
(a) 固相担体上のヌクレオシドの5'水酸基を酸処理により除去する工程、
(b) ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を、酸触媒で活性化させ、縮合反応により固相担体上のヌクレオシドの5'水酸基と三価リン酸結合により連結させる工程、
(c) 未反応の該5'水酸基をキャッピングする工程、及び
(d) 該三価リン酸結合を酸化する工程
を含む反応サイクルを反復的に行うことを含むオリゴヌクレオチド固相合成法でありうる。
In the above method, the oligonucleotide solid phase synthesis method based on the phosphoramidite method is:
(a) removing the 5 ′ hydroxyl group of the nucleoside on the solid support by acid treatment;
(b) a step of activating a nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative with an acid catalyst and linking the nucleoside 5 ′ hydroxyl group on a solid phase carrier with a trivalent phosphate bond by a condensation reaction;
(c) capping the unreacted 5 ′ hydroxyl group, and
(d) It may be an oligonucleotide solid-phase synthesis method including repeatedly performing a reaction cycle including a step of oxidizing the trivalent phosphate bond.

上記方法では固相担体としてコントロールポアドグラス(CPG)又はポリスチレン(PS)を好適に使用することができる。   In the above method, control pore glass (CPG) or polystyrene (PS) can be suitably used as the solid phase carrier.

[2] アセトニトリルとアセトンとの混合液、又はアセトンを有効成分として含む、オリゴヌクレオチド固相合成のための固相担体用の洗浄剤。
この洗浄剤の好ましい実施形態では、アセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンは、0%:100%〜95%:5%のアセトニトリル:アセトンの混合比のものを用いてもよい。
[2] A cleaning agent for a solid phase carrier for oligonucleotide solid phase synthesis, comprising a mixed solution of acetonitrile and acetone, or acetone as an active ingredient.
In a preferred embodiment of this cleaning agent, a mixture of acetonitrile and acetone or acetone may be used in a mixture ratio of acetonitrile: acetone of 0%: 100% to 95%: 5%.

本発明は、アセトニトリルを洗浄溶媒として用いる従来の固相オリゴヌクレオチド合成法と同等の効率、及び同等又はそれ以上の純度での合成を達成可能なオリゴヌクレオチド合成の代替法を提供できる。   The present invention can provide an alternative method for synthesizing oligonucleotides that can achieve synthesis with the same efficiency and higher purity than conventional solid-phase oligonucleotide synthesis methods using acetonitrile as a washing solvent.

図1は洗浄溶媒としてアセトニトリルを用いて固相担体CPG上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on a solid support CPG using acetonitrile as a washing solvent. 図2は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. . 図3は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(1:1(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (1: 1 (v / v)) as a washing solvent. . 図4は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(3:7(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixture (3: 7 (v / v)) as a washing solvent. . 図5は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(3:7(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of an oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (3: 7 (v / v)) as a washing solvent. 図6は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図7は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体ポリスチレン(PS)上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 7 shows a capillary electrophoresis electrogram of the oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on solid support polystyrene (PS) using acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. FIG. 図8は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(1:1(v/v))を用いて固相担体ポリスチレン(PS)上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 8 shows an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on solid phase polystyrene (PS) using acetonitrile-acetone mixed solution (1: 1 (v / v)) as a washing solvent. FIG. 図9は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(3:7(v/v))を用いて固相担体ポリスチレン(PS)上で合成した配列1のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 9 shows an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 1 synthesized on solid support polystyrene (PS) using acetonitrile-acetone mixed solution (3: 7 (v / v)) as a washing solvent. FIG. 図10は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列2のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 10 is an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 2 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図11は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列2のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of the oligonucleotide synthesis product of sequence 2 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図12は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列3のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 12 is an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 3 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図13は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列3のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of the oligonucleotide synthesis product of sequence 3 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図14は洗浄溶媒としてアセトニトリルを用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 14 is an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on solid phase carrier CPG using acetonitrile as a washing solvent. 図15は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(95:5(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (95: 5 (v / v)) as a washing solvent. . 図16は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. . 図17は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of an oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. 図18は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(1:1(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (1: 1 (v / v)) as a washing solvent. . 図19は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(3:7(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixture (3: 7 (v / v)) as a washing solvent. . 図20は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図21は洗浄溶媒としてアセトンを用いて固相担体CPG上で合成した配列4のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of the oligonucleotide synthesis product of sequence 4 synthesized on solid phase carrier CPG using acetone as a washing solvent. 図22は洗浄溶媒としてアセトニトリルを用いて固相担体CPG上で合成した配列5のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 22 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of oligonucleotide synthesis product of sequence 5 synthesized on solid phase carrier CPG using acetonitrile as a washing solvent. 図23は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(95:5(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列5のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 5 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (95: 5 (v / v)) as a washing solvent. . 図24は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列5のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 5 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. . 図25は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列5のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of the oligonucleotide synthesis product of sequence 5 synthesized on a solid phase carrier CPG using acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. 図26は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(1:1(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列5のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 26 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of an oligonucleotide synthesis product of sequence 5 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixed solution (1: 1 (v / v)) as a washing solvent. . 図27は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(3:7(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列5のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of oligonucleotide synthesis product of sequence 5 synthesized on solid phase carrier CPG using acetonitrile-acetone mixed solution (3: 7 (v / v)) as a washing solvent. . 図28は洗浄溶媒としてアセトニトリルを用いて固相担体CPG上で合成した配列6のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 28 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 6 synthesized on solid phase carrier CPG using acetonitrile as a washing solvent. 図29は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列6のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of an oligonucleotide synthesis product of sequence 6 synthesized on a solid phase carrier CPG using acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (v / v)) as a washing solvent. 図30は洗浄溶媒としてアセトニトリルを用いて固相担体CPG上で合成した配列7のオリゴヌクレオチド合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムを示す図である。FIG. 30 is a diagram showing an electrogram of capillary electrophoresis of the oligonucleotide synthesis product of sequence 7 synthesized on solid phase carrier CPG using acetonitrile as a washing solvent. 図31は洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液(7:3(v/v))を用いて固相担体CPG上で合成した配列7のオリゴヌクレオチド合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図である。FIG. 31 is a diagram showing a MALDI Tof MS spectrum of an oligonucleotide synthesis product of sequence 7 synthesized on a solid phase carrier CPG using an acetonitrile-acetone mixture (7: 3 (v / v)) as a washing solvent.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチド合成法において、各工程終了時に用いる洗浄溶媒として、従来最も一般的に使用されてきたアセトニトリルに代えて、アセトニトリルとアセトンの混合液、又はアセトンを用いるオリゴヌクレオチドの化学合成法に関するものである。本発明の方法では、それらの代替洗浄溶媒を用いてなお、従来法と同様に成功裡にオリゴヌクレオチドを合成することができる。本発明において「オリゴヌクレオチド」とは、2塩基長(2mer又は2bp)以上の核酸、通常は2〜1000塩基長、より一般的には2〜500塩基長の核酸をいう。本発明における「オリゴヌクレオチド」はDNA(オリゴデオキシリボヌクレオチド)でもRNA(オリゴリボヌクレオチド)でもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to an oligonucleotide synthesis method using a phosphoramidite method. Instead of acetonitrile, which has been most commonly used as a washing solvent used at the end of each step, a mixed solution of acetonitrile and acetone, or an oligonucleotide using acetone is used. The present invention relates to a method for chemical synthesis of nucleotides. In the method of the present invention, oligonucleotides can be synthesized successfully using these alternative washing solvents as in the conventional method. In the present invention, “oligonucleotide” refers to a nucleic acid having a length of 2 bases (2 mer or 2 bp) or more, usually 2 to 1000 bases, more generally 2 to 500 bases. The “oligonucleotide” in the present invention may be DNA (oligodeoxyribonucleotide) or RNA (oligoribonucleotide).

本発明のオリゴヌクレオチド合成法は、合成サイクル数が増加しても合成産物の純度が低下しにくいため、長鎖オリゴヌクレオチドの合成にも適している。一般に、平均縮合収率が98%〜97%である場合、鎖長が延長されるにつれて目的鎖長(主生成物)とそれよりも塩基長が短い不完全鎖長の比率が、平均縮合収率99%以上の合成産物のものに比較して高くなり、結果的に純度が低下する。本法では、縮合を阻害する、縮合後に用いる固相担体表面に残存する試薬を、より効果的に除去することが可能となり、縮合効率が低下すること無く、目的とする最終鎖長まで高効率の縮合反応を維持できる。長鎖オリゴヌクレオチドのとりわけ好適な例としては、50mer〜100merのオリゴヌクレオチドを、効率よく生産することができる。   The oligonucleotide synthesis method of the present invention is suitable for the synthesis of long-chain oligonucleotides because the purity of the synthesized product is unlikely to decrease even when the number of synthesis cycles increases. In general, when the average condensation yield is 98% to 97%, the ratio of the target chain length (main product) to the incomplete chain length with a shorter base length becomes longer as the chain length is extended. The ratio is higher than that of a synthetic product of 99% or more, and as a result, the purity is lowered. In this method, it is possible to more effectively remove the reagent remaining on the surface of the solid phase carrier used after the condensation, which inhibits the condensation, and it is highly efficient up to the desired final chain length without reducing the condensation efficiency. The condensation reaction can be maintained. As a particularly preferred example of a long oligonucleotide, a 50mer to 100mer oligonucleotide can be efficiently produced.

本発明の方法の基礎として用いるホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチド合成法は、基本的には、Caruthersらのホスホロアミダイト法、その改良法であるKosterらのβ-シアノエチルホスホロアミダイト法又はそれらの改良法である。これらの方法は、縮合反応に用いるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を、酸触媒を用いてそのN-N-ジイソプロピルアミノ基に対しプロトンを供与して活性化し、それにより固相担体上に固定された核酸(ヌクレオシド又はポリヌクレオチド)の5'-末端のヌクレオシドの5'-水酸基(5'-末端水酸基)との間で縮合反応を起こさせ、それらを三価リン酸結合により結合させること、及びその三価リン酸結合を酸化して安定な五価リン酸結合にすることに基づくものである。   The oligonucleotide synthesis method based on the phosphoramidite method used as the basis of the method of the present invention is basically the phosphoramidite method of Caruthers et al., The β-cyanoethyl phosphoramidite method of Koster et al. It is an improved method. In these methods, the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative used in the condensation reaction is activated by donating a proton to its NN-diisopropylamino group using an acid catalyst, and thereby on the solid support. To cause a condensation reaction with the 5'-hydroxyl group (5'-terminal hydroxyl group) of the 5'-terminal nucleoside of the immobilized nucleic acid (nucleoside or polynucleotide) and to bind them by a trivalent phosphate bond And oxidation of the trivalent phosphate bond to a stable pentavalent phosphate bond.

本発明の方法では、アセトニトリルとアセトンの混合液又はアセトンである新規洗浄溶媒を用いる点以外は、公知のホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチド合成法の各工程を実施すればよい。本発明の方法は、例えば、ヌクレオシドのβ-シアノエチルホスホロアミダイト体を用いるβ-シアノエチルホスホロアミダイト法において、アセトニトリルに代えて本発明に係る洗浄溶媒を用いることにより、好適に実施することができる。β-シアノエチルホスホロアミダイト法による典型的なオリゴヌクレオチド固相合成サイクルを以下に示す。下記の「CPG」は、固相合成としてのコントロールポアドグラス(CPG;後述)を表す。下記の「B」は、核酸塩基(通常は、アデニン、グアニン、シトシン、チミン、又はウラシル)を表す。DMTrはジメトキシトリチル基を表す。   In the method of the present invention, each step of the oligonucleotide synthesis method by a known phosphoramidite method may be carried out except that a novel washing solvent that is a mixture of acetonitrile and acetone or acetone is used. The method of the present invention can be preferably carried out, for example, by using the washing solvent according to the present invention in place of acetonitrile in the β-cyanoethyl phosphoramidite method using a β-cyanoethyl phosphoramidite nucleoside. . A typical oligonucleotide solid phase synthesis cycle by the β-cyanoethyl phosphoramidite method is shown below. “CPG” below represents control pore glass (CPG; described later) as solid phase synthesis. “B” below represents a nucleobase (usually adenine, guanine, cytosine, thymine, or uracil). DMTr represents a dimethoxytrityl group.

Figure 2010248084
Figure 2010248084

本発明で洗浄溶媒として用いるアセトニトリルとアセトンの混合液(以下、アセトニトリル−アセトン混液とも記載する)又はアセトンは、アセトニトリル(CH3CN)とアセトン((CH3)2CO)とを、重量比で、0%:100%〜95%:5%のアセトニトリル:アセトンの比率で混合した溶媒であることが好ましい。ここでアセトニトリルとアセトンの混合比0%:100%の洗浄溶媒とは、すなわちアセトン100%の溶媒である。本発明で用いる洗浄溶媒のアセトニトリルとアセトンの混合比はまた、重量比で、0%:100%〜80%:20%であってよく、0%:100%〜70%:30%であってもよく、10%:90%〜70%:30%であってもよく、30%:70%〜70%:30%であってもよく、40%:60%〜60%:40%であってもよく、50%:50%であってもよい。合成反応完了時に得られる合成産物中の目的のオリゴヌクレオチドの純度を、洗浄溶媒としてアセトニトリルを用いたときと比較して向上させるためには、限定するものではないが、アセトニトリルとアセトンの混合比を、重量比で、30%:70%〜70%:30%とすることが好ましく、40%:60%〜60%:40%とすることがさらに好ましく、特に高純度な合成産物を得るためには、アセトニトリルとアセトンの混合比を、重量比で、50%:50%とすることがさらに好ましい。洗浄溶媒のアセトニトリルとアセトンの混合比は用いる固相担体や他の試薬、合成オリゴヌクレオチド長等に応じて適宜調整することができる。本発明に係る洗浄溶媒の固相担体への1回の洗浄当たりの添加量は、当業者であれば固相担体の量、使用するDNA/RNA自動合成装置、使用した試薬量等に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、通常は100μL〜10mLを用いればよい。 A mixed liquid of acetonitrile and acetone (hereinafter also referred to as an acetonitrile-acetone mixed liquid) or acetone used as a washing solvent in the present invention is acetonitrile (CH 3 CN) and acetone ((CH 3 ) 2 CO) in a weight ratio. , 0%: 100% to 95%: 5% acetonitrile: acetone is preferable. Here, the cleaning solvent having a mixture ratio of acetonitrile and acetone of 0%: 100% is a solvent of acetone 100%. The mixing ratio of the cleaning solvent acetonitrile and acetone used in the present invention may also be 0%: 100% -80%: 20% by weight ratio, 0%: 100% -70%: 30% 10%: 90% to 70%: 30%, 30%: 70% to 70%: 30%, 40%: 60% to 60%: 40% It may be 50%: 50%. In order to improve the purity of the target oligonucleotide in the synthesis product obtained at the completion of the synthesis reaction compared to when acetonitrile is used as a washing solvent, the mixing ratio of acetonitrile and acetone is not limited. In order to obtain a highly pure synthetic product, it is preferable that the weight ratio is 30%: 70% to 70%: 30%, more preferably 40%: 60% to 60%: 40%. More preferably, the mixing ratio of acetonitrile and acetone is 50%: 50% by weight. The mixing ratio of the washing solvent acetonitrile and acetone can be appropriately adjusted according to the solid phase carrier used, other reagents, the length of the synthetic oligonucleotide, and the like. The amount of the washing solvent according to the present invention added to the solid phase carrier per washing will be determined by those skilled in the art depending on the amount of the solid phase carrier, the DNA / RNA automatic synthesizer used, the amount of reagent used, etc. Although it can set suitably and it is not specifically limited, Usually, 100 microliters-10mL should just be used.

本発明では、上記洗浄溶媒で洗浄する固体担体として、オリゴヌクレオチド固相合成に使用される任意の固体担体、例えばポリスチレン(PS)、シリカゲル、ポリエチレングリコール、製造法によりコントロールされた孔を有する多孔質ガラスビーズであるコントロールポアドグラス(CPG)等を用いることができる。実用上は、ポリスチレン(PS)又はコントロールポアドグラス(CPG)を使用するのが便利である。固相担体は、任意の形態で用いることができるが、DNA/RNA自動合成装置等では、カラム等の容器に充填した形態で用いることが好ましい。本発明では、限定するものではないが、合成すべきオリゴヌクレオチドの3'-末端の塩基を含むヌクレオシドの、好ましくは3'-水酸基にコハク酸が導入された誘導体等を固定した固体担体を、出発物質としてオリゴヌクレオチド合成反応に供することが好ましい。ヌクレオシドの固体担体上への固定は、常法により行うことができ、例えば好ましくはリンカーを介して行うことができる。具体的には、ヌクレオシドを固定した固体担体は、固体担体上のシラノール水酸基にアミノプロピル基等のアミノアルキル基が導入されたものにヌクレオシド-3'-O-サクシニル体が結合されたものでもよい。あるいは、保護ヌクレオシドにQリンカーを用いて固相担体に導入したものでもよいし、ヌクレオシドのアミダイト体を固相担体ユニバーサルサポートに導入したものも公知技術として本発明において利用できる。   In the present invention, as a solid carrier to be washed with the washing solvent, any solid carrier used for oligonucleotide solid phase synthesis, for example, polystyrene (PS), silica gel, polyethylene glycol, porous having pores controlled by the production method Control pore glass (CPG) which is a glass bead can be used. In practice, it is convenient to use polystyrene (PS) or control pore glass (CPG). The solid phase carrier can be used in any form, but in a DNA / RNA automatic synthesizer or the like, it is preferably used in a form packed in a container such as a column. In the present invention, although not limited thereto, a solid support on which a nucleoside containing a 3′-terminal base of an oligonucleotide to be synthesized, preferably a derivative having succinic acid introduced at the 3′-hydroxyl group, is fixed, It is preferable to use for oligonucleotide synthesis reaction as a starting material. Immobilization of the nucleoside on the solid support can be performed by a conventional method, for example, preferably via a linker. Specifically, the solid support on which the nucleoside is immobilized may be a solid support in which an aminoalkyl group such as an aminopropyl group is introduced into a silanol hydroxyl group on the solid support and a nucleoside-3′-O-succinyl form is bound. . Alternatively, a protected nucleoside may be introduced into a solid support using a Q linker, or a nucleoside amidite may be introduced into a solid support universal support as a known technique in the present invention.

本発明の方法は、本発明の方法の基礎として用いるホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチド合成法と同じく、ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を縮合反応に使用する。本発明においてヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体とは、オリゴヌクレオチド合成分野でのいわゆるアミダイト試薬をいい、具体的には糖部の3'-位がホスフィチレーション(phosphitylation)されたヌクレオチドを指す。   In the method of the present invention, a nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative is used for the condensation reaction as in the oligonucleotide synthesis method using the phosphoramidite method used as the basis of the method of the present invention. In the present invention, the nucleoside-3'-O-phosphoramidite derivative refers to a so-called amidite reagent in the field of oligonucleotide synthesis, and specifically, a nucleotide in which the 3'-position of the sugar moiety is phosphitylated. Point to.

本発明においてヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、デオキシリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体又はリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体であってよく、その官能基は保護されていても無保護であってもよい。本発明で用いるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、典型的には、以下の式(I)の化合物である。   In the present invention, the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative may be a deoxyribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative or a ribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative, the functional group of which is It may be protected or unprotected. The nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative used in the present invention is typically a compound of the following formula (I).

Figure 2010248084
(式中、Bは核酸塩基を表し、R1は水素原子、水酸基、又は水酸基の保護基を表し、R2は水酸基の保護基を表し、R3はリン酸の保護基を表し、R4は置換又は非置換のアミノ基を表す)
Figure 2010248084
(In the formula, B represents a nucleobase, R 1 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a hydroxyl protecting group, R 2 represents a hydroxyl protecting group, R 3 represents a phosphate protecting group, R 4 Represents a substituted or unsubstituted amino group)

このヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体の塩基部(式(I)中のB)のアミノ部位(アミノ基)は保護されていてもよい。本発明におけるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体では、塩基部のアミノ基は、限定するものではないが、操作容易性の点では、塩基性条件下で脱離する保護基、例えばアシル基等のアシル系保護基又はアミジン系保護基、具体例としてはベンゾイル基、イソブチリル基、アセチル基等で保護されていることが好ましい。限定するものではないが、Bがアデニン、シトシン、又はグアニンである場合には塩基部のアミノ部位が上記保護基で保護されていることがより好ましく、Bがチミン又はウラシルである場合には反応性が元々低いことから塩基部は無保護であってもよい。   The amino moiety (amino group) of the base part (B in formula (I)) of this nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative may be protected. In the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative in the present invention, the amino group of the base moiety is not limited, but in terms of ease of operation, a protecting group that is eliminated under basic conditions, such as an acyl group. It is preferably protected with an acyl protecting group such as a group or an amidine protecting group, specifically, a benzoyl group, an isobutyryl group, an acetyl group or the like. Although not limited, when B is adenine, cytosine, or guanine, it is more preferable that the amino moiety of the base is protected with the above protecting group, and when B is thymine or uracil, Since the nature is originally low, the base part may be unprotected.

ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体の2'-位(式(I)中のR1)は、デオキシリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体の場合は水素原子であり、リボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体の場合は水酸基、又は水酸基を保護する保護基である。本発明で用いるリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体では、この2'-水酸基が保護されていることが好ましい。2'-水酸基の保護基としては、t-ブチルジメチルシリル基(TBDMS)、トリイソプロピルシリルオキシメチル基(TOM)、ビス(2-アセトキシエチルオキシ)メチル基(ACE)、2-シアノエトキシメチル基(CEM)等が挙げられる。 The 2′-position of the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative (R 1 in formula (I)) is a hydrogen atom in the case of the deoxyribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative, and the ribonucleoside In the case of a -3′-O-phosphoramidite derivative, it is a hydroxyl group or a protecting group for protecting the hydroxyl group. In the ribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative used in the present invention, this 2′-hydroxyl group is preferably protected. Protecting groups for 2'-hydroxyl groups include t-butyldimethylsilyl group (TBDMS), triisopropylsilyloxymethyl group (TOM), bis (2-acetoxyethyloxy) methyl group (ACE), 2-cyanoethoxymethyl group (CEM) and the like.

本発明におけるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、その5'-末端に当たる糖部の5'-水酸基が保護されていることがより好ましい。その5'-水酸基の保護基(式(I)中のR2)は、選択的に(具体例としては酸性条件下で)容易に脱離し、その脱保護された保護基について吸光度測定が可能なものであることが好ましい。当該5'-水酸基の保護基の代表例としては4,4'-ジメトキシトリチル基(DMTr)又はその誘導体等が挙げられる。本発明に係るヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体の5'-水酸基の保護基は、蛍光色素、ビオチン、リン酸基、アミノ基等によりさらに修飾されていてもよい。 In the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative in the present invention, it is more preferable that the 5′-hydroxy group of the sugar moiety corresponding to the 5′-terminus is protected. The 5′-hydroxyl-protecting group (R 2 in formula (I)) can be easily and selectively removed (specifically under acidic conditions), and the absorbance of the deprotected protecting group can be measured. It is preferable that it is a thing. Representative examples of the 5′-hydroxyl protecting group include 4,4′-dimethoxytrityl group (DMTr) or a derivative thereof. The 5′-hydroxyl protecting group of the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative according to the present invention may be further modified with a fluorescent dye, biotin, phosphate group, amino group or the like.

本発明に係るヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体においてはリン酸基が保護基によって保護されていることが好ましい。そのリン酸基の保護基(式(I)中のR3)としては、限定するものではないが、β−シアノエチル基、ニトロフェニルエチル基、メチル基等が挙げられる。保護基の脱離容易性の点では、本発明におけるこのヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体のリン酸基の保護基としては、酸性条件下では脱離しないが塩基性条件下で容易に脱離する保護基、例えばβ−シアノエチル基はより好ましい。 In the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative according to the present invention, the phosphate group is preferably protected by a protecting group. Examples of the protecting group for the phosphate group (R 3 in formula (I)) include, but are not limited to, a β-cyanoethyl group, a nitrophenylethyl group, and a methyl group. In terms of the ease of removal of the protecting group, the protecting group for the phosphate group of this nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative in the present invention is not eliminated under acidic conditions but is easily removed under basic conditions. More preferred is a protecting group which is eliminated by, for example, a β-cyanoethyl group.

本発明に係るヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、置換又は非置換のアミノ基(R4)を有する。この置換又は非置換のアミノ基としては、具体的には例えば、ジイソプロピルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、若しくはモルホリノ基等のアミン類を含むアミン誘導体が挙げられる。 The nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative according to the present invention has a substituted or unsubstituted amino group (R 4 ). Specific examples of the substituted or unsubstituted amino group include amine derivatives containing amines such as a diisopropylamino group, a diethylamino group, an ethylmethylamino group, or a morpholino group.

本発明で用いるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体としては、DNA合成の場合には、デオキシリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体、すなわち保護又は無保護デオキシアデノシン、保護又は無保護デオキシグアノシン、保護又は無保護デオキシシチジン、保護又は無保護チミジンの各々の3'-O-ホスホロアミダイト体を用いることができる。RNA合成の場合には、リボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体、すなわち保護又は無保護アデノシン、保護又は無保護グアノシン、保護又は無保護シチジン、保護又は無保護ウリジンの各々の3'-0-ホスホロアミダイト体を用いればよい。   As the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative used in the present invention, in the case of DNA synthesis, deoxyribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative, ie, protected or unprotected deoxyadenosine, protected or unprotected Each 3′-O-phosphoramidite of deoxyguanosine, protected or unprotected deoxycytidine, protected or unprotected thymidine can be used. In the case of RNA synthesis, ribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivatives, ie protected or unprotected adenosine, protected or unprotected guanosine, protected or unprotected cytidine, protected or unprotected uridine 3′- each. A 0-phosphoramidite body may be used.

本発明の方法において縮合反応に用いるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、公知の方法により、例えば3'-水酸基遊離の部分保護又は塩基部無保護ヌクレオシドを(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンを用いて、又は保護ヌクレオシドをビス-(N,N-ジイソプロピルアミノ)-(2-シアノエチル)-ホスフィンを用いてアミダイト化することにより製造することができる。本発明においてヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体はまた、市販品を購入して用いることもできる。本発明で用いるヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、例えば和光純薬工業、GEヘルスケア、アプライドバイオシステムズ、Thremo Fisher、Glen Research Co., Ltd.、Proligo Co., Ltd.等の供給先から入手可能である。また保護ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、サーモフィッシャー社、アプライドバイオシステムズ社、プロリゴ社等からオリゴヌクレオチドの合成原料として入手することもできる。   The nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative used for the condensation reaction in the method of the present invention can be obtained by, for example, converting a 3′-hydroxyl free partially protected or base unprotected nucleoside to (2-cyanoethyl) (N , N-diisopropylamino) chlorophosphine, or amidating a protected nucleoside with bis- (N, N-diisopropylamino)-(2-cyanoethyl) -phosphine. In the present invention, the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative can also be used by purchasing a commercially available product. Nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivatives used in the present invention include, for example, Wako Pure Chemical Industries, GE Healthcare, Applied Biosystems, Thremo Fisher, Glen Research Co., Ltd., Proligo Co., Ltd., etc. Available from suppliers. The protected nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative can also be obtained as a raw material for oligonucleotide synthesis from Thermo Fisher, Applied Biosystems, Proligo and the like.

本発明の方法は、具体的には、ホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチド合成法に基づき、(a) 固相担体上のヌクレオシドの5'-水酸基の保護基を酸処理により除去する工程(5'-位保護基除去工程)、(b) ヌクレオシド-3'-0-ホスホロアミダイト誘導体を、酸触媒で活性化させ、縮合反応により固相担体上のヌクレオシドの5'水酸基と三価リン酸結合により連結させる工程(縮合工程)、(c) 未反応の該5'-水酸基をキャッピングする工程(キャッピング工程)、及び(d) 該三価リン酸結合を酸化する工程(酸化工程)、を含む反応サイクルを反復的に(合成すべき鎖長に応じて、2回以上)行うことを含むオリゴヌクレオチド固相合成法であって、それらのうち少なくとも1つの工程の終了時(すなわち一の工程と次の工程の間)に、その反応系に残存した余剰試薬を除去するために本発明に係る洗浄溶媒を用いた固相担体の洗浄工程を行うことを特徴とするオリゴヌクレオチドの化学合成方法である。本発明の方法は、目的の鎖長の合成完了までの工程を室温(約20〜25℃)で行うことができる。本発明の方法では、DNAもRNAも合成可能である。本発明の方法は、DNA/RNA自動合成装置を用いて行うのに適している。   Specifically, the method of the present invention is based on an oligonucleotide synthesis method based on a phosphoramidite method, and (a) a step of removing a 5′-hydroxyl protecting group of a nucleoside on a solid phase carrier by acid treatment (5 ′ -Position protecting group removal step), (b) The nucleoside-3'-0-phosphoramidite derivative is activated with an acid catalyst, and the condensation reaction causes the 5 'hydroxyl group of the nucleoside on the solid support and the trivalent phosphate bond (C) a step of capping the unreacted 5′-hydroxyl group (capping step), and (d) a step of oxidizing the trivalent phosphate bond (oxidation step). An oligonucleotide solid-phase synthesis method comprising repeatedly performing a reaction cycle (two or more times depending on the chain length to be synthesized), at the end of at least one of the steps (ie, one step and During the next step), the reaction system To remove the remaining excess reagent is a chemical synthesis method of oligonucleotides and performing solid-phase carrier cleaning process using the cleaning solvent of the present invention. In the method of the present invention, the steps up to the completion of the synthesis of the target chain length can be performed at room temperature (about 20 to 25 ° C.). In the method of the present invention, both DNA and RNA can be synthesized. The method of the present invention is suitable for carrying out using an automatic DNA / RNA synthesizer.

より好ましい実施形態では、本発明の方法は、以下の工程(a)〜(d)及び洗浄工程(i)〜(iv)を含む、1塩基分のオリゴヌクレオチド鎖伸長反応を完了する過程を1サイクルとし、それを目的の鎖長に達するまで繰り返し行うことにより実施することができる。但し、用いる試薬に応じて不要となる工程及びその工程終了時の洗浄工程については、省略してもよい。   In a more preferred embodiment, the method of the present invention comprises a step of completing an oligonucleotide chain extension reaction for one base comprising the following steps (a) to (d) and washing steps (i) to (iv): This can be done by cycling and repeating it until the desired chain length is reached. However, a step that becomes unnecessary depending on the reagent to be used and a cleaning step at the end of the step may be omitted.

(a) 5'-位保護基除去工程
本工程では固相担体上に固定された核酸(オリゴヌクレオチド又はヌクレオシド)を酸処理することにより、その核酸の5'-末端のヌクレオシドの5'-水酸基(以下、単に5'-水酸基とも呼ぶ)の保護基を酸性条件下で脱離(脱保護)させ、この5'-水酸基を遊離状態とすることにより、その5'-水酸基を除去する。5'-水酸基の保護基は、限定するものではないが、最も一般的にはジメトキシトリチル基(DMTr)である。5'-水酸基からのジメトキシトリチル基の脱離は、限定するものではないが、好適には、3%トリクロロ酢酸−ジクロロメタン溶液又は3%ジクロロ酢酸−ジクロロメタン溶液を用いることができる。これらの酸処理用試薬は、例えば和光純薬工業、GEヘルスケア、アプライドバイオシステムズ、Thremo Fisher、Glen Research Co., Ltd.、Proligo Co., Ltd.等多くの供給先から入手可能である。
(a) 5'-position protecting group removal step In this step, the nucleic acid (oligonucleotide or nucleoside) immobilized on the solid phase carrier is treated with an acid, thereby 5'-hydroxyl group of the 5'-terminal nucleoside of the nucleic acid. The 5'-hydroxyl group is removed by removing (deprotecting) the protective group (hereinafter also simply referred to as 5'-hydroxyl group) under acidic conditions and leaving the 5'-hydroxyl group free. The 5'-hydroxyl protecting group is not limited, but is most commonly a dimethoxytrityl group (DMTr). The elimination of the dimethoxytrityl group from the 5′-hydroxyl group is not limited, but a 3% trichloroacetic acid-dichloromethane solution or a 3% dichloroacetic acid-dichloromethane solution can be preferably used. These acid treatment reagents are available from many suppliers such as Wako Pure Chemical Industries, GE Healthcare, Applied Biosystems, Thremo Fisher, Glen Research Co., Ltd., Proligo Co., Ltd., and the like.

本発明において「固相担体上のヌクレオシド」とは固相担体上に固定されたオリゴヌクレオチドの5'-末端のヌクレオシド、又は固相担体上に固定されたヌクレオシドを指す。さらに「固相担体上のヌクレオシドの5'-水酸基」とは、固相担体上に固定されたオリゴヌクレオチドの5'-末端のヌクレオシド又は固相担体上に固定されたヌクレオシドの5’-位の水酸基をいう。   In the present invention, the “nucleoside on the solid phase carrier” refers to the 5′-terminal nucleoside of the oligonucleotide immobilized on the solid phase carrier, or the nucleoside immobilized on the solid phase carrier. Furthermore, “the 5′-hydroxyl group of the nucleoside on the solid phase carrier” means the 5′-terminal nucleoside of the oligonucleotide immobilized on the solid phase carrier or the 5′-position of the nucleoside immobilized on the solid phase carrier. Refers to a hydroxyl group.

(i) 洗浄工程−1
5'-位保護基除去工程の完了後、本発明に係る洗浄溶媒(アセトニトリル−アセトン混液又はアセトン)を固相担体に添加し、固相担体から酸処理用試薬等を洗い流す。この固相担体の洗浄操作は、1回でもよいが、好ましくは複数回、例えば2回行ってもよい。洗浄溶媒を固相担体に加えた後、フラッシュ操作により洗浄溶媒を効率良く除去することもできる。本発明においてフラッシュ操作とは、不活性ガス、例えばアルゴンガス又は窒素ガスを、カラムに送風する事によりカラム内容液を除去する操作をいう。この洗浄工程により、固相担体は十分に洗浄されるとともに脱水処理も同時にされることとなる。この脱水処理は、次の工程(b)でのヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体の不活性化を抑制するために必要である。
(i) Cleaning process-1
After completion of the 5′-position protecting group removal step, the washing solvent according to the present invention (acetonitrile-acetone mixed solution or acetone) is added to the solid support, and the acid treatment reagent and the like are washed away from the solid support. This solid phase carrier washing operation may be performed once, but may preferably be performed a plurality of times, for example, twice. After the washing solvent is added to the solid phase carrier, the washing solvent can be efficiently removed by a flash operation. In the present invention, the flush operation refers to an operation of removing the column content liquid by blowing an inert gas such as argon gas or nitrogen gas to the column. By this washing step, the solid phase carrier is sufficiently washed and dehydrated. This dehydration treatment is necessary to suppress the inactivation of the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative in the next step (b).

(b) 縮合工程
5'-位保護基除去工程(a)及び洗浄工程(i)に続く本工程では、上記工程(a)で脱保護した5'水酸基を有する固相担体上の核酸に、次に該核酸に連結させるべきヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体と、活性化剤である酸触媒とを添加する。この結果、ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、酸触媒により活性化され、それに固相担体上の核酸の遊離5'水酸基が反応し両者は縮合反応により連結されることとなる。この縮合反応により生じる結合は三価のリン酸結合である。
(b) Condensation process
In this step subsequent to the 5′-position protecting group removal step (a) and the washing step (i), the nucleic acid on the solid phase carrier having the 5 ′ hydroxyl group deprotected in the above step (a) is then added to the nucleic acid. A nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative to be linked and an acid catalyst as an activator are added. As a result, the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative is activated by the acid catalyst, and the free 5 ′ hydroxyl group of the nucleic acid on the solid phase carrier reacts therewith, and both are linked by a condensation reaction. The bond produced by this condensation reaction is a trivalent phosphate bond.

本工程において、ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体は、限定するものではないが、アセトニトリル等の溶媒中への溶解液として固相担体に添加することが好ましい。本発明の方法で使用可能なヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体については後述する。   In this step, the nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative is not limited, but is preferably added to the solid phase carrier as a solution in a solvent such as acetonitrile. The nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivatives that can be used in the method of the present invention will be described later.

酸触媒としては、限定するものではないが、1H-テトラゾール、5'-エチルチオ-1H-テトラゾール、ベンチルチオ-1H-テトラゾール、ジシアノイミダゾール等の公知の酸触媒(活性化剤)を使用することができ、その一例としては1H-テトラゾールが挙げられる。酸触媒は、アセトニトリル等の溶媒に溶解させた溶液として添加することが好ましく、その酸触媒溶液は0.1M〜0.45M、好ましくは0.25M〜0.45Mで調製したものを用いることができるが、この濃度に限定されるものではなく当業者が適宜調節可能である。   The acid catalyst is not limited, and a known acid catalyst (activator) such as 1H-tetrazole, 5′-ethylthio-1H-tetrazole, benzylthio-1H-tetrazole, dicyanoimidazole, etc. can be used. One example is 1H-tetrazole. The acid catalyst is preferably added as a solution dissolved in a solvent such as acetonitrile, and the acid catalyst solution can be 0.1M to 0.45M, preferably 0.25M to 0.45M. The concentration is not limited and can be adjusted as appropriate by those skilled in the art.

固相担体上に固定された核酸の脱保護された5'末端のヌクレオシドに対しては、通常はヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を含む溶解液を6〜12等量、酸触媒溶液を12〜24等量で加えることが好ましいが、これに限定されるものではない。反応時間は、限定されるものではないが、通常は30〜120秒とすることが好ましい。   For the deprotected 5'-terminal nucleoside of nucleic acid immobilized on a solid support, usually 6-12 equivalents of a solution containing a nucleoside-3'-O-phosphoramidite derivative, acid catalyst The solution is preferably added in an amount of 12 to 24 equivalents, but is not limited thereto. Although reaction time is not limited, Usually, it is preferable to set it as 30 to 120 second.

(ii) 洗浄工程−2
縮合工程(b)の完了後、本発明に係る洗浄溶媒(アセトニトリル−アセトン混液又はアセトン)を固相担体に添加し、固相担体から酸触媒及びヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体等の余剰試薬を洗い流す。洗浄溶媒を固相担体に加えた後、フラッシュ操作により洗浄溶媒を効率良く除去することもできる。この固相担体の洗浄操作は、1回でもよいが、好ましくは複数回、例えば2回行ってもよい。
(ii) Cleaning step-2
After completion of the condensation step (b), the washing solvent according to the present invention (acetonitrile-acetone mixed solution or acetone) is added to the solid phase carrier, and the acid catalyst and nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative, etc. from the solid phase carrier Wash away excess reagent. After the washing solvent is added to the solid phase carrier, the washing solvent can be efficiently removed by a flash operation. This solid phase carrier washing operation may be performed once, but may preferably be performed a plurality of times, for example, twice.

(c)キャッピング工程
縮合工程(b)及び洗浄工程(ii)に続いて、固相担体上のヌクレオシドの未反応の5'-水酸基を、工程(a)で脱保護するものとは別の保護基で保護することにより、不活性化(すなわち、キャッピング)することができる。
(c) Capping step Following the condensation step (b) and the washing step (ii), another protection other than the deprotection of the unreacted 5′-hydroxy group of the nucleoside on the solid support in step (a) By protecting with a group, it can be inactivated (ie capped).

ホスホロアミダイト法はこれまでに開発されたリン酸エステル縮合反応の中では最も活性があり、液相では反応が100%完了するが、固相では相が不均一になりやすく反応効率がわずかに低下する。このため固相担体上には未反応の5'-水酸基を有するヌクレオシドが残存することになるが、これは次の鎖長伸長反応サイクルで伸長反応を生じると分離し難い不純物となるため、未反応の遊離な状態の5'-水酸基を持つ未反応のヌクレオシド又はヌクレオチドを次のサイクルに持ち越さないように、キャッピングにより未反応の5'-水酸基を不活性化して伸長反応を停止させることが好ましい。   The phosphoramidite method is the most active phosphoric acid ester condensation reaction developed so far, and the reaction is 100% complete in the liquid phase, but the phase tends to be heterogeneous in the solid phase and the reaction efficiency is slightly lower. descend. For this reason, a nucleoside having an unreacted 5′-hydroxyl group remains on the solid phase carrier, but this becomes an impurity that is difficult to separate when an extension reaction occurs in the next chain length extension reaction cycle. It is preferable to stop the extension reaction by inactivating the unreacted 5′-hydroxyl group by capping so that the unreacted nucleoside or nucleotide having the 5′-hydroxyl group in the free state of the reaction is not carried over to the next cycle. .

このキャッピングは、従来公知の方法で行うことができるが、塩基性条件下でのみ脱離する保護基を付加することによって行うことが好ましく、一般的には、その未反応の5'水酸基をアセチル化することにより行うことが好ましい。未反応の5'-水酸基のアセチル化は、限定するものではないが、無水酢酸又は無水フェノキシ酢酸によるアセチル化を利用することができる。未反応の5'-水酸基のキャッピングのためには、無水酢酸を含む溶液を、反応時に生じる酢酸と塩形成させるための塩基性触媒と共に固相担体に添加することが好ましい。無水酢酸を含む溶液と、塩基性触媒である1-メチルイミダゾール等を含む溶液は、別々に調製してキャッピング工程の際に用時調製することが好ましい。   This capping can be performed by a conventionally known method, but is preferably performed by adding a protecting group that can be eliminated only under basic conditions. Generally, the unreacted 5 ′ hydroxyl group is acetylated. It is preferable to carry out by adjusting. The acetylation of the unreacted 5′-hydroxyl group is not limited, but acetylation with acetic anhydride or phenoxyacetic anhydride can be used. For capping the unreacted 5′-hydroxy group, it is preferable to add a solution containing acetic anhydride to a solid support together with a basic catalyst for forming a salt with acetic acid generated during the reaction. The solution containing acetic anhydride and the solution containing 1-methylimidazole as a basic catalyst are preferably prepared separately and prepared at the time of use in the capping step.

無水酢酸((CH3CO)2O又はAc2O)と共に添加する塩基性触媒としては、限定するものではないが、1-メチルイミダゾール(1-MeIm)、芳香族アミンであるピリジン(Pyr)、2,6-ルチジン(Lut)などが挙げられる。無水酢酸及び塩基性触媒は、それぞれ、適当な溶媒(例えば、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリル等に溶解した溶液として添加すればよい。本工程で用いるこれら試薬(キャッピング試薬)は、例えば和光純薬工業、GEヘルスケア、アプライドバイオシステムズ、Thermo Fisher、Glen Research Co., Ltd.、Proligo Co., Ltd.等多くの供給先から入手可能である。本発明の方法において使用可能な固相担体に添加すべき無水酢酸溶液及び塩基性触媒溶液の組み合わせの例を、表1に挙げるが、これらに限定されるものではない。 The basic catalyst to be added together with acetic anhydride ((CH 3 CO) 2 O or Ac 2 O) is not limited, but includes 1-methylimidazole (1-MeIm), pyridine (Pyr) which is an aromatic amine 2,6-lutidine (Lut) and the like. Acetic anhydride and a basic catalyst may be added as a solution dissolved in an appropriate solvent (for example, tetrahydrofuran (THF), acetonitrile, etc.) These reagents (capping reagents) used in this step are, for example, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. , GE Healthcare, Applied Biosystems, Thermo Fisher, Glen Research Co., Ltd., Proligo Co., Ltd., etc. Added to solid support usable in the method of the present invention. Examples of combinations of acetic anhydride solution and basic catalyst solution to be listed are listed in Table 1, but are not limited thereto.

Figure 2010248084
Figure 2010248084

キャッピング試薬を添加し反応させた後、フラッシュ操作等の周知の操作により反応液を固相担体から除去することが好ましい。   After adding the capping reagent and reacting, it is preferable to remove the reaction solution from the solid phase carrier by a known operation such as a flash operation.

(iii) 洗浄工程−3
キャッピング工程(c)の完了後、本発明に係る洗浄溶媒(アセトニトリル−アセトン混液又はアセトン)を固相担体に添加し、固相担体から無水酢酸、塩基性触媒及びそれらを溶解した溶媒等の余剰のキャッピング試薬を洗い流す。洗浄溶媒を固相担体に加えた後、フラッシュ操作により洗浄溶媒を効率良く除去することもできる。この固相担体の洗浄操作は、1回でもよいが、複数回、例えば2回以上行ってもよい。
(iii) Cleaning step-3
After completion of the capping step (c), the washing solvent according to the present invention (acetonitrile-acetone mixed solution or acetone) is added to the solid phase carrier, and excess acetic anhydride, basic catalyst, and a solvent in which they are dissolved from the solid phase carrier. Wash away the capping reagent. After the washing solvent is added to the solid phase carrier, the washing solvent can be efficiently removed by a flash operation. This solid phase carrier washing operation may be performed once, but may be performed a plurality of times, for example, twice or more.

(d) 酸化工程
キャッピング工程(c)及び洗浄工程(iii)に続き、縮合工程(b)で鎖伸長されたヌクレオチドの三価のリン酸結合を、酸化試薬を固相担体に添加することにより酸化し、安定な五価の正リン酸結合に変換する。三価のリン酸結合(三価リン酸トリエステル結合)は加水分解されやすく不安定なためである。酸化試薬としては、公知の酸化試薬を用いることができるが、例えばヨウ素を含む水性溶液又は過酸化物などを好適に使用することができる。具体例としては、0.1M ヨウ素−ピリジン溶液を水性溶媒又は有機溶媒に溶解した溶液、例えばヨウ素−ピリジン−水−テトラヒドロフラン溶液や、t−ブチルハイドロパーオキシド−メチレンクロリド等の過酸化物を用いることができるが、これに限定されるものではない。
(d) Oxidation step Following the capping step (c) and washing step (iii), the trivalent phosphate bond of the nucleotide chain-extended in the condensation step (b) is added to the solid phase carrier by adding an oxidation reagent. Oxidizes and converts to a stable pentavalent regular phosphate bond. This is because the trivalent phosphate bond (trivalent phosphate triester bond) is easily hydrolyzed and unstable. As the oxidizing reagent, a known oxidizing reagent can be used. For example, an aqueous solution or peroxide containing iodine can be preferably used. As a specific example, a solution obtained by dissolving a 0.1 M iodine-pyridine solution in an aqueous solvent or an organic solvent, for example, a peroxide such as iodine-pyridine-water-tetrahydrofuran solution or t-butyl hydroperoxide-methylene chloride is used. However, it is not limited to this.

(iv) 洗浄工程−4
酸化工程(d)の完了後、本発明に係る洗浄溶媒(アセトニトリル−アセトン混液又はアセトン)を固相担体に添加し、固相担体から酸化試薬等の余剰のキャッピング試薬を洗い流す。洗浄溶媒を固相担体に加えた後、フラッシュ操作により洗浄溶媒を効率良く除去することもできる。この固相担体の洗浄操作は、1回でもよいが、複数回、例えば2回以上行うことが好ましい。
(iv) Cleaning step-4
After completion of the oxidation step (d), the cleaning solvent according to the present invention (acetonitrile-acetone mixed solution or acetone) is added to the solid phase carrier, and excess capping reagent such as an oxidation reagent is washed away from the solid phase carrier. After the washing solvent is added to the solid phase carrier, the washing solvent can be efficiently removed by a flash operation. This solid phase carrier washing operation may be performed once, but is preferably performed a plurality of times, for example, twice or more.

洗浄工程(iv)の完了後、合成オリゴヌクレオチドがまだ目的の鎖長に達していない場合には、5'-位保護基除去工程(a)に戻って上記サイクルを繰り返すことになる。   After the washing step (iv) is completed, if the synthetic oligonucleotide has not yet reached the target chain length, the process returns to the 5′-position protecting group removal step (a) and the above cycle is repeated.

本発明では、上記の工程(a)〜(d)及び洗浄工程(i)〜(iv)を含むサイクルを繰り返してオリゴヌクレオチドを合成することにより、従来と同等又はそれ以上のレベルでオリゴヌクレオチドを製造でき、さらに合成産物中の目的のオリゴヌクレオチドの純度を向上させることもできる。キャッピング工程及び/又は酸化工程で塩基性試薬を使用する場合には、合成産物中の目的のオリゴヌクレオチドの純度をとりわけ顕著に向上させることができる。   In the present invention, an oligonucleotide is synthesized at a level equivalent to or higher than conventional by synthesizing an oligonucleotide by repeating the cycle including the steps (a) to (d) and the washing steps (i) to (iv). Further, the purity of the target oligonucleotide in the synthesis product can be improved. When a basic reagent is used in the capping step and / or the oxidation step, the purity of the target oligonucleotide in the synthesized product can be particularly remarkably improved.

(e)固相担体からの脱離工程及び脱保護工程
目的の鎖長のオリゴヌクレオチドの合成が完了した後、合成オリゴヌクレオチドの固相担体からの脱離工程、及びオリゴヌクレオチドのリン酸基やアミノ基の保護基を脱保護する工程を行うことができる。
(e) Desorption step from solid phase carrier and deprotection step After the synthesis of the target chain length oligonucleotide is completed, the desorption step of the synthetic oligonucleotide from the solid phase carrier, the phosphate group of the oligonucleotide, A step of deprotecting the protecting group of the amino group can be performed.

上記方法により合成されたオリゴヌクレオチドの固相担体からの脱離工程及び脱保護工程は、常法により行うことができる。合成されたオリゴデオキシリボヌクレオチドの固相担体からの脱離は、通常は合成オリゴデオキシリボヌクレオチドを担持する固相担体を、塩基性条件下に置くことによって行うことができる。好適には、例えば、合成オリゴデオキシリボヌクレオチドを担持する固相担体に、濃アンモニア水を添加して、15分以上、好ましくは30分以上、より好ましくは1時間以上放置して反応させることにより、固相担体から合成オリゴヌクレオチドを脱離させることができる。あるいは濃アンモニア水の添加後に加熱することにより固相担体からの合成オリゴデオキシリボヌクレオチドの脱離を促進することもできる。オリゴデオキシリボヌクレオチドのリン酸基やアミノ基の保護基の脱保護は、常法により行うことができる。典型的には、固相担体からの脱離工程において固相担体に塩基性試薬(例えば濃アンモニア水)を添加し一定時間反応させた後、加熱処理(例えば55℃〜60℃で1〜12時間の処理)することにより、ヌクレオチドに付加されているアミノ基やリン酸基の保護基を脱保護することができる。例えば、ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体由来のリン酸基保護基として用いられる3'-位のβ−シアノエチル基や、塩基部のアミノ酸保護基として通常使用されるベンゾイル基、イソブチリル基、フェノキシアセチル基、アセチル基等のアシル基は、塩基性溶媒中、例えばアンモニア水(特に好適には濃アンモニア水)や濃アンモニア水−40%メチルアミン水溶液混液で加熱処理することにより容易に脱保護することができる。ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体由来のリン酸基保護基としてメチル基を有する場合には、好ましくは固相担体からの脱離工程の前に、チオフェノールを用いて脱保護を行うことができる。   The desorption step and deprotection step of the oligonucleotide synthesized by the above method from the solid phase carrier can be performed by a conventional method. The elimination of the synthesized oligodeoxyribonucleotide from the solid phase carrier can be usually carried out by placing the solid phase carrier carrying the synthetic oligodeoxyribonucleotide under basic conditions. Suitably, for example, by adding concentrated aqueous ammonia to a solid phase carrier supporting a synthetic oligodeoxyribonucleotide and allowing it to react for 15 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer, Synthetic oligonucleotides can be desorbed from the solid support. Alternatively, the elimination of the synthetic oligodeoxyribonucleotide from the solid support can be promoted by heating after the addition of concentrated aqueous ammonia. Deprotection of the protecting group of the phosphate group or amino group of the oligodeoxyribonucleotide can be performed by a conventional method. Typically, in the desorption step from the solid phase carrier, a basic reagent (for example, concentrated aqueous ammonia) is added to the solid phase carrier and reacted for a certain period of time, followed by heat treatment (for example, 1 to 12 at 55 to 60 ° C). By the treatment of time, the protecting group of amino group and phosphate group added to the nucleotide can be deprotected. For example, a β-cyanoethyl group at the 3′-position used as a phosphate group protecting group derived from a nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative, a benzoyl group or an isobutyryl group commonly used as an amino acid protecting group at the base moiety Acyl groups such as phenoxyacetyl group and acetyl group can be easily removed by heat treatment in a basic solvent such as aqueous ammonia (particularly preferably concentrated aqueous ammonia) or concentrated aqueous ammonia-40% methylamine solution. Can be protected. In the case of having a methyl group as a phosphate protecting group derived from a nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative, deprotection is preferably performed using thiophenol before the desorption step from the solid phase carrier. be able to.

合成オリゴリボヌクレオチドの固相担体からの脱離工程及び脱保護工程としては、固相担体に40%メチルアミン水溶液又はアンモニア−エタノール3:1混合液等の塩基性試薬を加え、例えばアンモニア−エタノール3:1混合液では55℃〜60℃で一定時間(例えば1〜12時間、好ましくは2〜3時間)加熱処理することにより、あるいは40%メチルアミン水溶液では室温で2時間(好ましくは3時間)処理することにより、固相担体からの脱離と塩基部等やリン酸の保護基であるβ-シアノエチル基の脱保護を同一工程で行う方法を用いてもよい。合成されたオリゴリボヌクレオチドに付加されている保護基の脱離も常法により行うことができる。例えば、合成されたオリゴリボヌクレオチドの2'-水酸基がt-ブチルジメチルシリル基などのシリル系保護基で保護されている場合、又は2-シアノエトキシエチル基で保護されている場合には、テトラ-n-ブチルアンモニウムフルオリド-テトラヒドロフラン溶液等のフッ素イオン化合物を用いて保護基を脱離させることができる。   As the desorption step and deprotection step of the synthetic oligoribonucleotide from the solid phase carrier, a basic reagent such as 40% methylamine aqueous solution or ammonia-ethanol 3: 1 mixture is added to the solid phase carrier, for example, ammonia-ethanol. By heat treatment at 55 ° C to 60 ° C for a certain time (for example, 1 to 12 hours, preferably 2 to 3 hours) with a 3: 1 mixture, or at room temperature for 2 hours (preferably 3 hours with a 40% methylamine aqueous solution) ) A method may be used in which the elimination from the solid phase carrier and the deprotection of the base moiety and the β-cyanoethyl group which is a protecting group for phosphoric acid are carried out in the same step. Removal of the protecting group added to the synthesized oligoribonucleotide can also be carried out by a conventional method. For example, when the 2′-hydroxyl group of the synthesized oligoribonucleotide is protected with a silyl protecting group such as t-butyldimethylsilyl group, or protected with a 2-cyanoethoxyethyl group, tetra The protecting group can be removed using a fluorine ion compound such as -n-butylammonium fluoride-tetrahydrofuran solution.

本発明のオリゴヌクレオチド合成法は、上記の工程(a)〜(e)及び洗浄工程(i)〜(iv)以外の工程をさらに含んでもよい。例えば、固相から脱離させた合成オリゴヌクレオチドを酸処理して5'-水酸基のDMTr基を脱離させてもよい。また、上記のオリゴヌクレオチド合成手順により得られた合成産物を、ゲル濾過、エタノール沈殿等の脱塩、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)精製、PAGE精製等でさらに精製してもよい。   The oligonucleotide synthesis method of the present invention may further include steps other than the steps (a) to (e) and the washing steps (i) to (iv). For example, the synthetic oligonucleotide desorbed from the solid phase may be acid-treated to desorb the 5'-hydroxyl DMTr group. Further, the synthesis product obtained by the above-described oligonucleotide synthesis procedure may be further purified by gel filtration, desalting such as ethanol precipitation, high performance liquid chromatography (HPLC) purification, PAGE purification or the like.

本発明はさらに、アセトニトリルとアセトンとの混合液、又はアセトンを、有効成分として含む、オリゴヌクレオチド固相合成のための固相担体用の洗浄剤も提供する。この洗浄剤の有効成分は、限定するものではないが、アセトニトリル:アセトンの混合比が重量比で0%:100%〜95%:5%のアセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンであってよい。さらに、この洗浄剤の有効成分におけるアセトニトリル:アセトンの混合比は、重量比で、0%:100%〜80%:20%であってよく、0%:100%〜70%:30%であってもよく、10%:90%〜70%:30%であってもよく、30%:70%〜70%:30%であってもよく、40%:60%〜60%:40%であってもよく、50%:50%であってもよい。本発明に係るオリゴヌクレオチド固相合成のための固相担体用の洗浄剤は水分を含まないことが好ましい。   The present invention further provides a detergent for a solid phase carrier for oligonucleotide solid phase synthesis, which contains a mixed solution of acetonitrile and acetone, or acetone as an active ingredient. The active ingredient of this cleaning agent may be, but is not limited to, a mixture of acetonitrile and acetone or a mixture of acetone and acetone in which the mixing ratio of acetonitrile: acetone is 0%: 100% to 95%: 5%. . Furthermore, the mixing ratio of acetonitrile: acetone in the active ingredient of this cleaning agent may be 0%: 100% -80%: 20% by weight ratio, 0%: 100% -70%: 30%. 10%: 90% to 70%: 30%, 30%: 70% to 70%: 30%, 40%: 60% to 60%: 40% It may be 50%: 50%. The detergent for the solid phase carrier for oligonucleotide solid phase synthesis according to the present invention preferably contains no moisture.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
DNA/RNA自動合成装置(アプライドバイオシステムズModel 392又は3900)を用い、下記のように洗浄溶媒としてアセトニトリル−アセトン混液又はアセトンを用いること以外は従来通りのホスホロアミダイト法に基づいて、表2に示すオリゴヌクレオチド(配列1〜7)のDNA又はRNA合成を行った。対照実験としてアセトニトリルを洗浄溶液として用いる従来のホスホロアミダイト法も行った。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
[Example 1]
Based on the conventional phosphoramidite method except that an automatic DNA / RNA synthesizer (Applied Biosystems Model 392 or 3900) is used and a mixture of acetonitrile and acetone or acetone is used as a washing solvent as described below, Table 2 DNA or RNA synthesis of the indicated oligonucleotides (sequences 1-7) was performed. As a control experiment, a conventional phosphoramidite method using acetonitrile as a washing solution was also performed.

本発明の方法により合成したオリゴヌクレオチド配列(表2)は、ヘアピンループ、二重鎖などの構造多型を取らず、キャピラリー電気泳動におけるエレクトログラムで純度が明確に判断可能となる配列であると予測されたものである。   The oligonucleotide sequence synthesized by the method of the present invention (Table 2) is a sequence that does not take structural polymorphism such as hairpin loops and duplexes, and whose purity can be clearly determined by electrogram in capillary electrophoresis. It is predicted.

Figure 2010248084
Figure 2010248084

本実施例のオリゴヌクレオチド合成には、固相担体として多孔質ガラスであるコントロールポアドグラス(CPG)(Proligo社製)又はポリスチレン樹脂(PS)を使用した、ヌクレオシド-3'-CPG又はヌクレオシド-3'-PSを用いた。反応は全て室温(約20〜25℃)で行った。   In the oligonucleotide synthesis of this example, nucleoside-3′-CPG or nucleoside-3 using control pore glass (CPG) (manufactured by Proligo) or polystyrene resin (PS), which is a porous glass, as a solid support. '-PS was used. All reactions were performed at room temperature (about 20-25 ° C.).

本実施例で合成原料として用いたヌクレオシド誘導体は、下記に示す常法により製造された、以下の保護ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体(以下、単にアミダイト体とも称することがある)の市販品である。   The nucleoside derivative used as a raw material for synthesis in this example is the following protected nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative (hereinafter sometimes simply referred to as an amidite form) produced by a conventional method shown below. It is a commercial product.

(a)保護アデノシン-又は保護デオキシアデノシン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体
DNA合成用には、保護デオキシアデノシン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、2'-デオキシアデノシンに塩基部のアミノ基の保護基としてベンゾイル基等のアシル系保護基又はアミジン系保護基を導入後、5'-水酸基の保護基としてジメトキシトリチル基を導入し、3'-水酸基遊離のヌクレオシドを調製後、それについて(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。
(a) Protected adenosine- or protected deoxyadenosine-3'-O-phosphoramidite derivative
For DNA synthesis, a protected deoxyadenosine-3′-O-phosphoramidite derivative was used. In this amidite, an acyl protecting group such as a benzoyl group or an amidine protecting group is introduced into 2'-deoxyadenosine as a protecting group for the amino group at the base, and then a dimethoxytrityl group is introduced as a protecting group for the 5'-hydroxyl group. The 3′-hydroxyl free nucleoside was prepared and then phosphilated with (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine to prepare a 3′-phosphoramidite. It is what was done.

RNA合成用には、保護アデノシン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、予めアデノシンの塩基部をベンゾイル基等のアシル系保護基又はアミジン系保護基を用いて保護し、かつ、5'-水酸基をジメトキシトリチル基で保護し、2'-水酸基をt-ブチルジメチルシリル基等で保護した3'-水酸基遊離の5'-保護ヌクレオシドについて、(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。   For RNA synthesis, protected adenosine-3′-O-phosphoramidite derivatives were used. In this amidite body, the base part of adenosine is previously protected with an acyl protecting group such as a benzoyl group or an amidine protecting group, the 5′-hydroxy group is protected with a dimethoxytrityl group, and the 2′-hydroxy group is protected with t. 3'-Phosphoramidite obtained by phosphilation with (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine for 3'-hydroxyl free 5'-protected nucleoside protected with -butyldimethylsilyl group, etc. It was obtained by preparing the body.

(b)保護グアノシン-又は保護デオキシグアノシン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体
DNA合成用には、保護デオキシグアノシン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、2'-デオキシグアノシンに塩基部のアミノ基の保護基としてイソブチリル基等のアシル系保護基又はアミジン系保護基を導入後、5'-水酸基の保護基としてジメトキシトリチル基を導入し、3'-水酸基遊離のヌクレオシドを調製後、それについて(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。
(b) Protected guanosine- or protected deoxyguanosine-3'-O-phosphoramidite derivative
For DNA synthesis, a protected deoxyguanosine-3′-O-phosphoramidite derivative was used. In this amidite, an acyl protecting group such as an isobutyryl group or an amidine protecting group is introduced into 2'-deoxyguanosine as an amino protecting group at the base portion, and then a dimethoxytrityl group is introduced as a protecting group for the 5'-hydroxyl group. The 3′-hydroxyl free nucleoside was prepared and then phosphilated with (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine to prepare a 3′-phosphoramidite. It is what was done.

RNA合成用には、保護グアノシン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、予めグアノシンの塩基部をイソブチリル基等のアシル系保護基又はアミジン系保護基を用いて保護し、かつ、5'-水酸基をジメトキシトリチル基で保護し、2'-水酸基をt-ブチルジメチルシリル基等で保護した3'-水酸基遊離の5'-保護ヌクレオシドについて、(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。   For RNA synthesis, protected guanosine-3′-O-phosphoramidite derivatives were used. In this amidite body, the base part of guanosine is previously protected with an acyl protecting group such as an isobutyryl group or an amidine protecting group, the 5′-hydroxy group is protected with a dimethoxytrityl group, and the 2′-hydroxy group is t protected. 3'-Phosphoramidite obtained by phosphilation with (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine for 3'-hydroxyl free 5'-protected nucleoside protected with -butyldimethylsilyl group, etc. It was obtained by preparing the body.

(c)保護シチジン-又は保護デオキシシチジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体
DNA合成用には、保護デオキシシチジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、2'-デオキシシチジンに塩基部のアミノ基の保護基としベンゾイル基等のアシル系保護基を導入後、5'-水酸基の保護基としてジメトキシトリチル基を導入し、3'-水酸基遊離のヌクレオシドを調製後、それについて(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。
(c) Protected cytidine- or protected deoxycytidine-3′-O-phosphoramidite derivatives
For DNA synthesis, a protected deoxycytidine-3′-O-phosphoramidite derivative was used. In this amidite, 2′-deoxycytidine was introduced with an acyl-based protecting group such as a benzoyl group as a protecting group for the amino group at the base portion, and then a dimethoxytrityl group was introduced as a protecting group for the 5′-hydroxyl group. It was obtained by preparing a 3'-phosphoramidite body by preparing a hydroxyl group-free nucleoside and then phosphating it with (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine. .

RNA合成用には、保護シチジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、予めシチジンの塩基部をベンゾイル基等のアシル系保護基を用いて保護し、かつ、5'-水酸基をジメトキシトリチル基で保護し、2'-水酸基をt-ブチルジメチルシリル基等で保護した3'-水酸基遊離の5'-保護ヌクレオシドについて、(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。   A protected cytidine-3′-O-phosphoramidite derivative was used for RNA synthesis. In this amidite body, the base part of cytidine is previously protected with an acyl protecting group such as a benzoyl group, the 5′-hydroxy group is protected with a dimethoxytrityl group, and the 2′-hydroxy group is protected with a t-butyldimethylsilyl group. 3'-hydroxyl free 5'-protected nucleoside protected with phosphite is prepared by phosphilation with (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine to prepare 3'-phosphoramidite Is obtained.

(d)保護チミジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体
DNA合成用に、保護チミジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、チミジンに5'-水酸基の保護基としてジメトキシトリチル基を導入し、3'-水酸基遊離のヌクレオシドを調製後、それについて(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。
(d) Protected thymidine-3'-O-phosphoramidite derivative
A protected thymidine-3′-O-phosphoramidite derivative was used for DNA synthesis. This amidite is prepared by introducing a dimethoxytrityl group as a 5'-hydroxyl protecting group into thymidine to prepare a 3'-hydroxyl free nucleoside, and then (2-cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine. To obtain a 3′-phosphoramidite body by phosphilation.

(e)保護ウリジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体
RNA合成用に、保護ウリジン-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を用いた。このアミダイト体は、ウリジンの5'-水酸基をジメトキシトリチル基で保護し、2'-水酸基をt-ブチルジメチルシリル基等で保護した3'-水酸基遊離の5'-保護ヌクレオシドについて、(2-シアノエチル)(N,N-ジイソプロピルアミノ)クロロホスフィンによりホスフィチレーションを行って3'-ホスホロアミダイト体を調製することにより得られたものである。
(e) Protected uridine-3'-O-phosphoramidite derivatives
A protected uridine-3′-O-phosphoramidite derivative was used for RNA synthesis. This amidite is a 3'-hydroxyl free 5'-protected nucleoside in which the 5'-hydroxyl group of uridine is protected with a dimethoxytrityl group and the 2'-hydroxyl group is protected with a t-butyldimethylsilyl group or the like. This was obtained by preparing a 3′-phosphoramidite body by phosphilation with (cyanoethyl) (N, N-diisopropylamino) chlorophosphine.

オリゴヌクレオチド合成は、合成すべき各オリゴヌクレオチドの塩基配列に従って3'末端からヌクレオシド誘導体を1残基ずつ逐次結合させることにより行った。   Oligonucleotide synthesis was performed by sequentially joining nucleoside derivatives one by one from the 3 ′ end according to the base sequence of each oligonucleotide to be synthesized.

具体的には、オリゴデオキシリボヌクレオチドを合成する場合には、3'-末端側に2'-デオキシリボヌクレオシド-3'-O-サクシネート体が結合された結合固相担体を用意した。この固相担体と保護デオキシリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体(アミダイト体)を用いて、以下の工程A〜Dを繰り返し行うことにより、固相担体上に固定されているヌクレオシド誘導体に保護デオキシリボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を1残基ずつステップワイズで結合させた。   Specifically, when synthesizing oligodeoxyribonucleotides, a bound solid phase carrier in which a 2′-deoxyribonucleoside-3′-O-succinate body was bound to the 3′-terminal side was prepared. Using this solid phase carrier and the protected deoxyribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative (amidite body), the following steps A to D are repeated to obtain a nucleoside derivative immobilized on the solid phase carrier. Protected deoxyribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivatives were coupled stepwise step by step.

一方、オリゴリボヌクレオチドを合成する場合には、3'-末端側に2'-位保護リボヌクレオチド-3'-O-サクシネート体が結合された結合固相担体を用意して用いた。この固相担体と保護リボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体(アミダイト体)を用いて、以下の工程A〜Dを繰り返し行うことにより、固相担体上に固定されているヌクレオシド誘導体に保護リボヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を1残基ずつステップワイズで結合させる工程を実施した。   On the other hand, when synthesizing oligoribonucleotides, a bound solid phase carrier having a 2′-position protected ribonucleotide-3′-O-succinate bound to the 3′-terminal side was prepared and used. By using this solid phase carrier and the protected ribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative (amidite body), the following steps A to D are repeated to obtain a nucleoside derivative immobilized on the solid phase carrier. A step of attaching the protected ribonucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative step by step step by step was performed.

工程A:5'-位保護基除去工程
5'-水酸基(5'-末端水酸基)の除去(脱保護)のため、ヌクレオシド-3'-O-サクシネート結合固相担体を充填したカラムに3%トリクロロ酢酸−ジクロロメタン溶液140μLを加えて酸処理した。これにより固相担体上のヌクレオシド誘導体から5'末端の保護基DMTrを脱離させ、ヌクレオシド誘導体の5'-水酸基を遊離状態とした。同様の酸処理操作をさらに2回行った。次いで使用した3%トリクロロ酢酸−ジクロロメタン溶液をフラッシュ操作により除去した。
Step A: 5'-position protecting group removal step
For removal (deprotection) of 5'-hydroxyl group (5'-terminal hydroxyl group), acid treatment by adding 140 μL of 3% trichloroacetic acid-dichloromethane solution to a column packed with nucleoside-3'-O-succinate-bonded solid support did. As a result, the protecting group DMTr at the 5 ′ end was eliminated from the nucleoside derivative on the solid support, and the 5′-hydroxyl group of the nucleoside derivative was released. The same acid treatment operation was further performed twice. Next, the 3% trichloroacetic acid-dichloromethane solution used was removed by flash operation.

続いて、洗浄操作として、固相担体が充填されているカラムに、洗浄溶媒を280μL送液し、さらにフラッシュ操作を行って、固相担体に付着したトリクロロ酢酸を除去した。この洗浄溶媒としては、各種混合比率で調製したアセトニトリル−アセトン混液又はアセトンを用いた(表3、後述)。同じ洗浄操作を再度繰り返した。この洗浄操作により、固相担体からトリクロロ酢酸を完全に除去し、同時に脱水処理も行った。   Subsequently, as a washing operation, 280 μL of a washing solvent was fed to a column packed with a solid phase carrier, and further a flush operation was performed to remove trichloroacetic acid adhering to the solid phase carrier. As the washing solvent, acetonitrile-acetone mixed liquid or acetone prepared at various mixing ratios was used (Table 3, described later). The same washing operation was repeated again. By this washing operation, trichloroacetic acid was completely removed from the solid phase carrier, and at the same time, dehydration was performed.

工程B:縮合工程
工程Aにより5'-水酸基(5'-末端水酸基)を遊離状態としたヌクレオシド誘導体を担持する固相担体に、0.05M〜0.1M アミダイト溶解液(結合させるアミダイト体を溶解させたアセトニトリル溶液)45μLと、活性化剤(酸触媒)溶液(0.45M 1H-テトラゾール、0.25M 2,5-ジシアノイミダゾール、0.25M 5-エチルチオ-1H-テトラゾール、又は0.25M 5-ベンジルチオ-1H-テトラゾールのいずれかを活性化剤として含むアセトニトリル溶液)65μLを加えて60秒間静置した。これにより、添加したアミダイト体は活性化され、固相担体上のヌクレオシド誘導体の遊離5'-水素基との間で縮合反応を生じて、固相担体上でのオリゴヌクレオチド鎖伸長をもたらす。次いでフラッシュ操作により固相担体から反応溶液を除去した。
Step B: Condensation Step 0.05M to 0.1M amidite solution (dissolving the amidite to be bound) is dissolved in a solid phase carrier carrying a nucleoside derivative in which the 5′-hydroxyl group (5′-terminal hydroxyl group) is released in the condensation process step A. Acetonitrile solution) 45 μL and activator (acid catalyst) solution (0.45M 1H-tetrazole, 0.25M 2,5-dicyanoimidazole, 0.25M 5-ethylthio-1H-tetrazole, or 0.25M 5-benzylthio-1H- Acetonitrile solution containing any one of tetrazole as an activator (65 μL) was added and allowed to stand for 60 seconds. As a result, the added amidite is activated and causes a condensation reaction with the free 5′-hydrogen group of the nucleoside derivative on the solid phase carrier, resulting in the elongation of the oligonucleotide chain on the solid phase carrier. Subsequently, the reaction solution was removed from the solid support by a flash operation.

続いて、洗浄操作として、この固相担体が充填されているカラムに、工程Aで用いたのと同じアセトニトリル−アセトン混液又はアセトンを洗浄溶媒として280μL送液し、さらにフラッシュ操作を行って、反応溶液を除去した。この洗浄操作により、固相担体から未反応のアミダイト体と活性化剤を除去し、同時に脱水処理も行った。   Subsequently, as a washing operation, 280 μL of the same acetonitrile-acetone mixed solution or acetone used in Step A as a washing solvent is fed to the column packed with the solid phase carrier, and further a flush operation is performed. The solution was removed. By this washing operation, the unreacted amidite and the activator were removed from the solid support, and at the same time, dehydration was performed.

工程C:キャッピング工程(アセチル化)
上記フラッシュ操作後、固相担体上のヌクレオチド誘導体の未反応の5'水酸基をアセチル化して保護(キャップ化)するため、固相担体が充填されているカラムに、キャップ化試薬として、無水酢酸−ピリジン−テトラヒドロフラン1:1:8混液(アプライドバイオシステムズ社製)30μLと10%1−メチルイミダゾール−テトラフラン混液(アプライドバイオシステムズ社製)30μLを送液した。その後、フラッシュ操作を行い反応溶液の除去を行った。
Process C: Capping process (acetylation)
After the above flash operation, in order to acetylate and protect (cap) the unreacted 5 ′ hydroxyl group of the nucleotide derivative on the solid phase carrier, acetic anhydride--as a capping reagent is added to the column packed with the solid phase carrier. Pyridine-tetrahydrofuran 1: 1: 8 mixed solution (Applied Biosystems) 30 μL and 10% 1-methylimidazole-tetrafuran mixed solution (Applied Biosystems) 30 μL were fed. Thereafter, a flash operation was performed to remove the reaction solution.

次いで、次工程の前に、洗浄操作として、工程Aで用いたのと同じアセトニトリル−アセトン混液またはアセトン(280μL)を、その固相担体が充填されているカラムに洗浄溶媒として送液し、さらにフラッシュ操作を行って、反応溶液を除去した。この洗浄操作により、固相担体からアセチル化試薬を除去した。   Next, before the next step, as the washing operation, the same acetonitrile-acetone mixed solution or acetone (280 μL) as used in step A is sent as a washing solvent to the column packed with the solid phase carrier, and further, A flash operation was performed to remove the reaction solution. By this washing operation, the acetylating reagent was removed from the solid support.

工程D:酸化工程
上記のようにして固相担体上で伸長されたオリゴヌクレオチド鎖を酸化により安定化させるため、酸化試薬として、0.02M ヨウ素溶液(テトラヒドロフラン−ピリジン−水溶液;テトラヒドロフラン:ピリジン:水=70:28:2(v/v)の混合溶液中にヨウ素濃度が0.02Mとなるように調製されたもの。和光純薬工業製)90μLを送液した。その後、フラッシュ操作を行い反応溶液の除去を行った。
Step D: Oxidation Step In order to stabilize the oligonucleotide chain extended on the solid phase carrier as described above by oxidation, 0.02M iodine solution (tetrahydrofuran-pyridine-water solution; tetrahydrofuran: pyridine: water = 90 μL of 70: 28: 2 (v / v) mixed solution prepared so that the iodine concentration was 0.02 M (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was fed. Thereafter, a flash operation was performed to remove the reaction solution.

次いで、次工程の前に、洗浄操作として、工程Aで用いたのと同じアセトニトリル−アセトン混液またはアセトン(280μL)を、上記の固相担体が充填されているカラムに洗浄溶媒として送液し、固相担体に付着した試薬を洗い流した。アセトニトリル−アセトン混液またはアセトン(280μL)を再び送液し、さらにフラッシュ操作を行うことにより、固相担体から酸化試薬を除去した。   Next, before the next step, as a washing operation, the same acetonitrile-acetone mixed solution or acetone (280 μL) used in Step A is sent as a washing solvent to the column packed with the above solid phase carrier, The reagent adhering to the solid support was washed away. The acetonitrile-acetone mixed solution or acetone (280 μL) was fed again, and the flushing operation was performed to remove the oxidizing reagent from the solid phase carrier.

以上の工程A〜Dを1回行うことにより固相担体上ではジヌクレオチド鎖が合成された。そこで、引き続き工程A〜Dを1サイクルとする同様の合成反応を繰り返し行って、目的のオリゴヌクレオチド鎖を合成した。   A dinucleotide chain was synthesized on the solid support by performing the above steps A to D once. Therefore, the same synthesis reaction with steps A to D as one cycle was repeated to synthesize the target oligonucleotide chain.

オリゴデオキシリボヌクレオチドの脱保護工程
各オリゴデオキシリボヌクレオチドの合成反応完了後、合成オリゴデオキシリボヌクレオチドを担持する固相担体に濃アンモニア水(飽和アンモニア水)を添加し、1時間室温に放置することにより、固相担体から合成オリゴデオキシリボヌクレオチドを脱離させた。次いでその反応液を55℃で8時間加温処理することによりヌクレオチドの塩基部及びリン酸基の保護基を脱保護した。この脱保護操作後、アンモニアを減圧留去した。続いて得られた反応産物を再び蒸留水に溶解し、ジエチルエーテルを加えて抽出することにより、脱保護によって生じたカルボン酸アミド類及びアクリロニトリルを除去した。このようにして、表2に示す各オリゴデオキシリボヌクレオチド(DNA)をそれぞれ含む合成産物を取得した。
Oligodeoxyribonucleotide deprotection step After completion of the synthesis reaction of each oligodeoxyribonucleotide, concentrated aqueous ammonia (saturated aqueous ammonia) was added to the solid support carrying the synthetic oligodeoxyribonucleotide, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. Synthetic oligodeoxyribonucleotides were desorbed from the phase support. Then, the reaction solution was heated at 55 ° C. for 8 hours to deprotect the nucleotide base part and the phosphate protecting group. After this deprotection operation, ammonia was distilled off under reduced pressure. Subsequently, the obtained reaction product was dissolved again in distilled water, and extracted by adding diethyl ether to remove carboxylic acid amides and acrylonitrile generated by deprotection. In this way, a synthetic product containing each oligodeoxyribonucleotide (DNA) shown in Table 2 was obtained.

オリゴリボヌクレオチドの脱保護工程
各オリゴリボヌクレオチドの合成反応完了後、メチルアミン水溶液(0.7mL)を、合成オリゴリボヌクレオチドを担持する固相担体(CPGカラム)に注入した後、2時間静置した。その後、該カラムよりメチルアミン水溶液を流出させた。その後、エタノール−アセトニトリル−水混液(3:1:1(v/v))を該カラムに注入して、カラム内の固相担体を洗浄した。この洗浄液と溶出液(流出液)を減圧濃縮した。
Oligoribonucleotide deprotection step After completion of the synthesis reaction of each oligoribonucleotide, methylamine aqueous solution (0.7 mL) was injected into a solid phase carrier (CPG column) carrying the synthetic oligoribonucleotide and allowed to stand for 2 hours. . Thereafter, an aqueous methylamine solution was allowed to flow out from the column. Thereafter, an ethanol-acetonitrile-water mixture (3: 1: 1 (v / v)) was injected into the column to wash the solid phase carrier in the column. The washing solution and the eluate (effluent) were concentrated under reduced pressure.

減圧濃縮後、トリエチルアミントリハイドロフルオライド100μLを添加して溶解させた。溶解後、室温で12時間静置した。12時間経過後、ブタノール400μLを加えてボルテックスミキサーで攪拌を行った。その後、遠心分離器で5分間、遠心(3000回転)を行った。上清を廃棄して、ペレットを滅菌水に溶解して簡易逆相クロマトグラフィーにより脱塩と簡易精製を行った。このようにして、表2に示す各オリゴリボヌクレオチド(RNA)をそれぞれ含む合成産物を取得した。   After concentration under reduced pressure, 100 μL of triethylamine trihydrofluoride was added and dissolved. After dissolution, the mixture was allowed to stand at room temperature for 12 hours. After 12 hours, 400 μL of butanol was added and stirred with a vortex mixer. Thereafter, centrifugation (3000 rotations) was performed for 5 minutes in a centrifuge. The supernatant was discarded, the pellet was dissolved in sterilized water, and desalting and simple purification were performed by simple reverse phase chromatography. In this way, a synthetic product containing each oligoribonucleotide (RNA) shown in Table 2 was obtained.

[実施例2]
実施例1で得られたそれぞれのオリゴヌクレオチド合成産物について、キャピラリー電気泳動装置(Beckman Coulter P/ACE)を用いたキャピラリー電気泳動を行った。その電気泳動結果(エレクトログラム)に基づき、異なる洗浄溶媒組成及び/又は固相担体を用いた合成産物間での純度比較を行った。
[Example 2]
Each oligonucleotide synthesis product obtained in Example 1 was subjected to capillary electrophoresis using a capillary electrophoresis apparatus (Beckman Coulter P / ACE). Based on the electrophoresis result (electrogram), the purity was compared between the synthesized products using different washing solvent compositions and / or solid phase carriers.

さらに、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析計(MALDI Tof MS、アプライドバイオシステムズ社のVoyager)を用いて、合成産物の質量分析を行い、得られた合成産物に含まれるオリゴヌクレオチドの分子量確認も行った。   Furthermore, using a matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI Tof MS, Voyager of Applied Biosystems), mass analysis of the synthesized product was performed, and the molecular weight of the oligonucleotide contained in the resulting synthesized product Confirmation was also performed.

表3には、各オリゴヌクレオチド合成産物の合成に用いた洗浄溶媒組成、固相担体、吸光度(O.D.値)を示す。表3には、各合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラムとMALDI Tof MSスペクトラムを示した図との対応も示す。表3中、「CH3CN:(CH3)2CO (v/v)」は、洗浄溶媒の組成を、混合したアセトニトリル(CH3CN)とアセトン((CH3)2CO)の重量比率で示したものである。吸光度は各合成産物における核酸収率を示す。 Table 3 shows the washing solvent composition, solid phase carrier, and absorbance (OD value) used for the synthesis of each oligonucleotide synthesis product. Table 3 also shows the correspondence between the electrophorograms of capillary electrophoresis of each synthesized product and the figure showing the MALDI Tof MS spectrum. In Table 3, “CH 3 CN: (CH 3 ) 2 CO (v / v)” is the weight ratio of acetonitrile (CH 3 CN) and acetone ((CH 3 ) 2 CO) mixed with the composition of the washing solvent. It is shown by. Absorbance indicates the nucleic acid yield in each synthetic product.

Figure 2010248084
Figure 2010248084

図1〜9は配列1のオリゴヌクレオチドの合成産物の分析結果を示している。洗浄溶媒にアセトニトリル(100%;アセトンを含まない)を用いた従来法(対照実験)では、キャピラリー電気泳動のエレクトログラムにおいて、異なる鎖長のオリゴヌクレオチドの多少の混在が確認されたものの(図1のa)、配列1のオリゴヌクレオチドは十分なレベルで成功裡に合成された(図1のb)ことが示された(図1)。一方、洗浄溶媒として、アセトニトリル−アセトン混液(7:3 (V/V))(図2)、アセトニトリル−アセトン混液(1:1 (V/V))(図3)若しくはアセトニトリル−アセトン混液(3:7 (V/V))(図4)、又はアセトン(100%)(図6)を使用(固相担体としてはコントロールポアドグラス(CPG)を使用)したところ、驚くべきことに、洗浄溶媒としてアセトニトリル(100%)を用いた従来法と遜色ないレベルで、配列1のオリゴヌクレオチドを合成できたことが示された。さらに、アセトニトリル−アセトン混液(7:3 (V/V))(図2)及びアセトニトリル−アセトン混液(1:1 (V/V))(図3)を用いた場合には、従来法で見られた合成産物中の他の鎖長のオリゴヌクレオチドの混在(図1のa)が顕著に低減され、配列1のオリゴヌクレオチドを非常に高い純度で含む合成産物が得られたことが示された。ここで得られた純度は、その後の精製工程が不要になる程まで高いものであった。アセトニトリル−アセトン混液(3:7 (V/V))(図4)及びアセトン(100%)(図6)を用いた場合にも、合成産物中の配列1のオリゴヌクレオチドの純度は従来法と同等又はそれ以上であった。なお合成産物中に混在する他の鎖長のオリゴヌクレオチドは、そのほとんどが、鎖伸長の途中で合成を停止した不完全合成オリゴヌクレオチドである。また合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを示す図5からは、配列1から予測される通りの分子量を有するオリゴヌクレオチドが確かに合成されたこと、すなわち副反応を伴うことなく合成反応が進行したことが示された。   1 to 9 show the analysis results of the synthesized product of the oligonucleotide of sequence 1. In the conventional method (control experiment) using acetonitrile (100%; not containing acetone) as a washing solvent, although a mixture of oligonucleotides having different chain lengths was confirmed in an electrogram of capillary electrophoresis (FIG. 1). A), it was shown that the oligonucleotide of sequence 1 was successfully synthesized at a sufficient level (FIG. 1b) (FIG. 1). On the other hand, acetonitrile-acetone mixed solution (7: 3 (V / V)) (Fig. 2), acetonitrile-acetone mixed solution (1: 1 (V / V)) (Fig. 3) or acetonitrile-acetone mixed solution (3 : 7 (V / V)) (Fig. 4) or acetone (100%) (Fig. 6) (control pore glass (CPG) is used as the solid support). It was shown that the oligonucleotide of sequence 1 could be synthesized at a level comparable to the conventional method using acetonitrile (100%). Furthermore, when an acetonitrile-acetone mixture (7: 3 (V / V)) (Fig. 2) and an acetonitrile-acetone mixture (1: 1 (V / V)) (Fig. 3) are used, the conventional method is used. The mixture of other oligonucleotides of other chain lengths in the synthesized product (a in FIG. 1) was significantly reduced, indicating that a synthesized product containing the oligonucleotide of sequence 1 with very high purity was obtained. . The purity obtained here was so high that a subsequent purification step became unnecessary. Even when an acetonitrile-acetone mixture (3: 7 (V / V)) (FIG. 4) and acetone (100%) (FIG. 6) were used, the purity of the oligonucleotide of sequence 1 in the synthesized product was the same as that of the conventional method. Equivalent or better. In addition, most of the other oligonucleotides of chain length mixed in the synthesized product are incompletely synthesized oligonucleotides whose synthesis was stopped during the chain extension. Further, from FIG. 5 showing the MALDI Tof MS spectrum of the synthesized product, it was confirmed that the oligonucleotide having the molecular weight as predicted from Sequence 1 was indeed synthesized, that is, the synthesis reaction proceeded without side reactions. Indicated.

さらに、固相担体としてポリスチレン(PS)を用いて同様に異なる比率のアセトニトリル−アセトン混液を用いて合成を行った場合も、図7〜9に示される通り、洗浄溶媒としてアセトニトリル(100%)を用いた従来法と遜色ないレベルで配列1のオリゴヌクレオチドを合成できた。さらにアセトニトリル−アセトン混液(1:1 (V/V))を用いた場合には、従来法で見られた合成産物中の他の鎖長のオリゴヌクレオチドの混在(図1のa)が顕著に低減され、配列1のオリゴヌクレオチドを非常に高純度で含む合成産物が得られたことが示された(図8)。アセトニトリル−アセトン混液(3:7 (V/V))を用いた場合にも、合成産物中の配列1のオリゴヌクレオチドの純度は従来法よりもかなり向上した(図9)。アセトニトリル−アセトン混液(7:3 (V/V))(図7)を用いた場合にも、合成産物中の配列1のオリゴヌクレオチドの純度は従来法と同等又はそれ以上であった。   Furthermore, when synthesis was performed using polystyrene (PS) as a solid phase carrier and acetonitrile / acetone mixtures having different ratios, acetonitrile (100%) was used as a washing solvent as shown in FIGS. The oligonucleotide of sequence 1 could be synthesized at a level comparable to the conventional method used. Furthermore, when an acetonitrile-acetone mixture (1: 1 (V / V)) was used, the mixture of oligonucleotides with other chain lengths in the synthesized product found by the conventional method (a in FIG. 1) was marked. Reduced, indicating that a synthetic product was obtained that contained the oligonucleotide of sequence 1 in very high purity (FIG. 8). Even when an acetonitrile-acetone mixture (3: 7 (V / V)) was used, the purity of the oligonucleotide of sequence 1 in the synthesized product was significantly improved compared to the conventional method (FIG. 9). Even when an acetonitrile-acetone mixture (7: 3 (V / V)) (FIG. 7) was used, the purity of the oligonucleotide of sequence 1 in the synthesized product was equal to or higher than that of the conventional method.

以上の結果から、従来のアセトニトリル(100%)に代えて洗浄溶媒として新たに使用したアセトニトリル−アセトン混液又はアセトンは、固相担体がCPGであれポリスチレン(PS)であれ、従来のアセトニトリルと同等又はそれ以上の優れた洗浄特性を有すること、そしてその結果、アセトニトリル−アセトン混液又はアセトンを固相核酸合成法において洗浄溶媒として用いることによりオリゴヌクレオチドを高効率で合成できることが示された。さらに、アセトニトリルとアセトンの混合比が3:7(30%:70%)〜7:3(70%:30%)のアセトニトリル−アセトン混液を用いた場合には、合成産物中の配列1のオリゴヌクレオチドの純度が向上する傾向が示されたが、これは、活性化剤(酸触媒)によるアミダイト体の活性化及び縮合反応の後の工程で用いた塩基性試薬(1-メチルイミダゾール、ピリジンなど)が、洗浄溶媒として用いた上記アセトニトリル−アセトン混液によって効果的に除去されたために、次の鎖伸長サイクルで塩基性試薬による酸触媒の活性阻害が抑制され、その結果、より高効率で鎖伸長が起こったことを示唆していた。さらに、アセトニトリル−アセトン混液が固相担体上に存在する水分と混和されて、より効果的に脱水効果が得られたものと考察された。   From the above results, the acetonitrile-acetone mixture or acetone newly used as a washing solvent in place of conventional acetonitrile (100%) is equivalent to conventional acetonitrile, whether the solid support is CPG or polystyrene (PS) or It was shown that the oligonucleotide can be synthesized with high efficiency by having an excellent washing property more than that, and as a result, using an acetonitrile-acetone mixed solution or acetone as a washing solvent in the solid phase nucleic acid synthesis method. Furthermore, when an acetonitrile-acetone mixture having a mixture ratio of acetonitrile and acetone of 3: 7 (30%: 70%) to 7: 3 (70%: 30%) is used, the oligo of sequence 1 in the synthesized product is used. The tendency to improve the purity of the nucleotide was shown, but this was due to the activation of the amidite with an activator (acid catalyst) and the basic reagents used in the subsequent steps of the condensation reaction (1-methylimidazole, pyridine, etc.) ) Was effectively removed by the above-mentioned acetonitrile-acetone mixture used as a washing solvent, so that the inhibition of the activity of the acid catalyst by the basic reagent was suppressed in the next chain elongation cycle, and as a result, the chain elongation was more efficient. Had suggested that happened. Furthermore, it was considered that the acetonitrile-acetone mixture was mixed with the water present on the solid support, and the dehydration effect was obtained more effectively.

さらに、図10及び11には、配列1とは異なりアデニン、シトシン、グアニン及びチミンの4種の塩基を含む配列2のオリゴヌクレオチドを、代替洗浄溶媒としてアセトン(100%)を用いて合成した合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラム及びMALDI Tof MSスペクトラムをそれぞれ示す。図10及び11は、従来法と遜色ないレベルで、配列2のオリゴヌクレオチドを確かに合成できたこと、合成されたオリゴヌクレオチドの純度が従来法と比べて向上したことを示している。   Further, in FIGS. 10 and 11, unlike sequence 1, synthesis was performed by synthesizing an oligonucleotide of sequence 2 containing 4 bases of adenine, cytosine, guanine and thymine using acetone (100%) as an alternative washing solvent. The capillary electrophoresis electrogram and MALDI Tof MS spectrum of the product are shown respectively. FIGS. 10 and 11 show that the oligonucleotide of sequence 2 was certainly synthesized at a level comparable to that of the conventional method, and that the purity of the synthesized oligonucleotide was improved as compared with the conventional method.

同様に図12及び13は、配列1とは異なりアデニン、シトシン、グアニン及びチミンの4種の塩基を含む配列3のオリゴヌクレオチドを、代替洗浄溶媒としてアセトン(100%)を用いて合成した合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラム及びMALDI Tof MSスペクトラムを示す。図12及び13も、従来法と遜色ないレベルで、配列2のオリゴヌクレオチドを確かに合成できたことを示している。   Similarly, FIGS. 12 and 13 are synthetic products obtained by synthesizing an oligonucleotide of sequence 3 containing 4 bases of adenine, cytosine, guanine and thymine, unlike acetone, using acetone (100%) as an alternative washing solvent. 2 shows an electrogram and MALDI Tof MS spectrum of capillary electrophoresis. FIGS. 12 and 13 also show that the oligonucleotide of sequence 2 was indeed synthesized at a level comparable to that of the conventional method.

図14及び13は、配列1とは異なりアデニン、シトシン、グアニン及びチミンの4種の塩基を含む配列3のオリゴヌクレオチドを、代替洗浄溶媒としてアセトン(100%)を用いて合成した合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラム及びMALDI Tof MSスペクトラムを示す。図12及び13も、従来法と遜色ないレベルで、配列3のオリゴヌクレオチドを確かに合成できたことを示している。   FIGS. 14 and 13 show capillaries of synthetic products obtained by synthesizing oligonucleotides of sequence 3 containing 4 bases of adenine, cytosine, guanine and thymine, unlike acetone, using acetone (100%) as an alternative washing solvent. The electrogram and MALDI Tof MS spectrum of electrophoresis are shown. FIGS. 12 and 13 also show that the oligonucleotide of sequence 3 was indeed synthesized at a level comparable to the conventional method.

また、60merの長鎖オリゴヌクレオチドである配列4について、同様に異なる比率のアセトニトリル−アセトン混液を洗浄溶媒に用いた合成により得られた合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラム(図15〜16、18〜20)及びMALDI Tof MSスペクトラム(図17、21)も、従来法(図14)と遜色ないレベルで、配列4のオリゴヌクレオチドを確かに合成できたことを示している。このことから、本発明の方法により60merという長鎖のオリゴヌクレオチドも合成可能であることが示された。   Similarly, for the sequence 4 which is a 60-mer long-chain oligonucleotide, electrophorograms of capillary electrophoresis of synthetic products obtained by synthesis using acetonitrile-acetone mixtures in different ratios as washing solvents (FIGS. 15 to 16, 18) -20) and the MALDI Tof MS spectrum (FIGS. 17 and 21) also show that the oligonucleotide of sequence 4 was indeed synthesized at a level comparable to that of the conventional method (FIG. 14). From this, it was shown that a 60 mer long oligonucleotide can be synthesized by the method of the present invention.

さらに、80merの長鎖オリゴヌクレオチドである配列5について、同様に異なる比率のアセトニトリル−アセトン混液を洗浄溶媒に用いた合成により得られた合成産物のキャピラリー電気泳動のエレクトログラム(図23〜24、26〜27)及びMALDI Tof MSスペクトラム(図25)も、従来法(図22)と遜色ないレベルで、配列5のオリゴヌクレオチドを確かに合成できたことを示している。このことから、本発明の方法により80merというさらに長鎖のオリゴヌクレオチドも合成可能であることが示された。   Furthermore, for the sequence 5 which is an 80-mer long-chain oligonucleotide, capillary electrophoresis electrograms of synthetic products obtained by synthesis using different ratios of acetonitrile-acetone mixtures as washing solvents (FIGS. 23 to 24, 26) 27) and the MALDI Tof MS spectrum (FIG. 25) also show that the oligonucleotide of sequence 5 was indeed synthesized at a level comparable to that of the conventional method (FIG. 22). From this, it was shown that a longer oligonucleotide of 80 mer can be synthesized by the method of the present invention.

一方、DNAである配列1〜5とは異なりRNAである配列6について、同様にアセトニトリル−アセトン混液を洗浄溶媒に用いた合成により得られた合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを図29に示す。配列6のオリゴヌクレオチド(RNA)もまた、従来法(図28)と遜色ないレベルで配列6のオリゴヌクレオチドを確かに合成することができ、その純度も向上したことが示された。このことから、本発明の方法によりRNAも合成可能であることが示された。   On the other hand, FIG. 29 shows a MALDI Tof MS spectrum of a synthetic product obtained by synthesizing a mixture of acetonitrile and acetone as a washing solvent for the sequence 6 which is RNA unlike the sequences 1 to 5 which is DNA. It was shown that the oligonucleotide (RNA) of sequence 6 was also able to synthesize the oligonucleotide of sequence 6 at a level comparable to that of the conventional method (FIG. 28), and the purity was improved. From this, it was shown that RNA can also be synthesized by the method of the present invention.

同様に、RNAである配列7について、アセトニトリル−アセトン混液を洗浄溶媒に用いた合成により得られた合成産物のMALDI Tof MSスペクトラムを図31に示す。配列7のオリゴヌクレオチド(RNA)もまた、従来法(図30)と遜色ないレベルで配列7のオリゴヌクレオチドを確かに合成することができ、その純度も向上したことが示された。このことから、本発明の方法によりRNAも各種配列で合成可能であることが示された。   Similarly, FIG. 31 shows a MALDI Tof MS spectrum of the synthesized product obtained by synthesis using the acetonitrile-acetone mixed solution as the washing solvent for the sequence 7, which is RNA. It was also shown that the oligonucleotide of sequence 7 (RNA) could certainly synthesize the oligonucleotide of sequence 7 at a level comparable to that of the conventional method (FIG. 30), and its purity was improved. From this, it was shown that RNA can be synthesized with various sequences by the method of the present invention.

以上の結果は、固相核酸合成法において用いられるアセトニトリルの代替洗浄溶媒として、アセトニトリル−アセトン混液及びアセトンが有効であることを示した。特にアセトニトリル−アセトン混液は、合成されるオリゴヌクレオチドの純度を向上させるという予想外の効果も発揮した。   The above results showed that an acetonitrile-acetone mixture and acetone were effective as an alternative washing solvent for acetonitrile used in the solid phase nucleic acid synthesis method. In particular, the acetonitrile-acetone mixed solution also exhibited an unexpected effect of improving the purity of the synthesized oligonucleotide.

アセトン又はアセトニトリル−アセトン混液をアセトニトリルの代替洗浄溶媒として用いる本発明のオリゴヌクレオチド固相合成法は、供給量が少ないアセトニトリルの使用量を低減しながら、従来法と同等又はより高い純度で同等又はそれ以上の効率で目的のオリゴヌクレオチドを合成するために用いることができる。特に高純度でオリゴヌクレオチドを合成できる条件で行う本発明の方法は、従来必要としていた合成後の精製工程を簡略化又は省略したオリゴヌクレオチド合成系により、従来の精製品と同等の品質の製品を提供するために使用できる。   The oligonucleotide solid-phase synthesis method of the present invention using acetone or an acetonitrile-acetone mixed solvent as an alternative washing solvent for acetonitrile is equivalent to or higher in purity than the conventional method while reducing the amount of acetonitrile used with a small supply amount. It can be used to synthesize the target oligonucleotide with the above efficiency. In particular, the method of the present invention, which is performed under conditions capable of synthesizing oligonucleotides with high purity, can produce products having the same quality as conventional purified products by simplifying or omitting the post-synthesis purification steps that were conventionally required. Can be used to provide.

配列番号1〜5は合成DNAである。
配列番号6及び7は合成RNAである。
SEQ ID NOs: 1-5 are synthetic DNAs.
SEQ ID NOs: 6 and 7 are synthetic RNAs.

Claims (7)

ホスホロアミダイト法に基づくオリゴヌクレオチド固相合成法において、各反応工程終了時に洗浄溶媒としてアセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンを用いて固相担体を洗浄することを特徴とする、オリゴヌクレオチドの化学的合成方法。   In the oligonucleotide solid-phase synthesis method based on the phosphoramidite method, the chemistry of the oligonucleotide is characterized in that the solid phase carrier is washed with a mixture of acetonitrile and acetone or acetone as a washing solvent at the end of each reaction step. Synthetic method. アセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンが、0%:100%〜95%:5%のアセトニトリル:アセトンの混合比のものである、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the mixture of acetonitrile and acetone or acetone is of a mixture ratio of acetonitrile: acetone of 0%: 100% to 95%: 5%. アセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンが、30%:70%〜70%:30%のアセトニトリル:アセトンの混合比のものである、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the mixture of acetonitrile and acetone or acetone has a mixture ratio of acetonitrile: acetone of 30%: 70% to 70%: 30%. ホスホロアミダイト法に基づくオリゴヌクレオチド固相合成法が、
(a) 固相担体上のヌクレオシドの5'水酸基を酸処理により除去する工程、
(b) ヌクレオシド-3'-O-ホスホロアミダイト誘導体を、酸触媒で活性化させ、縮合反応により固相担体上のヌクレオシドの5'水酸基と三価リン酸結合により連結させる工程、
(c) 未反応の該5'水酸基をキャッピングする工程、及び
(d) 該三価リン酸結合を酸化する工程
を含む反応サイクルを反復的に行うことを含むオリゴヌクレオチド固相合成法である、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
An oligonucleotide solid phase synthesis method based on the phosphoramidite method is
(a) removing the 5 ′ hydroxyl group of the nucleoside on the solid support by acid treatment;
(b) a step of activating a nucleoside-3′-O-phosphoramidite derivative with an acid catalyst and linking the nucleoside 5 ′ hydroxyl group on a solid phase carrier with a trivalent phosphate bond by a condensation reaction;
(c) capping the unreacted 5 ′ hydroxyl group, and
(d) The method according to any one of claims 1 to 3, which is an oligonucleotide solid-phase synthesis method comprising repeatedly performing a reaction cycle including a step of oxidizing the trivalent phosphate bond.
固相担体がコントロールポアドグラス(CPG)又はポリスチレン(PS)である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid support is control pore glass (CPG) or polystyrene (PS). アセトニトリルとアセトンとの混合液、又はアセトンを有効成分として含む、オリゴヌクレオチド固相合成のための固相担体用の洗浄剤。   A cleaning agent for a solid phase carrier for oligonucleotide solid phase synthesis, comprising a mixed solution of acetonitrile and acetone, or acetone as an active ingredient. アセトニトリルとアセトンとの混合液又はアセトンが、0%:100%〜95%:5%のアセトニトリル:アセトンの混合比のものである、請求項6記載の洗浄剤。   The cleaning agent according to claim 6, wherein the mixed solution of acetone and acetone or acetone has a mixing ratio of acetonitrile: acetone of 0%: 100% to 95%: 5%.
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