JP5425780B2 - 光応答性ヌクレオチド分子、及び該光応答性ヌクレオチド分子を使用して光応答性修飾核酸類を製造する方法 - Google Patents
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Description
[1]
次の式I:
(式I)
(ただし、式I中、Baseは、次の式II、式III、式IV、又は式V:
R1は、水素原子、シアノ基、カルボキサミド基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又は、置換若しくは無置換の芳香族化合物の一価基を示し、
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
Zは、YがOまたはSであるときNH2を示し、YがNHであるときは水素原子を示し、
R1は、水素原子、シアノ基、カルボキサミド基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又は、置換若しくは無置換の芳香族化合物の一価基を示し、
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
で表される修飾核酸塩基の基を表す。)
で表される、光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシド。
式I中のBaseが、式IIで表される修飾核酸塩基である、[1]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシド。
[3]
式I中のBaseが、式IIIで表される修飾核酸塩基である、[1]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシド。
[4]
式I中のBaseが、式IVで表される修飾核酸塩基である、[1]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシド。
[5]
式I中のBaseが、式Vで表される修飾核酸塩基である、[1]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシド。
ヌクレオシド部分として、[1]〜[5]の何れかに記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシドを有する、光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチド。
[7]
α−ジデオキシリボヌクレオチド三リン酸である、[6]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチド。
[8]
[6]又は[7]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドが導入されてなる、光応答性修飾核酸類(ただし、核酸類には、核酸、及びペプチド核酸が含まれる。)。
[9]
20塩基以上の長さである、[8]に記載の光応答性修飾核酸類。
[6]又は[7]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドを、核酸類に導入して、光応答性修飾核酸類を製造する方法。
[11]
[6]又は[7]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドを核酸類に導入して、核酸類に光応答性を付与する方法。
[12]
酵素の反応によって、光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドを核酸類に導入する、[10]又は[11]に記載の方法。
[13]
酵素が、ターミナル デオキシヌクレオチジル トランスフェラーゼ、T4 RNA リガーゼ、クローンド クレノー フラグメント、又は、T4 DNA ポリメラーゼである、[12]に記載の方法。
[14]
核酸類が、20塩基以上の長さの核酸類である、[10]〜[13]の何れかに記載の方法。
[6]又は[7]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドからなる、核酸類用光応答性付与剤。
[16]
[6]又は[7]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドの、核酸類に光応答性を付与するための使用。
[17]
[1]〜[5]の何れかに記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシドからなる、光連結剤。
[18]
[6]又は[7]に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドからなる、光連結剤。
[19]
[8]又は[9]に記載の光応答性修飾核酸類からなる、光連結剤。
[20]
20塩基以上の長さである、[19]に記載の光連結剤。
[21]
[8]又は[9]に記載の光応答性修飾核酸類を使用して、光連結を行う方法。
(式I)
(ただし、式I中、Baseは、次の式II、式III、式IV、又は式V:
(式II)
R1は、水素原子、シアノ基、カルボキサミド基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又は、置換若しくは無置換の芳香族化合物の一価基を示し、
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
(式III)
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
(式IV)
Zは、YがOまたはSであるときNH2を示し、YがNHであるときは水素原子を示し、
R1は、水素原子、シアノ基、カルボキサミド基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又は、置換若しくは無置換の芳香族化合物の一価基を示し、
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
式(V)
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
で表される修飾核酸塩基の基を表す。)
で表される、光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシドにある。
式(VI) 式(VII)
式(VIII) 式(IX)
次のScheme 1に従い合成を進めた。
Urasil (2.22 g, 20 mmol)を脱水トルエン(250 ml)に溶解し、acetamide (118 mg, 2.0 mmol)と硫酸アンモニウム(264 mg, 2.0 mmol)とHMDS(250 ml, 1.19 mmol)を加え、窒素雰囲気下、130℃で3時間撹拌した。溶媒を減圧留去し、真空ポンプで3時間乾燥させた。残渣に脱水アセトニトリルを加え、Sugar-Cl(9.5 g, 22 mmol)とヨウ化銅(4.19 g, 22.1 mmol)を加えて窒素雰囲気下、室温で一晩撹拌した。反応液をセライト濾過し、溶媒を減圧留去した。残渣にCHCl3/MeOHを加えて完全に溶解させた後、シリカゲルを加えて再度、溶媒を除去した。まぶしシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex : AcOEt = 2 : 1)で精製し、白色固体として1 (7.02 g, 76%)を得た。
1: 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ7.89-7.94 (m,4H, α-3’O Tol), 7.89-7.94 (m,4H, β-3’O Tol), 7.88 (d, 1H, J = 8.25 Hz, β-H6), 7.77 (d, 1H, J = 8.25 Hz, α-H6), 7.70 (d, 1H, J = 8.25 Hz, α-H5), 7.51 (d, 1H, J = 8.25 Hz, β-H5), 7.21-7.27 (m, 4H, α-5’O Tol), 7.21-7.27 (m, 4H, β-5’O Tol), 6.38 (dd, 1H, J = 8.49, 5.76 Hz, β-H1’), 6.29 (d, 1H, J = 5.49 Hz, α-H1’), 5.68-5.72 (m, 2H, β-H5’), 5.58-5.60 (m, 2H, α-H2’), 4.85(t, 1H, J=4.11 Hz, α-H3’), 4.67-4.70(1H, m, β-H3’), 4.52-4.54 (m, 1H, α-H4’), 4.52-4.54 (m, 1H, β-H4’), 2.89-2.98 (m, 1H, α-H2’), 2.70-2.76 (m, 1H, β-H2’), 2.52 (d, 1H, J = 14.8 Hz, α-H2’), 2.42(s, 6H, α-(CH3)2), 2.40 (s, 6H, β-(CH3)2), 2.23-2.33 (m, 1H, β-H2’).
1’-α,β- 2’-deoxy-3’,5’-di-O-p-toluoyl-uridine 1 (5.52 g, 11.8 mmol)をメタノール (125 ml)に溶解し、28%アンモニウム水溶液 (125 ml)を加えて3日間撹拌した。真空ポンプでアンモニアを除去した後、溶媒を減圧留去した。残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (CHCl3 /MeOH) で精製し、白色固体として2 (2.59g, 97%)を得た。
2: 1H NMR (DMSO-d6) δ11.2 (s, 1H, α-NH), 11.2 (s, 1H, β-NH), 7.86 (d, 1H, J = 7.98 Hz, β-H6), 7.84 (d, 1H, J = 7.98 Hz, α-H6), 6.14 (t, 1H, J = 7.17 Hz, β-H1’), 6.09 (dd, 1H, J = 2.49, 7.71 Hz, α-H1’), 5.62 (d, 1H, J = 7.98 Hz, α-H5), 5.47 (d, 1H, J = 8.25 Hz, β-H5), 5.34 (d, 1H, J = 3.00 Hz, β-3’OH), 5.25 (d, 1H, J = 4.11 Hz, α-3’OH), 5.02 (t, 1H, J = 5.08 Hz, α-5’OH), 4.86 (t, 1H, J = 5.50 Hz, β-5’OH), 4.19-4.26 (br, 2H, α-H5’), 4.08-4.16 (m, 1H, α-H3’), 4.08-4.16 (m, 1H, β-H3’), 3.75-3.79 (m, 1H, β-H4’), 3.52-3.36 (m, 2H, β-H5’), 3.30-3.36 (m, 2H, α-H2’), 3.30-3.36 (m, 2H, β-H2’).
1’-α,β- 2’-deoxyuridine 2 (2.59 g, 11.4 mmol)とTBDMSCl (1.86 g, 12,4 mmol)、Imidazole (1.66 g, 24.5 mmol)をDMF (11 ml)に溶解し、室温で一晩撹拌した。酢酸エチルで抽出後、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後減圧留去した。残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (CHCl3 /MeOH) で精製し白色固体として3 (3.8g, 99%)を得た。
3: 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ7.95 (s, 1H, α-NH), 7.95 (s, 1H, β-NH), 7.87 (d, 1H, J = 7.98 Hz, α-H6), 7.68 (dd, 1H, J = 1.38, 7.98 Hz, β-H6), 6.27-6.31 (m, 1H, β-H1’), 6.08 (d, 1H, J = 6.87 Hz, α-H1’), 5.63 (d, 1H, J = 7.98 Hz, α-H5), 5.61 (d, 1H, J = 7.98 Hz, β-H5), 4.36-4.46 (br, 1H, α-H4’), 4.36-4.46 (br, 1H, β-H4’), 4.31-4.34 (m, 1H, α-H3’), 3.97-4.03 (m, 1H, β-H3’), 3.70-3.88 (m, 2H, β-H5’), 3.56-3.70 (m, 2H, α-H5’), 2.57-2.70 (m, 1H, α-H2’), 2.31-2.42 (m, 1H, β-H2’), 2.14 (d, 1H, J = 14.8 Hz, α-H2’), 2.02-2.12 (m, 1H, β-H2’), 0.85 (s, 9H, α- (CH3)3), 0.85 (s, 9H, β- (CH3)3), 0.05 (s, 6H, β- (CH3)2), 0.02 (s, 6H, α- (CH3)2),
13C NMR (500 MHz, CDCl3) δ162.64(α), 162.64(β), 150.49(α), 150.49(β), 141.59(β), 140.31(α), 102.14(β), 100.94(α), 90.02(β), 88.37(α), 87.39(β), 85.29(α), 72.14(β), 71.63(α), 63.90(β), 63.20(α), 36.51(β), 31.43(α), 18.23(β), 18.16(α), 5.68(α), 5.54(β), HRMS (MALDI): calc. for C15H26N2O5Si)[M+Na]+) 365.1509, found 365.1540.
1’-α,β- O-(t-butyldimethylsilyl)- 2’-deoxyuridine 3 (3.8g, 11.3 mmol)をMeCN (11ml) に溶解し、DMAP (2.83 g, 23.1 mmol)とPTC-Cl (2.14 g, 12.4 mmol)を加えて一晩撹拌した。酢酸エチルで抽出し、1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧留去した後、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane /AcOEt) で精製し、α,β混合体4 (1.452g, 27%)を得た
4:1HNMR(300MHz,CDCl3) δ8.16-8.32 (br, 1H, β-NH), 8.15-8.38(br, 1H, α-NH), 7.93 (d, 1H, J = 7.89 Hz, β-H6), 7.46 (d, 1H, J = 6.33 Hz, α-H6), 7.09-7.46 (m, 5H, β-OPTC), 7.05-7.50 (m, 5H, α-OPTC), 6.45-6.50 (m, 1H, β-H1’), 6.35 (dd, 1H, J = 1.92, 7.41 Hz, α-H1’), 5.77 (d, 1H, J = 6.33 Hz, α-H5), 5.74 (br, 1H, β-H5), 5.71-5.74 (m, 1H, α-H3’), 4.67 (br, 1H, α-H4’), 4.42 (s, 1H, β-H4’), 3.95-4.04 (m, 2H, β-H5’), 3.80-3.94 (m, 2H, α-H5’), 2.93-3.00 (m, 1H, α-H2’), 2.70-2.76 (m, 1H, β-H2’), 2.38 (d, 1H, J = 15.3 Hz, α-H2’), 2.22-2.31(m, 1H, β-H2’), 0.93 (s, 9H, α-(CH3)3), 0.92 (s, 9H, β-(CH3)3), 0.13 (s, 6H, β-(CH3)2), 0.11 (s, 6H, α-(CH3)2).
1’-α,β-5’-O-(t-butyldimethylsilyl)-3’-O-phenpxythiocarbonyl-deoxyuridine 4 (420 mg, 0.87 mmol, α:β = 2 : 1)を脱水トルエン (30 ml) に溶解し、加熱還流した。予め混合しておいたnBu3SnHとAIBNのトルエン溶液 (8 ml) を還流中に1時間かけて滴下し、2時間加熱還流して反応を行った。溶媒を減圧留去し、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane /AcOEt)で精製し、α,β体をそれぞれ175mg (61%)、106 mg (37%)を得た。
5: 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.26-8.46 (br, 1H, NH), 7.35 (d, 1H, J = 8.22 Hz, H6), 6.02-6.06 (m, 1H, H1’), 5.70 (dd, 1H, J = 8.22, 2.19 Hz, H5), 4.38-4.42 (m, 1H, H4’), 3.59-3.71 (m, 2H, H5’), 2.44-2.56 (m, 1H, H2’), 1.94-2.04 (m, 3H, H2’, H3’), 0.90 (s, 9H, (CH3)3), 0.09 (s, 6H, (CH3)2).
5’-O-(t-butyldimethylsilyl)- 1’-α- 2’-O-3’-O-dideoxyuridine 5 (170 mg, 0.52 mmol) をDMF 2mlに溶解し、NIS (234 mg, 1.04 mmol) を加えてマイクロウェーブ (30w, 60℃で3分間で2回反応した。酢酸エチルで抽出し、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧留去した後、残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane /AcOEt ) で精製し、白色アモルファスとして6 (124 mg, 53%)を得た。
6: 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ8.32-8.42 (br, 1H, NH), 7.71 (s 1H, H6), 6.00-6.03 (m, 1H, H1’), 4.43-4.49 (m, 1H, H4’), 3.57-3.74 (m, 2H, H5’), 2.50-2.60 (m, 3H, H2’), 1.96-2.06 (m, 3H, H2’, H3’), 0.91 (s, 9H, (CH3)3), 0.09 (s, 6H, (CH3)2).
Plladium acetate (12mg, 0.052 mmol)、triphenylphosphine (41 mg, 0.15 mmol)、 triethylamine (0.087 ml, 0.62 mmol)をジオキサン(3 ml) に溶解し、濃赤色になるまで加熱還流した。5’-O-(t-butyldimethylsilyl)- 1’-α- 2’-O-3’-O-dideoxy-5-iodo-uridine 6 (236 mg, 0.53 mmol)とacrylonitrile (0.05 ml, 1.04 mmol)を加えて3時間加熱還流した。溶媒を減圧留去し、フラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane /AcOEt) で精製し、白色固体として7 (trans体 :112 mg, 57%, cis体 : 31 mg , 16%)を得た。
7: 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ8.12-8.21 (br, 1H, NH), 7.55 (s 1H, H6), 6.90 (d, 1H, J=16.2 Hz, CH=CH), 6.70 (d, 1H, J=16.2 Hz, CH=CH), 6.00-6.03 (m, 1H, H1’), 4.39-4.51 (m, 1H, H4’), 3.61-3.75 (m, 2H, H5’), 2.57-2.61 (m, 1H, H2’), 2.00-2.02 (m, 3H, H2’, H3’), 0.90 (s, 9H, (CH3)3), 0.08 (s, 6H, (CH3)2).
5’-O-(t-butyldimethylsilyl)-2’-O-3’-O-dideoxy-5-cyanovinyl-uridine 7 (110 mg, 0.29 mmol) をTHF (2 ml) に溶解し、0℃で氷冷後、1M TBAFのTHF溶液 (0.43 ml, 0.43 mmol) を滴下しアルミホイルで遮光して2時間撹拌した。TLCで出発物質の消失を確認した後、溶媒を減圧留去した。残渣をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane /AcOEt) で精製し、目的物 8 (44 mg, 57%)を白色固体として得た。
8: 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ8.72-8.74 (br, 1H, NH), 7.58 (s 1H, H6), 6.93 (d, 1H, J=16.2 Hz, CH=CH), 6.71 (d, 1H, J=16.2 Hz, CH=CH), 6.03-6.07 (m, 1H, H1’), 4.48-4.55 (m, 1H, H4’), 3.75-3.80 (m, 1H, H5’), 3.56-3.65 (m, 1H, H5’), 2.50-2.58 (m, 1H, H2’), 1.94-2.12 (m, 3H, H2’, H3’).
真空ポンプで1日以上乾燥させた2’,3’-dideoxy-5-cyanovinyl-uridine 8 (5 mg, 0.018 mmol)とProton Sponge : N,N,N’,N’-Tetramethyl-1,8-naphtalenediamine (9 mg, 0.043 mmol)をTriethoxyphosphine (0.25 ml)に溶解し、0℃でオキシ塩化リン(0.003 ml, 0.037 mmol)を加えて2時間撹拌した。1M Tributhylammonium pyrophosphateの DMF溶液 (0.08mmol, 0.08 mmol) を加えてから2分後にTributhylamine (0.061 ml, 0.51 mmol)を加え、1分間撹拌した後、Triethylammonium bicabonate buffer (1.5 ml)で反応を停止させ、2本に分けて一晩凍結乾燥した。混合物をMilliQに溶解し、HPLC(0(0 min)-0(5 min)-20(40 min)CH3CN in 0.1M TEA-bicarbonate, pH 7.5)でα-ddUTPの分取精製を行った。
9: 1H NMR (500 MHz, D2O with 50 mM Tris, 2 mM EDTA) δ 3.94-4.13 (m, 4H, H-2', 3'), 6.09-6.15 (br, 1H, H-1’), 6.50 (d, 1H, J=10.3 Hz, CH=CH), 6.69-6.77 (m, 2H, H-5’), 6.90-7.10 (m, 1H, H-4’), 7.26 (d, 1H, J=10.3 Hz, CH=CH), 7.92 (s, 1H, H-6) .
31P NMR (500 MHz, D2O with 50 mM Tris, 2 mM EDTA) δ-9.76 (d, αphosphate), -21.16 (t, β phosphate), -5.06 (d, γ phosphate).
ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ (TdT) は2本鎖および1本鎖DNAの3’-OH末端へ鋳型に依存せずにいくつかのdNTPやddNTPを付加する反応を触媒する酵素である。TdTは放射性標識やビオチン標識されたヌクレオチドの導入にも利用できることから、光反応素子のODNの導入に際し、この手法に着目した。 そこでTdTを用いて、1.で合成した1’-α-2’,3’-ジデオキシ-5-シアノビニルウリジン-5’-トリリン酸 (α-ddCUTP) の22merの3’-OH末端への導入反応を行なった (次のScheme 2参照)。このような導入は、3’-OH末端がATCGのいずれであっても行うことができた。
22 merのODN 1 : 5’-CATACGACTCACTATAGGTACG-3’ (最終濃度25μM)とα-ddCUTP(最終濃度2.5 mM)をTdT reaction buffer, 5X conc.(1 M Pottassium cacodylate, 125 mM Tris-HCl, 1.25 mg.ml BSA, pH 6.6 at 25℃, Roche)と25 mM CoCl2 solution(最終濃度5 mM)に溶解し、rTdT(Terminal Transferase, recombinant. Enzyme storage buffer: 60 mM K-phosphate (pH 7.2 at 4℃), 150 mM KCl, 1 mM 2-Mercaptoethanol, 0.5% Triton X-100, 50% glycerol, Roche)を400U / reaction 加え、恒温槽を用いて37℃で30分間インキュベートした。さらにrTdTを400U / reaction 加え、37℃で30分間インキュベートした(図1(Figure 1))。PCR装置を用いて90℃、5分間で反応を停止させ、キャピラリーゲル電気泳動で取り込みを確認した。その結果、α-ddCUTP は酵素TdTの基質となり、30分間で約49%、さらにTdTを加えて30分間で約85%の収率で22 merへのα-ddCUTP取り込み反応が進行した(図2(Figure 2))。HPLC(3%(0 min)-20%(30 min) MeCN in 50 mM ammonium formate)によりα-ddCUを取り込んだODN 2: (22 + ddCU) merを分取精製し、MALDI Tof Massを測定したところ理論値と測定値が一致したことから、α-ddCUTP導入反応が進行したことを確認した(HRMS (MALDI): calc. for CATACGACTCACTATAGGTACGddcU [(M + H)+] 7029.59, found 7029.37)。
α-ddCUを導入したODN と鋳型存在下、光ライゲーション反応を行なった。ポリアクリルアミドゲル電気泳動で反応の追跡を行なうためにCy3(Cyanine 3、最大励起波長:547 nm、最大蛍光波長:563 nm)入りのODN : Cy3- 22 merにα-ddCUを導入し、Cy3-(22 + ddCU)merを用いて鋳型存在下、光ライゲーション反応を行なった(Scheme 3)。
長鎖ODNへのα-ddCUTP導入の有無を確認する為に、TdTを用いて1.で合成したα-ddCUTPの100 merへの導入反応を行なった (Scheme 4)。このような導入は、3’-OH末端がATCGのいずれであっても行うことができた。
100 merのODN 6 : 5’-GGAGTGGCCGGGAGTTGGGCGAGTACGGGCTGCAGG CATACACTAAAGTGAAAACTGTGAGTGTGGGACCTGCTGGGGGCTCAGGGCCTGTTGGGGCTTG-3’ (最終濃度25 μM)とα-ddCUTP(最終濃度2.5 mM)をTdT reaction buffer, 5X conc.(1 M Pottassium cacodylate, 125 mM Tris-HCl, 1.25 mg.ml BSA, pH 6.6 at 25℃, Roche)と25 mM CoCl2 solution(最終濃度5 mM)に溶解し、rTdT(Terminal Transferase, recombinant. Enzyme storage buffer: 60 mM K-phosphate (pH 7.2 at 4℃), 150 mM KCl, 1 mM 2-Mercaptoethanol, 0.5% Triton X-100, 50% glycerol, Roche)を400U / reaction 加え、恒温槽を用いて37℃で30分間インキュベートした。さらにrTdTを400U / reaction 加え、37℃で30分間インキュベートした(図5(Figure 5))。PCR装置を用いて90℃、5分間で反応を停止させ、キャピラリーゲル電気泳動で取り込みを確認した。その結果、α-ddCUTP は酵素TdTの基質となり、100 merへのα-ddCUTP導入反応が進行した(図6(Figure 6))。
α-ddCUを導入したODN 7と鋳型存在下、光ライゲーション反応を行なった。(Scheme 5)。ポリアクリルアミドゲル電気泳動で反応の追跡をする上で、今回はSYBR Gold (Invitrogen)を用いてポリアクリルアミドゲルを染色したのち、フルオロイメージャーで反応の追跡を行なった。
ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ (TdT) は2本鎖および1本鎖DNAの3’-OH末端へ鋳型に依存せずにいくつかのdNTPやddNTPを付加する反応を触媒する酵素である。TdTは放射性標識やビオチン標識されたヌクレオチドの導入にも利用できることから、光反応素子のODNの導入に際し、この手法に着目した。 そこでTdTを用いて、1.で合成した1’-α-2’,3’-ジデオキシ-5-シアノビニルウリジン-5’-トリリン酸 (α-ddCUTP) の22merの3’-OH末端への導入反応を行なった (Scheme 6)。
22 mer(末端A)のODN 1 : 5’-CATACGACTCACTATAGGTACA-3’ (最終濃度25 μM)とα-ddCUTP(最終濃度2.5 mM)をTdT reaction buffer, 5X conc.(1 M Pottassium cacodylate, 125 mM Tris-HCl, 1.25 mg.ml BSA, pH 6.6 at 25℃, Roche)と25 mM CoCl2 solution(最終濃度5 mM)に溶解し、rTdT(Terminal Transferase, recombinant. Enzyme storage buffer: 60 mM K-phosphate (pH 7.2 at 4℃), 150 mM KCl, 1 mM 2-Mercaptoethanol, 0.5% Triton X-100, 50% glycerol, Roche)を800U / reaction 加え、恒温槽を用いて37℃で15分、30分間それぞれインキュベートした(図9(Figure 9))。PCR装置を用いて90℃、5分間で反応を停止させ、キャピラリーゲル電気泳動で取り込みを確認した。その結果、α-ddCUTP は酵素TdTの基質となり、15分間で約85%、 30分間で約99%の収率で22 merへのα-ddCUTP導入反応が進行した(図10(Figure 10))。
Claims (5)
- 次の式I:
(式I)
(式II)
R1は、水素原子、シアノ基、カルボキサミド基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又は、置換若しくは無置換の芳香族化合物の一価基を示し、
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
(式III)
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
(式IV)
Zは、YがOまたはSであるときNH2を示し、YがNHであるときは水素原子を示し、
R1は、水素原子、シアノ基、カルボキサミド基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又は、置換若しくは無置換の芳香族化合物の一価基を示し、
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
(式V)
R2は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、シアノ基、又はC1〜C6のアシル基を示す。)
で表される修飾核酸塩基の基を表す。)
で表される、光応答性α−ジデオキシリボヌクレオシドをヌクレオシド部分として有する光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドを、ターミナル デオキシヌクレオチジル トランスフェラーゼの反応によって核酸類の3’末端に導入して、光応答性修飾核酸類を製造する方法(ただし、核酸類には、核酸、及びペプチド核酸が含まれる。)。 - 核酸類が、20塩基以上の長さの核酸類である、請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドを、核酸類に導入して、核酸類に光応答性を付与する方法(ただし、核酸類には、核酸、及びペプチド核酸が含まれる。)であって、
光応答性α−ジデオキシリボヌクレオチドを、ターミナル デオキシヌクレオチジル トランスフェラーゼの反応によって核酸類の3’末端に導入する、方法。 - 核酸類が、20塩基以上の長さの核酸類である、請求項4に記載の方法。
- 光応答性が、光連結性である、請求項1、2、4、6の何れかに記載の方法。
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