構造情報を基礎とするヌクレアーゼ抵抗性アンチセンス分子の設計

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11557186
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 松田 彰 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90157313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 義仁 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (20250467) ; 周東 智 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (70241346)
• Keywords: アンチセンス核酸 / ヌクレアーゼ抵抗性 / RNaseH / 熱的安定性 / リン酸ジエステル結合 / マラリア / ラジカル反応

Research Abstract

細胞内には種々のエンドヌクレアーゼが存在し,これに対して抵抗性を持つアンチセンス分子をどのようにして開発するかが問題となる.我々は,4'αにアミノアルキル基を導入したヌクレオシドを持つオリゴマーは,末端アンモニウムとエンドヌクレアーゼのアスパラギン酸やグルタミン酸残基と基質となるべき位置とは異なった場所で結合するか立体障害のために,加水分解を受けないと仮定した.4'α-アミノメチル-(1),4'α-(2-アミノエチル)-(2)および4'α-(3-アミノプロピル)-チミジン(3)の合成を行った.つづいて,化合物1,2および3のアミノ基をトリフルオロアセチル基で保護し,3'-ホスホロアミダイト体へと変換した後に,DNA自動合成機を用いて各々を一個ないし数個含むオリゴヌクレオチド(17〜20mer)を合成した.合成したオリゴヌクレオチドと相補鎖DNAおよびRNAとの二本鎖の熱的安定性を詳細に検討したところ,導入したアミノアルキル体の数が増えるに従い,DNAとの二本鎖は安定化したが,RNAとの二本鎖は若干不安定化した.しかし,アンチセンス分子として用いる場合にこれが障害にはならないと考えられた.さらに,合成したオリゴマーの種々のヌクレアーゼに対する安定性および細胞抽出液中での安定性を調べたところ,アミノエチル体(2)がエンドおよびエキソヌクレアーゼに抵抗性を示し,最も優れた性質を持っていることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] I. Sugimoto, et al.: "Synthesis of 4'α-branched thymidines as a new type of antiviral agent"Bioorg. Med. Chem .Lett.. 9. 385-388 (1999)
• [Publications] Y. Yahiro, et al.: "Synthesis of C-glycosides via radical cyclization reactions with a vinylsilyl tether. Control of the reaction course by conformation-flip of the pyranose ring due to steric repulsion between the adjacent bulky protecting groups"Tetrahedron Lett.. 40. 5527-5531 (1999)
• [Publications] Y. Ueno, et al.: "Synthesis of oligodeoxynucleotides containing 4'-C-aminoalkylthymidines and their thermal stability and nuclease-resistance properties"Nucleosides Nucleotides. 18. 1401-1402 (1999)
• [Publications] I. Sugimoto, et al.: "A one-pot method for the stereoselective introduction of a vinyl group via an atom-transfer radical-cyclization reaction with a diphenylvinylsilyl group as a temporary connecting tether. Synthesis of 4'-α-C-vinylthymidine, a potent antiviral nucleoside"J. Org. Chem.. 19. 7153-7157 (1999)
• [Publications] N. Ikemoto, et al.: "Antisense oligodeoxynucleotides : useful tool for search and assessment of new targets for anti-malarial drugs"Nucleic Acids Sympo. Ser.. 42. 89-90 (1999)
• [Publications] I. Sugimoto, et al.: "Kinetics of a novel 1,2-rearrangement reaction of *-silyl radicals. The ring expansion of (3-oxa-2-silacyclopentyl)methyl radical into 4-oxa-3-silacyclohexyl radical is irreversible"Synlett. 1766-1768 (1999)