Synthesis of antisense nucleic acid incorporating cyclic sulfonamide backbone

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21245
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: SEIO KOHJI 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (20313356)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: スルホンアミド核酸 / アンチセンス核酸 / 配座固定 / スルホンアミド

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to enhance the target RNA binding ability of antisense nucleic acids in which the internucleotide bond of the nucleic acid is replaced with a sulfonamide. Sulfonyltriazole and azide groups were introduced into the 5' position and the base moiety of deoxyuridine, respectively, and the azide group was reduced to form the desired cyclic sulfonamide structure. The obtained cyclic nucleoside conformation was fixed with the sugar moiety in the S-type and the base orientation in the anti type. In addition, by applying the construction method of sulfonyltriazoles developed here, we also synthesized artificial nucleosides having a sulfonylalkyl group at the 2' hydroxyl group.

Free Research Field

生物有機化学（核酸）

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では人工核酸にスルホンアミド構造を導入するための新規合成法を開発し、当初の目的通り環状構造をもったスルホンアミドヌクレオシドの合成に成功した。また合成したヌクレオシドの配座を調べ、ヌクレオシドの糖部と塩基の配向を同時に固定化されていることも明らかにした。また本研究で開発したスルホンアミド構造形成反応を2'位やヌクレオチド間結合にスルホンアミドを有する人工核酸の合成に応用し、その汎用性を確認した。本研究の成果は人工核酸に様々なスルホンアミド修飾を導入するために有用な基礎研究であり、核酸医薬の発展など医療・生命科学の分野への更なる展開が期待される。