リン原子修飾RNA核酸医薬の革新的不斉合成法

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21350088
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 和田 猛 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (90240548)
• Keywords: 核酸医薬 / siRNA / ボラノホスフェートRNA / 核酸合成 / 固相合成 / 不斉合成 / 保護基 / 化学修飾核酸

Research Abstract

平成22年度の研究において、次世代核酸医薬として有望な、含ホウ素核酸類縁体(ボラノホスフェートRNA)の立体選択的固相合成法の開発を重点的に行った。
2'-OMe修飾を有するリボヌクレオシド誘導体に関して、リン原子の立体が制御されたモノマーユニットの合成法を確立し、高収率で高純度の目的物を合成する手法を確立した。合成したモノマーを用い、固相担体上で2量体を合成することにより、縮合反応、ボラノ化反応、脱保護反応条件の最適化を行った。
縮合反応における活性化剤として、従来法で用いられるものよりも活性の高い化合物を見出し、迅速かつ高立体選択的に縮合反応を行うこと層できた。この活性化剤は、酸性度が高く、縮合反応中に、核酸合成で従来用いられる5'-水酸基の保護基であるDMTr基の脱離が懸念されるため、酸性条件下より安定なMMTr基へと保護基を変更した。また、従来のホスファイト中間体をボラノ化する反応条件では、核酸塩基が還元される副反応が進行するが、反応溶媒、試薬等の条件を詳細に検討したところ、副反応がほとんど起こらない反応条件を見出した。これらの新規反応条件を用いて、リン原子の立体が制御された2'-OMeウリジル酸ボラノホスフェート2量体の合成に成功した。さらに、長鎖オリゴマーの固相合成を試みたところ、目的とするリン原子の立体が制御された2'-OMeウリジル酸ボラノホスフェート10量体の合成に成功した。
以上、本研究の成果は、siRNAやアプタマー等の化学修飾型核酸医薬の研究分野に大きく貢献することが期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Solid-phase synthesis of oligodeoxyribonucleotides without base protection utilizing O-selective reaction of oxazaphospholidine derivatives (2010)
  • Author(s): Oka, N., Maizuru, Y., Shimizu, M., Wada, T.
  • Journal Title: Nucleos.Nucleot.Nucl.Acids Volume: 29 Pages: 144-154
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis, gene-silencing activity and nuclease resistance of 3'-3'-linked double short hairpin RNA (2010)
  • Author(s): Masuda, H., Watanabe, N., Naruoka, H., Nagata, S., Takagaki K., Wada, T., Yano J.
  • Journal Title: Bioorg Med.Chem. Volume: 18 Pages: 8277-8283
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and biological activity of artificial mRNA prepared with novel phosphorylating reagents (2010)
  • Author(s): Nagata, S., Hamasaki, T., Uetake, K Masuda, H., Takagaki, K., Oka, N Wada.T., Ohgi, T., Yano, J.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 38 Pages: 7845-7857
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Agmatine-conjugated cytidine in a tRNA anticodon is essential for AUA decoding in archaea (2010)
  • Author(s): Ikeuchi, Y., Kimura, S., Numata, T., Nakamura, D., Yokogawa, T., Ogata T., Wada, T., Suzuki, T., Suzuki, T.
  • Journal Title: Nat.Chem.Biol. Volume: 6 Pages: 277-282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1,2-trans-selective synthesis of Glycosyl Boranophosphates and their utility as building blocks for the synthesis of phosphodiester-linked disaccharides (2010)
  • Author(s): Sato, K., Oka, N., Fujita, S., Matsu mura, F., Wada, T.
  • Journal Title: J.Org.Chem. Volume: 75 Pages: 2147-2156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rapid glycosylation under extremely mild acidic conditions.Use of ammonium salts to activate glycosyl phosphites via P-protonation (2010)
  • Author(s): Matsumura, F., Tatsumi, S., Oka, N., Wada, T.
  • Journal Title: Carbohyd.Res. Volume: 345 Pages: 1211-1215
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 2'-O-CEM基を用いるオキサザホスホリジン法によるホスホロチオェートRNAの立体選択的合成 (2011)
  • Author(s): 額賀陽平, 山田浩平, 緒方俊彦, 和田猛
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] New aspects for the chemical synthesis of backbone-modified nucleicacids as therapeutic agents (2010)
  • Author(s): Wada, T.
  • Organizer: 2010 The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • Place of Presentation: ハワイコンベンションセンター(ホノルル,アメリカ)
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] Bis(trifluoromethyl)ethoxymethyl (BFEM) group as a novel 2'-OH protecting group for RNA synthesis (2010)
  • Author(s): Shimizu, M., Nishina, Y., Ozaki, K., Wada, T.
  • Organizer: 2010 The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • Place of Presentation: ハワイコンベンションセンター (ホナルル,アメリカ)
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] 2'-O-アルコキシメチル修飾型新規アンチセンス核酸の合成と性質 (2010)
  • Author(s): 新井浩一郎, 内山直樹, 和田猛
  • Organizer: 第20回アンチセンスシシポジウム
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] H-ボラノホスホネートDNA類縁体の合成と変換反応 (2010)
  • Author(s): 植原渉, 日浦進吾, 東田廉平, 岡夏央, 和田猛
  • Organizer: 第20回アンチセンスシンポジウム
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] β,γ-ジアミノ酸骨格を有する新規ペプチド核酸の合成 (2010)
  • Author(s): 斉藤敬太, 堀江暁, 岩田倫太朗, 緒方俊彦, 岡夏央, 和田猛
  • Organizer: 第20回アンチセンスシンポジウム
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] Synthesis of stereoregulated 2'-O-Me phosphorothioate oligoribonucleotides (2010)
  • Author(s): Khandelwal, N., Iwamoto, N., Kondo , T., Oka, N., Wada, T.
  • Organizer: 第20回アンチセンスシンポジウム
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] New method for the synthesis of 2'-O-arylmethyluridine derivatives (2010)
  • Author(s): Uchiyama, N., Ogata, T., Oka, N., Wada, T.
  • Organizer: The 37th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2010
  • Place of Presentation: みなとみらい・はまぎんホール(横浜)
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] Stereocontrolled synthesis of P-chiral nucleic acid analogs as therapeutic agents (2010)
  • Author(s): Wada, T.
  • Organizer: Asian 3 Roundtable on Nucleic Acids
  • Place of Presentation: 関西国際空港会議場
  • Year and Date: 2010-10-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 2'-O-修飾RNA (2010)
  • Inventor(s): 新井浩一郎 清水護 和田猛
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Number: US61/418,384
  • Filing Date: 2010-11-30
  • Overseas