アンチセンス核酸の新素材「2'-リン酸基をもつRNA」の化学合成

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04453031
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 関根 光雄 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (40111679)
• 研究分担者: 和田 猛 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90240548)
• キーワード: 2'-リン酸化RNA / アミダイト試薬 / アンチセンス核酸 / エイズ / 環状シリルエーテル / 保護基 / 2'、3'-リン酸基転移 / チオリン酸基

研究概要

2'-リン酸化されたRNAは生体内に実際に存在する修飾された核酸の一種であるが、その生物活性については全くと言って不明であり、その化学合成が望まれるところである。本研究では、2'-リン酸化されたRNAの一般的合成法を確立することを目的に、それに必要な基礎研究を行なうものである。本年度はまず、2'-リン酸化されたRNAの化学合成で問題となっていたリン酸基の2'-3'間の転移反応の抑制を目指し、2'-リン酸の保護基について検討した。その結果、リン酸基の保護基に2-シアノ-1、1-ジメチルエチル基を用いリン酸基のP=O二重結合の酸素原子を硫黄原子で置き換えることによって、懸案のリン酸基の2'-3'間の転移反応をほとんど完全に制御することができた。すなわち、ウリジン3'、5'-環状シリルエーテ誘導体の2'水酸基をアミダイト試薬によって一旦ホスフイチル化したのち、つづいて硫化することにより、2'水酸基にビス(2-シアノ-1、1-ジメチルエトキシ)ホスホリル基を導入した。この2'チオリン酸化体をHF/Pyで処理したところ、リン酸基の2'-3'間の転移反応は全く起こらず、3'、5'-ジオール誘導体を収率よく得ることができた。さらに、この3'、5'、-ジオール誘導体の安定性について種々検討したところ、アミダイト試薬の導入反応においても十分に安定であり、実際に2'-リン酸化されたRNA合成の鍵化合物である2'水酸基にビス(2-シアノ-1、1-ジメチルエトキシ)ホスホリル基、3''水酸基にアミダイト基が導入された合成ユニットが合成できた。さらに、4種のリボヌクレオシド誘導体の合成ユニットの合成のため、それに必要な原料であるN-アシル3'、5'-ο-(ジ-t-ブチルシランジイル)リボヌクレオシドの合成を行なった。現在、これらの重要中間体を用いて、10量体程度の2'-リン酸化されたRNAの合成に適用することを検討している。来年度には、予定通り2'-リン酸化されたRNAの一般的合成法が確立できる見通しを得た。

研究成果

• [文献書誌] R.Iwase et al.: "Molecular Design of a Eukaryotic Messenger RNA and Its Chemical Synthesis" Nucleic Acids Research. 20. 1643-1648 (1992)
• [文献書誌] G.Kawai et al.: "Conformational Rigidity of Specific Pyrimidine Residues in TRNA Arises from Posttranscriptional Modifications that Enhance Steric Interaction between the Base and 2'OH" Biochemistry. 31. 1040-1046 (1992)
• [文献書誌] M.Sekine et al.: "Regioselective O-Methylation of Hydroxyl Groups Via 1、3-Benzodithiol-2-yl Ether Intermediates" Natural Product Letters. 1. 25-28 (1992)
• [文献書誌] M.Sekine et al.: "Synthesis and Properties of N、N-Dibenzoylated Deoxy-cytidine Derivatives" Natural Product Letters. 1. 135-140 (1992)
• [文献書誌] M.Sekine et al.: "Synthesis of Adenosine、Guanosine and Cytidine Monomer Building Units Bearing the [[2-(Methylthio)phenyl]thio]-methyl (MPTM) Group as the 2'-OH Protecting Group" Nucleosides & Nucleotides. 11. 679-691 (1992)
• [文献書誌] M.Sekine et al.: "Syntheses and Properties of Dansylated Deoxycytidine 3'、5'-Bisphosphate Derivatives Useful for 3'-Labeling of Oligoribonucleotides" Nucleosides & Nucleotides. 11. 1713-1730 (1992)