專利名稱：用于合成含5-羥甲基胞嘧啶的核酸的結構單元和方法
用于合成含5-羥甲基胞嘧啶的核酸的結構單元和方法描述本發明涉及用于有效合成含5-羥甲基胞嘧啶的核酸(如DNA或RNA)的結構單元和方法。從四個典型堿基dA、dC、dG和dT構建遺傳材料。將dC堿基進一步接受外成的修飾。在真核生物中，dC堿基常常在C5位置是甲基化的，以產生5-甲基胞嘧啶fdC)1。最近發現了一種新的基于dC的修飾，其在位置C5替代甲基而含有羥基亞甲基(
圖1)2_3。其他人和我們能夠表明羥甲基胞嘧啶是大腦中廣泛分布的DNA修飾并且其水平根據組織類型而改變4'新的“第六個”堿基5^sfeClC的功能目前尚不清楚。然而，顯示出特定的酮戊二酸依賴性TET (十至十一易位)氧化酶負責其形成3’6。這些酶將5_MedC的5-甲基特異性地氧化，以產生5_H°MedC。最近，發現了·這些TET酶的缺失產生了功能錯誤的干細胞，這提供了堿基的形成與細胞發育之間的聯系。7為了促進5_H°MedC依賴性生物過程的生化研究，需要含5_ edC的寡核苷酸(ODNs)的有效合成。目前用于含5_ edC的DNA鏈合成的結構單元必需通過不穩定的溴-胸腺嘧啶中間產物的相當冗長的化學合成8Λ此外，包埋的5.MedC單體的去保護需要用濃縮的氨將合成的寡核苷酸在60°C下加熱60小時9，這阻礙了寡核苷酸的任何衍生，因此對于許多生化實驗通常需要用熒光或生物素標記。·本申請涉及從穩定且可購得的起始材料，例如，5-鹵脫氧胞苷，優選5-碘脫氧胞苷，產生新的5_ edC結構單元，特別是一些合成步驟中可用的亞磷酰胺結構單元。發現了該結構單元能夠使用標準亞磷酰胺化學合成含5_°HMedC的核酸，并且具有極好的偶聯產率。
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根據本發明，作為環氨基甲酸酯保護了 5_ edC堿基的氨基和羥基。該基團極好地滅活了 5_H°MedC的兩個親核基團并且是最小的可能的保護基團之一，因此使得在DNA合成儀中有效偶聯。此外，可以通過在一個步驟中的簡單堿處理，將其容易地去保護同時將DNA鏈與樹脂切割，例如，通過在溫和條件下用稀釋的堿金屬氫氧化物溶液處理，例如，室溫下12小時。因此，本發明的第一個方面涉及具有結構式(Ia)或(Ib)的化合物
權利要求
1.一種具有結構式(Ia)或(Ib)的化合物
2.權利要求1的化合物，其中Z是5-或6-元環基團，特別是核糖、核糖類似物或脫氧核糖基團，其中核糖、核糖類似物或脫氧核糖基團的3’-OH基團可以被含磷的基團，例如磷酸鹽、磷酸酯或亞磷酰胺基團所取代，并且其中核糖、核糖類似物或脫氧核糖基團的5’ -OH基團可以被保護基團取代。
3.權利要求1或2的化合物，其中Z是具有結構式(II)的基團:
4.權利要求1-3任一項的化合物，其中R1是含有至多6個C-原子且任選含有至多2個雜原子如N或O的脂肪族直鏈或環狀基團，例如，CV6(鹵)烷基，或C3_6(雜)烷基；或者是C5,芳基或雜芳基基團，該芳基或雜芳基基團任選被OH、鹵素、CN、(O)CV6(鹵)烷基或N(R5)2取代，其中R5如權利要求1中所定義。
5.一種在胞嘧啶、胞苷或脫氧胞苷的第5位引入甲酰基取代基的方法，包括在Pd的催化下，將5-鹵素取代的起始化合物與CO反應。
6.權利要求1-5任一項的化合物作為核酸合成的結構單元的用途。
7.權利要求6的用途，其中核酸合成通過亞磷酰胺程序進行。
8.—種核酸分子，其結合了至少一種權利要求1-5任一項的化合物。
9.一種除去權利要求1-5任一項的化合物或權利要求8的核酸分子上的環狀氨基甲酸酯保護基團的方法，包 括用水或水/醇堿或堿土金屬氫氧化物溶液處理。
全文摘要
本發明涉及用于有效合成含5-羥甲基胞嘧啶的核酸(如DNA或RNA)的結構單元和方法。
文檔編號C07D498/04GK103201281SQ201180054170
公開日2013年7月10日 申請日期2011年11月11日 優先權日2010年11月12日
發明者T·卡雷爾, M·穆恩澤爾 申請人:慕尼黑路德維希-馬克西米利安斯大學