Abstracts Chemistry

Nukleiinihappokemia, lyhyiden oligonukleotidien valmistus

by Wafa Al Mussa

Nukleiinihapot ovat luonnollisia yksi- tai kaksisäikeisiä polymeerejä, jotka koostuvat deoksiribo- tai ribonukleosideistä linkitettynä toisiinsa fosfodiesterisidoksella. Kun tällaisia ketjuja valmistetaan kemiallisin menetelmin fosfaattiryhmä olisi aktivoitava tietyllä tavalla ja funktionaaliset ryhmät, jotka eivät osallistu reaktioon, olisi suojattava väliaikaisesti tai pysyvästi. Kiinnostus nukleiinihappokemiaan johtuu synteettisten oligomeerien ja niiden analogien kasvavasta tarpeesta välttämättöminä tutkimusvälineinä molekyylibiologiassa ja lääketieteessä. Tutkielman kirjallisessa osassa esitettiin erilaisia menetelmiä lyhyiden oligonukleotidien kemialliselle synteesille. Fosfodiesterisidosten muodostuminen tapahtuu yleensä joko fosfotriesterin tai fosfiitti-triesterin välituotteiden avulla. P(III)-välituotteiden suuremman reaktiivisuuden vuoksi fosfiitti-triesterimenetelmä ja erityisesti fosforamidiittimenetelmä ovat herättäneet huomiota. Oligonukleotidisynteesin lähtöaineiksi on ehdotettu useita erilaisia nukleosidi-fosforamidiitteja, kun on etsitty tasapainoa stabiilisuuden ja reaktiivisuuden välillä. Tämän vuoksi H-fosfonaattimenetelmää, jossa yhdistetään sekä fosfotriesteri- että fosfiitti-triesterimenetelmien edut ja lisäksi fosfodiesterimenetelmän edut (esim. fosforikeskuksen suojaavan ryhmän puute), voidaan käyttää vaihtoehtona fosforamidiittimenetelmälle erityisesti RNA:n sekä hapoille labiilien oligonukleotidianalogien synteesissä. Kaikilla menetelmillä on kuitenkin hyvät puolet sekä huonot puolet, joten ei olisi vielä olemassa yleisesti sovellettavaa ja tehokasta synteesimenetelmää, vaan ne sopivat eri tapauksiin. Esimerkiksi suuren mittakaavan synteesin tapauksessa tulee ottaa huomioon reaktioaika, reagenssi, puhdistusmenetelmä ja muut resurssit. Lisäksi lähestymistavat ovat yleensä joko erittäin työläitä etenkin lopputuotteen puhdistuksessa tai monivaiheisia sekvenssejä, joiden kokonaistuotto on alhainen. Kokeellisessa osassa valmistettiin kolmenlaisina Brønsted happokatalyytteinä pentakarboksisyklopentadieenit (PCCP). Tutkittiin mahdollisuutta käyttää PCCP-johdonnaisia regioselektiiviseen nukleosidin 5’-hydroksyyliryhmän suojaamiseen asetaaliryhmällä. Menetelmällä onnistuttiin valmistamaan tyydyttävä määrä 5’-O-asetaalisuojattua tymidiiniä. Menetelmä vaikuttaa lupaavalta pienellä jatkokehityksellä.