DNA-templatoitu N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatio
Österlund, Tommi (2019-03-06)
06.03.2019
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Julkaisun pysyvä osoite on:
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201903118518
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201903118518
Tiivistelmä
Peri ja Dumy kehittivät vuonna 1998 (N-alkyyli)alkoksiamiiniglykosylaation, joka tunnetaan nykyään myös neoglykosylaationa. Tämän reaktion kemo- ja stereoselektiivisyys tekevät siitä hyvän synteettisen työvälineen. Reaktio on bio-ortogonaalinen, eikä sen käytössä vaadita suojaryhmiä tai reaktiivisten ryhmien aktivointia. Perin ja Dumyn tutkimusta on hyödynnetty monissa tutkimuksissa erilaisten N,O-glykosidien eli neoglykosidien synteeseissä. Neoglykosidit voivat toimia epäluonnollisesta glykonin ja aglykonin välisestä sidoksesta huolimatta luonnollisten glykosidien jäljitelminä.
DNA-templatoitua synteesiä on käytetty erilaisten oligonukleotidien välisten reaktioiden katalyysissä. DNA-templatoitu synteesi perustuu DNA:n ominaisuuteen hybridisoitua komplementtinsa kanssa liuoksessa. DNA-templatoidussa synteesissä kaksi tai useampi oligonukleotidiketjua ovat modifioitu reaktiivisilla ryhmillä. Tällöin oligonukleotidien hybridisoituessa keskenään tai erillisen templaattioligonukleotidin kanssa reaktiiviset ryhmät asettuvat toistensa kanssa lähekkäin niin, että reaktiivisten ryhmien paikalliskonsentraatio kasvaa ja reaktio tehostuu. Monet solubiologian reaktiot, kuten esimerkiksi DNA:n synteesi, ovat DNA-templatoituja. Laboratorioissa DNA-templatoitua synteesiä on hyödynnetty muun muassa supramolekulaarisessa kemiassa ja kombinatorisessa kemiassa.
Näitä kahta menetelmää hyödyntäen erikoistyössä kehitettiin DNA-templatoitu N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatio, jossa 5’-O-metyyliaminomodifoidun hiusneulaoligonukleotidin häntäosa hybridisoituu lyhyemmän oligonukleotidin kanssa ja reagoi sen 3’-päähän liitetyn glukoosin kanssa. N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatiolla on reaktiona monia DNA-templatoinnin kannalta mielenkiintoisia ominaisuuksia. Sovelluskohteiden kannalta näitä mielenkiintoisia ominaisuuksia ovat muun muassa reaktion dynaamisuus ja reversiibeliys, pH-riippuvuus sekä sen bio-ortogonaalisuus. Näitä ominaisuuksia voidaan hyödyntää esimerkiksi dynaamisessa kombinatorisessa kemiassa ja itsejärjestäytyvien rakenteiden kemiassa.
Tämän tutkielman tavoitteena on esitellä DNA-templatoidun synteesin ja N-alkoksiamiiniglykosylaation taustaa ja sovelluskohteita, ja näyttää lopulta miksi ja miten näitä soveltaen kehitettiin DNA-templatoitu menetelmä N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatiolle.
DNA-templatoitua synteesiä on käytetty erilaisten oligonukleotidien välisten reaktioiden katalyysissä. DNA-templatoitu synteesi perustuu DNA:n ominaisuuteen hybridisoitua komplementtinsa kanssa liuoksessa. DNA-templatoidussa synteesissä kaksi tai useampi oligonukleotidiketjua ovat modifioitu reaktiivisilla ryhmillä. Tällöin oligonukleotidien hybridisoituessa keskenään tai erillisen templaattioligonukleotidin kanssa reaktiiviset ryhmät asettuvat toistensa kanssa lähekkäin niin, että reaktiivisten ryhmien paikalliskonsentraatio kasvaa ja reaktio tehostuu. Monet solubiologian reaktiot, kuten esimerkiksi DNA:n synteesi, ovat DNA-templatoituja. Laboratorioissa DNA-templatoitua synteesiä on hyödynnetty muun muassa supramolekulaarisessa kemiassa ja kombinatorisessa kemiassa.
Näitä kahta menetelmää hyödyntäen erikoistyössä kehitettiin DNA-templatoitu N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatio, jossa 5’-O-metyyliaminomodifoidun hiusneulaoligonukleotidin häntäosa hybridisoituu lyhyemmän oligonukleotidin kanssa ja reagoi sen 3’-päähän liitetyn glukoosin kanssa. N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatiolla on reaktiona monia DNA-templatoinnin kannalta mielenkiintoisia ominaisuuksia. Sovelluskohteiden kannalta näitä mielenkiintoisia ominaisuuksia ovat muun muassa reaktion dynaamisuus ja reversiibeliys, pH-riippuvuus sekä sen bio-ortogonaalisuus. Näitä ominaisuuksia voidaan hyödyntää esimerkiksi dynaamisessa kombinatorisessa kemiassa ja itsejärjestäytyvien rakenteiden kemiassa.
Tämän tutkielman tavoitteena on esitellä DNA-templatoidun synteesin ja N-alkoksiamiiniglykosylaation taustaa ja sovelluskohteita, ja näyttää lopulta miksi ja miten näitä soveltaen kehitettiin DNA-templatoitu menetelmä N(Me)-alkoksiamiiniglykosylaatiolle.