Gamma-kiraalisen PNA:n synteesi

Abstract

PNA (peptide nucleic acid, peptidinukleiinihappo) on synteettinen DNA:n ja RNA:n johdannainen, jossa sokerifosfaattirunko on korvattu varauksettomalla peptidirungolla. PNA:lla on ominaisuuksia, jotka poikkeavat negatiivisesti varautuneista oligonukleotideista. Näitä ovat esimerkiksi entsymaattinen pysyvyys, huomattavan korkea sitoutumisaffiniteetti kohde-DNA:han ja RNA:han. Modifioimattomalla PNA:illa on tiettyjä rajoituksia, kuten heikko vesiliukoisuus ja taipumus aggregoitumiseen. Yksi vaihtoehto PNA:n ominaisuuksien parantamiseen on gamma-kiraalisten osien lisääminen PNA-monomeereihin. Nämä gamma-asemaan lisätyt funktionalisuudet parantavat esimerkiksi PNA:n vesiliukoisuutta, soluihin ottoa, sitotumisaffiniteettia, PNA-DNA- ja PNA-RNA-dupleksien stabiilisuutta ja jopa sekvenssispesifisyyttä. Gamma-PNA:iden parantuneet sitoutumisominaisuudet johtuvat osittain niiden pre-organisoituneesta kierteisestä rakenteesta. Ominaisuuksien parantumiseen vaikuttaa myös millainen funktionalisuus gamma-asemaan liitetään. Tässä tutkielmassa kerrotaan kolmen erilaisen gamma-kiraalisen PNA-monomeerin synteeseistä. Lähtöaineena käytettiin L-lysiiniä. Nukleoemäksenä näissä monomeereissä on tymiini. Nämä kolme monomeeriä eroavat toisistaan gamma-aseman funktionalisuuden perusteella. Yhdessä monomeerissä on aminoryhmä, toisessa guanidiiniryhmä ja kolmannessa atsidiryhmä. Myös monomeerien enantiopuhtaus tutkittiin. Rakenneyksikköjen soveltuvuutta PNA:n syntetisoimiseksi ei työn puitteissa kuitenkaan ehditty valmistamaan.