N-metoksioksatsolidiini-ligaatio ja sen soveltaminen nukleiinihappokemiassa

Abstract

Tutkielman tarkoituksena oli tutkia N-metoksioksatsolidiinin muodostumista. Kyseisessä aiemmin julkaisemattomassa rakenteessa on yhtäläisyyksiä aiemmin tunnettuihin happamuuteen reagoiviin konjugaattirakenteisiin, joita ovat oksiimi, hydratsoni ja neoglykosidit. Näiden konjugaattirakenteiden muodostumiselle on yhteistä α-nukleofiilisen typen kondensoituminen karbonyylihiileen. N-metoksioksatsolidiini-rakenne syntyy N-oksiamiinin ja aldehydin reagoidessa. Tutkimuksia varten syntetisoitiin malliyhdisteeksi 2´-deoksi-2´-(N-metoksiamino)uridiini, jonka annettiin reagoida erilaisten pienmolekyylialdehydien kanssa. Mallireaktioiden avulla pystyttiin arvioimaan oksatsolidiinin muodostumisen nopeutta, tasapainosaantoa ja näiden pH-riippuvuutta. Lisäksi syntetisoitiin aldehydin 5´-asemassaan sisältävä 5´-O-(oksoetyyli)tymidiini, jolla pyrittiin mallintamaan N-metoksioksatsolidiinin soveltuvuutta mahdollisessa DNA-templatoidussa ligaatiossa. Tutkittavia pienmolekyylejä olivat asetaldehydi, butanaali, hippurialdehydi ja 3-bentsyylioksi-1-propanaali. Ligaatioreaktiot tehtiin huoneenlämpötilassa puskuroidussa vesiliuoksessa pH:ssa 4,5 ja 6 ja reaktioita seurattiin RP-HPLC:llä. N-metoksioksatsolidiini-ligaation havaittiin olevan nopein pH:ssa 4 ja hidastuvan, kun pH nousee. Reaktio on reversiibeli. Tasapainosaanto vaihtelee riippuen yhdisteestä, ja mitä poolittomampi hiilivetyketju on aldehydin rakenteessa ennen aldehydiä, sitä nopeampi on ligaatio. Pienmolekyylireaktioiden tuloksena N-metoksioksatsolidiini-ligaation havaittiin soveltuvan makromolekyylien, esimerkiksi peptidit ja oligonukleotidit, väliseen ligaatioon. 2´-deoksi-2´-(metoksiamino)uridiini ja 5´-O-(oksoetyyli)tymidiinin välinen reaktio antoi lisäksi viitteitä N-metoksioksatsolidiinin soveltuvuudesta DNA-templatoituun ligaatioon ja polymerisaatioon.