Asetaalisuojaryhmien käyttö oligonukleotidien liuosfaasisynteesissä

Abstract

Oligonukleotidien yleistynyt käyttö lääketieteessä on asettanut uusia vaatimuksia synteesimenetelmille. Kustannustehokkaampien ja vihreämpien menetelmien kehittäminen on tärkeä askel tulevaisuuden oligonukleotidisynteeseille. Perinteisessä, teollisuudessa käytettävässä kiintokantajalla tehtävässä synteesissä joudutaan käyttämään suuria ylimääriä reagensseja ja liuottimia. Vaihtoehdon tarjoaa liuosfaasisynteesi, jossa reagenssien kulutus on pienempi.

Liuosfaasisynteesit asettavat uusia vaatimuksia suojaryhmästrategioille. Esimerkiksi yleisesti käytetyn 5 ́-O-DMTr-suojaryhmän irtoaminen on osittain reversiibeli prosessi liuoksessa. Happolabiilit asetaalisuojat sitä vastoin mahdollistavat irreversiibelin irtoamisen, minkä ansiosta niiden käyttö liuosfaasissa voi olla erinomainen vaihtoehto perinteisille suojaryhmille. Asetaalisuojan rakennetta modifioimalla voidaan vaikuttaa oligonukleotidin rasvaliukoisuuteen ja suojaryhmän happolabiilisuuteen, mikä mahdollistaa erilaiset reaktio-olosuhteet. Asetaalisuojaryhmiä käyttämällä voidaan lisäksi minimoida depurinaatiota, joka on yksi merkittävimmistä sivureaktioista oligonukleotidisyntetiikassa.

Pro gradu -projektissa tutkittiin, miten asetaalisuojaryhmät, 2-metoksiprop-2-yyli (MIP) sekä 2- isopropoksiprop-2-yyli (IIP), soveltuvat oligonukleotidien liuosfaasisynteeseihin. Synteesissä käytettiin liukoista saostettavaa tetrapodaalista pentaerytritolipohjaista kantajaa. Projektissa valmistettiin oligonukleotidejä perinteisesti fosforamidiittikemiaa käyttäen, mutta myös fosforotioaatteja enantiopuhtaasti P(V)-kemiaa hyödyntäen. Fosforotiaattitrimeerit valmistettiin stereokontrolloidusti käyttäen apuaineena (+)- ja (-)-limoneenia, joista valmistettiin (+)- ja (-)-Y-aktivoidut 5 ́-O-MIP- suojatut tymidiinit.