Fosforotioaattioligonukleotidien stereokontrolloitu liuossynteesi

Abstract

Oligonukleotidien laajamittaisempi käyttö lääkekehityksessä on luonut tarpeen kehittää tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä synteesimenetelmiä. Teollisessa mittakaavassa oligonukleotideja syntetisoidaan pääosin kiinteällä kantajalla fosforamidiittikemiaa hyödyntäen. Kiinteän kantajan synteesiin liittyy monia haasteita, joista yksi on suuri reagenssien kulutus. Viime vuosina on julkaistu lupaavia tutkimustuloksia oligonukleotidien liuossynteeseistä, joilla on potentiaalia ratkaista näitä kiinteän kantajan synteesiin liittyviä ongelmia.

Fosforotioaattioligonukleotidit ovat enää harvoja lääkeaineita, joita käytetään stereoisomeerien seoksina. Syynä tähän on ollut mm. se, että oligomeerisiä fosforotioaatteja on ollut haastava syntetisoida ja puhdistaa. Tiofosfodiesterisidoksen stereokemialla voidaan kuitenkin vaikuttaa lääkeaineen ominaisuuksiin, jonka vuoksi tehokkaalla stereokontrolloidulla synteesimenetelmällä olisi kysyntää.

Pro gradu -projektissa yhdistettiin nämä kaksi edellä mainittua teemaa ja tutkittiin liukoisen kantajan soveltuvuutta lyhyiden fosforotioaattien stereokontrolloituun synteesiin. Projektissa käytettiin tetrapodaalista pentaerytritolipohjaista liukoista ja saostettavaa kantajaa. Kiraalisina apuaineina käytettiin (+)- ja (–)-limoneeneja, joista syntetisoitiin Ψ-aktivoituja ja 5´-suojattuja 2´-deoksinukleosideja. Kehitetty menetelmä sisältää kytkennän, 5´-aseman happolabiilin suojaryhmän poiston ja kaksi isopropanoli-saostusta kytkentäsykliä kohden. Projektissa syntetisoitiin fosforotioaattidimeerejä ja -trimeerejä tiofosfodiesterisidosten stereokemiaa kontrolloiden käyttäen kahta erilaista 5´-O-suojaryhmästrategiaa. Lisäksi projektissa yritettiin aktivoida 5´-O-DMTr-suojattujen fosforotioaattitrimeerien 3´-O-asemaa ja liittää aktivoitu trimeeri pentameeriin oktameerin syntetisoimiseksi.