Sokeriosasta modifioidut nukleosiditrifosfaatit ja niiden käyttö bakteerien elintoimintojen tutkimuksessa - Mäkelä, Janica (My University, 2025)
Nukleosiditrifosfaatit (NTP) ovat kaikilla eliöillä luonnollisesti esiintyviä molekyylejä. NTP:t ja deoksinukleosiditrifosfaatit eli dNTP:t toimivat RNA:n ja DNA:n rakennusyksiköinä. Tässä tutkielmassa keskitytään sokerimodifioituihin eli synteettisiin NTP:ihin. Sokerimodifikaatioihin kuuluvat mm. heteroatomien tai funktionaalisten ryhmien lisääminen sokerirenkaaseen sekä erilaiset silloittuneet rengasrakenteet. Modifioitujen NTP:iden sovelluskohteisiin kuuluvat mm. antisense- ja antigeenioligonukleotidien kehittäminen, antiviraalit nukleosidianalogit ja oligonukleotidien leimaus. Lisäksi puhutaan geneettisen ”aakkoston” laajentamisesta, eli keinotekoisten NTP:iden sisällyttämisestä DNA:han tai RNA:han. Johdannossa esitetään lyhyesti esimerkit näistä sovelluksista. Ensimmäinen NTP:iden kemiallinen synteesi raportoitiin vuonna 1949. NTP:iden synteesissä lähtöaineena käytetään tavallisesti nukleosidimonofosfaattia, joka fosforyloidaan erilaisten menetelmien avulla. Synteesin tavanomainen ongelma on 5’-hydroksiryhmän selektiivinen fosforylaatio. Tutkielmassa tutustutaan erilaisiin synteesimenetelmiin, jonka avulla tätä ongelmaa on voitu ratkaista. Tutkielmassa tarkastellaan, kuinka erilaiset sokerimodifioidut NTP:t toimivat sekä luonnollisten, että modifioitujen, eli evoluutiivisesti ohjattujen polymeraasien substraatteina. Sokerimodifioidut NTP:t vaikuttavat merkittävästi bakteerien polymeraasien entsymaattiseen aktiivisuuteen. Tästä johtuen tutkimus on keskittynyt polymeraasien ohjattuun evoluutioon, jonka ansioista :itä voidaan tunnistaa ja käyttää eri polymeraasien substraatteina DNA- ja XNA -synteesiä, replikaatiota ja käänteistranskriptiota varten. Tutkielman lopussa tarkastellaan sokerimodifioituja XNA:ita.
Keywords: nukleosiditrifosfaatti, nukleosidi analogi, sokerimodifikaatio