专利名称：用于合成含5-羟甲基胞嘧啶的核酸的结构单元和方法
用于合成含5-羟甲基胞嘧啶的核酸的结构单元和方法描述本发明涉及用于有效合成含5-羟甲基胞嘧啶的核酸(如DNA或RNA)的结构单元和方法。从四个典型碱基dA、dC、dG和dT构建遗传材料。将dC碱基进一步接受外成的修饰。在真核生物中，dC碱基常常在C5位置是甲基化的，以产生5-甲基胞嘧啶fdC)1。最近发现了一种新的基于dC的修饰，其在位置C5替代甲基而含有羟基亚甲基(
图1)2_3。其他人和我们能够表明羟甲基胞嘧啶是大脑中广泛分布的DNA修饰并且其水平根据组织类型而改变4'新的“第六个”碱基5^sfeClC的功能目前尚不清楚。然而，显示出特定的酮戊二酸依赖性TET (十至十一易位)氧化酶负责其形成3’6。这些酶将5_MedC的5-甲基特异性地氧化，以产生5_H°MedC。最近，发现了·这些TET酶的缺失产生了功能错误的干细胞，这提供了碱基的形成与细胞发育之间的联系。7为了促进5_H°MedC依赖性生物过程的生化研究，需要含5_ edC的寡核苷酸(ODNs)的有效合成。目前用于含5_ edC的DNA链合成的结构单元必需通过不稳定的溴-胸腺嘧啶中间产物的相当冗长的化学合成8Λ此外，包埋的5.MedC单体的去保护需要用浓缩的氨将合成的寡核苷酸在60°C下加热60小时9，这阻碍了寡核苷酸的任何衍生，因此对于许多生化实验通常需要用荧光或生物素标记。·本申请涉及从稳定且可购得的起始材料，例如，5-卤脱氧胞苷，优选5-碘脱氧胞苷，产生新的5_ edC结构单元，特别是一些合成步骤中可用的亚磷酰胺结构单元。发现了该结构单元能够使用标准亚磷酰胺化学合成含5_°HMedC的核酸，并且具有极好的偶联产率。
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根据本发明，作为环氨基甲酸酯保护了 5_ edC碱基的氨基和羟基。该基团极好地灭活了 5_H°MedC的两个亲核基团并且是最小的可能的保护基团之一，因此使得在DNA合成仪中有效偶联。此外，可以通过在一个步骤中的简单碱处理，将其容易地去保护同时将DNA链与树脂切割，例如，通过在温和条件下用稀释的碱金属氢氧化物溶液处理，例如，室温下12小时。因此，本发明的第一个方面涉及具有结构式(Ia)或(Ib)的化合物
权利要求
1.一种具有结构式(Ia)或(Ib)的化合物
2.权利要求1的化合物，其中Z是5-或6-元环基团，特别是核糖、核糖类似物或脱氧核糖基团，其中核糖、核糖类似物或脱氧核糖基团的3’-OH基团可以被含磷的基团，例如磷酸盐、磷酸酯或亚磷酰胺基团所取代，并且其中核糖、核糖类似物或脱氧核糖基团的5’ -OH基团可以被保护基团取代。
3.权利要求1或2的化合物，其中Z是具有结构式(II)的基团:
4.权利要求1-3任一项的化合物，其中R1是含有至多6个C-原子且任选含有至多2个杂原子如N或O的脂肪族直链或环状基团，例如，CV6(卤)烷基，或C3_6(杂)烷基；或者是C5,芳基或杂芳基基团，该芳基或杂芳基基团任选被OH、卤素、CN、(O)CV6(卤)烷基或N(R5)2取代，其中R5如权利要求1中所定义。
5.一种在胞嘧啶、胞苷或脱氧胞苷的第5位引入甲酰基取代基的方法，包括在Pd的催化下，将5-卤素取代的起始化合物与CO反应。
6.权利要求1-5任一项的化合物作为核酸合成的结构单元的用途。
7.权利要求6的用途，其中核酸合成通过亚磷酰胺程序进行。
8.—种核酸分子，其结合了至少一种权利要求1-5任一项的化合物。
9.一种除去权利要求1-5任一项的化合物或权利要求8的核酸分子上的环状氨基甲酸酯保护基团的方法，包 括用水或水/醇碱或碱土金属氢氧化物溶液处理。
全文摘要
本发明涉及用于有效合成含5-羟甲基胞嘧啶的核酸(如DNA或RNA)的结构单元和方法。
文档编号C07D498/04GK103201281SQ201180054170
公开日2013年7月10日 申请日期2011年11月11日 优先权日2010年11月12日
发明者T·卡雷尔, M·穆恩泽尔 申请人:慕尼黑路德维希-马克西米利安斯大学