核酸塩基の求電子的アミノ化反応:N-アミノ体を中間体とする新規修飾塩基類の合成

核碱基的亲电胺化反应：使用 N-氨基形式作为中间体合成新型修饰碱基

基本信息

批准号：
04226211
负责人：
幸田光復
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04226211/
关键词：
アミノ化核酸塩基 DNA修飾発癌

项目摘要

生体内DNAに対する発癌、突然変異誘発に関連する反応として、求電子的アルキル反応、求電子的アリールアミノ化反応、ラジカル反応、およびラジカル的酸化反応等があげられる。このうちアルキル化反応については、これまでに多くの研究がなされてきているが、アミノ化反応についての知見は少ない。我々は発ガン性4-hydroxyaminoquinoline 1-oxideの核酸に対する反応性を検討してきたが、なぜ主生成物グアニン残基C8位のアリールアミノ体であるかに興味を持ち、それを解明する事を目的とし、核酸塩基に対する単純な求電子的アミノ化反応についての基礎実験を始めた。反応試薬としてNH20S03H(HAOS)やNH20-(2,4-dinitrophenyl)(DNPA)を用い、種々の条件下、A、G、C、T、U誘導体に対する反応を検討してきた。その結果、環上窒素にアミノ基を導入したすベてのN-NH2体を合成できた。またグアニンのC8位へのアミノ体もHAOSとの反応で得られ、その生成機構がN7-アミノ体を経由することを明らかにした。その他、N-NH2基は官能基であるため、N-CH3基とは異なり、種々の興味ある反応性を示すことも明らかにしてきた。今回は我々の一連の仕事の中で、N-NH2基の塩基性、および環に及ぼす電子的効果、更にはNaNO2処理による脱アミノ化機構について詳しい検討を行なったので報告する。N-NH2基の塩基性はC-NH2基のそれに比べ著しく弱く、N-aminouracilやN-aminothymineはpKa-1.7〜-0.2であった。また3-アミノ体の方が1-アミノ体より若干強い塩基性を示した。N-aminocytosineではN-NH2基のプロトネーションはジカチオンとなるにも拘らず、pKa値はN-aminouracilとほぼ同じ値を示した。他の部位のpKa値の比較より、N-NH2基は電子吸引的に働いていることが示された。N-aminooyrimidineのUVスペクトルは対応するN-methylpyrimidineのそれと全く同一であり、N-NH2基の芳香環のπ電子に与える電子的摂動はN-CH3基が超共役により芳香環に与える電子的効果と同一であることが分かった。強酸性におけるN-NH3^+体のUVは対応するN-Hのそれと同一であり、プロトネーションにより、もはやN-NH2の寄与は無くなる事が示された。N-aminopyrimidineのN-NH2基はNaNO2処理による瞬時に脱アミノ化されたがN-methylaminoprimidineではN-NHCH3基は脱アミノメチル化されず、安定なニトロン体となった。N-methylaminopyridineではNaNO2処理により脱アミノメチル化が進行し、その機構は、まず脱メチル化が進行し、引き続き脱アミノ化が進行することが明かとなった。その他、3-aminothymidineがhuman T-cell acute lymphoblastoid leukemia cellに対し強い殺細胞性を示すことが明かとなり、N-NH2基の生物に及ぼす効果について興味が持たれた。

与体内DNA的致癌作用和诱变有关的反应包括亲电烷基反应，亲电芳义化反应，自由基反应和自由基氧化反应。其中，已经对烷基化反应进行了许多研究，但对胺化反应的了解很少。我们一直在研究致癌4-羟基氨基喹啉1-氧化物对核酸的反应性，并且对为什么它是主要产物C8的芳基氨基形式感兴趣的，鸟嘌呤残基的位置C8，并开始对简单的电氨基化对核苷酶进行基本的基本实验。使用NH20S03H（HAOS）和NH20-（2,4-二硝基苯基）（DNPA）作为反应试剂，已经在各种条件下研究了针对A，G，C，T和U衍生物的反应。结果，将所有N-NH2体与引入环上的氮基合成。还通过与Haos反应获得了鸟嘌呤位置的氨基形式，表明其形成机理通过N7-氨基形式。另外，已经揭示了由于N-NH2组是一个官能团，因此与N-CH3组不同，它具有各种有趣的反应性。在本文中，我们对N-NH2组的碱性，对环的电子效应以及NANO2处理的脱氨酸机制进行了详细研究，以及脱氨基机制。 N-NH2组的碱性明显弱于C-NH2组，而N-氨基酸和N-氨基氨酸为PKA-1.7至-0.2。此外，3-氨基形式的基本特性比1-氨基形式略高。在N-氨基细胞肽中，N-NH2组的质子化是局限性的，但PKA值几乎与N-氨基核的质子化相同。在其他位点的PKA值的比较表明，N-NH2组作用于电子提取。 N-氨基酰基三酰胺的紫外线光谱与相应的N-甲基吡啶胺的紫外线谱完全相同，并且发现电子扰动N-NH2芳环与电子效应相同的电子效应与N-CH3组通过超偶联的芳族环上施加在芳族环上的电子效应。结果表明，强酸性中N-NH3+体的紫外线与相应的N-H相同，并且质子化不再有助于N-NH2。 N-氨基嘧啶中的N-NH2组通过NANO2治疗立即脱氨基，但N-甲基氨基酰胺中的N-NHCH3组并未脱氨基甲基化，从而导致稳定的氮气形式。据表明，脱氨基甲基化通过Nano2治疗在N-甲基氨基吡啶中进行，并且该机理首先是去甲基化的，然后是脱氨酸。此外，据揭示了3-氨基氨甲酰胺对人T细胞急性淋巴细胞性白血病细胞表现出强大的细胞杀伤特性，并引起了N-NH2基团对生物体的影响的兴趣。