修飾塩基を含むRNAの化学合成

含有修饰碱基的 RNA 的化学合成

基本信息

批准号：
12029207
负责人：
和田猛
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12029207/
关键词：
修飾塩基 RNA tRNA ミトコンドリアミトコンドリア病 τm^5U τm^5s^2U

项目摘要

天然には、tRNAをはじめとして、A,C,G,U以外の修飾塩基を含む核酸分子が数多く存在し、それぞれが固有の構造と生理活性を担っている。本研究は、これらの修飾塩基を含む核酸分子を化学合成し、修飾塩基の構造特性、反応性、物理化学的性質、生理活性を化学的な立場から明かにすることを究極の目的とする。ごく最近、Watanabe,SuzukiらはミトコンドリアtRNAから2種類の新規修飾ウリジンを単離した。これらはミトコンドリア病と呼ばれる疾病の発病メカニズムに関与していることが強く示唆されている。これらの新規修飾ウリジンは、詳細な質量分析からウラシルおよび2-チオウラシルの5位がタウリノメチル基で修飾された構造(τm^5Uおよびτm^5s^2U)であると推定した。そこで、本研究ではτm^5Uおよびτm^5s^2Uを化学合成し、これらの構造決定を行った。2',3'-O-イソプロピリデンウリジンに対してパラホルムアルデヒドとタウリンをトリエチルアミンの存在下で反応させたところ、ウラシル塩基の5位にタウリノメチル基を導入することができた。保護基を除去した後に、逆相カラムクロマトグラフィーで精製を行い、τm^5Uを25%の収率で単離した。得られた化合物の構造は^1HNMRおよび^<13>CNMRで確認した。また、合成した化合物はミトコンドリアより単離された標品と^1HNMRおよびMS,MS-MSスペクトルが完全に一致し、化学構造を決定することができた。一方、2',3'-O-イソプロピリデン-2-チオウリジンに対しても同様の反応を試みたところ、τm^5s_2Uを合成することができた。現在、得られた化合物の構造解析を詳細に行っている。

自然界中，有很多核酸分子，包括tRNA，都含有除A、C、G、U以外的修饰碱基，并且各自有其独特的结构和生理活性。本研究的最终目标是化学合成含有这些修饰碱基的核酸分子，并从化学角度阐明修饰碱基的结构特征、反应性、理化性质和生理活性。最近，Watanabe 和 Suzuki 等人从线粒体 tRNA 中分离出两种新型修饰尿苷。人们强烈认为这些与线粒体疾病的发病机制有关。这些新修饰的尿苷通过详细的质谱分析推断出具有尿嘧啶和2-硫尿嘧啶的5位被牛磺酸甲基修饰的结构（τm^5U和τm^5s^2U）。因此，在本研究中，我们化学合成了τm^5U和τm^5s^2U并确定了它们的结构。当2',3'-O-异亚丙基尿苷与多聚甲醛和牛磺酸在三乙胺存在下反应时，可以将牛磺酸甲基引入到尿嘧啶碱基的5位上。除去保护基后，通过反相柱色谱进行纯化，分离出τm^5U，收率25%。所得化合物的结构通过 1 HNMR和 13 CNMR确认。此外，合成化合物的^1H NMR、MS和MS-MS谱图与从线粒体中分离的标准品完全匹配，并且可以确定其化学结构。另一方面，当我们尝试与 2',3'-O-异亚丙基-2-硫尿苷进行类似反应时，我们能够合成 τm^5s_2U。我们目前正在对所得化合物进行详细的结构分析。