專(zhuān)利名稱(chēng)：光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物及其合成方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光活性三磷酸尿苷類(lèi)似物，尤其涉及光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物及其合成方法，本發(fā)明進(jìn)一步涉及光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物在核苷酸功能化中的應(yīng)用，屬于三磷酸脫氧尿苷衍生物領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功能化的核酸分子在化學(xué)生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、分析化學(xué)、納米生物學(xué)中都有重要的應(yīng)用。隨著研究的深入，需要在DNA鏈上連接更多的功能化基團(tuán)以提高其細(xì)胞特異性、細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定性和生物學(xué)效應(yīng)，因而核酸修飾基團(tuán)的保護(hù)成了研究的一個(gè)重要內(nèi)容。根據(jù)核酸和功能基團(tuán)(如生物素、地高辛、熒光素等)的連接方式的不同可以分為前修飾和后修飾。前修飾是指在合成核酸鏈之前對(duì)核酸單體進(jìn)行修飾，合成核酸鏈之后再通過(guò)如Click反應(yīng)、D-A加成、酯化或者酰胺化對(duì)核酸進(jìn)行進(jìn)一步的功能化?？紤]到合成核苷酸鏈之后經(jīng)常需要多樣的修飾和功能化，因此需要對(duì)引入的功能基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)。常用的保護(hù)基有很多，而以鄰硝基芐醇為母核的光可消除結(jié)構(gòu)因其穩(wěn)定性好、光脫除效率高、方便清潔被廣泛的用于光保護(hù)的研究中。核酸鏈的合成分為化學(xué)合成和生物合成。目前，化學(xué)合成特別是固相合成在寡聚核苷酸修飾及功能化中應(yīng)用廣泛，但是化學(xué)合成的寡聚核苷酸長(zhǎng)度一般在100個(gè)堿基之內(nèi)。而生物合成可以彌補(bǔ)這一弊端，利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)可以方便的獲得幾千個(gè)堿基的長(zhǎng)鏈，大大的擴(kuò)展了合成核酸鏈的應(yīng)用范圍。脫氧尿嘧啶和脫氧胞嘧啶中，堿基5位的修飾廣泛用于核酸功能化，也有文獻(xiàn)報(bào)道，5位修飾的核苷酸能夠很好的被DNA聚合酶作為底物接受。5位修飾能夠使引入的功能基團(tuán)對(duì)Waston-Crick堿基·配對(duì)的影響最低，并且5位修飾基團(tuán)位于DNA雙鏈的大溝區(qū),有利于進(jìn)一步功能化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物；本發(fā)明的目的之二是提供一種合成所述光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物的方法；本發(fā)明的目的之三是將所述光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物應(yīng)用于核苷酸功能化。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物，其結(jié)構(gòu)式為式I或式II所示:
權(quán)利要求
1.光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式為式I或式II所示:
2.按照權(quán)利要求1所述的光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物，其特征在于:η為2或4 ;Χ為NH ;Υ為P3O廣；Ζ為氫!R1為氫；R2為氫；R3為氫。
3.一種合成權(quán)利要求1所述的式I化合物的方法，包括以下步驟:(I)在脫水劑和催化劑的作用下，將鄰硝基苯乙醇和4-戊炔酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到`4-戊炔酸-1- (2-硝基苯)乙酯；(2) 4-戊炔酸-1- (2-硝基苯)乙酯和5-碘脫氧尿苷進(jìn)行催化反應(yīng)得到脫氧尿苷衍生物；(3)在脫氧尿苷衍生物的5’羥基上進(jìn)行三磷酸化，即得。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(I)中所述的脫水劑為N，N’_二環(huán)己基碳二亞胺；所述的催化劑為4- 二甲氨基吡啶。
5.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述催化反應(yīng)的催化劑為四(三苯基膦)鈀和碘化亞銅。
6.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述的三磷酸化包括:以三甲基磷酸酯作為溶劑，1，8-雙二甲氨基萘作為縛酸劑，先用三氯氧磷和脫氧尿苷衍生物反應(yīng)，得到單磷酸酯中間體；再加入三丁基焦磷酸銨，與單磷酸酯中間體形成三磷酸酯環(huán)狀中間體，最后再加入三乙基碳酸氫銨緩沖液進(jìn)行開(kāi)環(huán)，得到三磷酸化合物。
7.一種合成權(quán)利要求1所述的式II化合物的方法，其特征在于，包括以下步驟: (I)鄰硝基苯乙醇和N，N’ - 二琥珀酰亞胺基碳酸酯反應(yīng)得到活潑中間體，活潑中間體再和5-己炔胺反應(yīng)得到N-1-(2-硝基苯)乙氧基羰基-5-乙炔胺；(2) N-1-(2-硝基苯)乙氧基羰基-5-乙炔胺與5-碘脫氧尿苷進(jìn)行催化反應(yīng)得到脫氧尿苷衍生物；(3)在脫氧尿苷衍生物的5’羥基上進(jìn)行三磷酸化，即得。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:驟(2)中所述催化反應(yīng)的催化劑為四(三苯基膦)鈀和碘化亞銅；步驟(3)中所述的三磷酸化包括:以三甲基磷酸酯作為溶劑，1，8-雙二甲氨基萘作為縛酸劑，先用三氯氧磷和脫氧尿苷衍生物反應(yīng)，得到單磷酸酯中間體；再加入三丁基焦磷酸銨，與中間體化合物形成三磷酸酯環(huán)狀中間體，最后再加入三乙基碳酸氫銨緩沖液進(jìn)行開(kāi)環(huán)，得到三磷酸化合物。
9.權(quán)利要求1或2所述的光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物在核苷酸中引入功能化基團(tuán)的應(yīng)用。
10.按照權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的功能化基團(tuán)包括熒光素、生物素或地高辛 等。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物及其合成方法和應(yīng)用。本發(fā)明式Ⅰ或式Ⅱ所示的光可裂解基團(tuán)保護(hù)的三磷酸脫氧尿苷衍生物能夠被多種DNA聚合酶識(shí)別，能夠定點(diǎn)摻入到寡聚核苷酸短鏈或隨機(jī)摻入到DNA長(zhǎng)鏈中，經(jīng)光照后脫除光保護(hù)基團(tuán)釋放出具有較高化學(xué)反應(yīng)活性的羧基或氨基，可以與相應(yīng)的功能基團(tuán)相連接，達(dá)到功能化核酸的目的。
文檔編號(hào)C07H1/00GK103232511SQ20131012588
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者湯新景, 吳駿宙 申請(qǐng)人:北京大學(xué)