[发明专利]用于RNA合成的硫代碳保护基团

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求2007年5月10日提交的美国临时 申请No.60/928,722的优先权，所述申请的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

RNA的化学合成是比DNA的化学合成困难得多的任务，因为在化学 合成期间必须保护核糖中的2′-羟基。在核苷酸间连接形成的方面和在合成 寡核苷酸后2′-保护基团的去除方面，受保护的2′-羟基与核苷酸间磷酸酯 的密切近似都表现出问题。另外，RNA中的核苷酸间键远比DNA中的核 苷酸间键更不稳定。

直到最近，合成RNA的典型途径才使用了下述核糖核苷单体，所述 核糖核苷单体中的5′-羟基通过对酸敏感的二甲氧基三苯甲基(DMT)保护基 团保护，所述保护基团可以在单体与增长的寡核糖核苷酸偶联后在酸性条 件下被去除。多种对酸稳定的保护基团已被置于2′-羟基上，以防止酸去保 护步骤期间核苷酸间键的异构化和切割。这些对酸稳定的保护基团中最常 见的似乎是叔丁基-二甲基甲硅烷基，其已知为TBDMS(Ogilvie et al.， 1979)。在非常长的时间中，TBDMS作为2′-保护基团的用途主宰着先前用 于RNA化学合成的小市场(Usman et al.，1987；Ogilvie et al.，1988)。

然而，使用TBDMS进行的寡核糖核苷酸合成绝不是令人满意的，并 且典型地产生品质较差的RNA产物。因此，TBDMS保护基团从2′-位置 上迁移至3′-位置上。另外，在单体(例如5′-O-DMT-2′-O-TBDMS-ribo-3′- O-(β-氰乙基，N-二异丙基)亚磷酰胺)的合成期间，T-甲硅烷基的引入是非 位置选择性的，因此其可以被添加至2′或3′位置上。加上在亚磷酰胺生产 期间避免甲硅烷基迁移的额外的化学需要，单体的合成是富有挑战性和昂 贵的。本领域中还公知的是，这些单体的偶联效率由于2′-TBDMS的位阻 而被大幅降低，这不仅影响全场产物的产量和纯度，而且也限制可通过该 方法实现的寡核糖核苷酸的长度。

对合成的RNA的需求持续增长，这主要归因于RNA干扰的发现。因 此，期望开发出改进的RNA合成流程，尤其是2′-保护基团，以满足日益 增长的需要。

发明概述

本发明的方面包括2′受保护的核苷单体，其在2′位点上被硫代碳保护 基团保护。感兴趣的硫代碳保护基团包括但不限于硫代羟基碳酸酯 (thiocarbonate)、硫代羰基碳酸酯(thionocarbonate)和二硫代碳酸酯 (dithiocarbonate)保护基团，以及硫代氨基甲酸酯(thionocarbamate)保护基 团。本发明的方面还包括包含本发明保护基团的核酸，以及使用本发明的 保护基团合成核酸的方法。

定义

进一步详细描述本发明之前，除非另有说明，如下定义本申请中使用 的术语。

“核苷酸”或“核苷酸部件(moiety)”是指核酸(无论是DNA或 RNA或其类似物)的亚单元以及这些亚单元的类似物，所述亚单元包含磷 酸基、糖基和杂环碱基。其他基团(例如保护基团)可以与核苷酸的任何 组分连接。

“核苷”或“核苷部件”是指包含糖基和杂环碱基的核酸亚单元，以 及这些亚单元的类似物。其他基团(例如保护基团)可以与核苷的任何组 分连接。

“核苷残基”是指作为更大分子(例如在多核苷酸、寡核苷酸或核苷 亚磷酰胺中的)一部分的具有糖基和含氮碱基(如在核苷中)的分子。

“核苷酸单体”是指未被结合在更大寡核苷酸链或多核苷酸链中并且 对应于单个核苷酸亚单元的分子；当活化基(activating group)或保护基团对 于核苷酸单体的预期用途而言必不可少的时候，核苷酸单体也可以具有这 些基团。