[发明专利]具有抗HIV-1融合活性的修饰的核酸结构

说明书

技术领域

本发明涉及修饰的核酸结构或其药学上可接受的盐或溶剂合物，所述核酸结构的双螺旋、三螺旋和四螺旋高级结构、它们的制备方法及其用于制备抗病毒药物的用途。 

发明背景 

开发核酸药物用于抗肿瘤，抗病毒和心血管疾病治疗等是近年来的热点课题，包括反义核酸，核酶，小干扰RNA(siRNA)和适配子等。前三者是针对致病基因或调控相关序列表达而设计的基因治疗药物，而适配子类型的核酸则以其独特的高级结构与特定的靶蛋白发生特异性结合，达到抑制靶蛋白功能的目的。 

在细胞内，核酸以多种高级结构类型存在，除了普遍存在的DNA双螺旋结构外，未知的RNA或DNA单链的高级结构还可能参与到细胞的很多生命过程中，发挥各种已知和未知的功能。例如，由富G片段形成的四螺旋结构具有重要的生物学意义，众所周知的端粒结构含有高度重复的富G序列，(GGGTTA)n，它与细胞的寿命是密切相关的。在其他基因序列中也发现了富G片段，如c-myc启动子，免疫球蛋白转化区，胰岛素调节序列等，参与多种功能的调节。已知在细胞内潜在的G-四螺旋结构达375000个，它们具体参与哪些生命过程还有待更深入的研究。 

G-四螺旋结构是一类非常独特的高级结构，它由4段含连续的G的核苷酸片段所形成，G片段可以来自链内或链间。四条片段(链)上的四个碱基G可通过氢键作用构成一个四联体平面，这样的平面连续堆积形成四螺旋结构，阳离子，如Na⁺和K⁺，为这一结构提供进一步的稳定性，它们与鸟嘌呤的羰基之间产生静电相互作用。四螺旋整体构 象的形式多种多样，受到阳离子的种类，连接的环的长短，末端基团(引入的或碱基本身)等因素的影响。四螺旋结构在生理盐浓度条件下，其熔解温度在60℃以上，能在生理条件下稳定存在，这也可能是生物进化选择其发挥生物功能的结构基础。 

具有生物学功能的非生物源性的G-四螺旋结构最早是从核酸序列库筛选得到的，通过特异性结合特定蛋白而发挥作用，如特异性结合凝血酶的适配子。通过组合化学方法，还发现了多个含G-四螺旋的结构具有抑制HIV-1的活性。Ojwang等人报道了一个17mer的G-四螺旋结构，具有抑制HIV-1整合酶的活性。Wyatt等人用组合化学方法筛选了另一类具有抗HIV活性的G-四螺旋结构，5320：5′-d(TTGGGGTT)-3′，它在K⁺存在下形成稳定的分子间四螺旋结构，通过结合HIV病毒表面蛋白gp120的V3 loop，抑制HIV-1从细胞到细胞和从病毒到细胞的感染。5′-d(TGGGAG)-3′是从一个15mer的G-四螺旋结构简化而来的，在它的5′-端的糖环的5′-羟基上引入一个大的脂溶性基团，这个脂溶性基团和四螺旋一起赋予该结构抑制HIV融合的活性。 

目前，已有多种小分子药物以及肽类药物用于HIV-1治疗，对于控制艾滋病的危害发挥了巨大作用，不幸的是，这些药物在治疗过程中会出现不同程度的耐药性。因此，不断发展新结构、新机制的抗HIV-1药物仍是目前药物化学针对HIV-1感染的一个热点研究方向。 

本发明基于核酸四螺旋抗HIV-1作用的结构要求，即核酸骨架的聚阴离子作用和核酸结构末端一定体积大小的脂溶性基团，提出新的修饰策略，通过化学修饰和全新的骨架设计来寻找活性更高、更适于作为药物的新结构，作为筛选抗HIV-1药物的有效途径之一。在5′-核苷单体的碱基上引入各种脂溶性基团修饰，和/或与5′-核糖上的修饰进行组合；开发双螺旋、三螺旋、和四螺旋骨架结构，发现具有抑制HIV-1融合活性的新结构，作为抗HIV-1感染的新的治疗候选药物。 

发明内容

发明概述 

本发明涉及一类具有抗HIV-1融合活性的修饰的核酸结构，其序列如通式(I)所示： 

其中 

R¹连接在核苷酸序列的5′-端，独立地选自通式1-6的核苷单体结构，所述单体结构以3′-羟基或5′-羟基与所述核苷酸序列连接； 

R²连接在核苷酸序列的3′-端，独立地选自：氢原子，甲基磷酰基，2-氯苯基磷酰基，甲基硫代磷酰基，甲基膦酰基，甲基硫代膦酰基，苯基膦酰基，2-羟乙基磷酰基，2-羟乙基硫代磷酰基，苯基磷酰基，4-氯苯基磷酰基，2-羟基-3-乙酰胺基-丙基；