[发明专利]具有均匀氢键合相互作用、同碱基对和异碱基对偏好以及错配辨别力的修饰核碱基

说明书

本文描述了二价核碱基，其各自结合两条核酸链，所述二价核碱基在被掺入核酸主链或核酸类似物主链中，诸如掺入γ‑肽核酸(γPNA)中时，是匹配的或错配的。还提供了包含所述二价核碱基中的一种或多种和核酸主链或核酸类似物主链诸如γPNA主链的基因识别试剂。还提供了所述二价核碱基以及含有所述二价核碱基的单体和基因识别试剂的用途。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月8日提交的美国临时专利申请号62/763,299的权益，该美国临时专利申请以引用方式整体并入本文中。

背景技术

本文描述了核碱基、包含核碱基的聚合物单体以及包含核碱基的核酸及其类似物。本文还描述了核碱基、包含核碱基的聚合物单体以及包含核碱基的核酸及其类似物的使用方法。

对于大多数生物体来说，遗传信息以沃森-克里克(Watson-Crick)碱基配对(其中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对且胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)配对)的形式编码在双链DNA中。取决于该遗传信息的哪组通过转录和翻译被解码，将确定发育程序和生理状态。开发可被定制设计成序列特异性地结合该遗传生物聚合物(DNA或RNA)的任何部分的分子，从而使得能够控制遗传信息的流动并评估和操作基因组的结构和功能，对于努力解开生命的分子基础的生物学和生物医学研究(包括用于生物学中的基础研究的分子工具)是重要的。这种努力对于治疗和检测遗传疾病的医学和治疗应用也是重要的。

寡核苷酸在其作为用于生物学中的基础研究的分子工具以及用于治疗和诊断应用的分子试剂(例如在遗传疾病的治疗和检测中)的用途方面是通用的。通常，寡核苷酸分子是单链DNA或RNA或其衍生物的短片段(长度为10-30个核苷酸)。它们可包括连接到腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)或尿苷(U)核碱基的糖磷酸二酯主链或其他主链。它们被设计成通过沃森-克里克碱基配对(其中A与T(或U)配对且C与G配对)结合至DNA或RNA靶标。寡核苷酸分子已被用于宽范围的应用中，包括例如核酸序列信息的查询、RNA结构的操作和基因表达的调控。许多这些应用的成功依赖于寡聚物以紧密和序列特异性的方式结合DNA或RNA靶的能力。对细胞内和体内基因靶向的另外要求包括酶促稳定性和细胞渗透性。

发明内容

提供一种基因识别试剂，其包含连接到核酸主链或核酸类似物主链的多个核碱基部分，其中至少一个核碱基部分是：

其中，X₁是＝O(＝是指双键)、＝S、＝Se或CH₃；X₂是H、CH₃、CN、NC、N₃、C(O)OH或C(O)NH₂；X₃是O或S；X₄是H、C(O)CH₃或C(O)OCH₃；并且Y是N或CH，其中在(1)中，当X₁和X₃是O时，X₂不是H或甲基。

还提供一种化合物，其包含连接到核碱基部分的核酸主链单体或核酸类似物主链单体，所述核碱基部分具有以下结构：

其中，X₁是＝O、＝S、＝Se或CH₃；X₂是H、CH₃、CN、NC、N₃、C(O)OH或C(O)NH₂；X₃是O或S；X₄是H、C(O)CH₃或C(O)OCH₃；并且Y是N或CH，其中在(I)中，当X₁和X₃是O时，X₂不是H或甲基。

附图说明