Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ ГРУПП ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ СИНТЕЗА МОНОМЕРОВ γ-ПНК НА ОСНОВЕ L-ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-5-14-22

Полный текст:

Аннотация

Работа посвящена оптимизации синтеза γ-(S)-карбоксиэтильных мономеров ПНК на основе L-Glu. ПНК - перспективные соединения, которые гибридизуются с ДНК или РНК, а благодаря своим свойствам находят применение в молекулярной биологии, персонализированной медицине, а также могут использоваться для создания наноматериалов. Для увеличения выхода целевых мономеров было предложено заменить бензильную защитную группу на карбокси-функции бокового радикала на циклогексильную. Были предложены две синтетические схемы. В первой из них исходным соединением выступала γ-бензил-N-Boc-глутаминовая кислота, которую восстанавливали до β-аминоспирта; гидроксильную функцию защищали диметил-трет-бутилсилильной группой; бензиловый эфир в боковом радикале расщепляли восстановлением на палладиевом катализаторе, используя формиат аммония. Однако осуществить последующее ацилирование циклогексилового спирта не удалось. Во второй из предложенных схем была использована известная последовательность реакций, которая привела к образованию циклического производного Cbz-защищенной глутаминовой кислоты. Затем данным соединением ацилировали циклогексиловый спирт с получением целевого сложного эфира. Последующая трансформация защитных групп эфира приводила в три стадии к дизащищенной L-глутаминовой кислоте. Затем реакцией восстановления был получен желаемый защищенный β-аминоспирт, содержащий циклогексильную защитную группу в боковом радикале. Далее это соединение использовали в реакции Мицунобу с получением полностью защищенного остова мономера ПНК. Последовательно проведенная реакция тиолиза Ns-защитной группы привела к образованию целевого вторичного амина, стабильность которого существенно превзошла стабильность его аналога с бензильной защитой, полученного и исследованного ранее. При этом выход реакции тиолиза повысился в 2 раза. Структура новых соединений подтверждена данными 1Н-ЯМР-спектроскопии.

Об авторах

И. А. Прохоров
МИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

ассистент кафедры биотехнологии и промышленной фармации

119571, Россия, Москва, пр. Вернадского, 86



А. А. Мелкумова
МИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

студент 5 курса кафедры биотехнологии и промышленной фармации

119571, Россия, Москва, пр. Вернадского, 86



А. С. Абдельбаки
МИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова); Университет Эль-Файюм
Россия

аспирант 3 года обучения кафедры биотехнологии и промышленной фармации

119571, Россия, Москва, пр. Вернадского, 86



О. В. Есипова
МИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

доцент, кандидат химических наук, доцент кафедры биотехнологии и промышленной фармации

119571, Россия, Москва, пр. Вернадского, 86



Ю. Г. Кириллова
МИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова); Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА России
Россия

кандидат химических наук, доцент кафедры биотехнологии и промышленной фармации

119571, Россия, Москва, пр. Вернадского, 86

старший научный сотрудник отдела биофизики

119435, Россия, Москва, М. Пироговская ул., 1A



Список литературы

1. Nielsen P.E., Egholm M., Berg R.H., Buchardt O. Sequence-selective recognition of DNA by strand displacement with a thymine-substituted polyamide // Science. 1991. № 254 (5037). P. 1497-1500.

2. Varizhuk A.M., Dezhenkov A.V., Kirillova Yu.G. Chiral acyclic PNA modifications: Synthesis and properties // Studies in Natural Products Chemistry. 2016. V. 47. P. 261-305.

3. Egholm M., Buchardt O., Christensen L., Behrens C., Freier S.M., Driver D.A., Berg R.H., Kim S.K., Norden B., Nielsen P.E.PNA hybridizes to complementary oligonucleotides obeying the Watson-Crick hydrogen-bonding rules // Nature. 1993. № 365 (6446). P. 566-568.

4. Nielsen P.E. Peptide nucleic acid. A molecule with two identities. // Асс. Chem. Res. 1999. № 32. P. 624-630.

5. Chin J.Y., Kuan J.Y., Lonkar P.S., Krause D.S., Seidman M.M., Peterson K.R., Nielsen P.E., Kole R., Glazer P.M. Correction of a splice-site mutation in the beta-globin gene stimulated by triplex-forming peptide nucleic acids // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008. № 105. P. 13514-13519.

6. Janowski B.A., Kaihatsu K., Huffman K.E., Schwartz J.C., Ram R., Hardy D., Mendelson C.R., Corey D.R. Inhibiting transcription of chromosomal DNA with antigene peptide nucleic acids // Nat. Chem. Biol. 2005. № 1. P. 210-215.

7. Myers C.P., Williams M.E. Directed self-assembly of inorganic redox complexes with artificial peptide scaffolds // Coord. Chem. Rev. 2010. № 254. P. 2416-2428.

8. Tackett A.J., Corey D.R., Raney K.D. Non-Watson-Crick interactions between PNA and DNA inhibit the ATPase activity of bacteriophage T4 Dda helicase // Nucleic Acids Res. 2002. № 30. P. 950-957.

9. Corradini R., Sforza S., Tedeschi T., Totsingan F., Manicardi A., Marchelli R. Peptide nucleic acids with a structurally biased backbone. Updated review and emerging challenges // Curr. Top Med. Chem. 2011. № 11(12). P. 1535-1554.

10. Sugiyama T., Kittaka A. Chiral peptide nucleic acids with a substituent in the N-(2-aminoethy)glycine backbone // Molecules. 2012. № 18(1). P. 287-310.

11. Kirillova Y.G., Boyarskaya N.P., Dezhenkov A.V., Tankevich M.V., Prokhorov I.A., Varizhuk A.M., Eremin S.V., Esipov D.S., Smirnov I.P., Pozmogova G.E. Polyanionic carboxyethyl peptide nucleic acids (ce-PNAs): Synthesis and DNA binding // PLoS ONE. 2015. V. 10(10). e0140468.

12. Falkiewicz B., Kołodziejczyk A.S., Liberek B., Wiśniewski K. Synthesis of achiral and chiral peptide nucleic acid (PNA) monomers using Mitsunobu reaction // Tetrahedron. 2001. V. 57. № 37. P. 7909-7917.

13. Manna A., Rapireddy S., Sureshkumar G., Ly D.H. Synthesis of optically-pure γPNA monomers: A comparative study Tetrahedron // 2015. V. 71. P. 3507-3514.

14. Boyarskaya N.P., Prokhorov D.I., Kirillova Yu.G., Zvonkova E.N., Shvets V.I. Synthesis of protected pseudopeptides from dicarboxylic amino acids by Mitsunobu condensation // Tetrahedron Lett. 2005. V. 46. № 43. P. 7359-7362.

15. Tam J.P. Cyclohexyl ester as a new protecting group for aspartyl peptides to minimize aspartimide formation in acidic and basic treatments // Tetrahedron Lett. 1979. № 42. P. 4033-4035.

16. Christensen L., Fitzpatrick R., Gildea B., Petersen K.H., Hansen H.F., Koch T. Egholm M., Buchardt O., Nielsen P.E., Coull J., Berg R.H. Solid-phase synthesis of peptide nucleic acids // J. Peptide Sci. 1995. № 1(3). P. 175-183.

17. Nielsen P.E., Haaima G., Lohse A., Buchardt O. Peptide nucleic acids (PNAs) containing thymine monomers derived from chiral amino acids: Hybridization and Solubility properties of D-lysine PNA // Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 1996. № 35(17). P. 1939-1942.

18. Кириллова Ю.Г., Баранов А.В., Прохоров Д.И., Есипова О.В., В.И.Швец. Препаративное получение β-аминоспиртов из производных дикарбоновых аминокислот // Журн. орг. химии. 2009. № 9. С. 1330-1332.

19. Itoh M. Selective protection of α- or side-chain carboxyl groups of aspartic and glutamic acid. A facile synthesis of β-aspartyl and γ-glutamyl peptides // Chem. Pharm. Bull. 1969. № 17(8). P. 1679-1686.


Для цитирования:


Прохоров И.А., Мелкумова А.А., Абдельбаки А.С., Есипова О.В., Кириллова Ю.Г. ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ ГРУПП ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ СИНТЕЗА МОНОМЕРОВ γ-ПНК НА ОСНОВЕ L-ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ. Тонкие химические технологии. 2018;13(5):14-22. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-5-14-22

For citation:


Prokhorov I.A., Melkumova A.A., Abdelbaky A.S., Esipova O.V., Kirillova Y.G. SELECTION OF PROTECTIVE GROUPS UPON OPTIMIZING THE SYNTHESIS OF γ-PNA BASED ON L-GLU. Fine Chemical Technologies. 2018;13(5):14-22. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-5-14-22

Просмотров: 110


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)