プリン純粋な塩基対を含むDNA：イソグアニンと8-aza-7-デアズソグアニンのサイズと位置クリック可能な残基は、グアニンと5-aza-7-デアズガニンの分子認識を制御します

プリン純粋な塩基対は、ワトソンとクリックによって報告されたプリンピリミジンペアリングの代替認識システムを表しています。修正されたプリンは、非標準的な相互作用の源です。DG-DC相互作用を模倣するには、2'-デオキシゾグアノシン（1a）および8-aza-7-deaza-2'-deoxyisoguanosine（2a）を使用して、2'-デオキシグアノシンまたは5-aza-7-deaza-2'-デオキシグアノシン（DZ）。この研究は、1aの化学的機能化と、その形状がプリン純粋な塩基対の2aを模倣することを報告しています。クリック可能なリジッドエチニルと1aおよび2aのより柔軟なオクタディニルサイドチェーン誘導体を合成しました。それらは保護され、ホスホラミダイトに変換されました。ビルディングブロックは、クリック可能なサイドチェーンを備えた塩基修飾12-MERオリゴヌクレオチドの合成に使用されました。ピレンアジドをクリックしてリンカーにクリックしました。ハイブリダイゼーション後、プリン純粋な塩基対を含むオリゴヌクレオチドは、イソグアニンの位置8および8-aza-7-デアズソグアニンの位置7でリンカーとピレン付加物で構築されました。TM値、熱力学的データ、およびCDセプペクティックの変化を使用して、プリン純粋な塩基対の認識と安定性を調査しました。8-aza-7-deazaisoguanine-グアニン塩基ペアの位置7または5-aza-7-デアザグアニンの側鎖は、DNAに十分に収容されていますが、イソグアニンの8ポジションでの機能化はDNAを不安定にします。ピレンクリック付加は観察を確認しました。結論として、Position-7は、プリン純粋な塩基対の機能化に最適な場所です。

Purine-purine base pairs represent an alternative recognition system to the purine-pyrimidine pairing reported by Watson and Crick. Modified purines are the source for non-canonical interactions. To mimic dG-dC interactions, 2'-deoxyisoguanosine (1a) and 8-aza-7-deaza-2'-deoxyisoguanosine (2a) are used to construct base pairs with 2'-deoxyguanosine or 5-aza-7-deaza-2'-deoxyguanosine (dZ). This work reports the chemical functionalization of 1a and its shape mimic 2a in purine-purine base pairs. Clickable rigid ethynyl and more flexible octadiynyl side chain derivatives of 1a and 2a were synthesized. They were protected and converted into phosphoramidites. Building blocks were employed in the synthesis of base-modified 12-mer oligonucleotides with clickable side chains. Pyrene azide was clicked to the linkers. After hybridization, oligonucleotides with purine-purine base pairs were constructed with linkers and pyrene adducts at position-8 of isoguanine and at position-7 of 8-aza-7-deazaisoguanine. Recognition and stability of purine-purine base pairs were explored using Tm values, thermodynamic data, and CD-spectroscopic changes. Side chains at position-7 of 8-aza-7-deazaisoguanine-guanine base pairs or with 5-aza-7-deazaguanine are well accommodated in DNA, whereas functionalization at 8-position of isoguanine makes the DNA unstable. Pyrene click adducts verified the observation. In conclusion, position-7 is the place of choice for purine-purine base pair functionalization.