反応性の増加を伴うヌクレオチドのプロリニルホスホラミデート

ヌクレオシド一リン酸（NMP）はRNAのサブユニットです。それらは、リン酸塩の有機離脱基を使用して酵素を含まない反応で配列がコピーされると、成長する相補鎖に組み込まれます。アミノ酸は去るグループとはめったに見なされませんが、プロリンはN-LinkがNMPSにリンクされたときに去るグループとして作用することができます。そのため、プロリニルNMPSは37°Cで水性緩衝液で加水分解し、半減期は2.4時間短くなり、作用します。酵素を含まないプライマー拡張のモノマーとして。それでも、それらの反応性のレベルは実用的な目的では不十分であり、一部の拡張には数ヶ月が必要です。ここでは、7つの関連化合物と一緒に、8つの置換プロリニルアンプの合成と、それらの反応性の研究の結果を報告します。Δ-カルボキシプロリニルNMPは、マグネシウムを含まない緩衝液中のわずか11分の半減期時間で変換され、Δ-イソプロピルNMPは、酵素を含まない遺伝子のプロリニルカウンターパートよりも7倍高速に反応することが示されました。RNAのコピー。我々の結果は、アミノアシジルヌクレオチド、すなわち、1つの機能エンティティの生体分子の2つの基本的なクラスを組み合わせた化合物の反応性を高めるために、アンキメラと立体効果の両方を使用できることを示しています。

Nucleoside monophosphates (NMPs) are the subunits of RNA. They are incorporated in growing complementary strands when sequences are copied in enzyme-free reactions using organic leaving groups at the phosphates. Amino acids are rarely considered as leaving groups, but proline can act as leaving group when N-linked to NMPs, so that prolinyl NMPs hydrolyze in aqueous buffer at 37 °C, with half-life times as short as 2.4 h, and they act as monomers in enzyme-free primer extension. Still, their level of reactivity is insufficient for practical purposes, requiring months for some extensions. Here we report the synthesis of eight substituted prolinyl AMPs together with seven related compounds and the results of a study of their reactivity. A δ-carboxy prolinyl NMP was found to be converted with a half-life time of just 11 min in magnesium-free buffer, and a δ-isopropyl NMP was shown to react seven-fold faster than its prolinyl counterpart in enzyme-free genetic copying of RNA. Our results indicate that both anchimeric and steric effects can be employed to increase the reactivity of aminoacidyl nucleotides, i.e. compounds that combine two fundamental classes of biomolecules in one functional entity.