riboosi

6.11.3.2 sokerin modifikaatiot

riboosin modifikaatiot säätelevät merkittävästi sokerin konformaatiota nukleotidissa, mikä määrittää ON: n sitoutumisaffiniteetin komplementaariseen säikeeseen ja duplex-rakenteeseen. Sokerin pöyhimistä voidaan muuttaa viereisten hydroksyyliryhmien gauche-ja anomeeristen vaikutusten tai steeristen rajoitusten kautta.56 useimmat nukleotidisokerit ja analogit hyväksyvät konformaatioita, joita on luonnehdittu joko ” pohjoiseksi ”(C 3′-endo ja C 2′-ekso) tai” eteläiseksi ”(C 2′-endo ja C 3′-ekso). B-muodossa, joka on yleisin kaksijuosteisella DNA: lla, riboosit omaksuvat ”Etelä”-konformaation, kun taas A-muodossa, joka on yleisintä kaksijuosteisella RNA: lla, riboosit omaksuvat ”Pohjoinen” – konformaation.

2′-O-metyyli (2′-O-Me) nukleosidianalogi on yksi yleisimmin käytetyistä muunnoksista terapeutiikassa. DNA-juosteeseen verrattuna 2′-O-me-yksiköiden sisällyttäminen ONs: ään lisää sitoutumisaffiniteettia RNA: n komplementanssiin57 ja lisää nukleaasistabiilisuutta.58 2 ’ – O – me riboosi suosii pohjoisen sokerin konformaatiota 59 ja muodostaa a-muodon duplexeja.59b 2 ’ – O – me-muunnosta on sovellettu laajalti antisensiteettitutkimuksessa, erityisesti kun se on sisällytetty konstruktioiden ns. 2 ’ – O-me modified ONs on monissa kliinisissä trials60: ssä ja löytyy ensimmäisestä FDA: n hyväksymästä aptamerista, Macugenista.61 nämä analogit sopivat hyvin myös sirnan muokkaukseen. Itse asiassa 2 ’ -O-me-yksiköt ovat hyvin siedettyjä siRNAs,23,27 A: ssa, vaikka tätä muunnosta ei siedetä kaikissa RNA-dupleksin paikoissa, varsinkaan ohjaavassa juosteessa.62 2’-O-Me-modifikaatioiden on osoitettu vähentävän sirnasin immunostimulatorisia ominaisuuksia.

2′-O-MOE (2′-o-(2-metoksietyyli)) – modifikaatiota on käytetty useissa kliinisissä tutkimuksissa.37 kuten 2′-O-Me, 2 ’ -O-MOE-modifikaatio lisää kohdesitoutumisaffiniteettia (2°c per insertti)64 ja parantaa nukleaasin stabiilisuutta.64a 2 ’ – O-MOE-muunnokset omaksuvat pohjoisen sokerin konformaation.37,64 a 2 ’ – O-MOE-ryhmiä on onnistuneesti sovellettu antisensointiin edellä mainitulla gapmer-rakenteella ja sirnassa, erityisesti matkustajalohkossa.65 yksi hyväksytyistä antisensiterapeuttisista aineista, Mipomersen, on toisen sukupolven antisense, joka sisältää fosforotioaattisidoksia ja 2’-O-MOE-sokereita.4a

2 ’ – fluorimuunnos on toinen suosittu kemiallinen muunnos erityisesti sirnalle. 2′-fluori, kuten 2’-o-Me, on RNA-imitaatio, joka omaksuu mieluiten Pohjoissokerin puckerin,66 ainakin osittain 2 ’ – fluorin antaman voimakkaan gauche-vaikutuksen vuoksi. Aivan kuten 2 ’- O-Me, 2 ’ – fluori lisää sitoutumisaffiniteettia kohde-RNA-sekvensseihin (2-3°C inserttiä kohti verrattuna DNA: han) 37,64 b,67. 2 ’ – fluori-muunnos on erittäin hyvin siedetty sirnassa, sekä ohjauksessa että matkustajasäikeissä 62b, 68. 2 ’ – fluorisubstituutio on mahdollistanut RNAS: n täydellisen poistamisen siRNAs: stä vaarantamatta sisällyttämistä RISC: hen, mikä tarjoaa duplexeille lisää vakautta ja tehoa, jotka toimivat edelleen RNAi-reitin aktivoinnin kautta.69 kuten 2 ’- O-Me, 2 ’ – fluorimuunnoksia löytyy myös FDA: n hyväksymästä aptamerista, Macugenista.61

lukittu nukleiinihappo (LNA) tai 2′,4′-bisyklinen nukleiinihappo (2′,4′-BNA) on kemiallisesti muunnettu RNA-analogi, jossa metyleenisilta muodostaa kovalenttisen sidoksen sokerin 2′-OH: n ja C-4′: n välille.70 nämä nukleosidianalogit ovat olennaisesti lukittuneet pohjoisen sokerin konformaatioon, joka jäljittelee läheisesti RNA: ssa vallitsevaa a-muotoa, joka tehokkaasti esiorganoi LNA: ta RNA: n sitoutumiseen.70,71 LNA osoittaa kaikkien kemiallisten muunnosten korkeimmat duplex-stabiiliusvaikutukset, kun stabilointi on 5-6°C inserttiä kohti.70a tämän seurauksena LNAs on osoittautunut erittäin hyödylliseksi anti-miRNA, 72 antisense ON, 71 ja siRNA sovelluksia 62b, 73. LNA: n vahvat sitovuusominaisuudet tekevät niistä erityisen hyödyllisiä anti-miRNA-sovelluksissa, joissa lyhyet sekvenssit voivat olla tarpeen miRNA-spesifisyydelle. LNAs todettiin olevan erinomainen antisense modifikaatioita käytettäessä gapmer konstruktioita.74 LNA-modifikaatiot ovat myös yhteensopivia sirnan kemian vaatimusten kanssa.73 LNA-modifikaatiot osoittavat parantuneen nukleaasiresistanssin74 ja voivat vähentää siRNA-immunostimulatorista vastetta.

muita bisyklisiä nukleiinihappoja (BNAs) on tullut markkinoille vuosien kuluessa.65 A BNA analoginen, joka on onnistuneesti sovellettu sukupolven 2.5 terapeuttinen antisense ONs, on (S)-cEt BNA, jossa (S)-cEt BNAs sekoitetaan 2′-O-MOE kyljet MOE gapmer. (S)-cEt: llä ja LNA: lla on samanlaiset Tm: n ja in vitro-ja In vivo-toiminnot. (S) – cEt BNA ONs: N toksisuusprofiili oli kuitenkin parempi kuin LNA ONs: N. Nämä tiedot viittaavat siihen, että (S)-cEt BNA: lla on potentiaalia parantaa antisensiteettilääkkeiden terapeuttista indeksiä.65 Bisykloheksaanipohjaiset nukleosidianalogit (2p-deoksi-metanokarba-nukleosidit ) hyväksyvät pohjoisen sokerin konformaation, parantavat duplexien lämpöstabiilisuutta ja parantavat siRNA-seerumin vakautta.75 toinen konformaatiorajoitteinen nukleosidianalogi, trisyklo-DNA (tc-DNA), on osoittautunut lupaavaksi varhaisessa kehityksessä.76 se perustuu pikemminkin trisykliseen kuin bisykliseen rengasjärjestelmään. tc-DNA: lla on tehostunut sitoutumisaffiniteetti RNA: han, se ei aktivoi RNaasi H: ta ja on stabiili nukleaaseille.76

LNA: n jäykän luonteen vastakohtana kehitetään myös erittäin joustavaa lukitsematonta nukleiinihappoa (UNA) (tai ”seconucleoside”) muuntelua käytettäväksi terapeutiikassa. UNA, jolta puuttuu riboosisokerin kovalenttinen C2’–C3 ’ – sidos, ei ole konformaatiomaisesti sidottu ja sitä voidaan käyttää joustavuuteen vaikuttamiseen.77 UNA voi vähentää duplex Tm: ää jopa 5-10°C: seen insert77,78: aa kohti, mutta silti helpottaa antisense-juosteen valintaa RISC-kompleksiin. SiRNA – ohjainjuoman siemenalueelle sijoitetut una-muutokset voivat merkittävästi vähentää kohteen ulkopuolisia vaikutuksia.79