Ribose

6.11.3.2 Modifikasjoner Av Sukker

Modifikasjoner av ribose gir en bemerkelsesverdig grad av kontroll over sukker konformasjon i nukleotid, som bestemmer ON bindingsaffinitet mot sin komplementære tråd og dupleks struktur. Sukker puckering kan endres gjennom gauche og anomere effekter av nabohydroksylgruppene eller via steriske begrensninger.56 de fleste nukleotidsukker og analoger adopterer konformasjoner karakterisert som Enten «Nord» (C 3′-endo og C 2′-exo), eller» Sør «(C 2′-endo og C 3′-exo). I B-formen, mest utbredt i dobbeltstrenget DNA, adopterer riboser» Sør «- konformasjonen, mens i A-formen, mest utbredt i dobbeltstrenget RNA, adopterer riboser «Nord» – konformasjonen.

2′-O-metyl (2′-O-Me) nukleosidanalogen er en av de mest brukte modifikasjonene I på terapi. Sammenlignet MED EN DNA-streng, inkorporering av 2′-O-Me-enheter i ONs øker bindingsaffinitet FOR RNA-komplementer57 og øker nukleasestabiliteten.58 2 ‘ -O-Me ribose foretrekker En Nord sukker konformasjon59 og danner en-form duplekser.59b 2 ‘ -O-Me-modifikasjonen har blitt mye brukt i antisense på forskning, spesielt når den er innlemmet i den såkalte «gapmer» på konstruksjoner. 2 ‘ -O-Me modifiserte ONs er i mange kliniske forsøk 60 og finnes i DEN FØRSTE FDA-godkjente Aptamer, Macugen.61 Disse analogene er også godt egnet for siRNA modifikasjon. Faktisk er 2 ‘ -O-Me-enheter godt tolerert i siRNAs,23, 27 a selv om denne modifikasjonen ikke tolereres på alle steder AV rna-duplekset, spesielt styrestrengen.62 2 ‘ -O-Me modifikasjoner har vist seg å redusere immunstimulerende egenskaper av siRNAs.63

2′-O-MOE (2′-o-(2-methoxyethyl)) modifikasjon har blitt brukt i flere terapeutiske kandidater som gjennomgår kliniske studier.37 Som med 2 ‘- O-Me øker 2 ‘ -O-MOE-modifikasjonen målbindende affinitet (2°C per innsats)64 og forbedrer nukleasestabiliteten.64a 2 ‘ -O-MOE modifikasjoner vedta En Nord sukker konformasjon.37,64 a 2 ‘ – O-MOE grupper har blitt brukt til antisense ved bruk av nevnte gapmer design og i siRNA, spesielt i passasjerstrengen.65 en av de godkjente antisense therapeutics, Mipomersen, er en andre generasjons antisense på inneholdende fosforotioat koblinger og 2 ‘ -O-MOE sukker.4a

2 ‘ – fluor modifikasjon er en annen populær kjemisk modifikasjon spesielt for siRNA. 2 ‘- fluor, som 2 ‘- O-Me, er EN RNA etterligne, fortrinnsvis vedta En Nord sukker spisser, 66 minst delvis på grunn av den sterke gauche effekten formidles av 2 ‘ – fluor. Mye som 2 ‘- O-Me, 2 ‘ – fluor øker bindingsaffinitet for mål RNA-sekvenser (2-3°C per innsats versus DNA) 37,64 b,67. 2’ – Fluor modifikasjon er svært godt tolerert i siRNA, i både guide og passasjer tråder 62b, 68. 2 ‘ – fluor substitusjon har tillatt for fullstendig eliminering Av RNAs fra siRNAs uten at innlemmelse I RISC, og dermed gi duplekser med økt stabilitet og potens som fortsatt fungerer via aktivering Av RNAi banen.69 Liker 2 ‘- O-Me, 2 ‘ – fluor modifikasjoner kan også bli funnet I FDA-godkjent Aptamer, Macugen.61

Låst nukleinsyre (LNA) eller 2′,4′-bicykliske nukleinsyre (2′,4′-BNA) er en kjemisk modifisert rna-analog hvor en metylenbro danner en kovalent kobling mellom 2′-OH og c-4′ av sukkeret.70 disse nukleosidanalogene er i hovedsak låst i En Nordsukkerkonformasjon som tett etterligner A-formen som er utbredt I RNA, som effektivt preorganiserer LNA for rna-binding.70,71 LNA viser de høyeste dupleksstabilitetseffektene av alle kjemiske modifikasjoner, med stabiliseringer på 5-6°C per innsats.70a Som et resultat, LNAs har vist seg svært nyttig i anti-miRNA, 72 antisense PÅ, 71 og siRNA applikasjoner 62b, 73. De sterke bindingsegenskapene til LNA gjør DEM spesielt nyttige i anti-miRNA-applikasjoner, hvor korte sekvenser kan være nødvendige for miRNA-spesifisitet. LNAs ble funnet å være utmerket antisense på modifikasjoner når de brukes i gapmer konstruksjoner.74 lna modifikasjoner er også kompatible med siRNA kjemi krav.73 lna modifikasjoner viser forbedret nukleasemotstand74 og kan redusere siRNA immunstimulerende respons.63

Andre bicykliske nukleinsyrer (Bna) har blitt introdusert gjennom årene.65 EN bna analog, som har blitt brukt til generasjon 2.5 terapeutiske antisense ONs, er (S) – cEt BNA, hvor (S) – cEt Bna blandes inn i 2 ‘ – o-MOE flankene AV EN MOE gapmer. (S)-cEt og LNA viser lignende Tm og in vitro og in vivo aktiviteter. Imidlertid viste (S)-cEt BNA ONs en forbedret toksisitetsprofil i forhold til LNA ONs. Disse dataene tyder på at (S)-cEt BNA har potensial til å forbedre den terapeutiske indeksen for antisensmedikamenter.65 Bikykloheksanbaserte nukleosidanaloger (2p-deoksy-metanokarba nukleosider ) vedta En Nord sukker konformasjon, forbedre termisk stabilitet av duplekser, og forbedre siRNA serum stabilitet.75 En annen konformasjonelt begrenset nukleosidanalog, tricyklo-DNA (TC-DNA), har vist løfte i tidlig utvikling.76 Den er basert på et trisyklisk ringsystem i stedet for et bicyklisk ringsystem. tc-DNA viser forbedret bindingsaffinitet TIL RNA, aktiverer Ikke RNase H, og er stabil for nukleaser.76

Kontrast den stive natur LNA, er svært fleksibel ulåst nukleinsyre (UNA) (eller «seconukleosid») modifikasjon også utviklet for anvendelse I på therapeutics. UNA, mangler kovalent C2 ‘- C3 ‘ binding av en ribose sukker, er ikke konformasjonelt behersket og kan brukes til å påvirke fleksibiliteten.77 UNA kan redusere tosidig Tm opp til 5-10°C per innsett77, 78, men letter fortsatt antisensstrengvalg i RISC-komplekset. UNA modifikasjoner plassert i frøområdet av en siRNA-styrestreng kan redusere off-target-effekter betydelig.79