Ribose

6.11.3.2 modificaties van de suiker

modificaties aan de ribose bieden een opmerkelijk niveau van controle over de suikerconstructie in het nucleotide, dat de bindingsaffiniteit van de ON ten opzichte van zijn complementaire streng en duplex structuur bepaalt. Suiker Pucking kan worden veranderd door gauche en anomerische effecten van de naburige hydroxylgroepen of via sterische beperkingen.56 De meeste nucleotidesuikers en analogen nemen conformaties aan die worden gekenmerkt als ” Noord “(c 3′-endo en c 2′-exo), of” Zuid “(C 2′-endo en C 3′-exo). In de B-vorm, het meest overwegend in double-stranded DNA, keuren riboses de “Zuidelijke” bouw goed, terwijl in de A-vorm, het meest overwegend in double-stranded RNA, riboses de “noordelijke” Bouw goedkeuren.

de 2′-o-methyl (2 ‘ – O-Me) nucleoside analoog is een van de meest gebruikte modificatie in on therapeutics. Vergeleken met een bundel van DNA, verhoogt de integratie van 2’-O-Me eenheden binnen ONs bindingsaffiniteit voor RNA-complements57 en verhoogt nucleasestabiliteit.58 2 ‘ -O-Me ribose geeft de voorkeur aan een noordsuikerconformatie 59 en vormt a-vorm duplexen.59b de 2 ‘ -O-Me modificatie is op grote schaal toegepast in antisense op onderzoek, vooral wanneer opgenomen in de zogenaamde “gapmer” op constructies. 2 ‘ -O-Me gemodificeerde ONs zijn in veel klinische trials60 en kunnen worden gevonden in de eerste door de FDA goedgekeurde aptamer, Macugen.61 deze analogen zijn ook zeer geschikt voor siRNA modificatie. Inderdaad, worden 2 ‘ -O-Me eenheden goed verdragen in siRNAs, 23, 27 a hoewel deze wijziging niet op elke plaats van de duplex van RNA, in het bijzonder de leidende bundel wordt getolereerd.Er is aangetoond dat 2 ‘ -O-Me modificaties de immunostimulerende eigenschappen van siRNAs verminderen.

de 2′-O-MOE (2 ‘ -O-(2-methoxyethyl)) modificatie is gebruikt in verschillende therapeutische kandidaten die klinische onderzoeken ondergingen.Net als bij 2 ‘- O-Me verhoogt de 2’-O-MOE-modificatie de bindingsaffiniteit (2°C per insert)64 en verbetert de nucleasestabiliteit.64a 2 ‘ – O-MOE wijzigingen nemen een north sugar conformatie.37,64 a 2′-O-MOE groepen zijn met succes toegepast op antisense op het gebruik van de eerder genoemde gapmer ontwerp en in siRNA, met name in de passenger strand.65 een van de goedgekeurde antisense therapeutica, Mipomersen, is een tweede generatie antisense die fosforothioaatverbindingen en 2’-O-MOE suikers bevat.4a

de 2′-fluor modificatie is een andere populaire chemische modificatie, met name voor siRNA. 2 ‘- fluoro, net als 2 ‘- O-Me, is een RNA-nabootsing, waarbij bij voorkeur een North sugar pucker wordt aangenomen,66 ten minste gedeeltelijk vanwege het sterke gauche-effect dat door het 2′ – fluor wordt overgedragen. Net als 2′-O-Me, verhoogt 2’-fluoro de bindingsaffiniteit voor de opeenvolgingen van doelrna (2-3°C per insert versus DNA) 37,64 b,67. 2 ‘ – Fluormodificatie wordt zeer goed verdragen in siRNA, zowel in De Gids als in de passagiersleidingen 62b, 68. De 2 ‘ – fluorosubstitutie heeft voor de volledige verwijdering van RNAs van siRNAs toegestaan zonder opname in RISC in gevaar te brengen, waardoor duplexen met verhoogde stabiliteit en potentie worden verstrekt die nog via activering van de RNAi-weg handelen.69 zoals 2 ‘- O-Me, 2’-fluoro wijzigingen kunnen ook worden gevonden in de FDA-goedgekeurde aptamer, Macugen.61

gesloten nucleïnezuur (LNA) of 2′,4′-bicyclisch nucleïnezuur (2′,4′-BNA) is een chemisch gemodificeerd RNA-analoog waarbij een methyleenbrug een covalente verbinding vormt tussen de 2′-OH en de C-4′ van de suiker.70 deze nucleosideanalogen zijn hoofdzakelijk opgesloten in een de bouw van de noordelijke suiker die dicht de A-vorm in RNA nabootst overwegend, die effectief LNA voor de band van RNA preorganiseert.70,71 LNA toont de hoogste duplex stabiliteitseffecten van alle chemische wijzigingen, met stabilisaties van 5-6°C per wisselplaat.70a dientengevolge, hebben LNA ‘ s zeer nuttig in anti-miRNA,72 antisense op,71 en siRNA toepassingen 62b,73 bewezen. De sterke bindende eigenschappen van LNA maken hen bijzonder nuttig in anti-miRNA-toepassingen, waar de korte opeenvolgingen voor miRNA-specificiteit nodig kunnen zijn. LNA ‘ s bleken uitstekende antisense te zijn op modificaties bij gebruik in gapmerconstructies.74 LNA wijzigingen zijn ook compatibel met siRNA chemie eisen.De wijzigingen van LNA tonen verbeterde nucleaseweerstand74 en kunnen siRNA immunostimulatory reactie verminderen.63

andere bicyclische nucleïnezuren (BNA ‘ s) zijn in de loop der jaren geïntroduceerd.65 een BNA analoog, dat met succes is toegepast op generatie 2.5 therapeutische antisense ons, is (S)-cEt BNA, waar (S)-cEt BNA’s worden gemengd in de 2′ -O-MOE flanken van een MOE gapmer. (S)-cEt en LNA vertonen vergelijkbare TM-en in vitro-en in vivo-activiteiten. Echter, (S)-cEt BNA ONs toonde een verbeterd toxiciteitsprofiel ten opzichte van LNA ONs. Deze gegevens suggereren dat (S)-cEt BNA het potentieel heeft om de therapeutische index van antisense drugs te verbeteren.65 Bicyclohexaan-gebaseerde nucleosideanalogen (2P-deoxy-methanocarba nucleosiden ) nemen een noordelijke suikerconstructie aan, verbeteren de thermische stabiliteit van duplexen en verbeteren siRNA-serumstabiliteit.75 een andere conformationally beperkt nucleoside-analoog, tricyclo-DNA (TC-DNA), heeft belofte in vroege ontwikkeling getoond.76 het is gebaseerd op een tricyclisch in plaats van bicyclisch ringsysteem. tc-DNA toont verbeterde bindende affiniteit aan RNA, activeert RNase H niet, en is stabiel aan nucleases.In tegenstelling tot de rigide aard van LNA wordt ook de modificatie met zeer flexibele ontgrendelde nucleïnezuren (una) (of “seconucleoside”) ontwikkeld voor toepassing in therapeutica. UNA, die de covalente C2’–C3′ – binding van een ribosesuiker mist, wordt niet conformistisch ingeperkt en kan worden gebruikt om de flexibiliteit te beïnvloeden.77 UNA kan duplex TM tot 5-10°C per insert77,78 verminderen maar vergemakkelijkt nog antisense bundelselectie in het RISC complex. Una de wijzigingen die in het zaadgebied van een siRNA-gidsbundel worden geplaatst kunnen off-target gevolgen beduidend verminderen.79