ribos

6.11.3.2 modifieringar av sockret

modifieringar av ribosen ger en anmärkningsvärd nivå av kontroll över sockerkonformationen i nukleotiden, som bestämmer ON: s bindningsaffinitet mot dess komplementära sträng och duplexstruktur. Sockerpuckring kan förändras genom gauche och anomera effekter av de närliggande hydroxylgrupperna eller via steriska begränsningar.56 de flesta nukleotid sockerarter och analoger anta konformationer karakteriseras som antingen ” North ”(C 3′-endo och C 2′-exo), eller” South ”(C 2′-endo och C 3′-exo). I B-formen, vanligast i dubbelsträngat DNA, antar riboser” Syd ” konformation, medan i A-formen, vanligast i dubbelsträngat RNA, antar riboser ”Nord” konformation.

2′-O-metyl (2′-O-Me) nukleosidanalog är en av de mest använda modifieringarna i On therapeutics. Jämfört med en DNA-sträng ökar införlivandet av 2′-O-Me-enheter inom ONs bindningsaffinitet för RNA-komplementer57 och ökar nukleasstabiliteten.58 2 ’ -O-Me ribos föredrar en nordsockerkonformation59 och bildar a-form Duplex.59b 2 ’ -O-Me-modifieringen har använts i stor utsträckning i antisense på forskning, särskilt när den införlivas i den så kallade ”gapmer” på konstruktioner. 2 ’ -O-Me modifierade ONs finns i många kliniska prövningar60 och kan hittas i den första FDA-godkända aptamer, Macugen.61 dessa analoger är också väl lämpade för siRNA-modifiering. Faktum är att 2 ’ -O-Me-enheter tolereras väl i siRNAs,23,27 A även om denna modifiering inte tolereras vid varje plats i RNA-duplexen, särskilt styrsträngen.62 2 ’ -O-Me modifieringar har visat sig minska immunstimulerande egenskaper hos siRNAs.63

2′-O-MOE (2′-O-(2-metoxietyl)) modifiering har använts i flera terapeutiska kandidater som genomgår kliniska prövningar.37 liksom med 2′-O-Me ökar 2 ’ -O-MOE-modifieringen målbindningsaffinitet (2 msk C per insats)64 och förbättrar nukleasstabiliteten.64A 2 ’ -O-MOE-modifieringar antar en nordsockerkonformation.37,64 a 2 ’ -O-MOE-grupper har framgångsrikt tillämpats på antisense vid användning av ovannämnda gapmer-design och i siRNA, särskilt i passagerarsträngen.65 En av de godkända antisensebehandlingarna, Mipomersen, är en andra generationens antisense på innehållande fosforotioatbindningar och 2 ’ -O-MOE-sockerarter.4a

2 ’ – fluoro-modifieringen är en annan populär kemisk modifiering, särskilt för siRNA. 2 ’- fluoro, som 2’-O-Me, är en RNA-mimic, som företrädesvis antar en nordsockerpucker,66 åtminstone delvis på grund av den starka gauche-effekten som ges av 2 ’ – fluor. Ungefär som 2 ’- O-Me, 2 ’ – fluoro ökar bindningsaffiniteten för mål-RNA-sekvenser (2-3 kcal C per insats kontra DNA) 37,64 b,67. 2 ’ – Fluoro-modifiering tolereras mycket väl i siRNA, i både guiden och passagerarsträngarna 62b,68. 2 ’ – fluoro-substitutionen har möjliggjort fullständig eliminering av RNA från siRNAs utan att kompromissa med införlivande i RISC, vilket ger duplex med ökad stabilitet och styrka som fortfarande verkar via aktivering av RNAi-vägen.69 som 2 ’- O-Me, 2’-fluoro modifieringar kan också hittas i FDA-godkända aptamer, Macugen.61

låst nukleinsyra (LNA) eller 2′, 4′-bicyklisk nukleinsyra (2′, 4′-BNA) är en kemiskt modifierad RNA-analog där en metylenbro bildar en kovalent koppling mellan 2′-OH och C-4 ’ av sockret.70 dessa nukleosidanaloger är väsentligen låsta i en nordsockerkonformation som nära efterliknar A-formen som förekommer i RNA, vilket effektivt preorganiserar LNA för RNA-bindning.70,71 LNA visar de högsta duplexstabilitetseffekterna av alla kemiska modifieringar, med stabiliseringar av 5-6 kcal C per insats.70a som ett resultat har LNAs visat sig vara mycket användbara i anti-miRNA, 72 antisense på, 71 och siRNA applikationer 62b, 73. De starka bindningsegenskaperna hos LNA gör dem särskilt användbara i anti-miRNA-applikationer, där korta sekvenser kan vara nödvändiga för miRNA-specificitet. LNAs befanns vara utmärkt antisense på modifieringar när de används i gapmer konstruktioner.74 LNA modifieringar är också kompatibla med siRNA Kemi krav.73 LNA-modifieringar visar förbättrad nukleasresistens 74 och kan minska siRNA immunostimulerande svar.63

andra bicykliska nukleinsyror (BNA) har införts genom åren.65 en BNA-analog, som framgångsrikt har tillämpats på generation 2.5 terapeutiska antisense ONs, är (S)-cEt BNA, där (S)-cEt BNA blandas i 2′-O-MOE-flankerna i en MOE gapmer. (S) – cEt och LNA visar liknande Tm-och in vitro-och in vivo-aktiviteter. Men (S)-cEt BNA ONs visade en förbättrad toxicitetsprofil i förhållande till LNA ONs. Dessa data tyder på att (S)-cEt BNA har potential att förbättra det terapeutiska indexet för antisensläkemedel.65 Bicyklohexanbaserade nukleosidanaloger (2P-deoxi-metanokarba nukleosider ) antar en Nordsockerkonformation, förbättrar termisk stabilitet hos duplex och förbättrar siRNA-serumstabilitet.75 en annan konformationellt begränsad nukleosidanalog, tricyklo-DNA (tc-DNA), har visat löfte i tidig utveckling.76 det är baserat på ett tricykliskt snarare än bicykliskt ringsystem. tc-DNA visar förbättrad bindningsaffinitet till RNA, aktiverar inte RNAs H och är stabil mot nukleaser.76

kontrasterar den styva naturen av LNA, den mycket flexibla olåsta nukleinsyran (UNA) (eller ”seconukleosid”) modifieringen utvecklas också för applicering i On therapeutics. UNA, som saknar den kovalenta C2′ – C3 ’ – bindningen av ett ribossocker, är inte konformationellt fasthållen och kan användas för att påverka flexibiliteten.77 UNA kan minska duplex Tm upp till 5-10 CCG per insert77,78 men ändå underlättar antisense strand val i RISC-komplexet. Una-modifieringar placerade i fröområdet i en siRNA-styrsträng kan avsevärt minska off-target-effekter.79