具有光致交聯能力的光響應性核苷酸類似物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及:具有能夠與核酸類交聯的光反應性的核酸堿基類似結構和脫氧核糖 替代結構的光反應性交聯劑、以及具備該核酸堿基類似結構作為堿基部分且具備該脫氧核 糖替代結構作為脫氧核糖部分的、具有光致交聯(光交聯)能力的光響應性核苷酸類似化合 物(光響應性核苷酸類似物）。
【背景技術】
[0002] 分子生物學領域的基本技術包括核酸的連接和核酸的交聯。核酸的連接、交聯例 如與雜交法組合而用于基因的導入、堿基序列的檢測或用于例如基因表達的抑制。因此，核 酸的連接和交聯的技術不僅是用于分子生物學的基礎研究的極重要的技術，而且也是用于 例如：醫療領域中的診斷、治療或治療藥、診斷藥等的開發、制造;工業和農業領域中的酶、 微生物等的開發、制造的極重要的技術。
[0003] 作為這樣的核酸的連接或交聯的技術，不使用酶類且利用光反應的技術由于能夠 自由控制反應的時間、空間，能夠在比通常的有機化學反應緩和的條件下反應等優點而開 始受到關注。
[0004] 作為這樣的核酸的光反應技術，有:使用5-氰基乙烯基脫氧尿苷的光連接技術(專 利文獻1:日本專利第3753938號、專利文獻2:日本專利第3753942號）、使用在堿基部位具有 3-乙烯基咔唑結構的修飾核苷的光交聯技術(專利文獻3:日本專利第4814904號、專利文獻 4:日本專利第4940311號）。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本國專利第3753938號公報 [0008] 專利文獻2:日本國專利第3753942號公報 [0009] 專利文獻3:日本國專利第4814904號公報 [0010] 專利文獻4:日本國專利第4940311號公報
【發明內容】
[0011] 發明要解決的問題
[0012] 從核酸的光反應技術的重要性出發，進一步要求能夠用于核酸的光反應技術的新 的化合物。本發明的目的在于，提供能夠用于核酸的光反應技術的新的光反應性化合物、和 使用了該光反應性化合物的光反應性交聯劑。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 本發明人對作為核酸的光反應技術中能夠使用的光反應性交聯劑的光反應性化 合物進行了深入探索，結果發現:具有乙烯基咔唑骨架結構代替核酸堿基的堿基部分且具 有后述的式I所示的骨架結構代替核糖和脫氧核糖部分的化合物成為這樣的核酸的光反應 技術中能夠使用的光反應性交聯劑，從而實現了本發明。
[0015] 本發明的化合物具有后述的式I所示的骨架結構，而不具有由天然的核苷和核苷 酸所應當具有的核糖或脫氧核糖所形成的糖結構。進而，本發明的化合物不具有天然的核 苷和核苷酸所應當具有的嘌呤堿基或嘧啶堿基所形成的堿基結構。即，本發明的化合物成 為被認為與天然的核苷和核苷酸在結構上完全不類似的化學結構。盡管如此，本發明的化 合物形成單鏈的核酸時，該單鏈核酸和與其互補的單鏈的核酸形成雙螺旋，乙烯基咔唑部 分通過光反應形成交聯時，從雙螺旋的一條鏈至另一條鏈形成光交聯(光致交聯），因此，本 發明的光反應性的化合物可以作為能夠與期望的序列發生特異性反應的雙螺旋的光致交 聯劑(光交聯劑)而使用。
[0016] 因此，本發明在于如下（1)~。
[0017] (1)
[0018] -種光反應性的化合物，其如下式I所示：
[0019]
[0020] (其中，式I中，
[0021] Ra表示氰基、酰胺基、羧基、C2~C7的烷氧基羰基、膦酰基、磺基或氫原子，
[0022] R1和R2分別獨立地表示氰基、酰胺基、羧基、C2~C7的烷氧基羰基或氫原子，
[0023] R3表示氫原子、羥基、C1~C3的烷氧基、C1~C3的烷硫基、硝基、氟原子、氟代甲基、 C6~C12的單環式或二環式的芳香族化合物的一價基團、C6~C12的單環式或二環式的雜環 系芳香族化合物的一價基團、或如下式所示的一價基團：
[0024]
[0025](其中，上述式中，Ra、Rl和R2對應于式I中的上述Ra、Rl和R2,獨立地表示從作為式 I中的上述Ra、Rl和R2列舉的基團中選擇的基團），
[0026] R4表示氫原子或Qi-O-Ofc-基，
[0027] R5表示《丨基、氫原子、甲基或乙基，
[0028](其中，R4為氫原子時，R5表示-O-QiS; IMSQi-O-Ofc-基時，R5表示氫原子、甲基或 乙基），
[0029] R6 表示-0-Q2 基、-CH2-O-Q2 基或 _CH( CH3) -0-Q2 基，
[0030] 〇:表示:氫原子;與鍵合于&的0成為一體而形成的磷酸基;介由磷酸二酯鍵連接的 核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于&的〇成為一體而形成的磷酸基形成的；或者 DMTr 基，
[0031] 〇2表示:氫原子;與鍵合于出的〇成為一體而形成的磷酸基;介由磷酸二酯鍵連接的 核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于q 2的0成為一體而形成的磷酸基形成的；如下 式所示的基團：
[0032]
[0033](其中，上述式表示在P上具有自由價的一價基團）
[0034]或者如下式所示的基團：
[0035]
[0036] (其中，上述式表示在P上具有自由價的一價基團））。
[0037] (2)
[0038] 根據(1)所述的化合物，其如下式II所示：
[0039]
[0040] (其中，式Π中，
[00411 Ra表示氰基、酰胺基、羧基、C2~C7的烷氧基羰基、膦酰基、磺基或氫原子，
[0042] R1和R2分別獨立地表示氰基、酰胺基、羧基、C2~C7的烷氧基羰基或氫原子，
[0043] R3表示氫原子、羥基、C1~C3的烷氧基、C1~C3的烷硫基、硝基、氟原子、氟代甲基、 C6~C12的單環式或二環式的芳香族化合物的一價基團、C6~C12的單環式或二環式的雜環 系芳香族化合物的一價基團、或如下式所示的一價基團：
[0044]
[0045] (其中，上述式中，Ra、Rl和R2對應于式I中的上述Ra、Rl和R2,獨立地表示從作為式 I中的上述Ra、Rl和R2列舉的基團中選擇的基團）
[0046] R5表示氫原子、甲基或乙基，
[0047] 〇:表示:氫原子;與鍵合于&的0成為一體而形成的磷酸基;介由磷酸二酯鍵連接的 核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于&的〇成為一體而形成的磷酸基形成的，或者 DMTr 基，
[0048] 〇2表示:氫原子;與鍵合于出的0成為一體而形成的磷酸基;介由磷酸二酯鍵連接的 核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于q2的〇成為一體而形成的磷酸基形成的；如下 式所示的基團：
[0049:
[0050](其中，上述式表示在P上具有自由價的一價基團）
[0051 ]或者如下式所示的基團：
[0052]
[0053] (其中，上述式表示在P上具有自由價的一價基團））
[0054] (3)
[0055] 根據(1)所述的化合物，其如下式III所示：
[0056]
[0057](其中，式III中，
[0058] Ra表示氰基、酰胺基、羧基、C2~C7的烷氧基羰基、膦酰基、磺基或氫原子，
[0059] R1和R2分別獨立地表示氰基、酰胺基、羧基、C2~C7的烷氧基羰基或氫原子，
[0060] R3表示氫原子、羥基、C1~C3的烷氧基、C1~C3的烷硫基、硝基、氟原子、氟代甲基、 C6~C12的單環式或二環式的芳香族化合物的一價基團、C6~C12的單環式或二環式的雜環 系芳香族化合物的一價基團、或如下式所示的一價基團：
[0061]
[0062](其中，上述式中，Ra、Rl和R2對應于式I中的上述Ra、Rl和R2,獨立地表示從作為式 I中的上述Ra、Rl和R2列舉的基團中選擇的基團），
[0063] R7表示氫原子或甲基，
[0064] 〇:表示:氫原子;與鍵合于&的0成為一體而形成的磷酸基;介由磷酸二酯鍵連接的 核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于&的〇成為一體而形成的磷酸基形成的；或者 DMTr 基，
[0065] 〇2表示:氫原子;與鍵合于出的0成為一體而形成的磷酸基;介由磷酸二酯鍵連接的 核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于q2的〇成為一體而形成的磷酸基形成的；如下 式所示的基團：
[0066]
[0067](其中，上述式表示在P上具有自由價的一價基團）
[0068]或者如下式所示的基團：
[0069]
[0070] (其中，上述式表示在P上具有自由價的一價基團））。
[0071] (4)
[0072] 上述式II所示的（2)所述的化合物，其中，式II中的如下式Ila所示的骨架結構為 如下式所示的D-蘇氨醇結構、如下式所示的L-蘇氨醇結構或如下式所示的絲氨醇結構：
[0073]
[0074] 上述式III所示的（3)所述的化合物，其中，式III中的如下式Ilia所示的骨架結構 為如下式所示的(R)-3-氨基-1，2-丙二醇結構或如下式所示的（S)-3-氨基-1，2-丙二醇結 構：
[0075]
[0076] 根據(1)~(5)中任一項所述的化合物，其中，R3為氫原子、羥基、Cl~C3的烷氧基、 C1~C3的烷硫基、硝基、氟原子、三氟甲基、苯基、2-萘基、2-吲哚基、苯并咪唑-2-基或苯并 嚷吩 _2-基。
[0077] (7)
[0078]根據（1)~(6)中任一項所述的化合物，其中，
[0079] Qi為介由磷酸二酯鍵連接的核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于&的0成 為一體而形成的磷酸基形成的，
[0080] Q2為介由磷酸二酯鍵連接的核苷酸或核酸，所述磷酸二酯鍵是由與鍵合于Q2的〇成 為一體而形成的磷酸基形成的。
[0081] (8)
[0082] 根據（1)~(6)中任一項所述的化合物，其中，
[0083] Qi為氫原子，Q2為氫原子。
[0084] (9)
[0085]根據（1)~(6)中任一項所述的化合物，其中，
[0086] QiS