具有天然存在的连接的人工生物缀合物：磷酸二酯的使用

人工正交键形成如炔 - 叠氮化物环加成使得能够在温和条件下进行选择性生物共轭，但天然官能团之间的天然存在的连接对于精心制备生物缀合物将更为直接。在本文中，我们描述了使用磷酸二酯键作为访问各种生物共轭物的通用选择。涉及支持的寡核苷酸的5'-亚磷酰化的相反的激活策略已经允许具有未活化的醇的几种生物分子直接缀合。应该注意的是，不需要预先安装人工功能组，并且可以最小化可能由生物共轭引起的不希望的和不可预测的扰动。

关键词： 烷基链可溶性载体; 人工生物共轭物; 自然发生的联系; 5'-亚磷酸化; 磷酸二酯键

肽和寡核苷酸具有特别重要的意义，因为它们是有希望的药物候选物，用于治疗超出传统小分子药物的一系列疾病[1-7]。由于它们的迭代结构，化学合成在技术上可以分为两部分; 脱保护和偶联反应，使其生产的简单重复程序，并且可以通过改变它们的序列来调节生物活性。如今，不仅有规范的氨基酸和/或核苷，还有各种功能的人工构建块，可以显着扩展多肽和寡核苷酸的化学库[8-15]。此外，如此设计和合成的肽和寡核苷酸可彼此缀合以整合其生物活性和/或功能，这已成为化学生物学领域的核心主题之一[16-26]。由于肽合成和寡核苷酸合成需要不同的化学，因此这种缀合通常在合成的后期进行，否则后续步骤是复杂的。

合成化学家，拥有各种优雅的人工正交键形成，包括炔 - 叠氮化物环加成[27-34]，硫醇 - 烯连接[35-38]，施陶丁格连接[39,40]，反电子需求Diels-Alder反应[41-44]，和腙/肟形成[45-48]，在温和条件下开发了选择性结合反应。尽管这些成键反应已被证明是真正有效的方法，并且仍将作为产生新型生物共轭物的第一选择，但必须将诸如炔烃或叠氮化物的人工官能团预先安装到相应的生物分子中。因此产生的连接也是人为的，可能引起其天然形式的显着扰动，其通常负面地影响生物活性。可以说，可以在天然官能团之间形成的天然存在的连接将是安全的替代物，并且被称为天然缀合物，例如核肽和核脂[49]。

我们一直在开发烷基链可溶性支持（ACSS）辅助的液相方法，特别是用于肽和寡核苷酸合成[50-61]。在这两种情况下，负载的反应物和产物都可溶于极性较小的溶剂中，即使在亚浓度下也可以进行化学合成。通过添加极性溶剂，支持的产物易于作为沉淀物分离，并且用极性溶剂洗涤沉淀物同时冲洗掉多余的氨基酸或核苷和偶联试剂。我们已经证明多肽合成多达28聚体的肽和21聚体的寡核苷酸没有柱纯化。在所有情况下，C末端激活的氨基酸或3'-末端激活的核苷通过酰胺或磷酸二酯键连接到负载的反应物的N-或5'-末端（图1））。这种耦合也可以以相反的激活方式进行。即，负载的反应物的N-或5'-末端的活化将是允许使用未活化的氨基酸或核苷的独特替代物。在肽合成中，除最近一些令人鼓舞的例子外，N末端的激活相当罕见[62-68] ; 然而，这不是寡核苷酸合成的情况[69-73]。预计5'-伯醇的活化甚至比3'-仲醇的活化更有效（图2然后，5'-伯醇不仅可以通过天然存在的磷酸二酯键与其他核苷偶联，还可以与各种醇偶联。本文描述了对具有天然存在的连接的人工生物缀合物的简单且直接的获取。