N制造技术

本发明专利技术涉及N

N

The invention relates to N

【技术实现步骤摘要】
N6-甲基腺嘌呤的光化学脱甲基方法
本专利技术涉及化学生物学和有机化学领域，具体涉及N6-甲基腺嘌呤及其衍生物的光化学脱甲基方法。
技术介绍
在表观遗传学领域，核酸的甲基化和去甲基化研究是最为重要的内容之一。基因调控区的高度甲基化通常导致下游基因的沉默，而去甲基化过程则通常伴随着下游基因的表达激活，从而参与相应的生物学过程。N6-甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物最常见和最丰富的化学修饰之一，在人类7000多个基因中存在约12000个N6-甲基腺嘌呤修饰位点，在广谱基因表达中发挥基础性调节作用。N6-甲基腺嘌呤在RNA如tRNA，rRNA和snRNA中广泛分布，占到了RNA碱基甲基化修饰的80％以上，对mRNA的N6-甲基腺嘌呤修饰研究开辟了以“RNA修饰与调控”为核心内容的表观遗传学研究领域中的前沿新方向——“RNA表观遗传学”。研究表明，N6-甲基腺嘌呤修饰参与调控mRNA的剪接、运输、稳定性和翻译效率等，并且与肥胖和肿瘤等多种生理功能异常及疾病相关。N6-甲基腺嘌呤具有序列特异性、甲基化位点选择性及修饰水平动态性特征，是一个动态的过程，涉及到一系列的相关蛋白：由N6-甲基腺嘌呤甲基转移酶复合物WTAP/METTL3/METTL14催化形成及去甲基化酶ALKBH5和FTO催化去甲基化，并被结合蛋白YTHDF2和YTHDC1识别。在N6-甲基腺嘌呤研究中一般将插入甲基的蛋白称为“书写器”(writer)，将去甲基化酶称为“擦除器”(eraser)，将识别N6-甲基腺嘌呤的蛋白称为“阅读器”(reader)。目前已经证实“擦除器”(去甲基化酶)FTO蛋白是通过氧化N6-甲基腺嘌呤中的甲基生成羟甲基(hm6A)和醛基(f6A)的方式进行脱甲基化反应(He,C.etal.Nat.Commun.2013,4,1798)，而ALKBH5酶作用于N6-甲基腺嘌呤的机理尚不清楚。研究此类表观遗传碱基生物学功能的一个重要领域是利用化学方法实现对核酸的甲基化和去甲基化，以此研究“书写器”以及“擦除器”蛋白的生物学机制，但是利用小分子化合物是否可以调控核酸上甲基化修饰尚属罕见。目前针对N6-甲基腺嘌呤去甲基化化学反应的研究主要着眼于对N6-甲基的氧化，据文献报道，碳酸氢铵活化的过氧化氢氧化试剂可以部分氧化N6-甲基腺嘌呤，生成脱甲基产物腺嘌呤(A)(39％)、N6-过氧甲基腺嘌呤(oxm6A)和N6-羟甲基腺嘌呤(hm6A)(Zhou,X.etal.Chem.Sci.2015,6,3013；中国专利CN104262434)，并将其用于与转录组RNA的去甲基化研究。此方法对研究相关的去甲基化蛋白的机理起到了推动作用，但是该方法需要使用过量的过氧化氢(50-100当量)，生物容忍度低且转化效率较低(39％)等多种缺陷。因此需要发展一种新的高选择性、高效、高生物相容性的N6-甲基腺嘌呤化学转化方法，这对进一步推进表观遗传去甲基化研究具有积极的作用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种特异性(只针对N6-甲基和N,N6-二甲基)针对N6-甲基腺嘌呤或其衍生物的高效的光化学脱甲基的方法。本专利技术所提供的N6-甲基腺嘌呤及其衍生物的光化学脱甲基方法，包括如下步骤：在溶剂存在下，在光照条件下使式I所示N6-甲基腺嘌呤或其衍生物与光敏剂和氧化剂反应，得到式II所示的脱甲基化产物，即可实现脱甲基化。上述式I中，R’为H或甲基。R为H，R’为H时，式I所示化合物为N6-甲基腺嘌呤。R为H，R’为甲基时，式I所示化合物为N6,N6-二甲基腺嘌呤。R非H，R’为H时，式I所示化合物为N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物。R非H，R’为甲基时，式I所示化合物为N6,N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物。为方便阐述，如无特殊说明，后文所有“N6-甲基腺嘌呤”或“m6A”均指N6-甲基腺嘌呤或其1号位的所有相关取代衍生物。其中，N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物可选自核苷或脱氧核苷、核苷酸或脱氧核苷酸、核糖核酸(RNA，单链或双链)或脱氧核糖核酸(DNA，单链或双链)中以糖苷键与N6-甲基腺嘌呤1号位键合的相关小分子化合物或聚合大分子化合物(相应取代基R表示分子内除N6-甲基腺嘌呤外的其他结构)，分别构成N6-甲基腺嘌呤核糖核苷或N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷、N6-甲基腺嘌呤核糖核苷酸或N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、含N6-甲基腺嘌呤碱基的RNA或含N6-甲基腺嘌呤碱基的DNA。除上述含核糖基或脱氧核糖基的衍生物外，N6-甲基腺嘌呤1号位取代衍生物的取代基R也可代表烃基、或带-OH、-NH2、-CHO和/或-COOH等功能性取代基团的烃基，其中，所述烃基可以是烷基、环烷基、烯基或炔基，优选为C1～C30的直链或支链烷基、C1～C30的直链或支链烯基或Cl～C30的直链或支链炔基，更优选C1～C10的直链或支链烷基、C1～C10的直链或支链烯基或C1～C10的直链或支链炔基。N6,N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物可选自核苷或脱氧核苷、核苷酸或脱氧核苷酸、核糖核酸(RNA，单链或双链)或脱氧核糖核酸(DNA，单链或双链)中以糖苷键与N6,N6-甲基腺嘌呤1号位键合的相关小分子化合物或聚合大分子化合物(相应取代基R表示分子内除N6,N6-甲基腺嘌呤外的其他结构)，分别构成N6,N6-甲基腺嘌呤核糖核苷或N6,N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷、N6,N6-甲基腺嘌呤核糖核苷酸或N6,N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、含N6,N6-甲基腺嘌呤碱基的RNA或含N6,N6-甲基腺嘌呤碱基的DNA。除上述含核糖基或脱氧核糖基的衍生物外，N6,N6-甲基腺嘌呤1号位取代衍生物的取代基R也可代表烃基、或带-OH、-NH2、-CHO和/或-COOH等功能性取代基团的烃基，其中，所述烃基可以是烷基、环烷基、烯基或炔基，优选为C1～C30的直链或支链烷基、C1～C30的直链或支链烯基或Cl～C30的直链或支链炔基，更优选C1～C10的直链或支链烷基、C1～C10的直链或支链烯基或C1～C10的直链或支链炔基。所述取代基R例如但不仅限于：-CH3、-CH2CH3、-CH2OH、-CHO、-CH2CHO、-COOH、等。式II所示产物中取代基R不受影响，其可选范围与原料相同。上述方法中，所述光敏剂是指在经过光照射后会产生自由基，并通过自由基的传递进行氧化反应的自由基引发剂和光敏染料，根据反应原料性质和R取代基的不同而异。本专利技术中对光敏剂的种类没有特殊要求，其可直接采用现有技术中常用的各种光敏剂。所述光敏剂可以包括但不局限于下列：1-羟基环己基苯甲酮、N-乙烯基咔唑、二异丙基噻唑酮、二苯乙二酮、二苯乙醇酮、二苯甲酮、吩噻嗪、苯甲酰、蒽、1,2,4,5-四氰基苯、1,4-二氰基苯、10-(2-hydroxyethyl)benzo[g]pteridine-2,4-dione、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌、2,4,6-三苯基吡喃鎓高氯酸盐、2,5-dioctyl-3,6-diphenyl-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione、2,7-dipropy-1,2,3,6,7,8-hexahydrobenzo-[lmn][3本文档来自技高网...

【技术保护点】
N

【技术特征摘要】
1.N6-甲基腺嘌呤及其衍生物的光化学脱甲基方法，包括如下步骤：在溶剂存在下，在光照条件下使式I所示N6-甲基腺嘌呤或其衍生物与光敏剂和氧化剂反应，得到式II所示的脱甲基化产物，即实现脱甲基化；上述式I中，R为H，R’为H时，式I所示化合物为N6-甲基腺嘌呤；R为H，R’为甲基时，式I所示化合物为N6,N6-二甲基腺嘌呤；R非H，R’为H时，式I所示化合物为N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物；R非H，R’为甲基时，式I所示化合物为N6,N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物；所述N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物选自核苷或脱氧核苷、核苷酸或脱氧核苷酸、核糖核酸或脱氧核糖核酸中以糖苷键与N6-甲基腺嘌呤1号位键合的相关小分子化合物或聚合大分子化合物，分别构成N6-甲基腺嘌呤核糖核苷或N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷、N6-甲基腺嘌呤核糖核苷酸或N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、含N6-甲基腺嘌呤碱基的RNA或含N6-甲基腺嘌呤碱基的DNA；除上述含核糖基或脱氧核糖基的衍生物外，N6-甲基腺嘌呤1号位取代衍生物的取代基R也可代表烃基、或带-OH、-NH2、-CHO和/或-COOH功能性取代基团的烃基，其中，所述烃基为烷基、环烷基、烯基或炔基；N6,N6-甲基腺嘌呤1号位氢原子取代衍生物选自核苷或脱氧核苷、核苷酸或脱氧核苷酸、核糖核酸或脱氧核糖核酸中以糖苷键与N6,N6-甲基腺嘌呤1号位键合的相关小分子化合物或聚合大分子化合物，分别构成N6,N6-甲基腺嘌呤核糖核苷或N6,N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷、N6,N6-甲基腺嘌呤核糖核苷酸或N6,N6-甲基腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、含N6,N6-甲基腺嘌呤碱基的RNA或含N6,N6-甲基腺嘌呤碱基的DNA；除上述含核糖基或脱氧核糖基的衍生物外，N6,N6-甲基腺嘌呤1号位取代衍生物的取代基R也可代表烃基、或带-OH、-NH2、-CHO和/或-COOH等功能性取代基团的烃基，其中，所述烃基为烷基、环烷基、烯基或炔基；式II所示产物中取代基R不受影响，其可选范围与原料相同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光敏剂选自：1-羟基环己基苯甲酮、N-乙烯基咔唑、二异丙基噻唑酮、二苯乙二酮、二苯乙醇酮、二苯甲酮、吩噻嗪、苯甲酰、蒽、1,2,4,...

【专利技术属性】
技术研发人员：程靓，谢丽君，刘利，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11