本發明涉及寡聚核苷酸的化學合成領域，公開了光敏保護基保護的5?醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體及其制備方法和寡聚核苷酸的合成和應用。該光敏保護基保護的5?醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體的化學結構如式(1)所示，其中，R為甲基或苯基。本發明所述的5?醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體用于制備5?醛基胞嘧啶定點修飾的核苷酸，在研究5?醛基胞嘧啶的生化性質特別是5?醛基胞嘧啶與蛋白質相互作用方面有著廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及寡聚核苷酸的化學合成領域，具體涉及光敏保護基保護的5- 醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體以及寡聚核苷酸的合成與應用，更具體地，涉及 1-(2-硝基苯基)丙烷-1,3-二醇保護的5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體以及1-(2-硝基苯基)丙烷-1,3-二醇保護的5-醛基胞嘧啶定點修飾的寡聚核苷酸的合成與應用。

背景技術

5-醛基胞嘧啶是最近在真核細胞中發現的一種新的堿基存在形式[Science2011,333,1300‐1303]。5-醛基胞嘧啶一般被認為是5-甲基胞嘧啶在脫甲基過程中的中間體[Chem.Rev.2015,115,2225‐2239]，但是也有證據表明5-醛基胞嘧啶能夠在活體內長期穩定存在，并對基因組DNA的結構和功能產生一定的影響[Nat.Struct.Mol.Biol.2015,22,44‐49；Nat.Struct.Mol. Biol.2012,19,831‐833；Genome Biol.2013,14,R119.]。

為了研究5-醛基胞嘧啶在DNA中的生化性質，需要制備5-醛基胞嘧啶定點修飾的寡聚核苷酸。常規的手段是先合成5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體，然后通過DNA固相合成的策略將5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體定點引入寡聚核苷酸，然后氨水脫保護并純化得到純的寡聚核苷酸用于后續的生化研究。 5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體的醛基一般認為比較穩定，在常規的DNA固相合成及脫保護步驟中都保持不變，因此可以不用保護，直接用于DNA固相合成。最近也有報道稱如果不保護5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體的醛基，DNA 合成和脫保護過程有一些副反應發生，因此發展了1,3-丙二醇保護5醛基，氨水脫保護后通過酸處理恢復5-醛基[Angew.Chem.Int.Ed.Engl.2014,53, 315‐318.]。

在某些情況下，比如研究5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體與蛋白質相互作用時，需要一個在DNA合成和純化過程中穩定，但可以在較為溫和的條件下高效定量脫除的5-醛基的保護基。

因此，發展新型可以和常規的DNA合成及脫保護程序相容、在溫和的條件下高效定量脫除的5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體的5位醛基保護基很有必要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺陷，提供一種涉及光敏保護基保護的5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體及其制備方法以及寡聚核苷酸的合成和應用，具體涉及一種1-(2-硝基苯基)丙烷-1,3-二醇保護的5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體及其制備方法以及1-(2-硝基苯基)丙烷-1,3-二醇保護的5-醛基胞嘧啶定點修飾的寡聚核苷酸的合成和應用。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供了一種光敏保護基保護的5- 醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體，其中，該5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體化學結構式為：

其中，R為甲基或苯基。

本發明第二方面提供了一種光敏保護基保護的5-醛基胞嘧啶亞磷酰胺單體的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

(1)將3′,5′-(特丁基二甲基硅基)-5-醛基-2′-脫氧胞嘧啶、1-(2-硝基苯基) 丙烷-1,3-二醇、原甲酸三乙酯和二氯甲烷進行第一混合后冷卻，形成第一混合溶液；再將所述第一混合溶液與四氯化鈦進行反應；然后將反應后得到的有機相洗滌、干燥、過濾、柱層析得到反應產物；