キノンメチド依存性アルキル化および第四級アミンを用いた核酸の架橋を指示する

Directing Quinone Methide-Dependent Alkylation and Cross-Linking of Nucleic Acids with Quaternary Amines.

• Mark A Hutchinson
• Blessing D Deeyaa
• Shane R Byrne
• Sierra J Williams
• Steven E Rokita

抄録

ポリアミンとポリアモニウムイオンの抱合体は、ホスホリボース骨格への強い静電引力に基づいて、核酸に試薬を誘導するためにしばしば使用されます。このような非特異的な相互作用は、通常、添付の試薬の特異性を変更しませんが、ポリアミンイオンは劇的に一連のキノンメタイド前駆体の特異性をリダイレクトしました。アクリジンに基づく比較的非特異的なインターカレーターを一連のポリアンモニウムイオンで置換すると、DNA生成物の驚くべき変化が生じた。ピペリジンの安定な付加体は、以前にアクリジン抱合体で観察された動的架橋をサポートする能力を欠いていた二重のDNAに生成されました。可逆的な反応部位であるグアニンN7でのマイナー反応は単官能キノンメチド-ポリアンモニウムイオン結合体によって保持されたが、タンデムキノンメチド形成のために設計された二官能性アナログは、一本鎖DNAのみでグアニンN7を修飾した。得られた鎖内架橋は、鎖間架橋に再配列するために十分に動的であった。しかし、二本鎖DNAではそれ以上の付加体の移動は観察されなかった。2つのキノンメチド等価体を空間的にも時間的にも分離させた別の設計では、ダイナミックな反応は回復せず、DNAは効率的に架橋されなかった。ビスキノンメチドによる架橋の収率は、ジアンモニウムイオンとトリアモニウムイオンを用いてモノアンモニウムイオンと比較して向上させることに成功したが、架橋の移行を促進し、DNA修復を阻害するための潜在的な応用を促進するためには、代替のリガンドが必要である。

Polyamine and polyammonium ion conjugates are often used to direct reagents to nucleic acids based on their strong electrostatic attraction to the phosphoribose backbone. Such nonspecific interactions do not typically alter the specificity of the attached reagent, but polyammonium ions dramatically redirected the specificity of a series of quinone methide precursors. Replacement of a relatively nonspecific intercalator based on acridine with a series of polyammonium ions resulted in a surprising change of DNA products. Piperidine stable adducts were generated in duplex DNA that lacked the ability to support a dynamic cross-linking observed previously with acridine conjugates. Minor reaction at guanine N7, the site of reversible reaction, was retained by a monofunctional quinone methide-polyammonium ion conjugate, but a bisfunctional analogue designed for tandem quinone methide formation modified guanine N7 in only single-stranded DNA. The resulting intrastrand cross-links were sufficiently dynamic to rearrange to interstrand cross-links. However, no further transfer of adducts was observed in duplex DNA. An alternative design that spatially and temporally decoupled the two quinone methide equivalents neither restored the dynamic reaction nor cross-linked DNA efficiently. While di- and triammonium ion conjugates successfully enhanced the yields of cross-linking by a bisquinone methide relative to a monoammonium equivalent, alternative ligands will be necessary to facilitate the migration of cross-linking and its potential application to disrupt DNA repair.