Synthese en structuurbepaling van fosfonaat oligonucleotiden

Synthetische oligonucleotiden gebaseerd op DNA en RNA openden nieuwe therapeutische mogelijkheden omdat ze interfereren met genexpressie (antisense en siRNA) en binden aan een breed doelwitspectrum (aptameren). Deze nucleïnezuren hebben echter slechts een beperkt therapeutisch potentieel door hun chemische structuur met repetitieve 3’-5’-fosfodiesterbindingen die hen onderhevig maakt aan chemische en enzymatische afbraak in fysiologische condities. Dit project onderzoekt daarom artificiële nucleïnezuren (XNA) waarin P-O bindingen vervangen zijn door P-C bindingen (fosfonaat XNAs) als een meer stabiel nucleinezuuranaloog. Het eerste deel van het project omvat chemische synthese met in de eerste fase de aanmaak van bouwstenen (gefosforyleerde precursoren van nucleoside fosfonaten) die in de tweede fase nodig zijn voor de (vaste-drager)synthese van gemodificeerde oligomeren. De twee verschillende types oligonucleotiden die zullen worden uitgewerkt: 3-hydroxy-2-(fosfonomethoxy)propyl (HPMP) en fosfonomethylthreosyl (PMT) nucleinzuren. Voor elk van beide is synthese van bouwstenen op grotere schaal noodzakelijk. Het tweede deel van het project is gericht op de structuurbepaling van fosfonaat oligonucleotiden in homo-en heteroduplexen (met complementair DNA) aan de hand van biomoleculaire NMR studies in oplossing. Kennis van hoge-resolutiestructuren voor deze fosfonaatoligonucleotiden is essentieel bij ‘in silico’ ontwerp van XNA-herkennende enzymen die noodzakelijk zijn voor de selectie van XNA-aptameren (XNA-SELEX)