對DNA、RNA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇性修飾對理解表觀遺傳修飾（epigenetic modifications）非常重要。
有鑒于此，劍橋大學(xué)Shankar Balasubramanian、Matthew J. Gaunt等報(bào)道了可見光催化反應(yīng)方法學(xué)，通過對N6-甲基脫氧腺苷（deoxyadenosine）、N6-甲基腺苷（adenosine）中的甲基位點(diǎn)上進(jìn)行C(sp3)-H鍵共價修飾。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 反應(yīng)優(yōu)化。以CTTGACAG[N6mdA]CTAG（5a）、3-硝基吡啶（1a）作為反應(yīng)物，以Ru(phen)3Cl2作為光催化劑，在H2O/MeCN中和60 W熒光燈中進(jìn)行反應(yīng)，光照10 min，以16 %的產(chǎn)率得到CTTGACAG[N6(NHF)dA]CTAG（6）；當(dāng)反應(yīng)物為5a和修飾炔基酰胺的3-硝基吡啶（1b）反應(yīng)，10 min實(shí)現(xiàn)了11 %的產(chǎn)率，隨后進(jìn)一步的和N3-PEG-Biotin（9）反應(yīng)，加入CuSO4、奎尼丁(quinuclidine) 、抗壞血酸鈉，在水中反應(yīng)30 min，以92 %的產(chǎn)率進(jìn)行反應(yīng)，生成CTTGACAG[N6(NHFXB)dA]CTAG（10）。
考察了該反應(yīng)在多種不同寡核苷酸（oligonucleotide）中的修飾反應(yīng)性能，驗(yàn)證了該反應(yīng)方法學(xué)有底物兼容性。
要點(diǎn)2. 反應(yīng)機(jī)理。該反應(yīng)通過光催化將硝基吡啶還原為亞硝基吡啶，還原性的quinuclidine通過光催化氧化，隨后選擇性的對甲基位點(diǎn)進(jìn)行抓氫反應(yīng)，從而在N6-甲基位點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>α-胺基自由基。α-胺基自由基和亞硝基吡啶之間的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)，在N6-甲基-甲基腺苷上安裝了標(biāo)簽分子基團(tuán)。
這種含有N6-甲基脫氧腺苷的寡核苷酸得以在比較復(fù)雜的混合物中實(shí)現(xiàn)富集，展示了該方法在DNA/RNA的鑒定和修飾中的應(yīng)用前景。
Manuel Nappi, Alexandre Hofer, Shankar Balasubramanian,* and Matthew J. Gaunt*, Selective Chemical Functionalization at N6?Methyladenosine Residues in DNA Enabled by Visible-Light-Mediated Photoredox Catalysis, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c10616
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10616
