การสังเคราะห์เปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดชนิดใหม่ที่มีสะพานเชื่อมเป็นกรดเบต้าอะมิโน : รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์

Abstract

เปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดเป็นโมเลกุลเลียนแบบกรดนิวคลีอิกซึ่งประกอบด้วยนิวคลีโอเบสที่ต่ออยู่บนสายเปปไทด์โดยมีระยะห่างและการจัดเรียงตัวในสามมิติของนิวคลีโอเบสที่เหมาะสมที่จะเกิดสารเชิงซ้อนที่มีเสถียรภาพสูงกับกรดนิวคลีอิก สารเหล่านี้มีสมบัติการจับยืดกับกรดนิวคลีอิกคล้ายคลึงกับกรดนิวคลีอิกธรรมชาติ แต่ก็มีความแตกต่างที่เป็นลักษณะเฉพาะอยู่หลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแรงของการจับยืด ดังนั้นมันจึงเป็นสารที่มีศักยภาพสูงในการนำไปประยุกต์ใช้ในงานทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพและการรักษาโรคโดยหลักการแอนติเซนส์ ในงานวิจัยนี้มีเป้าหมายที่จะศึกษาการสังเคราะห์เปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดชนิดใหม่ที่ถูกจำกัดคอนฟอร์เมชันโดยการใช้วงแหวนพิโรลิดีนเป็นส่วนของโครงสร้างและเชื่อมกันด้วยกรดเบต้าอะมิโนที่ยืดหยุ่นได้ 2 ชนิดคือ เอ็น-อะมิโน-เอ็นเมทิลไกลซีน ซึ่งมีประจุบวก และ อะมิโนออกซีอะซิติกแอซิด ซึ่งมีประจุเป็นกลางภายใต้ภาวะของร่างกาย โดยจะเลือกสังเคราะห์เปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดที่มีไทมีนเป็นนิวคลีโอเบส และมีความยาว 10 เบส และมีสเดอริโอเคมีบนวงแหวนพิโรลิดีนเป็น (2R, 4R) และ (2S, 4S) ซึ่งพบว่าสามารถสังเคราะห์เปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดที่มีสะพานเชื่อมเป็น เอ็น-อะมิโน-เอ็นเมทิลไกลซีน ได้เป็นผลสำเร็จโดยอาศัยปฏิกิริยาการควบคู่ของสะพานเชื่อมกับ (2R, 4R) หรือ (2S, 4S)-พิโรลิดีนโมโนเมอร์ บนวัฎภาคของแข็ง หมู่ปกป้องอะมิโนที่ใช้คือ หมู่ Fmoc และกระตุ้นหมู่คาร์บอกซิลโดยใช้เพนดะฟลูออโรฟีนิลเอสเทอร์ ในขณะที่การสังเคราะห์เปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดที่มีสะพานเชื่อมเป็น อะมิโนออกซีอะซิดิกแอซิด โดยวิธีเดียวกันไม่ประสบความสำเร็จ ได้ศึกษาการจับยึดของเอคะไทมีนเปปไทด์นิวคลีอิกแอซิด ที่มีสะพานเชื่อมเป็นเอ็น-อะมิโน-เอ็น-เมทิลไกลซีนที่สังเคราะห์ได้ทั้งสองไอโซเมอร์กับโพลีดีออกซีอะดินิลิกแอซิด ซึ่งเป็นตัวแทนของดีเอ็นเอที่มีลำดับเบสคู่สม และโพลีอะดินิลิกแอซิด ซึ่งเป็นตัวแทนของอาร์เอ็นเอที่มีลำดับเบสคู่สม โดยเทคนิคเจลอิเล็กโดรโฟรีซิส ยูวี-วิสิเบิลสเปกโดรโฟโดเมดรีไทเทรชัน และ CD สเปกโดรสโคปี พบว่าเปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดทั้งสองไม่สามารถจับยึดกับดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอได้ การศึกษา CD สเปกดรัมของเปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดเหล่านี้เสนอแนะว่าสารทั้งสองจัดตัวอยู่ในคอนฟอร์เมชันที่แน่นอนคอนฟอร์เมชันหนึ่งทำให้มันไม่สามารถจับยึดกับกรดนิวคลีอิกเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรได้ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าสมบัติการจับยึดกับกรดนิวคลีอิกของพิโรลิดินิลเปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดที่ศึกษานี้ขึ้นกับโครงสร้างของสะพานเชื่อมที่จำเพาะเจาะจงมาก ข้อมูลที่ได้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบเปปไทด์นิวคลีอิกแอซิดชนิดใหม่ ๆ ที่มีสมบัติในการจับยึดที่ดีขึ้นต่อไป