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ユニバーサルサポート従来のオリゴヌクレオチド合成法では、合成されたオリゴの3’末端になる合成最初の核酸が固定されている固相サポートが必要となっていました。 このような状況下では、合成用サポート製品として必ず4種の核酸が固定されたサポートを用意しておく必要があった上、特殊な核酸については、ホスホアミダイドは販売されていましたが、サポート製品は存在しなかったため、3’-末端が特殊核酸となるオリゴを合成する事ができませんでした。 そして最も困難な状況としては、1つのカラムの誤りが核酸の3’末端の誤りとなり、全ての合成が無駄になる可能性がある事です。 このような誤りは、通常のカラム型合成機においては、比較的に大きな問題とはなりませんでしたが、特に最近の平行アレイ型合成機においては、96穴、192穴又はそれ以上のウェルについてそれぞれに4種のサポートを選択しなければならず、大変煩雑な作業と言えます。
ユニバーサルサポートを使用した通常のオリゴ合成を行った場合は、最初からサポートに接続されているリン酸ジエステル基がオリゴ末端に付いたままになるため、切出し及び脱保護の段階で、このリン酸ジエステル基の脱離を行う必要があります。
このサポートは、一般に3’-OH基を持つオリゴヌクレオチドの合成に適していると言われています。1 塩基性条件下におけるリン酸ジエステル基の解離は、通常の脱保護処理の状態のと比較が可能な条件下で、迅速に行う必要があります。 リン酸ジエステル解離のための処理方法については、右表の目安をご参照下さい。
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参考文献(1) S. Scott, P. Hardy, R.C. Sheppard, and
M.J. McLean,
知的所有権これらの製品はアベシア社からの使用許諾契約を受けて販売しております。(米国特許5,681,945) 及び、米国外においても相当特許が適応されます。
ユニバーサルサポート |
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ユニバーサルサポート IIアザエフは、隣接するアミノメチル基又はジアミノエチル基を利用する方法でユニバーサルサポートを改良し、解離反応を促進させました。1 揮発性水酸化アンモニウム又はメチルアミン水溶液を使用する事で、オリゴ末端での脱リン酸化反応が劇的に短時間で可能になりました。 この脱リン酸化は、塩化亜鉛水溶液で更にスピードアップできます。
アザエフの研究チームは更に、隣接する保護基と脱リン酸化反応との関係を調査しました。 アミド基はそのN-Hが弱酸を呈すると考えられますが、水酸化アンモニウム又はメチルアミン水溶液中で塩基性物質として働く事が分かっています。新しいユニバーサルサポートには、 (±)-3-アミノ-1‚2-プロパンジオールが使用されています。 コハク酸リンカーが3-アミノ基を介してサポートに接続し、2-OHには塩基性下で不安定となる保護基が付加しているため、緩和な塩基性条件下でアミドによる解離反応が促進されるようになっています。 このように、脱リン酸化反応で、目的とする3’-OHオリゴは溶液中に解離し、競合する副反応であるß-解離により発生するオリゴはサポートに接続したままとなります。 ユニバーサルサポートIIを使用する事によって、通常のオリゴ合成で純度80%のオリゴ収率を可能にします。2 切出しと脱保護条件に関する目安は、右表に記載しています。
ユニバーサルサポートIIは、通常のオリゴ合成において、ポリメラーゼによる進長と同程度の合成効率が得られる事を確認しています。 緩和な条件で解離反応を行った場合であっても、合成サイクル時でのオリゴの消失を起すこと無く、日常的に長さ75mer程度のオリゴが得られています。
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参考文献(1) A.V. Azhayev, テトラヒドロン(Tetrahedron), 1999, 55, 787-800. (2) A.V. Azhayev and M. Antopolsky, テトラヒドロン(Tetrahedron), 2001, 57, 4977-4986.
知的所有権この製品の知的所有権は米特許No.:6,770,754及び欧州特許No.: 1404695で保護されています。
切出しと脱保護条件切出し標準プロトコル又は高速脱保護プロトコルにおいて、サポートからのオリゴ切出しは、室温下で30分間、2M アンモニア メタノール溶液で処理します。 (長さ50mer以上のオリゴヌクレオチドの場合、サポートを同量のH2Oで再度洗浄し、2回分の洗浄液合わせて十分に蒸発・乾燥させます。) 脱保護標準法 1容量の30% 水酸化アンモニウムを加えて密封し、核酸塩基の保護基に適した条件下で脱保護します。 高速法 1容量の水酸化アンモニウム/40%メチルアミン水溶液(1:1)(AMA)を加えて密封し、65°Cで10分間処理します。 水酸化アンモニウムを使用するウルトラマイルド法 1容量の水酸化アンモニウムを加えて密封し、室温で8時間処理します。 炭酸カリウム メタノール溶液を 室温で30分間、50 mM 炭酸カリウム メタノール溶液で処理してサポートからオリゴを切出した後、密封して室温下で一晩置いて脱保護する。
ユニバーサルサポートII |
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Q-サポート通常、固定サポートで合成されたオリゴヌクレオチドの最初のヌクレオシドは、コハク酸リンクを介してサポートに繋がっています。 長い間、コハク酸リンクは合成段階においては高い安定性を示し、脱保護段階においては適切な反応性を示して迅速な切出しを可能にしてきました。 しかし、水酸化アンモニウムを使ったマニュアル又は合成機による切出しを行う場合、1時間もの時間がかかる上、たった80%程度のオリゴしか得られないため、オリゴ合成の生産性における障壁となっていました。
合成試薬に対して安定でかつ、より迅速に切出しが可能なコハク酸エステル基に替わる物質を探す事は容易ではありません。 オキザロ酢酸エステル基は、切出し時にとても高い反応性を示しますが、通常の合成試薬に対して十分な安定性を持っておらず、使用に適していません。 双方の機能を持つ様々なカルボン酸について、実用的で的確な研究を続けたリチャード・ポンのチームは、コハク酸エステル基に替わる物質としてハイドロキノン-O,O’-2酢酸が最も適切である事を特定しました。 このQ-リンカーを介してサポートと接続したオリゴは、コハク酸リンカーを介した物とほぼ同様な手軽さで扱う事ができます。 水酸化アンモニウムを使った室温での切出し時間は、2分程度である事が確認されています。 またポンの研究から、Qリンカーはキャップ試薬に対して安定であるが、酸化剤に対してはかすかに反応性を示す事が分かっています。(酸化剤中に一晩置いた場合、8%が切断される事が分かっています。この結果は、通常の合成サイクル2000回分に相応します。)
弊社では、0.2 µmolスケール、長さ20merのオリゴをコハク酸リンカーと、Q-リンカーで8本づつ用意し、切出し効率の比較試験を行いました。 コハク酸リンカーでサポートと結合したオリゴは、室温で1時間の処理で切出されたのに対して、Qサポートでは2分間で切出しが完了しました。 それから両方のオリゴ16本を通常通り水酸化アンモニウムで、脱保護処理しました。 オリゴの純度は両者とも同等でしたが、Q-サポートでは、コハク酸サポートに比べて5%高い収率が得られました。
Q-リンカーは、ほとんど全ての加水分解による切出し方法に適応していますが、特に炭酸カリウムのメタノール溶液のような緩和な条件に適しています。 ポンの研究からまた、QリンカーはRNAのサポートに最適である事が分かっています。 2’-シリル基保護オリゴの切出し時間を2時間(60-65%切出し)から5分間(95%切出し)に改善できる事が確認されています。 500Å CPGに接続したQ-リンカーについて、0.2µmolと1µmolスケールの4種ヌクレオチド及びユニバーサルサポートをご用意しています。
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REFERENCE(1) R.T. Pon and S.Y. Yu, Tetrahedron
Lett, 1997, 38, 3327-3330.
知的所有権Q-サポートは、国際技術大学LP(UTI LP)からの使用許諾契約を受けて販売しております。
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高スケール合成用CPG弊社の高スケール合成用サポートは、シリカを土台として通常の孔径500Åの孔を施し、スペーサーを標準として結合させています。 ただ一つ異なる特徴としては、通常の500ÅCPGに比べて約2.5倍のスケール、80-130µmol/gの範囲での合成が可能となります。 高スケール合成用であるこのサポートは、長さ40mer以上のオリゴ合成には適しておりません。 この高スケール用サポートのカラム製品は、多くの合成機に対応しております。 2.5µmolカラムは、合成スケールは異なりますが、外装は通常の1µmolカラムと全く同じものです。 このカラムは、1µmol以上の合成を行う際に使用できますが、10-15µmolの合成には適していません。 この2.5molカラムを使用する時は1µmol用のサイクルをそのまま使用して下さい。 25µmolカラムは、ABI合成機の10µmolカラムと同一の外装になっています。 10µmol用のサイクルで使用できます。 35µmolカラムは、Expedite用15µmolカラムの代用としてご利用になれます。 この場合も通常のサイクルを、変更する事なくそのままで使用できます。 このサポートは、大量スケール合成機でのご利用頂ける様、もちろんバルクでもご提供しております。 合成機の販売元が推奨するスケ−ルやサイズに対応する本カラムよりも大きな物を使用した場合、通常よりも高い頻度でエラーが生じる可能性がありますのでご注意下さい。 全ての試薬は合成時に必要なだけを準備するようにし、無水状態の希釈剤や活性化剤(アクチベーター)を使用して下さい。 本品のような高スケール合成カラムの使用を検討する際は、サポートの核酸に対して十分な単量体を使うようにし、その過剰mol分は少なくとも5X以上、できれば10X程度が必要となります。
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