新人工核酸、其制造方法和用途与流程

本发明涉及一种新人工核酸、其制造方法和用途等。

背景技术：

1、寡核苷酸是天然dna或天然rna或人工核酸的短序列，已知其对于通过在各种基因转录和翻译水平上调节基因的表达或者检查基因的序列状况来治疗或诊断特定的疾病非常有用。

2、调节基因表达或检查/诊断基因信息的方法可根据目标大致分成两种。。第一种是如信使rna(mrna)或微rna(mirna)这样，目标是单链rna、单链dna的情况，第二种是目标是双链基因组dna的情况。

3、在目标是单链rna或单链dna的情况下，可通过寡核苷酸与单链rna或单链dna互补结合形成双链的反义法来抑制(或基因诊断)基因的翻译过程。另外，在寡核苷酸是双链rna分子的情况下，寡核苷酸与目标mrna的互补结合通过risc复合体的“剪切”酶引起目标mrna的分解(rna干涉法)。在rna干涉法的情况下，寡核苷酸可以是与能够结合于目标mrna的3’utr区域(3’非翻译区域)而由不完全互补性的效力来抑制目标mrna翻译的内源性微rna同等的寡核苷酸(微rna模拟物)。

4、寡核苷酸例如可通过与长的反义非编码rna互补结合或者通过抑制互补的微rna来诱导基因的活化或其转录的增加，结果，还能够增加微rna的目标mrna的翻译(抗微rna)。

5、作为在调节基因表达或检查/诊断基因信息的方法中使用的功能性材料的寡核苷酸，要求其与目标核酸的序列特异性优异的结合亲和性、对分解酶的强抵抗性、生物体内的安全性等特性。天然材料的dna、rna缺乏对分解酶的抵抗性，结合亲和性也不充分，不适合用作功能性材料。因此，到目前为止，为了实现寡核苷酸的高功能化，开发了许多人工核酸。

6、作为其代表性的人工核酸，可举出：：肽核酸(pna)、桥接结构型核酸、吗啉代寡核苷酸(morpholino nucleic acid,pmo)、以及核酸的磷酸二酯部分的一个非结合氧原子被硫原子取代的硫代磷酸酯型核酸(s寡核苷酸)等。

7、上述人工核酸中，作为具有螺环的人工核酸，已知有例如下述3种(非专利文献1和2)。

8、[化1]

9、

10、现有技术文献

11、非专利文献

12、非专利文献1：bioorg.med.chem.31(2021)115966

13、非专利文献2：第71次日本药学会关西支部大会演讲要旨集

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、在寡核苷酸的用途多样化发展的过程中，对于已开发的人工核酸的功能性仍有改善的余地，要求开发以进一步高功能化为目标的新人工核酸。

3、本发明的目的在于提供一种对于各种各样的基因组技术有用的新人工核酸、它们的制造方法及用途等。

4、解决问题的技术方案

5、本发明人等为了达成上述课题而进行了深入研究，结果发现：具有1,7-二氧杂螺[4.4]壬烷骨架、1,7-二氧杂螺[4.5]癸烷骨架、1-氧杂-7-氮杂螺[4.4]壬烷骨架或1-氧杂-7-氮杂螺[4.5]]癸烷骨架的新人工核酸在各种基因组技术有用。本发明人基于该发现进一步反复研究，从而完成了本发明。

6、本发明包含以下技术方案：

7、[项1]

8、一种下述的式(1)所表示的化合物或其盐：

9、[化2]

10、

11、(式(1)中，

12、base是任选有取代基的芳香族杂环基或任选有取代基的芳香烃环基，

13、x1是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

14、x2是氢原子或-or7，

15、r1、r2和r7相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基、任选有取代基的环烯基、任选有取代基的芳基、羟基的保护基、有取代基的膦基、任选有取代基的二羟基亚膦酰基或任选有取代基的羟基巯基亚膦酰基，

16、r3、r4、r5和r6相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

17、z1为o或nz11，

18、z11是氢原子、烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、或氨基的保护基，

19、z2是单键或cz21z22，

20、z21和z22相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基)。

21、[项2]

22、根据项1所述的化合物或其盐，其中，z1是o。

23、[项3]

24、根据项1所述的化合物或其盐，其中，z1是nz11，z2是cz21z22。

25、[项4]

26、根据项3中所述的化合物或其盐，其中，z11是氢原子或烷基。

27、[项5]

28、根据项1～4中任一项所述的化合物或其盐，其中，z21和z22相同或不同，是氢原子或烷基。

29、[项6]

30、根据项1～5中任一项所述的化合物或其盐，其中，x1是氢原子或烷基。

31、[项7]

32、根据项1～6中任一项所述的化合物或其盐，其中，x1是氢原子。

33、[项8]

34、根据项1～7中任一项所述的化合物或其盐，其中，r3、r4、r5和r6相同或不同，是氢原子或烷基。

35、[项9]

36、根据项1～8中任一项所述的化合物或其盐，其中，r3、r4、r5和r6是氢原子。

37、[项10]

38、根据项1～9中任一项所述的化合物或其盐，其中，r7是氢原子或烷基。

39、[项11]

40、根据项1～10中任一项所述的化合物或其盐，其中，r1和r2相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的芳基、烷基羰基、芳基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、式：-si(r8)3(式中，各r8相同或不同，是烷基或芳基)所表示的基团、式：-p(r9a)(r9b)(式中，r9a和r9b相同或不同，是羟基、巯基、氨基、烷氧基、卤代烷氧基、氰基烷氧基、烷硫基、卤代烷硫基、氰基烷硫基或烷基氨基)所表示的基团、二羟基亚膦酰基或羟基巯基亚膦酰基。

41、[项12]

42、根据项1～11中任一项所述的化合物或其盐，其中，base是任选有取代基的2,4-二氧代-1,2,3,4-四氢嘧啶-1-基、任选有取代基的2-氧代-1,2-二氢嘧啶-1-基、任选有取代基的嘌呤--9-基、或任选有取代基的6-氧代-1,6-二氢-9h-嘌呤-9-基。

43、[项13]

44、一种制造项1～12中任一项所述的化合物或其盐的方法，所述方法包括在存在或不存在式(2’)：z11-nh2(式中，z11与前述相同。)所表示的胺的情况下对下述的式(2)所表示的化合物或其盐进行环化的工序：

45、[化3]

46、

47、(式(2)中，l1是羟基活化基，l2是氢原子或羟基活化基，base、x1、x2、r1、r2、r3、r4、r5、r6和z2与前述相同)。

48、[项14]

49、一种具有下述的式(6)所表示的单元的寡核苷酸或其盐：

50、[化4]

51、

52、(式(6)中，

53、base是任选有取代基的芳香族杂环基或任选有取代基的芳香烃环基，

54、x1是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

55、x2是氢原子或-or7，

56、r7是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基、任选有取代基的环烯基、任选有取代基的芳基、羟基的保护基、有取代基的膦基、任选有取代基的二羟基亚膦酰基或任选有取代基的羟基巯基亚膦酰基，

57、r3、r4、r5和r6相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

58、z1是o或nz11，

59、z11是氢原子、烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、或氨基的保护基，

60、z2是单键或cz21z22,

61、z21和z22相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基)。

62、[项15]

63、一种目标核酸的检测方法，其包括：

64、(i)通过核酸扩增法选择性地扩增目标核酸的工序；以及，

65、(ii)检测上述工序(i)中扩增的目标核酸的工序,

66、其中，所述扩增或检测中使用的寡核苷酸包含项14所述的寡核苷酸或其盐。

67、[项16]

68、一种用于检测目标核酸或选择性地扩增目标核酸的试剂盒，其中，

69、(a)所述试剂盒包含引物和探针，该引物和探针中的至少一者包含项14所述的寡核苷酸或其盐，或者，

70、(b)所述试剂盒包含clamp核酸和引物，该clamp核酸和引物中的至少一者包含项14所述的寡核苷酸或其盐。

71、[项17]

72、一种组合物，其含有项1～12中任一项所述的化合物或其盐、或者项14所述的寡核苷酸或其盐。

73、[项18]

74、下述的式(2)所表示的寡核苷酸或其盐。

75、[化5]

76、

77、(式(2)中，

78、base是任选有取代基的芳香族杂环基或任选有取代基的芳香烃环基，

79、x1是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

80、x2是氢原子或-or7，

81、r1、r2和r7相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基、任选有取代基的环烯基、任选有取代基的芳基、羟基的保护基、有取代基的膦基、任选有取代基的二羟基亚膦酰基或任选有取代基的羟基巯基亚膦酰基，

82、r3、r4、r5和r6相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

83、l1是羟基活化基，

84、l2是氢原子或羟基活化基，

85、z2是单键或cz21z22，

86、z21和z22相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基。)

87、[项19]

88、下述的式(4)所表示的寡核苷酸或其盐。

89、[化6]

90、

91、(式(4)中，

92、r2是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基、任选有取代基的环烯基、任选有取代基的芳基、羟基的保护基、有取代基的膦基、任选有取代基的二羟基亚膦酰基或任选有取代基的羟基巯基亚膦酰基，

93、r5、r6、rx、ry和x1相同或不同，是氢原子、任选有取代基的烷基、任选有取代基的烯基、任选有取代基的炔基、任选有取代基的环烷基或任选有取代基的芳基，

94、l1是羟基活化基。)

95、发明效果

96、根据本发明，可提供一种对于各种各样的基因组技术有用的新人工核酸。