先导科普荟 | 实现siRNA磷酸骨架5’(E)-VP修饰的亚磷酰胺单体 发布时间：2023-06-28

siRNA双链中，反义链必须带有5’-磷酸才可与RNA诱导的沉默复合物Argonaute 2（AGO2）的效应蛋白结合。目前，通过化学合成预先在5’磷酸化策略可用作代谢稳定的磷酸盐类似物，其中，（E）-乙烯基膦酸盐是比较有效的磷酸盐类似物。实现5’-乙烯基亚磷酸修饰一般通过 (E)-VP亚磷酰胺单体实现。它是由糖环的5’位修饰为乙烯基磷酸酯修饰，并将3’OH转化成为亚磷酰胺得到。

图1：5’(E)-VP结构

常见的乙烯基磷酸酯有磷酸乙酯、磷酸甲酯以及POM保护的磷酸酯，（图1）其中利用新戊酰氧基甲基（POM）保护的5’(E)VP亚磷酰胺单体最为广泛使用，5’(E)VP经过修饰的核酸主要有以下优点：

1：提高寡聚核苷酸的可扩展性

POM保护可增强5’VP修饰的寡聚核苷酸的可扩展性，这有利于磷酸酯修饰寡聚核苷酸的合成。而且，与磷酸甲酯、磷酸乙酯相比，POM保护基更容易实现去保护，在核酸合成最后氨解去保护的过程中，实现POM保护基的同时脱去，从而提高了效率，避免在脱保护基过程中对核苷酸的损伤。（图2）

图2：含5’-(E)-乙烯基磷酸酯修饰的寡核苷酸合成以及脱保护对比（Ref.1）

2：5’(E)-VP可增强siRNA体内效力

位于反义链的5’端的(E)-乙烯基磷酸盐是一种稳定的磷酸盐模拟物，可以增强siRNA的体内效力。与相应的(Z)-异构体相比，含有VP(E)-几何结构的小干扰RNA能够显著提高通过稳定RNAi介导的基因沉默的RISC负载。（图3）

图3：GalNAc-siRNA偶联物介导的RNAi介导的小鼠基因沉默对比 (Ref.1)

在体内，5’-E-VPsiRNA-GalNAc偶联物比5’-OH-siRNA-GalNAc偶联物更能降低TTR mRNA的水平，亲和力更强，也可以更好的融入hAgo2中。（图4）

图4：体内小鼠肝脏中mRNA和hAgo2与siRNA结合水平对比(Ref.4)

因此5’(E)-VP单体构成了一种重要的siRNA修饰类型，目前在寡聚核酸合成中有着广泛的应用，并且POM保护的VP单体使用更为方便。

常见5’(E)-BisPOM-VP亚磷酰胺的结构

参考文献

1. Journal of Medicinal Chemistry, 2018, vol. 61, # 3, p. 734 - 744.

2. Molecules, 2019, vol. 24, # 2, art. no. 225

3. Nucleic Acids Research, 2021, vol. 49, # 21, p. 12069 - 12088

4. Nucleic Acids Res 45:3528-3536

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