先导科普荟 | 显著提高寡核苷酸稳定性的苏糖核酸TNA 发布时间：2023-08-07

苏糖核酸（a-L-threofuranosyl nucleic acid，TNA）是一种化学结构更简单的人工核酸，其结构与天然碱基不同¹（图1）。TNA可以与互补的DNA、RNA或TNA链，按照碱基配对的原则，形成稳定的双螺旋结构。TNA可以保护内部DNA残基免受核酸酶的酶切，并保护互补RNA链免受RNA降解酶的破坏。这些结果表明TNA是一种具有高生物稳定性的RNA类似物。

图1：DNA与TNA的结构

在实际应用中，利用TNA修饰的核酸具有以下优点：

1. TNA修饰寡核酸可以有效抵抗DNA和RNA核酸酶的降解。

实验比较了两种不同的TNA链在人血清和人肝微粒体中的稳定性，研究表明，TNA修饰的寡核酸孵育7天后，2条TNA寡核酸链仍未被降解。由此可见TNA的结构具有很强的抗生物降解能力2。

图2：TNA修饰寡核酸在人血清（HS）和人肝微粒体（HLM）中稳定性比较

2. TNA修饰寡核酸可以有效抵抗核酸外切酶的降解。

实验结果证明，对TNA修饰的寡核酸用SVPDE在37℃下孵育24小时后, 苏糖2’羟基和DNA链的5‘-磷酸基之间发生了切割。由此表明TNA对SVPDE具有高度稳定性（图3）。

图3：TNA对蛇毒磷酸二酯酶的稳定性。

a）蛇毒磷酸二酯酶降解前后的TNA-DNA寡核苷酸示意图。TNA小写蓝色字母。DNA大写红色字母。

b）反应产物聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。1和2分别是SVPDE降解前后的(tc)6-dT8序列，3: TNA对照品。

c）裂解产物

3. 碱基互补配对属性和更高的Tm值。

TNA遵循Watson-Crick碱基配对规则，并且能够与RNA及其自身的互补链形成反平行双链体结构，这为在系统内传递遗传信息提供了可能3。TNA双链可以显示出与RNA或DNA双链相当的热稳定性（图4）。

图4：UV和CD光谱数据记录了TNA序列与相应的互补RNA和DNA序列之间的系统间交叉配对。

a）双链的UV-光谱Tm 曲线图；

b）显示自身互补RNA-TNA形成的双链物的紫外光谱Tm曲线（c≈6uM）图；

c） RNA-TNA形成的双链物随温度变化的CD曲线图

成都先导TNA单体服务板块

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TNA产品列表

图5：TNA亚磷酰胺单体核磁共振磷谱

图6：TNA修饰的寡核酸纯化分析

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成都先导寡核苷酸合成业务提供从特殊单体合成、递送分子合成到寡核苷酸链合成以及寡核苷酸缀合物合成的一站式服务，能支持、提供多种修饰单体和定制化递送分子/脂质体合成，如：修饰亚磷酰胺，修饰核苷、核苷酸、GalNAc、脂质体等的合成。除了合成服务，成都先导还提供寡核苷酸的生物评价测试服务，如：针对ASO/siRNA体外细胞活性筛选实验，稳定性/免疫原性/持续性测试和脱靶预测，体内动物实验的初步药效药代毒理研究等。此外，成都先导也可以完成CMC部分的开发工作，如：工艺开发、制剂研究、生产放大和质量分析方法开发等。

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参考文献

1.John C Chaput. Accounts of Chemical Research, 2021, vol. 54, # 4, p. 1056 – 1065.

2.Michelle C Culbertson 1, Kartik W Temburnikar 1, Sujay P Sau 2, Jen-Yu Liao 2, Saikat Bala 2, John C Chaput 3， Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 2016, vol. 26, # 10, p. 2418 – 2421.

3.Kai-Uwe Schöning, Peter Scholz, Xiaolin Wu, Sreenivasulu Guntha, Guillermo Delgado, Ramanarayanan Krishnamurthy, Albert Eschenmoser. Helvetica Chimica Acta, 2002, vol. 85, # 12, p. 4111 – 4153.