Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Protokoll für die Festphasensynthese von Oligomeren der RNA mit einem 2'-

18.8K Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/56189

⸱

28. Juli 2017

 , 

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieser Artikel liefert ein detailliertes Verfahren zur Festphasensynthese, -reinigung und -charakterisierung von an der C2'- O- Position modifizierten Dodecamern von RNA. UV-vis- und zirkuläre Dichroismus-photometrische Analysen dienen zur Quantifizierung und Charakterisierung von Strukturaspekten, dh Einzelsträngen oder Doppelsträngen.

Zusammenfassung

Die Festphasensynthese wurde verwendet, um kanonische und modifizierte Polymere von Nukleinsäuren, insbesondere von DNA oder RNA, zu erhalten, die es zu einer populären Methodik für Anwendungen in verschiedenen Bereichen und für verschiedene Forschungszwecke gemacht hat. Das hier beschriebene Verfahren konzentriert sich auf die Synthese, Reinigung und Charakterisierung von Dodecamern von RNA 5 '- [CUA CGG AAU CAU] -3' mit null, einer oder zwei Modifikationen, die sich an der C2'- O- Position befinden. Die Sonden basieren auf 2-Thiophenylmethylgruppen, die über Standard-organische Synthese in RNA-Nukleotide eingebaut und über ihre jeweiligen Phosphoramidite in die entsprechenden Oligonukleotide eingeführt werden. Dieser Bericht nutzt die Phosphoramidit-Chemie über die vier kanonischen Nukleobasen (Uridin (U), Cytosin (C), Guanosin (G), Adenosin (A)) sowie 2-Thiophenylmethyl-funktionalisierte Nukleotide, modifiziert am 2'- O- Position; Allerdings ist die Methodik für eine große varDie im Laufe der Jahre entwickelt wurden. Die Oligonukleotide wurden auf einem kontrollierten Porenglas (CPG) -Träger, gefolgt von einer Spaltung aus dem Harz und einer Entschützung unter Standardbedingungen, dh einem Gemisch aus Ammoniak und Methylamin (AMA), gefolgt von Fluorwasserstoff / Triethylamin / N-Methylpyrrolidinon, synthetisiert. Die entsprechenden Oligonukleotide wurden über Polyacrylamid-Elektrophorese (20% Denaturierung) gereinigt, gefolgt von Elution, Entsalzung und Isolierung über Umkehrphasenchromatographie (Sep-pak, C 18- Säule). Quantifizierungs- und Strukturparameter wurden mittels Ultraviolett-sichtbare (UV-vis) bzw. zirkuläre Dichroismus (CD) photometrische Analyse beurteilt. Dieser Bericht zielt darauf ab, als Ressource und Führer für Anfänger und Experten Forscher interessiert, um in diesem Bereich zu dienen dienen. Es wird erwartet, dass es als ein work-in-progress dienen, wie neue Technologien und Methoden entwickelt werden. Die Beschreibung der Methoden und Techniken innerhalb von ThiS Dokument entspricht einem DNA / RNA Synthesizer (renoviert und im Jahr 2013 gekauft), der Phosphoramidit Chemie verwendet.

Einleitung

Die Festphasensynthese zur Gewinnung von Oligonukleotiden von DNA / RNA ist ein leistungsfähiges Werkzeug, das seit den 1970er Jahren 1 , 2 , 3 mit Hilfe von Phosphoramidit-Bausteinen 4 verschiedene Anwendungen in verschiedenen Bereichen bedient hat. Beispiele für seinen breiten Einfluss sind: ihre Auswirkungen auf die Etikettierung ( über Klick-Chemie-Reaktionen) 5 , strukturelle Sondierung 6 und Antisense-Technologien 7 sowie die Aufklärung der biologischen Mechanismen ....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

1. Festphasensynthese von RNA-Oligonukleotiden

  1. Herstellung von Lösungen, die jeden Phosphoramidit enthalten (Tabelle 1).
    1. Zähle die Anzahl der Nukleotide und passt in die n + 1-Gleichung (wobei n = Anzahl der Nukleotide) jeder Base entspricht und die Tabelle mit den fehlenden Werten ausfüllen. Volumen = 0,15 ml pro Nukleotid bei einer Konzentration von 0,1 M, gelöst in wasserfreiem Acetonitril.
    2. Wiegen Sie jeden Phosphoramidit in ofengetrocknete 10 ml Bernsteinflaschen (Septum Top Amber 394 Amidite 13 mm ID x 20 mm OD Top) und legen Sie sofort unter Vakuum mit einem Exsikkator, der ein Trockenmittel enthält.
    3. Füll....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Die Synthese von RNA-Dodekameraden, die null, ein oder zwei 2-Thiophenylmethyl-Modifikationen an der C2'- O- Position enthalten, wird zusammen mit ihrer entsprechenden Reinigung und Charakterisierung beschrieben. Weiterhin ist eine detaillierte Beschreibung der Strukturanalyse, die über CD durchgeführt wurde, enthalten.

Die vier Stränge der RNA (einschließlich eines Strangs mit einer komplementären Sequenz) wurden.......

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Die Absicht dieses Manuskripts dient als Leitfaden für Forscher auf dem Gebiet, Anfänger oder Experte, um die Synthese von Oligonukleotiden von DNA oder RNA erfolgreich zu erreichen oder zu verstärken. Die beschriebene Methodik konzentriert sich auf die Verwendung der Festphasensynthese unter Verwendung eines automatisierten DNA / RNA-Synthesizers über Standard-Phosphoramidit-Chemie. Der Bericht beschreibt eine schrittweise Darstellung der Synthese, Reinigung und Charakterisierung von RNA-Dodecamern. Darüber hinaus wird.......

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

Die Vorbereitung dieses Manuskripts wurde über Start-up-Fonds von der University of Colorado Denver (JMRE) unterstützt. AF möchte die Unterstützung von einem Research and Creative Activities Award (RaCAS, CU Denver) anerkennen. Die Finanzierung durch das Amt für Forschungsdienste, Universität von Colorado Denver zur Deckung der Veröffentlichungsgebühren wird anerkannt. Wir danken den Labormitgliedern Frau Cassandra Herbert und Herrn Yannick K. Dzowo für ihre Beiträge im Videobereich.

....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
AbsolveTMPerkinElmer6NE9711
Acetonitril 99,9%, HPLC-QualitätFisher Scientific75-05-8
Acetonitril 99,9%, wasserfrei für die DNA-SequenzierungFisher BioReagents75-05-8
Acrylamid, 99+%ACROS Organics164850025
Ammoniumchlorid 98+%Alfa Aesar12125-02-9
Ammoniumcitrat, zweibasisch 98%Sigma Aldrich3012-65-5
Ammoniumfluorid  98,0%, ACS-QualitätAlfa Aesar12125-01-8
Ammoniumhydroxid 28 - 30% in Wasser, ACS PlusFisher Chemical1336-21-6
AmmoniumpersulfatACROS Organics1444
Argon-ultra hohe Reinheit  Airgas7440-37-1
Bis-Acrylamid HochreinesVWR-Amresco172
BorsäureFisher ScientificA73-1
Diethylpyrocarbonat, 97%ACROS Organische StoffeA0368487
Ethanol, wasserfrei, histologischeQualität Fisher Chemical64-17-5
Ethylendiamintetraessigsäure, Dinatriumsalz dehydrieren 100,2%Fisher Chemical6381-92-6
FormamidThermo Scientific75-12-7
Salzsäure, 36,5 - 38,0 %, zertifiziert ACS Plus FisherChemical7647-01-0
Magnesiumchlorid-Hexahydrat, 99 %Fisher Scientific7786-30-3
Methanol, 99,9 %  HPLC-QualitätFisher Chemical67-56-1
Methylamin 40% in WasserSigma Aldrich74-89-5
1-Methyl-2-pyrrolidinon, wasserfrei, 99,5%Aldrich872-50-4
Opti-TOFTM 96 Vertiefungseinsatz (123 x 81 mm) MDS SCIEX1020157
RNase AwayMolecular BioProducts7005-11
Natriumacetat, wasserfrei 99,2%, zertifiziert ACSFisher Chemical127-09-3
Natriumchlorid, 100,5%, zertifiziertACS Fisher Chemical7647-14-5
Natriumphosphat monobasisches Dihydrat 99,0%Sigma13472-35-0
2',4' Triethylamin, 99+%Alfa Aesar121-44-8
TEMEDAmresco761
Triethylamin-Trihydrofluorid, 98%Aldrich73602-61-6
Trifluoressigsäure, 99%Alfa Aesar76-05-1
6'-Trihydroxyacetophenon-Monohydrat 98%Sigma Aldrich480-66-0
Tris-BaseFisher ScientificBP154-3
HarnstoffFisher ScientificU15-3
Reagenzien für die RNA-Synthese:
Deblocking-Mix, 3% Trichloressigsäure in DichlormethanGlen Research  40-4140-57
Cap Mix A, THF/Pyridin/EssigsäureanhydridGlen Research40-4110-52
Cap Mix B, 10% 1-Methylimidazol in THFGlen Research40-4120-52
Aktivator, 0,25 M 5-Ethylthio-1H-tetrazol in wasserfreiem AcetonitrilGlen Research 30-3140-52
Oxidierende Lösung, 0,02 M Jod in THF/Pyridin/WasserGlen Research40-4330-52
U-RNA-CPGGlen Research20-3330-xx
Ac-G-RNA-CPG Glen Research20-3324-xx
Ac-G-CE Phosphoramidit Glen Research10-3025-xx
U-CE PhosphoramiditGlen Research10-3030-xx
Ac-C-CE PhosphoramiditGlen Research10-3015-xx
Bz-A-CE Phosphoramidit Glen Research10-3003-xx

Referenzen

  1. Matteucci, M. D., Caruthers, M. H. The synthesis of oligodeoxypyrimidines on a polymer support. Tetrahedron Lett. 21 (8), 719-722 (1980).
  2. Beaucage, S. L., Caruthers, M. H. Deoxynucleoside phosphoramidites-A new class of key intermediates for deoxypolynucleotides. Tetrahedron Lett. 22 (20), 1859-1862 (1981).
  3. Caruthers, M. H.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Weitere Artikel entdecken

Reinigung von OligonukleotidenCirculardichroismus-AnalysePhosphoramidit-ChemieRNA-OligomersynthesePolyacrylamid-GelelektrophoreseUmkehrphasenchromatographieUV-Vis-SpektroskopieMALDI-TOF-Analyse