Solid-phase synthesis and NMR studies of modified oligonucleotides forming triplex helix and of oligonucleopeptides mimicking the topoisomerase I-DNA covalent complex

Report for the scientific sojourn carried out at the Institut de Biologia Molecular de Barcelona of the CSIC –state agency – from april until september 2007. Topoisomerase I is an essential nuclear enzyme that modulates the topological status of DNA, facilitating DNA helix unwinding during replication and transcription. We have prepared the oligonucleotide-peptide conjugate Ac-NLeu-Asn-Tyr(p-3’TTCAGAAGC5’)-LeuC-CONH-(CH2)6-OH as model compound for NMR studies of the Topoisomerase I- DNA complex. Special attention was made on the synthetic aspects for the preparation of this challenging compound especially solid supports and protecting groups. The desired peptide was obtained although we did not achieve the amount of the conjugate needed for NMR studies. Most probably the low yield is due to the intrinsic sensitive to hydrolysis of the phosphate bond between oligonucleotide and tyrosine. We have started the synthesis and the structural characterization of oligonucleotides carrying intercalating compounds. At the present state we have obtained model duplex and quadruplex sequences modified with acridine and NMR studies are underway. In addition to this project we have successfully resolved the structure of a fusion peptide derived from hepatitis C virus envelope synthesized by the group of Dr. Haro and we have synthesized and started the characterization of a modified G-quadruplex.

Estudi realitzat a partir d’una estada al Institut de Biologia Molecular de Barcelona pertranyent CSIC, entre abril i setembre del 2007. La Topoisomerasa I és un enzim nuclear que modula els estats topològics del DNA, facilitant el desenrotllament de l’hèlix de DNA durant la replicació i la transcripció. En aquest projecte hem preparat el oligonucleòtid-pèptid conjugat Ac-NLeu-Asn-Tyr(p-3’TTCAGAAGC5’)-LeuC-CONH-(CH2)6-OH per fer-lo servir en estudis de RMN com a compost model del complexe Topoisomerase I- DNA. Hem prestat una atenció especial en els aspectes sintètics necessaris per a l’obtenció d’aquest producte difícil de preparar, especialment pel que fa a la utilització de suports sòlids i grups protectors. El producte desitjat es va obtenir però no hem pogut disposar de quantitat necessària per la seva carateritzaciò estructural per RMN. Probablement els baixos rendiments obtinguts sòn deguts a la sensibilitat a la hidròlisis de l’enllaç entre l’oligonucleòtid i la tirosina. Hem iniciat la síntesi i caracterització estructural d’oligonucleòtids que contenen agents intercalants. En aquest moment hem obtingut seqüències models de dúplexs i quàdruplexs modificades amb acridina i el estudis per RMN estan en procés. A més hem resolt amb èxit l’estructura d’un pèptid de fusió derivat de la càpsula del virus de hepatitis C sintetitzar pel grup de la Dra Haro i hem sintetitzat i parcialment caracteritzat un G-quadruplex modificat.