Nouvelle approche vers des nucléosides expansés aniviraux et anticancereux : synthèse et réactivité photochimique de nucléosides azidopyrimidiniques

REIMS-BU Santé (514542104) / SudocSudocFranceF

Synthèse du photoproduit de type spore en vue de son incorporation dans des oligonucléotides

L'exposition de spores de bactérie aux UVC conduit à la formation sélective d'un adduit dans l'ADN. Ce photoproduit de type 5(alpha-thyminyl)-5,6-dihydrothymine résulte d'un couplage entre deux thymines. Afin de réaliser des études structurales et biologiques de cet adduit, il est nécessaire de disposer d'oligonucléotides contenant la lésion à un endroit précis dans une séquence choisie. Seule la synthèse chimique peut permettre l'obtention du motif de type spore convenablement protégé et fonctionnalisé pour son incorporation dans des oligonucléotides par synthèse sur support solide.Dans le cadre de ce travail, nous avons exploré plusieurs voies synthétiques afin d'obtenir le motif de type spore : réaction tandem de Michael-aldolisation, réaction d'acylation ou encore couplage aldolique. A l'issue de ces travaux, nous avons obtenu un alcool de couplage par réaction d'aldolisation entre des dérivés de la 5,6-dihydrothymidine et de la 5-formyl-2'-désoxyuridine.La dernière étape consiste en une réduction de la fonction alcool du produit de couplage. La dernière partie de cette thèse fait état de toutes les études que nous avons menées pour réaliser cette désoxygénation : réduction par voie ionique ou par voie radicalaire. Le motif de type spore a été obtenu après fonctionnalisation de l'alcool en xanthate puis réduction de Barton-McCombie par l'acide hypophosphoreux.L'application du schéma réactionnel réalisé au cours de la thèse sur des nucléosides orthogonalement protégés permettra d'accéder à un synthon de l'adduit de type spore incorporable dans des oligonucléotides.Exposure of bacterial spores to UVC light induces the selective formation of the spore photoproduct or 5(alpha-thyminyl)-5,6-dihydrothymine which results from a coupling between two thymines.To achieve structural and biological studies of this lesion, it is necessary to prepare oligonucleotides containing site-specifically the lesion in a known sequence context. Chemical synthesis represents the only approach to the spore photoproduct suitably protected and functionalized for its incorporation into oligonucleotides by solid-supported synthesis.In the course of the spore photoproduct synthesis, we explored several synthetic pathways: tandem Michael-aldol coupling, acylation or aldolisation. Finally aldol coupling between protected 5,6 dihydrothymidine and 5 formyl-2'-deoxyuridine afforded an alcohol derivative of the spore photoproduct.To obtain the spore photoproduct, the alcohol has to be deoxygenated. This is the subject of the last part of the thesis. Ionic and radical reductions were carried out and the deoxygenation was achieved by reduction of the xanthate-functionalized alcohol by hypophosphorous acid through a Barton-McCombie process.Applied to orthogonally protected nucleosides, this chemical pathway will give access to a spore photoproduct building block incorporable in oligonucleotides.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Synthèse d'oligonucléotides renfermant des lésions inter-thyminiques

Les lésions provoquées entre deux thymines dans l'ADN, sous rayonnement UV ou ionisant, peuvent être à l'origine de la carcinogenèse. Ces adduits suscitent un grand intérêt pour les études mécanistiques de formation et de réparation par l'organisme. Pour cela, il est nécessaire de disposer d'oligonucléotides, de séquence choisie renfermant la lésion, dont la meilleure voie d'accès reste la synthèse chimique.La première partie de cette thèse concerne la synthèse des lésions photochimiques majeures de l'ADN sous irradiation UV, les adduits cyclobutanique et pyrimidine(6-4)pyrimidone et la mise au point d'une nouvelle voie d'incorporation de ces adduits dans les ODNs. Nous avons décrit la synthèse d'un nouveau phosphoramidite de l'adduit cis-syn CPD de thymine ainsi que son incorporation dans des ODNs par synthèse automatique sur support solide. L'originalité de cette synthèse repose sur l'emploi du groupement protecteur lévulinyle qui est stable dans les conditions de photolyse et compatible avec la synthèse sur support solide. Pour obtenir un phosphoramidite renfermant l'adduit (6-4)PP, nous avons étudié l'influence des groupements protecteurs d'un dinucléotide de thymine sur sa photoréactivité.La deuxième partie est consacrée à la synthèse d'adduits 6-(a-thyminyl)-5,6-dihydrothymine en vue de la préparation d'ODNs. Ils ont été synthétisés en utilisant la photoréactivité de la 4-thiothymine. L'évaluation de leur stabilité a permis d'envisager la synthèse des phosphoramidites correpondants. En série protégée, la synthèse est compatible avec la protection du phosphate internucléotidique. L'emploi du groupement protecteur adapté en 5' devrait conduire au phosphoramidite.UV or ionizing radiations can induce lesions between adjacent thymines in DNA that can lead to mutation and carcinogenesis. These lesions are the subject of intensive studies in the field of their formation and repair mechanism. To better understand their effects, it is necessary to work on oligonucleotides of determined sequences incorporating the lesions and the best way to obtain them remains the chemical synthesis.The first part of this work concerns the synthesis of the major UV induced DNA lesions, the cyclobutane and the pyrimidine(6-4)pyrimidone adducts, and a new approach which improves the insertion of these adducts into ODNs. The synthesis of a new phosphoramidite building block of the thymine cis-syn CPD and its incorporation in ODNs by automated solid support synthesis is described. The originality of this work is based on the use of the levulinyl protecting group which is stable in the photolysis step and compatible with the conditions of solid phase synthesis. In view of obtaining the phosphoramidite building block of the (6-4)PP adduct, we have studied the influence of protecting groups on the photochemical reactivity of a thymine dinucleotide.The second part concerns the synthesis of 6-(?-thyminyl)-5,6-dihydrothymine adducts to prepare ODNs. These adducts were synthesized by taking advantage of the photochemical reactivity of a 4-thiothymine derivative. The tests of stability make their incorporation into ODNs possible. The internucleotide phosphate protecting group is compatible with the conditions employed for the synthesis of these adducts. The use of an adequate 5'-protecting group should afford the corresponding phosphoramidite building block.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Ab Initio Study of the (5 R )- and (5 S )-TT Pyrimidine h 5 (6−4) Pyrimidone Photoproducts. Implications on the Design of New Biologically Relevant Analogues

International audienc

The remarkable UV light invulnerability of thymine GNA dinucleotides

International audienceWe herein demonstrate the UV resistance of glycol nucleic acid (GNA) dinucleotides. This resistance sustains the hypothesis of GNA as a nucleic acid prebiotic ancestor on early Earth, a time of intense solar UV light. Such photorobustness, due to the absence of intrastrand base stacking, could offer an opportunity for nanodevice development requiring challenging UV conditions