Utilisation des acides boroniques dans la reconnaissance moléculaire de nucléosides et oligonucléotides (application à la synthèse d'un nouveau lien internucléosidique)

Les acides boroniques représentent une nouvelle classe de composés organiques utilisés en synthèse, en biologie et en médecine, notamment, grâce à leur capacité à pouvoir former des esters cycliques en présence de fonctions cis diols dans des conditions physiologiques. Différents acides boroniques ont donc été synthétisés et utilisés pour détecter efficacement par spectroscopie de fluorescence deux nucléosides modifiés: la dihydrouridine (D) et la thymidine glycol (Tg). Nous avons ensuite reporté l'introduction d'un nouveau lien internucléosidique boronate covalent réversible. La synthèse du premier analogue nucléotidique boronique de la TMP a été présentée et son association avec différents cis diols dont les nucléosides naturels a été étudiée par différentes techniques d'analyse (UV, RMN). Les résultats montrent que la formation de ce nouveau lien est dépendante de (i) la présence d'un système cis diol, (ii) d'une conformation préférentielle 3'endo du sucre mis en jeu, (iii) des forces d'empilement. Enfin, la synthèse des autres borononucléotides et du premier oligonucléotide fonctionnalisé par un acide boronique ont été décrites. Cette modification pourrait conduire à un système idéal pour l'assemblage dynamique de nano-structures ordonnéesBoronic acids are versatile and valuable functional groups used in synthetic, biological and medicinal chemistry because of their ability to form reversible cyclic esters in the presence of cis-diols under physiological conditions. A series of boronic acid derivatives was prepared and their fluorogenic behaviours towards two modified nucleosides; dihydrouridine (D) and thymidine glycol (Tg) were investigated. Then, we report the replacement of the phosphodiester linkage by a reversible boronate covalent binding interaction. The synthesis of the first borononucleotide isostere of 5 -monophosphate thymidine (TMP) along with its affinity in water towards various nucleosides and diols is described. The formation of this novel reversible boronic ester backbone appeared to be dependent on (i) the presence of a cis-diol system, (ii) a preorganized north-like sugar conformation of the diol moiety, and (iii) stacking interactions. The synthesis of the others borononucleotides and the first oligonucleotide functionalized by a boronic acid are also presented. This system would be an ideal building material for the programmed assembly of dynamic and highly ordered nano-structuresMONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Dynamic and Programmable DNA-Templated Boronic Ester Formation

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Expanding the borononucleotide family: synthesis of borono-analogues of dCMP, dGMP and dAMP.

International audienceWe previously reported the synthesis of a borononucleotide analogue of thymidine monophosphate and its association towards the formation of a new borono-linked dinucleotide. Here we describe the completion of the set of four 2′-deoxyborononucleotide analogues of natural nucleotide monophosphates, namely the previously unknown dCbn, dGbn and dAbn. These analogues were all prepared from the respective 5′-aldehydic nucleosides through a homologation/reduction sequence. The borononucleotides were subsequently obtained by either borylation (dCbn and dGbn) or cross-metathesis (CM) in the presence of the Hoveyda–Grubbs catalyst (dAbn). The reversible formation of the corresponding dinucleotides between these new analogues and uridine was studied by 1H NMR, and semi-empirical calculations were carried out to provide bond length and electrostatic information that assess the structural similarities existing between these bioisosteres and their natural counterparts