Ανεξάρτητη σύνθεση και μελέτη προϊόντων οξειδωτικής καταστροφής των βάσεων του DNA

Abstract

Oxidatively induced DNA damage is an important biological event that is involved in numerous human pathologies such as aging and cancer. Although thymidine base lesions such as the N1-(2-deoxy-β-D-ribofuranosyl)-5-hydroxy-5-methylhydantoins (5-OH-5-Me-dHyd) and thymidine glycols (Tg), have been well studied, the biological significance of their open-chain isomers has not been determined to date. Recent results suggest the separate role of open-chain lesions with the possibility of specific repair mechanisms developed by the cell for these lesions.With the scope of clarifying these mechanisms, in the present thesis, new synthetic methodologies have been developed, for the synthesis of open-chain structures, with ultimate targets the protected derivatives both N1-(2-deoxy-D-ribofuranosyl)-Ν3-pyruvoylurea and N1-(2-deoxy-D-ribofuranosyl)-Ν3-(2-hydroxy-2-methyl-3-oxopropanoyl)urea. Towards this goal, a study was undertaken on the synthesis of protected derivatives of glycosyl, ribosyl and 2-deoxyribosyl N-acyl ureas in the context of three different synthetic approaches: (a) the reaction of sugar isocyanates with amides, (b) the reaction between 1-aminosugars with acyl isocyanates and (c) the reaction between sugar ureas and acyl chlorides. The first and second approaches, led to important information on the stability and reactivity of N-acyl ureas, while the third one led to the synthesis of the desired target molecules. Conditions for the conversion of open-chain derivatives to protected 5-OH-5-Me-dHyd and Tg were developed as well as the first phosphoramidites, (e.g. of 5-OH-5-Me-dHyd) were successfully synthesized directly from the unprotected oxidatively produced lesions.

Η οξειδωση του DNA στα κύτταρα αποτελεί ένα σημαντικό βιολογικό γεγονός το οποίο υπεισέρχεται στη γήρανση αλλά και σε πολλές ανθρώπινες παθολογίες όπως είναι ο καρκίνος. Αν και προϊόντα οξείδωσης της βάσης της θυμιδίνης όπως οι N-(2-δεοξυ-β-D-ριβοφουρανοζυλο)-5-υδροξυ-5-μεθυλοϋδα-ντοΐνες (5-OH-5-Me-dHyd) και γλυκόλες της θυμιδίνης (Tg), στην κυκλοποιη-μένη μορφή τους, έχουν μελετηθεί σε βάθος, η βιολογική σημασία των ισομερών ενώσεων ανοικτής αλυσίδας δεν έχει καθοριστεί μέχρι σήμερα. Αποτελέσματα από τη διεθνή βιβλιογραφία υποδεικνύουν ότι είναι πιθανό οι βλάβες ανοικτής αλυσίδας να έχουν έναν ξεχωριστό ρόλο και ότι το κύτταρο αναπτύσσει ειδικούς επιδιορθωτικούς μηχανισμούς προς αυτές τις βλάβες.Με σκοπό τη διαλεύκανση αυτών των μηχανισμών, στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύχθηκε μεθοδολογία σύνθεσης ανοικτών δομών με τελικό στόχο τα προστατευμένα παράγωγα της Ν1-(2΄-δεοξυ-D-ριβο-φoυρανοζυλο)-Ν3-(πυρουβoϋλο)ουρίας και της Ν1-(2-δεοξυ-D-ριβοφουρα-νοζυλο)-Ν3-(2-υδροξυ-2-μεθυλο-3-οξοπροπανοϋλο)ουρίας. Στην κατεύθυνση αυτήν πραγματοποιήθηκε μια συνολική μελέτη πάνω στη σύνθεση προστατευμένων παραγώγων γλυκόζυλο, ριβόζυλο και 2-δεοξυριβόζυλο N-ακυλο ουριών στα πλαίσια τριών συνθετικών προσεγγίσεων, και συγκεκριμένα (α) την αντίδραση ισοκυανικών εστέρων σακχάρων με αμίδια, (β) την αντίδραση 1-αμινοσακχάρων με ακυλο ισοκυανικούς εστέρες και τέλος (γ) την αντίδραση ουριών σακχάρων με ακυλοχλωρίδια. Ενώ η μελέτη των δύο πρώτων εξήγαγε σημαντικές πληροφορίες για τη σταθερότητα των παραγόμενων N-ακυλο ουριών, η τελευταία προσέγγιση οδήγησε στη σύνθεση των επιθυμητών μορίων. Αναπτύχθηκαν συνθήκες κυκλοποίησης των ανοικτών δομών προς τις προστατευμένες 5-OH-5-Me-dHyd και Tg και έγιναν οι πρώτες προσπάθειες σύνθεσης φωσφοραμιδιτών (όπως της 5-OH-5-Me-dHyd) απευθείας από τις απροστάτευτες ενώσεις.