Войти
Общая химическая структура реагента фосфоримидазолида A фосфоримидазолид представляет собой химическое соединение, в котором фосфорил сложный моноэфир ковалентно связан с атомом азота в кольце имидазола. Это разновидность фосфорамидата. Эти соединения фосфора (V) встречаются в качестве реагентов, используемых для образования новых фосфоангидридных связей с моноэфирами фосфата, а также в качестве реактивных промежуточных продуктов в реакциях переноса фосфорила в некоторых ферментативно-катализируемые превращения. Они также изучаются как критически важные химические промежуточные соединения для полимеризации нуклеотидов в предбиотических условиях. Их иногда называют фосфоримидазолидатами, фосфорильными группами, активируемыми имидазолом, и P-имидазолидами.
Механистическая роль фосфоримидазолидов была исследована в абиогенез (естественный процесс, в результате которого жизнь возникла из неживой материи). В частности, они были предложены в качестве активных электрофильных разновидностей, которые могли опосредовать образование межнуклеотидных фосфодиэфирных связей, тем самым позволяя репликацию олигонуклеотидов, управляемую матрицей, до появления ферментов. Фосфоримидазолиды были первоначально предложены в качестве посредников этого процесса Лесли Оргелем в 1968 году. Ранние исследования показали, что катионы двухвалентных металлов, таких как Mg, Zn и Pb, и дополнительная матрица необходимы для образования коротких олигонуклеотидов, хотя нуклеотиды демонстрируют связность 5'-2 'вместо 5'-3' связи современных форм жизни. Было также показано, что монтмориллонитовая глина может обеспечивать поверхность для опосредованного фосфоримидазолидом образования олигонуклеотидов длиной 20-50 оснований.
Исследовательская группа Джека В. Шостака продолжила исследование роли фосфоримидазолидов в пребиотической полимеризации нуклеотидов. Группа исследовала ряд производных имидазола в поисках химических фрагментов, которые обеспечивают более длинные олигонуклеотиды, необходимые для распространения генетической информации. Примечательно, что они обнаружили, что фосфоримидазолиды способствуют формированию матричных олигонуклеотидов через имидазолиевые динуклеотидные промежуточные соединения.
Джон Д. Сазерленд и его коллеги предположили, что фосфоримидазолиды могли образовываться в химической среде ранней Земли в результате активации рибонуклеотидфосфатов метилизоцианаидом и ацетальдегидом с последующей путем замены на имидазол.
В то время как ранние исследования фосфоримидазолидных производных нуклеотидов показали, что олигонуклеотиды могут образовываться в присутствии комплементарной матрицы, пирофосфат-связанные димеры образуются преимущественно в отсутствие шаблона. Эта склонность к образованию новых фосфоангидридных связей была использована в синтезе нескольких органических соединений, содержащих пирофосфат. Различные модифицированные нуклеотидтрифосфаты были синтезированы с использованием цианоэтил-защищенного фосфоримидазолидного реагента. Было обнаружено, что реакции образования фосфоангидридной связи наиболее быстро протекают в органических растворителях на основе амидов, таких как N, N-диметилформамид, и особенно в N, N-диметилацетамиде с катализаторами Mg или Zn.
Реагенты фосфоримидазолида были синтезированы из моноэфиров фосфатов.
В одном методе моноэфир фосфата растворяют в безводном пиридине или N, N-диметилформамиде (ДМФ) и активируют с помощью трифенилфосфина (PPh 3) и 2,2'-дитиодипиридина (2,2'-DTDP) в присутствии основания триэтиламин (TEA) и избытка имидазола. В другом методе с использованием меньшего количества реагентов сложный моноэфир фосфата растворяют в ДМФ и используют карбонилдиимидазол (CDI) как для удаления атома кислорода из фосфатной группы, так и для подачи имидазольного заместителя. Продукт любой реакции может быть собран путем осаждения с использованием ацетонитрила или ацетона в качестве антирастворителя с перхлоратом натрия или лития для подачи натриевой или литиевой соли фосфоримидазолида соответственно.. Альтернативно фосфоримидазолид можно выделить с помощью колоночной флэш-хроматографии с обращенной фазой с буфером TEAB и ацетонитрилом.
