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可见光介导的光氧化还原催化实现 DNA 中 N6-甲基腺苷残基的选择性化学功能化。

Selective Chemical Functionalization at N6-Methyladenosine Residues in DNA Enabled by Visible-Light-Mediated Photoredox Catalysis.

机构信息

Department of Chemistry, University of Cambridge, Lensfield Road, Cambridge CB2 1EW, United Kingdom.

Cancer Research UK Cambridge Institute, University of Cambridge, Cambridge CB2 0RE, United Kingdom.

出版信息

J Am Chem Soc. 2020 Dec 23;142(51):21484-21492. doi: 10.1021/jacs.0c10616. Epub 2020 Dec 11.

DOI:10.1021/jacs.0c10616
PMID:33305571
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7760100/
Abstract

Selective chemistry that modifies the structure of DNA and RNA is essential to understanding the role of epigenetic modifications. We report a visible-light-activated photocatalytic process that introduces a covalent modification at a C(sp)-H bond in the methyl group of N6-methyl deoxyadenosine and N6-methyl adenosine, epigenetic modifications of emerging importance. A carefully orchestrated reaction combines reduction of a nitropyridine to form a nitrosopyridine spin-trapping reagent and an exquisitely selective tertiary amine-mediated hydrogen-atom abstraction at the N6-methyl group to form an α-amino radical. Cross-coupling of the putative α-amino radical with nitrosopyridine leads to a stable conjugate, installing a label at N6-methyl-adenosine. We show that N6-methyl deoxyadenosine-containing oligonucleotides can be enriched from complex mixtures, paving the way for applications to identify this modification in genomic DNA and RNA.

摘要

选择性地修饰 DNA 和 RNA 的结构对于理解表观遗传修饰的作用至关重要。我们报告了一种可见光激活的光催化过程,该过程可以在 N6-甲基脱氧腺苷和 N6-甲基腺苷的甲基 C(sp)-H 键上引入共价修饰,这些修饰是新兴的重要修饰。精心设计的反应将硝基吡啶还原为亚硝吡啶自旋捕获试剂,并通过精细选择性的叔胺介导的 N6-甲基氢原子提取形成α-氨基自由基。假定的α-氨基自由基与亚硝吡啶的交叉偶联导致形成稳定的轭合物,在 N6-甲基-腺苷上安装一个标记。我们表明,含有 N6-甲基脱氧腺苷的寡核苷酸可以从复杂混合物中富集,为在基因组 DNA 和 RNA 中鉴定这种修饰铺平了道路。

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