Modified internucleoside linkages (II)
AssigneeGilead Sciences, Inc.
InventorsSundaramoorthi Swaminathan, Mark Matteucci, Jeff Pudlo, Robert J. Jones
Life of this patent
Estimating the term…
Abstract
The invention relates to novel modified oligonucleotides, the construction thereof, and their use in oligonucleotide-based therapies. More specifically, the invention is to novel oligonucleotides having modified internucleoside linkages which are resistant to nucleases, having enhanced ability to penetrate cells, and which are capable of binding target oligonucleotide sequences in vitro and in vivo. The modified oligonucleotides of the invention are particularly useful in oligonucleotide-based therapies utilizing the modified oligonucleotides to interrupt protein synthesis or transcription or to otherwise inactivate messenger RNA or double stranded DNA.
Claims20
A modified oligonucleotide wherein the modification comprises substitution for one or more phosphodiester linkages between a 2' and 5' position of adjacent nucleosides, a modified internucleoside linkage selected from the group consisting of --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--, --O--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --O--, --O--CH.sub.2 --S--, --S--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S--CH.sub.2 --, --NH--C(O)--O--, --O--C(O)--NH--, --O--C(O)--N(CH.sub.3)-- and --O--CH.sub.2 --O--
- wherein R.sup.6 is H, lower alkyl, heteroalkyl, or aryl.
A modified oligonucleotide of the formula W--Q--(Z,Q)n--Y or Y--Q--(Z,Q)n--W where each ##STR80## where X is S, O, CH.sub.2, CHF or CF.sub.2 ;
- R.sup.1 independently is --O-alkyl (C.sub.1 -C.sub.12), --S-alkyl (C.sub.1 -C.sub.12), H, OH, OCH.sub.3, SCH.sub.3, OC.sub.3 H.sub.5, OC.sub.3 C.sub.7, SC.sub.3 H.sub.5, or F and
- where R.sup.1 is on a terminal group of the oligomer, R.sup.1 may additionally be PO.sub.3.sup.-2 or a blocking group selected from a dimethoxytrityl moiety, a monomethoxytrityl moiety, H-phosphonate, methylphosphonate or a phosphoramidite;
- B is independently a purine or pyrimidine residue that binds to complementary nucleic acids by Watson-Crick pairing or by Hoogsteen pairing;
- Q, is independently
- a phosphodiester linkage, a phosphodiester analog or
- a two to three atom long internucleoside linkage independently selected from the group consisting of --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--, --O--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --O--, --O--CH.sub.2 --S--, --S--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S--CH.sub.2 --, --NH--C(O)--O--, --O--C(O)--NH--, --O--C(O)--N(CH.sub.3)-- and --O--CH.sub.2 --O--;
- R.sup.6 is H, lower alkyl, heteroalkyl, or aryl;
- and
- n is 1-100, provided that at least one Q is a 2',5' linkage selected from the group consisting of --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--, --O--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --O--, --O--CH.sub.2 --S--, --S--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S--CH.sub.2 --, --NH--C(O)--O--, --O--C(O)--NH--, --O--C(O)--N(CH.sub.3)-- and --O--CH.sub.2 --O--.
A modified oligonucleotide of the formula (W,Y)--Q--(Z--Q).sub.n --(W,Y) where each ##STR81## where X is S, O, CH.sub.2, CHF or CF.sub.2 ;
- R.sup.1 independently is --O-alkyl (C.sub.1 -C.sub.12), --S-alkyl (C.sub.1 -C.sub.12), H, OH, OCH.sub.3, SCH.sub.3, OC.sub.3 H.sub.5, OC.sub.3 C.sub.7, SC.sub.3 H.sub.5, or F and
- where R.sup.1 is on a terminal group of the oligomer, R.sup.1 may additionally be PO.sub.3.sup.-2 or a blocking group selected from a dimethoxytrityl moiety, a monomethoxytrityl moiety, H-phosphonate, methylphosphonate or a phosphoramidite;
- B is independently a purine or pyrimidine residue that binds to complementary nucleic acids by Watson-Crick pairing or by Hoogsteen pairing;
- Q, is independently
- a phosphodiester linkage, a phosphodiester analog or
- a two to three atom long internucleoside linkage independently selected from the group consisting of --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--, --O--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --O--, --O--CH.sub.2 --S--, --S--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, ----S(O)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S--CH.sub.2 --, --NH--C(O)--O--, --O--C(O)--NH--, --O--C(O)--N(CH.sub.3)-- and --O--CH.sub.2 --O--;
- R.sup.6 is H, lower alkyl, heteroalkyl, or aryl;
- and
- n is 1-100, provided that at least one Q is a 2',5' linkage selected from the group consisting of --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --N(R.sup.6)--, --O--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --CH.sub.2 --O--, --O--CH.sub.2 --S--, --S--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O)--CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S(O).sub.2 --CH.sub.2 --, --CH.sub.2 --S--CH.sub.2 --, --NH--C(O)--O--, --O--C(O)--NH--, --O--C(O)--N(CH.sub.3)-- and --O--CH.sub.2 --O--.
Dependencies are inferred from the claim text.