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JP4620810B2 - ポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体、その製造及び使用 - Google Patents

ポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体、その製造及び使用 Download PDF

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Description

【0001】
本発明は貴重な物理学的、生物学的及び薬理学的性質を有する新規なポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体に関する。それらの適用は遺伝子発現(アンチセンス・オリゴヌクレオチド、リボザイム(ribozymes)、センス・オリゴヌクレオチド及び三重鎖形成オリゴヌクレオチド)の阻害剤として、核酸検出用プローブとして、そして分子生物学における助剤としての使用に係わる。
【0002】
オリゴヌクレオチドは遺伝子発現の阻害剤(G. Zon, pharmaceutical Research 5, 539 (1988); J. S. Cohen, Topics in Molecular and Structural Biology 12 (1989) Macmillan Press; C. Helene and J.J. Toulme, Biochimica et Biophysica Acta 1049, 99 (1990); E. Uhlmann and A. Peyman, Chemical Reviews 90, 543 (1990))としてますます増大する適用が見出されつつある。アンチセンス・オリゴヌクレオチドはその塩基配列が阻害されるmRNAのそれと相補的である核酸断片である。この標的mRNAは細胞、ウィルス又は他の病原性起源であることができる。適当な細胞性標的配列は、例えば、レセプター、細胞接着蛋白質、酵素、免疫調節剤、サイトカイン(cytokines)、生長因子、イオンチャンネル又はオンコ遺伝子のそれである。アンチセンス・オリゴヌクレオチドによるウィルス複製の阻害は、例えばHBV(B型肝炎ウィルス)、HSV−1及び−2(単純ヘルペスウィルスI型及びII型)、HIV(ヒト免疫不全ウィルス)及びインフルエンザウィルスについて記述されている。これはウィルス核酸と相補的であるオリゴヌクレオチドの使用を必要とする。センス・オリゴヌクレオチドは、対照的に、例えば核酸結合蛋白質又は核酸処理酵素を結合し(捕獲し)、それによりその生物活性を阻害するような配列を持つように設計されている(C. Helene and J.J. Toulme, Biochimica et Biophysica Acta 1049, 99 (1990))。ここに挙げることができるウィルス標的は、例えば逆転写酵素、DNAポリメラーゼ及びトランスアクティベーター蛋白質である。三重鎖形成オリゴヌクレオチドは一般に標的となるDNAを持ち、そしてそれに結合した後、三重らせん構造を形成する。一般にmRNAのプロセッシング(スプライシング等)又はその蛋白質への翻訳又は複製はアンチセンス・オリゴヌクレオチドにより阻害されるが、DNAの転写又は複製は三重鎖形成オリゴヌクレオチドにより阻害される(C. Helene and J.J. Toulme, Biochim. Acta 1049 (1990) 99-125; E. Uhlmann and A. Peyman, Chemical Reviews 90, 543 (1990))。しかしながら、第一のハイブリッド形成において一本鎖核酸をアンチセンス・オリゴヌクレオチドと結合させて二本鎖を形成し、次いで三重鎖形成オリゴヌクレオチドとの第二のハイブリッド形成において、三重鎖構造を形成することも可能である。アンチセンス及び三重鎖結合領域はこの場合、2つの別々のオリゴヌクレオチド又は1つのオリゴヌクレオチドに適合させることができる。合成オリゴヌクレオチドの別の適用は、いわゆるリボザイムであり、この物はそのリボヌクレアーゼ活性のため標的RNAを破壊する(J.J. Rossi and N. Sarver, TIBTECH (1990) 8, 179; Castanetto et al., Critical Rev. Eukar. Gene Expr. (1992) 2, 331)。
【0003】
本発明の化合物はアプタマー(aptamer)という意味で治療に使用することもできる。アプタマーは高い親和力で蛋白質に結合するオリゴマー性核酸又はそれらのアナログである。このアプタマーは無作為の混合物からインビトロ選択により見出され(Famulok and Szostak (1992) Angew. Chem. 104, 1001-1011)、そしてこれはトロンビン結合アプタマーの場合首尾よく達成された(Bock et al. (1992) Nature 355, 564-566)。このための方法はアプタマーの塩基配列をオリゴヌクレオチド混合物の選別により決定し、次いでこの塩基配列をポリアミド−オリゴヌクレオチド類似体に移すような手順であることができる。他の可能性としては、同定を容易にするため、分子の別の非結合部分によりアプタマーの結合領域をコード化することである(Brenner and Lerner (1992) PNAS 89, 5381-5383)。
【0004】
DNA診断においては、適当に標識された核酸断片が、検出される核酸に特異的ハイブリッド形成するためのいわゆるDNAプローブとして使用される。この二本鎖の特異的形成は、この場合標識により追跡するが、この標識は非放射性であるのが好ましい。このようにして遺伝的、悪性又はウイルス疾患又は他の病原により引き起こされる病気を見つけ出すことが可能である。
【0005】
天然に存在する形態のオリゴヌクレオチドは大部分の上述の適用に対する適合性が乏しいか又は全くない。それらは特定の必要条件を満足するように化学的に変更されなければならない。オリゴヌクレオチドが生物系において、例えばウイルス複製を阻害するため使用可能であるためには、それらは次の必要条件を満足しなければならない。
1. それらはインビボ条件下、すなわち血清中又は細胞内のいずれにおいても十分に高い安定性を持たなければならない。
2. それらの性質は細胞膜及び核膜を通過し得るようなものでなければならない。
3. 生理的条件下において、それらは阻害作用を発揮するためそれらの標的核酸と塩基特異的な様式で結合しなければならない。
【0006】
要点1〜3はDNAプローブにとって必要条件ではない。しかしながら、これらのオリゴヌクレオチドは例えば蛍光、化学ルミネッセンス、比色法又は特異染色により検出され得るように誘導体化されなければならない(Beck and Koester, Anal. Chem. 62, 2258 (1990))。オリゴヌクレオチドの化学的変更は通常リン酸主鎖、リボース単位又はヌクレオチド塩基の適当な変更により行われる(J.S. Cohen, topics in Molecular and Struct ural Biology 12 (1989) Macmillan Press; E. Uhlmann and A. Peyman, Chemical Reviews 90, 543 (1990))。もう一つのしばしば使用される方法は5′−ヒドキシル基を適当なリン酸化試薬と反応させることによりオリゴヌクレオチド5′−結合体を作ることである。一方で、すべてのヌクレオチド間リン酸残基が変更されると、しばしばオリゴヌクレオチドの性質に激烈な変化が起こる。例えば、ホスホン酸メチル体の水性媒質中の溶解度は大きく減少し、一方全ホスホロチオエート・オリゴヌクレオチドはしばしば非配列特異的な様式で作用する。
【0007】
最近において、相補的標的配列(DNA又はRNA)と天然オリゴヌクレオチドより高い親和力で結合するポリアミド核酸誘導体が報告されている(Michael Egholm, Peter E. Nielsen, Rolf H. Berg and Ole Buchardt, Science 1991, 254, 1497-1500; WO 92/20702; M. Egholm et al. Nature (1993) 365, 566-568; P. Nielsen, (1994) Bioconjugate Chem. 5, 3-7)。これらのいわゆるペプチド又はポリアミド核酸(PNA)は、デオキシリボースリン酸骨格がポリアミドオリゴマーで置き換えられたDNA類似化合物である。これらの化合物は天然のオリゴヌクレオチドに比べて血清中で極めて安定であるという利点を持つ。しかしながら、一方でそれらは次のような不利な性質を持つ。
(1) 細胞に摂取される量は零か又は検出不可能である。しかしながら、アンチセンス又は三重鎖形成オリゴヌクレオチド細胞内でのみそれらの活性を発揮することができるから、PNAそれ自体はインビボにおける遺伝子発現の阻害に不適当である。
(2) PNAは水溶液中で、換言すれば生理的条件下においても凝集する傾向がある。従って水性緩衝液中の溶解度は低く、そしてそれらは相補的配列とのハイブリッド形成に使用できない。
【0008】
(3) その上、PNAはオリゴマーの精製に使用される種々の材料例えば RSephadex(Pharmacia社製)又は Bond ElutR(Varian社製)に対する高い親和力を有し、そのためPNAはしばしば不十分な収率でしか単離できないことがある。
(4) もう一つのPNAの重大な欠点は、それらが相補的核酸と明白な配向で結合しないことである。従って、配列特異性は天然オリゴヌクレオチドと比較して減少する。天然の核酸は一般に相補的アミノ酸と逆平行配向でハイブリッド形成するが、PNAは逆平行及び平行配向の両方で結合することができる。
(5) WO 92/20702はオリゴヌクレオチド−PNA結合体、(T)7(5′−L−N)(t)6−Ala(図25;置換シート)について述べており、この場合(T)7は天然のヘプタチミジレート・オリゴヌクレオチドであって、このものはその5′−O−ホスフェート及び4−ヒドロキシ酪酸(L)を介してPNA−ヘキサチミジレート(t)7の第一アミノ基(N)及びアラニン(Ala)に結合している。この化合物の合成についても又は性質についても何も記述されていない。
(6) PNAは細胞培養実験においてマイクロモルの範囲で極めて強い細胞毒性を示す。
【0009】
塩基対を形成する核酸鎖の配向は次のように定義される(Egholm et al.; Nature 365 (1993) 566-568を参照)。
A)
5′------3′ DNA ap 二重鎖 ap=逆平行
3′------5′ DNA
B)
5′------3′ DNA p 二重鎖 p=平行
5′------3′ DNA
C)
5′------3′ DNA ap 二重鎖(DNA・PNA)
C ------N PNA
D)
5′------3′ DNA p 二重鎖(DNA・PNA)
N ------C PNA
E)
C ------N PNA
5′------3′ DNA(Pu) ap・ap 三重鎖(DNA・DNA・PNA)
3′------5′ DNA Pu=プリン−リッチ鎖
F)
N ------C PNA
5′------3′ DNA(Pu) ap・p 三重鎖(DNA・DNA・PNA)
3′------5′ DNA
G)
N ------C PNA
5′------3′ DNA(Pu) ap・p 三重鎖(PNA・DNA・PNA)
C ------N PNA
H)
C ------N PNA
5′------3′ DNA(Pu) ap・ap 三重鎖(PNA・DNA・DNA)
C ------N′ PNA
I)
N ------C PNA
5′------3′ DNA(Pu) p・p 三重鎖(DNA・DNA・PNA)
N ------C′ PNA
K)
C ------N PNA
5′------3′ DNA(Pu) p・ap 三重鎖(DNA・DNA・PNA)
N ------C PNA
上表において
5′はオリゴヌクレオチドの5′末端を意味し、
3′はオリゴヌクレオチドの3′末端を意味し、
NはPNAのアミノ末端を意味し、
CはPNAのカルボキシル末端を意味する。
【0010】
ケースA)〜D)は原理的にアンチセンス・オリゴマーにとって可能である配向の型の例である。ケースE)〜F)は一本鎖又は二本鎖核酸の三重鎖形成の可能性を示している。その上PNA又はDNA一本鎖の2つについて一緒に結合させることも可能である。例えば、E)においてはPNAのN末端をDNAの5′末端に結合させることができ、又はF)においてはPNAのC末端をDNAの5′末端に結合させることができる。
従って、上述の欠点が除かれたポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体を作ることが本発明の目的であった。
【0011】
本発明は式I
F〔(DNA-Li)q(PNA-Li)r(DNA-Li)s(PNA)txF′ (I)
(式中、
q、r、s、tは互いに独立して0又は1であり、この場合2つ以上の隣接するq、r、s及びtの合計≧2であり、
xは1〜20、好ましくは1〜5、特に好ましくは1であり、
DNAはDNA又はRNAのような核酸又はそれらの既知の誘導体であり、
LiはDNA及びPNAの間の共有結合であり、この場合前記共有結合は結合又はC、N、O又はSからなる系列からの少なくとも1つの原子を持つ有機基からなり、
PNAはチミンと異なる少なくとも1つのヌクレオチド塩基を含むポリアミド構造であり、そして
F及びF′は末端基であり、そして/又は共有結合により一緒に結合している(環状化合物))
のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体、及びその生理的に許容される塩に関する。
【0012】
その上、特に式I
(式中、xは1であり、そして同時に
q=r=1そしてs=t=0、又は
r=s=1そしてq=t=0、又は
q=r=s=1そしてt=0、又は
r=s=t=1そしてq=0である)のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体を挙げることができる。
【0013】
好ましい化合物は式Ia及びIb
【化7】
Figure 0004620810
を持ち、式中
xは1〜20であり、この場合x>1のとき、r=s=1そして同時に、q=t=0及びo=n=0〜5であり、
q、r、s、tは互いに独立して0又は1であり、この場合2つ以上の隣接するq、r、s及びtの合計≧2であり、
2は水素、ヒドロキシル、C1〜C18−アルコキシ、好ましくはC1〜C6−アルコキシ、ハロゲン例えばF又はCl、好ましくはF、アジド又はアミノであり、
Bは互いに独立してヌクレオチド化学における通常の塩基、例えばアデニン、シトシン、チミン、グアニン、ウラシル、イノシンのような天然塩基、又は例えばプリン、2,6−ジアミノプリン、7−デアザアデニン、7−デアザグアニン、N4,N4−エタノシトシン、N6,N6−エタノ−2,6−ジアミノプリン、シュードイソシトシン、5−メチルシトシン、5−フルオロウラシル、5−(C3〜C6)−アルキニルウラシル、5−(C3〜C6)−アルキニルシトシンのような非天然塩基、又はそれらのプロドラッグ形態であり、そして
「湾曲した括弧」はR2及び隣接する置換基が2′位及び3′位であるか、又は逆に3′位及び2′位であり得るこを示しており、
【0014】
Nuは式IIa又はIIb
【化8】
Figure 0004620810
(式中、
2及びBは上で定義した通りであり、
Uはヒドロキシル、メルカプト、C1〜C18−アルキル、好ましくはC1〜C8−アルキル、C1〜C18−アルコキシ、好ましくはC1〜C8−アルコキシ、C6〜C20−アリール、好ましくはC1〜C12−アリール、C6〜C14−アリール−C1〜C8−アルキル、好ましくはC6−アリール−C1〜C4−アルキル、NHR3又はNR34であり、そして
3はC1〜C18−アルキル又はC1〜C4−アルコキシ−C1〜C4−アルキル、好ましくはC1〜C8−アルキル又はC1〜C4−アルコキシ−C1〜C4−アルキル、特に好ましくはC1〜C4−アルキル又はメトキシエチルであり、そして
4はC1〜C18−アルキル、好ましくはC1〜C8−アルキルそして特に好ましくはC1〜C4−アルキルであるか、又は
3及びR4はそれらを担持する窒素原子と共に5〜6員の複素環式環であり、この環は例えばモルホリンのようにさらにO、S、Nからなる系列からの別のヘテロ原子を含むことがあり、
Vはオキシ、チオ又はイミノであり、
Wはオキソ又はチオキソであり、
Yはオキシ、チオ、メチレン又はイミノである)の基であり、
mは0〜20であり、
oは0〜20であり、
【0015】
Dは式III
【化9】
Figure 0004620810
(式中、Bは上で定義した通りである)の基であり、
【0016】
D′は式IV
【化10】
Figure 0004620810
(式中、Bは上で定義した通りである)の基であり、
nは0〜20であり、
pは0〜20であり、
Li1、Li2、Li3及びLi4は各々、互いに独立して式V
〔(V′)−(G)−(G′)〕ε (V)
(式中、互いに独立して
εは1〜5、好ましくは1〜2であり、
【0017】
V′は酸素、NH、単結合又は式VI
【化11】
Figure 0004620810
(式中、
U、V、W及びYは上で定義した通りである)の基であり、
Gはアルカンジイルが場合により、ハロゲン、好ましくはF又は塩素、アミノ、ヒドロキシル、C1〜C18−アルキル、好ましくはC1〜C6−アルキル、C1〜C18−アルコキシ、好ましくはC1〜C6−アルコキシ、C6〜C14−アリール、好ましくはC6−アリール、又はC6〜C14−アリール−C1〜C18−アルキル、好ましくはC6−アリール−C1〜C4−アルキルで置換されることがあるC1〜C12−アルカンジイル、好ましくはC1〜C6−アルカンジイル、C6〜C14−アリール−ジ−C1〜C12−アルカンジイル、好ましくはC6−アリール−ジ−C1〜C4−アルカンジイル、又はδが1〜11、好ましくは1〜7であることができる式(CH2CH2O)δ CH2CH2の基;又は単結合であり、そして
G′はオキシ、チオ、イミノ、−C(O)−、−C(O)NH−、単結合又は式VI(式中、U、V、W及びYは上で定義した通りである)の基である)の基であり、そして
F及びF′は単結合により連結しており(環状化合物)、そして/又は
FはR0−(A)k−V−であり、そして
F′は式Iaにおいては−(Q)l−R1、そして式IbにおいてはV1−(A)l−R1であり、
上の式において、
0は水素、C1〜C18−アルカノイル、好ましくはC8〜C18−アルカノイル、C1〜C18−アルコキシカルボニル、C3〜C8−シクロアルカノイル、C7〜C15−アロイル、C3〜C13−ヘテロアロイル、又はオリゴマーの細胞内摂取に有利であるか、又はDNAプローブの標識として役立つか、又はオリゴマーの標的核酸とのハイブリッド形成において、結合、架橋又は開裂により前記核酸を攻撃する基であるか、又は
【0018】
kが0の場合、R0は水素又はVと一緒に式VII
【化12】
Figure 0004620810
(式中、Z及びZ′は、互いに独立して、ヒドロキシル、メルカプト、C1〜C22−アルコキシ、好ましくはC12〜C18−アルコキシ、C1〜C18−アルキル、好ましくはC12〜C18−アルキル、C6〜C20−アリール、好ましくはC6〜C16−アリール、C6〜C14−アリール−C1〜C18−アルキル、好ましくはC6−アリール−C1〜C4−アルキル、C1〜C22−アルキルチオ、好ましくはC12〜C18−アルキルチオ、NHR3、NR34、又はオリゴマーの細胞内摂取に有利であるか、又はDNAプローブの標識として役立つか、又はオリゴマーの標的核酸とのハイブリッド形成において、結合、架橋又は開裂により前記核酸を攻撃する基であり、そしてこの場合R3、R4、V及びWは上で定義した通りである)、
1は水素又はQ0であり、この場合、同時にlが0であり、そして式Iaにおいてtが0、sが1、そしてLi1がV′=結合、G=結合、ε=l、及びG′=オキシ、チオ、イミノである式Vの構造、又はU=Zである式VIの基であるか、又は式Ibにおいてqが1又はq=r=0、そしてF′=V1−(A)l−R1においてV1=Vであるとき、R1は常に水素のみであり、
A及びQは、互いに独立して、天然又は非天然のアミノ酸、好ましくはグリシン、ロイシン、ヒスチジン、フェニルアラニン、システイン、リジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、プロリン、テトラヒドロイソキノリン−3−カルボン酸、オクタヒドロインドール−2−カルボン酸、N−(2−アミノエチル)グリシンからなる系列からのアミノ酸の残基であり、
0はヒドロキシル、OR′、NH2、NHR′′であり、この場合R′=C1〜C18−アルキル、好ましくはC12〜C18−アルキル、そしてR′′=C1〜C18−アルキル、好ましくはC12〜C18−アルキル、C1〜C18−アミノアルキル、好ましくはC12〜C18−アミノアルキル、C1〜C18−ヒドロキシアルキル、好ましくはC12〜C18−ヒドロキシアルキルであり、
Vは上で定義した通りであり、
1は単結合又はVであり、この場合q=0そしてr=1の式IbにおけるF′においてのみ、V1は常に単結合であり、
kは0〜10であり、
lは0〜10であり、
但し
a) 式Iaの化合物において、tが0、sが1、そしてLi1がV′=式VIの化合物、G=C2〜C12アルキレン及びG′=COである(V′)−(G)−(G′)である場合、F′=−(Q)l−R1において、lは0〜10そしてR1はQ0であり、
b) 式Iaの化合物において、s=t=0の場合、Li2は単結合であり、
c) 式Ibの化合物において、tが0、そしてsが1の場合、Li3は単結合であり、
d) 式Ibの化合物において、s=t=0の場合、Li4は単結合である
ことを条件とし、そして
各ヌクレオチドはそのD又はL配置であることができ、そして塩基はα又はβ位であることができる。
【0019】
式Ia及びIbの特に好ましい化合物は、塩基がβ位で糖の上に位置し、xが1であり、そして
q=r=1、s=t=0、又は
r=s=1、q=t=0、又は
q=r=s=1、t=0、又は
r=s=t=1、q=0
である化合物である。
特に好ましいオリゴマーはV′、V、Y及びWがチオ、オキシ、オキソ又はヒドロキシルの意味を持つ式Ia及びIbを持ち、これらはその上、R2が水素の場合、極めて特に好ましい。
【0020】
Li1、Li4
a) V′=酸素又は式VIの化合物、G=C1〜C10−アルキレン、G′=−CONH−である式Vの化合物、
b) G、V′は結合、そしてG′は式VIの化合物であり、好ましくはU=V=W=Y=酸素又はU=W=Y=酸素及びV=イミノである式Vの化合物
であり、Li2、Li3
a) V′=イミノ、G=C1〜C10−アルキレン、そしてG′=式VIの化合物である式Vの化合物、
b) V′=イミノであり、そしてGとG′が単結合である式Vの化合物、
c) V′=イミノ、G=C1〜C10−アルキレン、そしてG′=Vであり、好ましくはU=V=W=Y=酸素である式Vの化合物
である、ε=1の式Ia及びIbのオリゴマーも特に好ましい。
【0021】
極めて特に好ましいのは、V′、V、Y及びWがチオ、オキシ、オキソ又はヒドロキシルの意味を持ち、R2が水素であり、Li1がV′=式VI(式中、U=V=W=Y=酸素である)の化合物である−V′−〔CH2nC(O)NH−の意味を持つか、又はLi2がn=2〜5であり、そしてG′がU、V、W及びY=酸素である式IVを持つ−HN−〔CH2n(G′)−の意味を持つ式Ia及びIbのオリゴマーである。
【0022】
その上好ましい式Ia及びIbのオリゴマーは、V′、V、Y及びWがチオ、オキシ、オキソ又はヒドロキシルの意味を持ち、R2が水素であり、Li1が−O−〔CH2nC(O)NH−の意味を持つか又はLi2が−HN−〔CH2n(G′)−の意味を持つそれであり、この場合nは2〜5であり、そしてG′はU、V、W及びY=酸素、そしてq=0そしてr=s=t=1である式VIを持つ。
その上好ましいのは、式Ia及びIbにおいて湾曲した括弧がR2が3′位にある(式IIb参照)ことを意味するオリゴマーである。この場合好ましい塩基はアデニンである。
【0023】
本発明はα−及びβ−D−及びL−リボフラノシド、α−及びβ−D−及びL−デオキシリボフラノシドならびに相当する炭素環式5員環類似体に限定することなくまた異なった糖ビルディングブロック、例えば拡張した環式糖、収縮した環式糖、非環式糖、架橋環式糖または糖誘導体の他の適当な種類の糖にも適用する。本発明は式Iの例によって示すリン酸残基の誘導体に限定することなく、また既知のデホスホ誘導体に関する。
【0024】
このオリゴヌクレオチド部分(式IのNDA)は巾広い多種の方法で天然構造から修飾することができる。すなわち、それ自体公知の方法で誘導する修飾の例としては
a) リン酸架橋の修飾
その例としてはホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、メチルホスホネート、ホスホロアミデート、ボランノホスフェート、ホスフェートメチルエステル、ホスフェートエチルエステル、フェニルホスホネートである。
リン酸ブリッジの好ましい修飾はホスホロチオエート、ホスホロジチオエート及びメチルホスホネートである。
b) リン酸架橋の置換
その例としては、フォルムアセタール、3′−チオフォルムアセタール、メチルヒドロキシルアミン、オキシム、メチレンジメチルヒドラゾ、ジメチレンスルフォン、シリル基である。フォルムアセタール及び3′−チオフォルムアセタールによる置換が好ましい。
c) 糖の修飾
その例としては、α−アノメリックシュガー、2′−O−メチルリボーズ、2′−O−ブチルリボーズ、2′−O−アリルリボーズ、2′−フルオロ−2′−デオキシリボーズ、2′−アミノ−2′−デオキシリボーズ、α−アラビノフラノース、炭素環式糖類似体である。好ましい修飾は2′−O−メチルリボーズ及び2′−O−n−ブチルリボーズによるものである。
【0025】
d) ワトソン−クリック塩基対の特異性を変えない塩基の修飾
その例としては、5−プロピニル−2′−デオキシウリジン、5−プロピニル−2′−デオキシシチジン、5−ヘキシニル−2′−デオキシウリジン、5−ヘキシニル−2′−デオキシシチジン、5−フルオロ−2′−デオキシシチジン、5−フルオロ−2′−デオキシウリジン、5−ヒドロキシメチル−2′−デオキシウリジン、5−メチル−2′−デオキシシチジン、5−ブロモ−2′−デオキシシチジンである。好ましい修飾は5−プロピニル−2′−デオキシウリジン、5−ヘキシニル−2′−デオキシウリジン、5−ヘキシニル−2′−デオキシシチジン及び5−プロピニル−2′−デオキシシチジンである。
e) 3′−3′及び5′−5′の逆位
〔例えば M. Koga 等による J. Org. Chem. 56 (1991) 3757〕
【0026】
f) 5′−及び3′−ホスフェートならびに5′−及び3′−チオホスフェート
細胞内取込みを支持する基の例としては種々な親油性基:
例えば−O−(CH2)x−CH3(式中xは6〜18の整数)、
−O−(CH2)n−CH=CH−(CH2)m−CH3(式中n及びmは互いに独立して6〜12の整数)、−O−(CH2CH2O)4−(CH2)9−CH3
−O−(CH2CH2O)8−(CH2)13−CH3及び−O−(CH2CH2O)7−(CH2)15−CH3
であり、またコレステリルのようなステロイド残基またはビタミンE、ビタミンA又はビタミンDのようなビタミン残基、及び胆汁酸、葉酸、2−(N−アルキル−N−アルコキシアミノ)−アントラキノンの様な天然担体系を使用する他のコンジュゲート及びマンノースと例えばEGF(上皮細胞増殖因子)、ブラジキニン及びPDGF(血小板由来増殖因子)のようなオリゴヌクレオチドのレセプターを介したエンドサイト−シスに導く適切な受容体のペプチドとのコンジュゲート、標識基とはフルオレッセン基、例えばダンシル(=1−ジメチルアミノナフタレン−5−スルフォニル)、フルオレッセインまたはクマリン誘導体又は化学ルミネッセント基、例えばアクリジン誘導体、及びELISAにより識別できるジゴキシゲニン系、又はビオチン/アビダジン系により識別しうるビオチン基又は識別出来るリポーター基と共に更に誘導体化しうる官能基を有する他のリンカー、例えばアクリジニウム活性エステルと反応して化学ルミネッセンスプローブを与えるアミノアルキルリンカーである。
【0027】
代表的標識基は
【化13】
Figure 0004620810
【0028】
【化14】
Figure 0004620810
核酸と結合するか又は挿入するか、及び/又は解裂するかまたは架橋結合するオリゴヌクレオチド類似体、例えば、アクリジン、プソラレン、フェナントリジン、ナフトキノン、ダウノマイシンまたはクロロエチルアミノアリールコンジュゲートを含む。
【0029】
代表的な挿入及び架橋基は
【化15】
Figure 0004620810
【0030】
【化16】
Figure 0004620810
【0031】
【化17】
Figure 0004620810
【0032】
NR34の基(式中、R3及びR4はそれらが結合している窒素原子と共に、5員〜6員の複素環を形成し、さらにもう一個のヘテロ原子を有する)の例としてはモルホリニル及びイミダゾリル基がある。
ポリアミド部分(式IのPNA)はチミンとは異なる少なくとも一個のヌクレオチド塩基を含むアミド構造よりなる。この種のポリアミド構造は例えば下記ビルディングブロックa)〜h)よりなり、好ましくはa)ではfが1〜4、好ましくは1又は2及びgは0〜3、好ましくは0〜2である。
【0033】
【化18】
Figure 0004620810
【0034】
【化19】
Figure 0004620810
【0035】
PNAに対する末端基は、“弱酸に不安定であるアミノ保護基を使用するPNA合成”(DE−P 44 08 531.1,HOE 94/F 060)及び“塩基に不安定なアミノ保護基を使用するPNA合成”(DE−P 44 08 533.8,HOE 94/F 059)と題する同時提出の出願に記載されている。
好ましいポリアミド構造はa)の構造よりなる。後者は特にfが1の時好ましい。
【0036】
式Iのポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体の製造は溶液中でオリゴヌクレオチドの合成と同じように行うか、場合により自動合成装置を使用して固相上で行うのが好ましい。式Iのオリゴマーは1個のPNA単位または1個のDNA単位と1個のヌクレオチド塩基を適切に誘導した支持体又は成長オリゴマー鎖上で連続的縮合によって組立てることができる。しかしながら、生成物の集積はフラグメント方式で行い、フラグメントをポリアミド又はオリゴヌクレオチド構造として先合成し、それらをリンクして式Iのポリアミド−オリゴヌクレオチドにする。しかしながら、PNAと、ヌクレオチドよりなるビルディングブロックを使用することもまた可能であり、好ましくはダイマーをヌクレオチド化学又はペプチド化学の方法で組立て、ポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体を得る。
オリゴヌクレオチド部分の組立ては、当該分野の技術者に知られた、例えばトリエステル法、H−リン酸法、ホスホロアミダイト法好ましくはCaruthersの標準ホスホロアミダイト化学(M.D. Matteucci 及び M.H. Caruthers, J. Am. Chem. Soc. 103, 3185 (1981))の方法で行い、ポリアミド部分は当該部分の技術者に知られたペプチド化学の方法により合成することができる。もしも、オリゴヌクレオチド部分とポリアミド部分を別々に合成しないで続いてリンクするならば、オリゴヌクレオチド構造とポリアミド構造を組立てるのに使用する方法は互いに両立できるものでなければならず、これに関してはポリアミド部分を合成する好ましい態様が“弱酸に不安定であるアミノ保護基を用うるPNA合成”(DE−P 44 08 531.1,HOE 94/F 060)と題する同時出願の明細書に記載されている。
【0037】
q、r、sおよびtが1か0かによって、その合成はオリゴヌクレオチド側で出発するか又はポリアミド側で出発することになる。オリゴヌクレオチド部分が3′及び/又は5′の末端で修飾される式Iの化合物の合成は修飾に関するEP−A 0 552 766(HOE 92/F 012)に記載の方法により行われる。(DNAに対する合成スキームと比較)。式Iの化合物の合成はポリアミド部分に関して“弱酸に不安定であるアミノ保護基を用いるPNA合成”と題する同時出願した(DE−P 44 08 531.1,HOE 94/F 060)明細書に記載された方法により行われる。(PNAに対する合成スキーム比較)
【0038】
DNAに対する合成スキーム
【化20】
Figure 0004620810
【0039】
PNAに対する合成スキーム
【化21】
Figure 0004620810
上記において:
PG 保護基、好ましくは弱酸に不安定な保護基;
Nu′ 環外アミノ基を適当な保護基により保護したヌクレオチド単位;
Nu′−active ヌクレオチド化学で慣用の活性化誘導体
(Nu′−活性) 例えば、ホスホアミダイト、ホスホジエステル又はH−ホスホネート;
A′、B′及びQ′は場合により保護されたA、B及びQの型である。
【0040】
式IのPNA/DNAハイブリッドの合成スキーム
F〔(DNA-Li)q(PNA-Li)r(DNA-Li)s(PNA)txF′ (I)
(q=r=s=t=1、そしてx=1)
合成の要約は下記の通りである。
【化22】
Figure 0004620810
リンカービルディングブロックの結合はもし適切な連結がPNA又はDNAビルディングブロック内に存在するならば、省くことができる。
【0041】
明瞭にするために式IのPNA/DNAハイブリッドに対する合成スキームを示し、ハイブリッドオリゴマー(式中q=r=s=t=1、そしてx=1)の製造を例により説明する。最初に末端基Fを公知の方法で合成し、そして固相合成の場合にはポリマーの保持体に結合させる(工程1)。保護基PGの離脱後、(工程2)、好ましくは弱酸性媒体中離脱後ポリアミドビルディングブロックをPNA部分の所望の長さと結合させる(工程3)。DNA部分への連結としてリンカーユニットを結合することもできる(工程4)。ヌクレオチド構造の接合はヌクレオチドビルディングブロックの連続的縮合により行い(工程5)、好ましくは公知のホスホアミダイト法により行う。DNAをPNAに連結できるようにするリンカーを縮合した後(工程6)、次にポリアミド構造を組立てる。PNAをDNAに連結できるようにするリンカーの導入、もう一つのDNA構造の接合(工程7)及び末端基Fの最終結合(工程8)によりハイブリッド分子〔F-DNA-Li-PNA-Li-DNA-Li-PNA-F′〕が得られる。リンカービルディングブロックはこの場合またヌクレオチド塩基を含む。ハイブリッドF-DNA-Li-PNA-Li-F′(q=r=1、s=t=0)を合成するには、例えば第一工程1〜5を行い、そして工程8で合成を完結する。
【0042】
ハイブリッドF-PNA-Li-DNA-F′(r=s=1、q=t=0)、を合成するには第一工程1〜2を行い、さらに工程5〜6を行い、次いで工程3を行い工程8で合成を完結する。
ハイブリッドF-PNA-Li-DNA-F′(r=s=t=1、q=0)を合成するには、工程1〜6から合成を開始する。工程3の繰返しの後に工程8で合成は完結する。
もしも、式Iのxが>1ならば、場合により工程2〜7を繰り返さねばならない。ポリマー鎖の組立後、PNA/DNAハイブリッドは固相合成の場合支持体から切り離さなければならないが、場合により塩基上の保護基、アミノ酸側鎖及び末端基は離脱せねばならない。
【0043】
しかしながら、PNA部分とDNA部分は公知の方法で別々に合成することができ、また、続いて少なくとも一成分を適切に活性化することにより一緒に結合することができる。PNA部分の活性化は好ましくは例えば活性エステル又はイソチオシアネートのようなカルボン酸基を介して行い、これは次いでDNA部分の反応基、好ましくはアミノ基と反応する。DNA部分の活性化はそれ自体公知のシアノーゲンブロマイド縮合法の型で行い、その際活性化リン酸官能基がPNA部分の反応基、好ましくはアミノ基と反応する。
【0044】
驚くべきことに、式Ia及びIbのオリゴマーは純粋なPNAと比較して非常に増大した細胞内取り込みを有する。この改良した細胞内取り込みが非常に重大であるのは、アンチセンスオリゴマー又は三重鎖形成オリゴマーはこれらが細胞により効果的に取込まれた場合にのみ作用することができるからである。これらのハイブリッド形成作用も同様に純粋なPNAの場合よりも一層有利であるが、これは優先的に逆平行性二重鎖形成になるからである。正常なオリゴヌクレオチドと比較すると、これらは生物学活性の増加を表わす改良されたヌクレアーゼ安定性を有する。相補的ヌクレイン酸への結合親和力は例えば、ホスホチオエート又はメチルホスホネートのような他のヌクレアーゼ−安定オリゴヌクレオチドより一層良い。本発明による化合物の結合親和性は血清条件下で急速に分解する、天然のオリゴヌクレオチドと比較して少なくとも同等か通常より良好である。結合親和力の増加はPNA部分の長さに依存する。純粋なPNAは細胞培養実験において>5μM濃度で有力な細胞毒効果を示した。一方、本発明の化合物は細胞を損傷しなかった。その上、式Iの化合物がPNA部分及びDNA部分の塩基配列により特異的遺伝子の表現、例えば細胞培養において、また動物モデルの選択された例における酵素、レセプター又は成長因子を阻害することが分った。
【0045】
PNA/DNAオリゴマー及びPNA/RNAオリゴマーのさらなる利点は細胞エンドヌクレアーゼ、例えばRNase H及びRNase Lを刺激することの可能性を含む。PNAに対して、本発明のPNA−DNAキメラは、デオキシリボヌクレオチドユニットを有し、相補的標的RNAに結合後は細胞RNaseHの誘導のため配列特異的方法で後者を解裂することができる。
本発明のオリゴマーの特定の態様はPNA部分と2′,5′−リンクのオリゴアデニレート部分よりなるものであり、好ましくはテトラアデニレート又はそのコルディセピン類似体でありこれは細胞RNase Lを活性化する。
【0046】
本発明は医薬の治療上活性な成分として、式Iの化合物の使用に関する。治療上活性なポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体とは、一般にアンチセンスオリゴヌクレオチド、三重鎖形成オリゴヌクレオチド、アプタメラ(aptamer)又はリボザイム、特にアンチセンスオリゴヌクレオチドを意味する。
本発明の医薬はビールス、例えばHIV、HSV−1、HSV−2、インフルエンザ、VSV、肝炎B又はパピロマビールスによって惹起した疾病を治療するのに使用することができる。
【0047】
本発明によるアンチセンスポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体は、例えば下記塩基配列を有する標的に対して有効である。これら配列におけるPNA部分及びDNA部分の長さと位置は最適の性質を得るために適切に変更することができる。
a) HIVに対しては、例えば
5′−ACACCCAATTCTGAAAATGG−3′ (I) 又は
5′−AGGTCCCTGTTCGGGCGCCA−3′ (II) 又は
5′−GTCGACACCCAATTCTGAAAATGGATAA−3′ (III) 又は
5′−GCTATGTCGACACCCAATTCTGAAA−3′ (IV) 又は
5′−TCGTCGCTGTCTCCGCTTCTTCTTCCTGCCA (VI) 又は
b) HSV−1に対しては、例えば
5′−GCGGGGCTCCATGGGGGTCG−3′ (VII)
【0048】
本発明の医薬は癌の治療にも適当である。これに関連して、癌の進展又は癌の成長に原因となる標的に向けられる、例えばポリアミド−オリゴヌクレオチド配列を使用することができる。このような標的の例は下記の通りである。
1) ヌクレアーオンコプロティン例えば c-myc、N-myc、c-myb、 c-fos、 c-fos/jun、 PCNA、p120
2) 細胞質/膜連合オンコプロティン、例えば EJ-ras、 c-Ha-ras、 N-ras、 rrg、 bcl-2、 cdc-2、 c-raf-1、 c-mos、 c-src、 c-abl
3) 細胞レセプター、例えば EGFレセプター、c-erbA、 レチノイドレセプター、蛋白キナーゼ調節サブユニット、c-fms
4) サイトカイン、成長因子、細胞外マトリックス、例えば CSF-1、 IL-6、 IL-1a、 IL-1b、 IL-2、 IL-4、 bFGF、 ミエロブラスチン、フィブロネクチン
【0049】
このような標的に活性である本発明の式Iのアンチセンスポリアミド−オリゴヌクレオチドは例えば下記塩基配列を有する。
a) c-Ha-rasに対して、例えば
5′−CAGCTGCAACCCAGC−3′ (VIII)
c) c-myc、例えば
5′−GGCTGCTGGAGCGGGGCACAC−3′ (IX)
5′−AACGTTGAGGGGCAT−3′ (X)
d) c-myb、例えば
5′−GTGCCGGGGTCTTCGGGC−3′ (XI)
e) c-fos、例えば
5′−GGAGAACATCATGGTCGAAAG−3′ (XII)
5′−CCCGAGAACATCATGGTCGAAG−3′ (XIII)
5′−GGGGAAAGCCCGGCAAGGGG−3′ (XIV)
f) p120、例えば
5′−CACCCGCCTTGGCCTCCCAC−3′ (XV)
g) EGFレセプター、例えば
5′−GGGACTCCGGCGCAGCGC−3′ (XVI)
5′−GGCAAACTTTCTTTTCCTCC−3′ (XVII)
h) p53腫瘍抑制剤、例えば
5′−GGGAAGGAGGAGGATGAGG−3′ (XVIII)
5′−GGCAGTCATCCAGCTTCGGAG−3′ (XIX)
【0050】
本発明の医薬は、例えばインテグリン又は細胞間接着レセプター、例えば VLA-4、VLA-2、ICAM、VCAM 又は ELAM によって影響される疾病の治療に更に適している。
このような標的に活性である本発明のアンチセンスポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体は、例えば下記塩基配列を有する。
a) VLA-4、例えば
5′−GCAGTAAGCATCCATATC−3′ (XX) 又は
b) ICAM、例えば
5′−CCCCCACCACTTCCCCTCTC−3′ (XXI)
5′−CTCCCCCACCACTTCCCCTC−3′ (XXII)
5′−GCTGGGAGCCATAGCGAGG−3′ (XXIII)
c) ELAM-1、例えば
5′−ACTGCTGCCTCTTGTCTCAGG−3′ (XXIV)
5′−CAATCAATGACTTCAAGAGTTC−3′ (XXV)
【0051】
本発明の医薬はまた例えば再狭窄を予防するのに適している。これに関して、使用することのできるポリアミド−オリゴヌクレオチド配列の例は増殖(同じ細胞の増殖)又は移動(ある種の病的な過程や症候)の原因となる標的に向けられたものである。このような標的の例としては次のものがある。
1) ヌクレアートランスアクチベーター蛋白質及びサイクリン、例えば、c-myc、c-myb、 c-fos、 c-fos/jun、 サイクリン及び cdc2キナーゼ
2) ミトゲン又は成長因子、例えば、PDGF、 bFGF、 EGF、 HB-EGF 及び TGF-β
3) 細胞レセプター、例えば、bFGFレセプター、 EGFレセプター及び PDGFレセプター。
【0052】
このような標的に活性である本発明のアンチセンスポリアミド−オリゴヌクレオチドは、例えば下記塩基配列を有する。
a) c-myb
5′−GTGTCGGGGTCTCCGGGC−3′ (XXVI)
b) c-myc
5′−CACGTTGAGGGGCAT−3′ (XXVII)
c) cdc2 キナーゼ
5′−GTCTTCCATAGTTACTCA−3′ (XXVIII)
d) PCNA(ラットの増殖細胞ヌクレアー抗原)
5′−GATCAGGCGTGCCTCAAA−3′ (XXIX)
【0053】
本願の医薬は経口的に投与しうる剤型、例えば、錠剤、被覆錠剤、ハード又はソフトゼンチンカプセル、溶液、エマルジョン、又は懸濁液の形態で使用することができる。場合により蛋白質のようなさらに別の成分を含むリポゾーム中の医薬の封入も同様に適当な投与形態である。本願の医薬は例えば坐剤の剤型で直腸的に投与することができるし、又は注射溶液の剤形で非経口的に投与することができる。医薬製剤を製造するには、これらの化合物を治療的に不活性な有機又は無機の賦形剤を使用することができる。錠剤、コーティングを施した錠剤、及びハードゼラチンカプセルのための賦形薬の例としては乳糖、コーンスターチ、もしくはこれらの誘導体、タルク及びステアリン酸又はそれらの塩である。溶液を調製するのに適当な賦形剤は水、ポリオール、蔗糖、転化糖及びブドウ糖である。注射溶液に適した賦形剤は水、アルコール、ポリオール、グリコール及び植物油である。坐薬に適した賦形剤は植物油、硬化油、ワックス、脂肪及び半液体ポリオールである。医薬製剤は、また、保存剤、溶剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤、甘味剤、着色剤、矯味矯嗅剤、疹透圧を変えるための塩、緩衝液コーティング剤、抗酸化剤及び使用するとすれば他の治療上活性な物質を含有させることができる。
【0054】
好ましい投与形体は局所適用、例えばカテーテル又は注射を使用しての局所応用である。注射用としてはアンチセンスポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体は液体溶液、好ましくは生理的許容しうる緩衝液、例えばハンク液又はリンゲル溶液に処方する。このアンチセンスポリアミド−オリゴヌクレオチドはまた固体形態にも処方でき、使用前に溶解または懸濁することができる。全身的投与で好ましい投与量は体重kg及び1日当り0.01mg〜約50mgである。
本発明の式Iの化合物は、特に、HOE 92/F 406(EP−A 0 602 524)で記載されている遺伝子プローブ及び一般的な分子生物学における助成物という意味で、一般にDNAプローブ又はDNA診断のプライマーとして広く使用することができる。
【0055】
DNAプローブと呼ばれ、またはハイブリッド形成プローブとも呼ばれる遺伝子プローブは特殊な遺伝子の配列特異的識別という目的に対するDNA診断に大きな役割を演じている。遺伝子プローブは一般に認識配列と適当な標識基(ラベル)より構成する。相補的遺伝子プローブを使用してのハイブリッド形成により分析サンプルの標的配列の決定の特異性は認識配列とその化学構造によって決定する。PNAは自然構造のオリゴヌクレオチドと比較して利点を有し、それはPNAが標的配列に対して高い親和性を有するからである。しかしながら、そのハイブリッド形成の特異性は、PNAが自然のDNAに対比して一本鎖核酸に平行にも逆平行性配位でも結合することができるので減少するのである。本発明によるPNA/DNAオリゴマーは同様に増加した結合親和性を示すが、所望の逆平行性配位で極めて優先的に結合する。
【0056】
遺伝子プローブにおいてPNA部分とDNA部分の適切な選択によって分化変異能に有用な効果を持つことがさらに可能となる、何故ならばPNA部分における塩基誤対合がDNA部分における塩基誤対合よりもハイブリッドの融点を一層降下させるからである。これは突然変異が発生する時点で、分化変異に関し特に重要であり、例えばプロトオンコジーン(protooncogene)が相当するオンコジーン(oncogene)(病理状態)への移行する場合に重要である。病理状態か無病理状態かを一層良く識別することの利点をDNA部分に遊離3′−ヒドロキシ基を有する限り本発明のPNA/DNAオリゴマーのプライマー性質の型で使用することができる。このようなPNAsはポリメラーゼに対し、プライマー機能を有しない。驚くべきことに、PNA/DNAオリゴマーの末端におけるヌクレオシドユニットの1個でも例えばDNAポリメラーゼ(クレノウフラグメント)を使用してDNAポリメラーゼ反応を開始するのに十分であるということを見出した。種々なポリメラーゼをPNA/DNAプライマーの特徴及びそのプライマーが配列を特異的方法でハイブリッド形成する鋳型の性質によって使用することができる。これらのポリメラーゼは一般に商業的に入手しうる、例えば標識ポリメラーゼ、クレノウポリメラーゼ又は逆転写酵素である。
【0057】
天然オリゴヌクレオチドプライマーの使用との比較による他の利点はPNA/DNAプライマーを用いてコピーした核酸鎖及び5′位にPNA部分を含む核酸鎖は5′−エキソヌクレアーゼに安定であるということである。従ってPNA−含有鎖を攻撃することなく5′−エキソヌクレアーゼにより反応混合物中のすべての天然DNA又はRNA配列を退化させることができる。
【0058】
PNA/DNAオリゴマーの他の利点はPNA自身では不可能である。DNA部分の他の生化学反応をさせるのに用いることができることである。このような反応の例は3′−ターミナルトランスフェラーゼの有する3′−テーリング、DNA二本鎖域の限定酵素による消化及びリガーゼ反応である。例えば、遊離3′−ヒドロキシル基を有する(PNA)−(DNA)−OHオリゴマーをDNAリガーゼの存在下に天然源の相補性DNA補助配列にハイブリッド形成後、5′位にヌクレオシド5′−リン酸塩を含む第二のp−(DNA)−(PNA)オリゴマーにリンクすることができる。
(DNA)−(PNA)−(DNA)オリゴマーを更に遺伝子の中に組入れることができ、これは現在PNAを使用しては出来ないのである。
【0059】
PNA/DNAコオリゴマーへの標識基の結合は、オリゴヌクレオチドあるいはペプチドに対し記載されているそれ自体既知の方法で行う。標識基の性質は巾広く且つ使用する試験種類に準じて変えることができる。遺伝子プローブ試験の既知の態様は、ハイブリッド形成保護試験、エネルギー転移試験及びキッシングプローブ試験である。PNA/DNAオリゴマーは特に鎖置換試験(Strand replacement assay)に適している。多くの場合、磁気粒子により過剰遺伝子プローブから形成されるハイブリッドを除去するのに便利である。本発明によるPNA/DNA遺伝子プローブは従来のDNAプローブの安定性より一層高いものである。
【0060】
ポリメラーゼ鎖反応(PCR)及びリガーゼ反応(LCR)は本発明のオリゴマーがプライマーとして同様に使用できる標的増幅のための技術である。PNA/DNAオリゴマーは特にクリスマスツリー原理(Christmas tree principle)上の遺伝子プローブとして有利に使用することができ、その理由はこの場合PNA/DNAプローブを対応するDNAプローブよりも一層短かくできるからである。
【0061】
【実施例】
アミノ酸を表示する略語はEuroj. J. Biochem. 138, 9 (1984)に記載のペプチドケミストリーに慣用の3文字記号に対応し、その他の使用した略語は下に記す。
Aeg N−(2−アミノエチル)グリシル,−NH−CH2−CH2−NH−CH2−CO−
Aeg(aMeOBz) N−(2−アミノエチル)−N−(N6−(4−メトキシベンゾイル)−9−アデノシルアセチル)−グリシル
Aeg(cBz) N−(2−アミノエチル)−N−(N4−ベンゾイル−1−シトシルアセチル)−グリシル
Aeg(cMeOBz) N−(2−アミノエチル)−N−(N4−(4−メトキシベンゾイル)−1−シトシルアセチル)−グリシル
Aeg(ctBuBz) N−(2−アミノエチル)−N−(N4−(4−t−ブチルベンゾイル−1−シトシルアセチル)−グリシル
Aeg(giBu) N−(2−アミノエチル)−N−(N2−ノソブタノイル−9−グアノシルアセチル)−グリシル
Aeg(g2-Ac.4-Dpc) N−(2−アミノエチル)−N−(N2−アセチル−O4−ジフェニルカルバモイル−9−グアノシル)グリシル
Aeg(t) N−(2−アミノエチル)−N−((1−チミニル)アセチル)−グリシル
Bnpeoc 2,2−〔ビス(4−ニトロフェニル)〕−エトキシカルボニル)
Boc t−ブチルオキシカルボニル
BOI 2−(ベンゾトリアゾール−1−イルオキシ)−1,3−ジメチル−イミダゾリジニウムヘキサフルオロホスフェート
BOP ベンゾトリアゾリル−1−オキシ−トリス(ジメチルアミノ)−ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
BroP ブロモ−トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
【0062】
BSA N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド
But t−ブチル
Bz ベンゾイル
Bzl ベンジル
Cl−Z 4−クロロベンジルオキシカルボニル
CPG 強制細孔ガラス
DBU 1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデカン−7−エン
DCM ジクロロメタン
Ddz 2−(3,5−ジメトキシフェニル)−2−プロピルオキシカルボニルDMF ジメチルホルムアミド
Dmt ジ−(4−メトキシフェニル)フェニルメチル
Dnpeoc 2−(2,4−ジニトロフェニル)−エトキシカルボニル
Dpc ジフェニルカルバモイル
FAM フルオレセイン残基
Fm 9−フルオレニルメチル
Fmoc 9−フルオレニルメチルオキシカルボニル
H−Aeg−OH N−(2−アミノエチル)グリシン
HAPyU O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−ビス−(テトラメチレン)ウロニウムヘキサフルオロホスフェート
【0063】
HATU O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート
HBTU O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート
HOBt 1−ヒドロキシベンゾトリアゾール
HONSu N−ヒドロキシスクシンイミド
HOObt 3−ヒドロキシ−4−オキソ−3,4−ジヒドロベンゾトリアジンiBu イソブタノイル
MeOBz 4−メトキシベンゾイル
Mmt 4−メトキシトリフェニルメチル
Moz 4−メトキシベンジルオキシカルボニル
MSNT 2−メシチレンスルホニル−3−ニトロ−1,2,4−トリアゾール
Mtt (4−メチルフェニル)ジフェニルメチル
NBA ニトロベンジルアルコール
NMP N−メチルピロリジン
【0064】
Obg N−(4−オキシブチル)グリシル,−O−(CH2)4−NH−CH2−CO−
Obg(t) N−(4−オキシブチル)−N−((1−チミニル)アセチル)−グリシル
Oeg N−(2−オキシエチル)グリシル,−O−CH2−CH2−NH−CH2−CO−
Oeg(t) N−(2−オキシエチル)−N−((1−チミニル)アセチル)−グリシル
Opeg N−(5−オキシペンチル)グリシル,−O−(CH2)5−NH−CH2−CO−
Opeg(t) N−(5−オキシペンチル)−N−((1−チミニル)アセチル)−グリシル
Oprg N−(3−オキシプロピル)グリシル,−O−(CH2)3−NH−CH2−CO−
Oprg(t) N−(3−オキシプロピル)−N−((1−チミニル)アセチル)−グリシル
Pixyl 9−(9−フェニル)キサンテニル
PyBOP ベンゾトリアゾリル−1−オキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
PyBroP ブロモトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
TAPipU O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−ビス(ペンタメチレン)ウロニウムテトラフルオロボレート
TBTU O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
【0065】
tBu t−ブチル
tBuBz 4−t−ブチルベンゾイル
TDBTU O−(3,4−ジヒドロ−4−オキソ−1,2,3−ベンゾトリアジン−3−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
TDO 2,5−ジフェニル−2,3−ジヒドロ−3−オキソ−4−ヒドロキシチオフェンジオキサイド
Teg N−(2−チオエチル)グリシル,−S−CH2−CH2−NH−CH2−CO−
Teg(t) N−(2−チオエチル)−N−((1−チミニル)アセチル)−グリシル
TFA トリフルオロ酢酸
THF テトラヒドロフラン
TNTU O−(5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシミド)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
TOTU O−〔(シアノ(エトキシカルボニル)メチレン)−アミノ〕−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
TPTU O−(1,2−ジヒドロ−2−オキソ−1−ピリジル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
Trt トリチル
TSTU O−(N−スクシンイミジル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
Z ベンジルオキシカルボニル
MS(ES+) エレクトロスプレー質量スペクトル(陽イオン)
MS(ES-) エレクトロスプレー質量スペクトル(陰イオン)
MS(DCI) 化学的イオン化脱離質量スペクトル
MS(FAB) 高速原子衝撃質量スペクトル
【0066】
実施例1
1−ヒドロキシ−6−((4−メトキシフェニル)−ジフェニルメチルアミノ)−ヘキサン
Mmt−hex
6−アミノ−1−ヘキサノール(1g;8.55ミリモル)を無水ピリジン(7ml)に溶解し、そしてトリエチルアミン(0.2ml)を加えた。この溶液に無水ピリジン(9ml)中の(4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルクロライド溶液(2.5g;8.12ミリモル)を45分間かけて加えた。この反応溶液を22℃で30分間さらに撹拌し、メタノール(3ml)を加えて反応を停止した。この溶液をロータリーエバポレーターで濃縮し、そして得られた残分をトルエンと共に3回共蒸発させピリジンを除去した。この得られた残分を酢酸エチルに溶解し、そしてこの溶液を飽和重炭酸ナトリウム溶液、水及び飽和塩化カリウム溶液で逐次洗浄した。有機相を乾燥させ(Na2SO4)、濾過しそして真空濃縮させた。粗生成物をヘプタン:酢酸エチル:トリエチルアミン(49.5:49.5:1)を用いシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。収量は1.64gであった。
MS(FAB,NBA/LiCl)396.3(M+Li)+,390.3(M+H)+,273.2(Mmt)+
f 0.44(ヘプタン:酢酸エチル=1:1)
【0067】
実施例2
6−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)−1−ヘキシルヘミスクシネート
Mmt−hex−succ
1−ヒドロキシ−6−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)ヘキサン(1.00g;2.57ミリモル)を無水ピリジン(10ml)に溶解した。この溶液に無水コハク酸(0.257g;2.57ミリモル)及び4−ジメチルアミノピリジン(31.3mg;0.257ミリモル)を加えた。22℃で3時間撹拌の後、さらに無水コハク酸(25.7mg;0.257ミリモル)及び4−ジメチルアミノピリジン(62.6mg;0.56ミリモル)を加え、そしてこの溶液を50℃で6時間加熱した。さらに22℃で16時間保持した後に、この混合物を濃縮し、その残分を酢酸エチル中に取り、そして得られた溶液を氷冷した5%濃度の水性クエン酸で洗浄した。有機相を乾燥させた後(Na2SO4)、この溶液をロータリーエバポレーターで濃縮させた。50%CH2Cl2:酢酸エチル中の1%トリエチルアミンを用い、そして次いで5%メタノール:ジクロロメタン中の1%トリエチルアミンを用いたシリカゲルクロマトグラフィーにより得られた残分を精製して無色の油状物として所望の化合物を得た。
MS(ES-)978.0(2M−H)-,488.3(M−H)-
f 0.30(CH2Cl2:酢酸エチル=1:1)
【0068】
実施例3
6−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)−1−ヘキシルスクシニルアミド−テンタゲル
(Mmt−hex−succ−Tentagel)
テンタゲル(TentagelR)(Rapp重合体)のアミノ体(0.5g;0.11ミリモルアミノ基)を4−エチルモルホリン(0.1ml)及びDMF(5ml)中で10分間膨潤させた。次にDMF(3ml)中の6−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)−1−ヘキシルヘミスクシネート(97.4mg;0.165ミリモル)、4−エチルモルホリン(15.9mg;0.138ミリモル;17.4ml)及びTBTU(52.9mg;0.165ミリモル)の溶液を加え、そしてその懸濁液を22℃で16時間振とうさせた。誘導されたテンタゲル支持体を濾過しそしてDMF(3×3ml)、CH2Cl2(3×1ml)及びジエチルエーテル(3×1ml)で順次洗浄し、乾燥させた。未反応アミノ基をTHF(1ml)中無水酢酸/ルチジン/1−メチル−イミダゾールで1時間処理することにより遮断した。完成した支持体をCH2Cl2(3×1ml)及びジエチルエーテル(3×1ml)で洗浄しそして真空乾燥させた。導入されたモノメトキシトリチル基にもとづきローディングは168ミリモル-1であった。
【0069】
実施例4
6−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)−1−ヘキシルスクシニルアミドプロピル−強制細孔ガラス
(Mmt−hex−succ−CPG)
DMF(3ml)中のアミノプロピル−CPG(FluKaより入手)(550オングストローム;1.0g)及び6−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)−1−ヘキシルヘミスクシネート(48.7mg;0.082ミリモル)、4−エチルモルホリン(7.6ml)及びTBTU(26.4mg;0.082ミリモル)から出発して、実施例3と同様に調製した。Mmt−hex−succ−CPGのローディングは91ミリモルg-1であった。
【0070】
実施例5
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−(N4−(4−t−ブチルベンゾイル)−1−シトシルアセチル)グリシン
(Mmt−Aeg(ctBuBz)−OH)
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−(N4−t−ブチルベンゾイル)−1−シトシルアセチル)−グリシンメチルエステル1.63g(2.28ミリモル)をジオキサン10mlと水1mlの混合物に溶解し、そして0℃で撹拌しながら1N NaOH 4.56mlを滴下しながら加えた。2時間後、pHを1N KHSO4の滴下添加により5に調整し、沈殿した塩を濾過しそして少量のジオキサンで洗浄した。合わせた濾液を真空蒸発させ、そしてその残分をメタノール及びジクロロメタンと共に2回共蒸発させた。このようにして得られた粗生成物をジクロロメタン中2〜10%のメタノールの勾配及び1%トリエチルアミンを用いたシリカゲル上のクロマトグラフィーにより精製した。
この生成物を含む画分を合わせて真空濃縮した。未だ残っている過剰なトリエチルアミンをピリジンと次にトルエンと共に共蒸発させて除去した。生成物0.831gがほとんど白色の泡状物として得られた。
エレクトロスプレーMS(陰イオン)700.7(M−H)-
f 0.28(CH2Cl2:MeOH/9:1),0.63(CH2Cl2:MeOH/7:3)
【0071】
実施例6
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−((1−チミニル)アセチル)グリシン
(Mmt−Aeg(t))−OH
上記反応より得られた生成物をジオキサン10mlと水2mlの混合物に溶解し、その溶液を0℃に冷却し、そして1Nの水酸化ナトリウム溶液をpHが11になるまで滴下添加した。2時間の反応時間後、反応は完了しそして2N KHSO4溶液を注意深く添加しながら得られた溶液のpHを5に調整した。この溶液を酢酸エチルで3回抽出し、そして合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させそして真空濃縮させた。このように得られた粗生成物をジクロロメタン中で5〜10%のメタノールの勾配及び1%トリメチルアミンを用いてシリカゲル上のクロマトグラフィーにより精製した。この生成物を含む画分を合わせ真空濃縮した。未だ残っている過剰のトリエチルアミンをピリジンとそして次にトルエンと共に共蒸発させて除去した。無色の泡状物として生成物1.065gが得られた。
エレクトロスプレーMS(陰イオン)1112.0(2M−H)-,555.3(M−H)-
f 0.28(CH2Cl2:MeOH/8:2)
【0072】
実施例7
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−(N2−イソブタノイル−9−グアノシルアセチル)グリシン
(Mmt−Aeg(giBu)−OH
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−(N2−イソブタノイル−9−グアノシルアセチル)グリシンメチルエステル(1.15g;1.72ミリモル)をジオキサン(10ml)に溶解し、そして0℃で1M水酸化ナトリウム水溶液(10.32ml)を5回に分け2時間半にわたり滴下添加した。さらに室温で2時間反応させた後に、2M硫化水素ナトリウム水溶液を滴下添加してこの溶液のpHを5に調整した。沈殿した塩を濾過し少量のジオキサンで洗浄した。合わせた濾液を真空下に蒸発乾固し、そしてこの残分を2回各々エタノールと1:1のジクロロメタン:メタノールと共に共蒸発させた。ジクロロメタン(1%トリエチルアミン含有)中で10〜20%のメタノールの勾配で溶出することによりシリカゲル上のクロマトグラフィーにより精製した。生成物が白い泡状物として得られた。
収量:1.229g
ESMS(陰イオン):650.3(M−H)-
f 0.25(ジクロロメタン/メタノール/8:2)
【0073】
実施例8
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−(N6−(4−メトキシベンゾイル)−9−アデノシルアセチル)グリシン
(Mmt−Aeg(aMeOBz)−OH
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルアミノ)エチル−N−(N6−(4−メトキシベンゾイル)−9−アデノシルアセチル)グリシンメチルエステル(1.70g;2.38ミリモル)をジオキサン(10ml)に溶解し、そして0℃で1M水酸化ナトリウム水溶液(10.32ml)を5回に分けて2時間半にわたり滴下添加した。さらに室温で2時間反応させた後に、2M硫化水素ナトリウム水溶液を滴下添加してこの溶液のpHを5に調整した。沈殿した塩を濾過し少量のジオキサンで洗浄した。合わせた濾液を真空下に蒸発乾固させてそしてこの残分を2回各々エタノールと1:1のジクロロメタン:メタノールと共に共蒸発させた。ジクロロメタン(1%トリエチルアミン含有)中で10〜20%のメタノールの勾配で溶出することによりシリカゲル上のクロマトグラフィーにより精製した。白い泡状物として生成物が得られた。
収量:1.619g
ESMS(陰イオン):698.3(M−H)-
f 0.10(ジクロロメタン:メタノール/8:2)
【0074】
実施例9
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルオキシ)エチル−N−((1−チミニル)アセチル)グリシン
(Mmt−Oeg(t)−OH)
N−((4−メトキシフェニル)ジフェニルメチルオキシ)エチルグリシン0.5g(1.28ミリモル)をDMF 10mlに懸濁させ、そしてBSA 0.47ml(1.92ミリモル)を滴下添加した。次いでトリエチルアミン0.7ml(5.1ミリモル)とクロロカルボキシメチルチミン0.26g(1.28ミリモル)を続けて添加した。反応混合物を室温で4時間撹拌し次いでさらにクロロカルボキシメチルチミン65mg(0.32ミリモル)を加え、そしてこの混合液を16時間撹拌した。溶媒を真空で除去し、そして粗生成物をジクロロメタン中で5〜15%のメタノールの勾配と1%トリエチルアミンを用いてシリカゲルコラム上で精製した。生成物を含む画分を合わせて真空濃縮した。得られた茶色の油状物を少量のジクロロメタンに溶解し、そしてジエチルエーテルを加えて生成物を沈殿させた。ほとんど白色の粉末として生成物が得られた。
収量:0.219g
エレクトロスプレーMS(陰イオン)556.3(M−H)-
f 0.54(CH2Cl2:MeOH/8:2)
【0075】
実施例10
4−ニトロフェニル4−(4,4′−ジメトキシトリチルオキシ)ブチレート
Dmt−but−NPE
4−ヒドロ酪酸のナトリウム塩(1.26g;10ミリモル)を無水ピリジン(30ml)に溶解し、そして4,4′−ジメトキシトリチルクロライド(3.39g;3.05ミリモル)を加えた。16時間後に4−ニトロフェノール(1.39g;10ミリモル)とN,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミド(2.06g;10ミリモル)を加え、そしてこの混合物を22℃でさらに48時間撹拌した。沈殿したジシクロヘキシルウレアを濾過しジクロロメタンで洗浄した。この溶液を濃縮しそして得られた残分をトルエンと共に2回共蒸発させた。この残分をシリカゲルコラム(石油エーテル中10〜50%酢酸エチル及び1%トリエチルアミン)上で精製した。所望の化合物を淡黄色の油状物として得た。
収量:2.694g
MS(FAB,MeOH/NBA/LiCl)534.2(M+Li)+,527.2M+
f 0.34(石油エーテル:酢酸エチル=75:25)
【0076】
実施例11
H−Oprg(t)−OH
チミニル酢酸3.68gを乾燥DMF 20mlに溶解し、そしてTOTU 6.65g及びトリエチルアミン2.77mlを加えた。この混合物を室温で30分間撹拌し、次いで(3−ヒドロキシプロピル)グリシン5.32g、水20ml、DMF 20ml及びトリエチルアミン5.54mlからなる溶液にゆっくりと滴下添加した。この混合物を室温で1時間撹拌しそして次いで真空ロータリーエバポレーター中で濃縮した。残分を水中に取り、1N塩酸でpHを1.5に調整しそして酢酸エチルで抽出した。飽和重炭酸ナトリウム溶液で水相をpH5に調整しそしてロータリーエバポレーターで濃縮した。この残分をエタノール250mlと混合し、それにより沈殿した塩化ナトリウムを吸引濾過した。濾液を濃縮しそして得られた粗生成物を1%トリエチルアミン、次いでジクロロエタン/メタノール/酢酸エチル 10:4:1の添加及び1%トリエチルアミンを添加したジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1を用いてシリカゲル上で精製した。生成物を含む画分を合わせロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。
収量:3.2g
f 0.15(ジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1+1%トリエチルアミン)
MS(ES+):300.2(M+H)+
【0077】
実施例12
Dmt−Oprg(t)−OH
H−Oprg(t)−OH 3.2gをDMF 40mlに溶解し、トリエチルアミン5.93mlを加え、そして0℃でジクロロメタン40ml中のDmt−Cl 7.25gの溶液を20分間にわたり滴加した。混合物を室温で2時間撹拌し、次いで沈殿したトリエチルアミンハイドロクロライドを濾過し、そして濾液をロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。この残分をジクロロメタン中に取り、水で抽出し、そして有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させそしてロータリーエバポレーター中で真空濃縮させた。粗生成物を1%トリエチルアミンを添加したジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1を用いてシリカゲル上で精製した。生成物を含む画分を合わせ、ロータリーエバポレーター中で真空濃縮させた。
収量:3.46g
f 0.28(ジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1+1%トリエチルアミン)
MS(ES+)602.4(M+H)+
【0078】
実施例13
H−Obg(t)−OH
チミニル酢酸2.76gを乾燥DMF 15mlに溶解し、そしてTOTU 4.92gとトリエチルアミン2.08mlを加えた。この混合物を室温で30分間乾燥しそして次に(4−ヒドロキシブチル)グリシン4.41g、水10ml、DMF10ml及びトリエチルアミン4.16mlから成る溶液に徐々に滴下添加した。この混合物を室温で3時間撹拌し次いでロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。この残分を水中に取り1N塩酸でpH1.5に調整しそして酢酸エチルで抽出した。水相を飽和重炭酸ナトリウム溶液でpH5に調整し、ロータリーエバポレーター中で濃縮した。得られた粗生成物を1%トリエチルアミンを添加したジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1を用いてシリカゲル上で精製した。生成物を含む画分を合わせ、ロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。
収量:3.7g
f 0.11(ジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1+1%トリエチルアミン)
MS(ES+)314.2(M+H)+
【0079】
実施例14
Dmt−Obg(t)−OH
H−Obg(t)−OH 3.6gをDMF 40mlに溶解し、トリエチルアミン9.5mlを加え、そして0℃でジクロロメタン40ml中のDmt−Cl 15.4gの溶液を15分間にわたり滴下添加した。この混合物を室温で2時間撹拌し、さらにジクロロメタン40mlを加え、次いで沈殿したトリエチルアミン塩酸塩を濾過し、その濾液をロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。残分をジクロロメタン中に取り、水で抽出し、そして有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、そしてロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。粗生成物を1%トリエチルアミンを添加したジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 15:1:1を用いてシリカゲル上で精製した。生成物を含む画分を合わせロータリーエバポレーター中で真空濃縮させた。
収量:3.45g
f 0.29(ジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1+1%トリエチルアミン)
MS(ES++LiCl)622.3(M+Li)+
【0080】
実施例15
H−Opeg(t)−OH
チミニル酢酸2.76gを乾燥DMF 15mlに溶解し、そしてTOTU 4.92gとトリエチルアミン2.08mlを加えた。この混合物を室温で30分間撹拌し、次いで(5−ヒドロキシペンチル)グリシン4.83g、水10ml、DMF 10ml及びトリエチルアミン4.16mlからなる溶液に徐々に滴下添加した。この混合物を室温で3時間撹拌し、次いでロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。残分を水に取り、1N塩酸でpH1.5に調整しそして酢酸エチルで抽出した。水相を飽和重炭酸ナトリウム溶液でpH5に調整し、そしてロータリーエバポレーター中で濃縮した。粗生成物を1%トリエチルアミンを添加したジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1を用いてシリカゲル上でクロマトグラフィーにより精製した。生成物を含む画分を合わせてそしてロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。
収量:3.34g
f 0.19(ジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1+1%トリエチルアミン)
MS(DCl)328.2(M+H)+
【0081】
実施例16
Dmt−Opeg(t)−OH
H−Opeg(t)−OH 3.2gをDMF 40mlに溶解し、トリエチルアミン6.77mlを加え、そして0℃でジクロロメタン40ml中のDmt−Cl 9.94gの溶液を15分間にわたり滴下添加した。この混合物を室温で2時間撹拌し、さらにジクロロメタン40mlを加え、次いで沈殿したトリエチルアミン塩酸塩を濾過し、濾液をロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。残分をジクロロメタン中に取り、水で抽出し、そして有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、そしてロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。粗生成物を1%トリエチルアミンを添加したジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 15:1:1を用いてシリカゲル上で精製した。生成物を含む画分を合わせ、ロータリーエバポレーター中で真空濃縮した。
収量:3.6g
f 0.27(ジクロロメタン/メタノール/酢酸エチル 10:2:1+1%トリエチルアミン)
MS(ES++LiCl)636.4(M+Li)+
【0082】
実施例17
5′-ATC GTC GTA TT-(but)-agtc-hex
DNA配列は大文字で表し、PNA配列は小文字で表したスキーム1の構造タイプXIIaの例)。PNAsは、例えばEcosyn D−300 DNAシンセサイザー(Eppendorf/Biotronik, Maintal製)又はABI 380B DNAシンセサイザー(Applied Biosystems, Weiterstadt製)中で合成される。DNA部分の合成は主に標準ホスホルアミダイト化学及び商業的に入手可能な合成サイクルで行われる。PNA部分の合成にはペプチド合成の方法が下記に説明のようにDNA合成サイクルに近い。
【0083】
【化23】
Figure 0004620810
【0084】
【化24】
Figure 0004620810
【0085】
【化25】
Figure 0004620810
【0086】
【化26】
Figure 0004620810
【0087】
実施例4からのMmt−hex−succ(ローディング91μmol/g)をロードしたCPG支持体3μmolを下記の試薬で逐次処理する。
PNA部分(agtc−hex)の合成:
1. ジクロロメタン
2. ジクロロメタン中の3%トリクロロ酢酸
3.アセトニトリルabs.
4.アセトニトリル中の4−エチルモルホリンの3.5M溶液(中和)
5.アセトニトリル中の実施例5からの(Mmt−Aeg(ctBuBz)−OH)の0.4M溶液:DMF=9:1/アセトニトリル中のByBOPの0.9M溶液/アセトニトリル中の4−エチルモルホリンの3.5M溶液(10分間のカップリング時間)
【0088】
6.工程5は4回反復
7.アセトニトリル
工程1〜7(以後PNA反応サイクルと称する)を3回反復してPNA部分を組立てる。この時、各場合工程5で配列に応じて必要な実施例5〜8からのモノマービルディングブロックを用いる。
リンカーの接合(agtc−hex→(but)−agtc−hex):
8.上記の工程1〜4を反復
9.実施例10からの4−ニトロフェニル4−((4,4′−ジメトキシトリチルオキシ)ブチレート(105mg)及びDMF中のNEM 2ml中のヒドロキシベンゾトリアゾール(27mg)で15時間。
10.DMFで洗浄
11.アセトニトリルで洗浄
12.ジクロロメタン
【0089】
DNA部分の合成
((but)-agtc-hex→5′-ATC GTC GTA TT-(but)-agtc-hex:
13.アセトニトリルabs.
14.ジクロロメタン中の3%トリクロロ酢酸
15.アセトニトリルabs.
16.β−シアノエチル5′−O−ジメトキシトリチルチミジン3′−ジイソプロピルホスホルアミダイト10μmol及びアセトニトリルabs 0.3ml中のテトラゾール50μmol
17.アセトニトリル
18.40%ルチジン含有のTHF中の20%無水酢酸及び10%ジメチルアミノピリジン
19.アセトニトリル
20.よう素(THF/水/ピリジン;70:20:5(容積比)中1.3g)
工程13〜20(以後DNA反応サイクルを称する)を10回反復してヌクレオチド部分を組立てる。この時工程16で各場合に配列に対応するβ−シアノエチル5′−O−ジメトキシトリチル(ヌクレオチド塩基)3′−ジイソプロピルホスホルアミダイトを用いる。
【0090】
合成が完了後、工程1〜3に記載のようにジメトキシトリチル基を除去した。
オリゴマーの支持体を分解し、同時にアンモニアで1.5時間処理してβ−シアノエチル基を除去した。環外アミノ保護基を除去するため、アンモニア性溶液を55℃で5時間保つ。5′-ATC GTC GTA TT-(but)-agtc-hexの得られた粗生成物の180 OD260をポリアクリルアミドゲル電気泳動により精製した。BiogelRカラム(Biorad社製)上で脱塩し、これより高純度オリゴマー50 OD260を得た。
【0091】
実施例18
5′-ATC GTC GTA TT-(Oeg(t))-agtc-hex
(スキーム2中の構造型Xaの例:Oeg(t)の説明は実施例9を参照)
工程5に記載の条件下で実施例17に記載と同様に合成を実施したが、工程9ではp−ニトロフェニルDmt−ブチレートの代りに、実施例9からのリンカービルディングブロックMmt−Oeg(t)−OHを結合した。5′-ATC GTC GTA TT-(Oeg(t))-agtc-hexの得られた粗生成物(235 OD260)135 OD260をポリアクリルアミドゲル電気泳動により精製した。BiogelRカラム(Biorad社製)上で脱塩し、これより高純度オリゴマー20 OD260を得た。
【0092】
実施例19
N-ggg g(5′NH-C)T CsCs As TGG GGsGs T(配列HSV-1に相補性)
(スキーム2中構造型XIの例;sはホスホロチオエート架橋を意味する;(5′NH−C)は5′−アミノシチジレート残基を意味する;Nはアミノ末端を意味する)
合成は、5′−Dmt−チミジンがその3′末端を経て結合しているCPG支持体から出発して行われる。DNA部分の合成は、まず実施例17(工程13〜20)に記載されているとおり実施され、ホスホロチオエート(s)の場合工程20中酸化は、テトラエチルチウラムジサルファイド(TETD;Applied Biosystems Inc. の使用者ビュレタン65号)を使用して実施される。式VIIIfのDmt保護5′−アミノ−5′−デオキシシチジレート3′−ホスホロアミデートビルディングブロックをリンカービルディングブロックとして使用する。次にPNAビルディングブロックを実施例17中工程1〜7と同様に縮合する。合成が完了して後、このオリゴマーを支持体から開裂し、同時に、アンモニアで1.5時間処理することによってβ−シアノエチル基を除く。環外アミノ保護基を除くために、アンモニア溶液を55℃に5時間保つ。すぐ次に80%強度の酢酸で22℃において2時間処理することによってモノメトキシトリチル基を除く。生成物をポリアクリルアミドゲル電気泳動によって精製し、Biogel(登録商標)カラム(Bioradから)上脱塩する。
【0093】
実施例20
5′-GMeGMeG GCT CCA(Oeg(t))gg ggg t-hex
(スキーム2中構造型Xaの例;Meはメチルホスホネート架橋を意味する;Oeg(t)の説明については実施例9参照)
合成は、実施例18と同様に行われるが、DNA反応サイクル中適当な式VIIIbのメチルホスホネートビルディングブロックを使用してメチルホスホネート架橋Meを組み入れる。
【0094】
実施例21
5′-Cs,sAs,sC GTs,sT,GAG(but)Ggg cat-hex(c-mycアンチセンス)
(スキーム1中構造型XIIaの例;s,sはホスホジチオエート架橋を意味する)
合成は、実施例17と同様に行われるが、ビルディングブロックVIIIdを使用してジチオエート架橋を組み入れ、これらの部位における酸化(工程20)はTETDによって実施される。
【0095】
実施例22
N-cga g(5′NH-A)A CAT CA(Oeg(t))ggt cg-hex(c-fosアンチセンス)
(5′NH−Aは5′−アミノ−5′−デオキシアデニレートを意味する;Oeg(t)の説明について実施例9参照)
合成は実施例18中の記載と同様に行われ、DNA合成の完了後、実施例13と同様に第二のPNA部分の複合を可能にする5′アミノヌクレオチドの縮合を行なう。即ち、まず6回のPNAサイクルを実施し、次に実施例9からのリンカービルディングブロックをカップリングさせる。次に最後のサイクル中式VIIIfのビルディングブロックを使用して、7回のDNA合成サイクルを実施する。さらに4回のPNA合成サイクルを実施して後、支持体からの除去及びさらに処理を実施例19に記載されているとおり実施する。
【0096】
実施例23
F-cga g(5′NH-A)A CAT CAT GGT sCsG-O-CH2CH(OH)CH2-O-C16H33
(5′NH−Aは5′−アミノ−5′−デオキシアデニレート;FはPNAのアミノ末端上フルオレセイン残基、そしてsはホスホロチオエート架橋を意味する)
合成は、実施例19中記載と同様に行われるが、グリセロールヘキサデシルエーテルが結合されるCPG支持体から出発する。12回のDNA合成サイクルを実施して後、リンカービルディングブロックVIIIfを縮合させる。4回のPNA合成サイクルを実施し、末端Mmt基を除いて後、遊離アミノ基を30倍過剰のフルオレセインイソチオシアネート(FITC)と反応させることが可能である。
【0097】
実施例24
3′-CCC TCT T-5′-(PEG)(PEG)-(Oeg(t)tg tgg g-hex
(PEGはテトラエチレングリコールホスフェート残基を意味する)
PNA部分について合成は、実施例17中記載のとおりに行われる。6つのPNA単位が縮合されて後、実施例9からの(Mmt−Oeg(t)−OH)がカップルされる。次にリンカーとして初めに式XVのテトラエチレングリコール誘導体がDNA合成サイクルに記載されるとおり2回縮合されて後、逆の配向(5′から3′へ)をもつDNA部分の合成が実施する。この目的で、各々の場合ヌクレオシド3′−ホスホルアミダイトの代わりに対応する式XIVのヌクレオシド5′−ホスホルアミダイト(市販されている)が、DNA合成サイクル中工程16において使用される。さらに脱保護及び処理が実施例17に記載されるとおりに行われる。
【0098】
実施例25
N-ccc tct t-(C6-リンク)(PEG)-3′-AAG AGG G-5′
(PEGはテトラエチレングリコールホスフェート残基を意味する;C6−リンクは6−アミノヘキサノールホスフェート残基である)
合成は、実施例17(DNA合成サイクル)中記載と同様に行われるが、5′−O−サクシネート基を経て3′−O−Dmt−デオキシグアノシンが結合されているCPG支持体から出発する。式XIVのビルディングブロックを使用して6つのDNA単位が縮合されて後、初めに式XVのテトラエチレングリコール誘導体が1回リンカーとして縮合されて後、式XVIのホスホルアミダイトをカップリングさせてC6−リンクを導入する。次に実施例17(PNA合成サイクル)中のようにPNA部分を合成する。さらに脱保護及び処理が実施例19に記載されるとおり行われる。
【0099】
実施例26
5′-TTT TTT TTT(but)ttt ttt-hex
合成は、実施例17中記載と同様に行われる。生成物が支持体から開裂され、脱保護される前に、支持体結合DNA/PNAハイブリッドの半分を蛍光標識(実施例29)のために取る。他の半分は、実施例17中記載されるとおり脱保護、処理される。
【0100】
実施例27
(FAMはフルオレセイン残基である)
5′-FAM-TTT TTT TTT(but)ttt ttt-hex
実施例26からの支持体結合DNA/PNAを、実施例16中Applicd Biosystemsからのフルオレセインホスホルアミダイトを使用して実施例17中記載されるとおり工程13〜20を実施することによって蛍光標識する。
【0101】
実施例28
5′-GGG GGG GGG(but)ttt ttt-hex
合成は、実施例17中記載と同様に行われる。生成物が支持体から開裂され、脱保護される前に、支持体結合DNA/PNAハイブリッドの半分を蛍光標識(実施例29)のために取る。他の半分は、実施例17中記載されるとおり脱保護、処理される。表題の化合物は、ホモプリンモチーフ5′-AAA AAA GGG GGG GGG-3′を含有するDNA二本鎖に高い親和性をもつトリプレックス形成オリゴヌクレオチドとして結合する。
【0102】
実施例29
(FAMはフルオレセイン残基である)
5′-FAM-GGG GGG GGG(but)ttt ttt-hex
実施例28からの支持体結合DNA/PNAを、実施例16中Applicd Biosystemsからのフルオレセインホスホルアミデートを使用して実施例17中記載されるとおり工程13〜20を実施することによって蛍光標識する。
【0103】
実施例30
ビオチン-GPheGPheA GAA cat ca t(5′NH-G)G(Ome)U(Ome)C(Ome)-G(Ome)-ビタミンE(c-fosアンチセンス)
(N(Ome)は2′−O−メトキシ基をもつヌクレオチド単位Nを意味し、Pheはフェニルホスホネート架橋;5′−NH−Gは5′−アミノ−5′−デオキシグアニレートを意味する)
合成は、ビタミンEを負荷したCPG(Mackellarら(1992)Nucleio Aeids Res, 20 (13), 3411〜17)から出発し、DNA合成サイクルの後式VIIIeのビルディングブロックを4回カップリングさせることによって実施例17中の記載と同様に行われる。式VIIIfの5′−アミノヌクレオチドビルディングブロックがカップリングされて後、PNA合成サイクルの後6つのPNA単位を縮合させる。中和の後、既知の方法によりホスホルアミダイトをアミノ基にカップリングさせ、フェニルホスホネート架橋の場合には工程16中式VIIIcのビルディングブロックを使用して、DNA合成サイクルを適当に繰り返してDNA部分を組み立てる。最後にGlen Researchからのビオチンホスホルアミダイトを使用して末端基をカップリングさせる。合成が完了して後、このオリゴマーを実施例19中記載のとおりに脱保護し、80%強度の酢酸で22℃において2時間処理することによって末端のジメトキシトリチル基を除く。
【0104】
実施例31
A CAT CA (Oeg(t))ggt cg-hex(c-fosアンチセンス)
(Oeg(t)の説明については実施例9参照)
合成は、実施例18中記載と同様に行われる。この場合には、まず5回のPNA合成サイクルを実施し、次に実施例9からのリンカービルディングブロックOeg(t)をカップリングする。その後、実施例18中記載のとおりに支持体からの除去及びさらに処理を実施する。
【0105】
実施例32
A TAA TG(Oeg(t))tct cg-hex(c-fosのための対照オリゴマー)
合成は、実施例18中記載と同様に行われる。この場合には、まず5回のPNA合成サイクルを実施し、次に実施例9からのリンカービルディングブロックOeg(t)をカップリングする。その後、実施例18中記載のとおりに支持体からの除去及びさらに処理を実施する。
【0106】
実施例33
a cat cat ggt cg-hex(c-fosアンチセンス)
この純PNAオリゴマーは、12回のPNAサイクルを実施したことを除いて、実施例18と同様にして製造した。環外アミノ保護基の脱保護は、アンモニア溶液(55℃で5時間)中実施する。すぐ次に80%強度の酢酸で22℃において2時間処理することによってモノメトキシトリチル基を除く。
【0107】
実施例34
A(5-hexy-C)A(5-hexy-U)(5-hexy-C)A(Oeg(t))ggt cg-hex(c-fosアンチセンス)
(Oeg(t)の説明については実施例9参照;5−hexy−Cは5−ヘキシルシチジンを意味し、5−hexy−Uは5−ヘキシルウリジンを意味する)
合成は、実施例31中記載と同様であるが、縮合反応中普通のピリミジンホスホルアミダイトの代わりに対応する5−ヘキシニルピリミジンヌクレオシドホスホルアミダイトを使用して行われる。
【0108】
実施例35
(FAMはフルオレセイン残基である)
5′-FAM-TT(but)ttt ttt-hex
このPNA/DNAオリゴマーの合成は、2つのチミジレート単位が縮合されるのみであるが、実施例27中記載と同様に行われる。
【0109】
実施例36
taa tac gac tca cta(5′HN-T)
(5′−HN−Tは5′−アミノ−5′−デオキシチミジンを意味する)
15のPNA単位及び1つのヌクレオシド単位よりなるこのPNA/DNAオリゴマーは、DNAポリメラーゼ反応のためのプライマーとして合成された。これはサクシネートとしてその3′−ヒドロキシル基を経て5′−モノメトキシトリチルアミノ−5′−デオキシチミジンが結合している固相支持体(アミノアルキル−CPG)から出発することを伴う。ジクロロメタン中3%TCAでモノメエトキシトリチル基を除いて後、15回のPNAサイクルが実施される。環外アミノ保護基の脱保護は、アンモニア溶液(55℃において5時間)中実施される。すぐ次に80%強度の酢酸で22℃において2時間処理することによってモノメトキシトリチル基を除く。遊離3′−ヒドロキシル基をもつPNA/DNAオリゴマー(DNAポリメラーゼのためのプライマーとして使用される(Klenow))が得られる。
【0110】
実施例37
Ps-rA(2′5′)rA(2′5′)rA(2′5′)rA-スペーサー-(Oeg(t))tc ctc ctg cgg-hex
(Psは5′−チオホスフェートを意味する;スペーサーはトリエチレングリコールホスフェートを意味する;rAはリボアデニレートである;(2′5′)はヌクレオチド間の結合がリボース中2′から5′へであることを意味する)
この化合物の合成は、初めに14のPNA単位を縮合させることによって実施例18中記載と同様に行われる。実施例9からのリンカービルディングブロックMmt−Oeg(t)−OHが工程5中記載された条件下導入されて後3%TCAによりMmt基を除き、市販のDmt−O−(CH2CH2O)3−O−P(−OCH2CH2CN)N(i−C37)3スペーサーホスホルアミダイト(Eurogentech, Brusselsから)の助けによって導入する。(2′5′)−結合テトラアデニレートは、市販のN6−ベンゾイル−5′−O−Dmt−3′−O−第三ブチルジメチルシリルアデノシン2′−O−シアノエチルジイソプロピルアミノホスホルアミダイト(Milligen, Bedford, USA)を使用し、縮合時間を2×5分に延長して、実施例17中記載されているように合成する。カップリング反応中テトラゾールの代わりにそれより強い活性化剤5−エチルチオテトラゾールを使用する。最後のDmt基を除いて後、ビス(β−シアノエチルオキシ)ジイソプロピルアミノホスフィンでこのオリゴマーを5′−OH基上ホスフィチル化する。TETDによる酸化及びアンモニアによる脱保護及びフルオライドによる脱シリル化の結果表題の化合物が得られ、これはRNaseLを刺激する。
【0111】
実施例38
Ps-Co(2′5′)Co(2′5′)Co(2′5′)Co-スペーサー-(Oeg(t))tc ctc ctg cgg-hex
(Psは5′−チオホスフェートを意味する;スペーサーはトリエチレングリコールホスフェートを意味する;Coはコルジセピン(3′デオキシアデノシン)である;(2′5′はヌクレオチド間の結合が2′から5′へであることを意味する)
合成は、実施例37と同様に実施されるが、N6−ベンゾイル−5′−O−Dmt−3′−O−第三ブチルジメチルシリルアデノシン2′−O−シアノエチルジイソプロピルアミノホスホルアミダイトの代わりに、対応するN6−ベンゾイル−5′−O−Dmt−コルジセピン2′−O−シアノエチルジイソプロピルアミノホスホルアミダイト(Chemogen, Konstanzから)を使用し、フルオライド処理を省略する。
【0112】
実施例39
5′-GG GGG GGG(Oeg(t))ttt ttt ttt-hex
合成は、実施例9からのリンカービルディングブロックMmt−Oeg(t)−OHの工程5中記載された条件下の縮合(これは後の8つのグアニレート残基の縮合を可能にする)による9つのPNAカップリングに続いて、実施例18中の記載と同様に行われる。得られるPNA/DNAオリゴマーは、高い親和性をもち逆平行の配向でトリプレックス形成オリゴヌクレオチドとして配列5′..AAAAAAAAAAGGGGGGGG..3′を有する二本鎖DNAに結合する。
【0113】
実施例40
PNA/DNAのハイブリッドの特性化
特性化は、HPLC、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)及び陰イオン電気スプレー質量分析(ES−MS)の助けによって行われる。生成物は、上述したようにして精製され、その後PAGE(20%アクリルアミド、2%ビスアクリルアミド及び7Mの尿素)において単一のバンドを示す。HPLCは、メルクからのRP−18逆相カラム(溶離剤A:0.1%TFAと共に水、B:水/アセトニトリル=1:4;線形勾配)上、又はDionexからのPA−100カラム(溶離剤A:20mM NaOH及び20mM NaCl;B:20mM NaOH及び1.5M NaCl;線形勾配)上行われる。ES−MSの場合には、PNA/DNAハイブリッドは、酢酸アンモニウム沈殿又は他のメタセシスによってアンモニウム塩に変換される。試料導入は、5 OD260/mlのオリゴマーを含有するアセトニトリル/水(1:1)中溶液から行われる。この方法の精度は約±1.5ダルトンである。
【0114】
実施例41
放射線標識の後の細胞取り込み及び安定性の定量
放射線標識:
一般的に適用可能な35Sによる標識は、元素硫黄−35を使用するDNA部分の合成のためのDNA合成サイクル(実施例17中工程20)において少なくとも1回の酸化を実施することよりなる。遊離の5′−ヒドロキシル基を有するPNA/DNAハイブリッドは、それ自身既知の方法によってポリヌクレオチドキナーゼを用いて32P又は35Sで標識することができる。遊離の3′−ヒドロキシル基を有するPNA/DNAハイブリッドは、それ自身既知の方式で3′−末端トランスフェラーゼを用いて標識することができる。例えば、DNA部分の5′−標識を次に記載する:実施例17、18又は26からの遊離の5′−ヒドロキシル基をもつPNA/DNAハイブリッド(500pモル)を水425μlに溶解し、この溶液を90℃に加熱し、迅速に冷却する。次に10×キナーゼバッファー50μl及び32P−ガンマ−ATP(6,000 Cl/mモル)又は35S−ガンマ−ATP 50μlを添加し、この混合物を37℃において1時間インキュベートする。0.5M EDTA溶液を添加することによって反応を停止する。
脱塩はファルマシアからのNAPRを用いて行われる。
【0115】
細胞取り込みの定量:
Vcro細胞をDMEM、5%FCS中、96穴ミクロタイタープレート中で37℃において24時間インキュベートする。培地を除いて後、細胞を無血清DMEMで2回洗う。放射活性標識オリゴマー(106cpm)を非標識オリゴマーで血清中10mMの濃度に希釈し、それと共に細胞を37℃においてインキュベートする。1、7及び24時間後150μlずつを取り出する(「上清1」と称する)。ミクロタイタープレートの穴中の細胞を新鮮な培地300μlで7回洗い、洗浄培地(「上清2」と称する)を合してシンチレーションカウンター中測定する。次にトリプシン溶液100μlを添加し、30秒経過させ、上清を吸引して除く。それを37℃において3分間インキュベートすることによって離す。離された1.5mlのEppendorf管に移し、2,000rpmにおいて6分間遠心分離する(「上清3」)。上清1(5μl)、2及び5(0.5ml)を各々別々にシンチレーションカウンター中測定する。これから100,000細胞あたりオリゴマーの取り込み(pモル)を計算し、上清3は細胞結合オリゴマー画分を表し、上清1及び2の合計は非細胞結合オリゴマー画分を表す。
【0116】
結 果:
【表1】
Figure 0004620810
【0117】
細胞を含有する培地中オリゴマーの安定性の調査:
上清1(10μl)を80%ホルムアミド5μl(キシレンシアノール及びブロモフェノールブルーと共に)と混合し、95℃に加熱し(5分間)、ポリアクリルアミドゲル(20%アクリルアミド、7M炭素)上に負荷する。電場中このゲルを展開して後、ゲル上のバンドを「安定オリゴマー」、そして失われたバンドを「減成オリゴマー」と指定する。
実施例26からのPNA/DNAオリゴマーは、24時間のインキュベーション時間の後69%安定である;DNAオリゴマーは3%安定である。
実施例31からのPNA/DNAオリゴマーは、これらの条件下32時間の半減期を有し、一方対応するDNAオリゴヌクレオチドは約2時間の半減期を有する。
【0118】
実施例42
蛍光標識による細胞取り込みの定量
10%FCSを追加したDulbeccoのMEM中で5cmのペトリ皿中COS細胞を集密成長させる。細胞を無血清DMEMで2回洗う。ペトリ皿の中央約1cm2の区域を無菌の針を使用して掻取る。この区域に調べるPNA/DNAオリゴマー溶液(0.1mM)を塗る。インキュベーションをCO2雰囲気中37℃において実施する。2、4及び16時間後蛍光顕微鏡によって細胞を調べる。このためには、細胞を無血清DMEMで4回洗い、ガラススライドで覆い、蛍光顕微鏡下又は位相差によって評価する。蛍光標識PNA(DNA部分なし)F-(but)-tttt ttt-hexをPNA/DNAハイブリッドに対する比較として調べた。細胞がこのPNAと共に2時間インキュベートされて後、細胞の>90%は著しい形態学的変化及び細胞死を示す。細胞の大部分は著しい空胞化を示す。血漿膜、サイトゾル及び核はPNAの取り込みを示さない。このDNA/PNAオリゴマーと共にわずか2時間の細胞のインキュベーションの後細胞はPNA/DNAオリゴマーの点状の細胞内分布を示す。細胞は、長いインキュベーションの後でも細胞死を受けない。
【0119】
実施例43
熔融温度の決定:
熔融温度は、HP 8452Aダイオード配列分光光度計、HP 89090A Peltierエレメント及びHP温度コントロールソフトウエアーRev. B5. 1 (Hewlett Packardから)を使用して決定される。測定は、バッファーとして10mM HEPES及び140mM NaCl(pH7.5)中0.5℃/分の段階で実施される。オリゴマー濃度はmlあたり0.5〜1 OD260である。
【0120】
実施例17又は18からの生成物についての結果(DNAの場合TM
5′-ATC GTC GTA T(Oeg(t))a gtc-hex TM=51.5℃
3′-TAG CAG CAT A A T CAG-5′ 逆平行
5′-ATC GTC GTA T(Oeg(t))a gtc-hex TM<20℃
5′-TAG CAG CAT A A T CAG-3′ 平行
5′-ATC GTC GTA TT(but)a gtc-hex TM=51.0℃
3′-TAG CAG CAT AA T CAG-5′ 逆平行
5′-ATC GTC GTA TTA GTC-3′ TM=50.5℃
3′-TAG CAG CAT AAT CAG-5′ DNA・DNA逆平行
5′-ATC GTC GTA TT(but)a gtc-hex TM<20℃
5′-TAG CAG CAT AA T CAG-3′ 平行
【0121】
【表2】
Figure 0004620810
TGG TCGは、すべてのヌクレオチド間結合がホスホロチオエート形態にあるDNA部分を意味する。p及びapの定義については5頁参照。
【0122】
実施例44
抗ビールス活性の試験
種々の人病原性ヘルペスビールスに対する試験化合物の抗ビールス活性は、細胞培養試験系において調べる。この実験のために、さる腎臓細胞(Vero, 2×105/ml)を、96穴ミクロタイタープレート中血清含有DulbeccoのMEM(5%うし胎児血清FCS)中に接種し、37℃及び5%CO2において24時間インキュベートする。次に血清含有培地を吸引除去し、無血清Dulbecco MEM(−FCS)で2回洗浄する。試験物質は、あらかじめ水中600μMの濃度に希釈し、−18℃において貯蔵する。試験のためDulbecco最低必須培地(MEM)中希釈段階をさらに実施する。洗浄した細胞に無血清Dulbecco MEM 100μlと共に個々の試験物質希釈液を添加する。37℃及び5%CO2において3時間インキュベーションの後、細胞を3日以内に細胞叢が全に破壊される濃度でヘルペスシンプレックスビールス1型(ATCC VR733,HSV−1 F株)又はヘルペスシンプレックスビールス2型(ATCC VR734,HSV−2 G株)に感染させる。感染濃度は、HSV−1について穴あたり500プラーク形成単位(PFU)、そしてHSV−2について350 PFU/穴である。そのとき試験混合物は、100 U/mlのペニシリンG及び100mg/リットルのストレプトマイシンが追加されたMEM中80μM〜0.04μMの濃度で試験物質を含有する。すべての実験は、プレートあたり8回実施される対照を除いて、二重定量として実施される。試験混合物を37℃及び5%CO2において17時間インキュベートする。細胞毒性は、細胞培養物の顕微鏡検査によって20時間の全インキュベーション時間の後決定される。最大耐用量は、生成物の最高濃度と定義され、それは上述した試験条件下では、尚顕微鏡で検出し得る細胞傷害を起こさない。その後FCSを最終濃度4%まで添加し、37℃及び5%CO2において55時間インキュベーションを継続する。そのとき非処理感染対照は、完全な細胞変性効果(CPE)を示す。細胞培養物の顕微鏡検査の後、Finterの生体染色法(1966)に従って中性レッドで染色する。試験物質の抗ビールス活性は、ビールスによって起こされる細胞変性効果から細胞の30〜60%を保護するのに必要な最小阻害濃度と定義される。PNA/DNAキメラの活性は、各々の場合対応するDNAオリゴマー又はPNAオリゴマーのものよりよい。
【0123】
実施例45
生体内活性の定量:ラットにおけるc−Fos蛋白質発現の阻止
定量は、脊髄の注ぎかけによって記載(Sandkuehlerら(1991):Proceedings of the VIth World Congress on Pain, Charlton及びWoolf編;Elsevier, Amsterdam;313〜318頁)のように行われる。バルビツレート麻酔Sprague-Dawleyラットの椎弓切除の後、アンチセンスオリゴマーを受けるようにシリコンから2室容器を形成させる。一方の室はアンチセンスPNA/DNA誘導体を充たすが、他方の室は対照オリゴマーを充たす(各75μMの濃度)。各々の場合1時間後注ぎかけ液を交換し、後足の熱処理(52℃)によってc−fos発現を刺激する。c−fos発現の阻止は、適当な組織切片試料上免疫組織化学的に明らかにすることができる。実施例31からのc−fosアンチセンスオリゴヌクレオチドは、実施例33からの対応するDNAオリゴヌクレオチド及び対応するPNAオリゴマーより大きいc−fos発現の阻止をもたらす。
【0124】
実施例46
RNase H アッセイ
RNase H活性を決定するために、調べるPNA/DNAオリゴマーの1.3 ODを、オートクレーブ処理水50μlに溶解した相補RNA配列(標的配列)0.5 ODと共に加熱し、80℃において5分間DEPC(ジエチルピロカルボネート)で処理して後15分以内に37℃に冷却する。このことにより、両オリゴマーの初期の変性が生じ、それは冷却後、配列特異的に核酸二重鎖を形成する。
【0125】
アッセイのために、このRNA・PNA/DNA二重らせんを、RNase H 10×バッファー10μl、ジチオスレイトール(DTT)1μl及びUSBから供給されるRNase H 2μl(10単位に相等)とインキュベートする。インキュベーション混合物を、オートクレーブ処理、DEPC処理水で100μlの所要の全容量まで調製する。試料を37℃においてインキュベートする。動力学研究のために、0、2分、10分及び1時間後に溶液20μlずつを取り出し、95℃において5分間加熱し、分析まで−70℃において凍結する。RNAのRNase H開裂の研究はゲル電気泳動によって行われる。デオキシリボヌクレオチドビルディングブロックを含有するPNA/DNAハイブリッドはRNaseを活性化し、相補RNA鎖が開裂するが、PNA/DNAオリゴマーは反応物から傷害されずに出てくることがわかる。PNA/DNAの場合の開裂反応は、同じ長さ及び配列の対応するオリゴデオキシリボヌクレオチドの場合よりいくらかゆっくり行われる。
【0126】
実施例47
RNase活性を持つHeLa細胞抽出物の調製
2′,5′−テトラアデニレート−PNA/DNA複合体により細胞エンドヌクレアーゼLの活性を刺激するためにHeLa細胞抽出物を調製した。この目的で、35のびんに各々DulboccoのMEM(最低必須培地)及び10%FCS(うし胎児血清)を含有する培地20mlを入れた。トリプシン処理の後細胞を採取することができる。1,000rpmの遠心分離の後細胞採取物4mlを得る。このものを初めに水4mlで調整し、3分後、細胞を分解するためにバッファーA(HEPES 5.48g;KCl 15.5g;Mgアセテート2.488g;2−メルカプトエタノール1,232μl、水で1リットルに)4mlを添加する。次にこの溶液を、超遠心機中0℃において30分間30,000rpm(約100,000g)で遠心分離する。細胞抽出物8mlからの上清を取り出し、次の研究のため−20℃において貯蔵する。
【0127】
実施例48
RNase Lの活性化の研究
エンドヌクレアーゼについてこの抽出物の研究のために、初めにRNA標的配列0.30 Dを個々のPNA/DNAオリゴマーと80℃において5分間加熱して後、ハイブリッド形成のため37℃に冷却する。この二重鎖を抽出物20μl、グリセロール1.2μl及びRNase Lバッファーと混合し、37℃においてインキュベートする。そのとき全容量は70μlである。動力学研究のために、0、20及び60分の時間のピペットによって試料を取り出し、95℃において5分間加熱して酵素を変性させる。試料をSpccdvac中凍結乾燥し、ゲル電気泳動によって分析する。PNA−2′,5′−テトラアデニレート複合体及びテトラコルジセピン類縁体は細胞RNaseを活性化するが、テトラアデニレート部分のない対応する化合物はRNaseを刺激しない。
【0128】
実施例49
DNAポリメラーゼ反応
DNAポリメラーゼ反応のための鋳型として次の81量体オリゴデオキシヌクレオチドを使用する:
5′-GCC CCA GGG AGA AGG CAA CTG GAC CGA AGG CGC TTG TGG AGA AGG AGT TCA TAG CTG GGC TCC CTA TAG TGA GTC GTA TTA-3′
PNA/DNAプライマーの配列は次のとおりである:
H-taa tac gac tca cta(5NH-T)-OH-3′
配列5′-TAA TAC GAC TCA CTA TAG-3′の対応するオリゴデオキシヌクレオチドを対照プライマーとして使用する。10×PCRバッファー(500m KCl,100mMトリス−HCl,pH9,1%トライトンX−100,15mM MgCl2)5μl中プライマー(0.15nモル)及び鋳型(0.15nモル)を水35μlで希釈し、95℃に加熱しそして冷却することによってハイブリッド形成させる。次に2mM dNTP混合物(ヌクレオシド5′−トリホスフェート10μl及びDNAポリメラーゼ(Klenow画分)3μlを添加し、この混合物を22℃及び37℃において各々0.5時間インキュベートする。次に反応溶液を10%ポリアクリルアミドゲル(1%ビスと共に)上分析する。pBR322/HaeIII消化物をマーカーとして負荷する。対照プライマーとの反応は、マーカーに対して予期された大きさを持つ二重鎖DNAフラグメントを示すが、PNA/DNAプライマーからの生成物は、いくらか早く移動する。両方の場合共ゲル電気泳動において二重鎖は鋳型一重鎖よりかなり早く移動する。

Claims (5)

  1. 式Ia
    Figure 0004620810
    (式中、
    xが1であり、そして
    q=r=1そしてs=t=0、又は
    r=s=1そしてq=t=0、又は
    q=r=s=1そしてt=0であり、
    2は水素、ヒドロキシル、C1〜C18−アルコキシ、ハロゲン、アジド又はアミノであり、
    Bは互いに独立してアデニン、シトシン、チミン、グアニン、ウラシル及びイノシンか
    らなる群より選択される天然塩基、又はプリン、2,6−ジアミノプリン、7−デアザアデニン、7−デアザグアニン、N4,N4−エタノシトシン、N6,N6−エタノ−2,6−ジアミノプリン、シュードイソシトシン、5−メチルシトシン、5−フルオロウラシル、5−(C3〜C6)−アルキニルウラシル及び5−(C3〜C6)−アルキニルシトシンからなる群より選択される非天然塩基であり、そして
    「湾曲した括弧」はR2及び隣接する置換基が2′位及び3′位であるか、又は逆に3′位及び2′位であり得るこを示しており、
    Nuは式IIa又はIIb
    Figure 0004620810
    (式中、
    2及びBは上で定義した通りであり、
    Uはヒドロキシル、メルカプト、C1〜C18−アルキル、C1〜C18−アルコキシ、C 6〜C20−アリール、C6〜C14−アリール−C1〜C8−アルキル、NHR3又はNR34であり、そして
    3はC1〜C18−アルキル又はC1〜C4−アルコキシ−C1〜C4−アルキルであり、そして
    4はC1〜C18−アルキルであるか、又は
    3及びR4はそれらを担持する窒素原子と共に5〜6員の複素環式環であり、この環 はさらにO、S、Nからなる系列からの別のヘテロ原子を含むことがあり、
    Vはオキシ、チオ又はイミノであり、
    Wはオキソ又はチオキソであり、
    Yはオキシ、チオ、メチレン又はイミノである)の基であり、
    mは0〜20であり、
    oは0〜20であり、
    Dは式III
    Figure 0004620810
    (式中、Bは上で定義した通りである)の基であり、
    nは0〜20であり、
    pは0〜20であり、
    Li1及びLi2は各々、互いに独立して式V
    〔(V′)−(G)−(G′)〕ε (V)
    (式中、互いに独立して
    εは1〜5であり、
    V′は酸素、NH、単結合又は式VI
    Figure 0004620810
    (式中、U、V、W及びYは上で定義した通りである)の基であり、
    Gはアルカンジイルが場合により、ハロゲン、アミノ、ヒドロキシル、C1〜C18−アルキル、C1〜C18−アルコキシ、C6〜C14−アリール、又はC6〜C14−アリール−C1〜C18−アルキルで置換されることがあるC1〜C12−アルカンジイル、C6〜C14−アリール−ジ−C1〜C12−アルカンジイル、又はδが1〜11であることができる式(CH2CH2O)δ CH2CH2の基;又は単結合であり、そして
    G′はオキシ、チオ、イミノ、−C(O)−、−C(O)NH−、単結合又は式VI(式中、U、V、W及びYは上で定義した通りである)の基である)の基であり、そして
    F及びF′は単結合により連結しており、そして/又は
    オリゴマーの細胞内摂取に有利である末端基であって、−O−(CH2)x−CH3(式中xは6〜18の整数)、−O−(CH2)n−CH=CH−(CH2)m−CH3(式中n及びmは互いに独立して6〜12の整数)、−O−(CH2CH2O)4−(CH2)9−CH3、−O−(CH2CH2O)8−(CH2)13−CH3及び−O−(CH2CH2O)7−(CH2)15−CH3からなる群より選択される親油性基、コレステリルであるステロイド残基、ビタミンE、ビタミンA及びビタミンDからなる群より選択されるビタミン残基、胆汁酸、葉酸及び2−(N−アルキル−N−アルコキシアミノ)−アントラキノンからなる群より選択される天然担体系を使用する他のコンジュゲート基、マンノースとEGF(上皮細胞増殖因子)、ブラジキニン及びPDGF(血小板由来増殖因子)からなる群より選択されるオリゴヌクレオチドのレセプターを介したエンドサイト−シスに導く適切な受容体のペプチドとのコンジュゲートである基であるか、又は
    DNAプローブの標識として役立つ末端基であって、ダンシル、フルオレッセインおよびクマリン誘導体からなる群より選択されるフルオレッセン基、アクリジン誘導体である化学ルミネッセント基、ELISAにより識別できるジゴキシゲニン系リンカー、ビオチン/アビダジン系により識別しうるビオチン基、又はアクリジニウム活性エステルと反応して化学ルミネッセンスプローブを与えるアミノアルキルリンカーである基であるか、又は
    オリゴマーの標的核酸とのハイブリッド形成において、結合、架橋又は開裂により前記核酸を攻撃する末端基であって、アクリジン、プソラレン、フェナントリジン、ナフトキノン、ダウノマイシン及びクロロエチルアミノアリールコンジュゲートからなる群より選択される基であるか、又は
    FはR0−(A)k−V−であり、そして
    F′は−(Q)l−R1であり、
    (式中、
    0は水素、C1〜C18−アルカノイル、C1〜C18−アルコキシカルボニル、C3〜C8−シクロアルカノイル、C7〜C15−アロイル、C3〜C13−ヘテロアロイルであるか、又は
    オリゴマーの細胞内摂取に有利である基であって、−O−(CH2)x−CH3(式中xは6〜18の整数)、−O−(CH2)n−CH=CH−(CH2)m−CH3(式中n及びmは互いに独立して6〜12の整数)、−O−(CH2CH2O)4−(CH2)9−CH3、−O−(CH2CH2O)8−(CH2)13−CH3及び−O−(CH2CH2O)7−(CH2)15−CH3からな
    る群より選択される親油性基、コレステリルであるステロイド残基、ビタミンE、ビタミンA及びビタミンDからなる群より選択されるビタミン残基、胆汁酸、葉酸及び2−(N−アルキル−N−アルコキシアミノ)−アントラキノンからなる群より選択される天然担体系を使用する他のコンジュゲート基、マンノースとEGF(上皮細胞増殖因子)、ブラジキニン及びPDGF(血小板由来増殖因子)からなる群より選択されるオリゴヌクレオチドのレセプターを介したエンドサイト−シスに導く適切な受容体のペプチドとのコンジュゲートである基であるか、又は
    DNAプローブの標識として役立つ基であって、ダンシル、フルオレッセインおよびクマリン誘導体からなる群より選択されるフルオレッセン基、アクリジン誘導体である化学ルミネッセント基、ELISAにより識別できるジゴキシゲニン系リンカー、ビオチン/アビダジン系により識別しうるビオチン基、又はアクリジニウム活性エステルと反応して化学ルミネッセンスプローブを与えるアミノアルキルリンカーである前記標識基であるか、又は
    オリゴマーの標的核酸とのハイブリッド形成において、結合、架橋又は開裂により前記核酸を攻撃する基であって、アクリジン、プソラレン、フェナントリジン、ナフトキノン、ダウノマイシン及びクロロエチルアミノアリールコンジュゲートからなる群より選択される基であるか、又は
    kが0の場合、R0は水素又はVと一緒に式VII
    Figure 0004620810
    (式中、Z及びZ′は、互いに独立して、ヒドロキシル、メルカプト、C1〜C22−アルコキシ、C1〜C18−アルキル、C6〜C20−アリール、C6〜C14−アリール−C1〜C18−アルキル、C1〜C22−アルキルチオ、NHR3、NR34であるか、
    オリゴマーの細胞内摂取に有利である基であって、−O−(CH2)x−CH3(式中xは6〜18の整数)、−O−(CH2)n−CH=CH−(CH2)m−CH3(式中n及びmは互いに独立して6〜12の整数)、−O−(CH2CH2O)4−(CH2)9−CH3、−O−(CH2CH2O)8−(CH2)13−CH3及び−O−(CH2CH2O)7−(CH2)15−CH3からなる群より選択される親油性基、コレステリルであるステロイド残基、ビタミンE、ビタミンA及びビタミンDからなる群より選択されるビタミン残基、胆汁酸、葉酸及び2−(N−アルキル−N−アルコキシアミノ)−アントラキノンからなる群より選択される天然担体系を使用する他のコンジュゲート基、マンノースとEGF(上皮細胞増殖因子)、ブラジキニン及びPDGF(血小板由来増殖因子)からなる群より選択されるオリゴヌクレオチドのレセプターを介したエンドサイト−シスに導く適切な受容体のペプチドとのコンジュゲートである基であるか、又は
    DNAプローブの標識として役立つ基であって、ダンシル、フルオレッセインおよびクマリン誘導体からなる群より選択されるフルオレッセン基、アクリジン誘導体である化学ルミネッセント基、ELISAにより識別できるジゴキシゲニン系リンカー、ビオチン/アビダジン系により識別しうるビオチン基、又はアクリジニウム活性エステルと反応して化学ルミネッセンスプローブを与えるアミノアルキルリンカーである前記標識基であるか、又は
    オリゴマーの標的核酸とのハイブリッド形成において、結合、架橋又は開裂により前記核酸を攻撃する基であって、アクリジン、プソラレン、フェナントリジン、ナフトキノン、ダウノマイシン及びクロロエチルアミノアリールコンジュゲートからなる群より選択される基である、そしてこの場合R3、R4、V及びWは上で定義した通りである)の基であり、
    1は水素又はQ0であり、そしてこの場合、1が0であり、tが0、sが1、そしてL
    1がV′=結合、G=結合、ε=l、及びG′=オキシ、チオ又はイミノである式Vの構造、又はU=Zである式VIの基であるとき、R1は常に水素であり、
    A及びQは、互いに独立して、グリシン、ロイシン、ヒスチジン、フェニルアラニン、システイン、リジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、プロリン、テトラヒドロイソキノリン−3−カルボン酸、オクタヒドロインドール−2−カルボン酸、N−(2−アミノエチル)グリシンからなる群より選択される天然又は非天然のアミノ酸の残基であり、
    0はヒドロキシル、OR′、NH2、NHR′′であり、この場合R′=C1〜C18−アルキル、そしてR′′=C1〜C18−アルキル、C1〜C18−アミノアルキル、C1〜C18−ヒドロキシアルキルであり、
    Vは上で定義した通りであり、
    kは0〜10であり、
    lは0〜10である)、
    但し
    a)tが0、sが1、そしてLi1がV′=式VIの化合物、G=C2〜C12アルキレン及びG′=COである(V′)−(G)−(G′)である場合、F′=−(Q)l−R1において、lは0〜10そしてR1はQ0であり、
    b)s=t=0の場合、Li2は単結合である
    ことを条件とし、そして
    各ヌクレオチドはそのD又はL配置であることができ、そして塩基はα又はβ位であることができる)
    のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体又はその生理的に許容される塩。
  2. 塩基がβ位である請求項1記載のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体。
  3. 各々の場合、1つのヌクレオチド塩基を持つPNA単位又はDNA単位を適当に誘導体化された支持体の上又は生長するオリゴマー鎖の上に連続縮合させることからなる請求項1又は2記載のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体の製造方法。
  4. 請求項1又は2記載のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体を含み、ウィルスによって引き起こされる病気又はインテグリンもしくは細胞間接着レセプターにより影響される病気の治療のため、癌の治療のため又は再狭窄を予防するための医薬。
  5. プライマーとして使用するための3′−ヒドロキシル基を持つヌクレオチド単位が少なくとも1つの末端に位置する請求項1又は2記載のポリアミド−オリゴヌクレオチド誘導体。
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