JP2006298908A - Fluorescent coloring compound - Google Patents

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透 小池
Akihiko Kawasaki
昭彦 川崎
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達弘 小橋
Makoto Takahagi
誠 高萩
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound which exhibits the coordinating ability which is specific to a phosphorylated protein and high in its ability, and capable of labeling the phosphorylated protein with a fluorescent coloring group. <P>SOLUTION: The fluorescent coloring compound of the invention has a structure of formula (X) in which Y represents a linker group, and Z represents a fluorescent coloring group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リン酸化されたタンパク質へ特異的且つ高い配位能で結合することができる蛍光発色化合物に関するものである。   The present invention relates to a fluorescent coloring compound capable of binding to a phosphorylated protein with specific and high coordination ability.

ある種の生体内酵素は、活性中心やアロステリック部位を代表とする特定部位にセリンやトレオニン、チロシン残基を有し、これらの水酸基が、キナーゼと呼ばれる酵素によりリン酸化されたり或いは脱リン酸化されることによって、酵素活性が調節されている。また、リシン、アルギニン、ヒスチジンのアミノ基或いはイミノ基や、アスパラギン酸、グルタミン酸のカルボキシル基がリン酸化(または脱リン酸化)されることによって、活性が調節されている酵素もある。   Certain in vivo enzymes have serine, threonine, and tyrosine residues at specific sites such as active centers and allosteric sites, and these hydroxyl groups are phosphorylated or dephosphorylated by enzymes called kinases. Thus, the enzyme activity is regulated. In addition, there is an enzyme whose activity is regulated by phosphorylation (or dephosphorylation) of an amino group or imino group of lysine, arginine or histidine, or a carboxyl group of aspartic acid or glutamic acid.

この様なリン酸化−脱リン酸化により調節されている代謝系としては、グリコーゲン合成の抑制とその分解系がよく知られている。この代謝系は、主としてリン酸化−脱リン酸化によりカスケード制御され、調節されている。   As a metabolic system regulated by such phosphorylation-dephosphorylation, inhibition of glycogen synthesis and its degradation system are well known. This metabolic system is cascade-controlled and regulated mainly by phosphorylation-dephosphorylation.

そして近年、このリン酸化−脱リン酸化が、疾病に関係する代謝系において重要な役割を有していることが明らかとなってきている。   In recent years, it has become clear that this phosphorylation-dephosphorylation has an important role in metabolic systems related to diseases.

例えば、細胞のガン化は、リン酸化−脱リン酸化の異常が一因であるといわれている。つまり、細胞周期の進行や停止は様々な酵素(タンパク質)のリン酸化(または脱リン酸化)により制御されており、このリン酸化(または脱リン酸化)にはサイクリンとサイクリン依存性キナーゼ(CDK)が関与しているが、斯かるメカニズムが損傷するとリン酸化(または脱リン酸化)に乱れが生じ、その結果、細胞の異常増殖が引発されることになる。   For example, cell canceration is said to be caused by abnormal phosphorylation-dephosphorylation. In other words, progression and arrest of the cell cycle are controlled by phosphorylation (or dephosphorylation) of various enzymes (proteins), and this phosphorylation (or dephosphorylation) involves cyclin and cyclin-dependent kinase (CDK). However, when such a mechanism is damaged, phosphorylation (or dephosphorylation) is disturbed, and as a result, cell overgrowth is triggered.

その他にも、プロテインキナーゼCが、アトピー性皮膚炎や花粉症などのアレルギー疾患の原因となるヒスタミンの脱顆粒に関与することや、アルツハイマー病患者の脳で発生する神経原繊維変化は、リン酸化されたタウタンパク質によることが明らかにされている。   In addition, protein kinase C is involved in the degranulation of histamine, which causes allergic diseases such as atopic dermatitis and hay fever, and neurofibrillary tangles occurring in the brains of Alzheimer's disease patients are phosphorylated. It has been shown to be due to tau protein.

従って、タンパク質のリン酸化−脱リン酸化状況を把握することは、生体組織細胞の遺伝子発現の探索や酵素活性評価のみならず、疾病の診断や治療にも役立つ可能性がある。   Therefore, grasping the state of phosphorylation / dephosphorylation of proteins may be useful not only for gene expression search and enzyme activity evaluation in living tissue cells but also for diagnosis and treatment of diseases.

ところが、従来より用いられてきたリン酸化タンパク質(または脱リン酸化タンパク質)の特定方法には、様々な欠点がある。   However, conventional methods for identifying phosphorylated proteins (or dephosphorylated proteins) have various drawbacks.

例えば、酵素免疫法は、対象となるタンパク質試料が微量であっても分析可能という利点があるが、必要な抗体を充分量得ることが困難である。また、対象タンパク質が数kDa以下である場合には、タンパク質中のリン酸化部位に結合する抗体を調製することができない。   For example, the enzyme immunization method has an advantage that it can be analyzed even if a target protein sample is a trace amount, but it is difficult to obtain a sufficient amount of the necessary antibody. Moreover, when the target protein is several kDa or less, an antibody that binds to a phosphorylation site in the protein cannot be prepared.

また、放射性同位元素32Pで標識されたリン酸を使用することによって、タンパク質への特異的結合を検出する方法も考えられるが、放射性同位元素の取扱いには当然に注意が必要であり、廃液の管理や処理まで要求される。 In addition, a method of detecting specific binding to a protein by using phosphoric acid labeled with a radioactive isotope 32 P is also conceivable. Management and processing are required.

更に、リン酸化タンパク質と脱リン酸化タンパク質とでは電荷が異なることから、二次元電気泳動法の応用も考えられる。しかし、特に生体試料を分析する場合には、試料に多種類のタンパク質が含まれていることから、スポットの特定が非常に困難である。それに加え、このスポット特定のために放射性同位元素を用いるとすれば、前述した問題が生じてくる。   Furthermore, since the charges differ between phosphorylated protein and dephosphorylated protein, application of two-dimensional electrophoresis is also conceivable. However, in particular, when analyzing a biological sample, it is very difficult to identify a spot because the sample contains many kinds of proteins. In addition, if a radioisotope is used to identify this spot, the above-described problems arise.

その他、リン酸化(または脱リン酸化)タンパク質を特定するこれら技術以外に、リガンド等の特定化合物へ特異的に結合する化合物(タンパク質等)を探索するための一般的手法として、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance、以下、「SPR」という)を利用した技術が開発されている(図1を参照)。この技術を詳述すると、以下の通りである。   In addition to these technologies for identifying phosphorylated (or dephosphorylated) proteins, surface plasmon resonance (Surface) is a general technique for searching for compounds that specifically bind to specific compounds such as ligands (proteins, etc.). A technology using Plasmon Resonance (hereinafter referred to as “SPR”) has been developed (see FIG. 1). This technique is described in detail as follows.

屈折率の異なる界面で光が全反射する際には、全反射表面でエバネッセント波といわれる光が発生する。また、金属表面には表面プラズモンという金属−誘電体界面に生じる電子の疎密波の一種が生じている。この表面プラズモンは、両者(エバネッセント波と表面プラズモン)の位相速度が一致する様に入射光の角度を調節することによって共鳴励起されることから、金属表面の電磁場を大幅に増大させることが可能になる。この際、入射光のエネルギーは表面プラズモンの励起のために奪われるので、反射光の強度が減少する。   When light is totally reflected at an interface having a different refractive index, light called an evanescent wave is generated on the total reflection surface. In addition, a kind of electron density wave generated at the metal-dielectric interface called surface plasmon is generated on the metal surface. Since this surface plasmon is resonantly excited by adjusting the angle of the incident light so that the phase velocities of the two (evanescent wave and surface plasmon) coincide, it is possible to greatly increase the electromagnetic field on the metal surface. Become. At this time, the energy of the incident light is lost due to the excitation of the surface plasmon, so that the intensity of the reflected light is reduced.

そして、この吸収が起こる入射角度と入射光の波長は、特に数百nm以内における金属表面の状態に応じて非常に鋭敏に変化する。即ち、金属表面における化合物の有無などの状態変化によって反射光の強度が敏感に反応するため、金属表面にリガンド等を結合せしめた上で被検試料を作用させれば、当該リガンド等と相互作用する化合物の有無によって、反射光の強度が変化する。従って、図1に示す通り金属表面にリガンド等を担持させ、更に被検試料を添加した場合としない場合の反射光強度を比較することによって、当該リガンド等と相互作用する化合物の有無を判断することができる。更に、当該技術をバイオイメージングに応用することも考えられる。即ち、細胞や生体組織において、特定の化合物と相互作用する化合物の局在をイメージとして捕らえることも可能になり得る。   The incident angle at which this absorption occurs and the wavelength of the incident light change very sharply according to the state of the metal surface, particularly within several hundred nm. In other words, the intensity of reflected light reacts sensitively due to changes in the state of the metal surface such as the presence or absence of a compound. Therefore, if a test sample is allowed to act after binding a ligand to the metal surface, it interacts with the ligand. The intensity of reflected light changes depending on the presence or absence of the compound to be used. Therefore, as shown in FIG. 1, the presence or absence of a compound that interacts with the ligand or the like is determined by comparing the reflected light intensity with and without the addition of the sample to be sampled on the metal surface. be able to. Furthermore, it is conceivable to apply this technique to bioimaging. That is, it may be possible to capture the localization of a compound that interacts with a specific compound as an image in a cell or a living tissue.

斯かる技術の例としては、特許文献1に記載されているものを挙げることができる。当該文献によれば、図1に示す様な貴金属膜に対して、ランニングバッファー→被検試料→ランニングバッファーを連続的に作用させると、SPRが観測される入射角度は図2に示す様な経時的変化を示す。そして当該技術では、この経時的変化を測定し、反射率の最小値と最大値や屈折率と時間との関係を求めることによって、貴金属膜に担持した化合物と被検試料中の化合物との解離定数や結合定数、および試料中化合物の濃度を決定できるとされている。   Examples of such a technique include those described in Patent Document 1. According to this document, when a running buffer → test sample → running buffer is continuously applied to a noble metal film as shown in FIG. 1, the incident angle at which SPR is observed is the time as shown in FIG. Change. In this technique, this change over time is measured, and the relationship between the minimum and maximum reflectance and the relationship between the refractive index and time is determined, thereby dissociating the compound supported on the noble metal film from the compound in the test sample. It is said that the constant, binding constant, and concentration of the compound in the sample can be determined.

また、特許文献2には、貴金属膜へカルボキシメチル化デキストランを介してN-(5-アミノ-1-カルボキシペンチル)イミノジ酢酸を結合させ、更にニッケルを配位させたものを用いてSPR測定を行なう技術が開示されている。このニッケル錯体は、2つの隣接ヒスチジン残基を有するペプチドに対して特異的な親和性を示すことから、ヒスタグ(His-tag)と呼ばれ、被検試料中からジヒスチジン残基を有するペプチドを検出することができる。   Patent Document 2 discloses SPR measurement using N- (5-amino-1-carboxypentyl) iminodiacetic acid bonded to a noble metal film via carboxymethylated dextran and further coordinated with nickel. Techniques for performing are disclosed. Since this nickel complex shows a specific affinity for a peptide having two adjacent histidine residues, it is called a His-tag, and a peptide having a dihistidine residue is detected from the test sample. Can be detected.

また、表面プラズモン共鳴を測定する方法としては、ラマン分光法の応用が考えられる。ラマン分光法は、物質に一定振動数νの単色光を照射することにより発生する散乱光中、同一振動数以外(ν±ν)の散乱光(ラマン散乱光)を測定することによって、化合物の情報を得る技術である。詳しくは、このラマン振動数νは、物質を構成する分子や結晶の振動や回転のエネルギー準位間の振動数に等しいことから、物質のエネルギー準位を決定、同定、定量するための情報源となる(「化学大辞典」東京化学同人を参照)。 As a method for measuring surface plasmon resonance, the application of Raman spectroscopy can be considered. Raman spectroscopy is based on measuring scattered light (Raman scattered light) at a frequency other than the same frequency (ν 0 ± ν i ) in the scattered light generated by irradiating a substance with monochromatic light at a constant frequency ν 0 . This is a technology for obtaining information on compounds. Specifically, the Raman frequency ν i is equal to the vibration frequency between the vibrational and rotational energy levels of the molecules and crystals that make up the material, so information for determining, identifying, and quantifying the energy level of the material The source (see “Chemical Dictionary”, Tokyo Kagaku Dojin).

しかし、このラマン散乱光は非常に微弱であるため、従来、表面プラズモン共鳴効果を利用して増強した上で測定することが行なわれている(例えば、特許文献3)。つまり、一般に光は電子波(プラズモン)とはカップリングしないが、金属粒子表面ではカップリングを起こす。そこで、当該技術では、測定試料の近傍に金属を存在せしめることによって、微弱なラマンバンド強度を増強している。   However, since the Raman scattered light is very weak, it has been conventionally measured by enhancing the surface plasmon resonance effect (for example, Patent Document 3). That is, in general, light does not couple with electron waves (plasmons), but coupling occurs on the surface of metal particles. Therefore, in this technique, the weak Raman band intensity is enhanced by causing a metal to be present in the vicinity of the measurement sample.

ところが、斯かる従来技術によるラマンバンド強度の増強効果は、必ずしも満足できるものではなかった。なぜなら、表面プラズモン共鳴効果は標的分子と金属との距離が近いほど高いが、特許文献3の図1の様に、基板(金属)2と試料3とを近接させても、全ての標的分子が金属と接するわけではないからである。斯かる状況は、水溶液試料に金属を添加する場合においても同様である。   However, the effect of enhancing the Raman band intensity according to such a conventional technique is not always satisfactory. This is because the surface plasmon resonance effect is higher as the distance between the target molecule and the metal is shorter, but even if the substrate (metal) 2 and the sample 3 are brought close to each other as shown in FIG. This is because it is not in contact with metal. Such a situation is the same when a metal is added to an aqueous solution sample.

ところで、非特許文献1には、リン酸基(リン酸モノエステル基)へ特異的に結合する化合物を用いることによって、リン酸化化合物の分子量を求める方法が記載されている。しかし当該文献には、この特異的結合化合物を介して標的化合物へ金属を接近せしめるという技術思想や、当該化合物を表面プラズモン共鳴の測定に応用するアイデアは、全く記載も示唆もされていない。
特表平11−512186号公報 特表平10−505910号公報 特開平9−257578号公報 Hironori Takedaら,RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY,Vol.17,Issue 18,pp.2075-2081(2003年)
By the way, Non-Patent Document 1 describes a method for obtaining the molecular weight of a phosphorylated compound by using a compound that specifically binds to a phosphate group (phosphate monoester group). However, this document neither describes nor suggests the technical idea of bringing a metal close to the target compound via this specific binding compound or the idea of applying the compound to the measurement of surface plasmon resonance.
Japanese National Patent Publication No. 11-512186 Japanese National Patent Publication No. 10-505910 Japanese Patent Laid-Open No. 9-257578 Hironori Takeda et al., RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY, Vol.17, Issue 18, pp.2075-2081 (2003)

上述した状況の下、本発明者らは、被検試料中のリン酸化ペプチド(タンパク質)を検出したり、ペプチドがリン酸化されているか否かを判断するための表面プラズモン共鳴測定方法を完成した。   Under the circumstances described above, the present inventors have completed a surface plasmon resonance measurement method for detecting a phosphorylated peptide (protein) in a test sample and determining whether or not the peptide is phosphorylated. .

この表面プラズモン共鳴の測定方法は、プリズム底面に貴金属化合物を配し、当該プリズムへ光を照射してその反射光を検出するものであり、
当該貴金属化合物として、当該プリズムに接する側の反対側に下記式(I)で表される置換基を有するものを使用し、
当該貴金属化合物のうち、当該置換基(I)を有する側に被検試料を添加することを特徴とする。
This surface plasmon resonance measurement method is a method in which a noble metal compound is arranged on the prism bottom surface, and the reflected light is detected by irradiating the prism with light.
As the noble metal compound, one having a substituent represented by the following formula (I) on the side opposite to the side in contact with the prism is used.
A test sample is added to the noble metal compound on the side having the substituent (I).

Figure 2006298908
[式中、Xはリンカー基を示す。]
Figure 2006298908
[Wherein, X represents a linker group. ]

また、本発明者らは、上記方法に使用できるものであって、リン酸モノエステル基に特異的で且つ高い配位能を有する置換基(フォスタグ)を表面に有する貴金属化合物も発明している。   The present inventors have also invented a noble metal compound that can be used in the above-described method and has a substituent (phostag) on the surface that is specific to the phosphate monoester group and has a high coordination ability. .

上記表面プラズモン共鳴の測定方法は、(1)蛍光発色基の導入などラベル化操作が不要である、(2)比較的高分子量の分子に対して感度が高い、(3)チオール基やジスルフィド基を有する分子は金等の貴金属化合物表面に容易に結合するので、置換基を表面へ高密度に導入できる、という利点があるため、リン酸化ペプチドの検出に極めて適するものである。   The surface plasmon resonance measurement method is as follows: (1) No labeling operation such as introduction of a fluorescent chromophore is required, (2) High sensitivity to relatively high molecular weight molecules, (3) Thiol groups and disulfide groups Since the molecule having a bond is easily bonded to the surface of a noble metal compound such as gold, it has an advantage that substituents can be introduced to the surface at a high density, so that it is extremely suitable for detection of phosphorylated peptides.

ところで、上記表面プラズモン共鳴の測定方法の利点(1)を考慮すれば、上記発明に係る置換基(フォスタグ)へ蛍光発色基を導入することによって、リン酸モノエステル基を有するタンパク質をラベルすることができると考えられる。   By the way, considering the advantage (1) of the surface plasmon resonance measurement method, a protein having a phosphate monoester group is labeled by introducing a fluorescent coloring group into the substituent (phos tag) according to the invention. It is thought that you can.

そこで、本発明が解決すべき課題は、リン酸化タンパク質に特異的で且つ高い配位能を有し、リン酸化タンパク質を蛍光発色基によりラベル化できる化合物を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a compound that is specific to phosphorylated protein and has a high coordination ability, and can label the phosphorylated protein with a fluorescent coloring group.

本発明に係る蛍光発色化合物は、以下式(X)の構造を有する。   The fluorescent coloring compound according to the present invention has the structure of the following formula (X).

Figure 2006298908
[式中、Yはリンカー基を示し、Zは蛍光発色基を示す。]
Figure 2006298908
[Wherein Y represents a linker group, and Z represents a fluorescent coloring group. ]

本発明の蛍光発色化合物は、リン酸化されたタンパク質のリン酸モノエステル基へ特異的で且つ高い配位能で結合することができ、当該タンパク質をラベルすることができる。よって、生体試料など多種多様な化合物が含まれている被検試料であっても、リン酸化ペプチド(タンパク質)の有無を容易に判断でき、また、ペプチドがリン酸化されているか否かを判断することもできる。従って、本発明の蛍光発色化合物は、生体試料等に本発明化合物を適用することによって、病気の診断等に応用でき得る点で非常に有用である。   The fluorescent coloring compound of the present invention can specifically bind with high coordination ability to a phosphoric acid monoester group of a phosphorylated protein, and can label the protein. Therefore, even in a test sample containing various compounds such as biological samples, the presence or absence of phosphorylated peptide (protein) can be easily determined, and whether or not the peptide is phosphorylated is determined. You can also. Therefore, the fluorescent coloring compound of the present invention is very useful in that it can be applied to disease diagnosis and the like by applying the compound of the present invention to a biological sample or the like.

本発明者らが開発した表面プラズモン共鳴の測定方法は、
プリズム底面に貴金属化合物を配し、当該プリズムへ光を照射してその反射光を検出する表面プラズモン共鳴の測定方法において、
当該貴金属化合物として、当該プリズムに接する側の反対側に下記式(I)で表される置換基を有するものを使用し、
当該貴金属化合物のうち、当該置換基(I)を有する側に被検試料を添加することを特徴とするものである。
The method for measuring surface plasmon resonance developed by the present inventors,
In the measurement method of surface plasmon resonance in which a noble metal compound is arranged on the bottom of the prism, and the reflected light is detected by irradiating the prism with light.
As the noble metal compound, one having a substituent represented by the following formula (I) on the side opposite to the side in contact with the prism is used.
A test sample is added to the noble metal compound on the side having the substituent (I).

Figure 2006298908
[式中、Xはリンカー基を示す。]
Figure 2006298908
[Wherein, X represents a linker group. ]

上記の表面プラズモン共鳴測定方法の利点の1つとしては、蛍光発色基の導入などラベル化操作が不要であることがある。本発明者らは、かかる利点を考慮して、逆に、上記置換基のうちリン酸化タンパク質と相互作用する主要部分へ蛍光発色基を導入した化合物を案出した。   One advantage of the above surface plasmon resonance measurement method is that no labeling operation such as introduction of a fluorescent chromophore is required. In consideration of such advantages, the inventors of the present invention contrived a compound in which a fluorescent coloring group was introduced into a main part that interacts with a phosphorylated protein among the above substituents.

本発明に係る蛍光発色化合物は、以下式(X)の構造を有する。   The fluorescent coloring compound according to the present invention has the structure of the following formula (X).

Figure 2006298908
[式中、Yはリンカー基を示し、Zは標識基を示す。]
Figure 2006298908
[Wherein Y represents a linker group, and Z represents a labeling group. ]

上記式(X)において、配位金属としてZnを選択した理由は、リン酸化タンパク質のリン酸基(リン酸モノエステル基)への配位能が極めて高いことによる。   In the above formula (X), the reason for selecting Zn as the coordination metal is that the coordination ability to the phosphate group (phosphate monoester group) of the phosphorylated protein is extremely high.

「蛍光発色基」は、当業者に公知のものを用いればよい。例えば、アミノメチルクマリンおよびその誘導体,フルオロセインおよびその誘導体,テトラメチルローダミンおよびその誘導体,アントラニロイルおよびその誘導体,ニトロベンゾオキサジアオールおよびその誘導体,ジメチルアミノナフタレンおよびその誘導体を挙げることができる。   As the “fluorescent coloring group”, those known to those skilled in the art may be used. Examples include aminomethylcoumarin and derivatives thereof, fluorescein and derivatives thereof, tetramethylrhodamine and derivatives thereof, anthraniloyl and derivatives thereof, nitrobenzooxadiaol and derivatives thereof, dimethylaminonaphthalene and derivatives thereof.

「リンカー基」とは、本発明の蛍光発色化合物中、蛍光発色基部分と上記主骨格(リン酸化タンパク質と相互作用する主要部分。以下、「フォスタグ」または「Phos-tag」ということがある)とを結合する基であり、本発明に係る蛍光発色化合物の製造を容易にしたり、また、蛍光発色化合物の自由度を増し、ペプチドに結合したリン酸基と蛍光発色化合物との配位を容易にする作用を有する。   The “linker group” refers to the fluorescent coloring group part and the main skeleton (main part that interacts with phosphorylated protein. Hereinafter referred to as “phos tag” or “Phos-tag”) in the fluorescent coloring compound of the present invention. Which facilitates the production of the fluorescent coloring compound according to the present invention or increases the degree of freedom of the fluorescent coloring compound and facilitates the coordination between the phosphate group bonded to the peptide and the fluorescent coloring compound. Has the effect of

「リンカー基」としては、前述した作用を有するものであれば特に限定されないが、例えば糖鎖,C1-C6アルキレン基,アミノ基(-NH-),エーテル基(-O-),チオエーテル基(-S-),カルボニル基(-C(=O)-),チオニル基(-C(=S)-),エステル基,アミド基,ウレア基(-NHC(=O)NH-),チオウレア基(-NHC(=S)NH-),ビオチンとストレプトアビジンとの結合体,ビオチンとアビジンとの結合体;アミノ基,エーテル基,チオエーテル基,カルボニル基,チオニル基,エステル基,アミド基,ウレア基,チオウレア基からなる群より選択される基を一端に有する糖鎖;および、アミノ基,エーテル基,チオエーテル基,カルボニル基,チオニル基,エステル基,アミド基,ウレア基,チオウレア基,ビオチンとストレプトアビジンとの結合体,ビオチンとアビジンとの結合体からなる群より選択される基を一端に有するC1-C6アルキレン基;アミノ基,エーテル基,チオエーテル基,カルボニル基,チオニル基,エステル基,アミド基,ウレア基,チオウレア基からなる群より選択される同一または異なった基を両端に有するC1-C6アルキレン基;およびこれら基からなる群より選択される2以上の基が直線状に結合された基を挙げることができる。   The “linker group” is not particularly limited as long as it has the above-described action. For example, a sugar chain, a C1-C6 alkylene group, an amino group (—NH—), an ether group (—O—), a thioether group ( -S-), carbonyl group (-C (= O)-), thionyl group (-C (= S)-), ester group, amide group, urea group (-NHC (= O) NH-), thiourea group (-NHC (= S) NH-), conjugate of biotin and streptavidin, conjugate of biotin and avidin; amino group, ether group, thioether group, carbonyl group, thionyl group, ester group, amide group, urea A sugar chain having at one end a group selected from the group consisting of a group and a thiourea group; and an amino group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, a thionyl group, an ester group, an amide group, a urea group, a thiourea group, biotin, Streptavidin conjugate, biotin and C1-C6 alkylene group having at one end a group selected from the group consisting of conjugates with vidin; amino group, ether group, thioether group, carbonyl group, thionyl group, ester group, amide group, urea group, thiourea group A C1-C6 alkylene group having both the same or different groups selected from the group; and a group in which two or more groups selected from the group consisting of these groups are linearly bonded.

本発明において「糖鎖」とは、一般的な糖類が直鎖状または分枝鎖状に連なったものをいい、例えば、D-グルコースがグルコシド結合により重合しているデキストランを挙げることができる。この糖鎖は、上述したリンカー基の作用に加えて、親水性が高いことから生体試料との相性がよく、また、容易に分枝鎖状のものを合成できることから、置換基(X)の主骨格をより多く結合させることができるという利点もある。   In the present invention, the “sugar chain” refers to a general saccharide linked in a linear or branched chain, and examples thereof include dextran in which D-glucose is polymerized by a glucoside bond. In addition to the action of the linker group described above, this sugar chain has high hydrophilicity, so it has good compatibility with biological samples, and can easily synthesize a branched chain, so that the substituent (X) There is also an advantage that more main skeletons can be bonded.

ここで、「C1-C6アルキレン基」とは、炭素数1〜6の直鎖状または分枝鎖状の2価脂肪族炭化水素基をいい、例えば、メチレン,エチレン,プロピレン,テトラメチレン,ヘキサメチレン,メチルエチレン,メチルプロピレン,ジメチルプロピレン等を挙げることができ、C1-C4アルキレン基が好ましく、C1-C2アルキレン基がより好ましい。   Here, the “C1-C6 alkylene group” means a linear or branched divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, tetramethylene, hexa Examples include methylene, methylethylene, methylpropylene, dimethylpropylene, etc., preferably a C1-C4 alkylene group, more preferably a C1-C2 alkylene group.

以上に説明したリンカー基の長さは特に制限されないが、好適には200nm以内、より好ましくは100nm以内にする。   The length of the linker group described above is not particularly limited, but is preferably within 200 nm, more preferably within 100 nm.

なお、置換基(X)では、本発明と同一の作用効果を享有するものとして、ピリジン環にメチル基等を導入することも可能であるが、この様な均等物も本発明の範囲内に含まれるものとする。   In addition, in the substituent (X), it is possible to introduce a methyl group or the like into the pyridine ring as having the same effect as the present invention, but such an equivalent is also within the scope of the present invention. Shall be included.

また、本発明に係る置換基(X)におけるリンカー基の位置も特に限定されず、下記置換基(X')に示す位置に存在する場合もある。   Further, the position of the linker group in the substituent (X) according to the present invention is not particularly limited, and may be present at the position shown in the following substituent (X ′).

Figure 2006298908
Figure 2006298908

この置換基(X')と置換基(X)は全く等価であり、合成で何れの置換基となるかは必ずしも明らかではないが、実際には両者の混合物であると考えられ、勿論、置換基(X')も本発明の範囲内に含まれる。   The substituent (X ′) and the substituent (X) are completely equivalent, and it is not always clear which substituent will be synthesized, but it is considered that it is actually a mixture of both. The group (X ′) is also included within the scope of the present invention.

本発明者らが開発した表面プラズモン共鳴の測定方法で使用する貴金属化合物は、スキーム1を含むことを特徴とする方法によって容易に製造することができるが、製造方法は、以下に示すものに制限されない。
[スキーム1]
The noble metal compound used in the surface plasmon resonance measurement method developed by the present inventors can be easily produced by a method characterized by including Scheme 1, but the production method is limited to the following. Not.
[Scheme 1]

Figure 2006298908
[式中、Xはリンカー基を示し、RとRは、−X−フォスタグ基を貴金属膜表面に形成するための反応性基を示す。]
Figure 2006298908
[Wherein, X represents a linker group, and R 1 and R 2 represent a reactive group for forming a —X-phostag group on the surface of the noble metal film. ]

上記スキーム1においては、先ず、リンカー基Xを形成するための反応性基であるR1を、貴金属上へ置換させる。ここで、反応性基R1と貴金属との結合の種類は必ずしも明らかでなく、結合の種類は特に問わないものとする。例えば、チオール化合物やジスルフィド化合物は、貴金属表面へ自発的に吸着して自己組織化単分子膜といわれる単分子膜を形成することが知られている。従って、反応性基R1と貴金属とが硫黄原子を介して結合している場合、上記式中における貴金属と硫黄原子との結合の種類は特に制限されず、何らかの相互作用によって結びついているものとする。 In the above scheme 1, first, R 1 which is a reactive group for forming the linker group X is substituted on the noble metal. Here, the type of bond between the reactive group R 1 and the noble metal is not necessarily clear, and the type of bond is not particularly limited. For example, it is known that a thiol compound or a disulfide compound spontaneously adsorbs on a noble metal surface to form a monomolecular film called a self-assembled monomolecular film. Therefore, when the reactive group R 1 and the noble metal are bonded via a sulfur atom, the type of bond between the noble metal and the sulfur atom in the above formula is not particularly limited, and is linked by some interaction. To do.

反応性基R1を置換させるべき貴金属は、最終目的物が貴金属膜である場合には、原料貴金属を適切な厚さまで延展した後、使用するSPR測定装置に適した形状に切り出せばよい。粒子の場合には、公知の金属粒子製造方法を適用して製造した後、所望の粒径に対応するメンブランフィルター等を使用して、大き過ぎたり小さ過ぎる粒子を除去すればよい。 When the final target product is a noble metal film, the noble metal to be substituted with the reactive group R 1 may be cut into a shape suitable for the SPR measuring device to be used after extending the raw noble metal to an appropriate thickness. In the case of particles, after manufacturing by applying a known metal particle manufacturing method, particles that are too large or too small may be removed using a membrane filter or the like corresponding to the desired particle size.

上記スキーム1において、硫黄原子を介して反応性基R1を貴金属表面に結合せしめる場合、チオール化合物(例えば、R-SH)と貴金属との反応は極めて容易に進行することが分かっており、その反応条件等は従来法に従えばよい。例えば、貴金属表面とチオール化合物の溶液を接触させるのみでも、両者を縮合させることができる。 In Scheme 1 above, it is known that when the reactive group R 1 is bonded to the surface of the noble metal via a sulfur atom, the reaction between the thiol compound (eg, R 1 —SH) and the noble metal proceeds very easily. The reaction conditions etc. may follow conventional methods. For example, both can be condensed only by bringing the noble metal surface into contact with the solution of the thiol compound.

次いで、リンカー基Xを介してフォスタグ前駆体を結合させるために、置換基Rを有するテトラキス(ピリジン-2-イルメチル)-1,3-ジアミノプロパン-2-オール誘導体(化合物(VI))を反応させる。上記スキーム1中R1とR2とを反応させる工程におけるR1とR2の種類や溶媒,反応温度,その他の試薬,精製方法等は、主としてXの種類により決定される。例えば、アミド結合によりR1とR2とを結合してXとする場合には、R1とR2の組合わせとしては末端にアミノ基(第一級アミノ基)を有する基と活性化されたカルボキシ基との組合わせを挙げることができる。この場合の一般的な反応条件は、有機合成化学分野において一般的なものを適用すればよい。こうして、置換基(VII)を表面に有する貴金属化合物を得ることができる。 Subsequently, in order to bind the phostag precursor via the linker group X, a tetrakis (pyridin-2-ylmethyl) -1,3-diaminopropan-2-ol derivative (compound (VI)) having a substituent R 2 is obtained. React. R 1 and type of R 2 and solvent in the step of reacting the Scheme 1, R 1 and R 2, the reaction temperature, other reagents, purification methods, etc., are determined by the type of predominantly X. For example, in the case of the X by combining R 1 and R 2 by an amide bond, as the combination of R 1 and R 2 are groups and activated with a terminal amino group (primary amino group) And a combination with a carboxy group. The general reaction conditions in this case may be those generally used in the field of synthetic organic chemistry. Thus, a noble metal compound having a substituent (VII) on the surface can be obtained.

最後に、置換基(VII)を有する貴金属化合物に金属塩を添加することによって、表面にフォスタグを有する貴金属化合物を得ることができる。例えば硝酸亜鉛(II)や酢酸亜鉛(II)を添加すればよいが、酢酸亜鉛(II)を添加する場合には、一旦酢酸が配位した以下の化合物が得られる。   Finally, a noble metal compound having a phos tag on the surface can be obtained by adding a metal salt to the noble metal compound having a substituent (VII). For example, zinc nitrate (II) or zinc acetate (II) may be added. However, when zinc acetate (II) is added, the following compound once coordinated with acetic acid is obtained.

Figure 2006298908
Figure 2006298908

この化合物は、置換基(I)よりも安定であり保存に便利であるが、置換基(I)と等価なものであり、置換基(I)と同様に用いることができる。即ち、SPR測定時には、リン酸モノエステル基が酢酸と交換的に配位するため、リン酸化ペプチドを検出することができる。   This compound is more stable and convenient for storage than the substituent (I), but is equivalent to the substituent (I) and can be used in the same manner as the substituent (I). That is, at the time of SPR measurement, a phosphorylated peptide can be detected because a phosphate monoester group is coordinated with acetic acid in an exchangeable manner.

以上を考慮すれば、本発明の蛍光発色化合物は、上記リンカー基Yを形成するための反応性基R2を有する化合物(VI)を出発原料とし、当該反応性基R2へ蛍光発色基Zをリンカー基Yを介して結合させた後、金属塩を添加して亜鉛イオンを配位させることにより合成することができる。 In view of the above, the fluorescent coloring compound of the present invention uses the compound (VI) having the reactive group R 2 for forming the linker group Y as a starting material, and the fluorescent coloring group Z to the reactive group R 2 . Can be synthesized by adding a metal salt to coordinate zinc ions.

上記スキーム1において、フォスタグを貴金属へ結合させるための、および本発明の蛍光発色化合物を合成するための原料化合物(化合物(VI))は、以下のスキーム2により製造することができる。
[スキーム2]
In the above scheme 1, the raw material compound (compound (VI)) for bonding the phos tag to the noble metal and for synthesizing the fluorescent coloring compound of the present invention can be produced by the following scheme 2.
[Scheme 2]

Figure 2006298908
[式中、Rは前述したものと同義とする。また、“Hal”は、ハロゲン原子を示し、好適には臭素原子を示す。]
Figure 2006298908
[Wherein R 2 has the same meaning as described above. “Hal” represents a halogen atom, preferably a bromine atom. ]

原料化合物である化合物(II)(1,3-ジアミノ-2-プロパノール)は、市販のものを使用することができる。また、化合物(III)と化合物(V)は比較的簡単な構造を有しているので、市販のものを用いるか、或いは当業者公知の方法により合成することができる。   A commercially available compound (II) (1,3-diamino-2-propanol) as a raw material compound can be used. In addition, since the compound (III) and the compound (V) have a relatively simple structure, they can be used commercially or synthesized by methods known to those skilled in the art.

スキーム2では、先ず、触媒の存在下に化合物(II)と(III)を縮合反応させて、化合物(IV)を得る。本反応は一段階ずつ化合物(III)を導入していってもよいが、3当量以上の化合物(III)を使用することによって一段階反応で化合物(IV)を得ることもできる。   In scheme 2, first, compounds (II) and (III) are subjected to a condensation reaction in the presence of a catalyst to obtain compound (IV). In this reaction, compound (III) may be introduced step by step, but compound (IV) can also be obtained by one step reaction by using 3 equivalents or more of compound (III).

スキーム2では、縮合反応として還元的アミノ化反応を行なっている。その場合に使用される溶媒は、化合物(II)と(III)とを実質的に溶解でき、反応を阻害しないものであれば特に制限なく使用することができるが、例えば、メタノール,エタノール,イソプロパノール等のアルコール類;ジエチルエーテル,テトラヒドロフラン,ジオキサン等のエーテル類;水;又はこれらの混合溶媒を使用することができる。   In Scheme 2, a reductive amination reaction is performed as a condensation reaction. The solvent used in that case can be used without particular limitation as long as it can substantially dissolve the compounds (II) and (III) and does not inhibit the reaction. For example, methanol, ethanol, isopropanol Alcohols such as: ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc .; water; or a mixed solvent thereof.

還元的アミノ化反応では、先ず化合物(II)と(III)を触媒としての濃塩酸存在下に縮合した後、一般的な還元試薬により還元することができる。   In the reductive amination reaction, the compounds (II) and (III) can be first condensed in the presence of concentrated hydrochloric acid as a catalyst and then reduced with a general reducing reagent.

反応温度と反応温度は、原料化合物の種類等によって好適な条件を採用すればよいが、例えば20〜80℃で12〜100時間反応させる。   For the reaction temperature and reaction temperature, suitable conditions may be adopted depending on the type of raw material compound and the like, for example, the reaction is performed at 20 to 80 ° C. for 12 to 100 hours.

反応終了後は、溶媒等を減圧留去した後に水を加え、非水溶性溶媒で抽出し、油相を無水硫酸マグネシウム等で乾燥した後、溶媒を減圧留去する。次いで、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー等の公知方法により精製して、化合物(IV)を得ることができる。   After completion of the reaction, the solvent and the like are distilled off under reduced pressure, water is added, extraction is performed with a water-insoluble solvent, the oil phase is dried over anhydrous magnesium sulfate and the solvent is distilled off under reduced pressure. Next, the residue can be purified by a known method such as silica gel column chromatography to obtain compound (IV).

なお、化合物(IV)を得る方法はスキーム2で示した方法に限られず、例えば化合物(II)とハロゲン化合物から化合物(IV)を合成してもよい。   The method for obtaining compound (IV) is not limited to the method shown in Scheme 2. For example, compound (IV) may be synthesized from compound (II) and a halogen compound.

次に、化合物(V)を反応させることにより、化合物(VI)を得ることができる。この反応は、一般的な三級アミンの合成反応を採用することができる。例えば、溶媒中塩基の存在下で縮合させる。また、当該ステップにおいては、Rの種類に応じて、適宜保護基の導入と脱保護を行なってもよい。或いは、化合物(V)中Rの代わりに不活性置換基を有する化合物を用いて当該ステップを行なった後、官能基変換により当該不活性置換基をRへ変換することによって、化合物(VI)を合成してもよい。例えば、不活性置換基としてニトロ基と有する化合物を使用し、当該ステップ後、ニトロ基を反応性基であるアミノ基に変換してもよい。 Next, compound (VI) can be obtained by reacting compound (V). This reaction can employ a general tertiary amine synthesis reaction. For example, the condensation is carried out in the presence of a base in a solvent. In this step, a protective group may be introduced and deprotected as appropriate depending on the type of R 2 . Alternatively, after performing the steps using a compound having a place of inert substituents of the compound (V) Medium R 2, by converting the inactive substituent to R 2 by a functional group transformation, the compound (VI ) May be synthesized. For example, a compound having a nitro group as an inert substituent may be used, and after the step, the nitro group may be converted to an amino group which is a reactive group.

本発明の蛍光発色化合物は、ピリジン環上の4または6位において、電子供与性置換基を有するものであってもよい。かかる化合物は、適切な置換位置に導入された電子供与性置換基によってピリジン窒素が電気的にリッチとなっているため、亜鉛に対する配位性に優れており、結果的に製造が容易であり、また、安定性を有する。置換基(I)に準ずるものを使用することができる。   The fluorescent coloring compound of the present invention may have an electron donating substituent at the 4 or 6 position on the pyridine ring. Since such a compound is electrically rich in pyridine nitrogen due to an electron-donating substituent introduced at an appropriate substitution position, it has excellent coordination properties to zinc, and as a result, is easy to produce, It also has stability. Those equivalent to the substituent (I) can be used.

以下に、製造例および試験例を示し、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, production examples and test examples will be shown to describe the present invention in more detail, but the scope of the present invention is not limited thereto.

製造例1 SPR分析用のフォスタグ−センサーチップの製造
カルボキシメチルデキストランがコーティングされているセンサーチップ(BIOCRE社製,Sensor Chip CM5)を、SPR測定装置(BIOCRE社製,BIOCORE J)にセットした。
Production Example 1 Production of Phostag-Sensor Chip for SPR Analysis A sensor chip (BIOCRE, Sensor Chip CM5) coated with carboxymethyldextran was set in an SPR measuring device (BIOCRE, BIOCORE J).

ランニングバッファーとして、5×10-3%(v/v)Tween 20,0.20M 硝酸ナトリウムおよび10μM 硝酸亜鉛を含む10mM HEPES(2-[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル]エタンスルホン酸)−水酸化ナトリウム水溶液(pH 7.4)を使用した。センサーチップの温度を25℃、ランニングバッファーの流速を30μL/minとした。表面プラズモン共鳴の値が安定したことを確認した後、カルボキシル基活性化剤であるEDC(1-エチル-3,4-ジメチルアミノプロピルカルボジイミド,200mM)とNHS(N-ヒドロキシスクシンイミド,50mM)の混合水溶液を6分間添加することによって、センサーチップのカルボキシル基を活性化した。 10 mM HEPES (2- [4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethanesulfonic acid containing 5 × 10 −3 % (v / v) Tween 20,0.20 M sodium nitrate and 10 μM zinc nitrate as a running buffer ) -Sodium hydroxide aqueous solution (pH 7.4) was used. The temperature of the sensor chip was 25 ° C., and the running buffer flow rate was 30 μL / min. After confirming that the value of surface plasmon resonance was stable, mixing of EDC (1-ethyl-3,4-dimethylaminopropylcarbodiimide, 200 mM) and NHS (N-hydroxysuccinimide, 50 mM) as a carboxyl group activator The carboxyl group of the sensor chip was activated by adding an aqueous solution for 6 minutes.

次いで、センサーチップにフォスタグを担持するために、N,N,N'-トリ(2-ピリジルメチル)-N'-[5-N''-(2-アミノエチル)カルバモイル-2-ピリジルメチル]-1,3-ジアミノプロパン-2-オールの50%(v/v)アセトニトリル溶液(10mM)を、6分間添加した。その後、残存する活性化カルボキシル基をブロッキングするために、モノエタノールアミン水溶液(1.0M)を6分間添加した。   Next, N, N, N′-tri (2-pyridylmethyl) -N ′-[5-N ″-(2-aminoethyl) carbamoyl-2-pyridylmethyl] is used to support the phos tag on the sensor chip. A 50% (v / v) acetonitrile solution (10 mM) of 1,3-diaminopropan-2-ol was added for 6 minutes. Thereafter, an aqueous monoethanolamine solution (1.0 M) was added for 6 minutes in order to block the remaining activated carboxyl groups.

以上の操作によって、フォスタグを結合したセンサー部を有するサンプル流路(フローセルA)を作製した。   By the above operation, a sample flow path (flow cell A) having a sensor unit combined with a phos tag was produced.

比較製造例1
上記製造例1において、カルボキシル基の活性化とそのブロッキングを含め、フォスタグを担持させる以外は同一の手法を用いて、フォスタグが結合していないレファレンス部を有するサンプル流路(フローセルB)を、フローセルAと平行に作製した。
Comparative production example 1
In the production example 1 described above, the sample channel (flow cell B) having the reference portion to which the phos tag is not bonded is obtained by using the same method except that the phos tag is supported, including activation of the carboxyl group and blocking thereof. Prepared in parallel with A.

試験例1
分析サンプルとして、(i)β−カゼイン(ペンタリン酸化タンパク質,SIGMA社),(ii)脱リン酸化β−カゼイン,および(iii)牛血清アルブミン(BSA,New England BioLabs社)を使用した。脱リン酸化β−カゼインは、β−カゼイン 10mg/mL(50μL)とジャガイモ由来酸性フォスファターゼ(SIGMA社)と0.20M MES−NaOH(pH 6.8,50μL)との混合溶液を、12時間38℃でインキュベートすることにより調製した。それぞれのサンプルは、上記製造例1で用いたランニングバッファーに溶解し、サンプル濃度1.5μMのサンプル溶液を得た。
Test example 1
As analysis samples, (i) β-casein (pentaphosphorylated protein, SIGMA), (ii) dephosphorylated β-casein, and (iii) bovine serum albumin (BSA, New England BioLabs) were used. Dephosphorylated β-casein was prepared by incubating a mixed solution of β-casein 10 mg / mL (50 μL), potato-derived acid phosphatase (SIGMA) and 0.20 M MES-NaOH (pH 6.8, 50 μL) for 12 hours at 38 ° C. It was prepared by doing. Each sample was dissolved in the running buffer used in Production Example 1 to obtain a sample solution having a sample concentration of 1.5 μM.

上記サンプル溶液について、SPR測定を行なった。具体的には、上記製造例1と比較製造例1のそれぞれで作成し、ランニングバッファーで安定化させたフローセルA,Bについて、各サンプル溶液を温度:25℃,流速:30μL/minで流して15分間結合させ、次いでランニングバッファーのみを15分間流して解離させた。各サンプル溶液の測定後には、25mM リン酸一カリウム−25mM リン酸二ナトリウム水溶液(pH 6.86)を6分間、0.20M エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム水溶液(pH 7.4)を6分間、上記ランニングバッファーを5分間流して、センサーチップの再活性化(残存結合物の除去)を行なった。   SPR measurement was performed on the sample solution. Specifically, for each of flow cells A and B prepared in Production Example 1 and Comparative Production Example 1 and stabilized with a running buffer, each sample solution was flowed at a temperature of 25 ° C. and a flow rate of 30 μL / min. It was allowed to bind for 15 minutes and then dissociated by running only running buffer for 15 minutes. After measurement of each sample solution, 25 mM monopotassium phosphate-25 mM disodium phosphate aqueous solution (pH 6.86) for 6 minutes, 0.20 M ethylenediaminetetraacetate aqueous solution (pH 7.4) for 6 minutes, and the above running buffer for 5 minutes. Then, the sensor chip was reactivated (removal of remaining bound substances).

各サンプル(i)〜(iii)のSPR測定結果をそれぞれ図3〜5に、各サンプルの測定結果において、フローセルAのRU値からフローセルBのRU値の差を示したものを図6に示す。図4〜6の結果によれば、フローセルAとBの変化はほぼ同じであり、脱リン酸化β−カゼインとBSAは、特異的な結合をしないことが分かる。一方、図3と6の結果より、リン酸化されているβ−カゼインは、フォスタグが結合しているセンサー部へ特異的に結合することが明らかにされた(最大結合量:3150RU)。従って、本発明方法によれば、リン酸化されたペプチドのみを検出できることが実証された。   The SPR measurement results of each sample (i) to (iii) are shown in FIGS. 3 to 5, respectively, and the difference between the RU value of the flow cell A and the RU value of the flow cell B in the measurement result of each sample is shown in FIG. . According to the results of FIGS. 4 to 6, the changes in the flow cells A and B are almost the same, and it can be seen that dephosphorylated β-casein and BSA do not specifically bind. On the other hand, the results of FIGS. 3 and 6 revealed that phosphorylated β-casein specifically binds to the sensor portion to which the phostag is bound (maximum binding amount: 3150 RU). Therefore, according to the method of the present invention, it was demonstrated that only phosphorylated peptides can be detected.

試験例2
分析サンプルとして、(iv)リン酸化SRCペプチド(モノリン酸化ペプチド,ANA SPEC社)および(v)SRCペプチド(非リン酸化ペプチド,ANA SPEC社)を使用した。それぞれのサンプルは、上記製造例1で用いたランニングバッファーに溶解し、サンプル濃度1〜15μMのサンプル溶液を得た。
Test example 2
As analysis samples, (iv) phosphorylated SRC peptide (monophosphorylated peptide, ANA SPEC) and (v) SRC peptide (non-phosphorylated peptide, ANA SPEC) were used. Each sample was dissolved in the running buffer used in Production Example 1 to obtain a sample solution having a sample concentration of 1 to 15 μM.

上記サンプル溶液について、上記製造例1と比較製造例1で作製したフローセルA,Bを用いてSPR測定を行なった。具体的には、上記試験例1において、サンプルの結合時間と解離時間を5分、センサーチップの再活性化(残存結合物の除去)を0.40M リン酸バッファー(pH 7.0)を5分間,0.20M エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム水溶液(pH 7.4)を5分間,上記製造例1のランニングバッファーを5分間流して行なった以外は、上記試験例1と同様の条件でSPR測定を行なった。結果を図7に示す。   The sample solution was subjected to SPR measurement using the flow cells A and B prepared in Production Example 1 and Comparative Production Example 1. Specifically, in Test Example 1 above, the binding time and dissociation time of the sample were 5 minutes, the sensor chip was reactivated (removal of the remaining bound material) was 0.40 M phosphate buffer (pH 7.0) for 5 minutes, and 0.20. M SPR measurement was performed under the same conditions as in Test Example 1 except that an aqueous solution of disodium ethylenediaminetetraacetate (pH 7.4) was flowed for 5 minutes and the running buffer of Production Example 1 was flowed for 5 minutes. The results are shown in FIG.

当該結果より、非リン酸化ペプチドは濃度15μMであっても殆ど変化は認められないのに対して、リン酸化ペプチドでは、その濃度が15μMの場合のみならず1と5μMの場合であっても、明確にその存在を把握することができた。従って、本発明によれば、同一のアミノ酸配列を有するペプチドであっても、リン酸が結合しているか否かを明確に判断できることが明らかにされた。   From the results, the non-phosphorylated peptide shows almost no change even at a concentration of 15 μM, whereas the phosphorylated peptide has a concentration of 15 μM as well as 1 and 5 μM, I was able to clearly understand its existence. Therefore, according to the present invention, it has been clarified that it is possible to clearly determine whether or not phosphate is bound even for peptides having the same amino acid sequence.

製造例2 SPR分析用のフォスタグ−センサーチップの製造
表面にストレプトアビジンが結合しているストレプトアビジン−センサーチップ(BIOCRE社製,Sensor Chip SA)を、SPR測定装置(BIOCRE社製,BIOCORE J)にセットした。
Production Example 2 Production of Phostag-sensor chip for SPR analysis Streptavidin-sensor chip (BIOCRE, Sensor Chip SA) with streptavidin bonded to the surface is used as an SPR measuring device (BIOCRE, BIOCORE J). I set it.

ランニングバッファーとして、5×10-3%(v/v)Tween 20,0.20M 硝酸ナトリウムおよび10μM 硝酸亜鉛を含む10mM HEPES(2-[4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジニル]エタンスルホン酸)−水酸化ナトリウム水溶液(pH 7.4)を使用した。センサーチップの温度を25℃とし、表面プラズモン共鳴の値が安定するまで、流速30μL/minでランニングバッファーを流した。 10 mM HEPES (2- [4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethanesulfonic acid containing 5 × 10 −3 % (v / v) Tween 20,0.20 M sodium nitrate and 10 μM zinc nitrate as a running buffer ) -Sodium hydroxide aqueous solution (pH 7.4) was used. The temperature of the sensor chip was 25 ° C., and the running buffer was allowed to flow at a flow rate of 30 μL / min until the surface plasmon resonance value was stabilized.

次いで、センサーチップにフォスタグを担持するために、末端にビオチン構造を有するN,N,N'-トリ(2-ピリジルメチル)-N'-[5-N''-2-(6-D-ビオチンアミドヘキサカルボキシアミドエチル)カルバモイル-2-ピリジルメチル]-1,3-ジアミノプロパン-2-オール(下記構造を有する化合物)の1.0mM 上記ランニングバッファー溶液を流した。温度は25℃、流速は30μL/min、結合時間は6分とした。   Next, in order to carry the phos tag on the sensor chip, N, N, N′-tri (2-pyridylmethyl) -N ′-[5-N ″ -2- (6-D- Biotinamide hexacarboxyamidoethyl) carbamoyl-2-pyridylmethyl] -1,3-diaminopropan-2-ol (a compound having the following structure) 1.0 mM was added to the above running buffer solution. The temperature was 25 ° C., the flow rate was 30 μL / min, and the binding time was 6 minutes.

Figure 2006298908
Figure 2006298908

上記化合物は、ランニングバッファー中の亜鉛イオンに配位されてフォスタグとなり、且つ末端のビオチンはストレプトアビジンに対して極めて高い親和性を示すので、フォスタグがセンサーチップ上に担持されることになる。   The above compound is coordinated to zinc ions in the running buffer to become a phos tag, and biotin at the end shows extremely high affinity for streptavidin, so that the phos tag is supported on the sensor chip.

比較製造例2
上記製造例2において、フォスタグを担持させる以外は同一の手法を用いて、フォスタグが結合していないセンサーチップを作製した。
Comparative production example 2
A sensor chip to which no phos tag was bonded was produced using the same method as in Production Example 2 except that the phos tag was supported.

試験例3
分析サンプルとして、ランニングバッファー(5×10-3%(v/v)Tween 20,0.20M 硝酸ナトリウムおよび10μM 硝酸亜鉛を含む10mM HEPES−水酸化ナトリウム水溶液(pH 7.4))に溶解したβ−カゼイン(ペンタリン酸化タンパク質,SIGMA社)を使用した。サンプル濃度は、1.5μMとした。
Test example 3
As an analysis sample, β-casein (5 × 10 −3 % (v / v) Tween 20, 0.20 M sodium nitrate and 10 μM zinc nitrate in 10 mM HEPES-sodium hydroxide aqueous solution (pH 7.4)) dissolved in running buffer ( Pentaphosphorylated protein (SIGMA) was used. The sample concentration was 1.5 μM.

上記分析サンプルについて、温度25℃、流速30μL/min、結合時間15分間、解離時間10分間でSPR測定を行なった。測定後には、0.40M リン酸水溶液を6分間、0.20M エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム水溶液(pH 8.0)水溶液を6分間、上記ランニングバッファーを5分間流して、センサーチップを再活性化(残存結合物の除去)した。   For the analysis sample, SPR measurement was performed at a temperature of 25 ° C., a flow rate of 30 μL / min, a binding time of 15 minutes, and a dissociation time of 10 minutes. After the measurement, the sensor chip was reactivated (remaining of bound substances) by flowing 0.40M phosphoric acid aqueous solution for 6 minutes, 0.20M ethylenediaminetetraacetic acid aqueous solution (pH 8.0) for 6 minutes, and running buffer for 5 minutes. Removed).

測定結果を図8に示す。当該結果によれば、分析サンプルを流すことによってRUが2056増加したことから、本発明の貴金属膜(フォスタグが結合した貴金属センサーチップ)にリン酸化タンパク質が結合していることが分かる。また、以上と同一の条件において、リン酸化タンパク質の代わりに非リン酸化タンパク質である牛血清アルブミンを用いて実験を行なったが、RUは全く変化しなかった。従って、本発明の貴金属膜は、リン酸が結合したタンパク質のみを検出できることが明らかにされた。   The measurement results are shown in FIG. According to the result, since the RU increased by 2056 by flowing the analysis sample, it can be seen that the phosphorylated protein is bound to the noble metal film of the present invention (the noble metal sensor chip to which the phostag is bound). In addition, under the same conditions as described above, experiments were performed using bovine serum albumin, which is a non-phosphorylated protein, instead of phosphorylated protein, but RU did not change at all. Therefore, it was clarified that the noble metal film of the present invention can detect only the protein to which phosphoric acid is bound.

また、比較製造例2で製造したセンサーチップについても同様の条件で実験を行なったが、RUは全く変化しなかった。   Moreover, although the experiment was performed on the sensor chip manufactured in Comparative Manufacturing Example 2 under the same conditions, the RU did not change at all.

以上の通り、本発明に係るフォスタグは、リン酸化されたタンパク質へ特異的で且つ高い配位能で結合できることが実証されている。よって、フォスタグ部分と蛍光発色基を有する本発明の蛍光発色化合物は、リン酸化されたタンパク質へ特異的に結合し、蛍光標識できることは明らかである。   As described above, it has been demonstrated that the phos tag according to the present invention can bind to a phosphorylated protein specifically and with high coordination ability. Thus, it is clear that the fluorescent coloring compound of the present invention having a phostag portion and a fluorescent coloring group can specifically bind to a phosphorylated protein and be fluorescently labeled.

SPRを測定するための一手法を示す模式図である。SPRが測定される(反射光強度が減少する)様に入射光の波長と入射角度を調整した上で、リガンドを結合した貴金属膜に被検試料を添加し、入射光強度の変化を観測するものである。図中の1はプリズム,2は貴金属膜,3はリガンド,4は被検試料に含まれているタンパク質であって、リガンドと相互作用を示すものを示す。It is a schematic diagram which shows one method for measuring SPR. Adjust the wavelength and angle of incident light so that SPR is measured (decrease in reflected light intensity), add a test sample to the noble metal film to which the ligand is bound, and observe the change in incident light intensity Is. In the figure, 1 is a prism, 2 is a noble metal film, 3 is a ligand, 4 is a protein contained in the test sample, and shows an interaction with the ligand. 図1に示すSPR測定において、ランニングバッファー→被検試料→ランニングバッファーを連続的に作用させた場合におけるSPR角度の経時的変化を模式的に示す図である。被検試料中の化合物が貴金属膜に結合した際には、SPRが測定される入射角度に変化が生じることを示している。In the SPR measurement shown in FIG. 1, it is a figure which shows typically the time-dependent change of the SPR angle when running buffer-> test sample-> running buffer is made to act continuously. This shows that when the compound in the test sample is bonded to the noble metal film, the incident angle at which the SPR is measured changes. リン酸化されているβ−カゼインが含まれる試料についてSPR測定を行なった結果である。It is the result of having performed SPR measurement about the sample containing (beta) -casein phosphorylated. 脱リン酸化されたβ−カゼインが含まれる試料についてSPR測定を行なった結果である。It is the result of having performed SPR measurement about the sample containing beta-casein dephosphorylated. リン酸化されない一般的なタンパク質である牛血清アルブミン(BSA)が含まれる試料についてSPR測定を行なった結果である。It is the result of having performed SPR measurement about the sample containing bovine serum albumin (BSA) which is a general protein which is not phosphorylated. 図3〜5に示す測定結果において、フローセルAのRU値からフローセルBのRU値の差を示す図である。It is a figure which shows the difference of the RU value of the flow cell B from the RU value of the flow cell A in the measurement result shown to FIGS. リン酸化ペプチド(P-p60csrc)と非リン酸化ペプチド(p60csrc)が含まれる試料についてSPR測定を行なった結果である。It is the result of having performed SPR measurement about the sample containing a phosphorylated peptide (P-p60csrc) and a non-phosphorylated peptide (p60csrc). リン酸化されているβ−カゼインが含まれる試料についてSPR測定を行なった結果である。It is the result of having performed SPR measurement about the sample containing (beta) -casein phosphorylated.

Claims (1)

以下式(X)の構造を有する蛍光発色化合物。
Figure 2006298908
[式中、Yはリンカー基を示し、Zは蛍光発色基を示す。]
A fluorescent coloring compound having the structure of the following formula (X).
Figure 2006298908
[Wherein Y represents a linker group, and Z represents a fluorescent coloring group. ]
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