JP3256539B2 - Solid support synthesis of 3'-tailed oligonucleotides via linking molecules - Google Patents

Solid support synthesis of 3'-tailed oligonucleotides via linking molecules

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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の背景) 本発明は連結分子を介するオリゴヌクレオチド3'位末
端に結合した低分子量の尾分子(tail molecules)を有
するオリゴヌクレオチドの合成法、3'位末端に結合した
低分子量尾分子を有するオリゴヌクレオチドおよびかか
るオリゴヌクレオチド合成に利用される中間体に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for synthesizing an oligonucleotide having a low molecular weight tail molecule bonded to the 3′-terminus of an oligonucleotide via a linking molecule. Oligonucleotides with attached low molecular weight tail molecules and intermediates utilized in the synthesis of such oligonucleotides.

オリゴヌクレオチドはDNAのポリメラーゼ連鎖反応の
合成に関しプライマーとして作用することを含め、種々
の用途を有する。オリゴデオキシヌクレオチド(ODN)
はホスファイト−トリエステル合成法を用い、固相担体
で都合よく合成される。かかる合成の詳細はティ・アト
キンスらの文献を参照〔T.Atkinson,M.Smith,Oligonucl
eatide Synthesis,Apractical Approach,M.J.Gait(e
d.),IRL press,pp35〜81(1984)〕。この文献は、オ
リゴヌクレオチドの実際の合成につき工程条件による詳
細な工程を開示する。事実、この文献に記載された方法
は、現在種々の製造業者から入手可能な市販のオリゴヌ
クレオチド合成機において利用されている。
Oligonucleotides have a variety of uses, including acting as primers for the polymerase chain reaction synthesis of DNA. Oligodeoxynucleotide (ODN)
Is conveniently synthesized on a solid support using the phosphite-triester synthesis method. See T. Atkinson et al. For details of such synthesis (T. Atkinson, M. Smith, Oligonucl
eatide Synthesis, Apractical Approach, MJGait (e
d.), IRL press, pp. 35-81 (1984)]. This document discloses detailed steps depending on the process conditions for the actual synthesis of oligonucleotides. In fact, the method described in this document is currently utilized in commercial oligonucleotide synthesizers available from various manufacturers.

アセラインら〔Asselin eet.al(Proc.Natl.Acad.Sc
i.81,3297〜3301(1984))〕はある種のオリゴヌクレ
オチドの合成を開示する。そこでは、インターカレーテ
ィング剤をオリゴデオキシヌクレオチドに共有結合的に
結合させている。用いたインターカレーティング剤は2
−メトキシ−6−クロロ−9−アミノアクリジンであ
る。アクリジン分子はオリゴヌクレオチドに、オリゴデ
オキシヌクレオチドの3'−ホスフェートを当該アクリジ
ン分子の9−アミノ基に連結させる炭素数3〜6のメチ
レン鎖を介して、共有結合的に結合されている。この研
究の著者は、アクリジン修飾のオリゴヌクレオチドが相
補的配列の存在下にインターカレーティング剤(即ち、
アクリジン)によって大きな安定性を示すことを見出だ
している。この著者はある種の熱力学的パラメーターを
測定し、これらのパラメーターを介して、アクリジン環
の共有結合が合成オリゴヌクレオチド相補的配列への結
合を強力に安定化させることを示している。結合したイ
ンターカレーティング剤および相補的な鎖を有するオリ
ゴヌクレオチドの溶融温度(Tm)は、インターカレーテ
ィング剤および相補的鎖を有しない同様なオリゴヌクレ
オチドの溶融温度よりもより高い。以上の結果は、イン
ターカレーティング剤の存在がオリゴヌクレオチドとそ
の相補的鎖の間において形成された複合体(コンプレッ
クス)を強力に安定化させることを明確に示している
と、かかる著者は結論している。
Aseline et al. [Asselin eet.al (Proc.Natl.Acad.Sc.
i. 81 , 3297-3301 (1984))] discloses the synthesis of certain oligonucleotides. There, an intercalating agent is covalently attached to the oligodeoxynucleotide. The intercalating agent used was 2
-Methoxy-6-chloro-9-aminoacridine. The acridine molecule is covalently linked to the oligonucleotide via a methylene chain of 3 to 6 carbon atoms connecting the 3'-phosphate of the oligodeoxynucleotide to the 9-amino group of the acridine molecule. The authors of this study show that acridine-modified oligonucleotides can be intercalated (ie,
Acridine). The authors measured certain thermodynamic parameters and show that through these parameters the covalent attachment of the acridine ring strongly stabilizes the binding to the synthetic oligonucleotide complementary sequence. The melting temperature (Tm) of the oligonucleotide with the bound intercalating agent and complementary strand is higher than the melting temperature of a similar oligonucleotide without the intercalating agent and complementary strand. The authors conclude that these results clearly show that the presence of the intercalating agent strongly stabilizes the complex formed between the oligonucleotide and its complementary strand. ing.

同様の研究で、レットシンガーらは(Letsinger et.a
l.(Proc.Natl.Acad.sci.86,6553〜6556(1989)))、
ヌクレオチドの3'位末端の間のホスフェート結合におい
て共有結合したコレステリル基を持った1群のオリゴヌ
クレオチドを製造している。種々の長さのオリゴマーが
合成されている。3'位末端または3'位と5'の両末端のい
ずれかに隣接してコレステリル部分を持つオリゴマー
を、そのように置換しなかったオリゴマーと比較してい
る。これらの化合物はHIV−複製に対する抑制作用につ
いて試験された。20個のオリゴヌクレオチドの3'位末端
に隣接して1つのコレステリル基を固定すると、オリゴ
ヌクレオチドの抗菌活性が実質的に増大した。第2コレ
ステリル基をオリゴヌクレオチドの5'末端に固定する
と、モノコレステリル誘導体オリゴマーに比し、抗菌活
性が減少した。
In a similar study, Letsinger et al. (Letsinger et.a.
l. (Proc. Natl. Acad. sci. 86 , 6553-6655 (1989))),
A group of oligonucleotides having cholesteryl groups covalently linked at the phosphate linkage between the 3 'termini of the nucleotides has been prepared. Oligomers of various lengths have been synthesized. Oligomers having a cholesteryl moiety adjacent to either the 3 'terminus or both the 3' and 5 'termini are compared to oligomers not so substituted. These compounds were tested for their inhibitory effect on HIV-replication. Immobilization of one cholesteryl group adjacent to the 3 'end of the 20 oligonucleotides substantially increased the antimicrobial activity of the oligonucleotides. When the second cholesteryl group was immobilized on the 5 'end of the oligonucleotide, the antibacterial activity was reduced as compared with the monocholesteryl derivative oligomer.

レットシンガーらの化合物は、まず、支持体結合・ジ
ヌクレオシド水素ホスホネート誘導体を手作業で製造さ
れた。次いで、コレステリル基をヌクレオチド相互間の
リンに、酸化ホスホロアミド化により結合させる。オリ
ゴヌクレオチドはホスホロアミド化を用い、市販のDNA
合成機により最初のジヌクレオシドから伸張合成され
た。
The compounds of Rettsinger et al. Were first prepared by hand with a support-bound dinucleoside hydrogen phosphonate derivative. The cholesteryl group is then attached to the internucleotide phosphorus by oxidative phosphoramidation. Oligonucleotides use phosphoramidation, commercially available DNA
It was extended from the first dinucleoside by a synthesizer.

市販のオリゴヌクレオチド合成用に制御された細孔付
ガラスビーズは、入手可能である〔CPG,Inc.,Pierce Ch
emical Co.およびSigma Chemical Co.〕。前記のごとく
(アトキンスおよびスミス)、制御された細孔付ガラス
ビーズ(以下、CPG)は、長鎖のアルキルアミン、たと
えばその末端において利用可能な遊離のアミノ基を有し
一方ではCPGに結合されているアルキルアミンを用い、
製造業者により変性される。その合成の間に成長するオ
リゴヌクレオチドへの結合のために、CPG上の長鎖のア
ルキルアミンの末端アミンとの種々なアミド結合が得ら
れる。この合成の改良はポンら〔Pon et.al.Bio Techni
ques(8),768(1988))〕によって報告された。こ
の報告において、ポンらは長鎖アルキルアミンCPG上の
有り得る汚染側鎖を予めキヤップし、ごく普通に用いら
れる有毒な結合試薬DCC(ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド)に代えて、DEC(水溶性カルボジイミドである1
−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボ
ジイミドまたはEDC)の使用を導入している。
Commercially available controlled-perforated glass beads for oligonucleotide synthesis are available [CPG, Inc., Pierce Ch.
emical Co. and Sigma Chemical Co.]. As described above (Atkins and Smith), controlled pore glass beads (hereinafter CPG) are long-chain alkylamines, for example, having free amino groups available at their termini while being bound to CPG. Using an alkylamine
Modified by manufacturer. Various amide bonds are obtained with the terminal amine of the long-chain alkylamine on the CPG for attachment to the oligonucleotide that grows during its synthesis. An improvement in this synthesis was described by Pon et al. (Pon et. Al. Bio Techni
ques 6 (8), 768 (1988)). In this report, Pon et al. Pre-captured potentially contaminating side chains on long-chain alkylamine CPGs and replaced DEC (dicyclohexylcarbodiimide), a commonly used toxic coupling reagent, with DEC (a water-soluble carbodiimide 1).
-(3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide or EDC) has been introduced.

ネルソンら〔Nelson et.al(Nuc.Acids Research 17
(18),7187〜7194(1989))〕は近年3'末端置換基を
組み込んだオリゴヌクレオチドの合成を報告する。3'位
末端尾分子付オリゴヌクレオチドの製造ために、ネルソ
ンらはDMAP(ジメチルアミノピリジン)の存在下に無水
コハク酸で処理して第二級ヒドロキシ基のN−Fmoc−O
−DMT−アミノ−1,2−プロパンジオールを誘導し、その
後、DCC中p−ニトロフェノールで処理した。活性化し
た誘導体は次いで長鎖アルキルアミンCPG担体に固定す
る。ジメトキシトリチル保護基を第一級アルコールのプ
ロパンジオールからはずし、オリゴヌクレオチドをCPG
担体に固定したまま第一級ヒドロキシ基から段階的に合
成する。合成ヌクレオチドを脱保護し、CPG担体から分
離させた。しかし、この3'−アミン修飾オリゴヌクレオ
チドの純度は証明されていない。この合成のこの段階で
は、3'位末端置換基が未だオリゴヌクレオチドと結合せ
ねばならない。粗製のオリゴヌクレオチドをビオチン−
XX−NHSエステルでビオチニル化する。ビオチニル化の
のち、セファデックスとHPLCの両方による第2精製が必
要である。
[Nelson et.al (Nuc. Acids Research 17
(18), 7187-7194 (1989))] recently report the synthesis of oligonucleotides incorporating a 3 'terminal substituent. To produce an oligonucleotide with a 3'-terminal tail molecule, Nelson et al., Treated with succinic anhydride in the presence of DMAP (dimethylaminopyridine) to give a secondary hydroxy group N-Fmoc-O.
-DMT-amino-l, 2-propanediol was derived and subsequently treated with p-nitrophenol in DCC. The activated derivative is then immobilized on a long-chain alkylamine CPG carrier. The dimethoxytrityl protecting group is removed from the primary alcohol propanediol and the oligonucleotide is
The compound is synthesized stepwise from primary hydroxy groups while fixed on a carrier. The synthetic nucleotide was deprotected and separated from the CPG carrier. However, the purity of this 3'-amine modified oligonucleotide has not been proven. At this stage of the synthesis, the 3 'terminal substituent must still be attached to the oligonucleotide. Biotin-
Biotinylation with XX-NHS ester. After biotinylation, a second purification by both Sephadex and HPLC is required.

ネルソンらの上記方法は尾分子形成試薬で誘導、修飾
可能な官能基を有するオリゴヌクレオチドを形成し、次
いで再精製している。しかし、尾分子形成剤での誘導化
は、オリゴヌクレオチド合成の完了後においてのみ行な
われるものである。系統的に段階を経てヌクレオチドを
ヌクレオチドによって組み立てようやく完成した貴重な
オリゴヌクレオチドが、かかるオリゴヌクレオチドに対
する誘導化に起因する不完全な反応、副反応、誘導化後
に必要な多数の精製操作で損失を被るのである。加え
て、この合成は、前記したポンらの改善を採用していな
い。
The above method of Nelson et al. Forms oligonucleotides with functional groups that can be derivatized and modified with a tail molecule forming reagent, and then repurified. However, derivatization with a tail molecule-forming agent occurs only after completion of oligonucleotide synthesis. Valuable oligonucleotides that are finally completed systematically through the steps of assembling nucleotides by nucleotides suffer losses due to incomplete reactions, side reactions, and the number of purification operations required after derivatization due to derivatization to such oligonucleotides. It is. In addition, this synthesis does not employ the Pon et al. Improvement described above.

(発明の概説) オリゴヌクレオチドの有用性は、例えば、Letsinger
らおよびAsselineらの3'−尾分子付コレステロールおよ
び3'−尾分子付アクリジンオリゴヌクレオチドに関する
上記の例のように3'末端に低分子量の基を含むことによ
って、向上させることができる。血清中の3'−尾分子付
オリゴヌクレオチドの安定性もまた増大される。例え
ば、未修飾のODNは血清を含む媒体中では3'−オキソヌ
クレアーゼにより急速に分解される。3'−末端ホスホジ
エステルのある種の化学修飾はこの分解を防ぐことがで
きる。ショーら[Show et.al.(Nucl.Acids Res.19
(4),747(1991))]は最後の二つのヌクレオチド間
のホスホジエステル結合をホスホロチオエート、ホスホ
ロアミデート、または逆の結合に変換するとヌクレアー
ゼに対する安定性を著しく改善した。ヌクレアーゼ安定
性を改善することが明らかとなった他の結合にはα−デ
オキシヌクレオチド誘導体およびメチルホスホネート誘
導体がある。
(Overview of the Invention) The usefulness of oligonucleotides is described, for example, in Letsinger.
Cholesterol with 3'-tail molecule and Asseline et al.
And 3'-tail molecule with acridine oligonucleotide
By including a low molecular weight group at the 3 'end as in the above example
Thus, it can be improved. With 3'-tail molecule in serum
The stability of the oligonucleotide is also increased. example
For example, unmodified ODN may be 3'-oxonucleated in media containing serum.
Degraded rapidly by creatase. 3'-terminal phosphodi
Certain chemical modifications of the ester can prevent this degradation.
Wear. [Show et.al. (Nucl.Acids Res.19
(4), 747 (1991))] is between the last two nucleotides
The phosphodiester bond of phosphorothioate, phospho
Nuclear when converted to roamidate, or vice versa
The stability to zeolites was significantly improved. Nuclease stable
Other bonds that have been shown to improve the
Oxynucleotide derivatives and methylphosphonate induction
There are conductors.

本発明の第一の態様では、オリゴヌクレオチドの3'末
端に結合した低分子量の尾分子をもつオリゴヌクレオチ
ド合成の改良法を提供することが大きな目的である。さ
らに別の目的は連結分子を介してオリゴマーに結合した
低分子量をもつオリゴヌクレオチドの合成法を提供する
ことである。本発明のもう一つの目的は3'末端につき、
ホスホネートエステルおよびホスホネートエステルに結
合した尾分子で誘導化されたオリゴヌクレオチドを供給
することである。さらに、当該目的はオリゴヌクレオチ
ドの製造に適当な連結分子および支持体を提供すること
である。さらに、オリゴヌクレオチドを組み立てること
ができるような適当な低分子量分子をもつ連結分子を提
供することも目的である。
In the first aspect of the present invention, it is a major object to provide an improved method for oligonucleotide synthesis having a low molecular weight tail molecule attached to the 3 'end of the oligonucleotide. Yet another object is to provide a method for the synthesis of oligonucleotides of low molecular weight linked to an oligomer via a linking molecule. Another object of the invention is at the 3 'end,
To provide an oligonucleotide derivatized with a phosphonate ester and a tail molecule attached to the phosphonate ester. Furthermore, the purpose is to provide a suitable linking molecule and support for the production of oligonucleotides. It is a further object to provide a linking molecule with a suitable low molecular weight molecule such that an oligonucleotide can be assembled.

本発明の第二の態様は、オリゴヌクレオチドの合成に
使用可能な、保護アミノ基をもつ連結分子を開示する。
本発明の第三の態様はアミノ基で修飾したオリゴヌクレ
オチドに添加可能な挿入基(インターカレーテイング
基)をもつ尾分子付剤を提供する。
A second aspect of the present invention discloses a linking molecule having a protected amino group that can be used for oligonucleotide synthesis.
The third aspect of the present invention provides a tail molecule adsorbent having an insertion group (intercalating group) that can be added to an oligonucleotide modified with an amino group.

本発明の第四の態様はオリゴヌクレオチドの合成に使
用可能な、保護アルカノール基をもつ連結分子に開示す
る。
A fourth aspect of the present invention discloses a linking molecule having a protected alkanol group that can be used for oligonucleotide synthesis.

これらの目的および本明細書の残りの部分から明らか
となるような目的は、連結分子を介して3'末端に結合し
た低分子量尾分子をもつオリゴヌクレオチド合成法で達
成される。最初の態様の方法は、他の二つの官能基の反
応性とは隔っていて、異なるような各々の化学反応性を
示した三つの独立した官能基をもつ分子を連結分子とし
て選択することからなる。連結分子の一番目の官能基を
低分子量の尾分子と反応させて、その尾分子を連結分子
に結合する。連結分子の二番目の官能基をコハク酸無水
物で処理し、生成するカルボン酸残基を固相支持体と反
応させて、その固相支持体に結合した尾分子をもつ連結
分子に結合または固定する。
These and other objects as will become apparent from the rest of the specification are achieved in an oligonucleotide synthesis method having a low molecular weight tail molecule attached to the 3 'end via a linking molecule. The method of the first embodiment is to select as a linking molecule a molecule having three independent functional groups, each exhibiting a different chemical reactivity, apart from the reactivity of the other two functional groups. Consists of The first functional group of the linking molecule is reacted with a low molecular weight tail molecule to attach the tail molecule to the linking molecule. The second functional group of the linking molecule is treated with succinic anhydride and the resulting carboxylic acid residue is reacted with the solid support to bind or bind to the linking molecule with a tail molecule attached to the solid support. Fix it.

本明細書の開示を通して、水酸基をもつ連結分子(例
えばR−OH)の固相支持体への結合は、上述のように、
サクシネート結合を介して完成する。したがって、“支
持体−OR"式において、“支持体−O"の表示にはこのよ
うなサクシネート結合が包含される。
Throughout the disclosure herein, the attachment of a linking molecule having a hydroxyl group (eg, R-OH) to a solid support, as described above,
Complete via succinate linkage. Thus, in the "support-OR" formula, the designation "support-O" includes such succinate linkages.

第1の3'−ホスホロアミダイトヌクレオチドを次いで
連結分子の三番目の官能基と反応させ、そのヌクレオチ
ドを3'末端を介して連結分子に結合する。第1のヌクレ
オチドを連結分子に結合すると、そのヌクレオチドは連
結分子を経て尾分子に結合し、かつ連結分子を経て固相
支持体にも接続または固定する。さらに、3'−ホスホロ
アミダイトヌクレオチドを引き続いて先行するのヌクレ
オチドの5'末端と反応させ、そのオリゴヌクレオチドの
3'末端で連結分子に結合した合成オリゴヌクレオチドを
生成する。第1のヌクレオチドについてと同じように、
その合成ヌクレオチドが3'末端を経て連結分子に結合す
ると同時にそれは尾分子および固相支持体に結合する。
このように、生長するオリゴヌクレオチドはさらにオリ
ゴヌクレオチドと反応する間に、固相支持体に結合され
る。連結分子を介して3'末端に結合した尾分子をもつオ
リゴヌクレオチドは次いで連結分子の二番目の官能基と
固相支持体との間の連結を断つことによって固相支持体
から切り離される。連結分子を介して3'−末端に結合し
た尾分子をもつオリゴヌクレオチドがそれから単離され
る。
The first 3'-phosphoramidite nucleotide is then reacted with a third functional group on the linking molecule, linking the nucleotide to the linking molecule via the 3 'end. When the first nucleotide is attached to the linking molecule, the nucleotide binds to the tail molecule via the linking molecule and also attaches or is fixed to the solid support via the linking molecule. In addition, the 3'-phosphoramidite nucleotide is subsequently reacted with the 5 'end of the preceding nucleotide and the oligonucleotide's
Generate a synthetic oligonucleotide attached to the linking molecule at the 3 'end. As for the first nucleotide,
It binds to the tail molecule and the solid support as the synthetic nucleotide binds to the linking molecule via the 3 'end.
Thus, the growing oligonucleotide is bound to a solid support while further reacting with the oligonucleotide. The oligonucleotide with the tail molecule attached to the 3 'end via the linking molecule is then detached from the solid support by breaking the link between the second functional group of the linking molecule and the solid support. An oligonucleotide having a tail molecule attached to the 3'-end via a linking molecule is then isolated.

本発明の第一の態様の好ましい実施例では、連結分子
上の官能基は一級アルコール、二級アルコールおよびア
ミンを含む。尾分子をアミンと反応させ尾分子を連結分
子に結合し、その尾分子をもつ連結分子を固相支持体に
つなぐために固相支持体をその二級アルコールと反応さ
せ、それから第1のホスホロアミダイトヌクレオチドを
その一級アルコールと反応させ、連結分子と結合する。
In a preferred embodiment of the first aspect of the present invention, the functional groups on the linking molecule include primary alcohols, secondary alcohols and amines. Reacting the tail molecule with an amine to bind the tail molecule to the linking molecule and reacting the solid support with the secondary alcohol to attach the linking molecule having the tail molecule to the solid support; The roamidite nucleotide is reacted with the primary alcohol to bind the linking molecule.

(2S,4R)−4−ヒドロキシ−2−ヒドロキシメチル
ピロリジン(4−ヒドロキシ−2S−トランス)−2−ピ
ロリジンメタノールまたはトランス−4−ヒドロキシ−
L−プロリノールとも表示される)は連結分子として特
に好ましい。
(2S, 4R) -4-hydroxy-2-hydroxymethylpyrrolidine (4-hydroxy-2S-trans) -2-pyrrolidinemethanol or trans-4-hydroxy-
L-prolinol) is particularly preferred as a linking molecule.

尾分子はレポーター基、インターカレーティング基、
親油性基、および開裂基(切断基)を含め、数多くの注
目の分子の任意の一つとして選別される。親油性基とし
て適当なのはコレステロールである。レポーター基とし
て適当なのはビオチンおよびフルオロホアー、例えばア
クリジン、フルオレセイン、ローダミン、リッサミンロ
ーダミンB、マラカイトグリーン、エリスロマイシン、
テトラメチルローダミン、エオシン、ピレン、アンスラ
セン、4−ジメチルアミノナフタレン、2−ジメチルア
ミノナフタレン、7−ジメチルアミノ−4−メチルクマ
リン、7−ジメチルアミノクマリン、7−ヒドロキシ−
4−メチルクマリン、7−ヒドロキシクマリン、7−メ
トキシクマリン、7−アセトキシクマリン、7−ジエチ
ルアミノ−3−フェニル−4−メチルクマリン、イソル
ミノール、ベンゾフェノン、ダンシル、ダブシル、マン
シル、スルホホダミン、4−アセチルアミド−4'−スチ
ルベン−2,2'−ジスルホン酸ジナトリウム塩および4−
ベンツアミド−4'−スチルベン−2,2'−ジスルホン酸ジ
ナトリウム塩である。インターカレーティング基として
適当なのはアクリジン、エリプチシン、メチジウム、エ
チジウム、フェナン、フェナントロリン、スロリン、2
−ヒドロキシエタンチオレート−2,2'2"−ターピリジン
−プラチナム(II)およびキノキサリンであろう。ま
た、開裂基(cleaving group)として適当なのは、鉄
(Fe)を結合するためのEDTAリガンドまたはポルフィリ
ンリガンド、および銅(Cu)を結合するためのフェナン
スロリン(フェナントロリン)リガンドである。
The tail molecule is a reporter group, an intercalating group,
It is screened as any one of a number of molecules of interest, including lipophilic groups, and cleavage groups (cleaving groups). A suitable lipophilic group is cholesterol. Suitable as reporter groups are biotin and fluorophores such as acridine, fluorescein, rhodamine, lysamine rhodamine B, malachite green, erythromycin,
Tetramethylrhodamine, eosin, pyrene, anthracene, 4-dimethylaminonaphthalene, 2-dimethylaminonaphthalene, 7-dimethylamino-4-methylcoumarin, 7-dimethylaminocoumarin, 7-hydroxy-
4-methylcoumarin, 7-hydroxycoumarin, 7-methoxycoumarin, 7-acetoxycoumarin, 7-diethylamino-3-phenyl-4-methylcoumarin, isoluminol, benzophenone, dansyl, dabsyl, mansyl, sulfofamine, 4-acetylamide -4'-stilbene-2,2'-disulfonate disodium salt and 4-
Benzamide-4'-stilbene-2,2'-disulfonate disodium salt. Suitable as intercalating groups are acridine, ellipticine, methidium, ethidium, phenan, phenanthroline, throline,
-Hydroxyethanethiolate-2,2'2 "-terpyridine-platinum (II) and quinoxaline. Also suitable as cleavage groups are EDTA ligands or porphyrins for binding iron (Fe) Ligands and phenanthroline (phenanthroline) ligands for binding copper (Cu).

連結分子のアミンとの反応に関し、尾分子が固有の接
続基を含むように選択されるかまたは付加的な接続基
(connecting group)が適当な化学合成を経て尾分子に
取り付けられる。付加的な接続基を用いると、それは結
合したのちは、固有の接続基のように尾分子を連結分子
に連結するのにつかわれる。固有のまたは付加的な接続
基のいづれを使用するにしろ、連結分子と反応して尾分
子を当該連結分子に連結させるようなものが接続基であ
る。
For the reaction of the linking molecule with the amine, the tail molecule is selected to include a unique connecting group, or an additional connecting group is attached to the tail molecule via appropriate chemical synthesis. When an additional connecting group is used, it is used after linking to link the tail molecule to the connecting molecule like a unique connecting group. Regardless of whether intrinsic or additional connecting groups are used, connecting groups are those that react with the linking molecule to link the tail molecule to the linking molecule.

尾分子を一番目の官能基を介して連結分子に結合した
後であってその連結分子を固相支持体に結合する前に、
連結分子の三番目の官能基は選択的に保護される。その
保護された三番目の官能基をもつ連結分子が、それから
二番目の官能基を介して固相支持体に取り付けられる。
次いで三番目の官能基は脱保護され、第1のホスホロア
ミダイトヌクレオチドはその脱保護された官能基を介し
て連結分子に結合される。
After binding the tail molecule to the linking molecule via the first functional group and before linking the linking molecule to the solid support,
The third functional group of the linking molecule is selectively protected. The linking molecule with the protected third functional group is then attached to the solid support via the second functional group.
The third functional group is then deprotected and the first phosphoramidite nucleotide is attached to the linking molecule via the deprotected functional group.

本発明の第一態様の目的は3'−末端水酸基(ヒドロキ
シ基)を有するオリゴヌクレオチド誘導体でさらに達成
される。ホスフェートエステルは3'−末端水酸基上に位
置し、式 または mおよびm'は独立して11より小さい正の整数、nは0ま
たは1、Qは接続基、Rはレポーター基、インターカレ
ーティング基、親油性基および開裂基からなるグループ
から選ばれる)を有する。
The object of the first aspect of the present invention is further achieved by an oligonucleotide derivative having a 3'-terminal hydroxyl group (hydroxy group). The phosphate ester is located on the 3'-terminal hydroxyl group and has the formula Or m and m 'are each independently a positive integer smaller than 11, n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalating group, a lipophilic group and a cleavage group. Have.

この群のうち、特に好ましいのは構造式 の化合物である。Of this group, particularly preferred are structural formulas Is a compound of

特に好ましい3'−尾分子付オリゴヌクレオチドは、オ
リゴマーの3'末端に連結分子を介して結合したコレステ
ロールまたはアクリジンのいづれかをもつオリゴヌクレ
オチドを包含する。コレステロール基はカルバメート結
合を利用して連結分子に結合され、また、アクリジン
基、好ましくは9−エチルアクリジンまたは別の9−ア
ルキルアクリジンはアミド結合(実際には、9−エチル
アクリジンのエチル基を仮定する場合にはアルキルアミ
ン結合)を利用してオリゴヌクレオチドに結合される。
他の尾分子はウレア、チオウレアまたはスルホンアミド
結合を介して連結分子に結合される。
Particularly preferred 3'-tailed oligonucleotides include oligonucleotides having either cholesterol or acridine attached to the 3 'end of the oligomer via a linking molecule. The cholesterol group is attached to the linking molecule utilizing a carbamate bond, and the acridine group, preferably 9-ethylacridine or another 9-alkylacridine, is an amide bond (actually the ethyl group of 9-ethylacridine is assumed). (In this case, an alkylamine bond).
The other tail molecule is linked to the linking molecule via a urea, thiourea or sulfonamide bond.

尾分子を連結分子に結合する際には、接続基Qは好ま
しくはアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、ア
ルケニル、シクロアルキル、アリール、アリールオキ
シ、アラルキル、ヘテロ環状、ヘテロアリール、置換ア
リール、置換アラルキルから成る群から選ばれる。
In attaching the tail molecule to the linking molecule, the connecting group Q preferably comprises alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, aryloxy, aralkyl, heterocyclic, heteroaryl, substituted aryl, substituted aralkyl. Selected from the group.

さらに本発明の第一の態様の目的は、構造式 または mおよびm'は独立して11よりも小さい正の整数、nは0
または1、Qは接続基で、Rはレポーター基、インター
カレーティング(挿入)基、親油性基および開裂基から
なるグループから選ばれ、YはHまたはジメトキシトリ
チルおよびXは固相支持体である)の化合物を含むオリ
ゴヌクレオチド合成のための化合物と支持体で達成され
る。有用な支持体としては、長鎖アルキルアミンで誘導
され制御された細孔のガラス支持体が含まれる。
Further, an object of the first aspect of the present invention is that Or m and m 'are independently positive integers less than 11;
Or 1, Q is a connecting group, R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalating (inserting) group, a lipophilic group and a cleavage group, Y is H or dimethoxytrityl and X is a solid support A) a compound and a support for oligonucleotide synthesis comprising the compound. Useful supports include controlled pore glass supports derived from long chain alkylamines.

この群のうち、特に好ましいのは構造式 の化合物である。Of this group, particularly preferred are structural formulas Is a compound of

本発明の第一の態様の目的はさらに構造式 または、 mおよびm'は独立して、11より小さい正の整数、nは0
または1、Qは接続基で、Rはレポーター基、インター
カレーティング基、親油性基および開裂基からなるグル
ープから選ばれ、YはHまたはジメトキシトリチルであ
る)の化合物で達成される。
The purpose of the first aspect of the present invention is to further provide a structural formula Or m and m ′ are independently positive integers less than 11;
Or 1, Q is a connecting group, R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalating group, a lipophilic group and a cleavable group, and Y is H or dimethoxytrityl).

この群のうち、特に好ましいものは構造式 の化合物である。Particularly preferred of this group are structural formulas Is a compound of

上記の各構造式で、mおよびm'は11よりも小さい正の
整数、すなわち、各々独立してに1,2,3,4,5,6,7,8,9ま
たは10である。特に好ましいのは、mおよびm'が6また
はそれ以下、すなわち、独立して1,2,3,4,5または6で
ある化合物である。
In each of the above structural formulas, m and m ′ are positive integers smaller than 11, that is, each independently 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10. Particularly preferred are compounds wherein m and m 'are 6 or less, ie, independently 1,2,3,4,5 or 6.

こゝに特許請求した発明の別な態様は通常のカルボン
酸のテトラフルオロフェニル(TFP)の合成のための改
良された化合物および方法を提供することである。この
ような活性化エステル誘導体は有利には(1)アクリジ
ン−CPGの合成に使用され(これは、3'−尾分子付オリ
ゴヌクレオチドの合成にも使用することができる)、
(2)3'−アミン−尾分子付オリゴヌクレオチド合成後
の修飾に使用され、(3)内部アミン修飾オのリゴヌク
レオチドの修飾に使用することができる。
Another aspect of the claimed invention is to provide improved compounds and methods for the synthesis of the conventional carboxylic acid tetrafluorophenyl (TFP). Such activated ester derivatives are advantageously used for (1) the synthesis of acridine-CPG (which can also be used for the synthesis of 3′-tailed oligonucleotides),
(2) It can be used for modification after the synthesis of oligonucleotide having a 3'-amine-tail molecule, and (3) it can be used for modification of lignonucleotide of internal amine modification.

本発明の態様は、さらに、3'−尾分子付オリゴヌクレ
オチドの合成に有利に用いられるアミノヘキシル修飾・
固相支持体およびヘキサノール修飾・固相支持体を開示
する。
Embodiments of the present invention further include aminohexyl modified / advantageously used for the synthesis of 3'-tailed oligonucleotides.
Disclosed are a solid support and a hexanol-modified solid support.

(図面の簡単な説明) 図1は、アンチセンスODN39のマイクロシリジン注入
後のパラメシウメ(Paramecium)の遊泳挙動の時間的経
過を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows the time course of the swimming behavior of Paramecium after injecting antisense ODN39 with microsilidine.

図2は、アンチセンスODN39の生物学的効果−ランダ
ムまたはセンスODNを示す。
FIG. 2 shows the biological effects of antisense ODN39-random or sense ODN.

図3は、パラメシウムの遊泳挙動のアッセイにおける
アンチセンスODN39の投与応答曲線である。
FIG. 3 is a dose response curve of antisense ODN39 in an assay of the swimming behavior of paramesium.

(発明の詳細な説明) A.1.3'−尾分子付オリゴヌクレオチドの直接合成のため
の3'−尾分子を有する修飾固相支持体(方法A) 本発明者らは、連結分子を用いて、オリゴヌクレオチ
ドの3'末端に結合した低分子量尾分子をもつオリゴヌク
レオチドが合成できることを見出した。連結分子は三個
の化学的に明確に異なる官能基をもつように運ばれる。
このような連結分子を用いると、低分子量の尾分子がま
ず始めに連結分子に結合される。その低分子量尾分子を
もつ連結分子は次いで固相支持体に結合または固定され
る。それからオリゴヌクレオチドが合成される。合成の
間、オリゴヌクレオチドは連結分子に固定され、その連
結分子が次いで固相支持体系に固定される。オリゴヌク
レオチドは、手作業またはDNA合成機のいづれにして
も、標準的なホスホルアミダイト化学を駆使して合成さ
れる。オリゴヌクレオチドの合成が完成すると、連結分
子およびそれに結合した低分子量尾分子を有する合成オ
リゴヌクレオチドが、固相支持体から切り離される。こ
れは、オリゴヌクレオチドを固相系から遊離させる。オ
リゴヌクレオチドは連結分子を介して3'末端に結合した
低分子量尾分子をもつに至る。
Detailed description of the invention A.1.3 Modified solid support with 3'-tail molecule for direct synthesis of oligonucleotides with a tail-molecule (Method A) It has been found that an oligonucleotide having a low molecular weight tail molecule bonded to the 3 'end of the oligonucleotide can be synthesized. The linking molecule is carried to have three chemically distinct functional groups.
With such a linking molecule, a low molecular weight tail molecule is first attached to the linking molecule. The linking molecule with the low molecular weight tail molecule is then bound or immobilized on a solid support. The oligonucleotide is then synthesized. During synthesis, the oligonucleotide is fixed to a linking molecule, which is then fixed to a solid support system. Oligonucleotides are synthesized using standard phosphoramidite chemistry, either manually or on a DNA synthesizer. Upon completion of the synthesis of the oligonucleotide, the synthetic oligonucleotide having the linking molecule and the low molecular weight tail molecule attached thereto is cleaved from the solid support. This releases the oligonucleotide from the solid phase system. Oligonucleotides lead to having a low molecular weight tail molecule attached to the 3 'end via a linking molecule.

上記の製造工程を用いれば、3'末端に結合した低分子
量尾分子をもつオリゴヌクレオチドは、単一の精製工程
に付す必要があるにすぎない。こうして、従来の技術に
比べて、3'末端に結合した当該分子をもつオリゴヌクレ
オチドは容易に、しかも迅速に製造される。
Using the above manufacturing steps, oligonucleotides with low molecular weight tail molecules attached to the 3 'end need only be subjected to a single purification step. Thus, an oligonucleotide having the molecule bound to the 3 'end can be easily and rapidly produced, as compared with the prior art.

そこに結合した好適な低分子量をもつ連結分子は、オ
リゴヌクレオチド合成とは無関係に合成される。結合し
た当該尾分子をもつ連結分子が、その連結分子の一番目
の官能基と尾分子を反応させることによって一旦製造さ
れると、その連結分子と尾分子の組合せ体は、各々に3'
末端に結合した低分子量分子をもつ多数の異なるオリゴ
ヌクレオチドの製造のために、DNA合成機に用いるのに
ふさわしい試薬として見なすことができる。これは、所
望により連結分子と尾分子の組合せ体の多量の合成およ
び保存を可能にさせる。さらに、連結分子の種々の他の
尾分子との別な組合せ体も同じように作られる。これら
は、DNA合成機を用いるオリゴヌクレオチド合成の非有
機化学者らによって使用することができる。このよう
に、合成有機化学の学科に熟練していない人でも、3'末
端に結合した選択低分子量尾分子をもつヌクレオチドの
合成のために、かゝる自動DNA合成機における最初の試
薬としてその連結分子−尾分子の組合せの一部を容易に
つかうことができる。
The linking molecule with a suitable low molecular weight attached thereto is synthesized independently of oligonucleotide synthesis. Once the linking molecule with the attached tail molecule is made by reacting the tail molecule with the first functional group of the linking molecule, the combination of linking molecule and tail molecule is each 3 '
Due to the production of a number of different oligonucleotides with low molecular weight molecules attached to their ends, they can be regarded as suitable reagents for use in DNA synthesizers. This allows for the synthesis and storage of large quantities of combinations of linking molecules and tail molecules, if desired. In addition, other combinations of linking molecules with various other tail molecules are made in a similar manner. These can be used by non-organic chemists of oligonucleotide synthesis using a DNA synthesizer. Thus, even those who are unskilled in the synthetic organic chemistry department, as the first reagent in such an automatic DNA synthesizer for the synthesis of nucleotides with a selected low molecular weight tail molecule attached to the 3 'end. Some of the linking molecule-tail molecule combinations can be readily used.

さらに、多くのヌクレオチドについて共通の配列をも
ちかつオリゴヌクレオチドの残部については異なる配列
を有するが問題となる同じ3'−尾分子を連結分子を有す
るような多くのオリゴヌクレオチドは、単に、部分的に
生成した“共通の”オリゴヌクレオチドを有する固体支
持体を分割しこれを連結分子および関心のある尾分子と
結合させることによって製造することができる。オリゴ
ヌクレオチドの異なる部分の合成は、オリゴヌクレオチ
ドの共通部分をもつ固相支持体の個々の部分をDNA合成
機に充填することで遂行され、ヌクレオチドの所望の配
列を完成することができる。
In addition, many oligonucleotides that have a common sequence for many nucleotides and have different sequences for the remainder of the oligonucleotide but have the same 3'-tail molecule in question as the linking molecule are simply partially It can be produced by resolving the resulting solid support with the "common" oligonucleotide and linking it to the linking molecule and the tail molecule of interest. The synthesis of the different parts of the oligonucleotide is accomplished by loading the individual parts of the solid support with the common part of the oligonucleotide into a DNA synthesizer to complete the desired sequence of nucleotides.

化合物(2S,4R)−4−ヒドロキシ−2−ヒドロキシ
メチルピロリジン、工程Iの化合物2、(4−ヒドロキ
シ−(2S−トランス)−2−ピロリジンメタノールまた
はトランス−4−ヒドロキシ−L−プロリノールとも同
一)はオリゴヌクレオチドの3'末端に関心の分子を結合
するのに特に有用な連結分子として役立つ。この化合物
は容易に市販のN−CBZ−L−ヒドロキシプロリン(sig
ma chemical Co.)から製造される。スタンフィールド
ら[stanfield et.al.(J.Org.chem.46,4799(1981))
によって記述されたと同様の方法を利用するN−CBZ−
L−ヒドロキシプロリンの還元は、ボラン−テトラヒド
ロフランコンプレックス(Aldrich chemical Co.)を用
いて達成される。この還元は光学純度を保持しつゝ進行
し、化合物1が得られる。化合物1のCBZ保護基は水素
気流の下でパラジウム−炭素還元を用いて容易に除去さ
れる。この反応は円滑に進行し、化合物2の定量的収量
を与える。
Compound (2S, 4R) -4-hydroxy-2-hydroxymethylpyrrolidine, compound 2 of Step I, (4-hydroxy- (2S-trans) -2-pyrrolidinemethanol or trans-4-hydroxy-L-prolinol The same) serves as a particularly useful linking molecule to attach the molecule of interest to the 3 'end of the oligonucleotide. This compound is readily available from commercially available N-CBZ-L-hydroxyproline (sig
ma chemical Co.). Stanfield et al. [Stanfield et.al. (J. Org. Chem. 46 , 4799 (1981))
N-CBZ- using a method similar to that described by
Reduction of L-hydroxyproline is achieved using borane-tetrahydrofuran complex (Aldrich chemical Co.). This reduction proceeds while maintaining the optical purity, and compound 1 is obtained. The CBZ protecting group of compound 1 is easily removed using palladium-carbon reduction under a stream of hydrogen. This reaction proceeds smoothly and gives a quantitative yield of compound 2.

化合物2は、オリゴヌクレオチドが合成される基礎物
質として利用される一級水酸基を含む。さらに、化合物
2は固相支持体に結合するのに利用される二級アルコー
ル基と関心の尾分子を結合するのに利用される二級アミ
ンを含む。オリゴヌクレオチドの合成が完成すると、関
心の尾分子は連結分子を介してオリゴヌクレオチドに結
合したまゝで残る。連結分子を介し結合した関心の分子
を含む完成オリゴヌクレオチドを固相支持体から切断の
のち、連結分子の二級水酸基は、本質的に空間的に強固
に保持され、連結分子を第1ヌクレオチドに結合させる
ホスフェート結合の付近から離れる。これは、連結分子
とオリゴヌクレオチドの3'末端ホスホネート基の間の結
合の増大した安定性をもたらす。
Compound 2 contains a primary hydroxyl group that is utilized as the base material from which oligonucleotides are synthesized. In addition, compound 2 contains a secondary alcohol group used to attach the solid support and a secondary amine used to attach the tail molecule of interest. Upon completion of oligonucleotide synthesis, the tail molecule of interest remains bound to the oligonucleotide via the linking molecule. After cleavage of the completed oligonucleotide containing the molecule of interest linked via the linking molecule from the solid support, the secondary hydroxyl groups of the linking molecule are essentially spatially retained and the linking molecule becomes the first nucleotide. Move away from near the phosphate bond to be bound. This results in increased stability of the linkage between the linking molecule and the 3 'terminal phosphonate group of the oligonucleotide.

さらに、化合物2は単一の光学異性体であって種々の
立体異性体の混合物ではないから、オリゴヌクレオチド
の3'末端と連結分子の間の結合はまた単一の異性体を生
じ、物理的性質に影響するような立体異性体の混合物を
生じない。これは、インターカレーティング基または他
の反応性基をオリゴヌクレオチドの3'末端に結合する際
に特に重要である。なぜなら、インターカレーティング
剤の、二本鎖ヌクレオチドおよび相補的DNA部分との最
適な結合には、立体形態に関する正確で重要な必須条件
があるためである。
Furthermore, since compound 2 is a single optical isomer and not a mixture of various stereoisomers, the bond between the 3 'end of the oligonucleotide and the linking molecule also gives rise to a single isomer, Does not produce a mixture of stereoisomers that affects properties. This is particularly important when attaching an intercalating group or other reactive group to the 3 'end of the oligonucleotide. This is because the optimal binding of the intercalating agent to double-stranded nucleotides and complementary DNA moieties has precise and important prerequisites for steric morphology.

他の連結分子は構造式 の化合物(式中、mおよびm'は1〜10までの正の整数)
である。これらの連結分子はまた、構造中にアミノ基、
一級水酸基、二級水酸基の官能基も有する。このクラス
の二つの特に有用な連結分子は3−アミノ−1,2−プロ
パンジオールおよび4−アミノ−1,3−ブタンジオール
(13)(工程III参照)である。
Other linking molecules are structural formulas (Wherein m and m ′ are positive integers from 1 to 10)
It is. These linking molecules also have an amino group in the structure,
It also has a primary hydroxyl group and a secondary hydroxyl group. Two particularly useful linking molecules of this class are 3-amino-1,2-propanediol and 4-amino-1,3-butanediol (13) (see Step III).

関心の尾分子の連結分子への結合は、上述のオリゴヌ
クレオチド合成と完全に無関係に行われる。関心の低分
子量尾分子は有機化学技術や反応を駆使して連結分子に
結合される。連結分子の二級アミノ基は、関心の低分子
量尾分子を当該連結分子、例えば化合物2に、数多くの
適当な接続基または例えばアミド結合、カルバメート結
合、ウレア結合、チオウレア結合またはスルホンアミド
結合のような結合のいづれかを介して結合するのに利用
される。この開示があれば、連結分子、例えば化合物2
の二級アミンと関心の化合物が適当な接続基または連結
基との間における他の適切な反応もまた、当業者に示唆
されるであろう。
The attachment of the tail molecule of interest to the linking molecule takes place completely independently of the oligonucleotide synthesis described above. The low molecular weight tail molecule of interest is attached to the linking molecule using organic chemistry techniques and reactions. The secondary amino group of the linking molecule can link the low molecular weight tail molecule of interest to the linking molecule, eg, compound 2, with a number of suitable connecting groups or, for example, an amide, carbamate, urea, thiourea, or sulfonamide linkage. It is used to join through any of the various joins. Given this disclosure, a linking molecule such as compound 2
Other suitable reactions between the secondary amine and the compound of interest with a suitable connecting or linking group will also be suggested to those skilled in the art.

本明細書並びに添付の特許請求の範囲を明確にすべ
く、前記“連結分子”なる語と、尾分子をこの連結分子
に結合するのに用いられるような“連結基”なる語の間
における混同を避けるために、“接続基”(Connecting
group")なる語が用いて、接続する基または連結する
基を示す。これらの基に与えられた名前に無関係に、こ
れらの基は尾分子を連結分子に連結、接続または結合す
る。
For purposes of clarity herein and in the appended claims, confusion between the term "linking molecule" and the term "linking group" as used to attach a tail molecule to the linking molecule In order to avoid
The term group ") is used to indicate a connecting or linking group. Regardless of the name given to these groups, these groups link, connect, or attach the tail molecule to the linking molecule.

オリゴヌクレオチドの3'尾分子となる関心の分子が、
かくして連結分子に接続されると、その連結分子上の一
級水酸基は好適には、例えばジメトキシトリチル基のよ
うな基で保護される。これは、4−ジメチルアミノピリ
ジン(DMAP)の存在下にピリジン中ジメトキシトリチル
クロライド(DMTrcl)を用いて都合よく達成される。こ
れは、連結分子の一級アルコール基を選択的に保護す
る。次いで、連結分子の二級アルコールを無水コハク酸
を用いてコハク酸エステルに変換する。関心の低分子量
化合物を有する連結分子のコハク酸エステルは、アトキ
ンスら[Atkinson et.al.]のp−ニトロフェノール−D
CC従来法(前掲)または好ましくはPonら(前掲)の改
良DEC法のいずれかを用い、制御された細孔のガラス支
持体に連結される。DECは、DCCよりもより毒性が少ない
限り、水溶性であってコハク酸エステルをp−ニトロフ
ェノールで処理する必要性を排除する点で、それが現在
のところ好ましい方法である。
The molecule of interest to be the 3 'tail molecule of the oligonucleotide,
When thus connected to a linking molecule, the primary hydroxyl group on the linking molecule is preferably protected with a group such as, for example, a dimethoxytrityl group. This is conveniently achieved using dimethoxytrityl chloride (DMTrcl) in pyridine in the presence of 4-dimethylaminopyridine (DMAP). This selectively protects the primary alcohol group of the linking molecule. The secondary alcohol of the linking molecule is then converted to a succinic ester using succinic anhydride. The succinate of the linking molecule having the low molecular weight compound of interest is p-nitrophenol-D from Atkinson et al.
It is coupled to a controlled pore glass support using either the CC conventional method (supra) or preferably the modified DEC method of Pon et al. (Supra). DEC is currently the preferred method, as long as it is less toxic than DCC, because it is water soluble and eliminates the need to treat succinate with p-nitrophenol.

ジメトキシトリチル基で保護した、関心の結合低分子
量化合物を有する連結分子は、次いで結合・長鎖状アル
キルアミン基をもつ規制された細孔のガラス支持体に標
準の方法で連結または固定される。長鎖状アルキルアミ
ンで誘導化され規制された細孔のガラス支持体は入手可
能である[Pierce ChemicalまたはSigma Chemical]。
これらは、ポンら(上記)の方法を用いて、ジクロロ酢
酸で予め活性化し、次いでカップリング試薬としてDEC
を用い、関心の結合分子をもつジメトキシトリチル基で
保護した連結分子とピリジン中で反応させて、連結分子
を固相支持体に連結した後、支持体上の過剰の長鎖状の
アルキルアミノ基を無水酢酸でアセチル化することでキ
ャップする。
The linking molecule having the linked low molecular weight compound of interest, protected with a dimethoxytrityl group, is then linked or immobilized in a standard manner to a regulated pore glass support having linked, long chain alkylamine groups. Restricted pore glass supports derivatized with long-chain alkylamines are available [Pierce Chemical or Sigma Chemical].
These were previously activated with dichloroacetic acid using the method of Pont et al.
After reacting the linking molecule with the dimethoxytrityl group-protected linking molecule having the binding molecule of interest in pyridine to link the linking molecule to the solid support, the excess long-chain alkylamino group on the support is used. Is capped by acetylation with acetic anhydride.

ジメトキシトリチル基は、ジクロロエタン中3%ジク
ロロ酢酸で処理することによって連結分子の一級アルコ
ールから取り除かれる。連結分子を介し結合した低分子
量尾分子とともに脱保護された連結分子の一級水酸基を
もつ、得られた規制細孔ガラス支持体は、オリゴヌクレ
オチドの合成のために用意されるに至る。連結分子およ
び関心の分子を有する固相支持体をまた大量に製造し、
次いで多数のオリゴヌクレオチドの合成のために小分け
するかまたは後で使えるように保存することができる。
いずれにせよ、オリゴヌクレオチド合成は、標準の方法
で、例えばMilligen DNA合成機のようなDNA合成機でホ
ルホルアミド化学を用いて、連結分子の一級水酸基から
出発する。
The dimethoxytrityl group is removed from the primary alcohol of the linking molecule by treatment with 3% dichloroacetic acid in dichloroethane. The resulting regulated pore glass support, having the primary hydroxyl group of the deprotected linking molecule together with the low molecular weight tail molecule linked via the linking molecule, is ready for oligonucleotide synthesis. Producing also large amounts of solid supports with linking molecules and molecules of interest;
It can then be aliquoted for the synthesis of multiple oligonucleotides or stored for later use.
In any case, oligonucleotide synthesis starts from the primary hydroxyl group of the linking molecule using standard methods, for example using formamide chemistry on a DNA synthesizer, such as a Milligen DNA synthesizer.

一旦、オリゴヌクレオチドの合成が完成すると、その
オリゴヌクレオチドは、自動DNA合成機で合成したオリ
ゴヌクレオチドの標準的な方法で脱保護される。連結分
子を介して3'末端に結合した低分子量尾分子をもったオ
リゴヌクレオチドは、次いで常法にて室温で濃縮アンモ
ニアを用いる自動DNA合成の標準方法により固相支持体
から切り離される。
Once the synthesis of the oligonucleotide is complete, the oligonucleotide is deprotected using standard methods for oligonucleotides synthesized on an automated DNA synthesizer. Oligonucleotides with a low molecular weight tail molecule attached to the 3 'end via a linking molecule are then cleaved from the solid support by standard methods of automated DNA synthesis using concentrated ammonia at room temperature in a conventional manner.

連結分子を介して3'末端に結合した低分子量尾分子を
有するオリゴヌクレオチドを精製するには、一回のみの
精製で足りる。これは、逆相高速液体(HPLC)クロマト
グラフィーを用いて都合よく行うことができる。オリゴ
ヌクレオチドの3'末端に結合されるべき低分子量尾分子
は生物学的関心のある多くの分子の一つとすることがで
きる。この群に包含されたものはレポーター基、インタ
ーカレーティング(挿入)基、親油性基および開裂基と
することができる。親油性基につき、現在、特に好まし
いのはコレステロールである。現在のところレポーター
基についで特に好ましいのはビオチンおよびプルオロホ
アーズ、例えばアクリジン、フルオレセイン、ローダミ
ン、リサミンローダミンB、マラカイトグリーン、エリ
スロシン、テトラメチルローダミン、エオシン、ピレ
ン、アントラセン、4−ジメチルアミノナフタレン、2
−ジメチルアミノナフタレン、7−ジメチルアミノ−4
−メチルクマリン、7−ジメチルアミノクマリン、7−
ヒドロキシ−4−メチルクマリン、7−ヒドロキシクマ
リン、7−メトキシクマリン、7−アセトキシクマリ
ン、7−ジエチルアミノ−3−フェニル−4−メチルク
マリン、イソルミノール、ベンゾフェノン、ダンシル、
ダブシル、マンシル、スルホ・ローダミン、4−アセト
アミド−4'−スチルベン−2,2'−ジスルホン酸ジナトリ
ウム塩、4−ベンツアミド−4'−スチルベン−2,2'−ジ
スルホン酸ジナトリウム塩である。インターカレーティ
ング基に対して現在とくに好ましいのはアクリジン、エ
リプチシン、メチジウム、エチジウム、フェナントロリ
ン、2−ヒドロキシエタンチオレート−2,2',2"−ター
ピリジン−プラチナム(II)およびキノキサリンであ
る。現在、開裂基につき、特に好ましいのは鉄を結合す
るためのEDTAリガンドまたはポルフィリンリガンドおよ
び銅を結合するためのフェナンスロリンリガンドであ
る。
To purify an oligonucleotide having a low molecular weight tail molecule attached to the 3 'end via a linking molecule, only one purification is required. This can be conveniently performed using reverse phase high performance liquid (HPLC) chromatography. The low molecular weight tail molecule to be attached to the 3 'end of the oligonucleotide can be one of many molecules of biological interest. Included in this group can be reporter groups, intercalating (insertion) groups, lipophilic groups and cleavage groups. Of the lipophilic groups, currently particularly preferred is cholesterol. Particularly preferred at present for reporter groups are biotin and fluorophores, such as acridine, fluorescein, rhodamine, lisamine rhodamine B, malachite green, erythrosine, tetramethylrhodamine, eosin, pyrene, anthracene, 4-dimethylaminonaphthalene,
-Dimethylaminonaphthalene, 7-dimethylamino-4
-Methylcoumarin, 7-dimethylaminocoumarin, 7-
Hydroxy-4-methylcoumarin, 7-hydroxycoumarin, 7-methoxycoumarin, 7-acetoxycoumarin, 7-diethylamino-3-phenyl-4-methylcoumarin, isoluminol, benzophenone, dansyl,
Dabsyl, mansyl, sulfo-rhodamine, 4-acetamido-4'-stilbene-2,2'-disulfonate disodium salt, 4-benzamide-4'-stilbene-2,2'-disulfonate disodium salt . Particularly preferred for intercalating groups are acridine, ellipticine, methidium, ethidium, phenanthroline, 2-hydroxyethanethiolate-2,2 ', 2 "-terpyridine-platinum (II) and quinoxaline. Of the cleavage groups, particularly preferred are EDTA or porphyrin ligands for binding iron and phenanthroline ligands for binding copper.

尾分子を連結分子のアミノ基に結合させるための固有
の接続基を含まない当該尾分子については、当該尾分子
を適当な試薬と反応させ、連結分子のアミン置換基と反
応可能な付加的接続基を結合させる。したがって、尾分
子が連結分子のアミンと反応可能な固有の接続基を有す
るか否か、または、付加的な接続基が結合して連結分子
のアミノ基と反応ねばならぬか否かにかかわりなく、尾
分子を連結分子のアミン基と反応させて当該尾分子を連
結分子に結合させる。
For those tail molecules that do not contain a unique connecting group for attaching the tail molecule to the amino group of the linking molecule, the tail molecule can be reacted with a suitable reagent to provide an additional connection capable of reacting with the amine substituent of the linking molecule. Attach groups. Thus, regardless of whether the tail molecule has a unique connecting group capable of reacting with the amine of the linking molecule, or whether an additional connecting group must bind and react with the amino group of the linking molecule, The tail molecule is reacted with the amine group of the linking molecule to bind the tail molecule to the linking molecule.

以下の式: または を介して尾分子Rを結合で示される連結分子を介して尾
分子Rを結合させるには、Zは以下の群から選ばれる。
The following formula: Or Z is selected from the following group in order to bind the tail molecule R via the linking molecule represented by the bond.

式中、mおよびm'は独立して11よりも小さい正の整数
として選択され、nは0または1として選択され、Qは
接続基である。尾分子Rはレポーター基、インターカレ
ーティング基、親油性基および開裂基からなるグループ
から選別され、YはHまたはジメトキシトリチルであ
る。
Wherein m and m ′ are independently selected as positive integers less than 11, n is selected as 0 or 1, and Q is a connecting group. The tail molecule R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalating group, a lipophilic group and a cleavage group, and Y is H or dimethoxytrityl.

例として、コレステロールクロロホーメートを連結分
子と反応させて、カルバメート接続基を介して連結分子
に当該コレステロール基を結合する。さらに例として、
9−アクリジンプロピオン酸を連結分子と反応させると
アミド結合を介して9−エチルアクリジンの結合した連
結分子を生ずる(工程II参照)。
As an example, cholesterol chloroformate is reacted with a linking molecule to attach the cholesterol group to the linking molecule via a carbamate connecting group. As a further example,
Reacting 9-acridinepropionic acid with the linking molecule produces a linking molecule with 9-ethylacridine linked via an amide bond (see Step II).

上に述べたコレステロールクロロホルメートが尾分子
の前駆体として用いられるなら、nは0、従ってQはな
く、Zは である。上述の9−アクリジンプロピオン酸が尾分子の
前駆体として用いられるなら、nは1、従ってQは存在
し、アルキル残基、すなわち、エチルである(工程I
I)。この例ではZは である。
If cholesterol chloroformate as described above is used as a precursor of the tail molecule, n is 0, and thus there is no Q, and Z is It is. If 9-acridinepropionic acid as described above is used as a precursor of the tail molecule, n is 1, so Q is present and is an alkyl residue, ie, ethyl (step I).
I). In this example, Z is It is.

nが1でQが存在するとき、アルキル、アルコキシ、
アルコキシアルキル、アルケニル、シクロアルキル、ア
リール、アリールオキシ、アラルキル、ヘテロ環状、ヘ
テロアリール、置換アリールおよび置換アラルキル基が
接続基Qとして用いるのに適当である。
When n is 1 and Q is present, alkyl, alkoxy,
Alkoxyalkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, aryloxy, aralkyl, heterocyclic, heteroaryl, substituted aryl and substituted aralkyl groups are suitable for use as connecting group Q.

Zが構造式 のカルバメートである場合の上式の化合物の製造に対す
る前駆体分子として有用なのはクロロホルメートであ
る。Zが構造式 のウレアである場合の上式の化合物の製造に対する前駆
体分子として有用なのはイソシアネートである。Zが構
造式 のチオウレアの場合の上式の化合物の製造に対しては、
イソチオシアネートは前駆体分子として有用である。ま
た、Zが構造式 のスルホンアミドである場合の上式の化合物の製造に対
しては、スルホニルハライドが前駆体分子として有用で
ある。
Z is a structural formula Useful as precursor molecules for the preparation of compounds of the above formula when they are carbamates of is chloroformate. Z is a structural formula Useful as precursor molecules for the preparation of compounds of the above formula when they are ureas are isocyanates. Z is a structural formula For the preparation of compounds of the above formula in the case of thiourea of
Isothiocyanates are useful as precursor molecules. Z is a structural formula Sulfonyl halides are useful as precursor molecules for the preparation of compounds of the above formula where are sulfonamides of the formula

種々のスルホニルハライド系前駆体尾分子がMolecula
r Probes,Inc.,Eugene,Oregonから入手可能である。こ
のようなスルホニルハライドは芳香族スルホニルハライ
ドであって、ここに、スルホニルハライド部分は例え
ば、ローダミン、ナフタレン、ピレンまたはアントラセ
ン環のような関心の尾分子の環の一つに固有の接続基
(部分)として存在する。このような例では上式でnは
0で、従って接続基Qはない。一般に、ハライドイオン
は塩素またはフッ素であるが、臭素およびヨウ素も有用
であろう。
Various Sulfonyl Halide Precursor Tail Molecules
Available from r Probes, Inc., Eugene, Oregon. Such sulphonyl halides are aromatic sulphonyl halides, wherein the sulphonyl halide moiety is, for example, a connecting group (moiety) specific to one of the rings of the tail molecule of interest, such as a rhodamine, naphthalene, pyrene or anthracene ring. ). In such an example, n is 0 in the above formula, so there is no connecting group Q. Generally, the halide ion is chlorine or fluorine, but bromine and iodine may also be useful.

有用なスルホニルハライドはスルホローダミン(“Je
xas Red"の商品名で、Molecular Probes,Inc.により売
られている)を含む。さらに、有用なのはリサミンロー
ダミンBスルホニルクロライド、リサミンローダミンB
スルホニルフルオライド、5−ジメチルアミノナフタレ
ン−1−スルホニルクロライド(ダンシルクロライ
ド)、2−ジメチルアミノナフタレン−5−スルホニル
クロライド、2−ジメチルアミノナフタレン−6−スル
ホニルクロライド、6−(N−メチルアニリノ)−ナフ
タレン−2−スルホニルクロライド(マンシルクロライ
ド)、1−ピレンスルホニルクロライド、2−アンスラ
センスルホニルクロライド、5−ジメチルアミノナフタ
レン−1−スルホニルフルオライド(ダンシルフルオラ
イド)、および4−ジメチルアミノ−アゾベンゼン−4'
−スルホニルクロライド(ダブシルクロライド)であろ
う。
Useful sulfonyl halides are sulforhodamine (“Je
xas Red "sold by Molecular Probes, Inc.). Also useful are lisamine rhodamine B sulfonyl chloride, lisamine rhodamine B
Sulfonyl fluoride, 5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl chloride (dansyl chloride), 2-dimethylaminonaphthalene-5-sulfonyl chloride, 2-dimethylaminonaphthalene-6-sulfonyl chloride, 6- (N-methylanilino) -naphthalene -2-sulfonyl chloride (mansyl chloride), 1-pyrenesulfonyl chloride, 2-anthracene sulfonyl chloride, 5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl fluoride (dansyl fluoride), and 4-dimethylamino-azobenzene-4 '
-Would be sulfonyl chloride (Dabsil chloride).

種々のイソチオシアネート系前駆体尾分子は尾分子と
連結分子の間のチオウレア結合をつくるのに有用であ
る。上記のスルホニルハライドと同じ様に、一般にイソ
チオシアネートは尾分子の芳香環上に固有の接続基とし
て存在し、ここに、上式ではnは0で、従ってQは存在
しない。このようなイソチオシアネートもまたMolecula
r Probes,Inc.から入手可能である。
Various isothiocyanate-based precursor tail molecules are useful for creating thiourea bonds between the tail molecule and the linking molecule. As with the sulfonyl halides described above, the isothiocyanate is generally present as a unique connecting group on the aromatic ring of the tail molecule, where n is 0 and therefore Q is absent. Such isothiocyanates are also known as Molecula
Available from r Probes, Inc.

連結分子と反応させるに適当なイソチオシアネートは
フルオレセイン−5−イソチオシアネート、フルオレセ
イン−6−イソチオシアネート、テトラメチルローダミ
ン−5−(および−6−)−イソチオシアネート、ロー
ダミンXイソチオシアネート、マラカイトグリーンイソ
チオシアネート、エオシン−5−イソチオシアネート、
エリスロシン−5−イソチオシアネート、7−ジエチル
アミノ−3−(4'−イソチオシアネートフェニル)−4
−メチルクマリン、p−(5−ジメチルアミノナフタレ
ン−1−スルホニル)アミノフェニルイソチオシアネー
ト、N−(4−(6−ジメチルアミノ−2−ベンゾフラ
ニル)フェニルイソチオシアネート塩酸塩、1−ピレン
イソチオシアネート、2−アンスラセンイソチオシアネ
ート、4−ジメチルアミノナフチル−1−イソチオシア
ネート、9−アクリジンイソチオシアネート、4−イソ
ルミノールイソチオシアネート、4−ジメチルアミノフ
ェニルアゾフェニル−4'−イソチオシアネート、ベンゾ
フェノン−4−イソチオシアネート、4,4'−ジイソチオ
シアネートスチルベン−2,2'−ジスルホン酸ジナトリウ
ム塩、4,4'−ジイソチオシアネートジヒドロスチルベン
−2,2'−ジスルホン酸ジナトリウム塩、4−アセチルア
ミド−4'−イソチオシアネートスチルベン−2,2'−ジス
ルホン酸ジナトリウム塩、および4−ベンツアミド−4'
−イソチオシアネートスチルベン−2,2'−ジスルホン酸
ジナトリウム塩を含む。
Suitable isothiocyanates to react with the linking molecule are fluorescein-5-isothiocyanate, fluorescein-6-isothiocyanate, tetramethylrhodamine-5- (and -6) -isothiocyanate, rhodamine X isothiocyanate, malachite green isothiocyanate , Eosin-5-isothiocyanate,
Erythrosine-5-isothiocyanate, 7-diethylamino-3- (4'-isothiocyanatephenyl) -4
-Methylcoumarin, p- (5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl) aminophenylisothiocyanate, N- (4- (6-dimethylamino-2-benzofuranyl) phenylisothiocyanate hydrochloride, 1-pyreneisothiocyanate, -Anthracene isothiocyanate, 4-dimethylaminonaphthyl-1-isothiocyanate, 9-acridine isothiocyanate, 4-isoluminol isothiocyanate, 4-dimethylaminophenylazophenyl-4'-isothiocyanate, benzophenone-4-isothiocyanate 4,4′-diisothiocyanate stilbene-2,2′-disulfonate disodium salt, 4,4′-diisothiocyanate dihydrostilbene-2,2′-disulfonate disodium salt, 4-acetylamide-4 '-Isothiocyan Tosuchiruben 2,2'-disulfonic acid disodium salt, and 4-Benz amides 4 '
-Isothiocyanate stilbene-2,2'-disulfonate disodium salt.

nが1で、従って接続基Qが存在する場合の例を含
め、尾分子の他の有用な前駆体分子はテトラフルオロフ
ェニル(TFP)エステル、5−(および6−)カルボキ
シフルオレセインジアセテートスクシニミジルエステ
ル、7−ジメチルアミノクマリン−4−酢酸、7−アミ
ノ−4−メチルクマリン−3−酢酸、7−ジエチルアミ
ノクマリン−3−カルボン酸、7−ヒドロキシクマリン
−4−酢酸、7−ヒドロキシ−4−メチルクマリン−3
−酢酸、7−ヒドロキシ−クマリン−3−カルボン酸、
7−メトキシクマリン−3−カルボン酸、7−カルボキ
シメトキシ−4−メチルクマリン、7−アセトキシクマ
リン−3−カルボン酸、アクリドン−2−酢酸、アクリ
ドン−10−酢酸、9−アンスラセンプロピオン酸、1−
ピリンブタン酸(ピレン酪酸)およびN−(5−ジメチ
ルアミノナフタレン−1−スルホニル)グリシン(ダン
シルグリシン)を含む。
Other useful precursor molecules for the tail molecule, including those where n is 1 and therefore a connecting group Q is present, are tetrafluorophenyl (TFP) ester, 5- (and 6-) carboxyfluorescein diacetate succini Midyl ester, 7-dimethylaminocoumarin-4-acetic acid, 7-amino-4-methylcoumarin-3-acetic acid, 7-diethylaminocoumarin-3-carboxylic acid, 7-hydroxycoumarin-4-acetic acid, 7-hydroxy-4 -Methylcoumarin-3
Acetic acid, 7-hydroxy-coumarin-3-carboxylic acid,
7-methoxycoumarin-3-carboxylic acid, 7-carboxymethoxy-4-methylcoumarin, 7-acetoxycoumarin-3-carboxylic acid, acridone-2-acetic acid, acridone-10-acetic acid, 9-anthracenepropionic acid, 1 −
Includes pyrinbutanoic acid (pyrenebutyric acid) and N- (5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonyl) glycine (dansylglycine).

EDTA・Fe(II)はオリゴヌクレオチドと共に開裂基と
して用いられてきた。EDTA分子はウリジンヌクレオシド
の塩基に結合される。カルボキシル基を末端とした鎖が
ウラシル基から伸ばされ、それにEDTAが結合された。こ
の方法は、EDTA結合・ヌクレオシドが得られる一方、か
かるヌクレオシドを組み込んだオリゴヌクレオチドは、
EDTAが塩基上に存在するため、当該EDTA分子によって干
渉され、その結果オリゴマーと相補的なDNA鎖の間にお
ける1次的塩基結合が妨害されうる。本発明の連結分子
の使用によって、EDTA基は、ヌクレオチド塩基から離
れ、従って、DNAの相補的鎖での初めの塩基対のため
に、もっと干渉しない位置に、連結分子から延長され
る。
EDTA • Fe (II) has been used as a cleavage group with oligonucleotides. The EDTA molecule is bound to the base of the uridine nucleoside. A carboxyl terminated chain was extended from the uracil group to which EDTA was attached. This method provides EDTA-bound nucleosides, while oligonucleotides incorporating such nucleosides are:
Since EDTA is present on the base, it can be interfered by the EDTA molecule, thereby interrupting primary base binding between the oligomer and the complementary DNA strand. By use of the linking molecule of the present invention, the EDTA group is extended from the linking molecule away from the nucleotide bases and, therefore, to a less interferent position due to the first base pairing on the complementary strand of DNA.

連結分子を、例えばエチルイソシアネートアセテート
のようなアルキルイソシアネートと反応させ、次いでエ
チレンジアミンおよびEDTA−トリエチルエステル−N−
ヒドロキシスクシンイミドエステルで処理することはア
ミド結合を介して、連結分子にEDTA基を結合するのに役
立つことになろう。この場合に、付加的な接続基はEDTA
切断基の連結分子との結合を形成するために用いられ
る。切断反応の条件は、Dreyer(Proc.Natl.Acad.Sci.8
2,968〜972(1985))により示されているような方法
で、水溶液中、Fe(II)およびジチオスレイトールのよ
うな適当な酸化剤を添加することによって開始される。
The linking molecule is reacted with an alkyl isocyanate such as, for example, ethyl isocyanate acetate, and then ethylenediamine and EDTA-triethylester-N-
Treatment with the hydroxysuccinimide ester will serve to attach the EDTA group to the linking molecule via an amide bond. In this case, the additional connecting group is EDTA
Used to form a bond with the linking molecule of the cleavage group. The conditions for the cleavage reaction were Dreyer (Proc. Natl. Acad. Sci. 8
2, in such a way as indicated by 968 to 972 (1985)), in aqueous solution, is initiated by the addition of suitable oxidizing agents such as Fe (II) and dithiothreitol.

さらに、開裂基、フェナントロリン−Cu(I)錯体を
結合する際には、1,10−フェナントロリンが5または6
位でアミノ化される。次いで、このアミンがスクシニル
化される。得られた末端カルボキシレートは、例えばN
−ヒドロキシスクシンイミドエステルに変換することに
よって活性化され、連結分子のアミンとの反応または連
結分子に結合される付加的な接続基との反応に使用され
る。この試薬での切断は、Francoisら(Biochemistry 2
7,2272〜2276(1988))と同様の方法で硫酸銅とメルカ
プトプロピオン酸を添加することによって始められる。
Further, when the cleavage group, phenanthroline-Cu (I) complex, is bonded, 1,10-phenanthroline is added to 5 or 6
Aminated at the position. The amine is then succinylated. The resulting terminal carboxylate is, for example, N
-Activated by conversion to a hydroxysuccinimide ester and used for the reaction of the linking molecule with an amine or with an additional connecting group attached to the linking molecule. Cleavage with this reagent is described in Francois et al. (Biochemistry 2
7 is initiated by the addition of copper sulfate and mercaptopropionic acid in the same manner as 2272 to 2276 (1988)).

同様に、エリプチシンの二級アミノ置換基はピリジン
中、無水コハク酸で直接スクシニル化され、次いで、連
結分子への結合のためにテトラヒドロフラン(THF)中D
CC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)でN−ヒ
ドロキシスクシンイミドエステル(NHSエステル)に活
性化される。キノキサリンはスクシニル化および活性化
に先立って、ペリフエナントロリンと同様の方法で、そ
の環のアミノ化を必要とする。
Similarly, the secondary amino substituent of ellipticine is succinylated directly with succinic anhydride in pyridine, and then D in tetrahydrofuran (THF) for attachment to the linking molecule.
Activated to N-hydroxysuccinimide ester (NHS ester) with CC (1,3-dicyclohexylcarbodiimide). Quinoxaline requires amination of its ring prior to succinylation and activation, in a manner similar to periphenanthroline.

長鎖状のスペーサーを有するビチオンはスクシンイミ
ジルエステルとして、Molecular Probesからも市販され
ている。この製品、6−(6−ビオチノイルアミノ)ヘ
キサノイルアミノ)ヘキサン酸コハク酸イミドエステル
はまた、ビオチン−XX−コハク酸イミドエステルとも呼
ばれている。上記のフェナントロリンコハク酸イミドエ
ステルと同じ方法で、それは連結分子のアミノ基と反応
させ、ビオチン尾分子をその連結分子に結合する。
Bithion having a long-chain spacer is also commercially available from Molecular Probes as succinimidyl ester. This product, 6- (6-biotinoylamino) hexanoylamino) hexanoic succinimide ester, is also referred to as biotin-XX-succinimide ester. In the same manner as the phenanthroline succinimide ester described above, it reacts with the amino group of the linking molecule and attaches a biotin tail molecule to the linking molecule.

Dervanら(J.Am.Chem.Soc.100,1968(1978))と同様
の方法で、p−カルボキシメチジウムがそのカルボキシ
ル基を介して連結分子と結合するために製造することが
できる。同様に、エチジウムも製造される。
In a similar manner to Dervan et al. (J. Am. Chem. Soc. 100 , 1968 (1978)), p-carboxymethidium can be prepared for coupling to a linking molecule via its carboxyl group. Similarly, ethidium is produced.

A.2.アクリジンTFPエステルの合成とアクリジンCPGの改
良製造法 9−アクリジンアルカン酸を強くDNAに結合させ(S.T
ahenakaら、Anal.Sci.,481(1988))、種々の異なる
鎖長で製造できる。アクリジンで修飾したODNはDNAの二
本鎖の塩基対の間においてアクリジン分子が効率よく挿
入するための厳密な幾何学的必要条件をもつが、しか
し、これらの幾何学的条件は予測するのが難しい。従っ
て、容易に修正できる連結用の鎖長さをもつことが好ま
しい。加えて、種々の結合手の長さは結合強度に関し評
価される。オリゴヌクレオチド(ODN)のその相補的核
酸鎖に対する結合強度は容易に熱変性(Tm)研究により
決定される。
A.2. Synthesis of acridine TFP ester and improved production method of acridine CPG 9-Acridine alkanoic acid was strongly bound to DNA (ST
ahenaka et al., Anal. Sci. 4 , 481 (1988)), with a variety of different chain lengths. Acridine-modified ODNs have strict geometrical requirements for efficient insertion of the acridine molecule between DNA duplex base pairs, but these geometrical conditions are not predictable. difficult. Therefore, it is preferred to have a linking chain length that can be easily modified. In addition, the length of various bonds is evaluated with respect to bond strength. The strength of the binding of an oligonucleotide (ODN) to its complementary nucleic acid strand is readily determined by thermal denaturation (Tm) studies.

種々のアルキル鎖長をもったアクリジンアルカン酸
は、H.JenseおよびL.Howland(J.Am.Chem.Soc.48,1926
(1989))の変法を用いて、対応する脂肪族ジカルボン
酸をジフェニルアミンおよび塩化亜鉛と加熱することに
よって製造される。例えば、アジピン酸との縮合反応で
は5−(9−アクリジニル)ペンタン酸の45g(16%収
率)が得られた。アクリジン−CPGの製造のために用い
た二つのアルキル鎖長は、他の3'−アクリジン尾分子付
ODN(U.Asseineら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81,3297
(1984))に対する最適なTmを与えるべく前に報告され
た長さに近似するように選択した。
Acridine alkanoic acids with various alkyl chain lengths are described in H. Jense and L. Howland (J. Am. Chem. Soc. 48 , 1926
(1989)) by heating the corresponding aliphatic dicarboxylic acid with diphenylamine and zinc chloride. For example, a condensation reaction with adipic acid yielded 45 g (16% yield) of 5- (9-acridinyl) pentanoic acid. The two alkyl chain lengths used for the production of the acridine-CPG differ from the other 3'-acridine tail molecules.
ODN (U. Asseine et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81 , 3297
(1984)) was chosen to approximate the previously reported length to give an optimal Tm.

本発明のこの態様の一つの実施例はアクリジン−CPG
の合成に対する改良法を提供する。この改良法は前駆体
分子として、アクリジニルカルボン酸の活性エステル誘
導体を使用する。
One example of this aspect of the invention is acridine-CPG
An improved method for the synthesis of is provided. This improvement uses an active ester derivative of acridinyl carboxylic acid as a precursor molecule.

種々のアクリジニルカルボン酸活性エステルは、アク
リジン−CPG(10,23)にとっての潜在的前駆体と評価さ
れた。N−ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)エステル
およびp−ニトロフェニルエステルはカルボン酸をジシ
クロヘキシルカルボジイミド(DCC)で活性化し、次い
で、N−ヒドロキシコハク酸イミドまたはp−ニトロフ
ェノールと反応することによって製造された。しかしな
がら、これらの縮合反応は、出発のカルボン酸と副生成
物のジシクロヘキシルウレア(DCU)が双方とも、DCC活
性化に普通用いられる有機溶媒に不溶であるために、実
施が困難である。さらに、これらの反応は完結せず、所
望のエステルはその不安定性のためにシリカゲルカラム
クロマトグラフィーで容易に精製できなかった。対照的
に、TFP(テトラフルオロフェニル)エステルはトラン
ス−4−ヒドロキシ−L−プロリノール 2の求核性ア
ミノ基と好適に反応性で、しかも、フラシュクロマトグ
ラフィーにより精製できる程十分安定である。
Various acridinyl carboxylic acid active esters have been evaluated as potential precursors for acridine-CPG (10,23). N-hydroxysuccinimide (NHS) esters and p-nitrophenyl esters were prepared by activating a carboxylic acid with dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and then reacting with N-hydroxysuccinimide or p-nitrophenol. . However, these condensation reactions are difficult to carry out because both the starting carboxylic acid and the by-product dicyclohexylurea (DCU) are insoluble in organic solvents commonly used for DCC activation. Furthermore, these reactions were not completed and the desired ester could not be easily purified by silica gel column chromatography due to its instability. In contrast, TFP (tetrafluorophenyl) ester is suitably reactive with the nucleophilic amino group of trans-4-hydroxy-L-prolinol 2 and is sufficiently stable to allow purification by flash chromatography.

カルボン酸をTFPエステルに活性化するための代表的
な方法を説明する。TFPエステル19または20は初めカル
ボン酸を2−フルオロメチルピリジニウムトシレート
(FMPT)で活性化し、これにより、不安定な中間体を形
成し、次いで、この不安定中間体を2,3,5,6−テトラフ
ルオロフェノールと反応させて安定な生成物を形成する
ことによって製造される(工程IV,方法a参照)。この
反応では不溶性のDCUは生じないし、不溶性のアクリジ
ニルカルボン酸は反応が進行するにつれ可溶性となる。
得られた均一混合物は溶媒を取り除いてからフラッシュ
クロマトグラフィーにより精製された。FMPTは極性の非
プロトン性有機溶媒(エーテル、THF、DMFおよびアセト
ニトリルなど)に余り可溶性でないカルボン酸にとっ
て、特に好ましい活性化剤である。
A representative method for activating a carboxylic acid to a TFP ester will be described. TFP ester 19 or 20 initially activates the carboxylic acid with 2-fluoromethylpyridinium tosylate (FMPT), thereby forming an unstable intermediate, which is then converted to 2,3,5, It is prepared by reacting with 6-tetrafluorophenol to form a stable product (see Step IV, Method a). This reaction does not produce insoluble DCU, and the insoluble acridinyl carboxylic acid becomes soluble as the reaction proceeds.
The resulting homogeneous mixture was purified by flash chromatography after removing the solvent. FMPT is a particularly preferred activator for carboxylic acids that are less soluble in polar aprotic organic solvents (such as ether, THF, DMF and acetonitrile).

本発明は、またTFPエステルの製造のための改良試薬
を開示する。要約すれば、2,3,5,6−テトラフルオロフ
ェノールを無水トリフルオロ酢酸で処理するとTFPトリ
フルオロアセテート18を得る。この改良試薬18を、工程
IV,方法bに示したように、トリエチルアミンの存在下
カルボン酸と反応させるとTFPエステルを得る。例え
ば、9−アクリジニルプロパン酸を塩化メチレン中TFP
トリフルオロアセテート18およびトリエチルアミンで処
理すると所望のアクリジニルTFPエステル19を得る。
The present invention also discloses improved reagents for the production of TFP esters. In summary, treatment of 2,3,5,6-tetrafluorophenol with trifluoroacetic anhydride gives TFP trifluoroacetate 18. This improved reagent 18 is
Reaction with a carboxylic acid in the presence of triethylamine, as shown in IV, Method b, gives the TFP ester. For example, 9-acridinylpropanoic acid is converted to TFP in methylene chloride.
Treatment with trifluoroacetate 18 and triethylamine gives the desired acridinyl TFP ester 19.

さらに、他のカルボン酸もTFPトリフルオロアセテー
ト18との反応に適当である。この点で、代表的なカルボ
ン酸はN−CBZ−L−フェニルアラニルグリシン、プロ
トポルフィリンIX、3−アミノ−9−エチルカルバゾー
ルコハク酸イミドなどを含む。開示した試薬18およびそ
の使用方法の利点は、以下の利点を含む。(1)TFPト
リフルオロアセテートは容易に安価な出発原料から製造
される。(2)この合成法を用い、TFPエステルを製造
するために高価な縮合試薬は必要とされない。(3)ト
リフルオロアセテートが開示の反応の唯一の副産物であ
るから、TFPエステル生成物の精製が改善される。
In addition, other carboxylic acids are also suitable for reaction with TFP trifluoroacetate 18. In this regard, representative carboxylic acids include N-CBZ-L-phenylalanylglycine, protoporphyrin IX, 3-amino-9-ethylcarbazole succinimide, and the like. Advantages of the disclosed reagents 18 and methods of using them include the following. (1) TFP trifluoroacetate is easily produced from inexpensive starting materials. (2) No expensive condensation reagent is required to produce TFP esters using this synthesis method. (3) Improved purification of the TFP ester product because trifluoroacetate is the only by-product of the disclosed reaction.

特に、好ましい方法(実施例XXVIII、方法2)では、
アクリジン−CPG支持体(10および23)は、工程Vに示
したように、トランス−4−ヒドロキシ−L−プロリノ
ール2および適当なアクリジニルプロピオン酸またはペ
ンタン酸TFPエステル(19または20)から製造される。
精製したTFPエステル19または20をアミノジオール2と
反応させると重要な中間体のアミド生成物7または21の
定量的収量を得る。この方法(方法2)は、中間体のN
−メチルピリジニウムエステルを経てアクリジンカルボ
ン酸から直接ジオールアミド7を製造するときよりもよ
り再現性のある結果を得る(実施例IX、方法1、工程II
参照)。7または21の一級水酸基は標準条件でDMTrエー
テルとして選択的に保護され、8または22が良好な収率
で得られる。残る二級水酸基をスクシニル化し、得られ
たカルボン酸を長鎖アルキルアミンで制御の細孔ガラス
支持体(LCAA−CPG)に固定すると、所望のACr−CPG(1
0または23)を得る。これらのGPGのDMTr充填度は夫々1
8.5μmol/gおよび20.6μmol/gである。
In particular, in a preferred method (Example XXVIII, Method 2)
The acridine-CPG support (10 and 23) was prepared from trans-4-hydroxy-L-prolinol 2 and the appropriate acridinylpropionic or pentanoic acid TFP ester (19 or 20) as shown in Step V. Manufactured.
Reaction of the purified TFP ester 19 or 20 with aminodiol 2 gives a quantitative yield of the key intermediate amide product 7 or 21. This method (Method 2) involves the intermediate N
-Obtain more reproducible results than when preparing diol amide 7 directly from acridine carboxylic acid via methylpyridinium ester (Example IX, Method 1, Step II)
reference). The primary hydroxyl group of 7 or 21 is selectively protected as DMTr ether under standard conditions, giving 8 or 22 in good yield. The remaining secondary hydroxyl groups are succinylated and the resulting carboxylic acid is fixed to a controlled pore glass support (LCAA-CPG) with a long chain alkylamine to give the desired ACr-CPG (1
0 or 23). Each of these GPGs has a degree of DMTr of 1
8.5 μmol / g and 20.6 μmol / g.

B.アクリジンTFPエステルを用いる3'−アミン修飾のODN
のポスト合成修飾(方法B) 3'−尾分子付オリゴノヌクレオチドは、3'−尾分子を
共有結合した固相支持体から直接合成される(方法A、
A.1項およびA.2項参照)。別法として、3'−尾分子付OD
Nは、保護された求核性のアミノ基またはチオール基を
組み込んだ特別の固相支持体を用いて合成される。次い
で、脱保護されたODNの、適当な親電子試薬とのポスト
合成処理によって、コンジュゲート基をこのような3'−
尾分子付ODNに導入される。この特許請求する発明の態
様では、方法Bによるポスト合成修飾が有利に使われ、
方法Aに要求された合成条件では残存できない敏感な3'
−尾分子を導入する。さらに、方法Bの利点は、相当す
る出発原料に利用される多数の親電子性共役基に関係す
る。その上に、方法Bは少量の修飾ODNの製造に有利に
用いられる。
B. 3'-amine modified ODN using acridine TFP ester
Post-Synthetic Modification of (Method B) 3′-Tail Molecule Oligonucleotides are Synthesized Directly from Solid Supports Covalently Linked with 3′-Tail Molecules (Method A,
See paragraphs A.1 and A.2.) Alternatively, OD with 3'-tail molecule
N is synthesized using a special solid support that incorporates a protected nucleophilic amino or thiol group. The conjugate group is then post-synthesized with a suitable electrophile to remove the conjugated group to such a 3'-
Introduced into ODN with tail molecule. In this claimed aspect, post-synthetic modification according to Method B is advantageously used;
Sensitive 3 'that cannot remain under the synthesis conditions required for Method A
-Introduce a tail molecule. Further, the advantages of Method B relate to the large number of electrophilic conjugate groups utilized in the corresponding starting materials. In addition, method B is advantageously used for the production of small amounts of modified ODN.

本明細書に開示された3'−尾分子付ODN製造のための
二つの方法(方法Aおよび方法B)は、アクリジンTFP
エステル19および20の3'−アミン−尾分子付ODNとの反
応を検討することによって比較された。更に詳しくは、
B型肝炎の表面抗原蛋白質に対応するmRNAの開始コドン
領域に相補的は配列を有する3'−アミン−尾分子付11単
位のODNが製造された。改善した標的核酸結合性をもつ
このような3'−尾分子付ODNはアンチセンスオリゴヌク
レオチドとして有利に用いられよう。
Two methods (method A and method B) disclosed herein for the production of ODNs with a 3'-tail molecule include acridine TFP.
A comparison was made by studying the reaction of esters 19 and 20 with a 3'-amine-tailed ODN. More specifically,
11 units of ODN with a 3'-amine-tail molecule complementary to the initiation codon region of the mRNA corresponding to the hepatitis B surface antigen protein were produced. Such a 3'-tailed ODN with improved target nucleic acid binding would be advantageously used as an antisense oligonucleotide.

C.3'−アミン−尾分子付ODNの合成のための修飾支持体 本発明の態様は、さらに工程IVに示したように、3'−
アミン−尾分子付ODNの合成のための改良した固相支持
体を提供する。この点で特に好ましい支持体は、6−ア
ミノヘキサン−1−オールを用い製造されたアミノヘキ
シル修飾CPG(AH−CPG)である。
C. Modified Support for the Synthesis of 3'-Amine-tailed ODNs An embodiment of the present invention further comprises a 3'-amine
An improved solid support for the synthesis of amine-tailed ODNs is provided. A particularly preferred support in this regard is aminohexyl-modified CPG (AH-CPG) prepared using 6-aminohexan-1-ol.

現在は、ODNの3'−末端の修飾は市販の支持体(例え
ば、Clonrech Laboratories,Inc.,Palo Alto,CAによる
“アミン−ON−CPG")を用いて行われる。しかし、上記
のごとく、かかる支持体(前掲のNelsonらによって開示
された支持体に相当)は、PAGE分析によって少なくとも
二つの明確に異なる3'−尾分子付ODN生成物(約1:1)の
生成を含め、重大な付加的不利益をもつ。加えて、3'−
アミン尾分子の種々の活性エステルとの誘導化はたえず
低収量に終わり、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)
分析では、出発の3'−アミン−尾分子付ODNの50%以下
しか反応しないことを示す。
Currently, modification of the 3'-end of ODN is performed using commercially available supports (eg, "Amine-ON-CPG" by Clonrech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA). However, as noted above, such a support (corresponding to the support disclosed by Nelson et al., Supra) shows that at least two distinctly different 3'-tailed ODN products (about 1: 1) were obtained by PAGE analysis. Has significant additional disadvantages, including generation. In addition, 3'-
Derivatization of the amine tail molecule with various active esters always resulted in low yield, and HPLC (High Performance Liquid Chromatography)
Analysis shows that less than 50% of the starting 3'-amine-tailed ODN is reacted.

示唆された混合生成物は、 (1) 市販の固相支持体でODNの合成の間の第1ヌク
レオチドのホスフエート部分のO→Nへの移動 (2) ODN合成の間の尾分子のFMOC部分の脱保護およ
び無水酢酸による後続のキャッピングおよび/または (3) ODNの付随する損失を伴う、尾分子の一級の二
級水酸基の間の環状ホスフエートの形成の結果であろ
う。すべての場合に、得られる3'−尾分子付ODNは、そ
の後、活性エステルと反応せずに、PAGE分析によれば明
確に異なる種を形成しうる。
The suggested mixed products are: (1) the transfer of the phosphate moiety of the first nucleotide from O to N during the synthesis of ODN on a commercially available solid support; (2) the FMOC moiety of the tail molecule during ODN synthesis. Deprotection and subsequent capping with acetic anhydride and / or (3) formation of cyclic phosphate between the primary secondary hydroxyl groups of the tail molecule, with concomitant loss of ODN. In all cases, the resulting 3'-tailed ODN can subsequently form distinct species according to PAGE analysis without reacting with the active ester.

本明細書における修飾固相支持体は、ODNの3'末端の
修飾用の市販固相支持体に関係のあるこれらの欠点を克
服する。特許請求する修飾固相支持体によって得られる
ほかの有利な特徴は(1)CPG結合部位としても働く独
特なアミン保護基および(2)ジメトキシトリチル保護
した水酸基を含む。さらに、これらの修飾支持体は市販
のDNA合成機で用いられるすべての方法に適合できる。
The modified solid supports herein overcome these disadvantages associated with commercial solid supports for modification of the 3 'end of ODN. Other advantageous features provided by the claimed modified solid support include (1) a unique amine protecting group that also serves as a CPG binding site and (2) a dimethoxytrityl protected hydroxyl group. Furthermore, these modified supports can be adapted to all methods used in commercial DNA synthesizers.

3'−アミン−尾分子付ODNは好ましくはDNA合成機でCP
G支持体から取り除かれる。特許請求する支持体は、隣
接するジオールをもたないので、3'−アミン−尾分子付
ODNを支持体から水酸化アンモニウムで脱離することはO
DNの3'末端のアミノヘキシル基の保存に適合する。反対
に、アミン−ON−CPGは隣接ジオールを含むので、この
支持体から水酸化アンモニウムを用いてODNを脱離する
と、ODNからの尾分子の重大な損失をもたらす。
ODN with 3'-amine-tail molecule is preferably CP on a DNA synthesizer.
G Removed from support. The claimed support has no adjacent diol and therefore has a 3'-amine-tailed molecule.
Elimination of ODN from the support with ammonium hydroxide is equivalent to O
Compatible with the conservation of the aminohexyl group at the 3 'end of the DN. Conversely, because amine-ON-CPG contains vicinal diols, elimination of ODN from this support with ammonium hydroxide results in significant loss of tail molecules from ODN.

U.AsselineおよびN.T.Thuong(Trt.Lete.31,81〜84
(1990))はODNに3'−アミノヘキシル尾分子を導入す
るための固相支持体を報告した。この固相支持体に関係
する欠点は(1)支持体を作るための7工程の合成法
(本明細書に記載した4工程法を参照)、(2)報告の
方法によれば、非常に低い収量の固相支持体しか得られ
ないことを示唆するデータ分析、(3)この固相支持体
の3'−尾分子付ODNの理論的な収量を得ることを示唆す
るデータの欠如を含む。
U. Asseline and NTThuong (Trt. Lete. 31 , 81-84)
(1990)) reported a solid support for introducing a 3'-aminohexyl tail molecule into the ODN. Disadvantages associated with this solid support include: (1) a seven-step synthetic method for making the support (see the four-step method described herein); Data analysis suggesting that only low yields of solid support are obtained, including (3) lack of data suggesting that a theoretical yield of ODN with 3'-tail molecule of this solid support is obtained .

特許請求する固相支持体を作るために、好ましい6−
アミノヘキサン−1−オール試薬に加えて、他のアミノ
アルカノールは市販であり、本発明による修飾CPGの生
産に適している。種々のアルキル鎖長のアミノアルカノ
ールを6−アミノヘキサン−1−オールの代わりとする
ことによって色々な長さの3'−アミン尾分子を有するOD
Nが本明細書に開示した方法によって合成される。これ
に対し、種々の長さのアミノジオールは一般に市販され
ていないし、従って、ある範囲のアルキル鎖長を持つ固
相支持体はNelsonらの方法によって容易に生産すること
ができない。従って、種々の3'−アミン尾分子を有する
ODNはアミン−ON−CPGまたはその変法を用いても容易に
合成できない。さらに、他のスペーサー基(すなわち、
式中、Rがアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘ
テロアルキルまたはヘテロアリール)は、特許請求する
修飾固相支持体のアミノ基とDMTrで保護の水酸基の間に
挿入される。好ましい実施例では、Rは(CH2)nでn
は1〜10である。特に、好ましい実施例では、Rは(CH
2である。
To make the claimed solid support, the preferred 6-
In addition to the aminohexan-1-ol reagent, other aminoalkanols are commercially available and suitable for producing modified CPGs according to the present invention. ODs with 3'-amine tail molecules of various lengths by substituting aminoalkanols of various alkyl chain lengths for 6-aminohexan-1-ol
N is synthesized by the methods disclosed herein. In contrast, aminodiols of various lengths are generally not commercially available, and therefore solid supports with a range of alkyl chain lengths cannot be easily produced by the method of Nelson et al. Therefore, it has various 3'-amine tail molecules
ODN cannot be easily synthesized using amine-ON-CPG or a variant thereof. In addition, other spacer groups (ie,
Wherein R is alkyl, aryl, arylalkyl, heteroalkyl or heteroaryl) is inserted between the amino group of the claimed modified solid support and the hydroxyl group protected by DMTr. In a preferred embodiment, R is (CH 2 ) n and n
Is 1 to 10. In particular, in a preferred embodiment, R is (CH
2 ) It is 6 .

3'−アミン尾分子を有するオリゴヌクレオチドは本発
明の修飾固相支持体を用いて効率よく合成することがで
きる。このような3'−アミン−尾分子付オリゴヌクレオ
チドは市販のアミン−ON−CPG支持体を用いて製造され
た類似の3'−尾分子付ODNと対比される。特許請求する
発明の代表的な修飾固相支持体は、HPLCおよびPAGE双方
によって単一生成物として3'−アミン尾分子付ODNの高
収量を得た。特許請求する修飾固相支持体から作った3'
−アミン−尾分子付ODNの後続の誘導化は急速に完結
し、HPLC精製の必要なく、3'−修飾ODNの定量的収量を
得た。
Oligonucleotides having a 3'-amine tail molecule can be efficiently synthesized using the modified solid support of the present invention. Such 3'-amine-tailed oligonucleotides are contrasted with similar 3'-tailed ODNs produced using commercially available amine-ON-CPG supports. Representative modified solid supports of the claimed invention obtained high yields of ODN with 3'-amine tail molecule as a single product by both HPLC and PAGE. 3 'made from the modified solid support claimed
Subsequent derivatization of the ODN with an amine-tail molecule was completed rapidly and gave a quantitative yield of 3'-modified ODN without the need for HPLC purification.

D.アクリジンTFPエステルの分子内アミン修飾ODNとの反
応 本発明は多数の内部インターカレーティング基をODN
に導入する手段を提供する。このような多数の内部イン
ターカレーティング基はODNの標的核酸鎖に対する増大
した結合を得られるが、効果的なインターカレーション
につき厳密な数学的必要条件を有しうる。インターカレ
ーティング基に起因する核酸の結合親和性における予想
される増加は、二本鎖の正常のワトソン−クリックの塩
基対を乱す立体効果によって中和または縮減されうる。
D. Reaction of Acridine TFP Ester with Intramolecular Amine-Modified ODN
Provide a means to introduce Such a large number of internal intercalating groups can result in increased binding of the ODN to the target nucleic acid strand, but may have strict mathematical requirements for effective intercalation. The expected increase in binding affinity of nucleic acids due to intercalating groups can be neutralized or reduced by steric effects that disrupt the normal Watson-Crick base pairing of the duplex.

特許請求する方法は、アクリジンTFPエステルを用
い、ODNと標的の間に形成した最小の二本鎖の一つまた
は二つの塩基対のいずれかをはさむ二重修飾のODNを製
造することを含む。本発明によれば、インターカレーテ
ィング基と標的の核酸鎖の間の相互作用を最適化する連
結手を有する内部的に修飾したODNが設計される。例え
ば、5−アミノプロピル−デオキシウリジン基はODNに
選択的に導入され、一つおよび二つの内部的アクリジン
修飾のTmに及ぼす影響を実験した。単一の内部アミン修
飾に対しては、結合効率(Tm)に及ぼす鎖長の影響を測
定するためにODNをアクリジンTFPエステル19または20と
反応させた。5個の炭素長の結合手を有するアクリジン
収縮のODNは未修飾コントロールと比べ、Tmを5.9℃だけ
増大させたが、一方、3個の炭素長の結合手は同じコン
トロールと比べ、1.1℃を増加したにすぎない。二つの
内部的アクリジン修飾が実験した時、最適化した結合手
長で、45.5℃(未修飾ODN)〜56.2℃(二方挿入ODN)の
Tmにおける増加が観察された。さらに、多数の内部的ア
クリジン修飾はODNの細胞消費およびヌクレアーゼ消化
に対する安定性を改善することができる。
The claimed method involves using an acridine TFP ester to produce a double-modified ODN flanking either one or two base pairs of the smallest duplex formed between the ODN and the target. According to the present invention, internally modified ODNs are designed that have a linkage that optimizes the interaction between the intercalating group and the target nucleic acid strand. For example, the 5-aminopropyl-deoxyuridine group was selectively introduced into ODN, and the effect of one and two internal acridine modifications on Tm was studied. For a single internal amine modification, ODN was reacted with acridine TFP ester 19 or 20 to determine the effect of chain length on coupling efficiency (Tm). The acridine-contracted ODN with five carbon-length bonds increased the Tm by 5.9 ° C compared to the unmodified control, while the three carbon-length bonds increased 1.1 ° C compared to the same control. It just increased. When two internal acridine modifications were tested, optimized bond lengths ranged from 45.5 ° C (unmodified ODN) to 56.2 ° C (two-way inserted ODN).
An increase in Tm was observed. In addition, numerous internal acridine modifications can improve the stability of ODN to cell consumption and nuclease digestion.

E.細胞培養における3'−尾分子付ODNの改善された安定
性(ヘキサノール−CPG) 未修飾ODNは、血清含有媒体中3'−エキソヌクレアー
ゼによって急速に分解される。3'−末端ホスホジエステ
ル結合のある種の化学修飾(すなわち、最後の二つのヌ
クレアーゼ間ホスホジエステル結合のホスホロチオエー
ト、ホスホロアミデート、または逆結合体への変化)
は、ODNのヌクレアーゼに対する安定性を著しく改善す
る。他の化学結合がα−デオキシヌクレオチド誘導体
(C.CazenaveらNucl.Acids Res.15,10507(1987))お
よびメチルホスホネート誘導体のように、増大したヌク
レアーゼ安定性を得ることができる。インターカレーテ
ィング基はかさ高い3'−置換基であるので、それはまた
3'−エキソヌクレアーゼから末端のホスホジエステル結
合を保護することができる(E.UhlmannおよびA.Pyman,C
hem.Rev.90,543(1990))。例えば、3'−コレステロー
ル、3'−アクリジン−および3'−ヘキシルアミン−尾分
子付ODNが細胞培養分析で検討され、未修飾ODNと比較し
て増大した安定性を示した。
E. Improved stability of ODN with 3'-tail molecule in cell culture (hexanol-CPG) Unmodified ODN is rapidly degraded by 3'-exonuclease in serum-containing media. Certain chemical modifications of the 3'-terminal phosphodiester linkage (i.e., changing the last two internuclease phosphodiester linkages to phosphorothioates, phosphoramidates, or reverse conjugates)
Significantly improves the stability of ODN to nucleases. Other chemical linkages can provide increased nuclease stability, such as α-deoxynucleotide derivatives (C. Cazenave et al., Nucl. Acids Res. 15 , 10507 (1987)) and methylphosphonate derivatives. Since the intercalating group is a bulky 3'-substituent, it is also
The terminal phosphodiester bond can be protected from 3'-exonucleases (E. Uhlmann and A. Pyman, C.
hem. Rev. 90 , 543 (1990)). For example, 3'-cholesterol, 3'-acridine- and 3'-hexylamine-tailed ODNs were examined in cell culture assays and showed increased stability compared to unmodified ODNs.

本発明の一つの実施例で、修飾固相支持体を用いて3'
−エキソヌクレアーゼによる分解を防ぐオリゴヌクレオ
チドを合成する方法が開示される。この修飾固相支持体
は他の3'−修飾を含まないODNおよびコレステロールま
たはアクリジンのような他の3'−修飾の構造−活性相関
のin vivo評価にとって有用なODNを合成するのに有利に
使用することができる。この方法で作った3'−修飾ODN
はハイブリッド形成を妨害しないので、本明細書に記載
した修飾固相支持体は、現在、ODN合成に用いられてい
る固定しDMTrで保護したヌクレオシドに対して適当な代
用品である。これらの固定したヌクレオシドに関係した
欠点は高価であることおよび利用される4つのタイプの
CPGをもつ必要性を含む。反対に、3'−末端ヌクレオシ
ドがホスホロアミダイトとして加えられる特許請求する
方法の範囲内では、修飾固相支持体はODN配列の製造に
とっても普遍的な試薬として用いることができる。さら
に、固定したヌクレオシドのDMTrで保護した5'−水酸基
とは対照的に、固相支持体から突き出た結合手上のDMTr
で保護した水酸基は阻害されていない。それ故、修飾固
相支持体のDMTrで保護した水酸基は、嵩高いホスホロア
ミダイト試薬への接近が増大し、ODN生成物の高収量を
得ることができる。
In one embodiment of the present invention, 3 ′ using a modified solid support
Disclosed are methods for synthesizing oligonucleotides that prevent degradation by exonucleases. This modified solid support advantageously synthesizes ODNs free of other 3'-modifications and ODNs useful for in vivo evaluation of structure-activity relationships of other 3'-modifications such as cholesterol or acridine. Can be used. 3'-Modified ODN made by this method
Does not interfere with hybridization, so the modified solid supports described herein are a suitable substitute for the immobilized, DMTr-protected nucleosides currently used in ODN synthesis. Disadvantages associated with these fixed nucleosides are their high cost and the four types of
Includes the need to have a CPG. Conversely, within the scope of the claimed method wherein the 3'-terminal nucleoside is added as a phosphoramidite, the modified solid support can be used as a universal reagent for the production of ODN sequences. Furthermore, in contrast to the 5'-hydroxyl group protected by the DMTr of the immobilized nucleoside, the DMTr on the bond protruding from the solid support
The hydroxyl group protected by is not inhibited. Therefore, the hydroxyl groups protected by DMTr on the modified solid support have increased access to bulky phosphoramidite reagents and can provide high yields of ODN products.

本発明のこの態様の修飾固相支持体は、支持体とDMTr
で保護した水酸基を接続するR基(すなわち、アルキ
ル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアルキルまた
はヘテロアリール)を特徴づける。好ましい実施例で
は、Rは(CH2)nでnは2〜10である。特に、好まし
い実施例では、Rは(CH2である。代表的に修飾固
相支持体、ヘキサノール−CPGの製造が工程VIIで示され
る。ヘキサノール−CPGの合成における重要な中間体、
O−(4,4'−ジメトキシトリチル)−1,6−ヘキサンジ
オール37は、F.SeelaおよびK.Kaiser(Nucl.Acids Res.
15,3113(1987))の変法を用いて、ヘキサンジオール
をDMTr−Clで処理することによって製造される。その中
間体のスクシニル化、続いて、長鎖状アルキルアミンで
制御された細孔ガラス支持体(LCAA−CPG)に固定化す
るとヘキサノール−CPGを得る。
The modified solid support of this aspect of the invention comprises a support and a DMTr.
Characterize the R group that connects the hydroxyl group protected with (ie, alkyl, aryl, arylalkyl, heteroalkyl or heteroaryl). In a preferred embodiment, R is 2 to 10 n in (CH 2) n. In particular, in a preferred embodiment, R is (CH 2 ) 6 . Typically, the preparation of a modified solid support, hexanol-CPG, is shown in Step VII. Key intermediate in the synthesis of hexanol-CPG,
O- (4,4'-dimethoxytrityl) -1,6-hexanediol 37 was obtained from F. Seela and K. Kaiser (Nucl. Acids Res.
15 , 3113 (1987)) by treating hexanediol with DMTr-Cl. Succinylation of the intermediate followed by immobilization on a long chain alkylamine controlled pore glass support (LCAA-CPG) gives hexanol-CPG.

3'−ヘキサノール−尾分子付“アンチセンス”オリゴ
デオキシヌクレオチドは、生物学系のモデルで研究され
てきた。これらのアンチセンスODNは、パラメシウムテ
トラウレリア(Parameciur tetraurelia)の遊泳挙動
に著しい作用を示した。野性株細胞およびランダムまた
はセンスODNで処理した細胞は何ら作用を示さなかっ
た。
"Antisense" oligodeoxynucleotides with a 3'-hexanol-tail molecule have been studied in models of biological systems. These antisense ODNs had a remarkable effect on the swimming behavior of Parameciur tetraurelia. Wild-type cells and cells treated with random or sense ODN had no effect.

以下に記載する実施例は、工程I〜VIIIの反応系列に
対応するものである。工程IおよびIIIでは、同定“Cho
l"なる記号コレステリル基を表わす。工程Iはコレステ
ロール−CPG6の合成を示し、工程IIはアクリジン−CPG1
0の合成を記述し、工程IIIはコレステロール−CPG17の
合成を説明し、工程IVはアクリジンTFPエステル19およ
び20の合成を表わし、工程Vはアクリジン−CPG10およ
び23の改良合成法を示し、工程VIはアミノヘキシル−CP
G30の合成を記述し、工程VIIはヘキサノール−CPG38の
合成を説明し、工程VIIIは3'−アクリジン尾分子の構造
を示している。
The examples described below correspond to the reaction series of steps I to VIII. In steps I and III, the identification "Cho
l "represents the cholesteryl group. Step I shows the synthesis of cholesterol-CPG6, Step II shows the acridine-CPG1
Step III describes the synthesis of cholesterol-CPG17, Step IV describes the synthesis of acridine TFP esters 19 and 20, Step V illustrates an improved synthesis of acridine-CPGs 10 and 23, Step VI Is aminohexyl-CP
It describes the synthesis of G30, step VII describes the synthesis of hexanol-CPG38, and step VIII shows the structure of the 3'-acridine tail molecule.

実施例I (2S,4R)−N−ベンジルオキシカルボニル−4−ヒド
ロキシ−2−ヒドロキシメチルピロリジン(1) CBZヒドロキシプロリン(4.76g,18mmol,Sigma Chemic
al Co.)の無水テトラヒドロフラン(20mL)を氷冷した
溶液中に、1Mボラン−テトラヒドロフランコンプレック
スのテトラヒドロフラン溶液(45mL,Alrich)を加え
た。アルゴン下に0〜50℃で15分間次いで室温で4.5時
間撹拌後、反応混合物にメタノール(50mL)を加え反応
を止めた。30分後、反応溶液を濃縮し、残留する無色シ
ロップ状物質をメタノール−塩化メチレンによるグラジ
エント法(勾配溶離法)を用い、フラッシュクロマトグ
ラフィー(3.5×23cm、シリカ)により精製した。生成
物を10%メタノールで溶出した。純粋な生成物を含むフ
ラクションから溶媒を除去すると前記(1)(2.18g,46
%収率)が無色シロップとして得られた。
Example I (2S, 4R) -N-benzyloxycarbonyl-4-hydroxy-2-hydroxymethylpyrrolidine (1) CBZ hydroxyproline (4.76 g, 18 mmol, Sigma Chemical)
al Co.) in an ice-cooled solution of anhydrous tetrahydrofuran (20 mL) was added a 1 M borane-tetrahydrofuran complex in tetrahydrofuran solution (45 mL, Alrich). After stirring at 0 to 50 ° C for 15 minutes and then at room temperature for 4.5 hours under argon, methanol (50 mL) was added to the reaction mixture to stop the reaction. After 30 minutes, the reaction solution was concentrated and the remaining colorless syrup was purified by flash chromatography (3.5 × 23 cm, silica) using a gradient method (gradient elution method) with methanol-methylene chloride. The product was eluted with 10% methanol. Removal of the solvent from the fraction containing the pure product gave the above (1) (2.18 g, 46
% Yield) was obtained as a colorless syrup.

TLC(95:5/塩化メチレン:メタノール),Rf=0.16. IR(neat(ニート))3600−3100(br),2940,1680,1
420,および1355cm-1. 1H−NMR(CDCl3)7.36(s,5H),5.17(s,2H),4.50
(m,2H),3.67(m,4H),2.09(m,3H). 分析値(C13H17NO4・0.3H2Oとして) 計算値:C,60.83;H,6.91;N,5.46. 実測値:C,60.85;H,6.88;N,5.36. 実施例II (2S,4R)−4−ヒドロキシ−2−ヒドロキシメチルピ
ロリジン(2)(トランス−4−ヒドロキシ−L−プロ
リノール) CBZヒドロキシプロリノール(1)(1.92g,7.6mmol)
のメタノール(50mL)溶液を水素気球の下で10%パラジ
ウム−炭素(320mg)と撹拌した。16時間後、薄層クロ
マトグラフィー(9:1塩基メチレン:メタノール)によ
り示したように、出発原料は残存しなかった。反応混合
物をセライト(メタノールで洗浄)で濾過し、濾液を濃
縮すると所望の生成物(2)が黄色シロップとして定量
的に得られた。このシロップをエタノールに溶かすと0.
5M貯蔵溶液(15.2mL)が得られた。
TLC (95: 5 / methylene chloride: methanol), Rf = 0.16. IR (neat) 3600-3100 (br), 2940,1680,1
420, and 1355cm -1. 1 H-NMR ( CDCl 3) 7.36 (s, 5H), 5.17 (s, 2H), 4.50
(M, 2H), 3.67 (m, 4H), 2.09 (m, 3H). Analytical value (as C 13 H 17 NO 4 .0.3H 2 O) Calculated value: C, 60.83; H, 6.91; N, 5.46. Observed value: C, 60.85; H, 6.88; N, 5.36. Example II ( 2S, 4R) -4-Hydroxy-2-hydroxymethylpyrrolidine (2) (trans-4-hydroxy-L-prolinol) CBZ hydroxyprolinol (1) (1.92 g, 7.6 mmol)
A solution of in methanol (50 mL) was stirred with 10% palladium on carbon (320 mg) under a hydrogen balloon. After 16 hours, no starting material remained as indicated by thin layer chromatography (9: 1 base methylene: methanol). The reaction mixture was filtered through celite (washed with methanol) and the filtrate was concentrated to give the desired product (2) quantitatively as a yellow syrup. When this syrup is dissolved in ethanol, it becomes 0.
A 5M stock solution (15.2 mL) was obtained.

IR(ニート)3600−3100(br),2920,1530および1410
cm-1. 1H NMR(D2O)4.40(m,1H),3.60(m,3H),3.02(d,
of d,1H,J=12.4,4.8Hz),2.77(d of t,1H,J=12.4,1.
8Hz),1.84(m,1H),1.60(m,1HO). 実施例III (2R,4R)−N−コレステリルオキシカルボニル−4−
ヒドロキシ−2−ヒドロキシメチルピロリジン(3) ヒドロキシプロリノール(2)の0.5M貯蔵のエタノー
ル溶液(7.6mL,3.8mmol)にコレステロールクロロホー
メート(1.48g,3.3mmol)の塩化メチレン(8mL)溶液を
加え、混合溶液を室温で1.5時間撹拌した。濁った反応
液を氷水(100mL)に注ぎ、不均一混液を熱酢酸エチル
(3×150mL)で抽出した。集めた有機層を食塩水で洗
浄、硫酸マグネシウムで乾燥してから濃縮した。固形の
残留物をメタノール−ヘキサン:酢酸エチル(1:1)
(グラジエント)を用い、フラッシュクロマトグラフィ
ー(4×15cmシリカ)により精製した。生成物を10%メ
タノールで溶出した。純粋な生成物を含むフラクション
から溶媒を除去すると(3)(1.42g,81%収率)が白色
固体として得られた。
IR (neat) 3600-3100 (br), 2920, 1530 and 1410
cm -1. 1 H NMR (D 2 O) 4.40 (m, 1H), 3.60 (m, 3H), 3.02 (d,
of d, 1H, J = 12.4,4.8Hz), 2.77 (d of t, 1H, J = 12.4,1.
8Hz), 1.84 (m, 1H), 1.60 (m, 1HO). Example III (2R, 4R) -N-cholesteryloxycarbonyl-4-
Hydroxy-2-hydroxymethylpyrrolidine (3) A solution of cholesterol chloroformate (1.48 g, 3.3 mmol) in methylene chloride (8 mL) was added to a 0.5 M solution of hydroxyprolinol (2) in ethanol (7.6 mL, 3.8 mmol). The mixed solution was stirred at room temperature for 1.5 hours. The cloudy reaction was poured into ice water (100 mL) and the heterogeneous mixture was extracted with hot ethyl acetate (3 × 150 mL). The collected organic layer was washed with brine, dried over magnesium sulfate, and concentrated. The solid residue was treated with methanol-hexane: ethyl acetate (1: 1)
(Gradient) and purified by flash chromatography (4 × 15 cm silica). The product was eluted with 10% methanol. Removal of the solvent from the fractions containing pure product provided (3) (1.42 g, 81% yield) as a white solid.

TLC(95:5/塩化メチレン:メタノール),Rf=0.10. 10%硫酸−メタノールでスプレーし加熱すると生成物
は黒色に着色した 分析値(C33H55NO4として) 計算値:C,74.81;H,10.46;N,2.64. 実測値:C,74.74;H,10.33;N,2.50. 実施例IV (2S,4R)−N−コレステリルオキシカルボニル−4−
ヒドロキシ−2−ジメトキシトリチルオキシメチルピロ
リジン(4) ジオール(3)(1.42g,2.68mmol)の乾燥ピリジン
(27mL)溶液に、撹拌しながらトリエチルアミン(0.52
4mL)、4−ジメチルアミノピリジン(16.5mg)、およ
びジメトキシトリチルクロリド(1.10g,3.23mmol)を加
えた。アルゴン気流下4.5時間撹拌の後、反応混合物か
ら溶媒を除去し、残余のピリジンをトルエンと共に溜去
した。残留物をエーテル(100mL)−水(40mL)の間に
分配した。水層をエーテル(80mL)で抽出し、集めた有
機層を食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮
した。残留物を酢酸エチル−ヘキサン(グラジエント)
を用い、フラッシュクロマトグラフィー(4.5×20cmシ
リカ)により精製した。黄色の不純物を得た直後に生成
物を2:1/ヘキサン:酢酸エチルで溶出した。純粋な生成
物を含むフラクションから溶媒を除去すると、(4)
(1.33g,60%収率)が淡黄色泡状固体として得られた。
TLC. (95: 5 / methylene chloride: methanol), Rf = 0.10 10% sulfuric acid - product and spraying heated with methanol analysis values colored in black (C 33 H 55 as NO 4) Calculated: C, 74.81 H, 10.46; N, 2.64. Found: C, 74.74; H, 10.33; N, 2.50. Example IV (2S, 4R) -N-cholesteryloxycarbonyl-4-
Hydroxy-2-dimethoxytrityloxymethylpyrrolidine (4) Triethylamine (0.52) was added to a solution of diol (3) (1.42 g, 2.68 mmol) in dry pyridine (27 mL) with stirring.
4 mL), 4-dimethylaminopyridine (16.5 mg), and dimethoxytrityl chloride (1.10 g, 3.23 mmol) were added. After stirring for 4.5 hours under a stream of argon, the solvent was removed from the reaction mixture, and the remaining pyridine was distilled off together with toluene. The residue was partitioned between ether (100mL)-water (40mL). The aqueous layer was extracted with ether (80 mL), and the collected organic layers were washed with brine, dried over sodium sulfate, and concentrated. Ethyl acetate-hexane (gradient)
And purified by flash chromatography (4.5 × 20 cm silica). The product was eluted with 2: 1 / hexane: ethyl acetate immediately after obtaining a yellow impurity. Removal of the solvent from the fraction containing the pure product gives (4)
(1.33 g, 60% yield) was obtained as a pale yellow foamy solid.

TLC(95:5/塩化メチレン:メタノール),Rf=0.49. 10%硫酸−メタノールでスプレーすると生成物は橙色
に着色した。
TLC (95: 5 / methylene chloride: methanol), Rf = 0.49. Sprayed with 10% sulfuric acid-methanol, the product turned orange.

1H NMR(CDCl3)7.26(m,9H),6.81(d,4H,J=8.8H
z),5.30(m,1H),4.50(m,2H),4.15(m,1H),3.78
(s,6H),3.7−3.0(m,4H),2.4−0.6(m,46H). 分析値(C54H73NO6として) 計算値:C,77.94;H,8.84;N,1.68. 実測値:C,77.26;H,8.82;N,1.56. 実施例V (2S,4R)−N−コレステリルオキシカルボニル−4−
スクシニルオキシ−2−ジメトキシトリチルオキシメチ
ルピロリジノン(5) アルコール(4)(1.22g,1.47mmol)の乾燥ピリジン
(12mL)溶液に撹拌下、無水コハク酸(443mg,4.43mmo
l)およびジメチルアミノピリジン(89mg,0.73mmol)を
加え、反応混合物をアルゴンの下で26時間撹拌した。溶
媒除去し、残余のピリジンをトルエンと共に留去した。
残留物をクロロホルム(40mL)に溶かし、食塩水で洗浄
し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮すると生成物(5)
をベージュ色の泡状固体として定量的に得られた。
1 H NMR (CDCl 3) 7.26 (m, 9H), 6.81 (d, 4H, J = 8.8H
z), 5.30 (m, 1H), 4.50 (m, 2H), 4.15 (m, 1H), 3.78
(S, 6H), 3.7-3.0 (m, 4H), 2.4-0.6 (m, 46H). .. Analysis (as C 54 H 73 NO 6) Calculated: C, 77.94; H, 8.84 ; N, 1.68 Found: C, 77.26; H, 8.82 ; N, 1.56 Example V (2S, 4R) - N-cholesteryloxycarbonyl-4-
Succinyloxy-2-dimethoxytrityloxymethylpyrrolidinone (5) Succinic anhydride (443 mg, 4.43 mmol) was stirred in a solution of alcohol (4) (1.22 g, 1.47 mmol) in dry pyridine (12 mL).
l) and dimethylaminopyridine (89 mg, 0.73 mmol) were added and the reaction mixture was stirred under argon for 26 hours. The solvent was removed and residual pyridine was distilled off together with toluene.
The residue was dissolved in chloroform (40 mL), washed with brine, dried over sodium sulfate and concentrated to give the product (5)
Was quantitatively obtained as a beige foamy solid.

TLC(95:5/塩化メチレン:メタノール),Rf=0.32. 10%硫酸−メタノールでスプレーすると生成物は橙色
に着色した。
The product turned orange when sprayed with TLC (95: 5 / methylene chloride: methanol), Rf = 0.32.10% sulfuric acid-methanol.

実施例VI コレステロール−CPG支持体(6) スクシニル化したコレステロール誘導体(5)を刊行
物記載の方法(R.T.PonらBiotechn.,768(1988))で
長鎖アルキルアミンで制御した細孔ガラス支持体(LCAA
−CPG,Sigma)に固定した。
Example VI cholesterol -CPG support (6) The method of publication described succinylated cholesterol derivative (5) (RTPon et Biotechn. 6, 768 (1988)) pore glass was controlled by the long-chain alkyl amine in the support (LCAA
-CPG, Sigma).

LCAA−CPG(5.0g)を3%ジクロロ酢酸−塩化メチレ
ン(100mL)と3時間撹拌した。そのCPGを30mL容量の半
融ガラス濾過器で濾過し、クロロホルム(150mL)とエ
ーテル(150mL)で洗浄した。得られた固形物を減圧で
乾燥し、250mL丸底フラスコ中に乾燥ピリジン(50m
L)、スクシニル化コレステロール誘導体(5)(932m
g,1mmol)、トリエチルアミン(0.4mL)、1−エチル−
3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド
(1.92g,10mmol)および4−ジメチルアミノピリジン
(60mg)と混合した。混合物をオービタルミキサーにか
け、100rpmで38時間撹拌した。そのCPGを30mL容量の半
融ガラスフィルターで濾過し、ピリジン(50mL)、メタ
ノール(100mL)、クロロホルム(50mL)およびエーテ
ル(50mL)で洗浄し次いで減圧乾燥した。CPG上の残余
のアミノ基を、乾燥ピリジン(15mL)と無水酢酸(2.0m
L)中にその支持体を撹拌することによってキャップし
た。2時間后、そのCPGを濾過し、上記と同様に洗浄
し、減圧乾燥すると生成物(6)(5.0g)が得られた。
このものは刊行物記載の方法(T.AtkinsonおよびM.Smit
h,Oligonuclcotide Synthesis,a Practical Approach,
M.J.Gait,M,J.(ed.),IRL press(1984),p48)に従っ
てジメトキシトリチル含量について分析され、CPG支持
体が17.6μmol/gの充填度をもつことが分かった。
LCAA-CPG (5.0 g) was stirred with 3% dichloroacetic acid-methylene chloride (100 mL) for 3 hours. The CPG was filtered through a 30 mL volumetric glass frit and washed with chloroform (150 mL) and ether (150 mL). The obtained solid was dried under reduced pressure, and dried pyridine (50 m
L), succinylated cholesterol derivative (5) (932m
g, 1 mmol), triethylamine (0.4 mL), 1-ethyl-
It was mixed with 3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (1.92 g, 10 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (60 mg). The mixture was placed in an orbital mixer and stirred at 100 rpm for 38 hours. The CPG was filtered through a 30 mL sintered glass filter, washed with pyridine (50 mL), methanol (100 mL), chloroform (50 mL) and ether (50 mL) and dried under reduced pressure. The remaining amino groups on the CPG were removed using dry pyridine (15 mL) and acetic anhydride (2.0 m
The support was capped by stirring during L). Two hours later, the CPG was filtered, washed as above, and dried under reduced pressure to obtain the product (6) (5.0 g).
This method is described in the publication (T. Atkinson and M. Smit
h, Oligonuclcotide Synthesis, a Practical Approach,
Analyzed for dimethoxytrityl content according to MJ Gait, M, J. (ed.), IRL press (1984), p48) and found that the CPG support had a loading of 17.6 μmol / g.

実施例VII コレステロール−CPGから3'コレステロール尾分子付オ
リゴヌクレオチドの合成 ジメトキシトリチル含量(1micromol)に相当する量
のコレステロール−CPGを空のカラム(例えば、Applied
Biosystem Inc.またはCruachemカラム)に充填した。
塩基配列CTCCATGTTCGTCACAを有するオリゴヌクレオチド
は標準のホスホルアミダイト化学を駆使してMilligenDN
A合成機で製造した。5'−DMTr保護基は残した。オリゴ
ヌクレオチドをCPGから切断し、濃アンモニア(2mL)と
室温で3日間処理することによって脱保護した。上澄液
を直接PRP−1逆相高速液体クロマトグラフィーカラム
(20〜100%アセトニトリル−トリエチルアンモニウム
アセテート(pH7.5)のグラジエントで溶出)に注入し
た。生成物を一部分に集め、凍結乾燥すると、5'−DMTr
で保護した生成物が得られた。DMTr基を80%酢酸と室温
に16時間処理して除去し、HPLCで再精製した。集めた生
成物をUV260nmで分析すると生成物の0.54mgを含有する
ことが分かった。本法を別に反復すると、DMTr基は合成
機にある間に3%DCAで除去され、オリゴヌクレオチド
の収率を増大した。
Example VII Synthesis of Oligonucleotide with 3 'Cholesterol Tail Molecule from Cholesterol-CPG Cholesterol-CPG in an amount corresponding to the dimethoxytrityl content (1 micromol) was filled with an empty column (for example, Applied
Biosystem Inc. or Cruachem column).
Oligonucleotides with the base sequence CTCCATGTTCGTCACA were prepared using standard phosphoramidite chemistry to make Milligen DN
Manufactured on an A synthesizer. The 5'-DMTr protecting group was left. Oligonucleotides were cleaved from CPG and deprotected by treatment with concentrated ammonia (2 mL) at room temperature for 3 days. The supernatant was injected directly onto a PRP-1 reverse phase high performance liquid chromatography column (eluted with a 20-100% acetonitrile-triethylammonium acetate (pH 7.5) gradient). The product is collected in portions and lyophilized to give 5'-DMTr
A protected product was obtained. The DMTr group was removed by treatment with 80% acetic acid at room temperature for 16 hours and repurified by HPLC. The collected product was analyzed at UV 260 nm and found to contain 0.54 mg of product. When the method was repeated separately, the DMTr group was removed with 3% DCA while in the synthesizer, increasing the yield of oligonucleotide.

実施例VIII (2R,4R)−N−(9−アクリジンプロパンアミジル)
−4−ヒドロキシ−2−ヒドロキシメチルピロリジン
(7) {1−[3−(9−アクリジニル)−1−オキソプロピ
ル]−5−ヒドロキシメチル−(3R−トランス)−3−
ピロリジノール;工程II} 塩化メチレン(1.5mL)中の9−アクリジンプロピオ
ン酸(125.5mg,0.5mmol)(H.JensenおよびL.J.Howlお
よび,J.Am.Chem.Soc.48,1926(1989))、エチルジイソ
プロピルアミン(0.104mL,0.6mmol)のスラリーに、撹
拌下、2−フルオロ−1−メチルピリジニウムトシレー
ト(FMPT)(0.6mmol)を加えた。室温で1.5時間後、そ
の濁った茶色の溶液を氷−食塩浴で冷却したヒドロキシ
プロリノール(2)(0.5mmol)のエタノール溶液に撹
拌しながら加えた。室温で1時間撹拌を続けた後、反応
混合物にメタノール(10mL)を加え、反応を止めてか
ら、濃縮した。残留物をメタノール−塩化メチレン(グ
ラジエント)を用い、フラッシュクロマトグラフィー
(1.5×24cmシリカ)で精製した。純粋な生成物を含ん
だフラクションから溶媒を除去すると(7)(112mg,64
%収率)が黄色泡状固体として得られた。
Example VIII (2R, 4R) -N- (9-acridinepropanamidyl)
-4-Hydroxy-2-hydroxymethylpyrrolidine (7) {1- [3- (9-acridinyl) -1-oxopropyl] -5-hydroxymethyl- (3R-trans) -3-
Pyrrolidinol; Step II} 9-Acridinepropionic acid (125.5 mg, 0.5 mmol) (H. Jensen and LJHowl and J. Am. Chem. Soc. 48 , 1926 (1989)) in methylene chloride (1.5 mL), ethyl To a slurry of diisopropylamine (0.104 mL, 0.6 mmol) was added 2-fluoro-1-methylpyridinium tosylate (FMPT) (0.6 mmol) with stirring. After 1.5 hours at room temperature, the cloudy brown solution was added with stirring to a solution of hydroxyprolinol (2) (0.5 mmol) in ethanol cooled in an ice-salt bath. After continuing stirring at room temperature for 1 hour, methanol (10 mL) was added to the reaction mixture to stop the reaction, and the mixture was concentrated. The residue was purified by flash chromatography (1.5 × 24 cm silica) using methanol-methylene chloride (gradient). Removal of the solvent from the fractions containing the pure product gave (7) (112 mg, 64
% Yield) was obtained as a yellow foamy solid.

TLC(90:10/塩化メチレン:メタノール),Rf=0.50 生成物は青色蛍光を発する黄色のスポットとして現わ
れた。
TLC (90: 10 / methylene chloride: methanol), Rf = 0.50 The product appeared as a yellow spot emitting blue fluorescence.

IR(KBr)3400(br),1620,1440,1070cm-1. 1H NMR(CDCl3)8.30(d,4H,J=9.4Hz),7.82(t,2
H,J−6.6Hz),7.62(m,2H),4.31(m,2H),4.05(t,2H,
J=8.2Hz),3.70(m,1H),3.50(m,2H),3.22(d,2H,J
=1.4Hz),2.78(m,2H),2.03(m,1H),1.64(m,1H). 分析値(C21H22N2O3・0.5H2Oとして) 計算値:C,70.18;H,6.45;N,7.79. 実測値:C,70.41;H,6.45;N,7.68. 実施例IX (2S,4R)−N−(9−アクリジンプロパンアミジル)
−4−ヒドロキシ−2−ジメトキシトリチルオキシメチ
ルピロリジン(8) ジオール(7)(100mg,0.285mmol)のピリジン(2.5
mL)溶液に、撹拌しながら4−ジメチルアミノピリジン
(6.4mg)、トリエチルアミン(0.13mL)、およびジメ
トキシトリチルクロリド(154mg)を加えた。アルゴン
気流下16時間撹拌したのち、混合物から溶媒を除去し、
残余のピリジンはなお塩化メチレンと共に留去した、残
留物を塩化メチレン(5mL)に溶かし、水(2×3mL)次
いで食塩水(3mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し
てから溶媒を除去した。残留物をメタノール−1:1/ヘキ
サン:酢酸エチル(グラジエント)を用い、フラッシュ
クロマトグラフィーで精製した。純粋な生成物を含むフ
ラクションを集め溶媒を除去すると(8)(123mg,66%
収率)が黄色泡状固体として得られた。
IR (KBr) 3400 (br) , 1620,1440,1070cm -1. 1 H NMR (CDCl 3) 8.30 (d, 4H, J = 9.4Hz), 7.82 (t, 2
H, J-6.6Hz), 7.62 (m, 2H), 4.31 (m, 2H), 4.05 (t, 2H,
J = 8.2Hz), 3.70 (m, 1H), 3.50 (m, 2H), 3.22 (d, 2H, J
= 1.4Hz), 2.78 (m, 2H), 2.03 (m, 1H), 1.64 (m, 1H). Analytical value (as C 21 H 22 N 2 O 3 .0.5H 2 O) Calculated value: C, 70.18; H, 6.45; N, 7.79. Observed value: C, 70.41; H, 6.45; N, 7.68. IX (2S, 4R) -N- (9-acridinepropanamidyl)
4-Hydroxy-2-dimethoxytrityloxymethylpyrrolidine (8) Diol (7) (100 mg, 0.285 mmol) in pyridine (2.5
mL) solution, 4-dimethylaminopyridine (6.4 mg), triethylamine (0.13 mL), and dimethoxytrityl chloride (154 mg) were added with stirring. After stirring for 16 hours under a stream of argon, the solvent was removed from the mixture,
Residual pyridine was still distilled off with methylene chloride; the residue was dissolved in methylene chloride (5 mL), washed with water (2 × 3 mL), then with brine (3 mL), dried over sodium sulfate and the solvent was removed. . The residue was purified by flash chromatography using methanol-1: 1 / hexane: ethyl acetate (gradient). The fractions containing the pure product were collected and the solvent was removed (8) (123 mg, 66%
Yield) was obtained as a yellow foamy solid.

TLC(45:45:10/ヘキサン:酢酸エチル:メタノー
ル),Rf=0.26 生成物は青色の蛍光を発する黄色のスポットとして現
われ、10%硫酸−メタノールでスプレーすると橙色に着
色した。
TLC (45: 45: 10 / hexane: ethyl acetate: methanol), Rf = 0.26. The product appeared as a yellow spot emitting blue fluorescence and turned orange when sprayed with 10% sulfuric acid-methanol.

IR(KBr)3400(br),1620,1440,1070cm-1. 1H NMR(CDCl3)8.17(m,4H),7.75(t,2H,J=7.0H
z),7.57−7.09(m,9H),6.82(d,2H,J=8.8Hz),6.66
(m,2H),4.56(m,2H),3.65−2.90(m,2H),2.69(m,2
H),2.15(m,1H),1.95(m,1H). 分析値(C42H40N2O5・0.5H2Oとして) 計算値:C,76.23;H,6.24;N,4.23. 実測値:C,76.53;H,6.67;N,3.80. 実施例X (2S,4R)−N−(9−アクリジンプロパンアミジル)
−4−スクシニルオキシ−2−ジメトキシトリチルオキ
シメチルピロリジン(9) アルコール(8)(120mg,0.184mmol)の乾燥ピリジ
ン(1.5mL)の撹拌溶液に4−ジメチルアミノピリジン
(11.2mg)を加えた。混合物をアルゴン下で40時間撹拌
してから溶媒を除去した。残余のピリジンはトルエンと
共に留去し、取り除かれた。残留物をクロロホルム(3m
L)に溶かし、食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥
し、濃縮すると生成物(9)(128mg,93%収率)が黄色
泡状固体として得られた。
IR (KBr) 3400 (br) , 1620,1440,1070cm -1. 1 H NMR (CDCl 3) 8.17 (m, 4H), 7.75 (t, 2H, J = 7.0H
z), 7.57-7.09 (m, 9H), 6.82 (d, 2H, J = 8.8Hz), 6.66
(M, 2H), 4.56 (m, 2H), 3.65-2.90 (m, 2H), 2.69 (m, 2H)
H), 2.15 (m, 1H), 1.95 (m, 1H). Analytical value (as C 42 H 40 N 2 O 5・ 0.5H 2 O) Calculated value: C, 76.23; H, 6.24; N, 4.23. Observed value: C, 76.53; H, 6.67; N, 3.80. X (2S, 4R) -N- (9-acridinepropanamidyl)
4-Succinyloxy-2-dimethoxytrityloxymethylpyrrolidine (9) To a stirred solution of alcohol (8) (120 mg, 0.184 mmol) in dry pyridine (1.5 mL) was added 4-dimethylaminopyridine (11.2 mg). The mixture was stirred under argon for 40 hours before removing the solvent. Residual pyridine was distilled off with toluene and removed. Chloroform (3m
L), washed with brine, dried over sodium sulfate and concentrated to give the product (9) (128 mg, 93% yield) as a yellow foamy solid.

TLC(95:5/塩化メチレン:メタノール),Rf=0.13. 生成物は青色の蛍光を発する黄色のスポットとして現
われ、10%硫酸−メタノールでスプレーすると橙色に着
色した。
TLC (95: 5 / methylene chloride: methanol), Rf = 0.13. The product appeared as a blue fluorescent yellow spot and turned orange when sprayed with 10% sulfuric acid-methanol.

実施例XI アクリジン−CPG支持体(10) コレステロール−CPG支持体(6)に対して上述した
方法を用いて、スクシニル化したアクリジン誘導体
(9)を長鎖アルキルアミンで制御した細孔ガラス支持
体に固体した。丸底フラスコ中に酸洗浄のLCAA−CPG
(0.85g)を乾燥ピリジン(8.5mL)、トリエチルアミン
(0.068mL)、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノ
プロピル)カルボジイミド(325mg,1.7mmol)、および
4−ジメチルアミノピリジン(10.2mg)と混合し、混合
物をアルゴン気流下に19時間撹拌した。そのCPGを濾過
し、ピリジン、メタノール、クロロホルムおよびエーテ
ルで洗浄し、次いで減圧乾燥した。そのCPG上に残留す
るアミノ基を、乾燥ピリジン(2.5mL)および無水酢酸
(0.34mL)中支持体を撹拌することによって、キャップ
した。2時間後、そのCPGを濾過し、上述のように洗浄
し、減圧乾燥すると生成物(10)(0.85g)が得られ
た。この物質はジメトキシトリチル含量について分析さ
れ、CPG支持体が18.5μmol/gの充填度をもつことが分か
った。
Example XI Acridine-CPG support (10) Porous glass support with succinylated acridine derivative (9) controlled with long-chain alkylamine using method described above for cholesterol-CPG support (6) To solid. LCAA-CPG with acid wash in round bottom flask
(0.85 g) with dry pyridine (8.5 mL), triethylamine (0.068 mL), 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (325 mg, 1.7 mmol), and 4-dimethylaminopyridine (10.2 mg). After mixing, the mixture was stirred under a stream of argon for 19 hours. The CPG was filtered, washed with pyridine, methanol, chloroform and ether, and then dried under reduced pressure. Residual amino groups on the CPG were capped by stirring the support in dry pyridine (2.5 mL) and acetic anhydride (0.34 mL). After 2 hours, the CPG was filtered, washed as above and dried under reduced pressure to give the product (10) (0.85 g). This material was analyzed for dimethoxytrityl content and found that the CPG support had a loading of 18.5 μmol / g.

実施例XII アクリジン−CPG(10)から3'−アクリジン−尾分子付
オリゴヌクレオチド(10')の合成 ジメトキシトリチル含量(1micromol)に相当する量
のアクリジン−CPG(10)をオリゴヌクレオチド合成カ
ラムに充填した。塩基配列5'−CTCTCCATCTTCGTCACAを有
するオリゴヌクレオチドを標準のホスホルアミダイト化
学を駆使して、MilligenDNA合成機で製造した。得られ
たオリゴヌクレオチドをそのCPGから切断し、濃縮アン
モニア(2mL)で40℃,24時間処理して脱保護した。上澄
液を直接PRP−1逆相高速液体クロマトグラフィーカラ
ム(20%〜100%アセトニトリル−トリエチルアンモニ
ウムアセテート(pH7.5グラジエントで溶出)に注入し
た。生成物(10')を1つのフラクションに集め、凍結
乾燥すると蛍光性のオリゴヌクレオチド生成物(10')
(1.99mg)(VU260nmにより決定)が淡黄色固体として
得られた。
Example XII Synthesis of Oligonucleotide (10 ′) with 3′-Acridine-Tail Molecule from Acridine-CPG (10) An amount of acridine-CPG (10) corresponding to dimethoxytrityl content (1 micromol) was packed in an oligonucleotide synthesis column. did. Oligonucleotides having the base sequence 5'-CTCTCCATCTTCGTCACA were produced on a Milligen DNA synthesizer using standard phosphoramidite chemistry. The resulting oligonucleotide was cleaved from the CPG and deprotected by treatment with concentrated ammonia (2 mL) at 40 ° C. for 24 hours. The supernatant was injected directly onto a PRP-1 reverse phase high performance liquid chromatography column (20% to 100% acetonitrile-triethylammonium acetate, eluting with a pH 7.5 gradient) and the product (10 ') was collected in one fraction. Oligonucleotide product (10 ') that is fluorescent when lyophilized
(1.99 mg) (determined by VU 260 nm) was obtained as a pale yellow solid.

実施例XIII 4−N−ベンジルオキシカルボニル−3−ヒドロキシ酪
酸(11) 4−アミノ−3−ヒドロキシ酪酸(5.0g,42.0mmol,Si
gma Chemical Co.)を水酸化ナトリウム(3.7g)の水
(35mL)溶液に溶かし、この氷冷溶液にCBZクロリド
(7.88g,46.2mmol)を20分間に滴加した。混合物を氷中
で2時間撹拌してからエーテル(50mL)で洗浄し、過剰
のCBZクロリドを除去した。水層を3NHCl(20mL)で酸性
とし、酢酸エチル(4×50mL)で抽出した。抽出液を合
わせ、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去する
と無色シロップ状物質が得られ、すぐに結晶化した。ク
ロロホルムから再結晶化すると所望の生成物(11)(4.
70g,44%収率)が白色結晶(融点94〜95℃)として得ら
れた。
Example XIII 4-N-benzyloxycarbonyl-3-hydroxybutyric acid (11) 4-amino-3-hydroxybutyric acid (5.0 g, 42.0 mmol, Si
gma Chemical Co.) was dissolved in a solution of sodium hydroxide (3.7 g) in water (35 mL), and CBZ chloride (7.88 g, 46.2 mmol) was added dropwise to the ice-cooled solution over 20 minutes. The mixture was stirred in ice for 2 hours and then washed with ether (50 mL) to remove excess CBZ chloride. The aqueous layer was acidified with 3N HCl (20 mL) and extracted with ethyl acetate (4 × 50 mL). The extracts were combined, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a colorless syrup-like substance, which was immediately crystallized. Recrystallization from chloroform gives the desired product (11) (4.
70 g, 44% yield) were obtained as white crystals (mp 94-95 ° C).

1H NMR(CDCl3)7.35(s,5H),6.70(s,2H),5.70
(s,1H),5.15(s,2H),4.35−3.95(m,1H),3.25−3.0
0(m,2H),2.50(d,2H,J=6.5Hz). 実施例XIV 1−N−ベンジルオキシカルボニル−2,4−ブタンジオ
ール(12) 酸(11)(4.57g,18.0mmol)の乾燥テトラヒドロフラ
ン(18mL)溶液を氷冷した1Mボラン−テトラヒドロフラ
ン(Aldrch chemical Co.)のテトラヒドロフラン溶液
にアルゴン雰囲気下撹拌しながら滴加した。滴加え終了
后、混合物を室温で30分間撹拌を続け次いで10%酢酸−
メタノール(36mL)を加え反応を止めた。減圧で溶媒を
除去し、残留物を酢酸エチル(80mL)により、1.5N塩
酸、水および飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し
た。炭酸カリウム上で乾燥後減圧で溶媒留去すると白色
固体を得た。ベンゼン−ヘキサンから再結晶すると所望
の生成物(12)(1.69g,38%収率)が白色結晶(融点8
0.5〜82℃)として得られた。
1 H NMR (CDCl 3) 7.35 (s, 5H), 6.70 (s, 2H), 5.70
(S, 1H), 5.15 (s, 2H), 4.35−3.95 (m, 1H), 3.25−3.0
0 (m, 2H), 2.50 (d, 2H, J = 6.5 Hz). Example XIV 1M borane-tetrahydrofuran (Aldrch chemical Co.) obtained by cooling a solution of 1-N-benzyloxycarbonyl-2,4-butanediol (12) acid (11) (4.57 g, 18.0 mmol) in dry tetrahydrofuran (18 mL) was cooled with ice. .) Was added dropwise with stirring under an argon atmosphere. After the addition was complete, the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes and then 10%
The reaction was stopped by adding methanol (36 mL). The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was washed with ethyl acetate (80 mL) with 1.5 N hydrochloric acid, water and a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate. After drying over potassium carbonate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a white solid. Recrystallization from benzene-hexane gave the desired product (12) (1.69 g, 38% yield) as white crystals (mp 8
0.5-82 ° C).

1H NMR(CDCl3)7.35(s,5H),5.50(t,1H,J=6.0H
z),5.10(s,2H),3.75(t,2HJ=6.0),4.10−2.65(m,
5H),1.60(q,2H,J=6.0Hz). 実施例XV 1−アミノ−2,4−ブタンジオール(13) 工程III:CBZで保護したアミノジオール(12)(1.69
g,7.06mmol)を水酸化パラジウム−炭素(800mg)、エ
タノール(100mL)、および1,4−シクロヘキサジエン
(20mL)と混ぜ、混合物を16時間加熱還流した。薄層ク
ロマトグラフィー(10%メタノール−塩化メチレン)は
出発原料の残存を示さなかった。混合物を半融ガラスロ
ート(エタノール洗浄)上セライトを通して濾過し次い
で溶媒を減圧留去すると所望の生成物(13)(0.84g)
が黄色シロップとして得られた。エタノールで7mLに希
釈するとアミノジオール(13)の1M貯蔵溶液が得られ
た。
1 H NMR (CDCl 3) 7.35 (s, 5H), 5.50 (t, 1H, J = 6.0H
z), 5.10 (s, 2H), 3.75 (t, 2HJ = 6.0), 4.10-2.65 (m,
5H), 1.60 (q, 2H, J = 6.0 Hz). Example XV 1-amino-2,4-butanediol (13) Step III: CBZ protected aminodiol (12) (1.69
g, 7.06 mmol) were mixed with palladium hydroxide-carbon (800 mg), ethanol (100 mL), and 1,4-cyclohexadiene (20 mL), and the mixture was heated under reflux for 16 hours. Thin layer chromatography (10% methanol-methylene chloride) showed no starting material remaining. The mixture was filtered through celite on a semi-solid glass funnel (washed with ethanol) and the solvent was removed in vacuo to give the desired product (13) (0.84 g).
Was obtained as a yellow syrup. Dilution to 7 mL with ethanol provided a 1 M stock solution of aminodiol (13).

1H NMR(D2O)4.80(s,4H),3.80(t,2H,J=6.0H
z),4.00−3.65(m,1H),3.40−2.50(m,2H),1.95−1.
55(m,2H). 実施例XVI 1−N−コレステリルオキシカルボニル−2,4−ブタン
ジオール(14) アミノジオール(13)(6.0mmol)のエタノール(6.0
mL)の氷冷溶液にコレステロールクロロホーメート(2.
25g,5.00mmol)の塩化メチレン(5mL)溶液を加えた。
混合物を氷浴からはずし、アルゴン気流下1.5時間撹拌
し、次いで氷水(150g)中に注入した。混合物を酢酸エ
チル(2×150mL)で抽出し、抽出液を水(2×100m
L)、食塩水(1×100mL)で洗浄し、硫酸マグネシウム
で乾燥した後溶媒を留去した。固形残留物をテトラヒド
ロフラン(10mL)に溶かし、シリカゲルカラム(3.5×1
5cm,1:1ヘキサン:酢酸エチルで充填)でクロマトグラ
フィーにかけた。1:1ヘキサン:酢酸エチル(300mL)で
溶出後45:45:10ヘキサン:酢酸エチル:メタノールを用
いると生成物を溶出した。溶媒除去すると粘着性の白色
固体(14)(2.04g,79%)が得られた。
1 H NMR (D 2 O) 4.80 (s, 4H), 3.80 (t, 2H, J = 6.0H
z), 4.00-3.65 (m, 1H), 3.40-2.50 (m, 2H), 1.95-1.
55 (m, 2H). Example XVI 1-N-cholesteryloxycarbonyl-2,4-butanediol (14) Aminodiol (13) (6.0 mmol) in ethanol (6.0 mmol)
cholesterol chloroformate (2. mL) in ice-cold solution.
25 g, 5.00 mmol) in methylene chloride (5 mL) was added.
The mixture was removed from the ice bath, stirred for 1.5 hours under a stream of argon, and then poured into ice water (150 g). The mixture was extracted with ethyl acetate (2 × 150 mL) and the extract was washed with water (2 × 100 mL).
L), washed with brine (1 × 100 mL), dried over magnesium sulfate, and evaporated. Dissolve the solid residue in tetrahydrofuran (10 mL) and use a silica gel column (3.5 × 1
5 cm, packed with 1: 1 hexane: ethyl acetate). After elution with 1: 1 hexane: ethyl acetate (300 mL), the product was eluted using 45:45:10 hexane: ethyl acetate: methanol. Removal of the solvent gave a sticky white solid (14) (2.04 g, 79%).

1H NMR(CDCl3)5.38(d,1H),5.14(t,1H),4.50
(m,1H),4.00−3.70(m,3H),3.60−3.00(m,2H),2.4
0−2.20(m,2H),2.10−0.60(m,3H). 実施例XVII 1−N−コレステリルオキシカルボニル−2−ヒドロキ
シ−4−ジメトキシトリチルオキシブタン(15) ジオール(14)(1.74g,3.35mmol)を乾燥ピリジン
(25mL)の撹拌溶液にジメトキシトリチルクロリド(1.
36g,4.02mmol)、トリエチルアミン(0.655mL)および
4−ジメチルアミノピリジン(20.5mg)を加えた。反応
混合物をアルゴン気流下16時間撹拌した後、水(25mL)
とエーテル(75mL)の間に分配した。水層を別にエーテ
ル(75mL)で抽出し、抽出液を合わせ水、食塩水で洗浄
し次いで硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。残
留物をシリカゲルカラム(3.5×13cm、4:1ヘキサン:酢
酸エチルで充填)でクロマトグラフィーにかけた。生成
物(黄色の不純物で汚染した)を含むフラクションをあ
つめ、溶媒を留去すると黄色泡状固体(2.22g)が得ら
れた。5%メタノール−塩化メチレンおよび4:1ヘキサ
ン:酢酸エチルを用いて繰返しクロマトグラフィーにか
けると純粋な生成物(15)が淡黄色泡状固体として得ら
れた。
1 H NMR (CDCl 3) 5.38 (d, 1H), 5.14 (t, 1H), 4.50
(M, 1H), 4.00-3.70 (m, 3H), 3.60-3.00 (m, 2H), 2.4
0-2.20 (m, 2H), 2.10-0.60 (m, 3H). Example XVII 1-N-cholesteryloxycarbonyl-2-hydroxy-4-dimethoxytrityloxybutane (15) Diol (14) (1.74 g, 3.35 mmol) was added to a stirred solution of dry pyridine (25 mL) in dimethoxytrityl chloride (1). .
36 g, 4.02 mmol), triethylamine (0.655 mL) and 4-dimethylaminopyridine (20.5 mg) were added. The reaction mixture was stirred for 16 hours under a stream of argon, and then water (25 mL)
And ether (75 mL). The aqueous layer was separately extracted with ether (75 mL), and the extracts were combined, washed with water and brine, dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off. The residue was chromatographed on a silica gel column (3.5 × 13 cm, packed with 4: 1 hexane: ethyl acetate). Fractions containing the product (contaminated with yellow impurities) were collected and evaporated to give a yellow foamy solid (2.22 g). Repeated chromatography using 5% methanol-methylene chloride and 4: 1 hexane: ethyl acetate provided the pure product (15) as a pale yellow foamy solid.

1H NMR(CDCl3)7.45−7.10(m,9H),6.80(d,4H,J
=8.8Hz),5.38(d,1H),5.05(br t,1H),4.50(m,1
H),3.90−3.80(m,2H),3.80(s,6H),3.50−2.95(m,
4H),2.30(m,2H),2.10−0.60(m,43H). 分析値(C33H73NO6として) 計算値:C,77.62;H,8.97;N,1.17. 実測値:C,77.41;H,8.97;N,1.60. 実施例XVIII 1−N−コレステリルオキシカルボニル−2−スクシニ
ルオキシ−4−ジメトキシトリチルオキシブタン(16) アルコール(15)(415mg,0.506mmol)の乾燥ピリジ
ン(2mL)の撹拌溶液に4−ジメチルアミノピリジン(3
0mg)および無水コハク酸(48mg,0.48mmol)を加え、混
合物をアルゴン気流下に24時間撹拌した。薄層クロマト
グラフィー(5%メタノール−塩化メチレン)は未反応
の出発原料の痕跡量を示した。溶媒を除去し、残余のピ
リジンをトルエン(2×10mL)と共に溜去した。残留の
黄色泡状固体(16)をp−ニトロフエニルエステルへの
変換およびCPGへの固定に用いた。
1 H NMR (CDCl 3) 7.45-7.10 (m, 9H), 6.80 (d, 4H, J
= 8.8Hz), 5.38 (d, 1H), 5.05 (brt, 1H), 4.50 (m, 1
H), 3.90-3.80 (m, 2H), 3.80 (s, 6H), 3.50-2.95 (m,
4H), 2.30 (m, 2H), 2.10-0.60 (m, 43H). Analysis (C 33 as H 73 NO 6) Calculated:. C, 77.62; H, 8.97; N, 1.17 Found:. C, 77.41; H, 8.97; N, 1.60 Example XVIII 1-N-cholesteryloxycarbonyl Carbonyl-2-succinyloxy-4-dimethoxytrityloxybutane (16) To a stirred solution of alcohol (15) (415 mg, 0.506 mmol) in dry pyridine (2 mL) was added 4-dimethylaminopyridine (3
0 mg) and succinic anhydride (48 mg, 0.48 mmol) were added and the mixture was stirred for 24 hours under a stream of argon. Thin layer chromatography (5% methanol-methylene chloride) showed traces of unreacted starting material. The solvent was removed and the residual pyridine was distilled off with toluene (2 × 10 mL). The remaining yellow foamy solid (16) was used for conversion to p-nitrophenyl ester and immobilization on CPG.

実施例XIX コレステロール−CPG支持体(17) スクシニル化したコレステロール誘導体(16)をAtki
nsonおよびSmith(Oligonuclcotide Synthesis,a Pract
ical Approach,M.J.Gait,(ed.)IRL press,pp47〜49
(1984))の方法を用いて、長鎖アルキルアミンで制御
した細孔ガラス支持体(LCAA−CPG;Sigma)に固定し
た。粗製のスクシネート(16)(105mg)をp−ニトロ
フェノール(16mg)および乾燥ピリジン(0.05mL)と一
緒に乾燥ジオキサン(10mL)に溶解した。ジシクロヘキ
シルカルボジイミド(52mg,0.25mmol)を加え、混合物
を室温で15分間撹拌してから、冷蔵庫に16時間冷却し
た。粗製のp−ニトロフエニルエステル溶液を少量のセ
ライトを通して濾過し、DCUを除去し、次いで濾液を直
接ジメチルホルムアミド(DMF)(1.5mL)中LCAA−CPG
(0.50g)に加えた。エチルジイソプロピルアミン(0.1
mL)を加えてから、混合物をアルゴン気流中で18時間撹
拌した。そのCPGを半融ガラスロートで濾過し、ジメチ
ルホルムアミド(3×10mL)、メタノール(3×10mL)
およびエーテル(3×10mL)で洗浄した。誘導化したCP
Gを真空ポンプで乾燥し、次に乾燥ピリジン(1.5mL)と
無水物酢酸(0.2mL)で処理してキャップした。アルゴ
ン下に3時間撹拌した後、そのCPGを濾過し、メタノー
ル(3×10mL)およびエーテル(3×10mL)で洗浄し、
真空ポンプで乾燥するとコレステロール−CPG(17)
(0.46g)を得た。このCPGをGaitの記述したプロトコー
ルに従って、DMTr含量について分析したところ、CPG支
持体の充填度が24μmol/gであることが分かった。
Example XIX Cholesterol-CPG support (17) Succinylated cholesterol derivative (16) was
nson and Smith (Oligonuclcotide Synthesis, a Pract
ical Approach, MJGait, (ed.) IRL press, pp47-49
(1984)) and immobilized on a porous glass support (LCAA-CPG; Sigma) controlled with a long-chain alkylamine. Crude succinate (16) (105 mg) was dissolved in dry dioxane (10 mL) along with p-nitrophenol (16 mg) and dry pyridine (0.05 mL). Dicyclohexylcarbodiimide (52 mg, 0.25 mmol) was added and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes, then cooled in a refrigerator for 16 hours. The crude p-nitrophenyl ester solution was filtered through a small amount of celite to remove DCU, and the filtrate was directly LCAA-CPG in dimethylformamide (DMF) (1.5 mL).
(0.50 g). Ethyl diisopropylamine (0.1
mL) was added and the mixture was stirred in a stream of argon for 18 hours. The CPG was filtered through a semi-solid glass funnel, and dimethylformamide (3 × 10 mL) and methanol (3 × 10 mL)
And ether (3 × 10 mL). Derived CP
G was dried on a vacuum pump, then treated with dry pyridine (1.5 mL) and acetic anhydride (0.2 mL) and capped. After stirring for 3 hours under argon, the CPG was filtered, washed with methanol (3 × 10 mL) and ether (3 × 10 mL),
Cholesterol-CPG (17) when dried with a vacuum pump
(0.46 g) was obtained. The CPG was analyzed for DMTr content according to the protocol described by Gait and found to have a CPG support loading of 24 μmol / g.

実施例XX コレステロール−CPG(17)から3'−コレステロール−
尾分子付5'DMTr−チミジンの合成 オリゴヌクレオチド合成のためのコレステロール−CP
G(17)の安定性を試験するために、単一なチミジン残
基を固相支持体(41.6mg,1micromol)に加えた。標準の
ホスホルアミダイトカップリング化学と共にMilligenDN
A合成機を駆使した。そのチミジン上の5'−ジメトキシ
トリチル保護基は生成物の単離や確認を助けるために、
除去されなかった。そのCPGをアセトニトリル(8mL)で
よく洗浄し、痕跡量の未反応のDMTr−チミジンホスホル
アミダイトおよび他の非共有結合的に結合した不純物を
取り除いた。そのCPGを真空ポンプで乾燥し、上述のよ
うにDMTr含量を分析した結果充填度が27micromol/gであ
ることが分かった。3'−コレステロール尾分子付チミジ
ンは支持体(20mg)を5mL反応瓶(テフロンライナー)
中に濃縮アンモニア(10mL)と44℃で24時間処理するこ
とによって切り離した。上澄液(パスツールピペット)
を除き、支持体をメタノール(3×2mL)で洗浄し、3'
−コレステロール尾分子付チミジンを単離した。洗液を
合わせ、溶媒除去(ロータリーエバポレーター/真空ポ
ンプ)し、7:1:1:1:1酢酸エチル:アセトン:メタノー
ル:水:酢酸を用い、シリカゲルプレート上薄層クロマ
トグラフィーにより分析した。DMTrを含む一つの主要な
スポット(Rf=0.63)が10%硫酸−メタノールでスプレ
ーすると、橙色に着色した。ほんの痕跡量のDMTr−チミ
ジン(Rf=0.84)しか検出されず、従って、このことは
コレステロール結合の安定性を示した。24時間アンモニ
ア処理後のそのCPG支持体は1.4μmol/gのDMTr含量を示
した。
Example XX Cholesterol-CPG (17) to 3'-Cholesterol-
Synthesis of 5'DMTr-thymidine with tail molecule Cholesterol-CP for oligonucleotide synthesis
To test the stability of G (17), a single thymidine residue was added to a solid support (41.6 mg, 1 micromol). Milligen DN with standard phosphoramidite coupling chemistry
We made full use of the A synthesizer. The 5'-dimethoxytrityl protecting group on the thymidine helps to isolate and confirm the product,
Not removed. The CPG was washed well with acetonitrile (8 mL) to remove traces of unreacted DMTr-thymidine phosphoramidite and other non-covalently bound impurities. The CPG was dried with a vacuum pump and analyzed for DMTr content as described above. As a result, it was found that the filling degree was 27 micromol / g. Thymidine with 3'-cholesterol tail molecule is a support (20mg) in a 5mL reaction bottle (Teflon liner)
Separated by treatment with concentrated ammonia (10 mL) at 44 ° C. for 24 hours. Supernatant (pasteur pipette)
, And the support was washed with methanol (3 x 2 mL) and 3 '
-Thymidine with cholesterol tail molecule was isolated. Washings were combined, solvent removed (rotary evaporator / vacuum pump) and analyzed by thin layer chromatography on silica gel plates using 7: 1: 1: 1: 1 ethyl acetate: acetone: methanol: water: acetic acid. One major spot (Rf = 0.63) containing DMTr was colored orange when sprayed with 10% sulfuric acid-methanol. Only traces of DMTr-thymidine (Rf = 0.84) were detected, thus indicating stability of cholesterol binding. The CPG support after ammonia treatment for 24 hours showed a DMTr content of 1.4 μmol / g.

DMTr−チミジン誘導化コレステロール−CPGを44℃で
5時間アンモニア処理すると24時間処理と同様の薄層ク
ロマトグラフィー結果を与えた。5時間アンモニア処理
後のCPG支持体は3.2μmol/gのDMTr含量を示した。
Ammonia treatment of DMTr-thymidine derivatized cholesterol-CPG at 44 ° C. for 5 hours gave the same thin layer chromatography results as treatment for 24 hours. The CPG support after 5 hours of ammonia treatment showed a DMTr content of 3.2 μmol / g.

アクリジン3'−尾分子をもつ、実施例XIIから得られ
たオリゴヌクレオチド(10')を相補的オリゴヌクレオ
チド鎖の存在においてその溶融温度の特性について研究
した。そのアクリジンインターカレーティング剤の存在
は3'−尾分子アクリジンをもたない同様のオリゴヌクレ
オチドと比較して、Tm(溶融温度)を約4℃上昇した。
The oligonucleotide (10 ') obtained from Example XII with an acridine 3'-tail molecule was studied for its melting temperature properties in the presence of a complementary oligonucleotide chain. The presence of the acridine intercalating agent increased the Tm (melting temperature) by about 4 ° C. compared to a similar oligonucleotide without the 3′-tail molecule acridine.

適当なオリゴヌクレオチドの3'尾分子に結合した適当
なレポーター基は、オリゴヌクレオチドの存在を確認
(同定)するのに有用である。このようなレポーター基
の蛍光、化学発光、または他の性質はこれらのヌクレオ
チドを非放射能的にラベルするのに役立つ。そこで、例
えば生体試料のような問題とする試料の中のヌクレオチ
ドを蛍光または他の同様な性質の存在によって同定する
ことができる。例えば、コレステロール尾分子付3'オリ
ゴヌクレオチドのような親油性尾分子基はオリゴヌクレ
オチドの細胞膜の透過性を助ける、このようにして、オ
リゴヌクレオチドの細胞内濃度の増加または細胞膜の透
過性の促進が達成される。オリゴヌクレオチドの3'末端
の切断基は、オリゴヌクレオチドをこのような相補的配
列に結合して後オリゴヌクレオチドの相補的配列をもつ
DNAの部位特異性の切断を助けることができる。このよ
うな利用は遺伝子の同定や単離などに関係しうる。
A suitable reporter group attached to the 3 'tail molecule of a suitable oligonucleotide is useful for confirming (identifying) the presence of the oligonucleotide. The fluorescence, chemiluminescence, or other properties of such reporter groups serve to non-radioactively label these nucleotides. Thus, nucleotides in a sample of interest, such as a biological sample, can be identified by the presence of fluorescence or other similar properties. For example, a lipophilic tail group, such as a 3 'oligonucleotide with a cholesterol tail molecule, helps the permeability of the oligonucleotide to the cell membrane, thus increasing the intracellular concentration of the oligonucleotide or promoting the permeability of the cell membrane. Achieved. A cleavage group at the 3 'end of the oligonucleotide binds the oligonucleotide to such a complementary sequence and has the complementary sequence of the oligonucleotide
It can aid in the site-specific cleavage of DNA. Such use may relate to gene identification, isolation, and the like.

他の尾分子またはコンジュゲート(抱合体)は他の生
物的および物理的性質の双方に基いて選ばれよう。この
ような他の生体尾分子は、適当にブロックした合成ペプ
チド、ピューロマイシンやジゴキシゲニンなどを包含し
うる。有用な物理的性質を有する他の尾分子は、スピン
−ラベルの化合物、DTPAキレート化剤、燐脂質、ジ−お
よびトリニトロフエニル基、架橋試薬、たとえばアルキ
ル剤、アジドベンゼン、ソラーレン、ヨードアセトアミ
ド、アジドプロフラビンおよびアジドウラシルを含む。
Other tail molecules or conjugates will be chosen based on both other biological and physical properties. Such other biotail molecules may include appropriately blocked synthetic peptides, puromycin, digoxigenin, and the like. Other tail molecules with useful physical properties include spin-labeled compounds, DTPA chelators, phospholipids, di- and trinitrophenyl groups, crosslinking reagents such as alkylating agents, azidobenzene, psoralen, iodoacetamide, Including azidoprofflavin and azidouracil.

実施例XXI 2,3,5,6−テトラフルオロフエニルトリフルオロアセテ
ート(18) 無水トリフルオロ酢酸(28mL,0.2mol)を、2,3,5,6−
テトラフルオロフエノール(27.1g,0.163mmol)に撹拌
しながら滴加した。三フッ化硼素エーテル付加物(0.2m
l)を加え、混合物を一晩中加熱還流した。残留溶液を
常圧で蒸留し、無水トリフルオロ酢酸およびトリフルオ
ロ酢酸を除去した。所望の生成物(18)(32.2g,75%収
率)は、45℃(18mm)にて無色液体として捕集した。
Example XXI 2,3,5,6-tetrafluorophenyltrifluoroacetate (18) Trifluoroacetic anhydride (28 mL, 0.2 mol) was added to 2,3,5,6-
Tetrafluorophenol (27.1 g, 0.163 mmol) was added dropwise with stirring. Boron trifluoride ether adduct (0.2m
l) was added and the mixture was heated to reflux overnight. The residual solution was distilled at normal pressure to remove trifluoroacetic anhydride and trifluoroacetic acid. The desired product (18) (32.2 g, 75% yield) was collected as a colorless liquid at 45 ° C. (18 mm).

d=1.52g/mL IR(CHCl3)3010,1815,1525,1485,1235,1180,1110,95
5cm-1. 分析値(C8HO2F7として) 計算値:C,36.66;H,0.38;F,50.74. 実測値:C,36.31;H,0.43;F,50.95. 実施例XXII 2,3,5,6−テトラフルオロフエニル3−(9−アクリジ
ニル)プロピオネート(19) 方法a:3−(9−アクリジニル)プロピオン酸(400m
g,1.59mmol)およびトリエチルアミン(0.22mL)の塩化
メチレン(20mL)溶液に2−フルオロメチルピリジニウ
ムトシレート(FMPT)(496mg,1.75mmol)を加え、混合
物を室温で15分間撹拌した。2,3,5,6−テトラフルオロ
フエノール(317mg,1.91mmol)およびトリエチルアミン
(0.22mL)を加えてから混合物を15分間撹拌した。その
不均一混合物を溶媒除去し、残留物を1:1ヘキサン:酢
酸エチルを用いて、フラッシュクロマトグラフィー(2
×29cmシリカ)により精製した。純粋な生成物を含むフ
ラクションを合わせ、蒸発乾固すると所望の生成物(1
9)(250mg,39%収率)が淡黄色固体として得られた。
d = 1.52 g / mL IR (CHCl 3 ) 3010,1815,1525,1485,1235,1180,1110,95
5cm -1 . Analytical value (as C 8 HO 2 F 7 ) Calculated: C, 36.66; H, 0.38; F, 50.74. Found: C, 36.31; H, 0.43; F, 50.95. Example XXII 2, 3,5,6-tetrafluorophenyl 3- (9-acridinyl) propionate (19) Method a: 3- (9-acridinyl) propionic acid (400 m
g, 1.59 mmol) and triethylamine (0.22 mL) in methylene chloride (20 mL) were added 2-fluoromethylpyridinium tosylate (FMPT) (496 mg, 1.75 mmol) and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. 2,3,5,6-Tetrafluorophenol (317 mg, 1.91 mmol) and triethylamine (0.22 mL) were added and the mixture was stirred for 15 minutes. The heterogeneous mixture was evaporated and the residue was flash chromatographed with 1: 1 hexane: ethyl acetate (2: 1).
× 29 cm silica). The fractions containing the pure product are combined and evaporated to dryness to give the desired product (1
9) (250 mg, 39% yield) was obtained as a pale yellow solid.

融点183−185℃; TLC(1:1ヘキサン:酢酸エチル),Rf=0.70, 長波長紫外線(UV)の下で青色蛍光 IR(KBr)3075,1790,1520および1095cm-1; 1H NMR(CDCL3)8.29(d,4H,J=8.0Hz),7.82(t,2H,
J=7.2Hz),7.64(t,2H,J=8.6Hz),7.04(m,1H),4.13
(t,2H,J=8.7Hz),3.16(t,2H,J=8.7Hz)。
183-185 ° C; TLC (1: 1 hexane: ethyl acetate), Rf = 0.70, blue fluorescence under long wavelength ultraviolet (UV) IR (KBr) 3075, 1790, 1520 and 1095 cm -1 ; 1 H NMR ( CDCL 3 ) 8.29 (d, 4H, J = 8.0 Hz), 7.82 (t, 2H,
J = 7.2Hz), 7.64 (t, 2H, J = 8.6Hz), 7.04 (m, 1H), 4.13
(T, 2H, J = 8.7Hz), 3.16 (t, 2H, J = 8.7Hz).

分析値(C22H13NO2F4として) 計算値:C,66.17;H,3.28;N,3.51;F,19.03 実測値:C,66.01;H,3.11;N,3.33;F,19.13。Analysis (C 22 H 13 NO 2 as F 4) Calculated: C, 66.17; H, 3.28 ; N, 3.51; F, 19.03 Found: C, 66.01; H, 3.11 ; N, 3.33; F, 19.13.

方法b:3−(9−アクリジニル)プロピオン酸(251m
g,1mmol)の塩化メチレン(10mL)の撹拌スラリーにト
リエチルアミン(200μL,1.4mmol)およびTFPトリフル
オロアセテート18(200μL)を加えた。アルゴン下に
2日間撹拌した後、その不均一混合物をセライトを通し
て濾過、濾液を蒸発乾固した。残留物を1:1ヘキサン:
酢酸エチルを用いてフラッシュクロマトグラフィー(2
×25cmシリカ)によって精製した。生成物を含むフラク
ションを集め、蒸発乾固した。残留物を塩化メチレンを
用いてフラッシュクロマトグラフィー(2×25cmシリ
カ)により再精製した。純粋な生成物は5%酢酸エチル
−塩化メチレンで黄色帯として溶出した。純粋な生成物
を含むフラクションを合せ、蒸発乾固すると、19(67m
g,17%収率)が淡黄色固体として得られた。
Method b: 3- (9-acridinyl) propionic acid (251m
g, 1 mmol) in methylene chloride (10 mL) was added triethylamine (200 μL, 1.4 mmol) and TFP trifluoroacetate 18 (200 μL). After stirring for 2 days under argon, the heterogeneous mixture was filtered through celite and the filtrate was evaporated to dryness. Residue in 1: 1 hexane:
Flash chromatography using ethyl acetate (2
X 25 cm silica). The fractions containing the product were collected and evaporated to dryness. The residue was repurified by flash chromatography (2 × 25 cm silica) using methylene chloride. The pure product eluted with 5% ethyl acetate-methylene chloride as a yellow band. The fractions containing the pure product are combined and evaporated to dryness to give 19 (67 m
g, 17% yield) as a pale yellow solid.

実施例XXIII 2,3,5,6−テトラフルオロフェニル5−(9−アクリジ
ニル)ペンタノエート(20) 実施例XIIと同様の方法a(上述)を20の製造に用い
た。5−(9−アクリジニル)ペンタン酸(262mg,1mmo
l)から20(180mg,42%収率)が淡黄色固体として得ら
れた。
Example XXIII 2,3,5,6-tetrafluorophenyl 5- (9-acridinyl) pentanoate (20) The same procedure as in Example XII (described above) was used for the preparation of 20. 5- (9-acridinyl) pentanoic acid (262 mg, 1 mmo
l) gave 20 (180 mg, 42% yield) as a pale yellow solid.

融点122〜124℃ TLC(1:1ヘキサン:酢酸エチル),Rf=0.63, 長波長UVで青色蛍光。 Melting point 122-124 ° C TLC (1: 1 hexane: ethyl acetate), Rf = 0.63, blue fluorescence at long wavelength UV.

IR(KBr)3075,2960,1790,1515,1105,955および750cm
-1; 1H NMR(CDCL3)8.26(d,4H,J=9.2Hz),7.92(t,2H,
J=6.8Hz),7.58(t,2H,J=8.8Hz),7.00(m,1H),3.71
(t,2H,J=7.8Hz),2.78(t,2H,J=6.4Hz),2.05(m,4
H)。
IR (KBr) 3075,2960,1790,1515,1105,955 and 750cm
-1; 1 H NMR (CDCL 3 ) 8.26 (d, 4H, J = 9.2Hz), 7.92 (t, 2H,
J = 6.8Hz), 7.58 (t, 2H, J = 8.8Hz), 7.00 (m, 1H), 3.71
(T, 2H, J = 7.8Hz), 2.78 (t, 2H, J = 6.4Hz), 2.05 (m, 4
H).

分析値(C24H17NO2F4として) 計算値:C,67.45;H,4.01;N,3.28;F,17.78 実測値:C,67.18;H,3.87;N,3.02;F,17.67。Analysis (C 24 H 17 NO 2 as F 4) Calculated: C, 67.45; H, 4.01 ; N, 3.28; F, 17.78 Found: C, 67.18; H, 3.87 ; N, 3.02; F, 17.67.

実施例XXIV 1−[3−(9−アクリジニル)−1−オキソプロピ
ル]−5−ヒドロキシメチル−(3R−トランス)−3−
ピロリジノール(7) 工程V:アクリジンTFPエステル19(206mg,0.52mmol)
の塩化メチレン(8mL)溶液を、アミノジオール2(0.5
7mmol)およびトリエチルアミン(86μL)のエタノー
ル(1.14mL)氷冷溶液に滴加した。混合物を室温で18時
間撹拌し、濃縮した。残留物を5%メタノール塩化メチ
レンを用い、フラッシュクロマトグラフィーで精製し
て、所望の生成物7(181mg,100%収率)が黄色泡状固
体として得られた。
Example XXIV 1- [3- (9-acridinyl) -1-oxopropyl] -5-hydroxymethyl- (3R-trans) -3-
Pyrrolidinol (7) Step V: Acridine TFP ester 19 (206 mg, 0.52 mmol)
Of methylene chloride (8 mL) with aminodiol 2 (0.5 mL)
7 mmol) and triethylamine (86 μL) were added dropwise to an ice-cold solution of ethanol (1.14 mL). The mixture was stirred at room temperature for 18 hours and concentrated. The residue was purified by flash chromatography using 5% methanol in methylene chloride to give the desired product 7 (181 mg, 100% yield) as a yellow foamy solid.

TLC(9:1塩化メチレン:メタノール),Rf=0.50, 長波長UVで青色蛍光を発する黄色スポット IR(KBr)3400(br),1620,1440および1070cm-1; 1H NMR(CDCl3)8.30(d,4H,J=9.4Hz),7.82(t,2H,
J=6.6Hz),7.62(m,2H),4.31(m,2H),4.05(t,2H,J
=8.2Hz),3.70(m,1H),3.50(m,2H),3.22(d,2H,J=
1.4Hz),2.78(m,2H),2.03(m,1H),1.64(m,1H)。
TLC (9: 1 methylene chloride: methanol), Rf = 0.50, yellow spot emitting blue fluorescence at long wavelength UV IR (KBr) 3400 (br), 1620, 1440 and 1070 cm -1 ; 1 H NMR (CDCl 3 ) 8.30 (D, 4H, J = 9.4Hz), 7.82 (t, 2H,
J = 6.6Hz), 7.62 (m, 2H), 4.31 (m, 2H), 4.05 (t, 2H, J
= 8.2Hz), 3.70 (m, 1H), 3.50 (m, 2H), 3.22 (d, 2H, J =
1.4Hz), 2.78 (m, 2H), 2.03 (m, 1H), 1.64 (m, 1H).

分析値(C21H22N2O3・0.5H2Oとして) 計算値:C,70.18;H,6.45;N,7.79 実測値:C,70.41;H,6.45;N,7.68。Analytical values (as C 21 H 22 N 2 O 3 .0.5H 2 O) Calculated: C, 70.18; H, 6.45; N, 7.79 Found: C, 70.41; H, 6.45; N, 7.68.

UV(pH7.2)λmax=252nm(ε101,000),260nm(ε64
00),356nm(ε6200)。
UV (pH 7.2) λmax = 252 nm (ε101,000), 260 nm (ε64
00), 356 nm (ε6200).

蛍光(pH7.2)355nmで励起、460nmで発光 実施例XXV 1−[5−(9−アクリジニル)−1−オキソペンチ
ル]−5−ヒドロキシメチル−(3R−トランス)−3−
ピロリジノール(21) 実施例XXIVに記載したと同様の方法を21の製造に用い
た。アクリジンTFPエステル20(1.28g,3.00mmol)から2
1(1.04g,92%収率)が淡黄色泡状固体として得られ
た。
Excitation at 355 nm, emission at 460 nm Fluorescence (pH 7.2) Example XXV 1- [5- (9-Acridinyl) -1-oxopentyl] -5-hydroxymethyl- (3R-trans) -3-
Pyrrolidinol (21) A similar method as described in Example XXIV was used for the preparation of 21. 2 from acridine TFP ester 20 (1.28 g, 3.00 mmol)
1 (1.04 g, 92% yield) was obtained as a pale yellow foamy solid.

TLC(45:45:10ヘキサン:酢酸エチル:メタノール),
Rf=0.14 長波長UVで青色発光を発する黄色スポット, IR(CHCl3)3350(br),3010,2930,1610および1435cm
-1; 1H NMR(CDCl3)8.22(d,4H,J=9.0Hz),7.77(t,2H,
J=6.6Hz),7.56(t,2H,J=7.8Hz),4.27(m,2H),3.7
−3.4(m,6H),2.3−1.6(m,10H)。
TLC (45:45:10 hexane: ethyl acetate: methanol),
Rf = 0.14 Yellow spot emitting blue light at long wavelength UV, IR (CHCl 3 ) 3350 (br), 3010, 2930, 1610 and 1435 cm
-1 ; 1 H NMR (CDCl 3 ) 8.22 (d, 4H, J = 9.0 Hz), 7.77 (t, 2H,
J = 6.6Hz), 7.56 (t, 2H, J = 7.8Hz), 4.27 (m, 2H), 3.7
−3.4 (m, 6H), 2.3−1.6 (m, 10H).

分析値(C23H26N2O3・0.75H2Oとして) 計算値:C,70.48;H,7.07;N,7.15 実測値:C,70.33;H,6.89;N,7.15。Analysis (C 23 H 26 N 2 O 3 · 0.75H 2 O ) Calculated values: C, 70.48; H, 7.07 ; N, 7.15 Found: C, 70.33; H, 6.89 ; N, 7.15.

実施例XXVI 1−[5−(9−アクリジニル)−1−オキソペンチ
ル]−5−[ビス(4−メトキシフェニル)フェニルメ
トキシ]メチル−(3R−トランス)−ピロリジノール
(22) 22の製造に実施例IXに記載したと同様の方法を用い
た。ジオール21(103mg,0.272mmol)から22(78mg,42%
収率)が淡黄色泡状固体として得られた。
Example XXVI For the preparation of 1- [5- (9-acridinyl) -1-oxopentyl] -5- [bis (4-methoxyphenyl) phenylmethoxy] methyl- (3R-trans) -pyrrolidinol (22) 22 A method similar to that described in Example IX was used. Diol 21 (103 mg, 0.272 mmol) to 22 (78 mg, 42%
Yield) was obtained as a pale yellow foamy solid.

TLC(45:45:10ヘキサン:酢酸エチル:メタノール),
Rf=0.41 青色蛍光を発する黄色スポットで、10%硫酸/メタノ
ールでスプレーすると橙色に着色した。
TLC (45:45:10 hexane: ethyl acetate: methanol),
Rf = 0.41 A yellow spot that emits blue fluorescence and turned orange when sprayed with 10% sulfuric acid / methanol.

IR(KBr)3350(br),2930,1610,1510および1250c
m-1;1H NMR(CDCl3)8.24(d,4H,J=8.8Hz),7.76(m,2
H),7.53(m,2H),7.35−7.10(m,9H),6.79(m,4H),
4.7−4.3(m,2H),4.08(m,1H),3.9−3.3(m,11H),3.
10(m,2H),2.32−1.71(m,6H)。
IR (KBr) 3350 (br), 2930, 1610, 1510 and 1250c
m -1 ; 1 H NMR (CDCl 3 ) 8.24 (d, 4H, J = 8.8 Hz), 7.76 (m, 2
H), 7.53 (m, 2H), 7.35-7.10 (m, 9H), 6.79 (m, 4H),
4.7-4.3 (m, 2H), 4.08 (m, 1H), 3.9-3.3 (m, 11H), 3.
10 (m, 2H), 2.32-1.71 (m, 6H).

実施例XXVII アクリジン−CPG支持体(23) 23の製造に実施例XおよびXIに記載したと同様の方法
を用いた。アルコール22(58mg,80μmol)およびLCAA−
CPG(0.39g)からCPG支持体のDMTr充填度が20.6μmol/g
の23が得られた。
Example XXVII Acridine-CPG support (23) The same procedure as described in Examples X and XI was used for the preparation of 23. Alcohol 22 (58 mg, 80 μmol) and LCAA-
CPG (0.39g) to CPG support with DMTr loading of 20.6μmol / g
Of 23 was obtained.

実施例XXVIII CPG支持体6,10および23を用いる3'−尾分子付オリゴヌ
クレオチド(24〜26)の直接合成 肝炎B表面抗原蛋白質(5'−TCCATGTTCGT)に対応す
るmRNAの開始コドン領域に相補的な配列を有する3'−尾
分子付オリゴヌクレオチドをCPG支持体6,10および23を
用いて合成した。かかる改善した結合性をもつ3'−尾分
子(tailed)ODNはアンチセンスオリゴヌクレオチドと
して有利に使用することができる。
Example XXVIII Direct synthesis of 3'-tailed oligonucleotides (24-26) using CPG supports 6, 10 and 23 Complementary to the initiation codon region of the mRNA corresponding to hepatitis B surface antigen protein (5'-TCCATGTTCGT) Oligonucleotides with 3'-tail molecules having specific sequences were synthesized using CPG supports 6, 10 and 23. Such 3'-tailed ODNs with improved binding can be advantageously used as antisense oligonucleotides.

配列5'−TCCATGTTCGTを有する3'−尾分子付オリゴヌ
クレオチドの合成を実施例VIIおよびXIIに記載したよう
に、固体支持体6および10を夫々用いて行った。
The synthesis of 3'-tailed oligonucleotides having the sequence 5'-TCCATGTTCGT was performed using solid supports 6 and 10, respectively, as described in Examples VII and XII.

固相支持体23を用いる同じ3'−尾分子付オリゴヌクレ
オチドの合成は固相支持体23を固相支持体10に代用した
以外は、実施例XIIに記載の方法と同様であった。
The synthesis of the same oligonucleotide with a 3′-tail molecule using the solid support 23 was the same as the method described in Example XII, except that the solid support 23 was used instead of the solid support 10.

実施例XXIX 3'−アミノヘキシル−CPG(AH−CPG)の製造 a.1,3−ジオキソ−2−(6−ヒドロキシヘキス−1−
イル)−イソインドール−5−カルボン酸(27) 6−アミノヘキサン−1−オール(11.7g,10mmol)お
よび無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(7.68g,4mmo
l)の混合物を15分間または水蒸気の発生が止むまで175
〜225℃に加熱した。溶融物を水にあけると白色結晶性
固体を与えた。この固体を減圧濾過して捕集し、一夜真
空(減圧)乾燥すると分析純度の27(9.1g,78%)が得
られた。
Example XXIX Preparation of 3'-aminohexyl-CPG (AH-CPG) a. 1,3-Dioxo-2- (6-hydroxyhex-1-
Yl) -isoindole-5-carboxylic acid (27) 6-aminohexane-1-ol (11.7 g, 10 mmol) and 1,2,4-benzenetricarboxylic anhydride (7.68 g, 4 mmol)
l) mix 175 for 15 minutes or until steam generation stops
Heated to 225225 ° C. The melt was poured into water to give a white crystalline solid. The solid was collected by vacuum filtration and dried in vacuo (vacuum) overnight to give an analytical purity of 27 (9.1 g, 78%).

融点127〜135℃ 1H NMR(DMSO−d6):δ8.344(1H,d,H−7[6]);
8.208(1H,s,H−4);7.967(1H,d,H−6[7]);3.57
8(2H,t,H−1'[6'];3.365(2H,t,H−6'[1']);1.7
−1.2(8H,m,H−2',3',4',5'); 分析値(C15H17N1O5として) 計算値:C,61.85;H,5.88;N,4.81; 実測値:C,61.56;H,6.12;N,4.98。
127-135 ° C 1 H NMR (DMSO-d 6 ): δ 8.344 (1 H, d, H-7 [6]);
8.208 (1H, s, H-4); 7.967 (1H, d, H-6 [7]); 3.57
8 (2H, t, H-1 '[6']; 3.365 (2H, t, H-6 '[1']); 1.7
-1.2 (8H, m, H- 2 ', 3', 4 ', 5'); analysis (C 15 H 17 N 1 O 5 ) Calculated value: C, 61.85; H, 5.88 ; N, 4.81; Found: C, 61.56; H, 6.12; N, 4.98.

b.1,3−ジオキソ−2−(6−ジメトキシトリチルオキ
シヘキス−1−イル)イソインドール−5−カルボン酸
(28) 27(2.91g,10mmol)をピリジン(50mL)およびトリエ
チルアミン(1.9mL)に溶かした溶液にジメトキシトリ
チルクロリド(7.11g,20mmol)および4−ジメチルアミ
ノピリジン(63mg)を加えた。混合溶液を一夜撹拌した
後蒸発乾固した。残留物を塩化メチレン(100mL)に溶
かし、得られた溶液を氷冷した1Mクエン酸(100mL)次
いで水(100mL)で洗浄してから硫酸ナトリウムで乾燥
し、溶媒を留去した。得られた硬質のシロップ27で再度
精製することなく使用した。
b. 1,3-Dioxo-2- (6-dimethoxytrityloxyhex-1-yl) isoindole-5-carboxylic acid (28) 27 (2.91 g, 10 mmol) was added to pyridine (50 mL) and triethylamine (1.9 mL). ), Dimethoxytrityl chloride (7.11 g, 20 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (63 mg) were added. The mixture was stirred overnight and then evaporated to dryness. The residue was dissolved in methylene chloride (100 mL), and the obtained solution was washed with ice-cooled 1 M citric acid (100 mL) and then with water (100 mL), dried over sodium sulfate, and evaporated. The resulting hard syrup 27 was used without further purification.

c.p−ニトロフェニル1,3−ジオキソ−2−(6−ジメト
キシトリチルオキシヘキス−1−イル)イソインドール
−5−カルボン酸(29) 28(2.4g,4mmol)の塩化メチレン混液にトリエチルア
ミンを加えた。溶液を氷水浴で冷却後、p−ニトロフェ
ニルクロロホルメートを加え、4℃で5時間撹拌した。
4−ジメチルアミノピリジンを冷却溶液に加えて後、そ
の溶液を室温で上昇させた。室温で一夜撹拌後、溶液を
繰返し飽和炭酸水素ナトリウム液(5×10mL)次いで氷
冷1Mクエン酸で1回抽出した。有機層を硫酸ナトリウム
で乾燥し、蒸発乾固した。残留物を、溶出剤としてトル
エン−酢酸エチル(5:1)を用い、シリカゲルカラム(2
9×150mm)でフラッシュクロマトグラフィーにかけた。
純粋な物質を含むフラクションを溜め、蒸発乾固すると
分析純度の29(1.7g,60%)が得られた。
Triethylamine was added to a mixture of cp-nitrophenyl 1,3-dioxo-2- (6-dimethoxytrityloxyhex-1-yl) isoindole-5-carboxylic acid (29) 28 (2.4 g, 4 mmol) in methylene chloride. Was. After the solution was cooled in an ice water bath, p-nitrophenyl chloroformate was added, and the mixture was stirred at 4 ° C for 5 hours.
After adding 4-dimethylaminopyridine to the cooled solution, the solution was allowed to rise at room temperature. After stirring overnight at room temperature, the solution was repeatedly extracted once with a saturated sodium bicarbonate solution (5 × 10 mL) and then with ice-cold 1M citric acid. The organic layer was dried over sodium sulfate and evaporated to dryness. The residue was purified on a silica gel column (2: 1) using toluene-ethyl acetate (5: 1) as eluent.
(9 × 150 mm).
Fractions containing pure material were pooled and evaporated to dryness to give an analytical purity of 29 (1.7 g, 60%).

分析値(C42H38N2O9として) 計算値:C,70.58;H,5.36;N,3.92; 実測値:C,70.57;H,5.22;N,3.84。Analytical values (as C 42 H 38 N 2 O 9 ) Calculated: C, 70.58; H, 5.36; N, 3.92; Found: C, 70.57; H, 5.22; N, 3.84.

d.3'−アミンCPG支持体(AH−CPG)(30) 長鎖アルキルアミンCPGを3%ジクロロ酢酸−塩化メ
チレンで活性化した。その活性CPG(1g)を29(143mg,
0.2mmol)をピリジン(10mL)とトリエチルアミン(1m
L)の溶液で処理し、反応混合物をゆるやかに24時間か
きまぜた。残存するアミンを無水酢酸(0.5mL)を処理
し、ゆるやかに24時間かきまぜることによってキャップ
した。そのCPGを濾過し、ピリジン(1×5mL)次いでア
セトニトリル(3×5mL)で洗浄してから風乾した。得
られたAH−CPG30を室温で2日間真空乾燥した。過塩素
酸との処理によるAH−CPGの分析は充填度20μmmol/gを
示した。そのAH−CPG支持体(50mg,1μmol)を標準の1
μmol合成機カラムに充填した。
d. 3'-Amine CPG support (AH-CPG) (30) The long chain alkylamine CPG was activated with 3% dichloroacetic acid-methylene chloride. 29 g (143 mg,
0.2 mmol) in pyridine (10 mL) and triethylamine (1 m
L) and the reaction mixture was gently stirred for 24 hours. The remaining amine was capped by treating with acetic anhydride (0.5 mL) and gently stirring for 24 hours. The CPG was filtered, washed with pyridine (1 × 5 mL) and then with acetonitrile (3 × 5 mL) and air-dried. The obtained AH-CPG30 was vacuum dried at room temperature for 2 days. Analysis of AH-CPG by treatment with perchloric acid showed a filling degree of 20 μmmol / g. The AH-CPG support (50 mg, 1 μmol) was used as a standard 1
Packed in a μmol synthesizer column.

実施例XXX アミン−修飾オリゴヌクレオチド(32,33)の合成 ODNは、標準のβ−シアノエチルホスホルアミダイト
カップリング化学(Atkinson & Smith,上記)を駆使
し、1マイクロモル規模で、二つの異なるCPG支持体か
ら製造した。実施例XXIXで上述したように製造したAH−
CPG30は32を合成するのに用いた。Clon Tech Lab,Inc
(palo Alto,CA)から入手される“Amine−ON"CPGは33
を合成するのに用いられた。
Example XXX Synthesis of Amine-Modified Oligonucleotides (32,33) ODN was prepared on a 1 micromolar scale, using two different CPGs, utilizing standard β-cyanoethyl phosphoramidite coupling chemistry (Atkinson & Smith, supra). Manufactured from support. AH- prepared as described above in Example XXIX
CPG30 was used to synthesize 32. Clon Tech Lab, Inc
“Amine-ON” CPG obtained from (palo Alto, CA) is 33
Was used to synthesize

配列5'−TCCATGTTCGTを有するアミン−修飾ODN32およ
び33は製造業者により供給したプロトコールと共にMill
igen7500またはApplied Biosystems Model 380Bのいず
れかを用いて製造した。アンモニアによる脱保護後、ト
リチル化したODNを、そのアンモニア溶液をHamilton PR
P−1カラム(305×7.0mm)に直接注入によりHPLC精製
し、アミン修飾ODN生成物32または33を20〜45%アセト
ニトリル−0.1M TEAA(pH7.5)(一次グラジエント)
を用いて20分(流出速度=4mL/分)で溶出した。適当な
フラクションを合わせ、savant speed−vac.で濃縮乾固
した。残留物を80%酢酸(500μL,28℃,70分)で脱トリ
チル化し、3M酢酸ナトリウム(100μL)と1−ブタノ
ール(4mL)で沈澱し、遠心分離し、エタノール(1mL)
で洗浄し、遠心分離し、蒸発乾固し、滅菌蒸留水(1m
L)で再構成した。ODN32または33の濃度は260nmのUV吸
収から決定した。すべてのODN濃度はpH7.2PBS(9.2mM燐
酸ジナトリウム、0.8mM燐酸モノナトリウム、0.131M食
塩)中で測定した。各ODNの吸光係数は最も近いモデル
(C.R.Cantorら、Biopolymers ,1059(1970))を用
いて決定され、A260の理論的濃度(μg/mL)比を計算す
るのに用いられた。精製したODN32または33は5〜45%
アセトニトリル−TEAA(一次グラジエント)を用いてDy
amax C−18カラムでHPLC(流出速度=1mL/分)により分
析した。ODN純度は変性PAGE分析によって確かめられ
た。
The amine-modified ODNs 32 and 33 having the sequence 5'-TCCATGTTCGT were Mill along with the protocol supplied by the manufacturer.
Manufactured using either igen7500 or Applied Biosystems Model 380B. After deprotection with ammonia, the tritiated ODN is separated from the ammonia solution by Hamilton PR.
HPLC purification by direct injection on a P-1 column (305 × 7.0 mm) to purify the amine-modified ODN product 32 or 33 with 20-45% acetonitrile-0.1 M TEAA (pH 7.5) (primary gradient)
And eluted in 20 minutes (flow rate = 4 mL / min). Appropriate fractions were combined and concentrated to dryness using a savant speed-vac. The residue was detritylated with 80% acetic acid (500 μL, 28 ° C., 70 minutes), precipitated with 3 M sodium acetate (100 μL) and 1-butanol (4 mL), centrifuged, and ethanol (1 mL)
Wash, centrifuge, evaporate to dryness and sterile distilled water (1m
L). ODN32 or 33 concentration was determined from UV absorption at 260 nm. All ODN concentrations were measured in pH 7.2 PBS (9.2 mM disodium phosphate, 0.8 mM monosodium phosphate, 0.131 M saline). Extinction coefficient of each ODN nearest model (CRCantor et al, Biopolymers 9, 1059 (1970) ) are determined using, it was used to calculate the theoretical concentration (μg / mL) ratio of A 260. Purified ODN 32 or 33 is 5-45%
Dy using acetonitrile-TEAA (primary gradient)
Analysis was performed by HPLC (flow rate = 1 mL / min) on an amax C-18 column. ODN purity was confirmed by denaturing PAGE analysis.

実施例XXXI 3'−アクリジン−尾分子付ODN(32a)の合成 分析用C−18HPLCにより分析した3'−アミン−尾分子
付ODN32は1本のピークを示し、PAGEは唯一本の帯を示
した。単離した3'−アミン−修飾ODN32[100μg(29nm
ol)]を水(100μL)および1.0M硼酸塩緩衝液(50μ
M,pH8.3)に溶かした。新しく製造したアクリジンTFPエ
ステル19の1:1 M−ピロール:アセトニトリルの5.0mg
/mL溶液(220μL,1.1mg,3.0μmol)を加え、その不均一
混合物を室温で振とうした。反応の進行をHPLCでモニタ
ーした。アミン−尾分子付ODN32とアクリジンTFPエステ
ル19との反応は1時間以内に完結した。13分の生成物を
14分の不純物からより容易に分離するために、粗製の反
応混合物を、水(1.5mL)を加え、3000MWで切断の限外
濾過膜(Centricon−3ミクロ濃縮機;Amicon)を通して
最終容量〜100μLまで遠心分離することによって予め
精製した。この溶液を、5%〜45%アセトニトリル−0.
1M TEAA(一次グラジエント)を用い、20分(流出速度
=1mL/分)間にDyanamax C−18カラム(0.75×25cm)で
HPLCにかけて精製した。生成物を一つのフラクションに
集めSpeed−Vacで濃縮した。残留物に無菌蒸留水(100
μL)を加え、再生してからアクリジン−修飾ODN32aの
濃度をA260測定から求めた。29nmolに対する理論収量は
108μgで、実際の収量は39μgであった。そのODN生成
物32aの純度はHPLCおよびPAGEによって定量した。
Example XXXI Synthesis of ODN (32a) with 3'-acridine-tail molecule ODN32 with 3'-amine-tail molecule analyzed by analytical C-18 HPLC shows one peak and PAGE shows only one band Was. Isolated 3′-amine-modified ODN32 [100 μg (29 nm
ol)] in water (100 μL) and 1.0 M borate buffer (50 μL).
M, pH 8.3). 5.0 mg of freshly prepared 1: 1 M-pyrrole: acetonitrile of acridine TFP ester 19
/ mL solution (220 μL, 1.1 mg, 3.0 μmol) was added and the heterogeneous mixture was shaken at room temperature. The progress of the reaction was monitored by HPLC. Reaction of ODN32 with amine-tail molecule with acridine TFP ester 19 was completed within 1 hour. 13 minutes of product
To more easily separate from the 14 minute impurities, the crude reaction mixture was added to water (1.5 mL) and cut through an ultrafiltration membrane (Centricon-3 microconcentrator; Amicon) cut at 3000 MW to a final volume of 100100 μL. Previously purified by centrifugation. The solution is treated with 5% to 45% acetonitrile-0.4%.
Use a 1M TEAA (primary gradient) on a Dyanamax C-18 column (0.75 × 25 cm) for 20 minutes (efflux rate = 1 mL / min).
Purified by HPLC. The product was collected in one fraction and concentrated on a Speed-Vac. Sterile distilled water (100
[mu] L) was added, acridine from playing - determine the concentration of the modified ODN32a from A 260 measurements. The theoretical yield for 29 nmol is
At 108 μg, the actual yield was 39 μg. The purity of the ODN product 32a was quantified by HPLC and PAGE.

限外濾過の間にODN32aのいくらかの損失が起こったの
で、アクリジン−修飾ODN32aを精製するのに別な方法を
用いた。すべての出発の3'−ヘキシルアミン−尾分子付
ODN32は反応したので、アクリジン−修飾ODN32aの精製
をSephadex(商標名)G−25(NAP−25カラム,pharmaci
a,Piscataway,NJ)含有の予め充填したカラムを通し、
ゲル濾過によって達成した。水(25mL)でカラムを平衡
に戻してから、粗製混合物を適用し、アクリジン−修飾
ODNを水(0.5mLフラクション)で溶出した。純粋な生成
物(C−18HPLCによって明らかなように)を含むフラク
ションを合わせ、Speed−Vacで濃縮した。淡黄色固体残
渣32aを水(200μL)で再生し、260nmのUV光で分析し
た。濃度は108μg/200μLと測定した。理論収率は108
μgである。
Since some loss of ODN32a occurred during ultrafiltration, another method was used to purify the acridine-modified ODN32a. With all starting 3'-hexylamine-tail molecules
Since ODN32 reacted, purification of the acridine-modified ODN32a was performed using Sephadex (trade name) G-25 (NAP-25 column, pharmac
a, Piscataway, NJ) through a pre-packed column containing
Achieved by gel filtration. Equilibrate the column with water (25 mL), then apply the crude mixture and apply the acridine-modified
ODN was eluted with water (0.5 mL fraction). Fractions containing pure product (as revealed by C-18 HPLC) were combined and concentrated on a Speed-Vac. The pale yellow solid residue 32a was regenerated with water (200 μL) and analyzed with 260 nm UV light. The concentration was measured as 108 μg / 200 μL. Theoretical yield is 108
μg.

実施例XXXII アミン−OnCPGを用いる3'−アクリジン−尾分子付ODN
(33a,33b)の合成 実施例XXXIで上に記載したと同じ反応条件を用い、HP
LC精製の3'−アミン−尾分子付ODN33をpH8.3硼酸緩衝液
中アクリジンTFPエステル(19または20)で処理した。
数時間振とう後に、HPLC分析は、約70%の3'−アミン尾
分子付ODN33が未反応で残存していることを示した。粗
製反応混合物のPAGA分析はもっとも可動性の低い帯だけ
が完全に反応したことを示した。19をさらに硼酸緩衝液
で処理しても反応の程度は増さなかった。22時間後の混
合物を濃縮し、低分子量の不純物を3,000MWカットオフ
限外濾過膜を通して、遠心分離によって除去した。貯留
物をC−18HPLCで精製し、濃縮するとODN33aまたは33b
がC−18HPLCによれば単一ピークとして、PAGEによれば
単一バンドとして得られた。
Example XXXII ODN with 3'-acridine-tail molecule using amine-OnCPG
Synthesis of (33a, 33b) Using the same reaction conditions described above in Example XXXI, HP
ODN33 with 3'-amine-tail molecule for LC purification was treated with acridine TFP ester (19 or 20) in pH 8.3 borate buffer.
After shaking for several hours, HPLC analysis showed that about 70% of ODN33 with 3'-amine tail molecule remained unreacted. PAGA analysis of the crude reaction mixture showed that only the least mobile zone was completely reacted. Further treatment of 19 with borate buffer did not increase the extent of the reaction. After 22 hours, the mixture was concentrated and low molecular weight impurities were removed by centrifugation through a 3,000 MW cut-off ultrafiltration membrane. The pool is purified by C-18 HPLC and concentrated to ODN33a or 33b
Was obtained as a single peak according to C-18 HPLC and as a single band according to PAGE.

表Iは修飾および未修飾のオリゴヌクレオチド5'−TC
CATGTTCGTの性質を示す。
Table I shows the modified and unmodified oligonucleotide 5'-TC
Indicates the properties of CATGTTCGT.

a 20単位ODN(標的)の配列は5'−GTGACGAACATGGAGAA
CAT。11単位ODN(コントロール)は5'−TCCATGTTCGT。
a The sequence of 20 units ODN (target) is 5'-GTGACGAACATGGAGAA
CAT. 11 units ODN (control) is 5'-TCCATGTTCGT.

b 260nmで1.00吸収単位が得られるODNの濃度の計算値 c CPG1μmolから単離のODNの%収率、32a,33aおよび3
3bの収率は出発アミン尾分子付ODNのμmolに基づく。
b Calculated concentration of ODN giving 1.00 absorption units at 260 nm c % yield of ODN isolated from 1 μmol CPG, 32a, 33a and 3
The yield of 3b is based on μmol of ODN with starting amine tail.

d C−18HPLCにより精製 e ゲル濾過により精製 f 溶出時間;Fig1に記載のHPLC系 g 35〜80%アセトニトリル(30分)のグラジエントを
用いた h Rmはブロモフェノールブルーに対する移動距離の相
対比 i 主生成物のRmを掲載 j TmはA260対温度の最大勾配の中点の温度 工程VIIIはODN25,26,32a,33a,33bに組み入れられる3'
−アクリジン尾分子の構造を示す。AH−CPGはアミン−O
NCPGで得られた収率に比し、3'−アクリジン−尾分子付
ODNの改善した収率を得られた。
d Purified by C-18 HPLC e Purified by gel filtration f Elution time; h Rm using HPLC system g 35-80% acetonitrile (30 min) gradient shown in Fig. 1 Rm is relative ratio of migration distance to bromophenol blue i temperature step VIII of the midpoint of the maximum slope of the Rm product published j Tm is a 260 vs temperature ODN25,26,32a, 33a, 3, incorporated 33b '
-Shows the structure of the acridine tail molecule. AH-CPG is amine-O
Compared to the yield obtained with NCPG, with 3'-acridine-tail molecule
An improved yield of ODN was obtained.

実施例XXXIII 内部的アミン−修飾ODN(34〜36)の合成 内部的アミン修飾は、K.J.GibsonおよびS.J.Benkovi
c.(Nucl、Acido Res.15,6455(1987))によって記載
したように、5−フタルイミドプロピル−2'−デオキシ
ウリジンの5'−DMTr−3'−0−シアノエチルジイソプロ
ピルホスホルアミダイト誘導体と共に、実施例XXXに記
述したプロトコールによって導入した。要約すれば、OD
N5'−TCCATGTTCGTを、以下に示したように、a,b,および
またはcで内部的に修飾した。
Example XXXIII Synthesis of Internal Amine-Modified ODNs (34-36) Internal amine modifications were performed by KJ Gibson and SJ Benkovi
c. With the 5'-DMTr-3'-0-cyanoethyldiisopropyl phosphoramidite derivative of 5-phthalimidopropyl-2'-deoxyuridine as described by (Nucl, Acido Res. 15 , 6455 (1987)). Introduced according to the protocol described in Example XXX. In summary, OD
N5'-TCCATGTTCGT was internally modified with a, b, and / or c, as shown below.

位置a(34)、位置a+b(35)または位置a+c
(36)においてアミン修飾によって三つの異なるODNを
製造した。
Position a (34), Position a + b (35) or Position a + c
In (36) three different ODNs were prepared by amine modification.

実施例XXXIV 内部的修飾アクリジンODN(34a,34b,35a,35b,36a,36b)
の合成 内部的にアミン−修飾のODN34,35,36を、実施例XXXI
に記載した方法に従って、アクリジンTFPエステル19と
反応させて夫々ODN生成物34a,35aおよび36aを生成し、
またはアクリジンTFPエステル20と反応させて夫々ODN生
成物34b,35bおよび36bを生成した。
Example XXXIV Internally Modified Acridine ODN (34a, 34b, 35a, 35b, 36a, 36b)
Internally amine-modified ODNs 34, 35, 36 were prepared according to Example XXXI
Reacting with acridine TFP ester 19 to produce ODN products 34a, 35a and 36a, respectively, according to the method described in
Or reacted with acridine TFP ester 20 to produce ODN products 34b, 35b and 36b, respectively.

実施例XXXV 熱変性実験 3'−尾分子の結合親和性への影響をしらべるために、
上記の種々の3'−修飾ODNを用い、Tm実験を行った。熱
解離曲線は選択した3'−尾分子付ODNと適当な相補的な
未修飾20単位ODN標的(5'−GTGACGAACATGGAGAACAT)の
等モル量を含む水溶液のA260の変化を追跡することによ
って得られる。20単位ODN標的はヌクレオチドの突出部
分を与え、これがODNの3'−修飾との相互作用に影響し
うる。かかる相互作用は、実際の生体標的において同様
に重要となろう。これらの実験に対しては、標的はDNA
であって、類似の生体標的であるRNAではなかった。ア
クリジンを、標的鎖でのハイブリッド形成によるミニ二
本鎖の塩基対の間においてここで効率的に挿入するなら
ば、アクリジン−修飾のODN標的2本鎖のTmを増大させ
ることができる。未修飾の11単位ODNを各Tm研究にコン
トロールとして使用した。
Example XXXV Heat denaturation experiment To determine the effect on the binding affinity of the 3'-tail molecule,
Tm experiments were performed using the various 3'-modified ODNs described above. Thermal melting curves are obtained by tracking the change in A 260 of the aqueous solution containing equimolar amounts of the appropriate complementary unmodified 20 units ODN target and ODN with the selected 3'-tailed (5'-GTGACGAACATGGAGAACAT) . The 20 unit ODN target provides a nucleotide overhang, which may affect the interaction of the ODN with the 3'-modification. Such interactions will be equally important in real biological targets. For these experiments, the target was DNA
And not a similar biological target, RNA. If acridine is now efficiently inserted between base pairs of the miniduplex by hybridization with the target strand, the Tm of the acridine-modified ODN target duplex can be increased. Unmodified 11 unit ODN was used as a control for each Tm study.

ODNをpH7.2PBSの2μM溶液として製造した。Gilford
2527サーモプログラマーを備えたGilford System2600UV
−VIS分光光度計を使用した。温度制御クヴェット(cuv
ette)を用い、0.5℃/分の温度上昇をはかりながら、
試料を15℃から85℃まで加熱した。Tmは極限の誘導体を
用いて測定した。複製実験では0.5℃以内でTmsを与え
た。一つの代表的な実験データを実施例XXXII中の表I
に掲げられている。
ODN was prepared as a 2 μM solution in PBS pH 7.2. Gilford
Gilford System2600UV with 2527 thermo programmer
-A VIS spectrophotometer was used. Temperature control quartet (cuv
ette) with a temperature rise of 0.5 ° C / min.
The sample was heated from 15 ° C to 85 ° C. Tm was measured using the ultimate derivative. For replication experiments, Tms was given within 0.5 ° C. One representative experimental data is shown in Table I in Example XXXII.
It is listed in.

未修飾ODNと比べて、3'−コレステロール−尾分子付O
DN24の溶融温度に著しい増大を観察したが、これは先に
報告(R.L.LetsingenらProc.Natl.Acad.Sci.USA 86,655
3(1989))した3'−コレステロール−尾分子付ODNの類
似研究とは著しく違っていた。本明細書に記載のTm研究
では、相補的標的の突出部分は、標的核酸と親油性尾分
子との相互作用同様に、Tmに影響を及ぼしうる。
Compared to unmodified ODN, 3′-cholesterol-tailed O
Was observed a significant increase in the melting temperature of the DN24, this is reported previously (RLLetsingen et al Proc 86, 655
3 (1989)) was significantly different from the similar study of ODN with 3'-cholesterol-tail molecule. In the Tm studies described herein, the overhang of the complementary target can affect the Tm, as well as the interaction of the target nucleic acid with the lipophilic tail molecule.

ODN25および26は標的ODNに対して同等な結合親和性を
示した(すなわち、比較可能なTm)。ODN25と26(すな
わち、3−および5−炭素の結合手の長さ)のTmの間に
さして驚くべき差異は観察されなかったが、ODN33aおよ
び32aは、ODN25,26,および33bのΔTmに比較して、Tmに
おけるほんの小さな増大を生じたに過ぎなかった。これ
らのデータは、結合手の強さ、立体化学の信頼性、およ
び/または配列に依存のインターカレーション効果がTm
に影響を及ぼしうることを示唆する。
ODNs 25 and 26 showed equivalent binding affinity for the target ODN (ie, comparable Tm). No surprising difference was observed between the Tm of ODNs 25 and 26 (ie, the length of the 3- and 5-carbon bonds), but ODN33a and 32a were compared to the ΔTm of ODN25, 26, and 33b. And resulted in only a small increase in Tm. These data indicate that the strength of the bond, the reliability of the stereochemistry, and / or the sequence-dependent intercalation effect
Suggest that this can be affected.

表IIは、未修飾のODNと内部的修飾ODN(1および2個
所の双方の内部的修飾)で得られたTmデータを提供す
る。未修飾および内部的修飾のODNのTmを求め、未修飾O
DNTmと各内部的修飾のODNに対するTmの間の差を計算し
た(ΔTm(℃))。計算したTmの差は−2.1℃〜+10.7
℃に及んだ。5−炭素の結合手の長さは大きなTm増大を
生じた(すなわち、34b,35b,36b)が、かかる大きなTm
の増加は容易には予測しがたい。二番目のインターカレ
ーティングアクリジン基の包含はTm増大に付加的効果を
生じた。これらのデータは、結合手の長さ、配列に依存
するインターカレーション効果および/またはアミド結
合の水素結合(アクリジンTFPエステルとのアミン修飾
反応を通じて生じたもの)がTmに影響を及ぼしうること
が示された。
Table II provides the Tm data obtained for the unmodified ODN and the internally modified ODN (both 1 and 2 internal modifications). Determine the Tm of the unmodified and internally modified ODN, and
The difference between the DNTm and the Tm for each internal modification to the ODN was calculated (ΔTm (° C.)). The difference between the calculated Tm is -2.1 ° C to +10.7
° C. The length of the 5-carbon bond resulted in a large Tm increase (ie, 34b, 35b, 36b)
The increase is not easy to predict. Inclusion of a second intercalating acridine group had an additional effect on increasing Tm. These data indicate that the bond length, sequence-dependent intercalation effects, and / or hydrogen bonding of amide bonds (generated through an amine modification reaction with acridine TFP ester) can affect Tm. Indicated.

実施例XXXVI O−(4,4'−ジメトキシトリチル)−1,6−ヘキサンジ
オール(37) DMTr−cl(3.38g,10mmol)およびジイソプロピルエチ
ルアミン(3.45mL,20mmol)の乾燥ピリジン(50mL)中
の溶液に1,6−ヘキサンジオール(5.91g,50mmol)を加
えた。4時間撹拌後、5%炭酸水素ナトリウム(85mL)
を加え反応を止め、混合物を塩化メチレン(2×100m
L)で抽出した。有機層を水(2×100mL)、次いで食塩
水(100mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥、濾過
し、濃縮した。残留物を塩化メチレンを用いて、フラッ
シュクロマトグラフィー(3.5×17cmシリカ)により精
製した。純粋な生成物を含むフラクションを合わせ、濃
縮すると37(1.40g)が黄色シロップとして得られた。
Example XXXVI O- (4,4'-dimethoxytrityl) -1,6-hexanediol (37) DMTr-cl (3.38 g, 10 mmol) and diisopropylethylamine (3.45 mL, 20 mmol) in dry pyridine (50 mL) 1,6-hexanediol (5.91 g, 50 mmol) was added to the solution. After stirring for 4 hours, 5% sodium hydrogen carbonate (85 mL)
Was added to stop the reaction, and the mixture was diluted with methylene chloride (2 × 100 m
L). The organic layer was washed with water (2 × 100 mL), then with brine (100 mL), dried over sodium sulfate, filtered, and concentrated. The residue was purified by flash chromatography (3.5 × 17 cm silica) using methylene chloride. Fractions containing the pure product were combined and concentrated to give 37 (1.40 g) as a yellow syrup.

TLC(95:5塩化メチレン:メタノール),Rf=0.40, 黄色スポット:これは10%硫酸−メタノールでスプレ
ーすると橙色に変化した。
TLC (95: 5 methylene chloride: methanol), Rf = 0.40, yellow spot: this turned orange when sprayed with 10% sulfuric acid-methanol.

1H NMR(CDCl3)7.5−7.1(m,9H),6.81(m,4H),3.8
0(s,3H),3.77(s,3H),3.64(q,2H,J=6.6Hz),3.02
(q,2H,J=6.0Hz),1.7−1.2(m,8H)。
1 H NMR (CDCl 3) 7.5-7.1 (m, 9H), 6.81 (m, 4H), 3.8
0 (s, 3H), 3.77 (s, 3H), 3.64 (q, 2H, J = 6.6Hz), 3.02
(Q, 2H, J = 6.0 Hz), 1.7-1.2 (m, 8H).

分析値(C27H32O4・0.7H2Oとして) 計算値:C,74.87;H,7.77 実測値:C,74.61;H,7.36。Analytical values (as C 27 H 32 O 4 .0.7H 2 O) Calculated: C, 74.87; H, 7.77 Found: C, 74.61; H, 7.36.

実施例XXXVII ヘキサノール−CPG(38) アルコール37(530mg,1.26mmol)の乾燥ピリジン(10
mL)中の撹拌溶液に無水コハク酸(380mg,3.80mmol)お
よびDMAP(76mg)を加えた。混合物をアルゴン下に23時
間撹拌し、蒸発乾固した。残余のピリジンをトルエンで
共沸蒸留した。残留物をクロロホルム(30mL)に溶か
し、食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮す
ると、定量的収量のコハク酸エステルが黄色泡状固体と
して得られた。
Example XXXVII Hexanol-CPG (38) Alcohol 37 (530 mg, 1.26 mmol) in dry pyridine (10
Succinic anhydride (380 mg, 3.80 mmol) and DMAP (76 mg) were added to the stirred solution in (mL). The mixture was stirred under argon for 23 hours and evaporated to dryness. Residual pyridine was azeotropically distilled with toluene. The residue was dissolved in chloroform (30 mL), washed with brine, dried over sodium sulfate and concentrated to give a quantitative yield of succinate as a yellow foamy solid.

TLC(95:5塩化メチレン:メタノール),Rf=0.19, 生成物は黄色スポットとして現れ、10%硫酸−メタノ
ールでスプレーすると橙色に着色した。
TLC (95: 5 methylene chloride: methanol), Rf = 0.19, product appeared as a yellow spot and turned orange when sprayed with 10% sulfuric acid-methanol.

粗製のスクシニル化誘導体(104mg,0.200mmol)に酸
洗浄したLCAA−CPG(1.0g)、乾燥ピリジン(10mL)、
トリエチルアミン(0.080mL)、EDC(380mg,2.0mmol)
およびDMAP(12mg)を加え、混合物とアルゴン下に46時
間撹拌した。そのCPGを濾過し、ピリジン、メタノー
ル、クロロホルムおよびエーテルで洗浄し、次いで真空
乾燥した。CPG上の残余のアミノ基を、その支持体を乾
燥ピリジン(3.5mL)と無水酢酸(0.46mL)中で撹拌す
ることによってキャップした。3時間後、そのCPGを濾
過し、メタノール、クロロホルムおよびエーテルで洗浄
し、次いで真空乾燥すると生成物38(1.0g)が得られ
た。このCPGは、DMTr含量について分析したところ、26.
2μmol/gの充填度をもつことが分かった。
LCAA-CPG (1.0 g) acid-washed to the crude succinylated derivative (104 mg, 0.200 mmol), dry pyridine (10 mL),
Triethylamine (0.080 mL), EDC (380 mg, 2.0 mmol)
And DMAP (12 mg) were added and the mixture was stirred under argon for 46 h. The CPG was filtered, washed with pyridine, methanol, chloroform and ether, and then dried under vacuum. Residual amino groups on the CPG were capped by stirring the support in dry pyridine (3.5 mL) and acetic anhydride (0.46 mL). After 3 hours, the CPG was filtered, washed with methanol, chloroform and ether, and dried in vacuo to give product 38 (1.0 g). This CPG was analyzed for DMTr content and found to be 26.
It was found to have a filling degree of 2 μmol / g.

実施例XXXVIII 3'−ヘキサノール−尾分子付カルモジュリンアンチセン
スODN(39)の合成 DMTr含量(38mg,1μmol)に相当するヘキサノール−C
PG38を空のODN合成カラム(American Bisnetecs,Inc.)
に充填した。パラメシウム(Paramecium)のカルモジュ
リンmRNAの開始コドン領域(−12〜+12)に相補的な配
列を有する24単位(5'TAATTATTCAGCCATTTATTAGTT)を、
ヘキサノール−CPG38、標準のホスホルアミダイト化学
を駆使したABI380BDNA合成機、および製造業者によって
供給したプロトコールを用いて製造した。5'−DMTr保護
基は除去しなかった。ODNを支持体から切り離し、次い
で30%アンモニア水(2ml)で40〜44℃にて24時間処理
して脱保護した。その上澄液を直接、PRP−1逆相HPLC
カラム(305×7.0mm)に注入し、20〜45%アセトニトリ
ル/0.1M TEAA(pH7.5)(一次グラジエント)を用い20
分間流出速度1mL/分で溶出した。生成物を1つのフラク
ションに集め、Speed−Vacで濃縮すると5'−DMTrで保護
した生成物を得た。DMTr基を80%酢酸(300μL)で28
℃にて80分処理して除去し、2.4M塩化ナトリウム(100
μL)と1−ブタノール(4mL)で3'−ヘキサノール−
尾分子付ODNを析出させた。混合物を遠心分離し、エタ
ノール(1mL)で洗浄し、さらに遠心分離し、蒸発乾固
した。残留する白色固体を無菌蒸留水(1mL)で再生
し、0.2μmフィルターで濾過した。ODN39の濃度は、26
0nmのUV吸収から定量したように、3.75mg/mLであった。
1μmolに対する理論収量は7.49mgである。精製したODN
39を、5〜45%アセトニトリル/TEAA(一次グラジエン
ト)を用い、20分間(流出速度=1mL/min)溶出しなが
ら、DynamaxC−18カラム(0.75×25cm)でHPLCにかけ分
析した。一本の主要なピークは9.9分(95%以上の純
度)で溶出した。ODN39純度はPAGE変性分析によって確
認した(1バンド)。
Example XXXVIII Synthesis of calmodulin antisense ODN (39) with 3′-hexanol-tail molecule Hexanol-C corresponding to DMTr content (38 mg, 1 μmol)
Replace PG38 with an empty ODN synthesis column (American Bisnetecs, Inc.)
Was filled. 24 units (5 ′ TAATTATTCAGCCATTTATTAGTT) having a sequence complementary to the initiation codon region (−12 to +12) of the calmodulin mRNA of Paramecium (Paramecium)
Manufactured using hexanol-CPG38, an ABI380B DNA synthesizer utilizing standard phosphoramidite chemistry, and a protocol supplied by the manufacturer. The 5'-DMTr protecting group was not removed. The ODN was cleaved from the support and then deprotected by treatment with 30% aqueous ammonia (2 ml) at 40-44 ° C for 24 hours. The supernatant was directly subjected to PRP-1 reverse phase HPLC.
Inject into a column (305 x 7.0 mm) and use 20-45% acetonitrile / 0.1 M TEAA (pH 7.5) (primary gradient)
Elution was performed at a flow rate of 1 mL / min per minute. The product was collected in one fraction and concentrated on a Speed-Vac to give the 5'-DMTr protected product. DMTr group is added with 80% acetic acid (300μL).
Removed by treatment at 80 ° C for 80 minutes, and 2.4M sodium chloride (100
μL) and 1′-butanol (4 mL).
ODN with tail molecule was precipitated. The mixture was centrifuged, washed with ethanol (1 mL), further centrifuged and evaporated to dryness. The remaining white solid was regenerated with sterile distilled water (1 mL) and filtered through a 0.2 μm filter. ODN39 concentration is 26
3.75 mg / mL, as determined from UV absorption at 0 nm.
The theoretical yield for 1 μmol is 7.49 mg. Purified ODN
39 was analyzed by HPLC on a Dynamax C-18 column (0.75 × 25 cm) using 5-45% acetonitrile / TEAA (primary gradient), eluting for 20 minutes (eluent rate = 1 mL / min). One major peak eluted at 9.9 minutes (> 95% purity). ODN39 purity was confirmed by PAGE denaturation analysis (one band).

実施例XXXIX ヘキサノール−尾分子付ODN39の生物学的作用 パラメシウム・テトラウリア(paramecium tetraurel
ia)の遊泳挙動が、注入したODN39のアンチセンス効果
を研究するための生物学的モデル系として使われて来
た。パラメシウム・テトラウリア(paramecium tetraur
elia)の遊泳挙動は、細胞膜の中の一連のイオンチャン
ネル(電圧依存性のCa2+およびK+チャンネル並びにC
a2+依存性のNa+およびK+チャンネル)の作用によっ
て制御される。これらのイオンチャンネルは連動して働
き、繊毛運動が逆転をもたらす活動電位を生ずる。かか
る逆転はパラメシウム・テトラウリアのうしろ向きの遊
泳をひきおこす。調節蛋白質、カルモジュリンはパラメ
シウム・テトラウリアにおける膜電位と遊泳挙動の制御
に中枢的な役割を演じている。
Example XXXIX Biological Action of ODN39 with Hexanol-Tail Molecule Paramecium tetraurel
The swimming behavior of ia) has been used as a biological model system to study the antisense effects of injected ODN39. Paramecium tetrauria
swimming behavior elia) a series of ion channels (voltage dependence of Ca 2 + and K + channels and C in the cell membrane
It is controlled by the action of a 2 + dependence of Na + and K + channels). These ion channels work in tandem to produce action potentials that cause ciliary movement to reverse. This reversal causes the paramesium tetraurea to swim backwards. The regulatory protein calmodulin plays a pivotal role in regulating membrane potential and swimming behavior in Paramesium tetraurea.

3'−ヘキサノール−尾分子アンチセンスODN39はパラ
メシウム・テトラウリアにおけるカルモジュリン遺伝子
の発現を抑制するのに用いられた。このアンチセンスOD
N39を細胞質(細胞の原形質)にマイクロシリンジで注
入し、細胞の挙動を時間を追ってモニターした。Na+チ
ャンネルの機能を試験する溶液中にインキュベートする
ことによってその注入した細胞を分析した。野性株の細
胞はかかる溶液中では約15秒間後方遊泳する;アンチセ
ンスODN39を注入した個々の細胞は、非常に低下した挙
動の応答を示した。15〜20時間後、注入した細胞の後方
遊泳時間は約2秒間の極小値に低下した(図1)。時間
0でODN39をミクロ注入した細胞にその後、15時間の後
カルモジュリンを注入した時に、正常な後方遊泳挙動が
回復した。ランダムまたはセンスのいずれかの配列を示
した24単位−3'−ヘキサノール−尾分子付ODNを注入す
ると後方遊泳に何ら変化を生じなかった(図2)。
The 3'-hexanol-tail molecule antisense ODN39 has been used to suppress calmodulin gene expression in Paramesium tetraurea. This antisense OD
N39 was injected into the cytoplasm (cell cytoplasm) with a microsyringe and the behavior of the cells was monitored over time. The injected cells were analyzed by incubation in a solution testing the function of the Na + channel. Cells of the wild-type strain swim backwards in such a solution for about 15 seconds; individual cells injected with antisense ODN39 showed a much reduced behavioral response. After 15-20 hours, the backward swimming time of the injected cells dropped to a minimum of about 2 seconds (FIG. 1). Normal backward swimming behavior was restored when cells injected with ODN39 at time 0 were subsequently injected with calmodulin 15 hours later. Injection of ODN with 24 units-3'-hexanol-tail molecule showing either random or sense sequence did not change backward swimming (FIG. 2).

3'−ヘキサノール−尾分子カルモジュリンアンチセン
スODN39は0.42mg/mL(56μM)程度の低い濃度でも有効
であった(図3)。反対に、3'−修飾をもたないカルモ
ジュリンアンチセンスODNは6.1mg/mL(835μM)の高い
濃度でも効果を示さなかった。このように、3'−尾分子
アンチセンスODN39は、類似の未修飾ODNよりも少なくと
も15倍も大きい効力(力価)を示した。この効力の増大
は3'−エキソヌクレアーゼ分解に対し3'−尾分子付ODN
の改善した安定性に起因する。注入容積10pLおよびパラ
メシウム・テトラウリア容積200pLと仮定すれば、観察
し得る生物学的効果に対するODN39の最小細胞質濃度は
2.8μMと算出された。
The 3′-hexanol-tail molecule calmodulin antisense ODN39 was effective even at a concentration as low as 0.42 mg / mL (56 μM) (FIG. 3). In contrast, calmodulin antisense ODN without 3'-modification had no effect even at a high concentration of 6.1 mg / mL (835 μM). Thus, the 3'-tail molecule antisense ODN39 showed at least 15 times greater potency (titer) than similar unmodified ODN. This increase in potency is due to 3'-exonuclease degradation against 3'-tailed ODNs.
Due to its improved stability. Assuming an injection volume of 10 pL and a paramesium-tetraurea volume of 200 pL, the minimum cytoplasmic concentration of ODN39 for the observable biological effect is
It was calculated to be 2.8 μM.

以上、発明の好ましい実施例について説明したが、こ
れは説明の目的のみで記載したもので、他の具体例、変
形例、改良例などは当業者には明白である。本発明は、
好ましい実施例に限定されるものでなく、以下の請求の
範囲に示されるものである。
While the preferred embodiment of the invention has been described, it has been described by way of illustration only, and other specific examples, modifications, and improvements will be apparent to those skilled in the art. The present invention
It is not limited to the preferred embodiment but is set forth in the following claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メイヤー、リッチ・ビイ・ジュニア アメリカ合衆国、98072ワシントン州、 ウッドインヴィル、エヌイー・ワンハン ドレッドアンドセブンティシックスス・ プレイス、15411番 (72)発明者 ピートリー、チャールズ・アール アメリカ合衆国、98072ワシントン州、 ウッドインヴィル、エヌイー・ワンハン ドレッドアンドナインティシックスス・ プレイス、18459番 (72)発明者 ターボン、ジョン・シー アメリカ合衆国、98011ワシントン州、 ボゼル、エヌイー・ワンハンドレッドア ンドシックスティシックスス・プレイ ス、12117番 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07H 21/04 C12Q 1/68 CA(STN) REGISTRY(STN)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Mayer, Rich B. Jr. USA, 98072 Washington, Woodinville, NE Wanhand Dread and Seventy Sixth Place, No. 15411 (72) Inventor Petrie, Charles Earl United States, 98072 Washington, Woodinville, N.W. Thi Six vinegar play vinegar, No. 12117 (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) C07H 21/04 C12Q 1/68 CA (STN ) RE ISTRY (STN)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】連結分子を介してその3'末端に連結した低
分子量の尾を有するオリゴヌクレオチドを合成するにあ
たり、 (a)官能基として、第一級アルコール、第二級アルコ
ールおよびアミンを有する連結分子を選択し、 (b)低分子量の尾分子(当該尾分子はレポーター基、
インターカレーター基、親油性基および開裂基から選ば
れる)を選択し、当該連結分子のアミノ基を低分子量の
尾分子と反応させて、当該連結分子と当該尾分子を結合
させ、 (c)当該連結分子の第二級アルコール基を固相支持体
に固定化し、結合尾分子を有する当該連結分子を当該固
相支持体に結合させ、 (d)第1の3′ホスホロアミダイト・ヌクレオチドの
3′末端を上記連結分子の第一級アルコール基と反応さ
せて、当該第1ヌクレオチドをその3′末端を介して当
該連結分子に結合させ(かかる第1ヌクレオチドの連結
分子への結合は、当該第1ヌクレオチドを当該連結分子
を介して尾分子に連結させるとともに、当該第1ヌクレ
オチドを当該連結分子を介して固相支持体に連結させる
ものである。)、 (e)さらに、付加的な3′ホスホロアミダイト・ヌク
レオチドを、先行するヌクレオチドの5′末端と連続的
に反応させて、オリゴヌクレオチドの3′末端において
連結分子に結合した合成オリゴヌクレオチドを形成し
(かかる合成オリゴヌクレオチドのその3′末端におけ
る連結分子への結合は、当該オリゴヌクレオチドを当該
連結分子を介して当該オリゴヌクレオチド3′末端にお
ける尾分子に連結させるとともに、当該オリゴヌクレオ
チドを固相支持体に、当該付加的なヌクレオチドの連続
反応の間に連結させるものである。)、 (f)連結分子を介してその3′末端に連結した尾分子
を有するオリゴヌクレオチドを固相支持体から、当該連
結分子の第2官能基と当該固相支持体の間の連結の開裂
によって分離させ、次いで (g)当該連結分子のアミン基を介してその3′末端に
連結した尾分子を有するオリゴヌクレオチドを単離する ことを特徴とする方法。
1. Synthesis of an oligonucleotide having a low molecular weight tail linked to its 3 ′ end via a linking molecule: (a) having a primary alcohol, a secondary alcohol and an amine as a functional group (B) a low molecular weight tail molecule (the tail molecule is a reporter group,
Selected from an intercalator group, a lipophilic group and a cleavage group), and reacting the amino group of the linking molecule with a low molecular weight tail molecule to bind the linking molecule and the tail molecule; Immobilizing the secondary alcohol group of the linking molecule on the solid support and binding the linking molecule having a binding tail molecule to the solid support; and (d) three of the first 3 'phosphoramidite nucleotides. ′ End is reacted with the primary alcohol group of the linking molecule to bind the first nucleotide to the linking molecule via its 3 ′ end (the binding of the first nucleotide to the linking molecule is (E) linking one nucleotide to the tail molecule via the linking molecule, and linking the first nucleotide to the solid support via the linking molecule.), (E) The 'phosphoramidite nucleotide is reacted sequentially with the 5' end of the preceding nucleotide to form a synthetic oligonucleotide attached to the linking molecule at the 3 'end of the oligonucleotide (the 3' end of such a synthetic oligonucleotide). Attachment to the linking molecule at the terminus involves linking the oligonucleotide to the tail molecule at the 3 'end of the oligonucleotide via the linking molecule, and attaching the oligonucleotide to the solid support and the continuation of the additional nucleotides. (F) An oligonucleotide having a tail molecule linked to its 3 ′ end via a linking molecule is separated from the solid support by a second functional group of the linking molecule and the oligonucleotide. Dissociating by cleavage of the link between the solid supports, and then (g) removing the amine group of the linking molecule Isolating an oligonucleotide having a tail molecule linked to its 3 'end through the oligonucleotide.
【請求項2】工程(g)の後に得られた当該誘導体オリ
ゴヌクレオチドが、 当該3′末端に位置するホスフェートエステルが式: 【化1】 または 【化2】 [式中、Zは、 【化3】 mおよびm′は各々独立して11よりも小さな正の整数、
nは0または1、Qは接続基、およびRはレポーター
基、インターカレーター基および親油性基および開裂基
からなる群から選ばれるものである。] で示されるオリゴヌクレオチドを含む、請求項1の方
法。
2. The derivative oligonucleotide obtained after step (g), wherein the phosphate ester located at the 3 ′ end is of the formula: Or [In the formula, Z is m and m ′ are each independently a positive integer less than 11,
n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalator group, a lipophilic group, and a cleavage group. ] The method according to claim 1, comprising an oligonucleotide represented by the following formula:
【請求項3】工程(c)の後に得られた、固相支持体に
結合した当該化合物が、 式: 【化4】 または 【化5】 〔式中、Zは、 【化6】 mおよびm′は各々独立して11よりも小さな正の整数、
nは0または1、Qは接続基、およびRはレポーター
基、インターカレーター基および親油性基および開裂基
からなる群から選ばれるもの、Yは水素またはジメトキ
シトリチル、およびXは固相支持体である。〕 で示される構造を有する、請求項1の方法。
3. The compound obtained after step (c), which is bound to a solid support, has the formula: Or [Wherein, Z is m and m ′ are each independently a positive integer less than 11,
n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is a member selected from the group consisting of a reporter group, an intercalator group and a lipophilic group and a cleavage group, Y is hydrogen or dimethoxytrityl, and X is a solid support. is there. The method according to claim 1, having a structure represented by the following formula:
【請求項4】工程(b)の後に得られた化合物が、 式: 【化7】 または 【化8】 〔式中、Zは 【化9】 mおよびm′は各々独立して11よりも小さな正の整数、
nは0または1、Qは接続基、およびRはレポーター
基、インターカレーター基、親油性基および開裂基から
なる群から選ばれるもの、Yは水素またはジメトキシト
リチルである。] で示される構造を有する、請求項1の方法。
4. The compound obtained after step (b) has the formula: Or Wherein Z is m and m ′ are each independently a positive integer less than 11,
n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalator group, a lipophilic group and a cleavage group, and Y is hydrogen or dimethoxytrityl. The method according to claim 1, wherein the method has a structure represented by the following formula:
【請求項5】当該オリゴヌクレオチド合成用の固相支持
体が、 式: 【化10】 〔式中、Rはアルキル、アリール、アリールアルキル、
ヘテロアルキルまたはヘテロアリールである。〕 で示される構造を有する、請求項1の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the solid phase support for oligonucleotide synthesis has the formula: Wherein R is alkyl, aryl, arylalkyl,
Heteroalkyl or heteroaryl. The method according to claim 1, having a structure represented by the following formula:
【請求項6】工程(g)の後に得られた当該誘導体オリ
ゴヌクレオチドが、 当該3′末端に位置するホスフェートエステルが式: 【化11】 [式中、Zは、 【化12】 nは0または1、Qは接続基、およびRはレポーター
基、インターカレーター基および親油性基および開裂基
からなる群から選ばれるものである。] で示されるオリゴヌクレオチドを含む、請求項1または
2の方法。
6. The derivative oligonucleotide obtained after step (g), wherein the phosphate ester located at the 3 ′ end is represented by the formula: [Wherein, Z is n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalator group, a lipophilic group, and a cleavage group. ] The method according to claim 1 or 2, comprising an oligonucleotide represented by the formula:
【請求項7】工程(c)の後に得られた、固相支持体に
結合した当該化合物が、 式: 【化13】 〔式中、Zは、 【化14】 nは0または1、Qは接続基、およびRはレポーター
基、インターカレーター基および親油性基および開裂基
からなる群から選ばれるもの、Yは水素またはジメトキ
シトリチル、およびXは固相支持体である。〕 で示される構造を有する、請求項1または3の方法。
7. The compound obtained after step (c) and bound to a solid support, has the formula: Wherein Z is n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is a member selected from the group consisting of a reporter group, an intercalator group and a lipophilic group and a cleavage group, Y is hydrogen or dimethoxytrityl, and X is a solid support. is there. The method according to claim 1, having a structure represented by the following formula:
【請求項8】工程(b)の後に得られた化合物が、 式: 【化15】 〔式中、Zは 【化16】 nは0または1、Qは接続基、およびRはレポーター
基、インターカレーター基、親油性基および開裂基から
なる群から選ばれるもの、Yは水素またはジメトキシト
リチルである。] で示される構造を有する、請求項1または4の方法。
8. The compound obtained after step (b) has the formula: Wherein Z is n is 0 or 1, Q is a connecting group, and R is selected from the group consisting of a reporter group, an intercalator group, a lipophilic group and a cleavage group, and Y is hydrogen or dimethoxytrityl. The method according to claim 1, having a structure represented by the following formula:
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