DE10023743A1 - Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities - Google Patents

Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities

Info

Publication number
DE10023743A1
DE10023743A1 DE2000123743 DE10023743A DE10023743A1 DE 10023743 A1 DE10023743 A1 DE 10023743A1 DE 2000123743 DE2000123743 DE 2000123743 DE 10023743 A DE10023743 A DE 10023743A DE 10023743 A1 DE10023743 A1 DE 10023743A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
peptide derivative
enzyme
reaction
peptide
activity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2000123743
Other languages
German (de)
Inventor
Gunter Fischer
Mike Schutkowski
Gerhard Kuellertz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Original Assignee
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV filed Critical Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority to DE2000123743 priority Critical patent/DE10023743A1/en
Priority to PCT/EP2001/005461 priority patent/WO2001088178A2/en
Publication of DE10023743A1 publication Critical patent/DE10023743A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions

Abstract

The present invention relates to peptide derivatives used to measure enzyme activities in homogenous reaction solutions by means of signals that are as direct and continuous as possible. Said invention also relates to kits, a method used to determine enzyme activities and to identify enzyme inhibitors or activators, and a method for selecting and using said peptide derivatives.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Peptidderivate, die es erlauben, die enzymatische Aktivität verschiedener Enzyme direkt zu verfolgen, sowie Kits, die die Peptidderivate enthalten. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Bestimmung von Enzymaktivitäten, zur Identifizierung von Inhibitoren oder Aktivatoren von Enzymen, Screening-Verfahren sowie die Verwendung der Peptidderivate.The present invention relates to peptide derivatives which allow the enzymatic Track activity of various enzymes directly, as well as kits that contain the peptide derivatives contain. The invention further relates to methods for determining Enzyme activities, for the identification of inhibitors or activators of enzymes, Screening method and the use of peptide derivatives.

Angesichts der zunehmenden Automatisierung von biologischen und biochemischen Testsystemen lassen sich heute große Probenmengen auf bestimmte Eigenschaften hin untersuchen. Ein Teilbereich solcher Massensuchtests (engl. high-throughput­ screening) betrifft Systeme zur Bestimmung enzymatischer Aktivitäten. Dies dient einerseits der Bestimmung von Enzymaktivitäten in Proben deren Aktivität unbekannt ist und andererseits zur Identifizierung von Effektorverbindungen, die eine bestimmte Enzymaktivität inhibieren oder aktivieren.Given the increasing automation of biological and biochemical Test systems today can handle large amounts of samples for certain properties investigate. A sub-area of such mass search tests (high throughput screening) relates to systems for determining enzymatic activities. This serves on the one hand the determination of enzyme activities in samples whose activity is unknown and on the other hand to identify effector connections that a certain Inhibit or activate enzyme activity.

Derartige für Massensuchtests geeignete Verfahren arbeiten vorzugsweise mit Substraten, bei denen der Reaktionsverlauf durch ein optisches Signal gemessen werden kann. Solche optischen Signale, wie z. B. Farbumschlag oder Zu- oder Abnahme einer Fluoreszenz, sind gut geeignet, um in automatisierten spektroskopischen Datenaufnamesystemen schnell und präzise den zeitlichen Verlauf der Umsetzung eines Substrats zu verfolgen. Hierbei lassen sich die Verfahren nach bestimmten Kriterien hinsichtlich der Detektionsmethode unterscheiden. Neben der Signalart (beispielsweise optisch, Fluoreszenz- oder Farbumschlag) sind dies vor allem Signaldirektheit und Signalkontinuität, die die Qualität eines Massensuchtestverfahrens zur Aktivitätsbestimmung von Enzymen ausmachen. Eine größtmögliche Signaldirektheit ist wünschenswert. Das bedeutet, daß Signale, die möglichst direkt die zu beobachtende Reaktion anzeigen, vorteilhaft sind, um Störungen durch mögliche Einflußfaktoren gering zu halten. Oft sind allerdings Signale, die direkt von der zu beobachtenden Reaktion ausgehen, nur schwer zu detektieren. Um trotzdem eine Detektion zu erreichen, werden Hilfsreaktionen verwendet, die in geeigneter Weise an die zu detektierende Reaktion gekoppelt werden und detektierbare Signale erzeugen. Mit der damit verbundenen geringeren Signaldirektheit werden Störeinflüsse in Kauf genommen, die die Messung erheblich verschlechtern können. Beispielsweise wurde versucht, die Aktivitätsmessung von Peptidylprolyl-cis/trans-Isomerase (PPlase) durch Kopplung mit einer isomerspezifischen Proteolyse zu verbessern (Fischer, Biochim. Biophys. Acta 43 (1984), 1101; Fischer, Nature 337 (1989), 476). Für die Messung von Proteaseaktivität stehen dem Fachmann eine Vielzahl von geeigneten Substraten zur Verfügung, die eine Messung beispielsweise durch Freisetzung eines Farbstoffes ermöglichen (Barrett, Meth. Enzymol. 80 (1981), 561; Carter, Science 237 (1987), 394; Tanaka, Biochemistry 24 (1985), 2040; Horsthemke, Biochemistry 19 (1980), 2867; Jacotot, Eur. J. Biochem. 239 (1996), 248; Heinemeyer, EMBO J. 10 (1991), 555; Thornberry, Nature 356 (1992), 768; Walker, Cell 78 (1994), 343; Xiang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (1996), 14559). Die durch die Hilfsreaktion erhöhte Sensitivität geht einher mit den Nachteilen der verminderten Signaldirektheit. Am Beispiel der oben angesprochenen PPlase kann dies folgende Auswirkungen auf die Messung der Enzymaktivität haben:
Such methods suitable for mass search tests preferably work with substrates in which the course of the reaction can be measured by an optical signal. Such optical signals, such as. B. color change or increase or decrease in fluorescence, are well suited to quickly and precisely in automated spectroscopic data acquisition systems to track the time course of the implementation of a substrate. The methods can be differentiated according to certain criteria with regard to the detection method. In addition to the type of signal (for example optical, fluorescence or color change), it is primarily signal directness and signal continuity that determine the quality of a mass search test procedure for determining the activity of enzymes. The greatest possible signal directness is desirable. This means that signals which indicate the reaction to be observed as directly as possible are advantageous in order to keep disturbances caused by possible influencing factors to a minimum. Often, however, signals that originate directly from the reaction to be observed are difficult to detect. In order nevertheless to achieve detection, auxiliary reactions are used which are coupled in a suitable manner to the reaction to be detected and generate detectable signals. With the associated lower signal directness, interference is accepted, which can significantly impair the measurement. For example, attempts have been made to improve the activity measurement of peptidyl prolyl cis / trans isomerase (PPlase) by coupling with isomer-specific proteolysis (Fischer, Biochim. Biophys. Acta 43 (1984), 1101; Fischer, Nature 337 (1989), 476) . A large number of suitable substrates are available to the person skilled in the art for the measurement of protease activity, which enable measurement, for example, by releasing a dye (Barrett, Meth. Enzymol. 80 (1981), 561; Carter, Science 237 (1987), 394; Tanaka , Biochemistry 24 (1985), 2040; Horsthemke, Biochemistry 19 (1980), 2867; Jacotot, Eur. J. Biochem. 239 (1996), 248; Heinemeyer, EMBO J. 10 (1991), 555; Thornberry, Nature 356 (1992), 768; Walker, Cell 78 (1994), 343; Xiang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (1996), 14559). The sensitivity increased by the auxiliary reaction goes hand in hand with the disadvantages of the reduced signal directness. Using the PPlase mentioned above, this can have the following effects on the measurement of enzyme activity:

  • - Effektoren, deren Einfluß auf die PPlase ermittelt werden sollen, können inhibitorisch auf die Protease wirken;- Effectors whose influence on the PPlase should be determined can have an inhibitory effect on the protease;
  • - die Protease kann sich nachteilig auf die Aktivität der PPlase auswirken; oderThe protease can adversely affect the activity of the PPlase; or
  • - die Protease greift in der Reaktion enthaltene Effektoren an.- The protease attacks the effectors contained in the reaction.

Das genannte Beispiel verdeutlicht, wie sich durch die erhöhte Komplexität der Reaktionen die potentiellen Störeinflüsse vervielfältigen. Es wurden Versuche zu direkteren Messungen der PPlase-Aktivität unternommen. Ein Verfahren, das eine isomerspezifische chemische Verschiebung bei Anwendung von magnetischer Kernresonanzspektroskopie (NMR) nutzt (Kern, Biochemistry 34 (1995), 13598; Reimer, Biochemical J. 326 (1997), 181), erwies sich als zu wenig sensitiv. Bessere Ergebnisse lieferte ein Verfahren, bei dem geringe isomerspezifische spektroskopische Unterschiede von geeigneten PPlase-Substraten gemessen wurden (Janowski, Analytical Biochemistry 252 (1997), 299; Garcia-Echeverria, Biochem. Biophys. Res. Commun. 191 (1993); Garcia-Echeverria, J. Am. Chem. Soc. 114 (1992), 2758). Allerdings konnte sich auch dieses Verfahren für breite Anwendungen nicht durchsetzen, da es nur unter idealen experimentellen Bedingungen funktioniert. So beeinträchtigen beispielsweise geringe spektroskopische Störungen, wie sie bei der Verwendung von biologischen Proben nahezu unvermeidlich sind, die Aktivitätsmessung stark.The above example illustrates how the increased complexity of the Reactions multiply the potential interference. Attempts have been made to more direct measurements of PPlase activity. A process that one isomer-specific chemical shift when using magnetic Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) uses (Kern, Biochemistry 34 (1995), 13598; Reimer, Biochemical J. 326 (1997), 181), proved to be insufficiently sensitive. Better Results were provided by a method in which low isomer-specific Spectroscopic differences measured from suitable PPlase substrates (Janowski, Analytical Biochemistry 252 (1997), 299; Garcia-Echeverria, Biochem. Biophys. Res. Commun. 191 (1993); Garcia-Echeverria, J. Am. Chem. Soc. 114: 2758 (1992). However, this procedure could also be used for broad Do not enforce applications as it is only ideal under experimental Conditions works. For example, minor impairments  spectroscopic interference, such as when using biological samples are almost inevitable, the activity measurement strong.

Das zweite Kriterium, von dem die Qualität der Aktivitätsmessung von Enzymen entscheidend abhängt, ist die Signalkontinuität. Dies betrifft sowohl die Genauigkeit der Meßdaten als auch die praktische Anwendbarkeit eines Verfahrens in Massensuchtests. Während beispielsweise bei der oben erwähnten Proteasemessung mit Hilfe einer Farbreaktion die kontinuierliche Meßwertaufnahme kein Problem darstellt, muß man bei anderen Enzymen oft auf diskontinuierliche Verfahren ausweichen. Dabei werden einem Reaktionsansatz fortlaufend Aliquots entnommen und in einer nachgeschalteten Nachweisreaktion ein meßbares Signal erzeugt. Eine solche Vorgehensweise ist bisher beispielsweise bei Aktivitätsmessungen von Proteinphosphatasen und Proteinkinasen notwendig. Neben der eingeschränkten Verfügbarkeit über Meßpunkte pro Zeiteinheit, die in einem größeren Meßfehler resultiert, bedeuten diskontinuierliche Verfahren einen vergleichsweise hohen Kosten- und Materialaufwand gegenüber kontinuierlichen Verfahren und dadurch eine beschränkte Einsetzbarkeit für Massensuchtests.The second criterion by which the quality of activity measurement of enzymes signal continuity is crucial. This affects both accuracy the measurement data as well as the practical applicability of a method in Mass search tests. While for example in the above Protease measurement with the help of a color reaction, the continuous recording of measured values is not a problem, one often has to switch to discontinuous enzymes Dodge procedure. Aliquots are continuously added to a reaction batch removed and a measurable signal in a downstream detection reaction generated. Such a procedure is currently used for Activity measurements of protein phosphatases and protein kinases necessary. In addition to the limited availability of measuring points per unit of time, which in results in a larger measurement error, discontinuous methods mean one comparatively high costs and materials compared to continuous Process and therefore a limited applicability for mass search tests.

In vielen Verfahren zur Aktivitätsmessung von Enzymen stellt auch die Schaffung einer hinreichend homogenen Mischung im Reaktionsansatz ein Problem dar. Um reproduzierbare Daten erzielen zu können, müssen Enzym, Substrat und gegebenenfalls Effektorverbindung(en) homogen vermischt sein. Zumeist werden Vorinkubationslösungen hergestellt, die alle notwendigen Komponenten bis auf das Substrat enthalten. Die Reaktion wird durch Zugabe des Substrats gestartet. Hierbei erweist es sich oft als problematisch, in möglichst kurzer Zeit das Substrat homogen mit dem Vorinkubationsansatz zu vermischen. Dies gelingt naturgemäß nur dann in gewünschter Weise, wenn das Substrat im Endvolumen eine hohe Löslichkeit besitzt. Substrate, deren Konzentration sich im Endvolumen nahe dem Löslichkeitsprodukt befinden, lösen sich nur schlecht innerhalb kurzer Zeit. Aus diesem Grund sind solche Substrate weitgehend ausgeschlossen von der Anwendung in Enzymtests.In many procedures for measuring activity of enzymes also represents creation a sufficiently homogeneous mixture in the reaction mixture is a problem To be able to achieve reproducible data, enzyme, substrate and optionally, effector compound (s) must be homogeneously mixed. Mostly Pre-incubation solutions made that have all the necessary components except for the Substrate included. The reaction is started by adding the substrate. Here it often proves to be problematic to homogenize the substrate in the shortest possible time to mix with the pre-incubation approach. Naturally, this is only possible in Desirably if the substrate has a high solubility in the final volume owns. Substrates whose concentration in the final volume is close to that Solubility product, dissolve poorly within a short time. Out for this reason, such substrates are largely excluded from the Use in enzyme tests.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Substrate bereitzustellen, die die kontinuierliche Messung der Aktivität einer möglichst großen Bandbreite von Enzymen bei größtmöglicher Signaldirektheit ermöglichen, wobei die Messung in homogenen Enzym-Substrat-Mischungen stattfindet.The present invention is therefore based on the object of substrates To provide the continuous measurement of the activity of the largest possible  Enabling a wide range of enzymes with the greatest possible signal directness, the Measurement takes place in homogeneous enzyme-substrate mixtures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung der in den Patentansprüchen charakterisierten Ausführungsformen gelöst.This object is achieved by the provision of the Claims characterized embodiments solved.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung Peptidderivate mit der allgemeinen Formel:
The present invention thus relates to peptide derivatives with the general formula:

A-B1-C1-C2-C3-B2-D;
A-B1-C1-C2-C3-B2-D;

  • - wobei C1, C2 und C3 Verbindungen sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aminosäuren, N-Alkyl-Aminosäuren, Peptiden, Peptidderivaten, Peptoiden und Verbindungen, die sich in Peptidketten einbauen lassen;- wherein C1, C2 and C3 are compounds selected from the group consisting of from amino acids, N-alkyl amino acids, peptides, peptide derivatives, peptoids and compounds that can be incorporated into peptide chains;
  • - wobei B1 und B2 Verbindungen sind, die untereinander eine chemische Bindung ausbilden können;- wherein B1 and B2 are compounds that form a chemical bond with one another can train;
  • - wobei bei Ausbildung der Bindung zwischen B1 und B2 das Peptidderivat in einem verspannten Zustand vorliegt;- With the formation of the bond between B1 and B2 the peptide derivative in is in a tight state;
  • - wobei sich die Bindung zwischen B1 und B2 leicht lösen läßt und der verspannte Zustand daraufhin in einen nicht verspannten Zustand übergeht; und- The bond between B1 and B2 can be easily loosened and the tensioned State then changes into an untensioned state; and
  • - wobei A und D Gruppierungen sind, die die Messung des Übergangs vom verspannten in den nicht verspannten Zustand oder die direkte Messung einer Enzymreaktion aufgrund der Änderung eines optischen Signals erlauben.- where A and D are groupings that measure the transition from clamped in the unstressed state or the direct measurement of a Allow enzyme reaction due to the change in an optical signal.

Peptidderivate der vorliegenden Erfindung eignen sich in besonderer Weise als Substrate zur Messung von Enzymaktivitäten. Die besondere Funktionsweise dieser Peptidderivate ist durch eine Konformationsänderung bedingt, die unabhängig von der zu messenden Enzymreaktion abläuft. Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird diese Konformationsänderung als Übergang von einem verspannten in einen nicht verspannten Zustand bezeichnet. Die erfindungsgemäßen Peptidderivate liegen zunächst in einem verspannten Zustand vor, der durch Ringbildung mittels Bindung zwischen den Verbindungen B1 und B2 stabilisiert wird. Der Begriff "verspannt" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Konformation der Verbindung(en) C1, C2 und/oder C3, die eine energetisch ungünstige Situation darstellt und instabil ist. Vorzugsweise ist das Peptidderivat im "verspannten" Zustand kein oder zumindest ein schlechtes Substrat für ein Enzym, dessen Aktivität gemessen werden soll. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann der Zugang des Enzyms zum Substrat auch allein durch die B1-B2-Bindung blockiert sein. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung des Peptidderivats wird die Enzymreaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 gestartet. Daraufhin geht das Peptidderivat von selbst in einen thermodynamisch günstigeren, nicht verspannten Zustand über. "Nicht verspannt" bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine energieärmere Konformation als der verspannte Zustand. Vorzugsweise ist das Peptidderivat im "nicht verspannten" Zustand für das zu untersuchende Enzym gut zugänglich und daher ein gutes Substrat für die vom Enzym katalysierte Reaktion. Vorzugsweise besitzt der nicht verspannte Zustand neue Bindungseigenschaften für Proteine gegenüber dem verspannten Zustand. Der Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand kann beispielsweise auf einer Konformationsänderung von einem cis- in einen trans-isomeren Zustand innerhalb des erfindungsgemäßen Peptidderivats berühren. Für solche cis/trans- Isomeren ist die Peptidbindung zwischen der Aminogruppe eines Prolinrests (oder Derivats davon) und der Carboxygruppe des benachbarten Aminosäurerests geeignet. Peptidderivate, die entsprechend für eine der Verbindungen C1 bis C3 einen Prolinrest bzw. ein Derivat davon enthalten, wurden in den Beispielen 1 bis 3 verwendet. Für die Ausbildung eines verspannten Zustands, der in einen nicht verspannten Zustand übergehen kann, können erfindungsgemäß weitere proteinchemische Effekte genutzt werden, die unabhängig von den besonderen Eigenschaften von Prolinpeptidbindungen sind. Ganz allgemein führt die Verspannung von Peptidsubstraten zu solchen Eigenschaften, die sich von denen unverspannter unterscheiden. Diese Unterschiede können so gravierend sein, daß Enzyme, wie z. B. Proteasen, die verspannte Substratform wesentlich schlechter proteolytisch spalten können als die unverspannte Form (Kazmaier, Organic Letters 1 (1999), 1763; Iwai, FEBS letters 459 (1999), 166-172; Bogdanowich-Knipp, J. Peptide Res. 53 (1999), 530-541; Gudmundsson, Pharm. Res. 16 (1999), 16-23).Peptide derivatives of the present invention are particularly suitable as substrates for measuring enzyme activities. The special mode of operation of these peptide derivatives is due to a change in conformation, which takes place independently of the enzyme reaction to be measured. In the context of the present invention, this change in conformation is referred to as a transition from a tensioned to a non-tensioned state. The peptide derivatives according to the invention are initially in a tense state which is stabilized by ring formation by means of a bond between the compounds B1 and B2. In the context of the present invention, the term “braced” means a conformation of the compound (s) C1, C2 and / or C3, which represents an energetically unfavorable situation and is unstable. In the "strained" state, the peptide derivative is preferably no or at least a poor substrate for an enzyme whose activity is to be measured. For the purposes of the present invention, the access of the enzyme to the substrate can also be blocked solely by the B1-B2 bond. When using the peptide derivative according to the invention, the enzyme reaction is started by releasing the bond between B1 and B2. The peptide derivative then automatically changes into a thermodynamically more favorable, untensioned state. In the context of the present invention, “not braced” means a lower-energy conformation than the braced state. Preferably, the peptide derivative in the "untensioned" state is readily accessible to the enzyme to be investigated and is therefore a good substrate for the reaction catalyzed by the enzyme. The non-tense state preferably has new binding properties for proteins compared to the tense state. The transition from the tensioned to the non-tensioned state can affect, for example, a change in conformation from a cis to a trans-isomeric state within the peptide derivative according to the invention. For such cis / trans isomers, the peptide bond between the amino group of a proline residue (or derivative thereof) and the carboxy group of the adjacent amino acid residue is suitable. Peptide derivatives which correspondingly contain a proline residue or a derivative thereof for one of the compounds C 1 to C 3 were used in Examples 1 to 3. According to the invention, further protein chemical effects can be used for the development of a tense state, which can change into a non-tense state, which are independent of the special properties of proline peptide bonds. In general, the tensioning of peptide substrates leads to properties that differ from those of unstrained ones. These differences can be so serious that enzymes such. B. Proteases, the strained substrate form can cleave proteolytically much worse than the unstrained form (Kazmaier, Organic Letters 1 (1999), 1763; Iwai, FEBS letters 459 (1999), 166-172; Bogdanowich-Knipp, J. Peptide Res. 53 (1999), 530-541; Gudmundsson, Pharm. Res. 16 (1999), 16-23).

Die Verbindungen C1, C2 und/oder C3 bestimmen die chemischen Eigenschaften des verspannten und des nicht verspannten Zustands des erfindungsgemäßen Peptidderivats. Vorzugsweise stellen sie zudem das Substrat für das zu untersuchende Enzym dar. Die Ausgestaltung der Verbindungen C1 bis C3 bestimmt hauptsächlich die Übergangsgeschwindigkeit vom verspannten in den nicht verspannten Zustand. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Peptidderivats können C1, C2 und C3 Aminosäuren sein, wobei unter Aminosäure alle natürlich vorkommenden Aminosäuren, Modifikationen davon sowie künstlich synthetisierbare Aminosäuren verstanden werden. Beispiele für Aminosäuren sind die natürlichen L- und D-Aminosäuren oder Aminosäuren, die an der Seitenkette oder an der α-Amino- oder α-Carboxy-Gruppe substituiert sind. Beispiele für verwendbare modifizierte Aminosäuren sind Norleucin, Hydroxyprolin, Hydroxylysin, γ-Carboxyglutaminsäure, etc. Darunter fallen beispielsweise auch N- Alkylaminosäuren, d. h. Aminosäuren, die an der α-Aminogruppe mit einem Alkylrest substituiert wurden. N-Alkyl-Aminosäuren können auch an anderen Positionen modifiziert oder substituiert sein. Unter "Alkyl-" sind beispielsweise verzweigte oder unverzweigte Alkylreste mit variablen Kettenlängen zu verstehen. Desweiteren können die Aminosäuren nach Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, modifiziert werden. Ferner können die Verbindungen C1, C2 und C3 auch Peptide sein, die ihrerseits aus Aminosäuren bestehen, wie sie oben definiert sind. Die in den erfindungsgemäßen Peptidderivaten enthaltenen Peptide weisen vorzugsweise eine maximale Länge von drei Aminosäuren, besonders bevorzugt nicht mehr als zwei Aminosäuren auf. Anstelle von Peptiden können auch Peptidderivate oder Peptoide enthalten sein. Peptoide unterscheiden sich chemisch von Peptiden dadurch, daß sie neben Aminosäuren auch andere Verbindungen enthalten, die kovalent terminal an die Amino- und/oder Carboxygruppe und/oder an eine oder mehrere Seitenketten gebunden sind. Unter Peptidderivaten werden Peptide verstanden, die als Bestandteil solche Derivatisierungen von Aminosäuren enthalten, die sowohl die chemische Substitution einzelner Atome, funktioneller Gruppen als auch das Hinzufügen ganzer chemischer Moleküle durch kovalente Bindung an das Aminosäuregrundgerüst betreffen können. Der Begriff Peptidderivate beinhaltet somit alle chemischen Änderungen und Zusätze, die an Aminosäuren/Peptiden vorgenommen werden können. Weiterhin können C1, C2 und/oder C3 auch Peptidmimetika, Aminobenzoesäuren oder heterocyklische Verbindungen, die mit Amino- und/oder Carboxylgruppen substituiert sind, darstellen.The compounds C1, C2 and / or C3 determine the chemical properties the tensioned and the non-tensioned state of the invention Peptide derivative. They preferably also deliver the substrate for the investigating enzyme. The design of the compounds C1 to C3 determines mainly the transition speed from tense to not  tense condition. In the embodiment of the invention Peptide derivatives can be C1, C2 and C3 amino acids, among which amino acid all naturally occurring amino acids, modifications thereof and artificial synthesizable amino acids are understood. Examples of amino acids are the natural L and D amino acids or amino acids that are on the side chain or are substituted on the α-amino or α-carboxy group. examples for Modified amino acids that can be used are norleucine, hydroxyproline, hydroxylysine, γ-carboxyglutamic acid, etc. This includes, for example, N- Alkyl amino acids, d. H. Amino acids on the α-amino group with an alkyl radical were substituted. N-alkyl amino acids can also be in other positions be modified or substituted. Under "alkyl" are, for example, branched or to understand unbranched alkyl radicals with variable chain lengths. Furthermore the amino acids can be prepared by methods known to those skilled in the art be modified. Compounds C1, C2 and C3 can also contain peptides be, which in turn consist of amino acids as defined above. The in the Peptides according to the invention containing peptide derivatives preferably have a maximum length of three amino acids, particularly preferably not more than two Amino acids. Instead of peptides, peptide derivatives or peptoids can also be used be included. Peptoids differ chemically from peptides in that in addition to amino acids, they also contain other compounds that are covalently terminal to the amino and / or carboxy group and / or to one or more side chains are bound. Peptide derivatives are understood to mean peptides which are considered Part of such derivatizations of amino acids contain both the chemical substitution of individual atoms, functional groups as well Add whole chemical molecules by covalent attachment to the May affect amino acid backbone. The term peptide derivatives includes thus all chemical changes and additions to amino acids / peptides can be made. Furthermore C1, C2 and / or C3 can also Peptide mimetics, aminobenzoic acids or heterocyclic compounds with Amino and / or carboxyl groups are substituted.

Allgemein sind Methoden zur Herstellung der erfindungsgemäßen Peptidderivate dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Herstellungsverfahren für homo- oder heteromere Peptide kann man beispielsweise Jakubke (Peptide. Chemie und Biologie, SPEKTRUM-AKADEMISCHER VLG, 1196 VIII, ISBN: 3-8274-0000-7); Bodanzsky (Peptide Chemistry: A Practical Textbook, Springer Verlag, ISBN: 0387566759) oder Gutte (Editor, Peptides: Synthesis, Structures, and Applications (1995), Academic Press, ISBN: 0123109205) entnehmen. Die erfindungsgemäßen Peptidderivate können auch wie in den Beispielen beschrieben hergestellt werden.Methods for producing the peptide derivatives according to the invention are general known to the person skilled in the art and described in the literature. Manufacturing process for  Homomeric or heteromeric peptides can be, for example, Jakubke (peptides. Chemistry and biology, SPECTRUM ACADEMIC VLG, 1196 VIII, ISBN: 3-8274-0000-7); Bodanzsky (Peptide Chemistry: A Practical Textbook, Springer Verlag, ISBN: 0387566759) or Gutte (Editor, Peptides: Synthesis, Structures, and Applications (1995), Academic Press, ISBN: 0123109205). The invention Peptide derivatives can also be prepared as described in the examples.

Die Verbindungen B1 und B2 können untereinander eine chemische Bindung ausbilden. Diese chemische Bindung ist vorzugsweise kovalenter Natur. Die Verbindungen B1 oder B2 können gleich oder unterschiedlich sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl B1 als auch B2 Cystein. Die Ringbildung des Peptidderivats, die die verspannte Form erzeugt, erfolgt hierbei durch eine Disulfidbindung zwischen den Cysteinen. Techniken zur Erzeugung derartiger Disulfidbindungen innerhalb von Peptiden sind beispielsweise in Maruyama (Peptides 20(7) (1999), 881-884) und Kiso (Brazilian Journal of Medical and Biological Research 27(12) (1994), 2733-2744) beschrieben. Die nach diesen oder ähnlichen Verfahren hergestellten verspannten Peptidderivate sind über eine längere Zeit lagerbar.The compounds B1 and B2 can form a chemical bond with one another form. This chemical bond is preferably covalent in nature. The Connections B1 or B2 can be the same or different. In a preferred embodiment of the invention is both B1 and B2 cysteine. The Ring formation of the peptide derivative, which generates the strained form, takes place here through a disulfide bond between the cysteines. Generation techniques such disulfide bonds within peptides are, for example, in Maruyama (Peptides 20 (7) (1999), 881-884) and Kiso (Brazilian Journal of Medical and Biological Research 27 (12) (1994), 2733-2744). The one after these or similar methods produced strained peptide derivatives are via a can be stored for a long time.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Peptidderivate ist die Bindung zwischen B1 und B2 leicht lösbar. Das Lösen der Bindung kann durch physikalische oder chemische Einflüsse erfolgen. Unter physikalischen Einflüssen sind beispielsweise Licht, wie z. B. ein kurzzeitiger Lichtblitz oder andere elektromagnetische Strahlungen zu nennen. Um die Bindung zwischen B1 und B2 für solche Einflüsse angreifbar zu machen, muß sie photosensibel ausgeführt sein. Beispiele für derartige photosensible Bindungen sind Aryl-Disulfide, die sich beispielsweise zwischen Verbindungen wie 4-Mercapto-phenylalanin-haltigen Peptiden ausbilden (Lu, J. Am. Chem. Soc. 119 (1997), 71-73). Laserinduzierte Photolyse erzeugt innerhalb von wenigen Picosekunden Tolylthiyl-Radikale (Volk, J. Phys. Chem. B, 101 (1997), 8607). Unter chemischen Einflüssen sind beispielsweise Änderungen der Reaktionslösung, die den pH-Wert betreffen, einen Übergang von einem oxidativen Milieu in ein reduzierendes Milieu oder umgekehrt bewirken, die sich von Zugabe von Säuren, Laugen, Reduktionsmitteln oder Oxidationsmitteln bewerkstelligen lassen. Weitere chemische Einflüsse sind im Sinne der Erfindung Reagenzien, die bei Zugabe in die Reaktionslösung die Bindung zwischen B1 und B2 direkt angreifen. Beispiele für derartige Reagenzien sind Trialkylphosphine. Vorzugsweise haben die zum Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 zugesetzten Chemikalien keinerlei oder nur vernachlässigbar kleine Auswirkungen auf die zu messende Reaktion oder auf die Detektion.In the embodiment of the peptide derivatives according to the invention, the binding is easily detachable between B1 and B2. The bond can be released by physical or chemical influences. Are under physical influences for example light such. B. a brief flash of light or others to call electromagnetic radiation. To the bond between B1 and B2 To make it vulnerable to such influences, it must be photosensitive. Examples of such photosensitive bonds are aryl disulfides, which are for example between compounds such as those containing 4-mercapto-phenylalanine Form peptides (Lu, J. Am. Chem. Soc. 119 (1997), 71-73). Laser induced Photolysis generates tolylthiyl radicals within a few picoseconds (Volk, J. Phys. Chem. B, 101 (1997), 8607). For example, under chemical influences Changes in the reaction solution that affect the pH, a transition from an oxidative environment in a reducing environment or vice versa, the add acids, alkalis, reducing agents or oxidizing agents let it be accomplished. Further chemical influences are within the meaning of the invention  Reagents that, when added to the reaction solution, bind between B1 and Attack B2 directly. Examples of such reagents are trialkylphosphines. Preferably have added between B1 and B2 to release the bond Chemicals have no or only negligible effects on the measuring reaction or on detection.

Somit ist in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Peptidderivats das Verfahren zur Lösung der Bindung zwischen B1 und B2 die Anwendung eines Lichtblitzes oder einer anderen elektromagnetischen Strahlung oder die Zugabe eines chemischen Reagens.Thus, in a preferred embodiment of the invention Peptide derivative is the process of breaking the bond between B1 and B2 Use of a flash of light or other electromagnetic radiation or the addition of a chemical reagent.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 durch die Zugabe eines Reduktionsmittels erreicht. Beispielsweise bewirkt das Reduktionsmittel die Reduktion von Disulfidbrücken, die zwischen zwei Cysteinresten bestehen. Beispiele für Reduktionsmittel, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind Dithiothreitol (DTT), DTE, Tri-n-Butyl-Phosphin und Tri-Carboxyethyl-Phosphin.In a particularly preferred embodiment of the invention, the solving of the Binding between B1 and B2 achieved by adding a reducing agent. For example, the reducing agent causes the reduction of disulfide bridges that exist between two cysteine residues. Examples of reducing agents used in Dithiothreitol (DTT), DTE, Tri-n-butyl-phosphine and tri-carboxyethyl-phosphine.

Die erfindungsgemäßen Peptidderivate enthalten zwei in der allgemeinen Formel mit A und D bezeichnete Gruppierungen, die die Messung des Überganges vom verspannten in den nicht verspannten Zustand oder die direkte Messung einer Enzymreaktion aufgrund einer Änderung eines optischen Signals erlauben.The peptide derivatives according to the invention contain two in the general formula A and D designated groups that measure the transition from clamped in the unstressed state or the direct measurement of a Allow enzyme reaction due to a change in an optical signal.

Diese Gruppierungen enthalten im Sinne der vorliegenden Erfindung einen Farbstoff. Weiterhin können die Gruppierungen andere chemische Verbindungen enthalten, wie beispielsweise einen Aminosäurerest, die mit dem Farbstoff kovalent verbunden sind. Vorzugsweise liegt eine solche andere Verbindung zwischen dem Farbstoff und der benachbarten Verbindung B1 oder B2. Vorzugsweise besteht die Gruppierung A und/oder D ausschließlich aus dem Farbstoff. Die im Sinne der vorliegenden Erfindung in A und D enthaltenen Farbstoffe, reagieren auf Bestrahlung mit Licht einer gewissen Wellenlänge oder eines gewissen Spektrums mit der Emission von Licht, das sich von dem eingestrahlten Licht detektierbar unterscheidet. Die Wellenlängen bzw. Spektren des Lichts können dabei im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich liegen. Dies gilt sowohl für die Bestrahlung als auch für die Emission. Neben der Bestrahlung können die Farbstoffe in A und D des erfindungsgemäßen Peptidderivats auch durch andere physikalische oder durch chemische oder biologische Energiequellen zur Lichtemission angeregt werden. Im Sinne der Erfindung können andere physikalische Quellen beispielsweise andere elektromagnetische Strahlen als Licht, elektrische Felder, etc. sein. Chemische oder biologische Lichtemission kann beispielsweise unter Ausnutzung eines Effektes wie Chemo-, Bioluminiszenz oder Phosphoreszenz erfolgen.For the purposes of the present invention, these groupings contain a dye. The groupings may also contain other chemical compounds, such as an amino acid residue covalently linked to the dye are. Such another connection is preferably between the dye and the neighboring connection B1 or B2. Group A preferably exists and / or D exclusively from the dye. In the sense of the present Dyes contained in A and D, react to irradiation with light a certain wavelength or a certain spectrum with the emission of Light that is detectably different from the incident light. The Wavelengths or spectra of light can be in the infrared, visible and / or ultraviolet wavelength range. This applies to both Radiation as well as for emission. In addition to radiation, the dyes  in A and D of the peptide derivative according to the invention also by other physical or stimulated by chemical or biological energy sources to emit light become. For the purposes of the invention, other physical sources can be used for example electromagnetic radiation other than light, electric fields, etc. his. Chemical or biological light emission can, for example, under Exploitation of an effect such as chemo-, bioluminescence or phosphorescence respectively.

Dem Fachmann sind Farbstoffe, die den oben genannten Eigenschaften entsprechen und in den Gruppierungen A und D einsetzbar sind, bekannt. Eine große Auswahl solcher Verbindungen sind im Stand der Technik beschrieben und lassen sich beispielsweise dem "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals" (R. P. Haugland, ISBN 0-9652240-0-7) entnehmen. Desweiteren sind Verfahren bekannt, mit denen Peptide oder Peptidderivate N- oder C-terminal mit den Gruppierungen A und D gekoppelt werden können, wie beispielsweise beschrieben in Jean (Biochem. J. 307 (1995), 689), Spetzler (J. Peptide Sci. 4 (1998), 128), Wang (Bioorg. Med. Chem. Lett. 2 (1992), 1665), Wang (Tetrahedron Lett. 31 (1990), 6493), Meldal & Svendsen (J. Chem. Soc. Perkin Trans.l (1995), 1591) oder Bratovanova & Petkov (Anal. Biochem. 162 (1987), 213).Those skilled in the art are dyes that have the properties mentioned above correspond and can be used in the groups A and D, known. A Large selection of such compounds are described in the prior art and For example, the "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals "(R. P. Haugland, ISBN 0-9652240-0-7). Furthermore, Process known with which peptides or peptide derivatives with N- or C-terminal the groups A and D can be coupled, such as described in Jean (Biochem. J. 307 (1995), 689), Spetzler (J. Peptide Sci. 4 (1998), 128), Wang (Bioorg. Med. Chem. Lett. 2 (1992), 1665), Wang (Tetrahedron Lett. 31 (1990), 6493), Meldal & Svendsen (J. Chem. Soc. Perkin Trans. L (1995), 1591) or Bratovanova & Petkov (Anal. Biochem. 162 (1987), 213).

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Peptidderivate, wobei A und D Gruppierungen sind, die Farbstoffe enthalten, die bei Anregung mit Licht einer geeigneten Wellenlänge fluoreszieren, oder Gruppierungen sind, die Farbstoffe enthalten, die eine Farbänderung zeigen. Die bekanntesten Signalarten, die zur Detektion enzymatischer Reaktionen herangezogen werden, sind Änderungen, die mittels optischer Methoden erfaßt werden können. Der große Vorteil solcher Methoden ist das Vorhandensein unterschiedlichster spektroskopischer Geräte, die es ermöglichen, an Hand der Farbänderung die enzymatische Aktivität zu beschreiben. Unter den lichtoptischen Signaländerungen sind besonders solche von Vorteil, die zu einer Änderung der Fluoreszenz führen. Der größte Vorteil solcher Fluoreszenzmethoden liegt in ihrer, dem Fachmann bekannten großen Empfindlichkeit. Von besonderer Empfindlichkeit sind hier wieder solche Methoden, bei denen, ausgelöst durch die enzymatische Reaktion, das Fluoreszenzsignal zunimmt. Die hohe Empfindlichkeit von Fluoreszenzmethoden beruht hauptsächlich auf der allgemein bekannten höheren Nachweisempfindlichkeit von Fluoreszenzfarbstoffen, verglichen mit nicht fluoreszierenden Farbstoffen.In a preferred embodiment, the invention relates to peptide derivatives, where A and D are groupings which contain dyes which, when excited with light, have a fluorescent at a suitable wavelength, or groupings that are dyes included that show a color change. The most popular types of signals used for Detection of enzymatic reactions are changes that are can be detected using optical methods. The big advantage of such Methods is the presence of various spectroscopic devices that make it possible to increase the enzymatic activity based on the color change describe. Among the light-optical signal changes are particularly those of Advantage that lead to a change in fluorescence. The biggest advantage of such Fluorescence methods lie in their large, known to those skilled in the art Sensitivity. Such methods are particularly sensitive here, in those triggered by the enzymatic reaction, the fluorescence signal increases. The high sensitivity of fluorescence methods is mainly due to  on the generally known higher detection sensitivity of Fluorescent dyes compared to non-fluorescent dyes.

Unter Gruppierungen, die Farbstoffe enthalten, die eine Farbänderung zeigen, sind vorzugsweise Verbindungen zu verstehen, die selbst ein Substrat für das zu messende Enzym darstellen und bei denen die Farbänderung durch die enzymatische Katalyse hervorgerufen wird. Bei der Abwesenheit einer enzymatischen Aktivität wird in dem Fall allerdings keine Änderung des optischen Signals detektiert. Dem Fachmann bekannte Beispiele sind z. B. Substrate für Proteasen, bei denen nach Zugabe der Protease zu einem geeigneten Substrat durch die einsetzende Proteolyse ein Farbstoff freigesetzt wird (Barrett, Meth. Enzymol. 80 (1981), 561; Carter, Science 237 (1987), 394; Tanaka, Biochemistry 24 (1985), 2040; Horsthemke, Biochemistry 19 (1980), 2867; Jacotot, Eur. J. Biochem. 239 (1996), 248; Heinemeyer, EMBO J. 10, (1991) 555; Thornberry, Nature 356, (992) 768; Walker, Cell 78 (1994), 343; Xiang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (1996), 14559). Als Maß der enzymatischen Aktivität dieser proteolytischen Aktivität kann die freigesetzte Menge Farbstoff je Zeiteinheit benutzt werden.Among groups that contain dyes that show a color change preferably to understand compounds that are themselves a substrate for the represent measuring enzyme and in which the color change by the enzymatic catalysis is caused. In the absence of one In this case, however, enzymatic activity will not change the optical Signal detected. Examples known to the person skilled in the art are e.g. B. substrates for Proteases in which after adding the protease to a suitable substrate a dye is released by the onset of proteolysis (Barrett, Meth. Enzymol. 1981, 80: 561; Carter, Science 237 (1987) 394; Tanaka, Biochemistry 24 (1985), 2040; Horsthemke, Biochemistry 19 (1980), 2867; Jacotot, Eur. J. Biochem. 239 (1996), 248; Heinemeyer, EMBO J. 10, (1991) 555; Thornberry, Nature 356, (992) 768; Walker, Cell 78 (1994), 343; Xiang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (1996), 14559). As a measure of the enzymatic activity of this proteolytic activity, the released amount of dye per unit of time can be used.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Peptidderivate, wobei sich die Fluoreszenz der in den Gruppierungen enthaltenen fluoreszierenden Farbstoffe im verspannten Zustand des Peptidderivats durch einen Quench-Effekt aufhebt oder vermindert.In a particularly preferred embodiment, the present invention relates Peptide derivatives, the fluorescence of those contained in the groupings fluorescent dyes in the strained state of the peptide derivative by a Quench effect cancels or diminishes.

Die räumliche Nähe zwischen A und D im verspannten Peptidderivat bewirkt einen Quench-Effekt, der zur Folge hat, daß die Lichtemission eine der beiden Gruppierungen durch die Wirkung der anderen Gruppierung herabgesetzt oder ganz aufgehoben wird. Unter "Quench-Effekt" wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein physikalisch-chemischer Effekt verstanden, bei dem die Anregungsenergie, die zur Lichtemission des Fluoreszenzfarbstoffes führen kann, durch die räumliche Nähe des Quenchers mitabsorbiert wird, und so die Lichtemission des Fluoreszenzfarbstoffes gemindert wird. Die Definition der Farbstoffe, die das erfindungsgemäße Peptidderivat bzw. die Gruppierung A oder D enthalten kann, umfaßt daher auch Fluoreszenzfarbstoffe, die als Quencher dienen. Bei vergrößerter Distanz zwischen A und D im nicht verspannten Zustand des Peptidderivats ist dieser Quench-Effekt herabgesetzt oder gänzlich aufgehoben, so daß die Lichtemission der vormals gequenchten Verbindung nun größer ist als im verspannten Peptidderivat.The spatial proximity between A and D in the strained peptide derivative causes one Quench effect, which means that the light emission is one of the two Groupings reduced or completely by the effect of the other grouping will be annulled. "Quench effect" is used in connection with the Present invention understood a physico-chemical effect, in which the Excitation energy, which can lead to light emission of the fluorescent dye, is also absorbed by the spatial proximity of the quencher, and so the Light emission of the fluorescent dye is reduced. The definition of Dyes, the peptide derivative according to the invention or the grouping A or D can therefore also include fluorescent dyes which serve as quenchers. With increased distance between A and D in the unstressed state of the Peptide derivative, this quench effect is reduced or completely eliminated, see above  that the light emission of the previously quenched compound is now greater than in strained peptide derivative.

Aus Gründen der einfacheren Darstellung wird im Folgenden A als die Gruppierung definiert, deren optisches Signal gemessen wird, und D als die Gruppierung, die A quericht. Die im Folgenden dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind so zu verstehen, daß A und D austauschbar sind, so daß auch D durch A gequencht werden kann. Dem Fachmann sind Paare von fluoreszierenden Verbindungen, bei denen die eine Verbindung die andere quencht bekannt.For the sake of simplicity, A will be referred to below as the grouping defined whose optical signal is measured, and D as the grouping that A quericht. The embodiments of the present presented below Invention are to be understood so that A and D are interchangeable, so that D can be quenched by A. Pairs of fluorescent are known to those skilled in the art Connections where one connection quenches the other known.

Insbesondere bevorzugt sind Peptidderivate der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, wobei A eine Gruppierung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: 2-Aminobenzoesäure, D,L-2-Amino-3-(7-methoxy-4- cumaryl)propansäure, Coumarin, Quinolinon, 4-(4'- Dimethylaminobenzenazo)benzoesäure (Dabsyl) und 5-(2'- Aminoethylamino)naphtalensulfonsäure (EDANS); und D eine Gruppierung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: 4-Nitroanilin (= para-Nitroanilin), Aminoacyl-4-Nitroanilin, 3-Nitrotyrosin (meta-Nitrotyrosin), Aminoacyl-3-Nitrotyrosin, Tryptophan und Aminoacyl-Tryptophan. Die hier aufgeführten fluoreszierenden Verbindungen und deren Anwendungsweise sind im Stand der Technik beschrieben, beispielsweise in Jureus, Neuropeptides 32 (1998), 453-460 oder White, Anal. Biochem. 268 (1999), 245-251.Peptide derivatives of those described above are particularly preferred Embodiments of the invention, wherein A is a grouping selected from the Group consisting of: 2-aminobenzoic acid, D, L-2-amino-3- (7-methoxy-4- cumaryl) propanoic acid, coumarin, quinolinone, 4- (4'- Dimethylaminobenzenazo) benzoic acid (dabsyl) and 5- (2'- Aminoethylamino) naphthalene sulfonic acid (EDANS); and D is a grouping selected from the group consisting of: 4-nitroaniline (= para-nitroaniline), Aminoacyl-4-nitroaniline, 3-nitrotyrosine (meta-nitrotyrosine), aminoacyl-3-nitrotyrosine, Tryptophan and aminoacyl tryptophan. The fluorescent listed here Connections and their use are described in the prior art, for example in Jureus, Neuropeptides 32 (1998), 453-460 or White, Anal. Biochem. 268: 245-251 (1999).

Die verwendeten Verbindungen für A, B1-B2, C1-C3 und D der erfindungsgemäßen Peptidderivate können unter Verwendung der dem Fachmann bekannten Modifizierungen weitgehend verändert sein.The compounds used for A, B1-B2, C1-C3 and D of the invention Peptide derivatives can be prepared using those known to those skilled in the art Modifications are largely changed.

Eine wesentliche Eigenschaft der erfindungsgemäßen Peptidderivate ist die Konformation, die im Zusammenhang mit der hier beschriebenen Erfindung als "verspannter Zustand" bezeichnet wird, wobei das Peptidderivat in der Lage ist (nach Lösen der Verbindung zwischen B1 und B2), autonom in den nicht verspannten Zustand überzugehen. Dieser Übergang erfolgt mit einer bestimmten Geschwindigkeit, im folgenden Übergangsgeschwindigkeit genannt. Die Übergangsgeschwindigkeit ist charakteristisch für jedes Peptidderivat und unter gleichen Reaktionsbedingungen auch stets gleich groß. An essential property of the peptide derivatives according to the invention is that Conformation, which in connection with the invention described here as "Tense state" is referred to, whereby the peptide derivative is able (after Disconnect the connection between B1 and B2), autonomously in the not tense State to pass. This transition takes place with a certain one Speed, hereinafter referred to as the transition speed. The Transition speed is characteristic of every peptide derivative and below same reaction conditions always the same size.  

Im wesentlichen wird die Übergangsgeschwindigkeit durch die Ausführung des Bestandteils C1-C2-C3 innerhalb des erfindungsgemäßen Peptidderivats bestimmt. Bereits atomare Substitutionen an einem oder mehreren dieser Verbindungen können die Übergangsgeschwindigkeit verändern. Die Übergangsgeschwindigkeit ist ein inhärentes Merkmal eines jeden erfindungsgemäßen Peptidderivats.In essence, the transition speed is determined by the execution of the Constituent C1-C2-C3 determined within the peptide derivative according to the invention. Already atomic substitutions on one or more of these compounds can change the transition speed. The transition speed is an inherent feature of any peptide derivative according to the invention.

Die Messung einer Enzymaktivität beruht auf einem der folgenden zwei Effekte, die ein Enzym auf das Peptidderivat ausüben kann:
Measuring enzyme activity is based on one of the following two effects that an enzyme can have on the peptide derivative:

  • 1. Das zu messende Enzym hat eine Aktivität, die den Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand beschleunigt. Die Beschleunigung kommt entweder dadurch zustande, daß das Enzym die Konformationsänderung katalysiert oder daß das Enzym eine Reaktion katalysiert, die einen erleichterten Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand bewirkt.1. The enzyme to be measured has an activity that makes the transition from tensioned accelerated to the untensioned state. The acceleration is coming either because the enzyme changes the conformation catalyzes or that the enzyme catalyzes a reaction that facilitated one Transition from the tensioned to the non-tensioned state.
  • 2. Das zu messende Enzym hat nicht die unter (1.) genannte Aktivität, sondern greift das nicht verspannte Peptidderivat oder bereits das verspannte Peptidderivat nach Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 an, wobei die katalysierte Reaktion zu einer chemischen Trennung von A und D oder zu einer Trennung des in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat führt.2. The enzyme to be measured does not have the activity mentioned under (1.), but attacks the unstrained peptide derivative or already the braced Peptide derivative after loosening the bond between B1 and B2, the catalyzed reaction to a chemical separation of A and D or to a Separation of the dye contained in A or D from the rest of the peptide derivative leads.

Beruht die Messung der Enzymaktivität auf dem unter (1.) beschriebenen Effekt, erfolgt die Detektion dadurch, daß sich das optische Signal durch den Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des Peptidderivats der Erfindung ändert. Hierbei werden für die Gruppierungen A und D Fluoreszenzfarbstoffe eingesetzt, bei denen ein Quench-Effekt auftritt. Die Fluoreszenz der Gruppierung A wird im verspannten Zustand des Peptidderivats, vorzugsweise bei geschlossener Bindung von B1 und B2, durch die Gruppierung D gequencht. Dieser Quench-Effekt ist bedingt durch die räumliche Nähe von A und D. im nicht verspannten Zustand ist die Distanz zwischen A und D größer, was zu einer Herabsetzung des Quench- Effekts und damit einhergehend zu einer Erhöhung der Fluoreszenz von A führt. Allerdings kann auch im nicht verspannten Zustand A durch D partiell gequencht sein. Nach dem Start der Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 geht bei Abwesenheit eines Enzyms das Peptidderivat von selbst vom verspannten Zustand in den nicht verspannten Zustand über. Dieser Prozeß verläuft nach stochastischen Gesetzmäßigkeiten und erfährt je nach Struktur des Peptidderivatmoleküls nach einer bestimmten Zeit eine Sättigung. Diese Sättigungskinetik läßt sich durch kontinuierliche Messung der Fluoreszenzzunahme in einer Sättigungskurve darstellen, in der absolute oder relative Fluoreszenz gegen die Zeit aufgetragen ist (siehe Fig. 1).If the measurement of the enzyme activity is based on the effect described under (1.), the detection takes place in that the optical signal changes due to the transition from the strained to the unstrained state of the peptide derivative of the invention. Fluorescent dyes with a quench effect are used for groupings A and D. The fluorescence of group A is quenched by group D in the strained state of the peptide derivative, preferably with closed binding of B1 and B2. This quench effect is due to the spatial proximity of A and D. In the unstressed state, the distance between A and D is greater, which leads to a reduction in the quench effect and, consequently, to an increase in the fluorescence of A. However, A can also be partially quenched by D in the untensioned state. After the start of the reaction by releasing the bond between B1 and B2, in the absence of an enzyme, the peptide derivative automatically changes from the tensioned state to the non-tensioned state. This process follows stochastic principles and, depending on the structure of the peptide derivative molecule, becomes saturated after a certain time. This saturation kinetics can be represented by continuous measurement of the increase in fluorescence in a saturation curve in which absolute or relative fluorescence is plotted against time (see FIG. 1).

In einem Reaktionsansatz, der ein Enzym enthält, das die Übergangsreaktion beschleunigt, sonst aber zu dem Ansatz ohne Enzym identisch ist, erfolgt der Übergang vom verspannten zum nicht verspannten Zustand mit einer größeren Geschwindigkeit. Dies wirkt sich auf die Kinetik dahingehend aus, daß der Anstieg steiler ausfällt und die Sättigung früher erreicht wird. Enzyme, die den Übergang des Peptidderivats vom verspannten in den nicht verspannten Zustand katalysieren bzw. eine Reaktion katalysieren die den Übergang erleichtert, sind im Sinne der Erfindung vorzugsweise Isomerasen, besonders bevorzugt Peptidyl-Isomerasen. Ferner kann der Einfluß von Inhibitoren oder Aktivatoren auf solche Enzyme in Reaktionsansätzen nach (1.) bestimmt werden. Bei der Messung von Inhibitoren eines eingesetzten Enzyms wird eine langsamere Geschwindigkeit der Fluoreszenzzunahme auf das Sättigungsniveau beobachtet. Im Gegensatz dazu steigt bei der Messung von Aktivatoren dieser Enzyme die beobachtete Reaktionskurve schneller auf das Sättigungsniveau.In a reaction batch that contains an enzyme that triggers the transition reaction accelerated, but is otherwise identical to the approach without enzyme, the Transition from tensioned to non-tensioned condition with a larger one Speed. This affects the kinetics in that the increase turns out steeper and saturation is reached earlier. Enzymes that control the transition of the Catalyst peptide derivative from the tensioned to the non-tensioned state or catalyze a reaction that facilitates the transition are within the meaning of the invention preferably isomerases, particularly preferably peptidyl isomerases. Furthermore, the influence of inhibitors or activators on such enzymes Reaction approaches can be determined according to (1.). When measuring inhibitors of an enzyme used is a slower speed of Fluorescence increase observed at the saturation level. In contrast to increases when observers of these enzymes are measured Response curve faster to the saturation level.

Wie bereits oben erwähnt hängt die Übergangsgeschwindigkeit im wesentlichen von den chemischen Eigenschaften des Bestandteils C1-C2-C3 des Peptidderivats ab. Zusätzlich nehmen die Reaktionsbedingungen, darunter besonders die Temperatur, Einfluß auf die Übergangsgeschwindigkeit. Für Aktivitätsmessungen nach dem unter (1.) definierten Aspekt sollte die peptidderivatspezifische Übergangsgeschwindigkeit (ohne Enzym) relativ klein sein, um einen günstigen Meßbereich zu erhalten. Wenn diese Grundübergangsgeschwindigkeit zu groß ist, fällt der Unterschied der Übergangsgeschwindigkeiten zwischen der Messung mit und der ohne Enzym weniger signifikant aus. Dadurch wird der Meßbereich etwa zur Erfassung des Einflusses von Inhibitoren kleiner. Bevorzugt sollte die katalysierte Übergangsgeschwindigkeit mindestens doppelt so hoch sein, wie die nicht katalysierte Reaktion.As already mentioned above, the transition speed essentially depends on the chemical properties of the component C1-C2-C3 of the peptide derivative. In addition, the reaction conditions, especially the temperature, Influence on the transition speed. For activity measurements according to the below (1.) Defined aspect should be the peptide derivative specific transition rate (without enzyme) be relatively small in order to obtain a favorable measuring range. If this basic transition speed is too high, the difference of Transition speeds between the measurement with and without the enzyme less significant. As a result, the measuring range is about to detect the Influence of inhibitors smaller. The catalyzed should preferably Transition speed must be at least twice as high as that catalyzed reaction.

Neben Enzymen, die wie oben beschrieben den Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand beschleunigen können, wie unter (2.) aufgeführt auch andere Enzyme mit Hilfe des erfindungsgemäßen Peptidderivats untersucht werden. Dies hat zur Voraussetzung, daß die Enzyme eine Reaktion katalysieren, die zu einer chemischen Trennung von A und D oder zu einer Trennung des in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat führt.In addition to enzymes, which, as described above, make the transition from tensioned to can accelerate the unstressed state, as also listed under (2.) other enzymes can be investigated with the aid of the peptide derivative according to the invention. This presupposes that the enzymes catalyze a reaction which leads to  a chemical separation of A and D or a separation of the in A or D. contained dye leads from the rest of the peptide derivative.

Bei der Verwendung von Fluoreszenzfarbstoffen für A und D, die einen Quench- Effekt ausüben, lassen sich drei Stufen der zu messenden Fluoreszenz unterscheiden:
When using fluorescent dyes for A and D that have a quench effect, three levels of fluorescence to be measured can be distinguished:

  • a) Ausgangszustand im verspannten Peptidderivat, bei dem A maximal von D gequencht wird;a) Initial state in the strained peptide derivative, in which A maximally of D is quenched;
  • b) Fluoreszenz von A, wenn das Peptidderivat im nicht verspannten Zustand vorliegt und A partiell von D gequencht wird; undb) Fluorescence of A when the peptide derivative is in the untensioned state is present and A is partially quenched by D; and
  • c) maximale Fluoreszenz von A, wenn durch eine Spaltung innerhalb des Peptidderivats A und D bzw. die darin enthaltenen Farbstoffe getrennt sind und D keinen Quench-Effekt auf A ausübt.c) maximum fluorescence of A when cleaved within the Peptide derivatives A and D or the dyes contained therein are separated and D has no quench effect on A.

Bei der Aktivitätsmessung wird einerseits das Fluoreszenzverhalten des Peptidderivats in der Reaktionslösung ohne Enzym gemessen. Dabei nähert sich die Fluoreszenz ausgehend von (i) dem Niveau (ii) an. Andererseits steigt die Fluoreszenz bei der Messung mit Enzym ausgehend von (i) auf das Niveau (iii). Der meßbare Fluoreszenzunterschied zwischen (ii) und (iii) wird hierbei zur Bestimmung enzymatischer Reaktionen benutzt. Dies betrifft vorzugsweise Enzyme, die eine kovalente Bindung zwischen A und D bzw. innerhalb einer Gruppierung A oder D spalten, wie beispielsweise Proteasen. Bei der Messung der enzymkatalysierten Reaktion (i) bzw. (ii) nach (iii) (je nachdem, ob das Enzym nach der Lösung der B1- B2-Bindung bereits das verspannte Substrat (i) oder erst das nicht verspannte Substrat (ii) angreift) wird bei der Messung von Inhibitoren eines eingesetzten Enzyms eine langsamere Geschwindigkeit der Fluoreszenzzunahme auf das Niveau (iii) beobachtet. Im Gegensatz dazu steigt bei der Messung von Aktivatoren dieser Enzyme die beobachtete Reaktionskurve schneller und geht ebenfalls gegen das Niveau (iii).On the one hand, the activity measurement measures the fluorescence behavior of the peptide derivative in the reaction solution without enzyme. The fluorescence approaches (i) from level (ii). On the other hand, the fluorescence increases when measuring with enzyme from (i) to level (iii). The measurable difference in fluorescence between (ii) and (iii) is used to determine enzymatic reactions. This preferably relates to enzymes that cleave a covalent bond between A and D or within a group A or D, such as proteases. In measurement of the enzyme-catalyzed reaction (i) or (ii) to (iii) (depending on whether the enzyme to the solution of B 1 - B 2 bond already the strained substrate (i) or only the non-strained substrate ( ii) attacks), a slower rate of increase in fluorescence to level (iii) is observed when measuring inhibitors of an enzyme used. In contrast, when activators of these enzymes are measured, the observed response curve increases faster and also goes against level (iii).

Bei Aktivitätsmessungen, insbesondere nach (2.), kann aus praktischen Gründen die Übergangsgeschwindigkeit allgemein durch den Zusatz eines Enzyms, wie beispielsweise einer Peptidyl-Prolyl-Isomerase, in den zu vergleichenden Ansätzen erhöht werden. Diese Erhöhung betrifft den Übergang von Niveau (i) zu (ii).For activity measurements, especially according to (2.), the Transition speed generally through the addition of an enzyme such as for example a peptidyl prolyl isomerase, in the approaches to be compared increase. This increase affects the transition from level (i) to (ii).

Somit betrifft eine besondere Ausführungsform der Erfindung Peptidderivate, wobei sich das optische Signal, das von A und D ausgeht, sich zusätzlich zum verspannten und nicht verspannten Zustand des Peptidderivats von dem Zustand unterscheidet, der vorliegt, wenn die chemische Verbindung zwischen A und D oder zwischen einem in A oder D enthaltenen Farbstoff und dem restlichen Peptidderivat durch enzymatische Katalyse getrennt wurde.Thus, a particular embodiment of the invention relates to peptide derivatives, where the optical signal emanating from A and D, in addition to the tense  and unstressed state of the peptide derivative from the state which is when the chemical bond between A and D or between a dye contained in A or D and the rest of the peptide derivative enzymatic catalysis was separated.

Zu Aktivitätsmessungen nach (2.), bei denen im wesentlichen der Fluoreszenzunterschied zwischen dem nicht verspannten Zustand und dem Zustand, bei dem A und D bzw. ein in A oder D enthaltener Farbstoff und das restliche Peptidderivat chemisch getrennt vorliegen, gemessen wird, sind relativ hohe Grundübergangsgeschwindigkeiten (für das Peptidderivat ohne Enzym) von Vorteil. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß das Enzym nach der Lösung der Bindung zwischen B1 und B2 das Peptidderivat sowohl im verspannten als auch im nicht verspannten Zustand als Substrat verwertet. Wenn die Übergangsgeschwindigkeit groß ist gegenüber der enzymatischen Reaktionsgeschwindigkeit, geht der Großteil der Peptidderivate zuerst in den nicht verspannten Zustand über und wird im zweiten Schritt durch das Enzym katalysiert. Dadurch ist die Enzymkinetik an die Grundübergangskinetik gebunden und die beiden Kinetiken (Reaktion mit und ohne Enzym) lassen sich gut vergleichen. Wenn dagegen die Reaktionsgeschwindigkeit des Enzyms groß ist gegenüber der Grundübergangsgeschwindigkeit, ist die Enzymkinetik unabhängig von der Übergangskinetik, weil ein Großteil der eingesetzten Peptidderivatmoleküle direkt vom verspannten Zustand in den Zustand der Trennung von A und D bzw. der Trennung eines in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat, d. h. der maximalen Fluoreszenz, gelangt. Günstige Unterschiede der Übergangsgeschwindigkeiten ausgedrückt als Reaktionsgeschwindigkeitskonstante k liegen zwischen den Reaktionen nach (1) (ki-ii) und (2) (kii-iii) dann vor, wenn kii-iii, mindestens doppelt so groß ist wie ki-ii. Diese Forderung läßt sich durch Zusatz von Peptidylprolyl-cis/trans-Isomerasen zum Reaktions-Ansatz leicht erfüllen, da diese Enzyme nur Reaktionen nach (1) katalysieren. Für den Fall, daß nur der nicht verspannte Zustand ein verwertbares Substrat für das zu untersuchende Enzym darstellt, gilt wieder das für den Fall (1.) gesagte. Die Kinetik der enzymkatalysierten Reaktion hängt ab von der Grundübergangskinetik, da die enzymatische Reaktion von der Bereitstellung des nicht verspannten Peptidderivats abhängig ist. Wenn die enzymatische Reaktionsgeschwindigkeit groß ist gegenüber der Grundübergangsgeschwindigkeit, dann wird der Großteil des entstehenden nicht verspannten Peptidderivats schnell enzymatisch umgesetzt. Dadurch wird ein maximaler Unterschied zwischen den Fluoreszenzkinetiken mit und ohne Enzym erreicht. Dies hat zur Folge, daß ein maximaler Meßbereich für die Messung des Einflusses von zugesetzten Inhibitoren zur Verfügung steht. Bei einer enzymatischen Reaktionsgeschwindigkeit, die relativ klein ist gegenüber der Grundübergangsgeschwindigkeit (ohne Enzym), wird zunächst nur ein kleiner Teil des nicht verspannten Peptidderivats enzymatisch umgesetzt und die Sättigung der Produkte, bei denen A und D bzw. die darin enthaltenen Farbstoffe getrennt vorliegen, erst lange nach der Sättigung des Übergangs vom verspannten in den nicht verspannten Zustand erreicht. Bei Aktivitätsmessungen, die nach dem unter (2.) aufgeführten Effekt ablaufen, können auch Farbreaktionen, also mit dem menschlichen Auge wahrnehmbare Unterschiede der optischen Eigenschaften der Reaktionslösung, verwendet werden. A und/oder D enthalten in dem Fall Farbstoffe, die beispielsweise durch proteolytische Abspaltung vom Peptidderivat ihre optischen Eigenschaften verändern.Activity measurements according to (2.), in which essentially the difference in fluorescence between the untensioned state and the state in which A and D or a dye contained in A or D and the rest of the peptide derivative are chemically separated, are measured are relative high basic transition speeds (for the peptide derivative without enzyme) is an advantage. This applies in particular to the case where the enzyme utilizes the peptide derivative as a substrate both in the tensioned and in the non-tensioned state after the release of the bond between B1 and B2. If the transition rate is high compared to the enzymatic reaction rate, the majority of the peptide derivatives first go into the untensioned state and are catalyzed by the enzyme in the second step. As a result, the enzyme kinetics are linked to the basic transition kinetics and the two kinetics (reaction with and without enzyme) can be compared well. On the other hand, if the reaction rate of the enzyme is high compared to the basic transition rate, the enzyme kinetics are independent of the transition kinetics, because a large part of the peptide derivative molecules used directly from the strained state to the state of separation of A and D or the separation of a dye contained in A or D. from the rest of the peptide derivative, ie the maximum fluorescence. Favorable differences in the transition rates, expressed as the reaction rate constant k, exist between the reactions according to (1) (k i-ii ) and (2) (k ii-iii ) if k ii-iii is at least twice as large as k i- ii . This requirement can easily be met by adding peptidylprolyl cis / trans isomerases to the reaction mixture, since these enzymes only catalyze reactions according to (1). In the event that only the untensioned state is a usable substrate for the enzyme to be examined, the same applies as for case (1). The kinetics of the enzyme-catalyzed reaction depend on the basic transition kinetics, since the enzymatic reaction depends on the provision of the non-strained peptide derivative. If the enzymatic reaction rate is high compared to the basic transition rate, then the majority of the resulting non-strained peptide derivative is quickly converted enzymatically. This achieves a maximum difference between the fluorescence kinetics with and without enzyme. The consequence of this is that a maximum measuring range is available for measuring the influence of added inhibitors. At an enzymatic reaction rate that is relatively slow compared to the basic transition rate (without enzyme), only a small part of the unrestrained peptide derivative is first reacted enzymatically and the saturation of the products, in which A and D or the dyes contained therein are present, only occurs achieved long after the saturation of the transition from the tensioned to the non-tensioned state. In the case of activity measurements which proceed according to the effect listed under (2.), color reactions, that is to say differences in the optical properties of the reaction solution which can be perceived by the human eye, can also be used. In this case, A and / or D contain dyes which, for example, change their optical properties by proteolytic cleavage from the peptide derivative.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Peptidderivate sind die Aktivitäten sämtlicher Enzyme meßbar, für die die Peptidderivate ein Substrat darstellen, solange diese Aktivitäten einen Einfuß haben auf die oben beschriebenen Änderungen des optischen Signals und gleichzeitig diese Aktivität durch die geschlossene Bindung zwischen B1 und B2, vorzugsweise auch durch den verspannten Zustand des Peptidderivats, blockiert ist.With the aid of the peptide derivatives according to the invention, the activities are all complete Enzymes measurable for which the peptide derivatives are a substrate, as long as they are Activities have an impact on the changes to the optical signal and at the same time this activity through the closed bond between B1 and B2, preferably also due to the tensioned condition of the Peptide derivative is blocked.

Vorzugsweise betrifft dies Enzyme, deren Aktivität substratspezifisch ist für Peptidstrukturen. Darunter fallen besonders bevorzugt Aktivitäten, die auf Peptidbindungen gerichtet sind. Ebenso bevorzugt sind alle anderen Bindungen, die in einem Peptid (oder Peptidderivat) vorhanden sein können, beispielsweise innerhalb der Seitenkette einer oder mehrerer Aminosäuren oder Bindungen, die Substituenten mit Aminosäuren verbinden oder innerhalb solche Substituenten liegen. Allerdings können mit den Peptidderivaten im Rahmen der Erfindung auch Enzyme untersucht werden, die für andere Molekülklassen spezifisch sind, beispielsweise für Nucleotide, Oligonucleotide, Lipide, Kohlehydrate oder andere organische Moleküle. Hierzu können gemäß der Ausführungsform des Peptidderivats für C1, C2 und/oder C3 entsprechende Substrate in das Peptidderivat eingebaut werden. Beispielsweise ist es möglich, für C1, C2 oder C3 Verbindungen einzusetzen, die phosphorylierbar/dephosphorylierbar sind. So konnte im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit je einem Vertreter einer Kinase und einer Phosphatase gezeigt werden, daß nur die unverspannte Form eines derart ausgeführten, erfindungsgemäßen Peptidderivats phosphorylierbar bzw. dephosphorylierbar ist.This preferably relates to enzymes whose activity is substrate-specific for Peptide structures. This particularly includes activities that stand out Peptide bonds are directed. All other bonds are also preferred may be present in a peptide (or peptide derivative), for example within the side chain of one or more amino acids or bonds that Connect substituents with amino acids or within such substituents lie. However, the peptide derivatives can also be used in the context of the invention To study enzymes that are specific to other classes of molecules, for example for nucleotides, oligonucleotides, lipids, carbohydrates or others organic molecules. According to the embodiment of the peptide derivative corresponding substrates for C1, C2 and / or C3 built into the peptide derivative become. For example, it is possible for C1, C2 or C3 connections use that are phosphorylierbar / dephosphorylierbar. So in the frame  of the present invention with one representative of a kinase and one Phosphatase are shown to be only the unrestrained form of such a executed peptide derivative according to the invention can be phosphorylated or is dephosphorylierbar.

Vorzugsweise lassen sich peptidspezifische Enzyme mit Hilfe des Peptidderivats untersuchen, besonders bevorzugt Proteasen, Peptidylprolyl-cis/trans-Isomerasen, Kinasen, Phosphatasen, Glykosidasen oder Lipasen/Esterasen. Insbesondere bevorzugt sind davon Proteasen und Peptidylprolyl-cis/trans-Isomerasen.Peptide-specific enzymes can preferably be obtained using the peptide derivative investigate, particularly preferably proteases, peptidylprolyl cis / trans isomerases, Kinases, phosphatases, glycosidases or lipases / esterases. In particular proteases and peptidylprolyl cis / trans isomerases are preferred.

Einer der wesentlichen Vorzüge gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Substraten und deren Verwendung in Enzymtests ist die besondere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Peptidderivats, daß der Start der Enzymreaktion durch ein exogenes Signal induziert werden kann. Wie oben beschrieben, führt dieses physikalische oder chemische Signal zur Lösung der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat. Dies ermöglicht die Mischung aller für die Enzymreaktion notwendigen Komponenten, einschließlich des Enzyms, des Substrats und gegebenenfalls eines zu untersuchenden Effektors, ohne daß die enzymatische Reaktion in Gang kommt.One of the main advantages over those in the prior art The substrates described and their use in enzyme tests is the special one Property of the peptide derivative according to the invention that the start of the Enzyme reaction can be induced by an exogenous signal. As above described, this physical or chemical signal leads to the solution of the Binding between B1 and B2 in the peptide derivative. This enables the mix of all for necessary components of the enzyme reaction, including the enzyme, the Substrate and optionally an effector to be examined without the enzymatic reaction gets underway.

Eine Gemeinsamkeit unterschiedlichster Enzym-Assays ist die Notwendigkeit der Schaffung einer homogenen Mischung, die zumindest aus Substrat und Enzym besteht. Die Schaffung einer homogenen Mischung ist eine wesentliche Vorbedingung, um enzymatische Aktivitätsbestimmungen reproduzierbar durchführen zu können. Üblicherweise werden enzymatische Reaktionen, die beispielsweise zur Beurteilung von Enzym-Effektoren dienen sollen, durch Zugabe des Substrates zu einer Mischung aus Enzym und zugesetztem Effektor gestartet. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß langsam wirkende Effektoren, die dem Fachmann beispielsweise als "Slow Binding"-Inhibitoren bekannt sind, ihre Wirkung auf das Enzym entfalten können. Um durch Zugabe des Substrates die Konzentrationen der in der Mischung vorhandenen Stoffe, wie Enzym und Effektor nicht wesentlich zu ändern, tragen die zugesetzten Volumina des Substrates nur wenig zum resultierenden Gesamtvolumen der Reaktionslösung bei. Das Problem besteht oft darin, das in einem geringen Volumen gelöste Substrat in möglichst kurzer Zeit homogen mit dem Vorinkubationsansatz zu vermischen. Dies gelingt naturgemäß nur dann in gewünschter Weise, wenn die Löslichkeit des Substrates im resultierenden Endvolumen relativ hoch ist. Substrate, deren Konzentration sich im Endvolumen nahe ihrem Löslichkeitsprodukt befinden, lassen sich nur schlecht innerhalb kurzer Zeit homogen lösen. Aus diesem Grund sind solche Enzymsubstrate bisher denkbar ungeeignet für die Nutzung in Routine-Assays zum Nachweis enzymatischer Reaktionen.A common feature of the most diverse enzyme assays is the need for Creation of a homogeneous mixture, at least from substrate and enzyme consists. Creating a homogeneous mix is essential Precondition for reproducible enzymatic activity determinations to be able to perform. Typically, enzymatic reactions that for example, to assess enzyme effectors, by adding the substrate to a mixture of enzyme and added effector started. This procedure has the advantage that slow-acting effectors that the Those skilled in the art, for example, are known as "slow binding" inhibitors, their effect can unfold on the enzyme. To the by adding the substrate Concentrations of substances in the mixture, such as enzyme and effector The added volumes of the substrate only do not change significantly little to the resulting total volume of the reaction solution. The problem often consists in the substrate dissolved in a small volume in as much as possible to mix homogeneously with the pre-incubation mixture for a short time. This succeeds naturally only in the desired manner if the solubility of the substrate in  resulting final volume is relatively high. Substrates, the concentration of which Final volumes are close to their solubility product, are difficult solve homogeneously within a short time. For this reason they are Enzyme substrates previously unsuitable for use in routine assays for Detection of enzymatic reactions.

Im Stand der Technik wurden beispielsweise zum Nachweis der Aktivität von Proteasen bereits einige Methoden beschrieben, die der Forderung nach einem Substrat, welches eine Aktivitätsmessung mit großer Signaldirektheit und Signalkontinuität gemäß der vorliegenden Patentanmeldung ermöglichen, sehr nahe kommen. So wurden z. B. Substrate beschrieben, die so aufgebaut sind, daß durch die direkte Wirkung der Protease auf das Substrat ein Farbstoff freigesetzt wird. Da die Farbänderung der proteolytischen Reaktion direkt proportional ist, wird diese Änderung als Aktivitätsmaß der Protease benutzt. Bei der Untersuchung der Wirkung von Effektoren auf die Katalyse der proteolytischen Reaktion wird zumeist die Protease für einige Zeit, der Vorinkubationszeit, mit dem Effektor vorinkubiert. Dadurch wird es dem Gemisch aus Effektor und Enzym ermöglicht, entsprechend ihrer chemischen Gegebenheiten miteinander zu interagieren. Zwangsläufig muß nun die eigentliche Reaktion, welche zur Aktivitätsbestimmung genutzt wird, durch Zugabe des Substrates zum Effektor/Enzym-Gemisch gestartet werden. Dies ist nur dann erfolgreich, wenn es gelingt, das Substrat homogen innerhalb kurzer Zeit mit dem Effektor/Enzym-Gemisch zu vermischen. Unglücklicherweise sind zahlreiche Peptidsubstrate bekannt, die eine nur schlechte Wasserlöslichkeit aufweisen. Solche Substrate werden üblicherweise in geeigneten Lösungsmitteln, wie z. B. DMSO, in hohen Konzentrationen gelöst, um sie dann zusammen mit diesem Lösungsmittel dem Effektor/Enzym-Gemisch beizumischen.In the prior art, for example, to detect the activity of Proteases have already described some methods of calling for a Substrate, which is an activity measurement with great signal directness and Enable signal continuity according to the present patent application, very close come. So z. B. described substrates that are constructed so that by the direct effect of the protease on the substrate releases a dye. There the color change of the proteolytic reaction is directly proportional to this Change used as a measure of activity of the protease. When examining the effect of effectors on the catalysis of the proteolytic reaction is mostly the Protease preincubated with the effector for some time, the pre-incubation period. This enables the mixture of effector and enzyme, accordingly to interact with one another based on their chemical conditions. Inevitably must now the actual reaction, which is used to determine activity, by Addition of the substrate to the effector / enzyme mixture can be started. This is just then successful if it succeeds in using the substrate homogeneously within a short time to mix the effector / enzyme mixture. Unfortunately, there are many Known peptide substrates that have poor water solubility. Such Substrates are usually in suitable solvents, such as. B. DMSO, in high concentrations are then dissolved together with this solvent to be mixed with the effector / enzyme mixture.

Hier besteht das Problem darin, daß sich das gewünschte Peptidsubstrat zwar in dem Endvolumen des Reaktionsansatzes lösen würde, aber bedingt durch lokale Inhomogenitäten zumeist ausfällt und erst später wieder in Lösung geht. Die Verlängerung der Mischzeit durch solche Prozesse kann eine Aktivitätsbestimmung mit schwer löslichen Substraten unmöglich machen.The problem here is that the desired peptide substrate is in would solve the final volume of the reaction batch, but due to local Inhomogeneities mostly fail and only come back into solution later. The An activity determination can extend the mixing time through such processes impossible with poorly soluble substrates.

Die Problematik der Schaffung einer homogenen Mischung im Ansatz des Enzym- Assays ist durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Substrats gelöst. Die zur Bestimmung der Enzymaktivität notwendigen Reagenzien, wie Enzym und Substrat oder wünschenswerte Zusätze wie beispielsweise zu untersuchende Effektoren lassen sich vor dem Start der eigentlichen Reaktion über eine beliebig lange Zeit miteinander inkubieren, da das eigentliche Substrat erst durch Lösen der Bindung von B1 und B2 im erfindungsgemäßen Peptidderivat bereitgestellt wird. Das Peptidderivat kann bei geschlossener B1-B2-Bindung in solchen Konzentrationen eingesetzt werden, die der maximalen Löslichkeit des Substrates unter den gewählten Testbedingungen sehr nahe kommen.The problem of creating a homogeneous mixture in the approach of the enzyme Assays are solved by providing the substrate according to the invention. The for Determination of the necessary reagents, such as enzyme and substrate or desirable additives such as effectors to be investigated  can be of any length of time before the actual reaction starts incubate with each other, since the actual substrate only by loosening the bond of B1 and B2 is provided in the peptide derivative according to the invention. The Peptide derivative can with closed B1-B2 binding in such concentrations be used, the maximum solubility of the substrate among the selected test conditions come very close.

Das Lösen der B1-B2-Bindung wird entweder durch Zugabe eines geringen Volumens einer geeigneten Chemikalie oder ohne Volumenveränderung mittels Lichtblitz ausgelöst. Dadurch wird beim Start der Reaktion auch bei schwer löslichen Substraten die Konzentrationen von Vorinkubationsansatz und eigentlichem Meßansatz kaum oder überhaupt nicht verändert. Im Sinne der Erfindung muß allerdings gewährleistet sein, daß das Startsignal effektiv und gleichzeitig die Peptidderivate in einer homogenen Mischung erreicht, da sich sonst ein neues Inhomogenitätsproblem ergeben würde. Dies sollte bei der Nutzung eines physikalischen Signals wie beispielsweise einem Lichtblitz bei entsprechender Ausgestaltung der experimentellen Apparatur gegeben sein. Bei Verwendung einer Starterchemikalie ist zu beachten, daß sie in dem gegebenen Reaktionsgemisch leicht löslich ist. Generell sind für diesen Zweck bevorzugt niedermolekulare Verbindungen zu verwenden, wie etwa das in den Beispielen 1 bis 3 verwendete DTT.The B1-B2 bond is released by adding a small amount Volume of a suitable chemical or without volume change by means of Flash of light triggered. As a result, when the reaction starts, even with poorly soluble ones The concentrations of the pre-incubation approach and the actual Measurement approach changed little or not at all. For the purposes of the invention however, be sure that the start signal is effective and at the same time the Peptide derivatives achieved in a homogeneous mixture, otherwise a new one Would result in inhomogeneity problem. This should be when using a physical signal such as a flash of light with a corresponding Design of the experimental equipment may be given. When using a Starter chemical should be noted that it is in the given reaction mixture is easily soluble. In general, low molecular weight is preferred for this purpose To use compounds such as that used in Examples 1-3 DTT.

Die Peptidderivate der vorliegenden Erfindung stellen Substrate für enzymatische Reaktionen dar, die mit größtmöglicher Signaldirektheit detektiert werden können. Signaldirektheit ist ein wichtiges Kriterium für die Güte eines Enzymtests. Für einige Enzyme existieren keine geeigneten Substrate, mit denen sich der Substratproduktumsatz zuverlässig direkt messen läßt. In einigen Fällen existieren zwar Techniken, die eine direkte Messung der Substratproduktumsätze erlauben, jedoch sind diese oft apparativ aufwendig oder nur unter idealen Bedingungen anwendbar, so daß sie sich nicht zum routinemäßigen Einsatz, beispielsweise in Massensuchtests eignen. Um solchen Begrenzungen zu entgehen, mußte man sich bisher mit Hilfsreaktionen behelfen, mit denen die Produktmenge mit Hilfe einer zusätzlichen enzymatischen Reaktion in detektierbaren Signalstärken abgebildet wird. Solche Hilfsreaktionen laufen synchron zur Primärreaktion und in demselben Reaktionsansatz wie diese ab. Der entscheidende Nachteil solcher Hilfsreaktionen ist die geringere Signaldirektheit, die eine Zunahme potentieller, störender Einflußfaktoren zur Folge hat. Dies gilt beispielsweise für die Aktivitätsmessung von Peptidylprolyl-cis/trans-Isomerasen (PPlasen), die durch eine als Hilfsreaktion angekoppelte isomerspezifische Proteolyse detektierbar ist (Fischer, Biochim. Biophys. Acta 43 (1984), 1101; Fischer, Nature 337 (1989), 476).The peptide derivatives of the present invention provide substrates for enzymatic Reactions that can be detected with the greatest possible signal directness. Signal directness is an important criterion for the quality of an enzyme test. For some Enzymes are not suitable substrates with which the Reliably measure substrate product turnover directly. In some cases exist techniques that allow direct measurement of substrate product sales, however, these are often expensive in terms of equipment or only under ideal conditions applicable so that they are not for routine use, for example in Mass search tests are suitable. To escape such limitations, you had to hitherto assisted with auxiliary reactions with which the product quantity with the help of a additional enzymatic reaction shown in detectable signal strengths becomes. Such auxiliary reactions run synchronously with and in the primary reaction Reaction approach like this. The crucial disadvantage of such auxiliary reactions  is the lower signal directness, which is an increase in potential, more disturbing Influencing factors. This applies, for example, to the activity measurement of Peptidylprolyl-cis / trans isomerases (PPlases) generated by an auxiliary reaction coupled isomer-specific proteolysis can be detected (Fischer, Biochim. Biophys. Acta 43: 1101; Fischer, Nature 337 (1989), 476).

Zum einen können Einflußfaktoren, die auf die angekoppelte Reaktion oder ihre Bestandteile wirken, die Interpretation der Meßsignale erschweren oder unmöglich machen. Im Beispiel der PPlase-Katalyse mittels angekoppelter isomerspezifischer Proteolyse würde der inhibitorische Einfluß von Effektoren auf die enzymatische Aktivität der verwendeten Hilfsprotease es erschweren oder unmöglich machen, eine Wirkung dieses Proteasehemmstoffes auf die PPlase-Katalyse zu erkennen. Damit würde bei Verwendung eines solchen gekoppelten Testes im Rahmen eines Suchtestes nach Wirkstoffen, die die PPlase-Aktivität effektuieren, alle die Substanzen nicht getestet werden können, die die Hilfsprotease unerwünscht inhibieren. Ein weiterer Nachteil einer zu geringen Signaldirektheit kann auch die Wirkung der für die angekoppelte Reaktion notwendigen Bestandteile auf die Primärreaktion selbst oder auf andere zu detektierende Bestandteile sein. So kann die in diesem Beispiel notwendige Hilfsprotease eine nachteilige Wirkung auf die Aktivität der zu detektierenden PPlase haben. Auch ließen sich aufzufindende PPlase-Effektoren, die nicht proteasestabil sind, nicht detektieren.Firstly, influencing factors that affect the coupled reaction or its Components act, make the interpretation of the measurement signals difficult or impossible do. In the example of PPlase catalysis using coupled isomer-specific Proteolysis would be the inhibitory influence of effectors on the enzymatic Activity of the auxiliary protease used make it difficult or impossible to make one To recognize the effect of this protease inhibitor on PPlase catalysis. In order to would be used in the context of a Search tests for active substances that effect PPlase activity, all of them Substances cannot be tested which make the auxiliary protease undesirable inhibit. Another disadvantage of too low a signal directness can also be that Effect of the components necessary for the coupled reaction on the Primary reaction itself or to other components to be detected. So can the auxiliary protease necessary in this example has an adverse effect on the Have activity of the PPlase to be detected. You could also find them Do not detect PPlase effectors that are not protease stable.

Dank der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, die Aktivität von Enzymen, für die bislang keine geeigneten Substrate vorlagen, wie z. B. PPlasen, mit größtmöglicher Signaldirektheit zu messen, wie es in Beispiel 1 dargestellt ist. Für die Aktivitätsmessung von PPlasen waren allerdings zuletzt schon andere Verfahren beschrieben worden, die ohne Hilfsreaktionen auskommen. Ein Verfahren, das der Erfindung besonders nahe kommt, nutzt die geringen isomerspezifischen spektroskopischen Unterschiede geeigneter PPlase-Substrate aus (Janowski, Analytical Biochemistry 252 (1997), 299; Garcia-Echeverria, Biochem. Biophys. Res. Commun. 191 (1993); Garcia-Echeverria, Am. Chem. Soc. 114 (1992), 2758). Allerdings sind diese Unterschiede so gering, daß diese Methode sehr hochwertige spektroskopische Detektoren benötigt. Ein weiterer Nachteil dieser geringen spektroskopischen Unterschiede liegt in der Beschränkung auf Aktivitätsmessungen unter idealen Bedingungen, bei denen geringe spektroskopische Störungen, wie sie bei Aktivitätsmessungen in realen biologischen Flüssigkeiten unvermeidlich sind, nicht auftreten.Thanks to the present invention it is now possible to determine the activity of enzymes for who have so far had no suitable substrates, such as B. PPlasen with measure the greatest possible signal directness, as shown in Example 1. For the activity measurement of PPlases, however, there have been others recently Methods have been described that do not require auxiliary reactions. A procedure, that is particularly close to the invention uses the low isomer-specific spectroscopic differences from suitable PPlase substrates (Janowski, Analytical Biochemistry 252 (1997), 299; Garcia-Echeverria, Biochem. Biophys. Res. Commun. 191 (1993); Garcia-Echeverria, Am. Chem. Soc. 114: 2758 (1992). However, these differences are so small that this method is very high quality spectroscopic detectors needed. Another disadvantage of this minor Spectroscopic differences lie in the limitation to activity measurements under ideal conditions where low spectroscopic interference such as that  activity measurements in real biological fluids are unavoidable, do not occur.

Ein zusätzlicher Nachteil dieser Methode liegt in der Art der Bereitstellung des Substrates. Um isomerspezifische spektroskopische Unterschiede detektieren zu können, muß das Ausgangssubstrat in einer nur schwer handhabbaren Lösung aus Lithiumchlorid und Trifluorethanol gelöst werden. Die enzymatische Reaktion wird dann durch Zugabe dieser Substratlösung zum Reaktionsansatz gestartet. Damit ist dieses Verfahren unvorteilhaft für die Verwendung im Rahmen eines Massensuchtests.An additional disadvantage of this method lies in the way it is provided Substrates. To detect isomer-specific spectroscopic differences must, the starting substrate in a difficult to handle solution Lithium chloride and trifluoroethanol are dissolved. The enzymatic reaction will then started by adding this substrate solution to the reaction mixture. So that is this method is disadvantageous for use under a Mass search tests.

Demgegenüber können erfindungsgemäße PPlase-Substrate wie in Beispiel 1 beschrieben, lange Zeit in leicht handhabbaren Lösungsmitteln wie wäßrigen Puffern, oder geeigneten organischen Lösungsmitteln wie DMSO oder Ethanol aufbewahrt und im Assay eingesetzt werden. Ihre Zugabe zum Reaktionsansatz kann lange vorher erfolgen. Der Start der eigentlichen PPlase-Reaktion erfolgt erst, bei Verwendung einer photosensible Verspannung durch einen Lichtblitz, oder bei Verwendung anderer Funktionalitäten durch Zugabe einer geeigneten Chemikalie, die die Verspannung aufheben, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wird.In contrast, PPlase substrates according to the invention can be used as in Example 1 described, for a long time in easy-to-use solvents such as aqueous Buffers, or suitable organic solvents such as DMSO or ethanol stored and used in the assay. Your addition to the reaction mixture can be done well in advance. The actual PPlase reaction only starts when when using photosensitive tension caused by a flash of light, or at Use of other functionalities by adding a suitable chemical, which remove the tension, as described in Example 1.

Neben den oben diskutierten Kriterien der homogenen Mischung und der Signaldirektheit ist als drittes Kriterium die Signalkontinuität als Qualitätsmerkmal für Aktivitätsmessungen von Enzymen zu nennen. Während es bei einigen Substraten, wie oben für Protease-Assays beschrieben, relativ leicht ist, kontinuierlich während der enzymatischen Reaktion Meßwerte zu erhalten, beispielsweise durch Messung eines proteolytisch freigesetzten Farbstoffs, ist dies für zahlreiche Enzyme und ihre Substrate nur unzureichend möglich. Um trotzdem das zur Beschreibung der enzymatischen Reaktion notwendige Datenmaterial zu erhalten, wurden bisher diskontinuierliche Verfahren angewendet.In addition to the homogeneous mixture and the Signal directness is the third criterion, signal continuity as a quality characteristic for Activity measurements of enzymes. While with some substrates, as described above for protease assays, is relatively light, continuous throughout to obtain measured values of the enzymatic reaction, for example by measurement of a proteolytically released dye, this is for numerous enzymes and their Inadequate substrates possible. In order to describe the enzymatic reaction to obtain necessary data has so far been discontinuous procedures applied.

Das Gemeinsame dieser diskontinuierlichen Verfahren ist, daß die eigentlich zu bewertende kontinuierlich ablaufende enzymatische Reaktion zeitlich und räumlich unabhängig von einer zweiten Reaktion abläuft, die die Detektion des Substratumsatzes ermöglicht.The common thing of these discontinuous processes is that the actually too evaluating continuous enzymatic reaction in time and space runs independently of a second reaction that the detection of the Substrate turnover enabled.

So wurden beispielsweise zum Nachweis der Aktivität von Proteinphosphatasen unterschiedlichste Assays beschrieben, bei denen während der Phosphatasereaktion fortlaufend Aliquots aus dem Reaktionsansatz entnommen werden, um diese Aliquots nachfolgend mittels eines zweiten Assays detektieren zu können (Cohen, Methods in Enzymology 201 (1991), 389-391; Pinna, Biochim. Biophys. Acta 1222 (1994), 415-431; Ruzzene, Eur. J. Biochem. 211 (1993), 289-295; Harder, Biochem. J. 298 (1994), 395-401). Diesen Phosphataseaktivitätsverfähren ist gemeinsam, daß das durch die Proteinphosphatase freigesetzte Phosphat in diesem zweiten Assay bestimmt wird.For example, to detect the activity of protein phosphatases A wide variety of assays have been described, in which during the phosphatase reaction Aliquots are continuously withdrawn from the reaction batch to this Subsequently being able to detect aliquots using a second assay (Cohen,  Methods in Enzymology 201: 389-391 (1991); Pinna, Biochim. Biophys. Acta 1222 (1994), 415-431; Ruzzene, Eur. J. Biochem. 211: 289-295 (1993); Harder, Biochem. J. 298 (1994), 395-401). These phosphatase activity processes have in common that the phosphate released by the protein phosphatase in this second assay is determined.

So kann z. B. mittels geeigneter Phosphatasesubstrate, wie z. B. mittels der Sequenz Abz-Cys-Ala-Ser(phosphoryliert)-Pro-Cys-NHNp, die Aktivität einer Proteinphosphatase wie PP2a kontinuierlich bestimmt werden. In diesem besonderen Fall wird ausgenutzt, daß eine als Hilfsenzym zugesetzte Protease nur die nicht-phosphorylierte Form des Substrates proteolytisch spalten kann. Eine zeitabhängige Fluoreszenzzunahme ist dann in diesem Ansatz proportional der Phosphataseaktivität.So z. B. by means of suitable phosphatase substrates, such as. B. by means of the sequence Abz-Cys-Ala-Ser (phosphorylated) -Pro-Cys-NHNp, the activity of a Protein phosphatase such as PP2a can be determined continuously. In this special case is exploited that a protease added as an auxiliary enzyme only can proteolytically cleave the non-phosphorylated form of the substrate. A time-dependent increase in fluorescence is then proportional in this approach Phosphatase activity.

Ähnliche diskontinuierliche Verfahren sind für Proteinkinasen beschrieben (Pin, Analytical Biochemistry 275(2) (1999), 156-161; Seya, Analytical Biochemistry 272(2) (1999), 243-249; Peterson, Analytical Biochemistry 271(2) (1999), 131-136). Der gravierendste Nachteil dieser diskontinuierlichen Verfahren ist neben den oben diskutierten Fehlermöglichkeiten beim Arbeiten mit Hilfsreaktionen, in dem im Vergleich zu kontinuierlichen Verfahren größeren Material- und zeitlichen Aufwand zu sehen, der notwendig ist, um eine solche Signalmenge zu bekommen, mit deren Hilfe es möglich ist, die enzymatische Reaktion zu beschreiben.Similar batch processes are described for protein kinases (Pin, Analytical Biochemistry 275 (2) (1999), 156-161; Seya, Analytical Biochemistry 272 (2) (1999), 243-249; Peterson, Analytical Biochemistry 271 (2) (1999), 131-136). The In addition to the above, the most serious disadvantage of this discontinuous process is discussed possible errors when working with auxiliary reactions, in the Compared to continuous processes, greater material and time expenditure to see, which is necessary to get such a set of signals with their Help it is possible to describe the enzymatic reaction.

Mit Hilfe des durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Peptidderivats ist es nun möglich, die Aktivität vieler Enzyme die bislang nur mit Hilfe von diskontinuierlichen Detektionsmethoden zu erfassen waren, kontinuierlich zu messen. Dies gilt im Besonderen für Proteinphosphatasen und Proteinkinasen.With the help of the peptide derivative provided by the present invention, it is now possible to limit the activity of many enzymes that were previously only possible with the help of discontinuous detection methods were recorded continuously measure up. This applies in particular to protein phosphatases and protein kinases.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft Peptidderivate, die dadurch charakterisiert sind, daß der verspannte Zustand die cis-Konformation an mindestens einer chemischen Bindung innerhalb der Verbindungen C1 bis C3 ist und der nicht verspannte Zustand die trans-Konformation an der Bindung ist.A preferred embodiment of the invention relates to peptide derivatives which thereby are characterized in that the strained state at least the cis conformation is and is not a chemical bond within compounds C1 to C3 strained state is the trans conformation at the bond.

Cis- und trans-Konformationen sind dem Fachmann geläufig. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet "cis" und "trans" unterschiedliche Bindungswinkel einer Peptidbindung, wie sie z. B. in Fischer (Ang. Chemie 106 (1994), 1479-1501) beschrieben sind. Cis and trans conformations are familiar to the person skilled in the art. As part of the In the present invention, "cis" and "trans" mean different bond angles a peptide bond as z. B. in Fischer (Ang. Chemie 106 (1994), 1479-1501) are described.  

Die in den erfindungsgemäßen Peptidderivaten enthaltenen cis-Konformationen gehen nach Öffnung der B1-B2-Bindung von selbst in die trans-Konformation über. Die cis/trans-Isomerie betrifft im Rahmen dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Peptidderivate alle chemischen Bindungen, für die cis/trans- Konformationen definiert werden können. Desweiteren sind die Peptidderivate dieser Ausführungsform in der Lage, eine Konformationsänderung im Sinne der Erfindung, d. h. den Übergang von einem verspannten in einen nicht verspannten Zustand, auszuführen. Vorzugsweise liegt die Bindung, die die cis/trans-Isomerie verursacht, innerhalb des Bestandteils C1-C2-C3 des Peptidderivats, genauer gesagt, zwischen den Verbindungen C1 und C2 oder C2 und C3 oder innerhalb einer dieser Verbindungen. Besonders bevorzugt betrifft eine solche cis/trans-Isomerie eine Bindung, die im Peptidrückrat des erfindungsgemäßen Peptidderivats liegt, insbesondere bevorzugt eine Peptidbindung. Der Ausdruck "trans-Konformation" umfaßt in der vorliegenden Ausführungsform auch die Möglichkeit, daß sich nach Ablauf der Reaktion, beispielsweise wenn sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, ein Bruchteil der eingesetzten Peptidderivate in der cis-Konformation befindet.The cis conformations contained in the peptide derivatives according to the invention after the B1-B2 bond is opened, the trans conformation changes automatically. In the context of this embodiment, the cis / trans isomerism relates to the Peptide derivatives according to the invention all chemical bonds for which cis / trans Conformations can be defined. Furthermore, the peptide derivatives are these Embodiment capable of changing the conformation in the sense of the invention, d. H. the transition from a tensioned to a non-tensioned state, to execute. Preferably the bond that causes the cis / trans isomerism is within the component C1-C2-C3 of the peptide derivative, more precisely, between the connections C1 and C2 or C2 and C3 or within one of these Links. Such a cis / trans isomer is particularly preferably one Binding that is in the peptide backbone of the peptide derivative according to the invention, particularly preferably a peptide bond. The expression "trans conformation" in the present embodiment also includes the possibility that after Course of the reaction, for example when a state of equilibrium is reached, a fraction of the peptide derivatives used is in the cis conformation.

Die in den Beispielen 1 bis 3 verwendeten Peptidderivate entsprechen dieser Ausführungsform. Wie aus den Beispielen weiterhin hervorgeht, lassen sich Peptidderivate, bei denen der Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand auf einer cis/trans-Isomerie beruht, für beide Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung einsetzen, d. h. sowohl für
The peptide derivatives used in Examples 1 to 3 correspond to this embodiment. As can further be seen from the examples, peptide derivatives in which the transition from the strained to the unstrained state is based on a cis / trans isomerism can be used for both areas of application of the present invention, ie both

  • 1. Aktivitätsmessungen von Enzymen, die den Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand, d. h. in dem Fall von der cis- in die trans-Konformation katalysieren (wie in Beispiel 1); als auch für1. Activity measurements of enzymes that make the transition from strained to unstressed condition, d. H. in the case of the cis to the trans conformation catalyze (as in Example 1); for as well
  • 2. Aktivitätsmessungen von Enzymen, die eine chemische Trennung der in A und D enthaltenen Farbstoffe herbeiführen (wie in Beispiel 2).2. Activity measurements of enzymes that show a chemical separation of A and D bring about contained dyes (as in Example 2).

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Peptidderivats ist die Bindung, die eine cis/trans-Isomerie verursacht, eine Peptidbindung zwischen der Aminogruppe eines Prolinrests oder eines Derivats davon und der Carboxygruppe der benachbarten Aminosäure.In a particularly preferred embodiment of the invention Peptide derivative is the bond that causes cis / trans isomerism Peptide bond between the amino group of a proline residue or a derivative thereof and the carboxy group of the adjacent amino acid.

Die Peptidbindung ist eine partielle Doppelbindung zwischen dem Kohlenstoff der Carboxygruppe der ersten Aminosäure und dem Stickstoffatom der Aminogruppe der nachfolgenden Aminosäure (Stryer, Biochemie, deutsche Übersetzung, 1990, Seite 25). Normalerweise ist bei einer Peptidbindung das Sauerstoffatom der Carboxygruppe und das Wasserstoffatom der Aminogruppe gegenständig, also in trans angeordnet. Dagegen kann die Peptidbindung, bei der die Aminogruppe bzw. Iminogruppe von einem Prolinrest beigesteuert wird, in natürlich vorkommenden Proteinen und Peptiden in der cis-Konformation vorkommen. In Abhängigkeit von der Aminosäuresequenz stellt sich, in erfindungsgemäßen Peptidderivaten, in denen für C1 bis C3 mindestens ein Prolin oder ein Derivat davon enthalten ist, in wäßrigen Lösungen in unverspanntem Zustand eine Mischung ein, die zu etwa 5-35% Peptide enthält, die eine cis-Prolylpeptidbindung aufweisen. In den verspannten Peptiden kann dieser Anteil bis zu 100% betragen. Eine gute Übersicht findet sich unter Fischer, Ang. Chemie 106 (1994), 1479-1501 und Reimer et al., J. Mol. Biol. 279 (1998), 449.The peptide bond is a partial double bond between the carbon of the Carboxy group of the first amino acid and the nitrogen atom of the amino group of the subsequent amino acid (Stryer, Biochemie, German translation, 1990, page  25). Typically, in a peptide bond, the oxygen atom is the Carboxy group and the hydrogen atom of the amino group opposite, so in arranged trans. In contrast, the peptide bond in which the amino group or Imino group is contributed by a proline residue, in naturally occurring Proteins and peptides occur in the cis conformation. Depending on the Amino acid sequence is found in peptide derivatives according to the invention, in which for C1 to C3 contains at least one proline or a derivative thereof in aqueous Solutions in the untensioned state mix a mixture that is about 5-35% peptides contains which have a cis-prolyl peptide bond. In the strained peptides this percentage can be up to 100%. A good overview can be found at Fischer, Ang. Chemie 106 (1994), 1479-1501 and Reimer et al., J. Mol. Biol. 279 (1998), 449.

Unter "Prolinrest oder Derivat davon" ist im Rahmen dieser Ausführungsform ein natürliches proteinogenes L-Prolin, ein D-Prolin sowie alle möglichen dem Fachmann zugänglichen Modifikationen der Aminosäure zu verstehen, solange das C-N- Grundgerüst des Prolinrests erhalten bleibt.In the context of this embodiment, “proline residue or derivative thereof” is a natural proteinogenic L-proline, a D-proline as well as all possible to the expert to understand accessible modifications of the amino acid as long as the C-N The basic structure of the proline residue is preserved.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung zusätzlich Peptidderivate, die auch im verspannten Zustand für eine zu testende Enzymaktivität ein Substrat darstellen.In a further embodiment, the invention additionally relates to peptide derivatives, which is also a substrate in the tensioned state for an enzyme activity to be tested represent.

Zusätzlich zu den bis hierhin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, in denen stets nur das nicht verspannte Peptidderivat oder zumindest das Peptidderivat mit gelöster B1-B2-Bindung das funktionale Substrat für die Messung einer Enzymaktivität darstellt, stellen die Peptidderivate diese Ausführungsform der Erfindung in auch im verspannten Zustand, der durch geschlossene B1-B2-Bindung stabilisiert wird ein Substrat dar.In addition to the embodiments of the invention described so far, in which always only the non-braced peptide derivative or at least the peptide derivative with a released B1-B2 bond the functional substrate for the measurement of a Represents enzyme activity, the peptide derivatives represent this embodiment of the Invention even in the tense state, due to the closed B1-B2 binding a substrate is stabilized.

Wie in Beispiel 3 beschrieben, lassen sich mit derartigen Peptidderivaten Enzyme selektionieren, deren Aktivität beispielsweise darin besteht, die B1-B2-Bindung zu lösen oder A oder D oder in A und/oder D enthaltene Farbstoffe vom Peptidderivat zu trennen.As described in Example 3, enzymes of this type can be used with such peptide derivatives select, whose activity consists, for example, of the B1-B2 binding solve or A or D or dyes contained in A and / or D from the peptide derivative to separate.

Allerdings kommt in dieser Ausführungsform der Erfindung ein besonderer Vorteil der vorgenannten Ausführungsformen nicht zum tragen, d. h. im wesentlichen, daß der Start der enzymatischen Katalyse nicht von außen induziert werden kann. Das bedeutet, daß bei dieser Ausführungsform der Peptidderivate die Reaktion, wie in vielen mit Nachteilen behafteten Verfahren aus dem Stand der Technik durch Vermischen der notwendigen Komponenten gestartet wird. Allerdings lassen sich mit Hilfe von Peptidderivaten dieser Ausführungsform neue Enzyme isolieren, deren Aktivität noch nicht bekannt war.However, in this embodiment of the invention there is a particular advantage of not to wear the aforementioned embodiments, d. H. essentially that the Start of enzymatic catalysis cannot be induced from the outside. The means that in this embodiment of the peptide derivatives the reaction as in  many disadvantageous methods from the prior art Mixing the necessary components is started. However, with Using peptide derivatives of this embodiment isolate new enzymes whose Activity was not yet known.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kit, umfassend das Peptidderivat nach einer der oben gekennzeichneten Ausführungsformen, eine Vorrichtung oder ein Reagens zum Lösen der Verbindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat, eine oder mehrere Pufferlösungen und/oder ein oder mehrere Enzyme, für die das Peptidderivat ein Substrat darstellt.The invention further relates to a kit comprising the peptide derivative according to one of the Embodiments characterized above, a device or a reagent to release the connection between B1 and B2 in the peptide derivative, one or more Buffer solutions and / or one or more enzymes for which the peptide derivative is a Represents substrate.

Aus praktischen Gründen und zum Zwecke der einfachen Anwendbarkeit und Vermarktung läßt sich das erfindungsgemäße Peptidderivat zusammen mit für die Anwendung in Enzym-Assays benötigten Komponenten, oder einer Teilauswahl davon, in Kits zusammenfassen. Je nach vorgesehener Anwendung umfaßt das Kit eine oder mehrere Peptidderivate der vorliegenden Erfindung, wobei die Peptidderivate für eine oder mehrere Enzymaktivitäten ein Substrat darstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform des Kits liegen die darin enthaltenen Peptidderivate in der durch die geschlossene Bindung zwischen B1 und B2 stabilisierten verspannten Form vor. Je nach Löslichkeit des oder der Peptidderivate sind für die Lagerung geeignete Lösungsmittel zu wählen, wie beispielsweise DMSO, Ethanol, etc. Als eine weitere Komponente kann ein solches Kit eine Vorrichtung oder ein Reagens zum Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 enthalten. Handelt es sich bei dem oder den im Kit enthaltenen Peptidderivate(n) um Ausführungen mit einer photosensiblen Bindung zwischen B1 und B2, so sollte das Kit beispielsweise eine Vorrichtung zur zuverlässigen Erzeugung eines Lichtblitzes enthalten, der in der Lage ist, die B1-B2-Bindung zu lösen. Falls die B1-B2-Bindung durch chemischen Einfluß geschlossen ist, so kann das Kit ein entsprechendes Reagens zum Öffnen enthalten. Bei einer Disulfid-Brückenbindung zwischen B1 und B2 ist eine reduzierende Verbindung auszuwählen wie z. B. DTT, vorzugsweise in einer direkt einsetzbaren Konzentration, wie z. B. 250 mM DTT in 50 mM Hepes-Puffer, pH 7,5. Desweiteren kann das Kit bereits Enzyme umfassen, für die die enthaltenen Peptidderivate Substrate darstellen. Die Enzyme können beispielsweise Standards darstellen mit definierten Aktivitätseinheiten zum quantitativen Vergleich in Enzym- Assays. Andererseits können derart in dem Kit enthaltene Enzyme für Assays zur Ermittlung der Aktivität bestimmter Effektoren eingesetzt werden. Desweiteren können neben dem/den Enzym(en) auch Effektorverbindungen enthalten sein mit definierter inhibitorischer oder aktivierender Aktivität, die als Standard für zu testende Effektoren dienen können.For practical reasons and for the purpose of ease of use and The peptide derivative according to the invention can be marketed together with for Use in enzyme assays required components, or a partial selection of that, summarize in kits. Depending on the intended application, the kit includes one or more peptide derivatives of the present invention, wherein the Peptide derivatives represent a substrate for one or more enzyme activities. In a preferred embodiment of the kit is contained therein Peptide derivatives in the closed bond between B1 and B2 stabilized tense form. Depending on the solubility of the peptide or derivatives suitable solvents should be selected for storage, such as DMSO, Ethanol, etc. As a further component, such a kit can be a device or contain a reagent to break the bond between B1 and B2. Act the peptide derivative (s) contained in the kit are versions with a photosensitive bond between B1 and B2, the kit should, for example a device for reliable generation of a flash of light included in the Is able to release the B1-B2 bond. If the B1-B2 bond is due to chemical Influence is closed, the kit can open a corresponding reagent contain. With a disulfide bridge bond between B1 and B2 there is one select reducing connection such. B. DTT, preferably in a direct usable concentration, such as B. 250mM DTT in 50mM Hepes buffer, pH 7.5. Furthermore, the kit can already include enzymes for which the contained Peptide derivatives represent substrates. The enzymes can be standards, for example display with defined activity units for quantitative comparison in enzyme Assays. On the other hand, enzymes contained in the kit for assays can be used for  Determination of the activity of certain effectors can be used. Furthermore In addition to the enzyme (s), effector compounds can also be included with Defined inhibitory or activating activity, which is the standard for those to be tested Effectors can serve.

Zusätzlich kann ein erfindungsgemäßes Kit weitere Komponenten enthalten, die dem Anwender für die Verwendung der Peptidderivate in Enzym-Assays hilfreich sein kann, wie z. B. Pufferlösungen oder Stammlösungen davon für Reaktionslösungen, zur Lagerung, zur Verdünnung oder Modifizierung einer oder mehrerer Komponenten des Kits. Falls das Kit beispielsweise Enzyme enthält, deren Aktivität abhängig von Cofaktoren ist, so können diese ebenfalls in dem Kit enthalten sein. Da es sich um biochemische Verbindungen/Moleküle handelt, die in dem Kit enthalten sind, empfiehlt sich eine Verpackung für das Kit, die eine Kühlung zuläßt. Weiterhin sollte bei der Verpackung des Kits auf Lichtundurchlässigkeit geachtet werden, zumindest für die Peptidderivate, die Farbstoffe enthalten.In addition, a kit according to the invention may contain further components which Be helpful for the use of peptide derivatives in enzyme assays can, such as B. buffer solutions or stock solutions thereof for reaction solutions, for storage, dilution or modification of one or more Components of the kit. For example, if the kit contains enzymes, their activity is dependent on cofactors, these can also be included in the kit. There it is biochemical compounds / molecules contained in the kit we recommend packaging for the kit that allows cooling. Farther should be checked for opacity when packaging the kit, at least for the peptide derivatives that contain dyes.

Desweiteren umfaßt die Ausführungsform alle Kits, die neben dem erfindungsgemäßen Peptidderivaten zusätzlich zu den oder an Stelle der sonstigen hier genannten Komponenten andere oder weitere Komponenten enthalten, die dem Fachmann zu einer bestimmten Anwendung des Peptidderivats notwendig oder nützlich erscheinen.Furthermore, the embodiment includes all kits in addition to the Peptide derivatives according to the invention in addition to or instead of the other Components mentioned here contain other or further components that the Specialist for a specific application of the peptide derivative necessary or appear useful.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft Verfahren zur Bestimmung der Aktivität eines Enzyms, für das die erfindungsgemäßen Peptidderivate oder Teile davon ein Substrat darstellen, wobei vorzugsweise die Peptidderivate bei geschlossener Bindung zwischen B1 und B2 kein oder zumindest ein schlechtes Substrat darstellen, bestehend aus den Schritten
A particular embodiment of the invention relates to methods for determining the activity of an enzyme for which the peptide derivatives according to the invention or parts thereof represent a substrate, the peptide derivatives preferably not or at least a poor substrate consisting of the steps when the bond between B1 and B2 is closed

  • a) Mischen einer geeigneten Menge des Peptidderivats in jeweils einer für die Aktivität des Enzyms geeigneten Reaktionslösung mit und ohne dem Enzym;a) Mixing a suitable amount of the peptide derivative in one for each Activity of the enzyme suitable reaction solution with and without the enzyme;
  • b) Starten der Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat;b) Start the reaction by breaking the bond between B1 and B2 in Peptide derivative;
  • c) Messen des optischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit; undc) measuring the optical signal as a function of time; and
  • d) Bestimmen der Aktivität des Enzyms durch Bestimmen der Differenz der Geschwindigkeiten der Änderung des optischen Signals in den Reaktionslösungen mit und ohne dem Enzym.d) determining the activity of the enzyme by determining the difference in Velocity of change of the optical signal in the Reaction solutions with and without the enzyme.

Für das Verfahren dieser Ausführungsform der Erfindung werden die erfindungsgemäßen Peptidderivate verwendet, für die das zu untersuchende Enzym der verspannte Zustand, zumindest aber das Peptidderivat mit geschlossener B1- B2-Bindung kein oder zumindest ein schlechtes Substrat darstellt. Der Ausdruck "kein Substrat" bedeutet dabei in diesem Zusammenhang, daß bei geschlossener Bindung zwischen B1 und B2 keine Farbänderung beobachtbar ist. Dies schließt jedoch nicht aus, daß die Peptidderivate nicht zumindest in geringem Maße als Substrat dienen, was aber nicht beobachtbar ist, da die möglichen Konformationen im Gleichgewicht stehen. Vorzugsweise sind für dieses Verfahren Peptidderivate ausgeschlossen, die in einer der vorgenannten Ausführungsformen der Erfindung auch im verspannten Zustand bzw. bei geschlossener B1-B2-Bindung ein Substrat für ein Enzym darstellen. Enzyme, die mit diesem Verfahren untersucht werden können, sind bereits oben definiert worden als Enzyme, deren Aktivität mit Hilfe des für dieses Verfahren vorgesehenen Peptidderivats der Erfindung meßbar sind.For the method of this embodiment of the invention, the Peptide derivatives according to the invention used for the enzyme to be examined the tense state, but at least the peptide derivative with closed B1- B2 binding is no or at least a poor substrate. The expression In this context, "no substrate" means that when the Binding between B1 and B2 no color change is observable. This closes however, does not mean that the peptide derivatives are not at least to a lesser extent than Serve substrate, but this is not observable because of the possible conformations to be in balance. Peptide derivatives are preferred for this method excluded in one of the aforementioned embodiments of the invention a substrate even when tensioned or when the B1-B2 bond is closed represent for an enzyme. Enzymes that are examined with this method can have already been defined above as enzymes, whose activity with the help of peptide derivative of the invention provided for this method are measurable.

Unter "Enzym" sind in der hier beschriebenen Ausführungsform sowohl Enzyme zu verstehen, die homogen gereinigt sind, als auch biologische Proben, in denen die zu untersuchende Enzymaktivität vermutet wird. Beim Einsatz derartiger biologischer Proben kommt der besondere Vorteil des Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Peptidderivate gegenüber einigen im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zum Tragen, daß auch biologische Proben, wie beispielsweise Rohextrakte, Körperflüssigkeiten, Kulturüberstände, etc., die relativ ungereinigt sind, verwendet werden können.In the embodiment described here, “enzyme” includes both enzymes understand that are homogeneously cleaned, as well as biological samples in which the investigating enzyme activity is suspected. When using such biological Samples have the particular advantage of the method or the invention Peptide derivatives over some of the methods described in the prior art to ensure that biological samples, such as crude extracts, Body fluids, culture supernatants, etc. that are relatively unpurified are used can be.

"Biologische Proben" im Sinne des Verfahrens können auch mehr als ein enzymatisch aktives Molekül enthalten. D. h. in solchen biologischen Proben kommt die Summe der Molekülspezies zum Tragen, die zur Gesamtaktivität der Probe in positiver wie in negativer Hinsicht beitragen. Damit ist gemeint, daß die biologische Probe ein Gemisch aus einem oder mehreren Enzymen und einem oder mehreren Molekülen, die inhibierend oder aktivierend auf das oder die Enzyme wirken können, umfassen kann."Biological samples" in the sense of the method can also be more than one contain enzymatically active molecule. That is, comes in such biological samples the sum of the molecular species to bear, which corresponds to the total activity of the sample contribute both positively and negatively. This means that the biological Sample a mixture of one or more enzymes and one or more Molecules that can inhibit or activate the enzyme or enzymes, may include.

Unter "Enzym" ist im Zusammenhang mit dem vorliegenden Verfahren neben Proteinen oder Proteinen mit nicht-proteinogenen Cofaktoren (Enzyme im engeren Sinne) auch andere organische Makromoleküle gemeint, die enzymatische Reaktionen katalysieren können. "Enzymatisch" bedeutet in dem Zusammenhang, im Gegensatz zur chemischen Katalyse, die Katalyse einer Reaktion in der für Enzyme typischen Weise. Vorzugsweise bedeutet dies, daß die Substratspezifität die stereochemischen Eigenschaften von Substraten einschließt. Unter "anderen organischen Makromolekülen" sind beispielsweise Ribozyme oder synthetische Makromoleküle mit enzymatischer Aktivität, sogenannte Synzyme, zu verstehen. Die Menge des eingesetzten Enzyms variiert je nach spezifischer Aktivität der Probe. Der Fachmann ist in der Lage, durch Verdünnen oder Konzentrieren einer Probe Reihen verschiedener Konzentrationen herzustellen, um die Probe, vorausgesetzt sie enthält eine Aktivität, in einen Meßbereich zu bringen, der einen Vergleich der Kinetiken des Übergangs vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des Peptidderivats mit und ohne Enzym erlaubt.Under "enzyme" is in connection with the present method besides Proteins or proteins with non-proteinogenic cofactors (enzymes in the narrow Other organic macromolecules, the enzymatic Can catalyze reactions. "Enzymatic" means in the context in contrast to chemical catalysis, the catalysis of a reaction in the for  Enzymes typical way. This preferably means that the substrate specificity includes the stereochemical properties of substrates. Among other organic macromolecules "are, for example, ribozymes or synthetic ones Understand macromolecules with enzymatic activity, so-called synzymes. The The amount of enzyme used varies depending on the specific activity of the sample. Those skilled in the art will be able to do so by diluting or concentrating a sample Prepare series of different concentrations to provide the sample, provided it contains an activity to bring in a measuring range that is a comparison of the Kinetics of the transition from the tense to the untensed state of the Peptide derivative with and without enzyme allowed.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens betrifft die Verwendung von Standardenzymen, wie sie beispielsweise kommerziell erhältlich sind, die eine definierte Enzymaktivität besitzen. Mit Hilfe solcher Standardenzyme ist es dem Fachmann möglich, durch Herstellen einer Verdünnungsreihe und Messung deren Aktivitäten mit dem hier beschriebenen Verfahren Standardkinetikkurven zu erhalten, die einen Vergleich mit zu untersuchenden Enzymproben erlauben, um damit quantitative Aussagen zu der gemessenen Enzymaktivität zu erzielen.A preferred embodiment of the method relates to the use of Standard enzymes, such as are commercially available, the one have defined enzyme activity. With the help of such standard enzymes it is Specialist possible by making a series of dilutions and measuring their Activities using the procedure described here to obtain standard kinetic curves which allow a comparison with the enzyme samples to be examined in order to to obtain quantitative statements about the measured enzyme activity.

In Schritt (a) des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens werden je zwei Reaktionsansätze hergestellt, die sich untereinander nur darin unterscheiden, daß der eine Ansatz die zu untersuchende Enzymprobe enthält, der andere nicht. Als Mindestanforderung enthalten diese Reaktionslösungen in jeweils für die Enzymreaktion geeigneten Mengen:
In step (a) of the method according to the invention described here, two reaction batches are produced, which differ from one another only in that one batch contains the enzyme sample to be investigated, the other does not. As a minimum requirement, these reaction solutions contain the following in suitable amounts for the enzyme reaction:

  • - ein für dieses Verfahren vorgesehenes erfindungsgemäßes Peptidderivat als Substrat,- A peptide derivative according to the invention provided for this method as Substrate,
  • - Wasser,- Water,
  • - Pufferbestandteile und gegebenenfalls- Buffer components and if necessary
  • - Cofaktoren oder andere Komponenten.- cofactors or other components.

Einem der beiden Reaktionsansätze wird zusätzlich die Enzymprobe zugegeben. In dem anderen Ansatz kann die durch die fehlende Enzymprobe entstandene Volumendifferenz durch Zugabe von Wasser oder Puffer ausgeglichen werden.The enzyme sample is also added to one of the two reaction batches. In the other approach can be the one created by the missing enzyme sample Volume difference can be compensated by adding water or buffer.

Die nach Zusammenmischen in der Reaktionslösung enthaltenen Komponenten liegen vorzugsweise in gelöster Form vor. Zur Herstellung der Reaktionsansätze in geeigneten Reaktionsgefäßen sind die Komponenten unter größtmöglicher Durchmischung zuzugeben. Die Mischung kann bereits durch geeignete, dem Fachmann geläufige Pipettiertechniken erreicht werden. Zusätzlich kann durch mechanische Einwirkung, beispielsweise durch vortexen, schwenken oder schütteln, der Mischeffekt verbessert werden.The components contained in the reaction solution after mixing are preferably in dissolved form. To prepare the reaction batches in suitable reaction vessels are the components as large as possible  Add mixing. The mixture can already be made by suitable Pipetting techniques familiar to those skilled in the art can be achieved. In addition, by mechanical action, for example by vortexing, swirling or shaking, the mixing effect can be improved.

Vorzugsweise sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, die nach Mischung aller notwendigen Komponenten, einschließlich des Enzyms in dem Ansatz mit Enzym, erzeugten Reaktionsansätze über eine gewisse Zeit, beispielsweise 5, 10, 20 oder 30 Minuten zu inkubieren, bevor die Reaktion gestartet wird. Eine solche Vorinkubation dient der Optimierung der Mischung, vorzugsweise um eine homogene Mischung zu erzielen.The method according to the invention preferably provides that after mixing all necessary components, including the enzyme in the approach with enzyme, generated reaction batches over a certain time, for example 5, 10, 20 or Incubate 30 minutes before starting the reaction. Such Pre-incubation is used to optimize the mixture, preferably by one to achieve a homogeneous mixture.

Während oder nach dem Mischen der Reaktionsansätze werden diese auf die Reaktionsbedingungen eingestellt, unter denen die Reaktion ablaufen soll. Dies betrifft im besonderen die Temperatur. Auch hierzu ist die vorgenannte Vorinkubation sinnvoll, um in den Reaktionsansätzen bereits zum Start der Reaktion gleichmäßige und reproduzierbare Reaktionsbedingungen zu erreichen.During or after the mixing of the reaction batches, these are applied to the Reaction conditions set under which the reaction should take place. This especially affects the temperature. The above is also here Pre-incubation makes sense to start the reaction in the reaction batches to achieve uniform and reproducible reaction conditions.

In Schritt (b) wird die Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 in dem eingesetzten erfindungsgemäßen Peptidderivat gestartet. Die in diesem Schritt gestartete Reaktion umfaßt in beiden Ansätzen den Übergang des eingesetzten Peptidderivats vom verspannten in den nicht verspannten Zustand. Zusätzlich umfaßt die Reaktion in dem Ansatz mit Enzym die zu messende enzymatische Reaktion. Das Lösen der B1-B2-Bindung wird durch eine der vorgenannten Maßnahmen erzielt. Vorzugsweise wird diese Maßnahme sowohl im Reaktionsansatz mit Enzym als auch in demjenigen ohne Enzym durchgeführt, um möglichst identische Reaktionsbedingungen in den beiden Reaktionslösungen zu gewährleisten.In step (b) the reaction is accomplished by releasing the bond between B1 and B2 in the peptide derivative according to the invention started. The one in this step started reaction in both approaches includes the transition of the one used Peptide derivative from the strained to the unstrained state. In addition the reaction in the approach with enzyme comprises the enzymatic to be measured Reaction. The B1-B2 bond is released by one of the aforementioned Measures achieved. This measure is preferably carried out both in Reaction batch carried out with enzyme as well as in that without enzyme possible identical reaction conditions in the two reaction solutions guarantee.

In Schritt (c) wird während der ablaufenden Reaktion das von dem eingesetzten Peptidderivaten ausgesendete optische Signal gemessen.In step (c), the one used during the ongoing reaction Optical signal emitted by peptide derivatives was measured.

Die Messung erfolgt nach spektroskopischen Verfahren und mit hierzu geeigneten Geräten, die dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben sind, beispielsweise in dem "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals", R. P. Haugland, ISBN 0-9652240-0-7. Die optischen Signale werden bei der Messung in elektrische Signale umgewandelt, wobei analoge elektrische Signale vorzugsweise zum Zwecke der besseren Auswertbarkeit digitalisiert werden. The measurement is carried out according to spectroscopic methods and with suitable ones Devices known to the person skilled in the art and described in the literature, for example in the "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals", R. P. Haugland, ISBN 0-9652240-0-7. The optical signals are at the Measurement converted into electrical signals, with analog electrical signals preferably digitized for the purpose of better evaluation.  

Wenn das eingesetzte Peptidderivat Fluoreszenzfarbstoffe trägt (A und D), so wird einer der Farbstoffe, oder beide, durch Licht einer geeigneten Wellenlänge angeregt. Das emittierte langwelligere Licht wird detektiert, wobei es durch geeignete Filtersysteme vom anregenden Licht abgetrennt wird. Enthalten die Gruppierungen A und D im eingesetzten Peptidderivat Farbstoffe, die eine enzymabhängige Farbänderung zeigen, so kann die Detektion durch die Messung der Absorption des von einer geeigneten Lichtquelle emittierten Lichts nach Durchgang durch die Reaktionslösungen erfolgen.If the peptide derivative used carries fluorescent dyes (A and D), then either or both of the dyes are excited by light of a suitable wavelength. The emitted long-wave light is detected, using suitable ones Filter systems are separated from the stimulating light. Contain the groupings A and D in the peptide derivative used are dyes which are enzyme-dependent Color change show, the detection by measuring the absorption of the light emitted by a suitable light source after passing through the Reaction solutions take place.

Die Messung des optischen Signals erfolgt vorzugsweise vom Start der Reaktion an (Schritt b) oder kurz davor, bis eine von beiden oder beide Reaktionen eine gewisse Sättigung erreicht haben. Die Messung kann auch schon vorher abgebrochen werden, wenn die Messdaten beispielsweise schon vorher keine Aktivität für das zu untersuchende Enzym anzeigen. Die Sättigung einer Reaktion läßt sich daran erkennen, daß die kinetische Kurve eine Plateauphase erreicht. Wie bereits weiter oben beschrieben, hängt die Kinetik der Reaktion im wesentlichen von der endogenen Übergangsgeschwindigkeit des eingesetzten Peptidderivats ab. Zusätzlich geht die Reaktionstemperatur in die Reaktionsgeschwindigkeit ein. Durchschnittlich liegt die Dauer eines Enzymtests bis zur Sättigung zwischen einer und zwanzig Minuten.The optical signal is preferably measured from the start of the reaction (Step b) or shortly before, until either or both reactions have a certain Have reached saturation. The measurement can also be stopped beforehand if, for example, there is no activity for the measurement data beforehand show investigating enzyme. The saturation of a reaction can then recognize that the kinetic curve reaches a plateau phase. As before As described above, the kinetics of the reaction depend essentially on that endogenous transition rate of the peptide derivative used. In addition, the reaction temperature is included in the reaction rate. On average, the duration of an enzyme test until saturation is between one and twenty minutes.

Einer der besonderen Vorteile der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines kontinuierlichen Meßverfahrens für Enzymaktivitäten. Daher ist es prinzipiell möglich, unbegrenzt viele Meßwerte je Zeiteinheit aufzunehmen. Allerdings sollte beachtet werden, daß die Menge der aufgenommenen Daten in einem vernünftigen Verhältnis stehen zu ihrer Aussagekraft und der erforderlichen Größe des kostenintensiven Datenspeicherplatzes. Bevorzugte Zeitabstände für die einzelnen Meßpunkte liegen zwischen 300 und 6 Messungen pro Minute, so daß je nach Zeitdauer des Enzymtests ca. 100-1000 Datenpunkte je Messung erhalten werden.One of the particular advantages of the present invention is the provision of one continuous measuring process for enzyme activities. In principle, it is therefore possible record an unlimited number of measured values per unit of time. However, should be noted be that the amount of data recorded is reasonable stand by their informative value and the required size of the cost-intensive Data storage space. Preferred time intervals are for the individual measuring points between 300 and 6 measurements per minute, so that depending on the duration of the Enzyme tests approx. 100-1000 data points per measurement can be obtained.

Das Ergebnis der in Schritt (c) beschriebenen Messung ist vorzugsweise eine Kurve, in der die Stärke des optischen Signals gegen die Zeit aufgetragen wird. Werden in dem vorliegenden Verfahren Peptidderivate verwendet, bei denen der Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand detektiert werden kann, so zeigen beide Kurven, für die Reaktionsansätze mit und ohne Enzym, einen Anstieg des optischen Signals. Wenn das zu messende Enzym eine Aktivität aufweist, so zeigt die Kurve bei dem Reaktionsansatz mit Enzym einen stärkeren Anstieg als die Kurve zu dem Reaktionsansatz ohne Enzym (vergl. Kurven 1 und 4 in Fig. 1 und 2). In Schritt (d) wird die Aktivität des untersuchten Enzyms durch Bestimmen der Differenz der Geschwindigkeiten der Änderung des optischen Signals in den Reaktionslösungen mit und ohne dem Enzym bestimmt. Bei der Änderung des optischen Signals handelt es sich vorzugsweise um eine Zunahme des optischen Signals. Bei dem optischen Signal handelt es sich vorzugsweise um ein Fluoreszenz- oder ein Farbsignal.The result of the measurement described in step (c) is preferably a curve in which the strength of the optical signal is plotted against time. If peptide derivatives are used in the present method in which the transition from the strained to the unstrained state can be detected, both curves show an increase in the optical signal for the reaction batches with and without enzyme. If the enzyme to be measured has an activity, the curve for the reaction mixture with enzyme shows a greater increase than the curve for the reaction mixture without enzyme (see curves 1 and 4 in FIGS. 1 and 2). In step (d), the activity of the enzyme under investigation is determined by determining the difference in the rates of change of the optical signal in the reaction solutions with and without the enzyme. The change in the optical signal is preferably an increase in the optical signal. The optical signal is preferably a fluorescence or a color signal.

Bei der Bestimmung der Enzymaktivität anhand der gemessenen kinetischen Kurven, muß man wie in Schritt (c) (oben) zwei Fälle unterscheiden:
When determining the enzyme activity on the basis of the measured kinetic curves, two cases have to be distinguished as in step (c) (above):

  • a) Wenn die Änderung des optischen Signals auf unterschiedliche Geschwindigkeiten des Übergangs vom verspannten in den nicht verspannten Zustand in den Reaktionslösungen mit und ohne Enzym beruht, dann kann man die Enzymaktivität wie folgt aus der Differenz dieser Übergangsgeschwindigkeiten ermitteln. Für einige Anwendungen genügt eine qualitative Aussage, ob enzymatische Aktivität vorliegt oder nicht. Solche Aussagen lassen sich bereits durch visuellen Vergleich der Kurven treffen. Quantitative Aussagen lassen sich beispielsweise durch exakte, vorzugsweise rechnergestützte Analysen der kinetischen Kurven treffen. Die Übergangsgeschwindigkeit ist in der Kurve ausgedrückt durch ihre Steigung:
    Um den Sättigungseffekt bei der Berechnung der Übergangsgeschwindigkeiten weitestgehend auszuschließen, sollte die Steigung an einer Stelle der Kurve errechnet werden, die in einem möglichst linearen Bereich liegt. Dieser lineare Bereich liegt vorzugsweise möglichst nah am Startpunkt der Reaktion, wie z. B. in dem Bereich unterhalb von 10% des maximalen optischen Signals. Durch die Steigung der Kurve an einem bestimmten Punkt läßt sich die momentane Übergangsgeschwindigkeit ausdrücken. Die Differenz von zwei Kurven läßt sich durch die Subtraktion der Übergangsgeschwindigkeit an vergleichbaren Punkten der beiden Kurven beispielsweise Meßpunkte zum gleichen Zeitpunkt oder zur gleichen Höhe des optischen Signals, ermitteln. Vorzugsweise sollte die gleiche Höhe des optischen Signals zum Vergleich von Übergangsgeschwindigkeiten herangezogen werden. Durch die Korrelation des maximalen optischen Signals mit der Stoffmenge des eingesetzten Substrats, das vollständig umgewandelt wurde (beispielsweise als nicht verspanntes Peptidderivat) und des optischen Signals beim Start der Reaktion mit der Stoffmenge 0 des umgesetzten Substrats, läßt sich die relative Angabe des optischen Signals in absolute Stoffmengen umrechnen. Dadurch lassen sich die Übergangsgeschwindigkeiten auch als absolute momentane Umsatzraten (Einheit: mol/sec) ausdrücken. Durch Subtraktion von zwei momentanen Umsatzraten an vergleichbaren Meßpunkten der beiden Kurven, vorzugsweise auf gleicher Höhe der Fluoreszenz, ergibt sich als Differenz der Übergangsgeschwindigkeiten die Aktivität des Enzyms.
    Neben der oben aufgeführten Möglichkeit der Linearisierung der Anstiege (unterhalb von 10% des maximalen optischen Signals) können vorzugsweise die Daten der gesamten Reaktionszeit oder -kurve zur Berechnung des Substratumsatzes und damit der Übergangsgeschwindigkeit eingesetzt werden. Hierzu kann man entsprechende, dem Fachmann geläufige Auswertesoftware zur Berechnung von "First-Order-Kinetiken" verwenden. Es wird also das Konzentrations-Zeitgesetz einer Reaktion erster Ordnung benutzt. Zur Berechnung der Reaktionskonstanten werden Datensammelraten verwendet, die folgendem Zeitgesetz entsprechen:
    Dsz = In(1 - A)/k mit A = (1 - exp-k.gZ)/Dp.
    Es bedeuten:
    Dsz = Zeit, zu der ein Meßpunkt zur Berechnung herangezogen wird;
    k = kinetische Konstante einer Reaktion erster Ordnung;
    gZ = gesamte Reaktionszeit, über die die Reaktion beobachtet wird; und
    Dp = Anzahl aller Datenpunkte, mit der die Reaktion beschrieben wird. Mittels dieser Datenpunkte können nun die genauen kinetischen Konstanten mittels üblicher Algorithmen berechnet werden.
    a) If the change in the optical signal is based on different speeds of the transition from the tensioned to the non-tensioned state in the reaction solutions with and without enzyme, then the enzyme activity can be determined from the difference of these transition rates as follows. For some applications, a qualitative statement of whether there is enzymatic activity or not is sufficient. Such statements can already be made by visually comparing the curves. Quantitative statements can be made, for example, by exact, preferably computer-aided, analysis of the kinetic curves. The transition speed is expressed in the curve by its slope:
    In order to largely rule out the saturation effect when calculating the transition speeds, the gradient should be calculated at a point on the curve which is in a region that is as linear as possible. This linear range is preferably as close as possible to the starting point of the reaction, such as. B. in the range below 10% of the maximum optical signal. The current transition speed can be expressed by the slope of the curve at a certain point. The difference between two curves can be determined by subtracting the transition speed at comparable points of the two curves, for example measuring points at the same time or at the same height of the optical signal. The same level of the optical signal should preferably be used for the comparison of transition speeds. By correlating the maximum optical signal with the amount of substance of the substrate that has been completely converted (for example, as a non-strained peptide derivative) and the optical signal at the start of the reaction with the amount of substance 0 of the converted substrate, the relative indication of the optical signal can be in Convert absolute amounts of substance. As a result, the transition speeds can also be expressed as absolute instantaneous conversion rates (unit: mol / sec). By subtracting two instantaneous turnover rates at comparable measuring points of the two curves, preferably at the same level of fluorescence, the activity of the enzyme results as the difference in the transition rates.
    In addition to the above-mentioned possibility of linearizing the increases (below 10% of the maximum optical signal), the data of the entire response time or curve can preferably be used to calculate the substrate turnover and thus the transition speed. Corresponding evaluation software for the calculation of "first-order kinetics" which is familiar to a person skilled in the art can be used for this purpose. So the concentration-time law of a first order reaction is used. To calculate the reaction constants, data collection rates are used which correspond to the following time law:
    Dsz = In (1 - A) / k with A = (1 - exp -k.gZ ) / Dp.
    It means:
    Dsz = time at which a measuring point is used for the calculation;
    k = kinetic constant of a first order reaction;
    gZ = total reaction time over which the reaction is observed; and
    Dp = number of all data points with which the reaction is described. Using these data points, the exact kinetic constants can now be calculated using conventional algorithms.
  • b) Wenn die Gruppierungen A und D des eingesetzten Peptidderivats Farbstoffe enthalten, die eine enzymabhängige Farbänderung zeigen, so ergibt sich die enzymatische Aktivität direkt aus der Kurvensteigung der Kurve der Reaktionslösung mit Enzym, da die Kurve zu der Reaktionslösung ohne Enzym im Idealfall keine Steigung hat. Die Übergangsgeschwindigkeit und damit vorzugsweise die Enzymaktivität läßt sich nach einem der oben beschriebenen Verfahren berechnen. Sollte aus experimentellen Gründen die Kurve zur Reaktionslösung ohne Enzym von der x-Achse-Parallelen abweichen, beispielsweise weil der Farbstoff nicht 100%ig stabil ist, so kann man diese Kurve zur Korrektur der enzymmessenden Kurve einsetzen, beispielsweise indem man die Meßwerte die an denselben Zeitpunkten aufgenommen wurden, voneinander abzieht.b) If the groups A and D of the peptide derivative used dyes contain, which show an enzyme-dependent color change, results in the enzymatic activity directly from the slope of the curve of the Reaction solution with enzyme, since the curve to the reaction solution without Ideally, the enzyme has no slope. The transition speed and thus preferably the enzyme activity can be according to one of the above  calculate the described procedure. For experimental reasons the Curve to the reaction solution without enzyme from the x-axis parallel may differ, for example because the dye is not 100% stable you use this curve to correct the enzyme-measuring curve, for example, by taking the measured values at the same times were taken from each other.

Das Verfahren dieser Ausführungsform der Erfindung ist hervorragend zur Anwendung in Massensuchtests, sogenannten High-Throughput-Screenings, geeignet. Techniken zur automatisierten Manipulation der Reaktionslösungen in Reaktionsgefäßen durch Roboter, automatisierten Detektion und Auswertung sind dem Fachmann geläufig und sind beispielsweise beschrieben in "Drug Metabolism: Databases and High-Throughput Testing During Drug Design and Development"; P. W. Erhardt (Editor) (1999), Blackwell Science Inc. ISBN: 0632053429; "Cost- Effective Strategies for Automated and Accelerated High-Throughput Screening" (Ibcs Biomedical Library Series) (1996), IBC United States Conferences, ISBN: 1579360025; "High-Throughput Screening; The Discovery of Bioactive Substances" (1997), ISBN 0-8247-0067-8; "New Challenges Arising from High ThroughputScreening", Dixon, G. K.; Major, J. S.; Rice, M. J. (1995), ISBN 1-85996-111-8.The method of this embodiment of the invention is excellent for Use in mass search tests, so-called high-throughput screenings, suitable. Techniques for the automated manipulation of the reaction solutions in Reaction vessels by robots, automated detection and evaluation are familiar to the person skilled in the art and are described, for example, in "Drug Metabolism: Databases and High-Throughput Testing During Drug Design and Development "; P. W. Erhardt (Editor) (1999), Blackwell Science Inc. ISBN: 0632053429; "Cost Effective Strategies for Automated and Accelerated High-Throughput Screening " (Ibcs Biomedical Library Series) (1996), IBC United States Conferences, ISBN: 1579360025; "High-Throughput Screening; The Discovery of Bioactive Substances" (1997), ISBN 0-8247-0067-8; "New Challenges Arising from High Throughput Screening", Dixon, G. K .; Major, J. S .; Rice, M.J. (1995), ISBN 1-85996-111-8.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung, ob ein Effektor ein Inhibitor oder ein Aktivator eines Enzyms ist, für das die erfindungsgemäßen Peptidderivate oder Teile davon ein Substrat darstellen, wobei vorzugsweise die Peptidderivate bei geschlossener Bindung zwischen B1 und B2 kein oder zumindest ein schlechtes Substrat darstellen, bestehend aus den Schritten
A further embodiment of the invention relates to a method for determining whether an effector is an inhibitor or an activator of an enzyme for which the peptide derivatives according to the invention or parts thereof represent a substrate, the peptide derivatives preferably having no or at least one when the bond between B1 and B2 is closed represent poor substrate consisting of the steps

  • a) Mischen geeigneter Mengen des Peptidderivats und des Enzyms in jeweils einer für die Aktivität des Enzyms geeigneten Reaktionslösung mit und ohne dem Effektor;a) Mixing appropriate amounts of the peptide derivative and the enzyme in each a reaction solution suitable for the activity of the enzyme with and without the effector;
  • b) Starten der Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat;b) Start the reaction by breaking the bond between B1 and B2 in Peptide derivative;
  • c) Messen des optischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit; undc) measuring the optical signal as a function of time; and
  • d) Feststellen, daß der Effektor
    • a) ein Inhibitor ist, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit dem Effektor kleiner ist als in der Reaktionslösung ohne dem Effektor; oder
    • b) ein Aktivator ist, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit dem Effektor kleiner ist als in der Reaktionslösung ohne dem Effektor.
    d) Determine that the effector
    • a) is an inhibitor if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the effector is less than in the reaction solution without the effector; or
    • b) is an activator if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the effector is less than in the reaction solution without the effector.

"Effektoren" sind in der vorliegenden Ausführungsform definiert als Moleküle, die auf eine bestimmte enzymatische Aktivität einen Einfluß als Inhibitor oder Aktivator haben. "Inhibitoren" sind definiert als Moleküle, die eine bestimmte enzymatische Aktivität hemmen. "Aktivatoren" sind definiert als Moleküle, die eine bestimmte enzymatische Aktivität verstärken. Die nach dem vorliegenden Verfahren analysierbaren Effektoren gehören zu allen möglichen Stoffklassen, die sich aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften für das Verfahren eignen. Diese Eigenschaften betreffen vor allem die Löslichkeit des Effektors. Zu den analysierbaren Effektoren gehören sowohl anorganische als auch organische Moleküle, vorzugsweise jedoch organische Moleküle. Die Effektoren können durch chemische Synthese oder durch Isolierung aus natürlichen Quellen, wie beispielsweise Lebewesen bereitgestellt werden. Bevorzugt handelt es sich bei den Effektoren um Nucleinsäuren, Lipide, Kohlehydrate, (Poly)Peptide oder Kombinationen aus diesen Molekülgruppen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den analysierbaren Effektoren um Peptide oder Polypeptide oder Derivate davon. Insbesondere bevorzugt umfassen die Effektoren Moleküle, die bekanntermaßen mit Enzymen interagieren, wie beispielsweise Peptidinhibitoren, Antikörper, Lektine oder Fragmente oder Derivate davon, deren inhibierende oder aktivierende Aktivität in dem vorliegenden Verfahren getestet werden soll."Effectors" are defined in the present embodiment as molecules that are based on a certain enzymatic activity has an influence as an inhibitor or activator to have. "Inhibitors" are defined as molecules that have a particular enzymatic Inhibit activity. "Activators" are defined as molecules that a certain Enhance enzymatic activity. According to the present procedure Analyzable effectors belong to all possible classes of substances that are are suitable for the process due to their physicochemical properties. These properties primarily affect the solubility of the effector. To the analyzable effectors include both inorganic and organic Molecules, but preferably organic molecules. The effectors can by chemical synthesis or by isolation from natural sources, such as for example, living beings are provided. It is preferably the Effectors around nucleic acids, lipids, carbohydrates, (poly) peptides or Combinations of these groups of molecules. It is particularly preferred in the analyzable effectors around peptides or polypeptides or derivatives thereof. The effectors particularly preferably comprise molecules which are known to coexist Enzymes interact, such as peptide inhibitors, antibodies, lectins or Fragments or derivatives thereof, their inhibitory or activating activity in the present method is to be tested.

Vorzugsweise sind die analysierbaren Effektoren in der Lage, das Enzym und/oder Peptidderivat zu binden. Solche Bindungen erfolgen vorzugsweise an das aktive Zentrum des Enzyms oder an andere zugängliche Stellen des Enzyms, wobei letzteres zu allosterischen Effekten auf die Enzymaktivität führen kann.The analyzable effectors are preferably capable of the enzyme and / or Bind peptide derivative. Such bonds are preferably made to the active one Center of the enzyme or other accessible sites of the enzyme, where the latter can lead to allosteric effects on enzyme activity.

Das in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Verfahren entspricht im wesentlichen der Beschreibung des vorgenannten Verfahrens zur Bestimmung der Aktivität eines Enzyms. Der wesentliche Unterschied hierzu betrifft die Tatsache, daß die zwei in Schritt (a) zu Vergleichszwecken hergestellten Reaktionslösungen nicht mit oder ohne Enzym hergestellt werden, sondern mit und ohne Effektor. Abgesehen davon sind die Ausführungsbeschreibungen zu Schritt (a), (b) und (c) des vorgenannten Verfahrens auch auf das Verfahren der Bestimmung, ob ein Effektor ein Inhibitor oder ein Aktivator ist, anwendbar. The method shown in the present embodiment corresponds to essential to the description of the aforementioned method for determining the Activity of an enzyme. The main difference concerns the fact that the two reaction solutions prepared in step (a) for comparison purposes are not with or without enzyme, but with and without effector. Except of which are the execution descriptions for step (a), (b) and (c) of the aforementioned method also on the method of determining whether an effector an inhibitor or an activator is applicable.  

Die mittels Schritt (c) durch Messen des optischen Signals erhältlichen kinetischen Kurven werden in Schritt (d) ausgewertet und ermöglichen die Feststellung, ob ein eingesetzter Effektor ein Inhibitor oder ein Aktivator ist. Die Vorgehensweise beim Vergleich der Kurven entspricht der Vorgehensweise in der vorgenannten Ausführungsform. Beruht die Änderung des optischen Signals auf dem Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des eingesetzten Peptidderivats, kann ebenfalls die Übergangsgeschwindigkeit der jeweiligen Reaktion durch die Berechnung der Geschwindigkeitskonstanten nach einem Konzentrations-Zeitgesetz einer Reaktion erster Ordnung bestimmt werden. Der relative Unterschied zwischen den gemessenen Übergangsgeschwindigkeiten gibt Aufschluß über die Aktivität des Effektors. Liegt die Übergangsgeschwindigkeit des Ansatzes mit Effektor unter derjenigen des Ansatzes ohne Effektor, handelt es sich bei dem Effektor um einen Inhibitor des Enzyms. Im umgekehrten Fall, wenn die Übergangsgeschwindigkeit im Ansatz mit Effektor über der Übergangsgeschwindigkeit des Ansatzes ohne Effektor liegt, handelt es sich bei dem Effektor um einen Aktivator.The kinetic obtainable by step (c) by measuring the optical signal Curves are evaluated in step (d) and enable the determination of whether a the effector used is an inhibitor or an activator. The procedure for Comparison of the curves corresponds to the procedure in the aforementioned Embodiment. The change in the optical signal is based on the transition from the tensioned to the non-tensioned state of the peptide derivative used, can also change the transition rate of the respective reaction by the Calculation of the rate constants according to a concentration-time law a first order reaction. The relative difference between The measured transition speeds provide information about the activity of the Effector. The transition speed of the approach with effector is lower of the approach without an effector, the effector is one Inhibitor of the enzyme. In the opposite case, if the transition speed in Approach with effector over the transition speed of the approach without effector the effector is an activator.

Als dritte Möglichkeit ist in dieser Ausführungsform die Möglichkeit eingeschlossen, daß der eingesetzte Effektor keinerlei inhibitorische oder aktivierende Aktivität auf das untersuchte Enzym besitzt. In diesem Fall unterscheiden sich die Kinetiken der Reaktion mit und ohne Effektor nicht signifikant. Signifikante Unterschiede liegen beispielsweise vor, wenn sich die Übergangsgeschwindigkeiten, beispielsweise ausgedrückt durch Geschwindigkeitskonstanten, um mehr als den doppelten statistischen Fehler des Basiswerts unterscheiden.The third possibility in this embodiment includes the possibility that the effector used has no inhibitory or activating activity possesses the enzyme under investigation. In this case, the kinetics of the Response with and without effector not significant. There are significant differences for example, when the transition speeds, for example expressed by rate constants, more than double distinguish statistical errors of the underlying.

Die hier beschriebene Ausführungsform der Erfindung schließt die Möglichkeit ein, das Verfahren zur Bestimmung, ob ein Effektor ein Inhibitor oder ein Aktivator ist, und das Verfahren zur Bestimmung der Aktivität eines Enzyms zu kombinieren. Dies bedeutet, daß zu den beiden Reaktionslösungen in Schritt (a) eine dritte angesetzt wird, so daß in dem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform neben zwei enzymenthaltenden Reaktionslösungen (mit und ohne Effektor) eine Reaktionslösung ohne Enzym teilnimmt. Auf diese Weise erhält man zusätzlich zu den Kurven für die Reaktionslösungen mit und ohne Effektor eine Null-Wertkurve für die Kinetik des Peptidderivats ohne Enzym. Diese Kombination der beiden Verfahren bietet sich vorzugsweise für die Fälle an, bei denen die Änderung des optischen Signals auf dem Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand beruht. Durch die Null-Wertkurve ist es möglich, den Unterschied zwischen den Kurven mit Effektor und ohne Effektor in Beziehung zu setzen mit dem Unterschied zwischen Null-Wertkurve und der Kurve ohne Effektor, also der Kurve, die die enzymspezifische Aktivität anzeigt. Auf diese Weise ist eine relative Quantifizierung der aktivierenden oder inhibitorischen Wirkung eines Effektors möglich. Beispiele für derartige Kurven sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt.The embodiment of the invention described here includes the possibility of combining the method for determining whether an effector is an inhibitor or an activator and the method for determining the activity of an enzyme. This means that a third is added to the two reaction solutions in step (a), so that in the process of the present embodiment, in addition to two enzyme-containing reaction solutions (with and without effector), a reaction solution without enzyme also takes part. In this way, in addition to the curves for the reaction solutions with and without an effector, a zero value curve is obtained for the kinetics of the peptide derivative without enzyme. This combination of the two methods is particularly suitable for cases in which the change in the optical signal is based on the transition from the tensioned to the non-tensioned state. The zero value curve makes it possible to relate the difference between the curves with effector and without effector to the difference between the zero value curve and the curve without effector, i.e. the curve that shows the enzyme-specific activity. In this way, a relative quantification of the activating or inhibitory effect of an effector is possible. Examples of such curves are shown in FIGS. 1 and 2.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Screening eines Inhibitors oder eines Aktivators eines Enzyms, für das die erfindungsgemäßen Peptidderivate oder Teile davon ein Substrat darstellen, wobei vorzugsweise die Peptidderivate bei geschlossener Bindung zwischen B1 und B2 kein oder zumindest ein schlechtes Substrat darstellen, bestehend aus den Schritten
In a further preferred embodiment, the invention relates to a method for screening an inhibitor or an activator of an enzyme for which the peptide derivatives according to the invention or parts thereof represent a substrate, the peptide derivatives preferably not or at least a poor substrate when the bond between B1 and B2 is closed , consisting of the steps

  • a) Mischen geeigneter Mengen des Peptidderivats und des Enzyms in jeweils einer für die Aktivität des Enzyms geeigneten Reaktionslösung mit und ohne einer Probe, die eine einzelne oder eine Vielzahl von Verbindungen enthält, die Kandidaten für einen Inhibitor oder Aktivator sind;a) Mixing appropriate amounts of the peptide derivative and the enzyme in each a reaction solution suitable for the activity of the enzyme with and without a sample containing a single or a multitude of compounds, who are candidates for an inhibitor or activator;
  • b) Starten der Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat;b) Start the reaction by breaking the bond between B1 and B2 in Peptide derivative;
  • c) Messen des optischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit, undc) measuring the optical signal as a function of time, and
  • d) Feststellen, daß die Probe
    • a) inhibitorische Aktivität besitzt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit der Probe kleiner ist als in der Reaktionslösung ohne der Probe; oder
    • b) aktivierende Aktivität besitzt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit der Probe größer ist als in der Reaktionslösung ohne der Probe.
    d) Determine that the sample
    • a) has inhibitory activity if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the sample is less than in the reaction solution without the sample; or
    • b) has activating activity if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the sample is greater than in the reaction solution without the sample.

Zusätzlich betrifft die Erfindung als bevorzugte Ausführungsform ein Verfahren, das die vorgenannten Schritte (a) bis (d) umfaßt und zusätzlich den Schritt:
In addition, as a preferred embodiment, the invention relates to a method which comprises the aforementioned steps (a) to (d) and additionally the step:

  • a) Unterteilen der Probe, für die in Schritt (d) inhibitorische oder aktivierende Aktivität festgestellt wurde, und Wiederholen der Schritte (a) bis (d), bis der in der Probe enthaltene Inhibitor oder Aktivator gereinigt vorliegt.a) Subdivide the sample for which in step (d) inhibitory or activating activity was determined and repeating the steps (a) to (d) until the inhibitor or activator contained in the sample is present cleaned.

"Screening" bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Durchmusterung einer Vielzahl von Proben, die eine einzelne oder eine Vielzahl von Verbindungen enthalten, die Kandidaten für Inhibitoren oder Aktivatoren des vorgegebenen Enzyms darstellen, mit dem Ziel, Inhibitoren oder Aktivatoren des Enzyms zu identifizieren. Im allgemeinen bedeutet "Screening" ein Verfahren, bei dem eine Vielzahl von Proben auf eine bestimmte Eigenschaft hin untersucht wird, von denen man nicht weiß, wie sie auf die zu testende Eigenschaft reagieren."Screening" means in connection with the present invention Screening a variety of samples, a single or a variety of Contain compounds containing candidates for inhibitors or activators of represent given enzyme, with the aim of inhibitors or activators of To identify enzyme. Generally, "screening" means a process in which which a large number of samples are examined for a specific property, you don't know how to respond to the property being tested.

Unter "Probe" sind sämtliche natürlichen oder künstlichen Proben zu verstehen, die Kandidaten für Inhibitoren oder Aktivatoren des vorgegebenen Enzyms enthalten und in dem erfindungsgemäßen Verfahren getestet werden können. Darunter fallen sowohl homogene Lösungen eines Moleküls als auch Gemische mehrerer Moleküle. Unter Molekülen, die in dem Verfahren durchmustert werden können, sind die als Effektoren gekennzeichneten Moleküle der vorgenannten Ausführungsform eingeschlossen. Die Proben können natürlichen Quellen entnommen sein oder synthetisch hergestellt sein. Beispielsweise können die Proben Molekülbibliotheken entnommen werden, wie sie beispielsweise für Oligopeptide oder Naturstoffe existieren. Desweiteren können Proben auch durch Aufschlüsse biologischen Materials, beispielsweise Lebendmaterial oder ehemals lebendiges Material, entnommen werden oder Kulturüberständen von Mikroorganismenkulturen entstammen. Die Proben können als Rohextrakt oder -überstand vorliegen oder können in einer frei zu wählenden Reinigungsform vorliegen. Zur Reinigung können die Extrakte oder Überstände fraktioniert werden. Hierfür stehen dem Fachmann zahlreiche Techniken zur Verfügung, wie beispielsweise differenzielle Fällung, Gradientenzentrifugation, Chromatographietechniken, etc. Das biologische Material umfaßt sämtliche Organismenbereiche, wobei das Material entweder kultiviert oder der Natur entnommen sein kann."Sample" means all natural or artificial samples that Contain candidates for inhibitors or activators of the given enzyme and can be tested in the method according to the invention. This includes both homogeneous solutions of one molecule and mixtures of several molecules. Among molecules that can be screened in the process are as Effectors labeled molecules of the aforementioned embodiment locked in. The samples can be taken from natural sources or be synthetically manufactured. For example, the samples can be molecular libraries can be removed, such as for oligopeptides or natural products exist. Furthermore, samples can also be digested by biological Material, for example living material or formerly living material, are removed or culture supernatants from microorganism cultures come from. The samples can be in the form of a crude extract or supernatant or can be in a cleaning form of your choice. Can be used for cleaning the extracts or supernatants are fractionated. The specialist is responsible for this numerous techniques available, such as differential precipitation, Gradient centrifugation, chromatography techniques, etc. The biological material encompasses all areas of the organism, the material either cultivated or can be taken from nature.

Das in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Verfahren schließt die Ausführungsbeschreibungen für die Schritte (a) bis (b) des Verfahrens zur Bestimmung, ob ein Effektor ein Inhibitor oder ein Aktivator ist mit ein, wobei hierbei anstelle eines Effektors eine Probe untersucht wird. Ebenso läßt auch dieses Verfahren eine Kombination mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Aktivität eines Enzyms zu, so daß man zusätzlich zu den kinetischen Kurven, die die Enzymmessung mit und oh 17659 00070 552 001000280000000200012000285911754800040 0002010023743 00004 17540ne Probe reflektieren, eine Messung ohne Enzym vornimmt, die eine Null-Wertkurve ergibt.The method described in the present embodiment includes the Execution descriptions for steps (a) to (b) of the method for Determine whether an effector is an inhibitor or an activator with a a sample is examined instead of an effector. This also leaves Process a combination with the process described above Determination of the activity of an enzyme so that in addition to the  kinetic curves reflecting the enzyme measurement with and oh 17659 00070 552 001000280000000200012000285911754800040 0002010023743 00004 17540ne sample, a Measures without enzyme, which gives a zero value curve.

Das durch den Schritt (e) erweiterte Screening-Verfahren betrifft Anwendungen, bei denen die Ausgangsproben Gemische von verschiedenen Molekülen sind, die Kandidaten für Inhibitoren oder Aktivatoren darstellen.The screening process extended by step (e) affects applications in which are the starting samples mixtures of different molecules that Represent candidates for inhibitors or activators.

Es betrifft solche Proben, für die in Schritt (d) eine inhibitorische oder aktivierende Aktivität festgestellt wurde. Solche Proben werden dann nach einer dem Fachmann bekannten Technik in chemische oder biologische Fraktionen unterteilt. Die Fraktionierung erfolgt nach ein oder mehreren physikalischen, chemischen oder biologischen Eigenschaften, wie etwa Löslichkeit, Molekülmasse, elektrische Ladung, Affinität, Hydrophobizität, etc. Diese Fraktionen werden wiederum dem durch die Schritte (a) bis (d) charakterisierten Screening-Verfahren unterzogen. Diese Abfolge, bestehend aus Unterteilen und Screening, kann mehrmals wiederholt werden, bis ein durch den Anwender festgelegter Reinheitsgrad erreicht ist. Ein solcher Reinheitsgrad kann sich durch einen Anreicherungsgrad der spezifischen inhibitorischen oder aktivierenden Aktivität ausdrücken. Der Reinheitsgrad kann auch durch für die jeweilige Molekülklassen, die die Probe enthält, geeignete qualitative oder quantitative Nachweisverfahren bestimmt werden. Beispiele für derartige Nachweisverfahren sind HPLC, Gaschromatographie, Massenspektrometrie, Dünnschichtchromatographie, Gelchromatographie, Blotverfahren, etc. Dem Fachmann sind derartige Nachweisverfahren geläufig.It relates to samples for which an inhibitory or activating step (d) Activity was detected. Such samples are then according to a person skilled in the art known technology divided into chemical or biological fractions. The Fractionation takes place according to one or more physical, chemical or biological properties such as solubility, molecular mass, electrical Charge, affinity, hydrophobicity, etc. These fractions are in turn the subjected to screening processes characterized by steps (a) to (d). This sequence, consisting of subdivisions and screening, can be repeated several times until a level of purity specified by the user is reached. On Such a degree of purity can be determined by an enrichment level of the specific express inhibitory or activating activity. The degree of purity can also by means of qualitative ones suitable for the respective molecular classes which the sample contains or quantitative detection methods can be determined. Examples of such Detection methods are HPLC, gas chromatography, mass spectrometry, Thin layer chromatography, gel chromatography, blotting, etc. Dem Such detection methods are familiar to a person skilled in the art.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft die vorgenannten Verfahren, wobei die Änderung des optischen Signals zumindest teilweise auf dem Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des Peptidderivates beruht.A particular embodiment of the invention relates to the aforementioned methods, wherein the change in the optical signal is at least partially on the transition is based on the tensioned in the non-tensioned state of the peptide derivative.

Wie bereits ausführlich für die jeweiligen Verfahren beschrieben, kann die Änderung des optischen Signals auf dem Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des für die Verfahren vorgesehenen erfindungsgemäßen Peptidderivats beruhen.As already described in detail for the respective procedure, the change can of the optical signal on the transition from the tensioned to the non-tensioned State of the peptide derivative according to the invention provided for the methods are based.

"Teilweise" bedeutet hierbei, daß in den Reaktionslösungen, die ein Enzym enthalten, das optische Signal zusätzlich durch die enzymatische Aktivität geändert werden kann, beispielsweise wenn die enzymatische Aktivität eine Trennung der Gruppierungen A und D des Peptidderivats oder eine Trennung des in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat katalysiert. "Partially" here means that in the reaction solutions containing an enzyme included, the optical signal additionally changed by the enzymatic activity can be, for example, if the enzymatic activity is a separation of the Groupings A and D of the peptide derivative or a separation of the in A or D. contained dye catalyzed by the rest of the peptide derivative.  

Dieser besondere Fall wird durch eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung erfaßt, die die vorgenannten Verfahren betrifft, wobei die Änderung des optischen Signals bei Enzymreaktionen mit Enzym zumindest teilweise auf der Trennung der chemischen Verbindung zwischen den Gruppierungen A und D des Peptidderivats oder auf der Trennung des in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat beruht.This special case is supported by a further special embodiment of the Invention detected, which relates to the aforementioned methods, the change in optical signal in enzyme reactions with enzyme at least partially on the Separation of the chemical bond between groups A and D of Peptide derivative or on the separation of the dye contained in A or D from remaining peptide derivative is based.

Wie bereits für einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann ein Teil oder die Gesamtheit der Detektion der enzymatischen Aktivität auf der Trennung der chemischen Verbindung zwischen den Gruppierungen A und D des Peptidderivats oder auf der Trennung des in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat beruhen. In jedem Fall bewirkt die Aktivität des getesteten Enzyms oder der Probe, die eine solche Enzymaktivität enthält, diese Trennung. Wie bereits oben mehrfach geschehen, ist die Beschreibung dieser bevorzugten Ausführungsform nach den der Detektion zugrundeliegenden Prinzipien getrennt zu betrachten:
As already described for some embodiments of the present invention, part or all of the detection of the enzymatic activity can be based on the separation of the chemical bond between the groups A and D of the peptide derivative or on the separation of the dye contained in A or D from the rest of the peptide derivative . In any event, the activity of the enzyme being tested or the sample containing such enzyme activity will effect this separation. As has already happened several times, the description of this preferred embodiment is to be considered separately according to the principles on which the detection is based:

  • - wenn die Änderung des optischen Signals auf einer enzymabhängigen Farbänderung basiert, wirkt die enzymatische Aktivität meist direkt auf den Farbstoff. Dabei kann es zu einer Abtrennung von A und/oder D bzw. eines in A und/oder D enthaltenen Farbstoffs vom Peptidderivat kommen. Dies kann anhand des Beispiels 2 verdeutlicht werden. Durch Chymotrypsin wird p-Nitroanilin (NHNp) abgespalten. Dies führt erfindungsgemäß zur Trennung eines Farbstoffs in D vom restlichen Peptidderivat. Die Freisetzung von p-Nitroanilin kann als Farbänderung bei 390 nm beobachtet werden. In Beispiel 2 fungiert NHNp allerdings als Quencher und die Fluoreszenz von Abz wird detektiert.- If the change in the optical signal on an enzyme-dependent Color change based, the enzymatic activity mostly affects directly Dye. This can result in a separation of A and / or D or one in A. and / or D contained dye come from the peptide derivative. This can be seen from of example 2 are illustrated. Chymotrypsin turns p-nitroaniline (NHNp) split off. According to the invention, this leads to the separation of a dye in D from the rest of the peptide derivative. The release of p-nitroaniline can be as Color changes can be observed at 390 nm. In example 2, NHNp functions however, as a quencher and the fluorescence from Abz is detected.
  • - wenn die Änderung des optischen Signals zumindest teilweise auf dem Übergang des eingesetzten erfindungsgemäßen Peptidderivats vom verspannten in den nicht verspannten Zustand beruht, und diese durch einen Quench-Effekt detektiert wird, so kann die chemische Trennung der in A und D enthaltenen Farbstoffe in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform zu einer Steigerung der Fluoreszenz gegenüber dem nicht verspannten Zustand des Peptidderivats führen. Die räumliche Trennung der in A und D enthaltenen Farbstoffe durch Aufhebung der chemischen Verbindung bewirkt eine maximale Verminderung des Quench-Effekts. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß das Signal, das die enzymatische Aktivität anzeigt, sich gegenüber dem Signal für die Reaktion ohne Enzym besonders abhebt. Man kann hierbei von einem Verstärkungseffekt sprechen.- If the change in the optical signal is at least partially on the transition of the peptide derivative used according to the invention from the strained in the unstressed state, and this through a quench effect is detected, the chemical separation of those contained in A and D can Dyes in the present preferred embodiment to increase the fluorescence compared to the untensioned state of the peptide derivative to lead. The spatial separation of the dyes contained in A and D by Removal of the chemical compound causes a maximum reduction in the  Quench effect. The particular advantage of this embodiment is that the signal indicating the enzymatic activity is opposite the signal stands out for the reaction without enzyme. You can do this from one Speak amplification effect.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die vorgenannten Verfahren, wobei die Reaktionslösung in Schritt (a) zur Homogenität vermischt wird.Another embodiment of the invention relates to the aforementioned methods, wherein the reaction solution is mixed to homogeneity in step (a).

Wie bereits weiter oben beschrieben, betrifft eine hervorragende Eigenschaft der Erfindung die Tatsache, daß sämtliche für einen Testansatz zur Messung eines Enzyms notwendigen Komponenten, einschließlich des Substrats, vor dem Start der Reaktion zusammengemischt werden können. Weiterhin wurde bereits ausgeführt, daß das in Schritt (a) der erfindungsgemäßen Verfahren definierte Mischen vorzugsweise zu einer homogenen Mischung der Komponenten führt, falls nötig durch Einhalten einer Vorinkubationszeit.As already described above, an excellent property affects the Invention the fact that all for a test approach to measure a Necessary components, including the substrate, before starting the enzyme Reaction can be mixed together. Furthermore, it has already been stated that the mixing defined in step (a) of the method according to the invention preferably leads to a homogeneous mixture of the components if necessary by observing a pre-incubation period.

"Homogene Mischung" bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Lösung, deren Stoffbestandteile gleichmäßig (homogen) innerhalb des Volumens, welches die Lösung einnimmt, verteilt sind."Homogeneous mixture" means in connection with the present invention a solution, the constituents of which are uniform (homogeneous) within the Volume that the solution occupies are distributed.

Die vorliegende Erfindung betrifft in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die vorgenannten Verfahren, wobei das Enzym eine Protease, Peptidylprolyl-cis/trans- Isomerase, Kinase, Phosphatase, Glykosidase oder Lipase/Esterase ist.In a further preferred embodiment, the present invention relates to aforementioned method, wherein the enzyme is a protease, peptidylprolyl-cis / trans Isomerase, kinase, phosphatase, glycosidase or lipase / esterase.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Kit umfassend das erfindungsgemäße Peptidderivat, eine Vorrichtung oder ein Reagens zum Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat, eine oder mehrere Pufferlösungen, ein oder mehrere Enzyme, für die das Peptidderivat ein Substrat darstellt, und/oder eine Anleitung zur Durchführung eines oder mehrerer der oben beschriebenen Verfahren.In a further preferred embodiment, the present invention relates to a Kit comprising the peptide derivative according to the invention, a device or a Reagent for releasing the bond between B1 and B2 in the peptide derivative, one or several buffer solutions, one or more enzymes for which the peptide derivative Representing substrate, and / or instructions for performing one or more of the procedures described above.

Das Kit umfaßt sämtliche Komponenten, die in dem Kit enthalten sind, das weiter oben beschrieben wurde, und zusätzlich eine Anleitung zur Durchführung eines oder mehrerer der vorgenannten Verfahren.The kit includes all components contained in the kit, the further was described above, and in addition instructions for performing an or several of the aforementioned methods.

Eine solche Anleitung enthält die in der vorliegenden Erfindungsbeschreibung enthaltenen Ausführungsbeschreibungen, die es dem Anwender erlauben, das oder die erfindungsgemäße(n) Verfahren zu nutzen. Zusätzlich kann die Anleitung Angaben aus dem Stand der Technik enthalten, die dem Anwender die Durchführung bestimmter Techniken erleichtern.Such instructions are contained in the present description of the invention contained execution descriptions, which allow the user, the or to use the method (s) according to the invention. In addition, the instructions  Contain information from the prior art, which the user Facilitate certain techniques.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Peptidderivats oder des erfindungsgemäßen Kits zur Bestimmung der Aktivität von Enzymen oder zur Identifizierung von Inhibitoren oder Aktivatoren von Enzymen.Another particular embodiment of the invention relates to the use of the Peptide derivative according to the invention or the kit according to the invention for Determination of the activity of enzymes or for the identification of inhibitors or Activators of enzymes.

Diese und andere Ausführungsformen sind dem Fachmann offenbart und offensichtlich und sind umfaßt durch die Beschreibung und die Beispiele der vorliegenden Erfindung. Weiterführende Literatur kann zu einer der oben angeführten Methoden, Mittel und Verwendungen, die im Sinne der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, dem Stand der Technik entnommen werden, z. B. aus öffentlichen Bibliotheken unter z. B. der Benutzung von elektronischen Hilfsmitteln. Zu diesem Zweck bieten sich unter anderem öffentliche Datenbanken an wie die "Medline", die über Internet zur Verfügung stehen, z. B. unter der Adresse http:/ / www.ncbi.nlm.nhi.gov/PubMed/medline.html. Weitere Datenbanken und Adressen sind dem Fachmann geläufig und können aus dem Internet entnommen werden, z. B. unter der Adresse http:/ / www.lycos.com. Eine Übersicht über Quellen und Informationen zu Patenten bzw. Patentanmeldungen in der Biotechnologie ist in Berks, TIBTECH 12 (1994), 352-364 gegeben.These and other embodiments are disclosed to those skilled in the art obvious and are embraced by the description and examples of the present invention. Further literature can be found in one of the above the methods, means and uses mentioned within the meaning of the present Invention can be applied, can be found in the prior art, e.g. B. from public libraries under z. B. the use of electronic Aids. For this purpose, there are, among other things, public databases like the "Medline" that are available on the Internet, e.g. B. at the address http: / / www.ncbi.nlm.nhi.gov/PubMed/medline.html. Other databases and Addresses are familiar to the expert and can be found on the Internet be, e.g. B. at the address http: / / www.lycos.com. An overview of sources and information on patents and patent applications in biotechnology is in Berks, TIBTECH 12 (1994), 352-364.

Die Figuren zeigen:The figures show:

Fig. 1 zeigt Registrierkurven des Übergangs vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des in Beispiel 1 verwendeten Peptidderivats in Reaktionslösungen ohne Enzym (4), mit Enzym (1) und zwei verschiedenen Effektoren, die inhibitorisch auf die enzymatische Aktivität wirken (2, 3). Die als Enzym eingesetzte Peptidylprolyl­ cis/trans-Isomerase PIN 1 katalysiert den Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand, der bei dem eingesetzten Peptidderivat auf der cis/trans-Isomerisierung der Phosphoseryl-Prolyl- Peptidbindung beruht. Fig. 1 recording curves showing the transition from the strained in the non-tightened state of the peptide derivative used in Example 1 in the reaction solutions without enzyme (4) with enzyme (1) and two different effectors (2, 3) have an inhibitory effect on the enzymatic activity . The peptidylprolyl cis / trans isomerase PIN 1 used as an enzyme catalyzes the transition from the strained to the untensioned state, which is based on the cis / trans isomerization of the phosphoseryl-prolyl-peptide bond in the peptide derivative used.

Fig. 2 zeigt Registrierkurven verschiedener Kinetiken einer Protease (α- Chymotrypsin), deren Aktivität mit Hilfe des Peptidderivats aus Beispiel 2 gemessen wurde. Der Anstieg der Fluoreszenz in der Reaktionslösung ohne Enzym (4), geht ausschließlich auf den Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand zurück, der bei dem eingesetzten Peptidderivat auf der cis/trans-Isomerisierung der Alanyl-Prolyl-Peptidbindung zurückzuführen ist. Bei den Reaktionslösungen mit Enzym beruht der Anstieg der Fluoreszenz zusätzlich zum Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand auf der proteolytischen Abspaltung von p-Nitroanilin (NHNp) vom Peptidderivat (1 bis 3). Im Vergleich zu der Reaktionslösung mit Enzym und ohne Effektor (1) zeigen die Reaktionen mit zugesetzten inhibitorisch wirksamen Effektoren deutlich niedrigere Übergangsgeschwindigkeiten (2 und 3). Fig. 2 shows various curves registration kinetics of a protease (α- chymotrypsin) whose activity was measured using the peptide derivative of Example 2. The increase in fluorescence in the reaction solution without enzyme (4) is due exclusively to the transition from the strained to the unstrained state, which is due to the cis / trans isomerization of the alanyl prolyl peptide bond in the peptide derivative used. In the reaction solutions with enzyme, the increase in fluorescence, in addition to the transition from the strained to the unstrained state, is due to the proteolytic cleavage of p-nitroaniline (NHNp) from the peptide derivative (1 to 3). Compared to the reaction solution with enzyme and without effector (1), the reactions with added inhibitory effectors show significantly lower transition speeds (2 and 3).

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung:The following examples illustrate the invention:

Methodischer HintergrundMethodological background

Die in den nachfolgenden Beispielen verwendeten Peptidderivate wurden im wesentlichen nach dem Festphasen-Peptidsynthese-Verfahren unter Verwendung von Fluorenyloxycarbonyl-geschützten Aminosäure-Derivaten mit einem automatischen Peptidsynthetisierer hergestellt. Als Ausgangsprodukte dienten kommerziell erhältliche Aminosäuren bzw. Fluorochrome, die an den Seitengruppen geschützt sind. Die Addition der Aminosäuren erfolgte mit einer Effizienz von 95-98% je Additionsschritt. Die Schutzgruppen wurden anschließend durch 96% Trifluoressigsäure/2% Wasser/2% Tributylsilan/2% Phenol entfernt. Die Aufreinigung der Peptidderivate erfolgte durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) unter Nutzung eines Acetonitril/Wasser-Gradienten-Systems. Der Reinheitsgrad der erhaltenen Peptid-Derivate wurde durch analytische HPLC und durch Kappilar- Elektrophorese bestimmt. Die Identität der Verbindungen wurde durch massenspektrometrische Methoden geprüft. Zur Erzeugung des verspannten Zustands wurde in den aufgereinigten Peptidderivaten eine Disulfidbrückenbindung zwischen den für B1 und B2 enthaltenen Cysteinen induziert, wie in Albericio (Int. J. Peptide Prot. Res. 37 (1991), 402) beschrieben.The peptide derivatives used in the following examples were in essentially using the solid phase peptide synthesis method of fluorenyloxycarbonyl-protected amino acid derivatives with a automatic peptide synthesizer. Served as starting products commercially available amino acids or fluorochromes, which are on the side groups are protected. The amino acids were added with an efficiency of 95-98% per addition step. The protecting groups were then replaced by 96% Trifluoroacetic acid / 2% water / 2% tributylsilane / 2% phenol removed. The purification the peptide derivatives were carried out by high pressure liquid chromatography (HPLC) using an acetonitrile / water gradient system. The purity of the Peptide derivatives obtained were determined by analytical HPLC and by capillary Electrophoresis determined. The identity of the connections was established by  mass spectrometric methods tested. To generate the braced The disulfide bond in the purified peptide derivatives became state between the cysteines contained for B1 and B2, as in Albericio (Int. J. Peptide Prot. Res. 37 (1991), 402).

Beispiel 1example 1 Bestimmung der Wirkung von Effektoren auf eine Peptidylprolyl- cis/trans-IsomeraseDetermination of the effect of effectors on a peptidyl prolyl cis / trans isomerase

Folgende Lösungen werden hergestellt:
Substratlösung: 2 mg/ml Abz-Cys-Ser(PO3)-Pro-Ala-Cys-Phe-NHNp in DMSO (Abz: Aminobenzoesäure; NHNp: para-Nitroanilin)
Enzymlösung: 5 mM Lösung von humanem PIN 1 in 50 mM Hepes-Puffer, pH 7.5
Effektorlösungen: 0.1 mg/ml Juglon Substanz in DMSO
Starterlösung: 250 mM DTT in 50 mM Hepes-Puffer, pH 7.5
The following solutions are made:
Substrate solution: 2 mg / ml Abz-Cys-Ser (PO 3 ) -Pro-Ala-Cys-Phe-NHNp in DMSO (Abz: aminobenzoic acid; NHNp: para-nitroaniline)
Enzyme solution: 5 mM solution of human PIN 1 in 50 mM Hepes buffer, pH 7.5
Effector solutions: 0.1 mg / ml Juglon substance in DMSO
Starter solution: 250 mM DTT in 50 mM Hepes buffer, pH 7.5

In eine handelsübliche Titerplatte mit 384 Reaktionskammern werden je Kammer 2 µl Substratlösung, 1 µl Effektorlösung und 20 µl Enzymlösung pipettiert. In den Kontrollansätzen mit und ohne Enzym, beide jeweils ohne Effektor, werden die Enzym- und Effektorlösungen durch entsprechende Volumina 50 mM Hepes-Puffer, pH 7,5 bzw. DMSO ersetzt. Zur Minderung von Pipettierfehlern kann es von Vorteil sein, aus den entsprechenden Mengen Enzym- und Substratlösung eine solche Mischung zu erzeugen, daß beim Pipettieren von 22 µl dieser Mischung je Kammer die gleichen Konzentrationen erreicht werden, wie beim Pipettieren der Einzelvolumina. Die Platte wird dann bei 6°C über eine Vorinkubationszeit von 20 Minuten so gelagert, daß jede der Reaktionskammern nach 20 Minuten eine Temperatur von 6°C aufweist. Die eigentliche Reaktion wird durch Zugabe von jeweils 20 µl Starterlösung gestartet.2 µl per chamber are placed in a standard titer plate with 384 reaction chambers Pipette substrate solution, 1 µl effector solution and 20 µl enzyme solution. In the Control approaches with and without enzyme, both without effector, are the Enzyme and effector solutions using appropriate volumes of 50 mM Hepes buffer, pH 7.5 or DMSO replaced. It can be beneficial to reduce pipetting errors be one from the appropriate amounts of enzyme and substrate solution Generate mixture that when pipetting 22 µl of this mixture per chamber the same concentrations can be reached as when pipetting the Individual volumes. The plate is then at 6 ° C for a pre-incubation period of 20 Minutes so that each of the reaction chambers after 20 minutes Has temperature of 6 ° C. The actual reaction is done by adding 20 µl starter solution each started.

Bei sachgemäßer Temperaturkonstanz von 6°C während der Meßzeit und dem Erreichen einer homogenen Durchmischung der Reaktionslösungen enthaltend Substrat-, Enzym- und Effektorlösung mit der Starterlösung lassen sich bei Anregung der Fluoreszenz mit einer UV-Lampe mit einem Anregungsspektralbereich zwischen 250 und 330 nm in jeder einzelnen Reaktionskammer die Zunahme von sichtbarem Licht bei 420 nm registrieren. Bereits der visuelle Vergleich der erhaltenen Registrierkurven (Fig. 1) ermöglicht die Identifikation von Effektoren, die in dem vorliegenden Beispiel eindeutig inhibitorisch auf das Enzym PIN I wirken.With proper temperature constancy of 6 ° C during the measuring time and reaching a homogeneous mixing of the reaction solutions containing substrate, enzyme and effector solution with the starter solution, each can be excited with a UV lamp with an excitation spectral range between 250 and 330 nm when the fluorescence is excited single reaction chamber register the increase in visible light at 420 nm. Even the visual comparison of the registration curves obtained ( FIG. 1) enables the identification of effectors which, in the present example, have a clearly inhibitory effect on the enzyme PIN I.

Beispiel 2Example 2 Bestimmung der Wirkung von Effektoren auf eine ProteaseDetermination of the effect of effectors on a protease

Folgende Lösungen werden hergestellt:
Substratlösung: 2 mg/ml Abz-Cys-Ala-Pro-Ala-Cys-Phe-NHNp in DMSO
Enzymlösung: 1 nM Lösung von α-Chymotrypsin in 50 mM Hepes-Puffer, pH 7.5
Effektorlösungen: 0,1 mg/ml Eglin C in DMSO
Starterlösung: 250 mM DTT in 50 mM Hepes-Puffer, pH 7.5
The following solutions are made:
Substrate solution: 2 mg / ml Abz-Cys-Ala-Pro-Ala-Cys-Phe-NHNp in DMSO
Enzyme solution: 1 nM solution of α-chymotrypsin in 50 mM Hepes buffer, pH 7.5
Effector solutions: 0.1 mg / ml Eglin C in DMSO
Starter solution: 250 mM DTT in 50 mM Hepes buffer, pH 7.5

In eine handelsübliche Titerplatte mit 384 Reaktionskammern werden je Kammer 2 µl Substratlösung, 1 µl Effektorlösung und 20 µl Enzymlösung pipettiert. In den Kontrollansätzen mit und ohne Enzym, beide jeweils ohne Effektor, werden die Enzym- und Effektorlösungen durch entsprechende Volumina 50 mM Hepes-Puffer, pH 7,5 bzw. DMSO ersetzt. Zur Minderung von Pipettierfehlern kann es von Vorteil sein, aus den entsprechenden Mengen Enzym- und Substratlösung eine solche Mischung zu erzeugen, daß bei Pipettieren von 22 µl dieser Mischung je Kammer die gleichen Konzentrationen erreicht werden, wie beim Pipettieren der Einzelvolumina. Die Platte wird dann bei 30°C über eine Vorinkubationszeit von 20 Minuten so gelagert, daß jede der Reaktionskammern nach 20 Minuten eine Temperatur von 30°C aufweist. Die eigentliche Reaktion wird durch Zugabe von jeweils 20 µl Starterlösung gestartet.2 µl per chamber are placed in a standard titer plate with 384 reaction chambers Pipette substrate solution, 1 µl effector solution and 20 µl enzyme solution. In the Control approaches with and without enzyme, both without effector, are the Enzyme and effector solutions using appropriate volumes of 50 mM Hepes buffer, pH 7.5 or DMSO replaced. It can be beneficial to reduce pipetting errors be one from the appropriate amounts of enzyme and substrate solution Generate mixture that when pipetting 22 ul of this mixture per chamber same concentrations can be achieved as when pipetting the individual volumes. The plate is then so at 30 ° C for a preincubation time of 20 minutes stored that each of the reaction chambers after 20 minutes a temperature of 30 ° C.  having. The actual reaction is carried out by adding 20 µl each Starter solution started.

Bei sachgemäßer Temperaturkonstanz von 30°C während der Meßzeit und dem Erreichen einer homogenen Durchmischung der Reaktionslösungen enthaltend. Substrat-, Enzym- und Effektorlösung mit der Starterlösung fassen sich bei Anregung der Fluoreszenz mit einer UV-Lampe mit einem Anregungsspektralbereich zwischen 250 und 330 nm in jeder einzelnen Reaktionskammer die Zunahme von sichtbarem Licht bei 420 nm registrieren. Bereits der visuelle Vergleich der erhaltenen Registrierkurven (Fig. 2) ermöglicht die Identifizierung von Effektoren, die in dem vorliegenden Beispiel eindeutig inhibitorisch auf α-Chymotrypsin wirken.With proper temperature constancy of 30 ° C during the measuring time and when homogeneous mixing of the reaction solutions is achieved. When the fluorescence is excited with a UV lamp with an excitation spectral range between 250 and 330 nm, substrate, enzyme and effector solutions with the starter solution register the increase in visible light at 420 nm in each individual reaction chamber. Even the visual comparison of the registration curves obtained ( FIG. 2) enables the identification of effectors which, in the present example, have a clearly inhibitory effect on α-chymotrypsin.

Beispiel 3Example 3 Screening nach Enzymaktivitäten mit Substratspezifität für Peptidderivate, die in dem durch geschlossene Bindung zwischen B1 und B2 stabilisierten verspannten Zustand vorliegenScreening for enzyme activities with substrate specificity for Peptide derivatives, which in the by closed bond between B1 and B2 stabilized tensioned condition

Es wurde beobachtet, daß beispielsweise Proteasen, wie z. B. Chymotrypsin, allerdings in sehr hohen Konzentrationen dazu in der Lage sind, Peptidderivate anzugreifen, die durch geschlossene B1-B2-Bindung stabilisiert im verspannten Zustand vorliegen. Dieser Befund gab Anlaß, nach Enzymen zu suchen, die solche verspannten Peptide bevorzugen. Dazu wurden folgende Lösungen hergestellt:
Substratlösung I: 2 mg/ml Abz-Cys-Ala-Pro-Ala-Cys-Tyr(NO2)-NH2 in DMSO.
(Tyr(NO2): meta-Nitrotyrosin)
Substratlösung II: zu 100 ml 35 mM HEPES-Puffer (pH 7.6) werden 20 µl Substratlösung I gegeben.
It has been observed that, for example, proteases such as e.g. B. chymotrypsin, but in very high concentrations are able to attack peptide derivatives that are stabilized by the closed B1-B2 bond in the strained state. This finding prompted the search for enzymes that prefer such strained peptides. The following solutions were made for this:
Substrate solution I: 2 mg / ml Abz-Cys-Ala-Pro-Ala-Cys-Tyr (NO 2 ) -NH 2 in DMSO.
(Tyr (NO 2 ): meta-nitrotyrosine)
Substrate solution II: 20 μl of substrate solution I are added to 100 ml of 35 mM HEPES buffer (pH 7.6).

Die Substratlösung II ist bei Raumtemperatur ca. 8 Stunden stabil. Es werden Fraktionen biologischer Lösungen eingesetzt, in denen eine enzymatische Aktivität vermutet wird, die geeignet ist, entweder die Bindung zwischen B1 und B2 zu lösen oder aber zumindest eine der Verbindungen A und D vom Peptidderivat abzuspalten. In eine handelsübliche Titerplatte mit 384 Reaktionskammern werden je Kammer 10 µl biologische Lösung pipettiert. Nach Equlibrieren der Titerplatte bei Raumtemperatur für 20 min wird die Reaktion durch Zugabe von 60 µl Substratlösung II gestartet. Bei sachgemäßer homogener Durchmischung der Lösungen lassen sich bei Anregung der Fluoreszenz mit einer UV-Lampe mit einem Anregungsspektralbereich zwischen 250 und 330 nm in jeder einzelnen Reaktionskammer die Zunahme von sichtbarem Licht bei 420 nm registrieren. Der visuelle Vergleich der erhaltenen Registrierkurven dient zum Auffinden einer Enzymaktivität, deren Substrat die verspannte Substratform ist. Substrate solution II is stable for about 8 hours at room temperature. It will Fractions of biological solutions used in which an enzymatic activity is suspected, which is suitable for either breaking the bond between B1 and B2 or else cleave off at least one of the compounds A and D from the peptide derivative. 10 µl per chamber are placed in a standard titer plate with 384 reaction chambers pipetted biological solution. After equilibrating the titer plate with The reaction is carried out at room temperature for 20 min by adding 60 μl of substrate solution II started. If the solutions are mixed properly and homogeneously, when fluorescence is excited with a UV lamp with a Excitation spectral range between 250 and 330 nm in each one Reaction chamber register the increase in visible light at 420 nm. The Visual comparison of the registration curves obtained is used to find one Enzyme activity, the substrate of which is the strained substrate shape.  

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LOG

Claims (22)

1. Peptidderivat mit der allgemeinen Formel
A-B1-C1-C2-C3-B2-D;
wobei C1, C2 und C3 Verbindungen sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aminosäuren, N-Alkyl-Aminosäuren, Peptiden, Peptidderivaten, Peptoiden und Verbindungen, die sich in Peptidketten einbauen lassen;
wobei B1 und B2 Verbindungen sind, die untereinander eine chemische Bindung ausbilden können;
wobei bei Ausbildung der Bindung zwischen B1 und B2 das Peptidderivat in einem verspannten Zustand vorliegt;
wobei sich die Bindung zwischen B1 und B2 leicht lösen läßt und der verspannte Zustand daraufhin in einen nicht verspannten Zustand übergeht; und
wobei A und D Gruppierungen sind, die die Messung des Übergangs vom verspannten in den nicht verspannten Zustand oder die direkte Messung einer Enzymreaktion aufgrund der Änderung eines optischen Signals erlauben.
1. Peptide derivative with the general formula
A-B1-C1-C2-C3-B2-D;
wherein C1, C2 and C3 are compounds selected from the group consisting of amino acids, N-alkyl amino acids, peptides, peptide derivatives, peptoids and compounds which can be incorporated into peptide chains;
where B1 and B2 are compounds which can form a chemical bond with one another;
the peptide derivative being in a tense state when the bond between B1 and B2 is formed;
the bond between B1 and B2 can easily be released and the tensioned state then changes to an untensioned state; and
where A and D are groupings which allow the measurement of the transition from the tensioned to the non-tensioned state or the direct measurement of an enzyme reaction due to the change in an optical signal.
2. Peptidderivat nach Anspruch 1, wobei B1 und B2 jeweils Cystein ist.2. A peptide derivative according to claim 1, wherein B1 and B2 are each cysteine. 3. Peptidderivat nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren zur Lösung der Bindung zwischen B1 und B2 die Anwendung eines Lichtblitzes oder einer anderen elektromagnetischen Strahlung oder die Zugabe eines chemischen Reagens ist.3. Peptide derivative according to claim 1 or 2, wherein the method for solving the Binding between B1 and B2 using a flash of light or a other electromagnetic radiation or the addition of a chemical Reagent is. 4. Peptidderivat nach Anspruch 3, wobei das chemische Reagens eine reduzierende Verbindung ist.4. A peptide derivative according to claim 3, wherein the chemical reagent is a reducing connection is. 5. Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei A und D Gruppierungen sind, die Farbstoffe enthalten, die bei Anregung mit Licht einer geeigneten Wellenlänge fluoreszieren, oder Gruppierungen sind, die Farbstoffe enthalten, die eine Farbänderung zeigen.5. Peptide derivative according to one of claims 1 to 4, wherein A and D Groupings are those that contain dyes that when excited with light  appropriate wavelength fluoresce, or are groupings that Contain dyes that show a change in color. 6. Peptidderivat nach Anspruch 5, wobei sich die Fluoreszenz der in den Gruppierungen enthaltenen fluoreszierenden Farbstoffe im verspannten Zustand des Peptidderivats durch einen Quench-Effekt aufhebt oder vermindert.6. peptide derivative according to claim 5, wherein the fluorescence of the in Groupings contain fluorescent dyes in the strained Cancels the state of the peptide derivative by means of a quench effect or reduced. 7. Peptidderivat nach Anspruch 6, wobei A eine Gruppierung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: 2-Aminobenzoesäure, D,L-2-Amino-3-(7-methoxy- 4-cumaryl)propansäure, Coumarin, Quinolinon, 4-(4'- Dimethylaminobenzenazo)benzoesäure (Dabsyl) und 5-(2'- Aminoethylamino)naphtalensulfonsäure (EDANS); und D eine Gruppierung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: 4-Nitroanilin, Aminoacyl-4- Nitroanilin, 3-Nitrotyrosin, Aminoacyl-3-Nitrotyrosin, Tryptophan und Aminoacyl-Tryptophan.7. A peptide derivative according to claim 6, wherein A is a group selected from the group consisting of: 2-aminobenzoic acid, D, L-2-amino-3- (7-methoxy- 4-cumaryl) propanoic acid, coumarin, quinolinone, 4- (4'- Dimethylaminobenzenazo) benzoic acid (dabsyl) and 5- (2'- Aminoethylamino) naphthalene sulfonic acid (EDANS); and D is a grouping selected from the group consisting of: 4-nitroaniline, aminoacyl-4- Nitroaniline, 3-nitrotyrosine, aminoacyl-3-nitrotyrosine, tryptophan and Aminoacyl tryptophan. 8. Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich das optische Signal, das von A und D ausgeht, sich zusätzlich zum verspannten und nicht verspannten Zustand des Peptidderivats von dem Zustand unterscheidet, der vorliegt, wenn die chemische Verbindung zwischen A und D oder zwischen einem in A oder D enthaltenen Farbstoff und dem restlichen Peptidderivat durch enzymatische Katalyse getrennt wurde.8. Peptide derivative according to one of claims 1 to 7, wherein the optical Signal emanating from A and D, in addition to the tense and not strained state of the peptide derivative differs from the state that is present when the chemical bond between A and D or between a dye contained in A or D and the rest of the peptide derivative was separated by enzymatic catalysis. 9. Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der verspannte Zustand die cis-Konformation mindestens einer der chemischen Bindungen innerhalb der Verbindungen C1 bis C3 ist und der nicht verspannte Zustand die trans-Konformation der Bindung ist.9. peptide derivative according to any one of claims 1 to 8, wherein the strained State the cis conformation of at least one of the chemical bonds is within the connections C1 to C3 and the untensioned state is the trans conformation of the bond. 10. Peptidderivat nach Anspruch 9, wobei die Bindung eine Peptidbindung zwischen der Aminogruppe eines Prolinrests oder eines Derivats davon und der Carboxygruppe der benachbarten Aminosäure ist. 10. A peptide derivative according to claim 9, wherein the binding is a peptide bond between the amino group of a proline residue or a derivative thereof and the carboxy group of the adjacent amino acid.   11. Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Peptidderivat auch im verspannten Zustand für eine zu testende Enzymaktivität ein Substrat darstellt.11. A peptide derivative according to any one of claims 1 to 10, wherein the peptide derivative a substrate even in the tensioned state for an enzyme activity to be tested represents. 12. Kit umfassend das Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, eine Vorrichtung oder ein Reagens zum Lösen der Verbindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat, eine oder mehrere Pufferlösungen und/oder ein oder mehrere Enzyme, für die das Peptidderivat ein Substrat darstellt.12. Kit comprising the peptide derivative according to any one of claims 1 to 11, one Device or reagent for releasing the connection between B1 and B2 in the peptide derivative, one or more buffer solutions and / or one or several enzymes for which the peptide derivative is a substrate. 13. Verfahren zur Bestimmung der Aktivität eines Enzyms, für das das Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder Teile davon ein Substrat darstellt, bestehend aus den Schritten
  • a) Mischen einer geeigneten Menge des Peptidderivats nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in jeweils einer für die Aktivität des Enzyms geeigneten Reaktionslösung mit und ohne dem Enzym;
  • b) Starten der Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat;
  • c) Messen des optischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit; und
  • d) Bestimmen der Aktivität des Enzyms durch Bestimmen der Differenz der Geschwindigkeiten der Änderung des optischen Signals in den Reaktionslösungen mit und ohne dem Enzym.
13. A method for determining the activity of an enzyme for which the peptide derivative according to any one of claims 1 to 10 or parts thereof is a substrate, consisting of the steps
  • a) mixing a suitable amount of the peptide derivative according to any one of claims 1 to 10 in a reaction solution suitable for the activity of the enzyme with and without the enzyme;
  • b) starting the reaction by breaking the bond between B1 and B2 in the peptide derivative;
  • c) measuring the optical signal as a function of time; and
  • d) determining the activity of the enzyme by determining the difference in the rates of change of the optical signal in the reaction solutions with and without the enzyme.
14. Verfahren zur Bestimmung, ob ein Effektor ein Inhibitor oder ein Aktivator eines Enzyms ist, für das das Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder Teile davon ein Substrat darstellt, bestehend aus den Schritten
  • a) Mischen geeigneter Mengen des Peptidderivats nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und des Enzyms in jeweils einer für die Aktivität des Enzyms geeigneten Reaktionslösung mit und ohne dem Effektor;
  • b) Starten der Reaktion durch Lösen der Verbindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat;
  • c) Messen des optischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit; und
  • d) Feststellen, daß der Effektor
    • a) ein Inhibitor ist, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit dem Effektor kleiner ist als in der Reaktionslösung ohne dem Effektor; oder
    • b) ein Aktivator ist, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit dem Effektor in der Reaktionslösung mit dem Effektor größer ist als in der Reaktionslösung ohne dem Effektor.
14. A method for determining whether an effector is an inhibitor or an activator of an enzyme for which the peptide derivative according to any one of claims 1 to 10 or parts thereof is a substrate, consisting of the steps
  • a) mixing suitable amounts of the peptide derivative according to any one of claims 1 to 10 and the enzyme in a reaction solution suitable for the activity of the enzyme with and without the effector;
  • b) starting the reaction by releasing the connection between B1 and B2 in the peptide derivative;
  • c) measuring the optical signal as a function of time; and
  • d) Determine that the effector
    • a) is an inhibitor if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the effector is less than in the reaction solution without the effector; or
    • b) is an activator if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the effector in the reaction solution with the effector is greater than in the reaction solution without the effector.
15. Verfahren zum Screening eines Inhibitors oder eines Aktivators eines Enzyms, für das das Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder Teile davon ein Substrat darstellt, bestehend aus den Schritten
  • a) Mischen geeigneter Mengen des Peptidderivats nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und des Enzyms in jeweils einer für die Aktivität des Enzyms geeigneten Reaktionslösung mit und ohne einer Probe, die eine einzelne oder eine Vielzahl von Verbindungen enthält, die Kandidaten für einen Inhibitor oder Aktivator sind;
  • b) Starten der Reaktion durch Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat;
  • c) Messen des optischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit, und
  • d) Feststellen, daß die Probe
    • a) inhibitorische Aktivität besitzt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit dem Effektor in der Reaktionslösung mit der Probe kleiner ist als in der Reaktionslösung ohne der Probe; oder
    • b) aktivierende Aktivität besitzt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung des optischen Signals in der Reaktionslösung mit dem Effektor der Reaktionslösung mit der Probe größer ist als in der Reaktionslösung ohne der Probe.
15. A method for screening an inhibitor or an activator of an enzyme for which the peptide derivative according to any one of claims 1 to 10 or parts thereof is a substrate, consisting of the steps
  • a) Mixing appropriate amounts of the peptide derivative according to any one of claims 1 to 10 and the enzyme in a reaction solution suitable for the activity of the enzyme, with and without a sample containing a single or a plurality of compounds, the candidates for an inhibitor or activator are;
  • b) starting the reaction by breaking the bond between B1 and B2 in the peptide derivative;
  • c) measuring the optical signal as a function of time, and
  • d) Determine that the sample
    • a) has inhibitory activity if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the effector in the reaction solution with the sample is less than in the reaction solution without the sample; or
    • b) has activating activity if the rate of change of the optical signal in the reaction solution with the effector of the reaction solution with the sample is greater than in the reaction solution without the sample.
16. Verfahren nach Anspruch 16, zusätzlich umfassend den Schritt
  • a) Unterteilen der Probe, für die in Schritt (d) inhibitorische oder aktivierende Aktivität festgestellt wurde, und Wiederholen der Schritte (a) bis (d), bis der in der Probe enthaltene Inhibitor oder Aktivator gereinigt vorliegt.
16. The method according to claim 16, additionally comprising the step
  • a) Subdivide the sample for which inhibitory or activating activity was determined in step (d), and repeat steps (a) to (d) until the inhibitor or activator contained in the sample is present in a purified form.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Änderung des optischen Signals zumindest teilweise auf dem Übergang vom verspannten in den nicht verspannten Zustand des Peptidderivats beruht.17. The method according to any one of claims 13 to 16, wherein the change of optical signal at least partially on the transition from tensioned to is based on the untensioned state of the peptide derivative. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Änderung des optischen Signals bei Enzymreaktionen mit Enzym zumindest teilweise auf der Trennung der chemischen Verbindung zwischen den Verbindungen A und D des Peptidderivats oder auf der Trennung des in A oder D enthaltenen Farbstoffs vom restlichen Peptidderivat beruht.18. The method according to any one of claims 13 to 16, wherein the change of optical signal in enzyme reactions with enzyme at least partially the separation of the chemical bond between compounds A and D of the peptide derivative or on the separation of that contained in A or D. Dye based on the rest of the peptide derivative. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die Reaktionslösung in Schritt (a) zur Homogenität vermischt wird.19. The method according to any one of claims 13 to 18, wherein the reaction solution in Step (a) is mixed to homogeneity. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei das Enzym eine Protease, Peptidylprolyl-cis/trans-Isomerase, Kinase, Phosphatase, Glykosidase oder Lipase/Esterase ist.20. The method according to any one of claims 13 to 19, wherein the enzyme is a Protease, peptidylprolyl-cis / trans isomerase, kinase, phosphatase, Is glycosidase or lipase / esterase. 21. Kit umfassend das Peptidderivat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, eine Vorrichtung oder ein Reagens zum Lösen der Bindung zwischen B1 und B2 im Peptidderivat, eine oder mehrere Pufferlösungen, ein oder mehrere Enzyme, für die das Peptidderivat ein Substrat darstellt, und/oder eine Anleitung zur Durchführung des oder der Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20.21. Kit comprising the peptide derivative according to one of claims 1 to 11, one Device or reagent for releasing the bond between B1 and B2 in the peptide derivative, one or more buffer solutions, one or more Enzymes for which the peptide derivative is a substrate and / or a Instructions for performing the procedure or procedures according to at least one of claims 13 to 20. 22. Verwendung des Peptidderivats nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder des Kits nach Anspruch 12 oder 21 zur Bestimmung der Aktivität von Enzymen oder zur Identifizierung von Inhibitoren oder Aktivatoren von Enzymen.22. Use of the peptide derivative according to one of claims 1 to 11 or of Kits according to claim 12 or 21 for determining the activity of enzymes or to identify inhibitors or activators of enzymes.
DE2000123743 2000-05-15 2000-05-15 Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities Ceased DE10023743A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000123743 DE10023743A1 (en) 2000-05-15 2000-05-15 Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities
PCT/EP2001/005461 WO2001088178A2 (en) 2000-05-15 2001-05-14 Peptide substrates for direct measuring of enzyme activities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000123743 DE10023743A1 (en) 2000-05-15 2000-05-15 Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10023743A1 true DE10023743A1 (en) 2001-11-29

Family

ID=7642102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000123743 Ceased DE10023743A1 (en) 2000-05-15 2000-05-15 Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10023743A1 (en)
WO (1) WO2001088178A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071103A1 (en) * 2004-01-22 2005-08-04 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method for identifying and producing effectors of calmodulin-dependent peptidyl-prolyl cis/trans isomerases

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006039615A1 (en) * 2006-08-24 2008-03-13 Leibniz-Institut Für Pflanzenbiochemie Ester Elongation Method for the Sequence-Driven Construction of Alternate Peptide Peptoid Polymers (Peptide Peptoid Polymers)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6025485A (en) * 1997-02-14 2000-02-15 Arcaris, Inc. Methods and compositions for peptide libraries displayed on light-emitting scaffolds
ATE296350T1 (en) * 1999-06-14 2005-06-15 Genentech Inc STRUCTURED PEPTIDE SCAFFOLD FOR DISPLAYING TURNED LIBRARIES ON PHAGE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FIRMENKATALOG BACHEM, 2000, S. 4,15,472,474,491, 569,573 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071103A1 (en) * 2004-01-22 2005-08-04 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method for identifying and producing effectors of calmodulin-dependent peptidyl-prolyl cis/trans isomerases

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001088178A3 (en) 2002-05-23
WO2001088178A2 (en) 2001-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0876609B1 (en) Screening natural samples for new therapeutic compounds using capillary electrophoresis
Jessani et al. The development and application of methods for activity-based protein profiling
DE60002562T2 (en) A SYSTEM FOR CELL-BASED SERIES EXAMINATIONS
DE69432589T2 (en) SUBSTRATES FOR TRANSFER OF FLUORESCENT ENERGY
US8163661B2 (en) Luminescence measurement system
US8304196B2 (en) In situ analysis of tissues
WO1997022000A9 (en) Screening natural samples for new therapeutic compounds using capillary electrophoresis
EP1781807B1 (en) Fluorescence-based kinetic determination of transglutaminase activity
Terentyeva et al. Time-resolved single molecule fluorescence spectroscopy of an α-chymotrypsin catalyzed reaction
CA2315051C (en) Capillary electrophoretic methods to detect new biologically active compounds in complex biological material
JP2004502130A (en) Methods for identifying compounds that bind to a target species under isothermal denaturation
EP1307482B1 (en) Two coloured fluorimetric protease assay
DE10023743A1 (en) Peptide substrates for the direct measurement of enzymatic activities
WO2002066982A1 (en) Analysis of modification and demodification of proteins with ubiquitin-related proteins by means of fret (fluorescence resonance energy transfer)
DE102007017051A1 (en) Fluorescent probe comprises two complementary hybridization sequences that are separated by a peptide with a recognition sequence for a target molecule, which also separates a donor chromophore from an acceptor chromophore
EP2122364B1 (en) Method for identifying the agonistic activity of a target compound on a potassium channel
Cheng et al. Monitoring intracellular oxidative events using dynamic spectral unmixing microscopy
EP1678483A1 (en) Direct observation of molecular modifications in biological test systems by measuring fluorescence lifetime
EP1385982A2 (en) Methods and means for detecting enzymatic cleavage and linkage reactions
WO2004092211A1 (en) Non-fluorescent report protein activateable by proteolyse for fluorescence and the use thereof for detecting protease-depending events
EP1218535A2 (en) Method for the detection of oxidized forms of soluble guanylate cyclase
EP0655135B1 (en) Random generation and bio-specific selection of chemical compounds
EP1504267B1 (en) Solid-phase assisted spectroscopic and spectrometric analysis of complex biopolymer mixtures
Schenk et al. Illuminating the Path to Enhanced Bioimaging by Phosphole‐based Fluorophores
EP1984739A1 (en) Method and diagnostic kit for simultaneous identification and quantification of individual biomolecules or biomolecules which are present in mixtures and their modifications

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection