DE3822406A1 - Verfahren zur herstellung von nucleinsaeurederivaten und verfahren zur herstellung von diese enthaltenden medizinischen zusammensetzungen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von nucleinsaeurederivaten und verfahren zur herstellung von diese enthaltenden medizinischen zusammensetzungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nucleinsäurederivaten
und ein Verfahren zur Herstellung von diese Derivate
enthaltenden medizinischen Zusammensetzungen.
Nucleinsäuren bestehen aus Purinringen oder Pyrimidinringen und
an diese Ringe gebundener Ribose oder dergleichen Zuckern, wobei
diese konstitutionellen Elemente miteinander oder über eine Phosphatbrücke
unter Bildung einer Kettenstruktur verbunden sind.
Unter den Nucleinsäuren ist RNA (Ribonucleotidpolymer) eine makromolekulare
Verbindung mit Kettenstruktur mit Ribose als Zucker,
wobei die Zuckergruppen miteinander über eine Phosphatbrücke durch
die Diesterbindung verbunden sind. Bei den doppelsträngigen Nucleinsäuren
sind die Purinring- oder Pyrimidinringgruppen der die
Nucleinsäure bildenden Basen (beispielsweise Inosin, Adenosin,
Cytidin, Uridin usw.) durch eine sogenannte komplementäre Wasserstoffbrückenbindung
verbunden, wobei eine sterische Doppelhelixstruktur
erhalten wird. Da von Nucleinsäuren mit doppelsträngiger
Struktur erwartet wird, daß sie nützliche physiologische Funktionen
haben, sind diese Nucleinsäuren bisher zahlreichen Untersuchungen
unterzogen worden (Biochemical and Biophysical Research Communications,
58, 1974, usw.).
Unter den Nucleinsäuren dieser Art gibt es als eine synthetische
doppelsträngige RNA Polyinosinsäure/Polycytidylsäure-Derivat,
das nachstehend als "Poly-I/Poly-C"-Derivat bezeichnet wird; die
Polyinosinsäure, die eine Bestandteilgruppe dieses Derivats ist,
wird als "Poly-I" und die Polycytidylsäue als "Poly-C" bezeichnet.
In neuerer Zeit sind zahlreiche natürliche und synthetische doppelsträngige
RNAs mit interferoninduzierender Fähigkeit bekanntgeworden
(Field et al., Proc. Nat. Acad. Sci., U. S., 58, 1004, 1967;
Field et al., Proc. Nat. Acad. Sci., U. S., 58, 2102, 1967; Field
et al., Proc. Nat. Acad. Sci., U. S., 61, 340, 1968; Tytell et al.,
Proc. Nat. Acad. Sci., U. S., 58, 1719, 1967; Field et al., J. Gen.
Physiol., 56, 905, 1970; De Clercq et al., Methods in Enzymology,
78, 291, 1981).
Typische Beispiele für diese synthetischen Nucleinsäurederivate
sind nachstehend angeführt.
- (I) Homopolymer/Homopolymer-Komplexe (doppelsträngige Nucleinsäurepolymere
mit Poly-I/Poly-C als Elternstruktur:
- (1) Basenmodifizierte Derivate:
Polyinosinsäure/Poly(5-bromcytidylsäure);
Polyinosinsäure/Poly(2-thiocytidylsäure);
Poly(7-deazainosinsäure)/Polycytidylsäure);
Poly(7-deazainosinsäure)/Poly(5-bromcytidylsäure); - (2) Zuckermodifizierte Derivate:
Poly(2′-azidoinosinsäure)/Polycytidylsäure. - (3) Phosphorsäuremodifizierte Derivate:
Polyinosinsäure/Poly(cytidin-5′-thiophosphorsäure).
- (1) Basenmodifizierte Derivate:
- (II) Intern modifizierte Copolymere:
Poly(adenylsäure-uridylsäure). - (III) Homopolymer/Copolymer-Komplexe:
Polyinosinsäure/Poly(cytidylsäure,uridylsäure);
Polyinosinsäure/Poly(cytidylsäure,4-thiouridylsäure). - (IV) Synthetische Säure/Polykation-Komplexe:
Polyinosinsäure/Polycytidylsäure/Poly-L-lysin (nachstehend bezeichnet als "Poly-ICLC"). - (V) Andere:
Polyinosinsäure/Poly(1-vinylcytidylsäure).
Wie erwähnt, ist in neuerer Zeit über verschiedene Arten von doppelsträngigen
RNAs berichtet worden, insbesondere über Poly-I/Poly-C
als Elternkörper enthaltende Derivate. Bezüglich der Beziehung
zwischen der Struktur der Derivate und ihren Funktionen gibt
es für eine Reihe von Nucleinsäurederivaten einschließlich der genannten
eine gesicherte Theorie (De Clercq et al., Texas Reports
on Biology and Medicine, 41, 77, 1982).
Auf der Grundlage des vorstehend erläuterten Standes der Technik
wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß, wenn Poly-I/Poly-C und
verschiedene die Poly-I/Poly-C-Gruppe als Elternkörper enthaltende
Derivate davon kalibriert werden, so daß die insgesamte Molekülgrößenverteilung
der Derivate, ausgedrückt durch ihre Sedimentationskonstante,
innerhalb eines Bereiches von 4S bis 13S liegt
(oder, ausgedrückt durch die Basenanzahl der Derivate, 50 bis
10 000 oder in dieser Größenordnung beträgt), können die so kalibrierten
Derivate eine beachtlich niedrigere Toxizität aufweisen
und auch die nachstehend erläuterten physiologischen Eigenschaften
haben. Als Folge davon wurden Patentanmeldungen in Japan eingereicht
(japanische Patentanmeldung No. 62-1 67 433 und eine weitere
Patentanmeldung mit der Priorität dieser Anmeldung No. 62-1 67 433).
Neben den vorstehend erläuterten Untersuchungen wurde erfindungsgemäß
nach verschiedenen Mitteln geforscht mit dem Ziel, diese
Produkte effektiv herstellen zu können. Insbesondere wurde verschiedentlich
nach Methoden, Nucleinsäurederivate mit einer Molekülgrößenverteilung
von 50 bis 10 000 oder in dieser Größenordnung,
als Anzahl ihrer Basen, zu kalibrieren und doppelsträngige Nucleinsäurepolymere
aus zwei Arten von einsträngigen Nucleinsäurepolymeren
auszubilden, gesucht. Was die ersteren Methoden betrifft, so
wird der Vorgang der Begrenzung der Molekülgrößenverteilung der
Nucleinsäurederivate auf einen vorbestimmten Bereich nachstehend
als "Kalibrieren" (sizing) bezeichnet. Da das Kalibrieren bei dem
Verfahren nach der Erfindung von einer Umwandlung in niedermolekulare
Substanzen begleitet ist, bedeutet das Kalibrieren eine
"Ketten-Verkürzung". Diese letztere Maßnahme wird nachstehend als
"Erhitzen" (annealing) bezeichnet.
Das Basenpaar (nachstehend abgekürzt "BP"), das im allgemeinen als
die Einheit zum Repräsentieren der Molekülgröße der Nucleinsäuren
benutzt wird, kann zum Repräsentieren der Molekülgröße der Nucleinsäuren
anhand der Anzahl der die Nucleinsäure bildenden Basen verwendet
werden. (Beispielsweise bedeutet 10 BP, daß das doppelsträngige
Polymer aus 10 Basenpaaren besteht.) In der vorliegenden Beschreibung
wird neben den Nucleinsäurepolymeren auch auf andere
Nucleinsäurepolymere als die doppelsträngigen Bezug genommen, und
deshalb wird hier der Ausdruck "Basenanzahl (Anzahl der Basen)"
anstelle von "BP" zum Repräsentieren der Molekülgröße der Nucleinsäuren
verwendet. (Beispielsweise bedeutet ein Nucleinsäurepolymer
mit einer "Baseanzahl von 10", daß das Polymer 10 Basen enthält.)
Wenn die Molekülgröße der Nucleinsäure bestimmt oder identifiziert
werden soll, wird im allgemeinen in breitem Rahmen die sogenannte
Sedimentationskonstante (S-Wert) verwendet. Die Erfindung konnten
die vorstehend erwähnte Basenzahl der Nucleinsäure mit Hilfe der
Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) unter Verwendung
einer Gelfiltrationssäule oder der Elektrophorse (die nachstehend
noch im einzelnen erläutert sind) ermitteln, wobei doppelsträngige
DNAs (M13phage-DEN-Fragmente) mit bekannten Molekülgrößen als Anzeiger
verwendet werden und die Basenzahl der zu bestimmenden
Nucleinsäure auf der Basis der Anzahl des Vergleichs berechnet
wird.
Bislang ist die Sedimentationskonstante (S-Wert) verbreitet für
die Repräsentation des Molekulargewichts von makromolekularen Nucleinsäuresubstanzen
verwendet worden. Makromolekulare Nucleinsäuresubstanzen,
die im Handel sind, werden mit Hilfe ihrer S-Werte
repräsentiert. Wegen des Fortschritts der Experimentaltechniken in
den letzten Jahren wurde jedoch eine Methode zur genaueren Bestimmung
des Molekulargewichts von makromolekularen Substanzen
durch Anwendung der Gelelektrophorese, der Gelfiltrationschromatographie,
der Ionenaustauschchromatographie od. dgl. bereitgestellt,
so daß die Bestimmung der Kettenlänge der makromolekularen Nucleinsäuresubstanzen
möglich geworden ist. Bei der vorliegenden
Situation würde die Beziehung zwischen der Repräsentation des S-Wertes
und der Repräsentation der Kettenlänge problematisch werden.
Da insbesondere die jeweiligen Nucleinsäuremoleküle im Falle
der Repräsentation durch den S-Wert ihre Eigenwerte haben, gibt
es nicht immer irgendwelche Probleme in dem Punkt, ob die Repräsentation
durch den S-Wert und die Repräsentation durch die Kettenlänge
als Mittel zum Repräsentieren des Molekulargewichts der Nucleinsäuren
einander genau entsprechen können oder nicht.
Dementsprechend wird in Übereinstimmung mit dem konventionellen
Weg auf dem Gebiet der Nucleinsäurechemie für die Angabe des Molekulargewichts
der erfindungsgemäßen Nucleinsäurepolymeren die Repräsentation
durch den S-Wert gleichfalls in der Beschreibung der
vorliegenden Erfindung verwendet. Da jedoch der "S-Wert" durch
eine Methode erhalten wird, bei der das Molekulargewicht von makromolekularen
Nucleinsäuresubstanzen in Form der Molekülmasse als
Ganzes (oder in der Form des Molekülzustandes der Substanz) gemessen
wird, wird die Repräsentation auf der Basis der Messung der
Kettenlänge der Substanz (die die "Basenzahl" ist, wie vorstehend
erwähnt) ebenfalls hier neben dem genannten "S-Wert" genannt. Dies
geschieht vor allem deshalb, weil die Begrenzung der Molekulargewichtsverteilung
bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
genauer definiert werden muß.
In Übereinstimmung mit konventionellen Methoden zum Kalibrieren
von Poly-I/Poly-C und verschiedenen Derivaten davon mit dem
Poly-I/Poly-C als Elternkörper zur Gewinnung von kalibrierten
doppelkettigen Nucleinsäurepolymeren werden bereits existierende
doppelkettige Nucleinsäurepolymere zu niedermolekularen Verbindungen
zersetzt, oder alternativ werden einsträngige Nucleinsäuren
vor dem Erhitzen zu niedermolekularen Verbindungen hydrolysiert.
Die konventionellen Methoden sind jedoch zum Erzeugen des beabsichtigten
Produkts in großtechnischem Maßstab unzureichend, weil
das Kalibrieren eine lange Zeit erfordert und das Verfahren nicht
schnell durchgeführt werden kann. Außerdem sind die konventionellen
Methoden hinsichtlich der Produktausbeute nicht immer zufriedenstellend.
Wenn auf der anderen Seite einsträngige Nucleinsäurepolymere nach
dem Kalibrieren sulfuriert werden müssen, geschieht dies mit
Schwefelwasserstoff, der dann bei den herkömmlichen Methoden aus
dem Lösungsmittel verdampft wird. Das Pyridin wird nämlich aus
der Reaktionslösung nach der Sulfurierung beispielsweise mit einer
Vakuumpumpe verdampft, so daß der Schwefelwasserstoff gemeinsam
mit dem Pyridin durch Verdampfung aus der Reaktionslösung entfernt
werden kann. Bei diesem Verfahren entweicht der Schwefelwasserstoff
jedoch in die Luft, so daß die Anwendung dieses Verfahrens
im großtechnischen Maßstab aus Umweltschutzgründen nachteilig ist.
Außerdem wird bei diesem Verfahren die nach dem Verdampfen des
Pyridins abgetrennte wäßrige Schicht zur Dialyse gegen fließendes
Wasser in ein Dialyserohr gegeben, um so das Zielprodukt zu erhalten.
Das Verfahren erfordert jedoch mindestens 3 Tage für den
vollständigen Vorgang, und die Produktausbeute liegt in der Größenordnung
von höchstens 80%. Somit hat die konventionelle Methode
hinsichtlich der Produktausbeute, der Herstellungskosten und
der Arbeitszeit zahlreiche technische Nachteile.
Von der Kalibriertechnik kann ebenfalls nicht gesagt werden, daß
sie bei den Verfahren des Standes der Technik ohne Schwierigkeiten
wäre.
Auf diesem technischen Gebiet ist es allgemein üblich, daß ein
Nucleinsäurepolymer in Gegenwart von Formaldehyd erhitzt wird, um
es in niedermolekulare Verbindungen zu hydrolysieren. Bei dieser
konventionellen Methode werden durch genaue Steuerung der Reaktionszeit
und der Reaktionstemperatur Produkte mit der gewünschten
Kettenlänge erhalten, und dann wird die Reaktionslösung der Dialyse
unterzogen, um etwelche zu stark zersetzte Verbindungungen mit
übermäßig kleiner Molekülgröße zu entfernen. Bei dem herkömmlichen
Verfahren werden jedoch entsprechend den Eigenschaften der verwendeten
Nucleinsäurepolymeren durch das Kalibrieren Verbindungen
mit völlig unterschiedlicher Molekulargewichtsverteilung erhalten,
selbst wenn die Reaktionsbedingungen konstant gehalten werden.
Deshalb ermangelt es diesem Verfahren an Reproduzierbarkeit. Der
Grund hierfür ist darin zu sehen, daß, da die Ausgangsstoffe für
die Verwendung bei dem Verfahren durch eine Enzymreaktion erhalten
werden, die Größe der Ausgangsstoffe nicht konstant definiert werden
kann. Außerdem ist es durch die bei der Methode angwendete
Dialyse im Prinzip unmöglich, Nucleinsäurepolymere mit größerer
Kettenlänge als die gebildeten Produkte zu entfernen. Unter diesen
Umständen sind grundlegende Maßnahmen zum Ausschalten der vorstehend
erläuterten Probleme des Standes der Technik wünschenswert.
Deshalb wurden erfindungsgemäß zahlreiche Untersuchungen durchgeführt,
um die folgenden Aufgaben zu lösen:
- (1) Kalibrierte doppelsträngige Nucleinsäurepolymere werden durch ein rasch ablaufendes Verfahren erhalten.
- (2) Die Produktausbeute ist hoch.
- (3) Selbst wenn das Verfahren in großtechnischem Maßstab durchgeführt wird, treten keine Umweltbelastungen oder andere Schwierigkeiten auf.
- (4) Eine ganze Reihe von Arbeitsgängen des Verfahrens läuft ausreichend quantitativ ab und ist reproduzierbar.
Als Folge dieser Untersuchungen gelangte man zu der vorliegenden
Erfindung, die folgendes bewirkt:
(1) ein Verfahren zum Erzeugen von doppelsträngigen Nucleinsäurederivaten
mit RNA als Elternkörper, wobei die gesamte Molekülgrößenverteilung
innerhalb eines Bereiches von 4S bis 13S, ausgedrückt
durch ihre Sedimentationskonstante, liegt, wobei die Nucleinsäurepolymeren
vor dem Erhitzen kalibriert werden, und
(2) ein Verfahren zum Erzeugen von doppelkettigen Nucleinsäurederivaten mit RNA als Elternkörper, wobei die Moleküle für die maximale Verteilung der insgesamten Molekülgrößenverteilung der Derivate eine Basenzahl innerhalb eines Bereiches von 50 bis 10 000 haben, wobei die Nucleinsäurepolymeren vor dem Erhitzen kalibriert werden.
(2) ein Verfahren zum Erzeugen von doppelkettigen Nucleinsäurederivaten mit RNA als Elternkörper, wobei die Moleküle für die maximale Verteilung der insgesamten Molekülgrößenverteilung der Derivate eine Basenzahl innerhalb eines Bereiches von 50 bis 10 000 haben, wobei die Nucleinsäurepolymeren vor dem Erhitzen kalibriert werden.
Genauer gesagt liegt der Kernpunkt der vorliegenden Erfindung in
den folgenden Merkmalen:
(1) Einkettige Nucleinsäurepolymere werden vor dem Erhitzen kalibriert.
(2) Für das Kalibrieren in Stufe (1) wird anstelle der herkömmlichen Elektrophorese die HPLC (Gelfiltrations-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) angewendet, so daß die Fluktuation der Molekülgrößenverteilung leicht überprüft werden kann, so daß Produkte mit dem beabsichtigten Molekülgrößenverteilungsbereich von 4S bis 13S (ausgedrückt als die Sedimentationskonstante) (oder von 50 bis 10 000 oder in dieser Größenordnung als die Basenzahl) rasch erhalten werden können. Das schnelle und genaue Verfahren der Selektion der Produkte mit der gewünschten Kettenlänge stellt die vorliegende Erfindung dar.
(3) Nach dem Kalibrieren kann zum Isolieren des Produktes ein niederer Alkohol der Reaktionslösung zugesetzt werden (bei den herkömmlichen Methoden werden die Produkte durch Dialyse erhalten). Die vorliegende Erfindung enthält eine außerordentlich einfache Isolationsstufe, wodurch die Produktausbeute erhöht wird.
(4) Nach dem Kalibrieren werden, wenn die kalibrierten einkettigen Nucleinsäurepolymeren sulfuriert werden müssen, die Polymeren zunächst mit Schwefelwasserstoff sulfuriert, und dann, nachdem ein Arylalkohol zu der sulfurierten Reaktionslösung zugesetzt worden ist, wird die erhaltene Lösung zentrifugiert, um den Schwefelwasserstoff zu entfernen (bei den konventionellen Verfahren wird der Schwefelwasserstoff direkt aus dem Lösungsmittel verdampft). Somit ist bei der vorliegenden Erfindung die Schwefelwasserstoffentfernung höchst einfach, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Ausbeute führt.
(5) Als Verfahren zum Steuern und Begrenzen der Molekulargewichtsverteilung der kalibrierten einsträngigen Nucleinsäurepolymeren wird ein Ionenaustauschharz angewendet (dieser Vorgang wird nachstehend als "Größenbegrenzung" bezeichnet).
(2) Für das Kalibrieren in Stufe (1) wird anstelle der herkömmlichen Elektrophorese die HPLC (Gelfiltrations-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) angewendet, so daß die Fluktuation der Molekülgrößenverteilung leicht überprüft werden kann, so daß Produkte mit dem beabsichtigten Molekülgrößenverteilungsbereich von 4S bis 13S (ausgedrückt als die Sedimentationskonstante) (oder von 50 bis 10 000 oder in dieser Größenordnung als die Basenzahl) rasch erhalten werden können. Das schnelle und genaue Verfahren der Selektion der Produkte mit der gewünschten Kettenlänge stellt die vorliegende Erfindung dar.
(3) Nach dem Kalibrieren kann zum Isolieren des Produktes ein niederer Alkohol der Reaktionslösung zugesetzt werden (bei den herkömmlichen Methoden werden die Produkte durch Dialyse erhalten). Die vorliegende Erfindung enthält eine außerordentlich einfache Isolationsstufe, wodurch die Produktausbeute erhöht wird.
(4) Nach dem Kalibrieren werden, wenn die kalibrierten einkettigen Nucleinsäurepolymeren sulfuriert werden müssen, die Polymeren zunächst mit Schwefelwasserstoff sulfuriert, und dann, nachdem ein Arylalkohol zu der sulfurierten Reaktionslösung zugesetzt worden ist, wird die erhaltene Lösung zentrifugiert, um den Schwefelwasserstoff zu entfernen (bei den konventionellen Verfahren wird der Schwefelwasserstoff direkt aus dem Lösungsmittel verdampft). Somit ist bei der vorliegenden Erfindung die Schwefelwasserstoffentfernung höchst einfach, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Ausbeute führt.
(5) Als Verfahren zum Steuern und Begrenzen der Molekulargewichtsverteilung der kalibrierten einsträngigen Nucleinsäurepolymeren wird ein Ionenaustauschharz angewendet (dieser Vorgang wird nachstehend als "Größenbegrenzung" bezeichnet).
Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen erläutert.
"Erhitzen" (annealing) ist eine Stufe, bei der komplementäre einsträngige
Nucleinsäurepolymere zu einem doppelsträngigen Polymer
verbunden werden, und dies ist ein Vorgang, der selbstverständlich
leicht durchgeführt werden kann. Wenn nach dem Erhitzen kalibriert
wird, könnte der Sulfurierungsgrad fälschlich fluktuieren, so daß
es schwierig würde, das Produkt in quantitativer Ausbeute zu erhalten.
Folglich wurde erfindungsgemäß versucht, das Kalibrieren
vor dem Erhitzen durchzuführen, und als Ergebnis wurde ein äußerst
vorteilhaftes Resultat erhalten. Der vorstehend erläuterte Aspekt
(1) steht in enger Beziehung zu dem Aspekt (2). Gemäß den herkömmlichen
Maßnahmen zur Bestimmung des Molekulargewichts durch
Elektrophorese wird für Verschiebung, Einfärbung und andere Stufen
mindestens eine ganze Nacht benötigt, und deshalb ist ein rasches
Verfahren schwierig. Erfindungsgemäß wird im Gegensatz dazu
die HPLC-Gelfiltration für die Bestimmung des Molekulargewichts
der Nucleinsäurederivate angewendet, wodurch die Reaktionszeit vor
der Eluierung der Derivate mit der beabsichtigten Molekülgrößenverteilung
(d. h. mit einer solchen innerhalb eines Bereiches von
4S bis 13S, ausgedrückt durch die Sedimentationskonstante, oder
von 50 bis 10 000 oder in dieser Größenordnung, ausgedrückt durch
die Basenzahl) bemerkenswert verkürzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Reaktion nach dem Nachweis der Beendigung
der Kalibrierungsreaktion gestoppt, und dann wird ein niederer Alkohol
zugesetzt, um die Reaktionslösung weiter zu behandeln. Unter
den niederen Alkoholen ist Ethanol besonders zu bevorzugen.
Im Falle der erfindungsgemäßen Ethanolfällung beträgt beispielsweise
die Ausbeute an L-Poly-C (kalibriertes Poly-C; der Buchstabe
"L" bedeutet nachfolgend "kalibriert" aus Poly-C 93% und die Ausbeute
an L-Poly-I aus Poly-I 78%. Dies zeigt, daß die Ausbeute an kalibrierten
Produkten hoch ist.
Im Gegensatz dazu ist bei dem herkömmlichen Verfahren eine zum
Zwecke der Dialyse in ein Dialyserohr einzugebende Reaktionslösung
erforderlich. In diesem Fall werden nur Mengen in der Größenordnung
von 60% erhalten, und die Ausbeute an L-Poly-I aus Poly-I
kann nur zu etwa 40% erwartet werden. Außerdem beträgt die für
eine Dialyse erforderliche Zeit etwa drei Tage.
Wenn jedoch, wie im Falle der vorliegenden Erfindung, für das
Ethanolfällungsverfahren zu einer Reaktionslösung die, bezogen auf
die Reaktionslösung, zweifache Menge an Ethanol zugesetzt, zum
Ausfällen des gewünschten Produktes gerührt und dann der erhaltene
Niederschlag abzentrifugiert, gewaschen und getrocknet wird, kann
der Prozeß innerhalb einer Stunde vollzogen werden.
Der vorstehend genannte Aspekt (3) ist das wichtigste Merkmal
für den Erfindungsgegenstand.
Die Substitution der Stickstoffatome in der Nucleinsäuregruppe
eines kalibrierten einsträngigen Nucleinsäurepolymeren durch
Schwefelatome (beispielsweise Substituieren der Aminogruppe in
dem Cytidinrest des Poly-C durch eine Mercaptogruppe in einem bestimmten
Ausmaß) zum Umwandeln dieser Nucleinsäuregruppe in eine
andere Nucleinsäure (diese Reaktion wird hier als "Sulfurierung"
bezeichnet) wird oftmals bei der Synthese von Copolymeren angewandt.
Ein weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden
Erfindung besteht darin, zum Isolieren der sulfurierten Copolymeren
einen Arylalkohol zu den kalibrierten einkettigen Nucleinsäurepolymeren
zuzusetzen. Dies ist der vorstehend erläuterte
Aspekt (4).
Als Arylalkohol kann für diesen Zweck beispielsweise Phenol verwendet
werden.
Beispielsweise wird zunächst zu der Pyridin, Wasser und Schwefelwasserstoffgas
im Gemisch enthaltenden Reaktionslösung die halbe
Menge Phenol zugesetzt, gerührt und zentrifugiert, wodurch sich
die wäßrige Schicht scharf von der Phenolschicht absetzt und das
Färbemittel in der Reaktionslösung ebenso wie als Nebenprodukt
entstandener Schwefel u. dgl. in die Phenolschicht überführt werden.
Danach wird die wäßrige Schicht isoliert und das Zielprodukt
durch Behandlung mit einer wäßrigen Salzlösung und einem Alkohol
ausgefällt. Der so erhaltene Niederschlag wird dann abzentrifugiert
und schließlich mit einem Alkohol gewaschen, um das reine
Produkt zu erhalten.
Bei diesem Verfahren wird nahezu der gesamte Schwefelwasserstoff
in Form von Schwefelwasserstofflösung in die überstehende Lösung
übergeführt, so daß er leicht aus dem Reaktionsprodukt entfernt
werden kann.
Beispielsweise kann das Verfahren nach der Erfindung bei Verwendung
von Phenol innerhalb von einer Stunde beendet werden, wobei
die Ausbeute nahezu 100% beträgt. Außerdem kann das Produkt
quantitativ isoliert werden.
Die vorstehend erläuterten charakteristischen Aspekte (2) bis (4)
gemäß der Erfindung sind wichtig für das Kalibrieren vor dem Erhitzen.
Sie sind nämlich außerordentlich wesentlich dafür, daß
das Kalibrieren vor dem Erhitzen wirkungsvoll durchgeführt werden
kann.
Der vorstehende Aspekt (5) ist ein weiteres charakteristisches
Merkmal für die vorliegende Erfindung, wobei eine Stufe der Größenbestimmung
zwischen dem Kalibrieren und dem Erhitzen durchgeführt
wird. Dies wird nachstehend erläutert.
Bei dieser Stufe wird ein Ionenaustauscherharz benötigt. Als ein
Beispiel für die Anwendung eines Ionenaustauscherharzes auf makromolekulare
Nucleinsäuren werden die DEAE-Cellulose, DEAE-Sephadex,
benzoylierte DEAE-Cellulose od. dgl. auf t-RNA genannt (BBA, 47,
193, 1961; BBRC, 10, 200, 1963; Biochem., 6, 3043, 1967). Bei
diesem Beispiel wird das Ionenaustauscherharz jedoch nur zur Reinigung
der niedermolekularen Nucleinsäuren mit einer Basenzahl
in der Größenordnung von 80 benutzt.
Erfindungsgemäß wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, ob
die innewohnenden Eigenschaften der Chargenabsorbierfähigkeit
der Ionenaustauscherharze auf die Reinigung von makromolekularen
Nucleinsäurepolymeren auf der Basis des Index der Basenzahl der
der Polymeren anwendbar wäre, und das Ergebnis dieser Forschungen
ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Da die erfindungsgemäß
erhaltenen Endprodukte außerordentlich nützliche Arzneimittel
sind, ist anzunehmen, daß die Größendefinition, die durch Verwendung
eines Ionenaustauscherharzes durchgeführt wird (was nachstehend
als "Ionenaustauschverfahren" bezeichnet ist), ein ganz besonders
ausgezeichnetes Merkmal bei dem Verfahren der Erfindung
darstellt.
Bei dem Ionenaustauschverfahren gemäß der Erfindung kann ein
Ionenaustauscherharz in einen ein damit zu behandelndes Nucleinsäurepolymer
enthaltenden Behälter gegeben werden, um das Ziel zu
erreichen (satzweises Verfahren), während im allgemeinen die
Säulenchromatographie für die Fraktionierung angewendet wird
(Säulenverfahren). Genauer gesagt, wird ein Ionenaustauscherharz
in eine Säule gefüllt und eine Lösung eines Nucleinsäurepolymeren
in die Säule eingegeben, so daß das Polymer von dem Ionenaustauscherharz
auf einmal adsorbiert wird. Danach wird ein Eluiermittel,
wie Salz-Trispuffer od. dgl., linear oder stufenweise bei
unterschiedlicher Salzkonzentration durch die Säule geschickt, um
so eine konstante Eluatmenge zu erhalten. Die Basenzahl des Nucleinsäurepolymeren,
das in jeder Fraktion enthalten ist, wie sie
eluiert wird, wird durch dieselbe HPLC-Gelfiltration wie vorstehend
erläutert unter Verwendung eines Anzeigers als Index bestimmt,
und entsprechend können die das beabsichtigte Endprodukt
enthaltenden Fraktionen gesammelt werden.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe durch das vorstehende
Ionenaustauschverfahren sind die Art des in die Säule einzufüllenden
Ionenaustauscherharzes ebenso wie die Art des zum Eluieren
verwendeten Eluiermittels außerordentlich wichtige Faktoren.
Als beispielsweise Poly-I in Tris-HCl-Puffer gelöst und an QAE
(quaternäres Aminoethyl), wie es für die Größendefinition von
Poly-I verwendet wird, zum Ionenaustausch adsorbiert wurde, konnte
das Zielprodukt nicht erhalten werden, selbst als die Salzkonzentration
in dem Eluiermittel extrem hoch angesetzt wurde. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß Poly-I selbst unlöslich gemacht worden
ist, weil die Salzkonzentration in dem Eluiermittel höher gemacht
worden war als die eines angemessenen Eluiermittels für Poly-I auf
dem QAE-Harz. Dies wird aus der Tatsache ersichtlich, daß die
Inosinsäure, die die konstitutionelle Einheit von Poly-I ist,
strukturell stärker hydrophob ist. In diesem Fall kann die Salzkonzentration
in einem angemessenen Eluiermittel für Poly-I im
Vergleich mit dem Fall von Poly-C bestimmt werden.
Bei einem weiteren erfindungsgemäß durchgeführten Versuch wurde
beobachtet, daß eine Lösung von Poly-I in einem Puffer mit einer
angemessenen Eluiermittelsalzkonzentration für Poly-I in einem
QAE-Harz weiß und wolkig wurde und einen Niederschlag bildete.
Folglich sollte bei einem Ionenaustauschverfahren gemäß der Erfindung
gesagt werden, daß die Auswahl der Art des verwendeten Ionenaustauschharzes
ebenso wie die Auswahl der Eluiermittelsalzkonzentration
extrem wichtige Faktoren sind.
Beispielsweise ergab DEAE-Harz im Falle von Poly-I ein extrem
gutes Ergebnis. Im Fall von Poly-C wurde gefunden, daß sowohl QAE-
Harz als auch DEAE-Harz günstige Ergebnisse zeitigen können. Für
die Eluierung kann entweder der lineare Salzanstieg oder der stufenweise
Salzanstieg angewendet werden, wodurch die Polymeren in
der Reihenfolge der Kettenlänge der Polymeren fraktioniert und
eluiert werden können.
Wenn beispielsweise Poly-C (38 mg, S₂₀, 8,6) an DEAE-Toyopearl
650 C (⌀ 10×130 mm) adsorbiert und dann durch Linearanstiegeluierung
unter Verwendung der folgenden Eluiermittel (A) und (B)
jeweils in einer Menge von 100 ml eluiert wird,
(A)= 0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
(B)= 0,5 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
wobei der lineare Gradient für (B) 0 bis 100% beträgt und die
Eluierungsbedingungen wie folgt sind:
Lineare Fließgeschwindigkeit: 1,32 cm/min
Eluierungsgeschwindigkeit: 175 Tropfen/Fraktion
Eluierungsgeschwindigkeit: 175 Tropfen/Fraktion
werden als Ergebnis die folgenden Fraktionen mit jeweils der
angegebenen Kettenlänge in der angegebenen Reihenfolge eluiert:
Außerdem wurde dieselbe Probe durch stufenweisen Anstieg eluiert,
wobei zuerst eine Fraktion mit einer geringeren Basenzahl als
500 BP mit 0,3 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0, 50 ml) und dann eine
Fraktion von 500 bis 1500 BP mit 0,5 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0,
50 ml) eluiert wurde.
Auf die gleiche Weise wurde Poly-I (7,8 mg, S₂₀, 7,3) durch linear
ansteigende Eluierung unter denselben Bedingungen wie vorstehend
eluiert. Als Ergebnis wurden die folgenden Fraktionen in der angegebenen
Reihenfolge eluiert:
Außerdem wurde dieselbe Probe durch stufenweise ansteigende Eluierung
eluiert, wodurch zuerst eine Fraktion mit einer Basenzahl von
weniger als 300 BP mit 0,3 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0, 50 ml)
und dann eine Fraktion von 300 BP bis 600 BP mit 0,5 M NaCl/10 mM
Tris-HCl (pH 7,0, 50 ml) eluiert wurde.
Wie vorstehend erläutert, konnten durch geeignete Auswahl der
Salzkonzentration bei der Eluierung sogar makromolekulare Nucleinsäuren
durch das Verfahren nach der Erfindung in kettenlängedefinierte
Nucleinsäurefraktionen fraktioniert werden (Größendefinition).
Wie durch die beiden vorstehend erläuterten Beispiele dargestellt,
können Fraktionen (Hauptbestandteile) mit einer geeigneten Kettenlängenverteilung,
die als pharmazeutische Mittel geeignet sind, aus
einem unterschiedliche makromolekulare Nucleinsäuren enthaltenden
Gemisch mit unterschiedlichen Kettenlängenverteilungen frei fraktioniert
werden, und die Fraktionierung kann in großtechnischem
Maßstab durchgeführt werden. Das charakteristische Merkmal bei der
Fraktionierung ist der wichtigste Aspekt bei dem Ionenaustauschverfahren
gemäß der Erfindung.
Wenn eine pharmazeutische Zubereitung in Form einer Injektionslösung
hergestellt wird, ist es bekannt, daß die Entfernung von
Pyrogenen aus der Injektion unvermeidlich ist. Das Pyrogen besteht
bekanntlich aus Lipopolysacchariden, die nicht in medizinischen
Zusammensetzungen vorhanden sein dürfen. Wenn die Nucleinsäurederivate
nach der Erfindung durch Injektion an den Menschen verabreicht
werden, die die Entfernung sämtlicher Pyrogene Grundbedingung.
Erfreulicherweise wurde gefunden, daß die Anwendung des vorstehend
erläuterten Ionenaustauschverfahrens auf die Nucleinsäurederivate
nach der Erfindung auch für die Entfernung von Pyrogenen aus den
Derivaten sorgt.
Folglich wurden weitere Untersuchungen angestellt, um das vorstehend
genannte günstige Phänomen genauer zu erforschen, und es zeigte
sich, daß Pyrogene aus beliebigen und allen einsträngigen Nucleinsäurederivaten
ungeachtet ihrer Kettenlänge durch das Ionenaustauschverfahren
gemäß der Erfindung entfernt werden können.
Dies ist noch ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung.
Dementsprechend umfaßt die vorliegende Erfindung weiterhin eine
Ausführungsform der Behandlung der erfindungsgemäßen Nucleinsäurederivate
mit einem Ionenaustauschharz, um die Pyrogene aus ihnen
zu entfernen, zur Herstellung einer das Derivat enthaltenden Injektion.
Die durch einen Limulus-Test der quantitativen Bestimmung der Menge
an Endotoxin in verschiedenen einkettigen RNAs (handelsübliches
Poly-C und kettenverkürzte Derivate davon) erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
In dieser Tabelle bedeutet EE (Endotoxin-Einheit) eine Einheit
bei einem Kaninchen-Fiebertest mit USP-Bezugsstandard-Endotoxin
(E. coli 0113). (1) zeigt den Blindversuch mit destilliertem Wasser;
(2) zeigt Poly-C (handelsübliches Produkt 1); (3) zeigt
Poly-C) handelsübliches Produkt 2); und (4) zeigt das gemäß dem
folgenden Beispiel (5-4) erhaltene Produkt.
Aus den Ergebnissen der vorstehenden Tabelle wird der pyrogen-
entfernende Effekt durch Ionenaustausch offensichtlich.
Die physiologische Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Nucleinsäurederivate
ist für Arzneimittel außerordentlich nützlich. Die erfindungsgemäßen
Nucleinsäurederivate haben eine starke carcinostatische
Wirksamkeit, wie nachstehend im einzelnen noch erläutert wird.
Diese Aktivität ist nur eine von verschiedenen physiologischen
Wirksamkeiten der erfindungsgemäßen Nucleinsäurederivate.
Als andere physiologische Wirksamkeiten von Poly-I/Poly-C als
Elternkörper enthaltenden erfindungsgemäßen Nucleinsäurederivaten
können weiterhin genannt werden die TNF produzierende Fähigkeit,
die Interferon produzierende Fähigkeit, die Interleukin-2 produzierende
Fähigkeit, die Makrophagen aktivierende Fähigkeit, die
NK-Zellen aktivierende Fähigkeit, die Aktivität zum Inhibieren der
Wucherungen von Tumorzellen, die Aktivität zum Inhibieren der Wucherungen
von Tumorzellen, die Aktivität zum Inhibieren der Wucherungen
von Tumorzellen bei menschliche Tumorzellen tragenden
nackten Mäusen, die Aktivität der Inhibierung von Metastasen von
Tumorzellen in der Lunge usw.
Die Nucleinsäurederivate gemäß der Erfindung besitzen eine extrem
höhere Sicherheit als konventionelles Poly-I/Poly-C und dergleichen
Interferon-Inducer. Folglich sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
brauchbare Antivirusmittel, Antitumormittel usw.
Die physiologischen Wirksamkeiten der erfindungsgemäßen Nucleinsäurederivate,
wie vorstehend erläutert, sind in den vorstehend
erwähnten Patentanmeldungen (japanische Patentanmeldung 62-167433
und einer weiteren Patentanmeldung mit der Priorität dieser Anmeldung
62-167433) im einzelnen erläutert.
Das folgende Beispiel erläutert das Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Nucleinsäurederivate im einzelnen, bedeutet jedoch
keinerlei Einschränkung des Erfindungsbereiches.
200 ml destilliertes Wasser, 250 ml Formamid und 500 ml einer
5 M NaCl-Lösung wurden zu 10 g handelsüblichem Poly-I zugesetzt
und bei 80°C etwa vier Stunden lang erhitzt.
Die Reaktionslösung wurde der Gelfiltration durch HPLC unter Verwendung
einer TSK-Gel G-DNA-Säule (7,88 mm ID×300 mm) unterzogen
(Eluiermittel: 50 mM Tris-HCl-Puffer, pH 7,5; 0,3 M NaCl-Lösung,
2 mM EDTA; Fließgeschwindigkeit: 0,5 ml/min), worauf die Umsetzung
zu dem Zeitpunkt gestoppt wurde, an dem eine Fraktion mit
einer maximalen Spitze für eine Verweilzeit von 21,86 ± 0,2 min
erhalten wurde.
Die Reaktionslösung wurde mit der zweifachen Menge Ethanol versetzt
und der erhaltene gebildete Niederschlag abzentrifugiert (3000/min,
4°C). Er wurde mit 70%igem Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet,
wobei 10,2 g L-Poly-I erhalten wurden.
Das Wasser und die Lösungen, die bei diesem Verfahren verwendet
wurden, waren sämtlich sterilisiert. Dasselbe gilt für das folgende.
200 ml destilliertes Wasser, 250 ml Formamid und 50 ml einer 5 M
NaCl-Lösung wurden zu 10 g Poly-C zugegeben und etwa 4 Stunden
lang bei 80°C erhitzt. Aufgrund derselben HPLC-Gelfiltration, wie
sie vorstehend beschrieben ist, wurde der Endpunkt der Reaktion
ermittelt (Verweilzeit: 21,33 ± 0,2 min).
Die Reaktionslösung wurde mit der zweifachen Menge Ethanol versetzt
und der gebildete Niederschlag abzentrifugiert (3000/min,
4°C). Dieser wurde mit 70%igem Ethanol gewaschen und dann im Vakuum
getrocknet, wobei 9,5 g L-Poly-C erhalten wurden.
8,0 g des in der vorstehenden Stufe (2) erhaltenen L-Poly-C wurden
in 240 ml Wasser gelöst und in eine 500-ml-Stahlbombe gegeben. Eine
12 g/120 ml Schwefelwasserstoff enthaltende Pyridinlösung wurde
unter Eiskühlung zugesetzt. Nach dem dichten Verschließen wurde
die Bombe etwa 10 Stunden lang auf 50°C erhitzt. Nach dem Abkühlen
wurde TE-gesättigtes Phenol (200 ml) zugesetzt, gerührt und zentrifugiert
(3000/mi, 15°C, 5 Minuten). Eine 1/10 Menge einer 5 M
NaCl-Lösung und die zweifache Menge Ethanol wurden der wäßrigen
Schicht, die sich abgesetzt hatte, zugesetzt, wodurch sich in dieser
ein Niederschlag bildete. Der Niederschlag wurde abzentrifugiert
(3000/min, 4°C, 10 Minuten), mit 70%igem Ethanol gewaschen
und im Vakuum getrocknet, wobei 8,0 g L-Poly (C₂₀, S⁴ U) erhalten
wurden (nämlich kalibriertes Poly-C-Derivat, bei dem die Cytidylsäuren
durch 4-Thiouridylsäure in einer Menge von einer 4-Thiouridylsäure
auf 20 Cytidylsäuren substituiert waren).
Das vorstehend erwähnte TE bedeutet 10 mM Tris-HCl-Puffer (pH 7,5),
der EDTA in einer Menge von 1 mM enthielt.
6,00 g des in der vorstehenden Stufe (3) erhaltenen L-Poly (C₂₀,
S⁴ U) und 6,44 g des in der vorstehenden Stufe (1) erhaltenen
Poly-I wurden in 300 ml 10 mM Tris-HCl-Puffer (pH 7,5)/50 mM NaCl-
Lösung gelöst und darin vermischt. Die erhaltene Lösung wurde auf
einem Wasserbad bis auf 70°C erhitzt und 10 Minuten lang bei dieser
Temperatur gehalten. Danach ließ man das Ganze so, wie es war,
über Nacht abkühlen. Nach Phenolbehandlung und Ethanolfällung wurde
Wasser (etwa 200 ml) zu dem gebildeten Niederschlag zugesetzt,
um diesen zu lösen. Dann wurde die erhaltene Lösung gegen Wasser
bei 4°C dialysiert. Das Dialysat wurde bis zur Trockne eingeengt,
wobei 12,4 g der erhitzten Verbindung erhalten wurden.
Das Ionenaustauschverfahren wurde durch stufenweise oder linear
ansteigende Eluierung durchgeführt. In beiden Fällen waren Ausbeute
und Kettenlänge der Produkte nahezu gleich, vorausgesetzt, daß die
Eluierungsbedingungen geeignet ausgewählt waren. Für die stufenweise
Eluierung von L-Poly-C und L-Poly (C, S⁴ U) wurden 0,15 M
NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0) verwendet, während für die kontinuierliche
Verfahrensweise 1,0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0) verwendet wurden.
Für die stufenweise Eluierung von L-Poly-I kann das nachfolgende
Beispiel (5-1) befolgt werden.
Für die linear ansteigende Eluierung von L-Poly-I wurden die
folgenden (A) und (B) verwendet, und die Eluierung wurde unter
der ansteigenden Bedingung der Lösung (B) von 0 bis 100% durchgeführt.
(A)= 0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
(B)= 0,5 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
Für die linear ansteigende Eluierung von L-Poly-C und L-Poly-
(C, S⁴ U) kann Beispiel (5-2) und (5-4) befolgt werden.
210 mg des in der vorstehenden Stufe (1) erhaltenen L-Poly-I
wurden in 5 ml 10 mM Tris-HCl-Puffer (pH 7,0) gelöst und an DEAE-
Toyopearl® 650 C (⌀ 10 mm×130 mm) adsorbiert. Dann wurde dieses
stufenweise bei einer linearen Fließgeschwindigkeit von 1,30 cm/
min eluiert, wobei als Eluiermittel 0,03 NaCl/10 mM Tris-HCl
(pH 7,0, 50 ml) und 0,5 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0, 80 ml)
verwendet wurden. Die mit 0,5 M NaCl eluierte Fraktion wurde gesammelt
und ihre Verweilzeit durch dieselbe HPLC-Gelfiltration
gemessen, wie sie vorstehend in Stufe (1) erläutert ist. Sie
betrug 21,90 ± 0,2 min.
Das beabsichtigte Endprodukt L-Poly-I (größendefiniert) mit einer
Basenzahl von 100 bis 1000 wurde in hoher Ausbeute erhalten. Die
Ausbeute nach Umkristallisieren betrug 91%.
610 mg des in der vorstehenden Stufe (2) erhaltenen L-Poly-C
wurden in 10 ml Tris-HCl-Puffer (pH 7,0) gelöst und an QAE-Toyopearl®
550 C (⌀ 10 mm×130 mm) adsorbiert. Dann wurde dieses
durch linear ansteigende Eluierung bei einer linearen Fließgeschwindigkeit
von 1,30 cm/min eluiert, worauf die folgenden (A)
und (B) jeweils in einer Menge von 100 ml verwendet wurden und die
Eluierung unter ansteigender Bedingung der Lösung (B) von 0 bis
100% durchgeführt wurde.
(A)= 0,0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
(B)= 1,0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
Die bei der Hauptspitze eluierte Fraktion wurde gesammelt und ihre
Verweilzeit durch HPLC-Gelfiltration gemessen. Sie betrug 21,35 ±
0,2 min. Das beabsichtigte Endprodukt L-Poly-C (größendefiniert)
mit einer Basenzahl von 100 bis 1000 wurde in hoher Ausbeute erhalten.
Die Ausbeute nach Umkristallisieren betrug 93%.
19 mg Poly(C₁₂, U) (bei dem die Cytidylsäuren durch Uridylsäure in
einer Menge von einer Uridylsäure auf 12 Cytidylsäuren substituiert
waren) (es hatte eine Verweilzeit von 18,67 min bei derselben HPLC
wie bei der vorstehenden Stufe (1)) wurden in 5 ml Tris-HCl-Puffer
(pH 7,0) gelöst und an DEAE-Toyopearl® 650 C (⌀ 10 mm×130 mm)
adsorbiert. Dieses wurde dann durch linear ansteigende Eluierung
bei einer linearen Fließgeschwindigkeit von 1,30 cm/min eluiert,
wonach die folgenden (A) und (B) jeweils in einer Menge von 100 ml
verwendet und die Eluierung unter der ansteigenden Bedingung der
Lösung (B) von 0 bis 100% durchgeführt wurde.
(A)= 0,0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
(B)= 0,5 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
Die bei der Hauptspitze eluierte Fraktion wurde gesammelt und ihre
Verweilzeit durch HPLC-Gelfiltration gemessen. Sie betrug 18,97 ±
0,2 min. Das beabsichtigte Endprodukt L-Poly(C₁₂, U) (größendefiniert)
mit einer Basenzahl von 100 bis 1000 wurde in hoher Ausbeute
erhalten. Die Ausbeute nach Umkristallisieren betrug 87%.
600 mg des in der vorstehenden Stufe (3) erhaltenen L-Poly(C₂₀,
S⁴ U) wurden in 10 ml Tris-HCl-Puffer (pH 7,0) gelöst und an QAE-
Toyopearl® 550 C (⌀ 10 mm×130 mm) adsorbiert. Dieses wurde dann
durch linear ansteigende Eluierung bei einer linearen Fließgeschwindigkeit
von 1,30 cm/min eluiert, wonach die folgenden (A)
und (B) jeweils in einer Menge von 100 ml verwendet und die Eluierung
unter ansteigender Bedingung der Lösung (B) von 0 bis 100%
durchgeführt wurde.
(A)= 0,0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
(B)= 1,0 M NaCl/10 mM Tris-HCl (pH 7,0)
Die Verweilzeit wurde auf dieselbe Weise wie bei der vorstehenden
Stufe (5-2) durch HPLC-Gelfiltration gemessen. Sie betrug
21,35 ± 0,2 min.
Das beabsichtigte Endprodukt L-Poly(C₂₀, S⁴ U) (größendefiniert)
mit einer Basenzahl von 100 bis 1000 wurde in hoher Ausbeute erhalten.
Die Ausbeute nach Umkristallisieren betrug 90%.
3,0 g des größendefinierten L-Poly-C (erhalten in der vorstehenden
Stufe (5-2)) und 3,2 g des größendefinierten L-Poly-I (erhalten in
der vorstehenden Stufe (5-1)) wurden separat in 150 ml 10 mM Tris-
HCl-Puffer (pH 7,5)/50 mM NaCl gelöst und die Lösungen vereinigt
und vermischt. Die erhaltene Lösung wurde in einem Wasserbad bis
auf 70°C erhitzt und bei dieser Temperatur 10 Minuten lang gehalten.
Danach ließ man das Ganze über Nacht stehen und abkühlen.
Nach Phenolbehandlung und Ethanolfällung wurde Wasser (etwa 400 ml)
zu dem so gebildeten Niederschlag zugesetzt, um diesen zu lösen.
Dann wurde die erhaltene Lösung bei 4°C gegen Wasser dialysiert.
Das Dialysat wurde bis zur Trockne eingeengt, wobei 6,2 g der
Zielverbindung erhalten wurden.
1,46 g des in der vorstehenden Stufe (5-4) erhaltenen größendefinierten
L-Poly(C₂₀, S⁴ U) und 1,57 g des in der vorstehenden Stufe
(5-1) erhaltenen L-Poly-I wurden auf die vorstehend unter (6-1)
beschriebene Weise behandelt, wobei in jedem Fall 3,0 g der jeweiligen
Zielverbindung erhalten wurden.
An der im Detail beschriebenen und erläuterten Erfindung können
für den Fachmann naheliegende zahlreiche Änderungen und Modifikationen
vorgenommen werden, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen
wird.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung doppelsträngiger Nucleinsäurederivate
mit RNA als Elternkörper, deren insgesamte Molekülgrößenverteilung,
ausgedrückt als ihre Sedimentationskonstante, innerhalb
des Bereiches von 4S bis 13S liegt, wobei die Nucleinsäurepolymeren
kalibriert und dann erhitzt werden.
2. Verfahren zur Herstellung doppelsträngiger Nucleinsäurederivate
mit RNA als Elternkörper, bei denen die Moleküle für die maximale
Verteilung der insgesamt Molekülgrößenverteilung der
Derivate eine Basenzahl innerhalb eines Bereiches von 50 bis
10 000 aufweisen, wobei die Nucleinsäurepolymeren kalibriert
und dann erhitzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der das kalibrierte Nucleinsäurepolymer enthaltenden Reaktionslösung
vor dem Erhitzen ein niederer Alkohol zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
niedere Alkohol Ethanol ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nucleinsäuregruppen in den kalibrierten einsträngigen
Nucleinsäurepolymeren in Gegenwart eines Arylalkohols vor dem
Erhitzen sulfuriert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Arylalkohol Phenol ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die einsträngigen Nucleinsäurepolymeren vor dem Erhitzen mit
einem Ionenaustauschharz behandelt werden, um die Polymeren
mit einer Molekülgrößenverteilung zu sammeln, die innerhalb
des für die Größendefinition der kalibrierten Polymeren vorbestimmten
Bereiches liegt.
8. Verfahren zur Herstellung einer Injektionslösung, die im wesentlichen
Nucleinsäurederivate enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß gegebenenfalls in den Derivaten vorhandene Pyrogene
durch Verwendung eines Ionenaustauschharzes entfernt werden.
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