JP2001519763A - 空間分散位置コード化組み合わせライブラリー合成方法 - Google Patents

空間分散位置コード化組み合わせライブラリー合成方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、組み合わせ化学で有用な方法に関する。より詳細には、本発明はアレー系列として分配した複数の固体支持体上で合成を実施する空間分散位置コード化組み合わせ化学オリゴマーライブラリーの合成方法に関する。各アレーにおける各固体支持体の位置はオリゴマーの正確な同一性を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】 空間分散位置コード化組み合わせライブラリー合成方法 発明の技術分野 本発明は組み合わせ化学で有用な方法に関する。より詳細には、本発明はアレ ー系列として分配した複数の固体支持体上で合成を実施する空間分散位置コード 化組み合わせ化学オリゴマーライブラリーの合成方法に関する。各アレーにおけ る各固体支持体の位置はオリゴマーの正確な同一性を決定する。 発明の背景 新しい薬理学的1及び材料科学的性質2をもつ化合物を同定するために化学ラ イブラリーをスクリーニングすることは一般に行われている。これらの化学ライ ブラリーは構造的に関連するオリゴペプチド、オリゴヌクレオチド、低分子量又 は高分子量有機又は無機分子の集合であり得る。組み合わせ化学の当業者は2種 の一般方法を使用して組み合わせ化学ライブラリーの合成を達成することができ る。これらの方法は「空間アドレス指定可能」方法及び「分割プール」方法とし て当業者に知られている。Gordonら3により記載されているような固体支 持体化学合成技術を使用してこれらの方法を実施することは一般に行われている 。 空間アドレス指定可能な組み合わせライブラリー方法に共通の特徴は、特定組 み合わせのモノマーを相互に反応させ、合成プロセスで予め決定された特定物理 的位置又はアドレスに単一オリゴマーもしくは化合物又は複数のオリゴマーもし くは化合物の組み合わせを形成する点にある。空間アドレス指定可能方法の1例 はGeysenら4により提供され、96穴マイクロタイタープレートの次元に 適合する固定化ポリマーピンのアレー(固体支持体)上にペプチドライブラリー を生成している。各マイクロタイタープレート実験で組み合わせの二次元マトリ ックスを生成し、n+m個の同時モノマー添加段階の組み合わせでn×m種の特 定オリゴマー又は化合物を生成する。種々のライブラリーメンバーの各々の構造 は、合成の反応段階シーケンス中に該当アドレスで使用されるモノマーとピン位 置を分析することにより決定される。この方法の利点は、種々のオリゴマー又は 化合物産物をポリマーピン表面から空間アドレス指定可能に放出することができ 、ライブラリーの各個メンバーを単離及びスクリーニングできるという点である 。この方法の別の 利点は、必要な固体支持体の数が合成しようとするライブラリーメンバーの数以 下であるという点である。従って、この方法を使用すると比較的多量即ちマイク ロモル量の個々のライブラリーメンバーか実用的方法で合成される。Geyse nピン方法に関連する方法はCodyら5により実施されているような反応容器 システムを使用する同時合成法である。これは一般に、化学的に誘導体化したポ リマー樹脂ビーズ(即ちポリスチレン、ポリエチレングリコールとグラフトした ポリスチレン又はポリアクリルアミド等の組成のもの)等の一定量の固体支持体 をn×m個の個々の反応容器の二次元マトリックスに分配し、n×m種の反応性 モノマーの集合の同時添加によりn×m種のオリゴマー又は化合物の集合を生成 する。この空間アドレス指定可能方法はGeysenらの方法と同様の利点があ る。即ち、個々のオリゴマー又は化合物産物を固体支持体から空間アドレス指定 可能に放出することができ、ライブラリーの各個メンバーの単離及びスクリーニ ングが可能である。更に、必要な固体支持体の数は合成しようとするライブラリ ーメンバーの数以下である。従って、この方法を使用しても同様に比較的多量即 ちマイクロモル〜ミリモル量の個々のライブラリーメンバーが実用的 方法で合成される。空間アドレス指定可能方法の別の例はFodorら6により 提供されるチップ(固体支持体)の化学的誘導体化表面でオリゴマー又は化合物 の集合を合成するフォトリソグラフィー法である。種々のマスキング法を使用し て光化学的に不安定な保護基を選択的に除去し、こうしてチップ上の規定空間位 置の反応性官能基を露出させることができる。チップ表面を適当な試薬に暴露す ることにより、官能基をモノマーと反応させる。連続マスキング及び反応段階を 記録し、実験で既知空間アドレスに別個のオリゴマー又は化合物の予め決定され た記録を生成する。この方法の利点は、ライブラリーマスキング法を使用してn 個のマスキング及びモノマー添加サイクルで2n種の特定オリゴマー又は化合物 を生成できる点にある。この方法の2つの重大な欠点は、a)チップの表面に比 較的少量しか生成されない点と、b)個々のライブラリーメンバーの放出及び単 離が技術的に実現不能である点である。 分割プール組み合わせライブラリー方法は、各特定オリゴマー又は化合物の物 理的位置が分離していないという点で空間アドレス指定可能方法と異なる。その 代わりに、実験全体を通してライブラリーメンバーのプールを取り扱う。現在一 般に使用 されている分割プール方法は主に2種類に分類される。即ち、1)Furkaら 8とHoughtenら9により開発されたデコンボリューション方法7と、2 )Gallopら、sti11ら等によるコード化方法10である。 固体支持体に基づく化学をこれらの方法に使用することは一般に行われている 。固体支持体の集合を個々のプールに分割する。次に、これらのプールを反応性 モノマーの系列に暴露した後、組換え段階で全固体支持体の位置を無作為抽出す る。次に固体支持体を個々のプールの新しい集合に分割し、新しい系列の反応性 モノマーに暴露した後、第2の組換え段階を行う。この分割、反応及び組換えプ ロセスを繰り返すことにより、使用するモノマー系列からオリゴマー又は化合物 の可能な全組み合わせが得られるが、著しく過剰の固体支持体を使用する必要が ある11。実験で得られるオリゴマー又は化合物の数は使用するモノマーの積に 等しいが、必要な化学変換段階数は使用するモノマーの和に等しい。従って、使 用する化学変換段階の総数に対してオリゴマー又は化合物の幾何的増幅が行われ る。例えば、27種のペプチドオリゴマーの組み合わせ合成に3段階プロセスで 3種のアミノ酸モノマーを使用すると、9個の変換段 階しか使用しなかった12。 従来技術の分割プール方法は実験の産物としてオリゴマー又は化合物のプール を生成する。従って、ライブラリーの特定メンバーの同定は一般に生物学的又は 他の所望の活性についてプールをスクリーニングすることにより得られる。デコ ンボリュ−ション分割プール方法の欠点は、(a)常にオリゴマーの大きい混合 物をバイオアッセイでスクリーニングしなければならず、(b)ライブラリーを デコンボリュートするために再合成及びバイオアッセイの連続サイクルが常に必 要であり、(c)単一オリゴマーが生成されないので、ライブラリーを常に混合 物として貯蔵し、後期デコンボリューションを必要とするという点である。コー ド化分割プール方法の実施においては、スクリーニング後に個々のライブラリー メンバーを物理的に単離する作業と、タグの同一性をデコードし、こうしてメン バーの化学構造を推定する作業との2つの作業を実施するために、固体支持体の 物理的分離が必要である。化学的コード化分割プール方法に固有の欠点は、化学 的タグが直交リンカーとタグの両者で潜在的副反応及び不良を導入するため、タ グ化学と組み合わせライブラリーを合成するために使用する化学の適合性が必要 であるという点である。 実際に、2種の分割プール方法はランダム分割プール方法を使用する場合に可 能な全オリゴマーを妥当な確実性(99%信頼レベル)で調製できるようにする ためには著しく過剰の固体支持体が必要である13。この必要は、分割プール方 法が体系化されていないために各ビーズの正確な同一性(即ち各オリゴマーの同 一性)が失われることに起因する。これは、ライブラリーでマイクロモル以上の 量の個々のオリゴマーを生成するためにこれらの方法を大規模化する場合に重大 な問題となる。 必要な合成段階数に対して合成されるライブラリーメンバー数の幾何的増幅を 達成することができ、且つ(a)化学的コード化段階が不要であり、(b)マイ クロモル以上の量の個々のオリゴマーを生成し、(c)ライブラリーで可能なオ リゴマーの数に必要な数の固体支持体しか使用せず、(d)空間分散アレー状オ リゴマーを生成する手法が組み合わせ化学技術で必要とされている。 用語 モノマー:本明細書で使用する「モノマー」とは、少なくとも1個の化学結合 を形成することが可能な任意原子又は分子を 意味する。即ち、「モノマー」とは複数の連続又は協同化学又は酵素反応段階で 単一単位として相互に結合してオリゴマーを形成することが可能な原子又は分子 の集合の任意メンバーである。モノマーは1個又は複数の官能基をもっていても よく、官能基は必ずしも同一である必要はないが、同一でもよい。本発明で有用 なモノマー集合としては、アルキル及びアリールアミン;アルキル及びアリール メルカプタン;アルキル及びアリールケトン;アルキル及びアリールカルボン酸 ;アルキル及びアリールエステル;アルキル及びアリールエーテル;アルキル及 びアリールスルホキシド;アルキル及びアリールスルホン;アルキル及びアリー ルスルホンアミド;フェノール;アルキルアルコール;アルキル及びアリールア ルケン;アルキル及びアリールラクタム;アルキル及びアリールラクトン;アル キル及びアリールジ及びポリエン;アルキル及びアリールアルキン;アルキル及 びアリール不飽和ケトン;アルキル及びアリールアルデヒド;窒素、硫黄、リン 、酸素原子及び上記官能基の1個以上を含む他の多官能分子のうちの1個以上を 含む複素環化合物;L−アミノ酸;D−アミノ酸;デオキシリボヌクレオシド; デオキシリボヌクレオチド;リボヌクレオシド;リボヌクレオ チド;糖類;ベンゾジアゼピン;β−ラクタム;ヒダントイン;キノン;ヒドロ キノン;テルペン等が挙げられるが、これらに限定するものではない。本発明の モノマーはモノマー内に官能基を保護する基をもっていてもよい。適切な保護基 は官能価とライブラリーを構築するために使用する特定化学に依存する。適切な 官能基保護基の例は当業者に自明であり、例えば参考資料として本明細書の一部 とするGreeneとwuts14に記載されている。本明細書で使用する「モ ノマー」とは、オリゴマーの合成のための基本集合の任意メンバーを意味する。 例えば、20種のL−アミノ酸の二量体はポリペプチドの合成のための400種 の「モノマー」の基本集合を形成する。オリゴマーの合成における連続段階でモ ノマーの種々の基本集合を使用することができる。 オリゴマー:本明細書で使用する「オリゴマー」とは、本発明の組み合わせラ イブラリー方法を使用して合成可能な任意化学構造を意味し、例えばアミド;エ ステル;チオエーテル;ケトン;エーテル;スルホキシド;スルホンアミド;ス ルホン;リン酸塩;アルコール;アルデヒド;アルケン;アルキン;芳香族;ポ リ芳香族;窒素、硫黄、酸素及びリン等の原子の1個 以上を含む複素環化合物;例えばテルペン、ステロイド、β−ラクタム、ベンゾ ジアゼピン、キサントケン酸塩、インドール、インドロン、ラクトン、ラクタム 、ヒダントイン、キノン、ヒドロキノン等の共通核構造をもつ化学種;多糖、リ ン脂質、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ尿素、ポリアミ ド、ポリエチレンイミン、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアセテ ート、ポリペプチド、ポリヌクレオチド等の反復モノマー単位の鎖;本明細書の 開示から当業者に自明の他のオリゴマー等が挙げられる。従って、本発明の「オ リゴマー」は直鎖、分枝鎖、環状のいずれでもよく、また、当業者に自明の種々 の他の形態でもよい。従って、「オリゴマー」は「化合物」と同義又は交換可能 に使用することができ、従って、上述のようにモノマー単位の添加により連続的 に生成可能な任意有機又は無機構造を表す。 固体支持体:「固体支持体」とは、剛性又は半剛性表面をもち、官能基もしく はリンカーをもつか、又は化学合成反応を実施するのに適した官能基もしくはリ ンカーで化学的に誘導体化可能な材料又は材料組み合わせである。このような材 料は好ましくは小ビーズ、ペレット、ディスク、毛管、中空ファイバー、 針、中実ファイバー、セルロースビーズ、細孔ガラスビーズ、シリカゲル、ジビ ニルベンゼンと架橋し、場合によりポリエチレングリコールとグラフトしたポリ スチレンビーズ、グラフトコポリビーズ、ポリアクリルアミドビーズ、ラテック スビーズ、場合によりN,N’−ビスアクリロイルエチレンジアミンと架橋した ジメチルアクリルアミドビーズ、ポリスチレンと架橋したポリジメチルアクリル アミドビーズ、疎水性ポリマーで被覆したガラス粒子、又は他の適当な形態をと る。「固体支持体」は、1個の支持体キャリヤーから別の支持体キャリヤーに機 械的に移送できるように構成することができる。 リンカー:「リンカー」とは、固体支持体に結合しており、合成オリゴマーを 固体支持体から分離する部分、分子又は分子群である。一般に、リンカーは二官 能性であり、その場合、リンカーはモノマー、オリゴマー又は固体支持体に結合 可能な末端官能基と、一連のスペーサー残基と、モノマー、オリゴマー又は固体 支持体に結合可能な別の末端官能基をもつ。官能基は必ずしも同一である必要は ないが、同一でもよい。更に、前記リンカーは合成オリゴマー、合成オリゴマー の一部、合成オリゴマーとリンカー又は合成オリゴマーとリンカーの一部を固体 支持体、リンカー又はその両者から化学的に分離できるように化学変換により開 裂することができる。 発明の要約 本発明の目的は、制御された方法でオリゴマーを分配したオリゴマーの空間分 散組み合わせライブラリーの合成方法を提供することである。これらのオリゴマ ーは化学変換段階(以下、「段階」と呼ぶ)を介して連続及び段階的にオリゴマ ーに導入されるモノマー系列から構成される。これらのモノマーはモノマーのサ ブセットから構成され、第1段階でモノマーの第1のサブセットが導入され、第 2段階でモノマーの第2のサブセットが導入され、以下同様である。本方法は更 に、固体支持体の系列上に連続及び段階的にモノマーを導入するための手段も含 む。支持体の数はライブラリー中のオリゴマーの数に等しい。 従来技術から区別される本方法の新規側面は、支持体をアレー系列として配置 し、その後、制御された方法でこのアレー間に再分配する点にある。このアレー 系列は、各支持体の正確な同一性がその位置により提供されるように物理的に分 離した位置に支持体を保持するための手段を提供する。支持体アレー系列は、個 々のオリゴマー合成段階で別系列の反応容器に配置さ れる。オリゴマー合成における各段階後、支持体は1系列のアレーから次系列の アレーに再分配される。 本方法の別の新規側面は、可能なオリゴマーの可能な全組み合わせが合成され るように制御された方法で支持体の再分配を各段階間で実施する点にある。本方 法の別の新規側面は、オリゴマーの同一性がその物理的位置により明確に決定さ れるように、合成実験中に全支持体の位置がわかっている点にある。従って、本 願方法は、空間分散フォーマットで個々のライブラリーメンバーを提供しながら 必要な合成段階数に対して合成されるライブラリーメンバーの数の幾何的増幅を 達成する。従って、分割プール合成実験にタグ付けシステムが不要になる。 本方法は商業的価値があると予想される新規な生物学的、化学的又は物理的性 質をアッセイでスクリーニングするために利用可能なオリゴマーの生成に有用で ある。更に、これらのオリゴマーの構造はその物理的位置により容易に同定可能 である。本方法は更に、任意の予め決定されたオリゴマーをライブラリー内の他 の全オリゴマーから容易に分離できるように、別個の物理的位置で各オリゴマー を生成するための手段を提供する。本発明の更に別の利点は、過剰の固体支持体 が不要であるため、 大規模合成が可能になるという点にある。 発明の詳細な説明 対称アレーを使用するライブラリー合成 本発明の方法は2個、3個又はそれ以上のオリゴマー集合から構成されるオリ ゴマーのライブラリーの合成に適している。しかし、本発明の方法は3個のモノ マーサブセットから構成されるオリゴマーのライブラリーの合成に最も適してい る。これらのサブセットの各々におけるモノマーの合計は可変であり得る。しか し、まず最初に各サブセットにおける全モノマーの合計が等しい場合について当 業者に方法を説明する。各サブセットにおけるモノマーの合計はnにより定義さ れ、nは正の整数である。固体支持体は次元n×nのアレー系列として配置する のが好ましい。このようなライブラリーの合成には合計n個のこのようなアレー が必要である。従って、3段階合成におけるオリゴマーの合計数は積n×n×n である。固体支持体のn個のアレーを支持体キャリヤー(以下、「キャリヤー」 と呼ぶ)に配置するのが好ましい。各キャリヤーは固体支持体のn×nアレーを 保持する。あるいは、数個のキャリヤーを使用して支持体のn×nアレーを保持 してもよい。しかし、キャリヤーは 支持体のn×nアレー全体を保持するに十分な寸法をもつことが好ましい。従っ て、n種のモノマーのサブセットからの各個モノマーを各個反応容器で支持体と 反応させるように、各化学変換段階毎にn個の反応容器にn個のキャリヤーを配 置するのが好ましい。 従来技術から区別される本方法の別の新規側面は、化学変換段階間で1系列の アレーから次系列のアレーに支持体を再分配する方法であるという点にある。こ の新規方法を図1に示し、同図は3個のモノマーサブセットを使用する3段階組 み合わせ合成を示し、各サブセットは3種のモノマー(即ちn=3)を含み、2 7種のオリゴマー(即ちn×n×n=27)のライブラリーを生成する。支持体 はキャリヤー上にアレーとして配置し、モノマーの第1のサブセットと反応させ る。化学変換段階#1後、第1系列のアレーの支持体の列は、第1系列の第1の アレーからの第1列が第2系列の第1のアレーの第1列に移送され、第1系列の 第1のアレーの第2列が第2系列の第2のアレーの第1列に移送され、第1系列 の第1のアレーからの第3列が第2系列の第3のアレーの第1列に移送されるよ うに再分配される。第1系列の第2及び第3アレーからの第1、第2及 び第3列の支持体は化学変換段階#2に備えて第2系列のアレーに同様に再分配 される。この再分配プロセスを完了すると、支持体アレーは化学変換段階#2を 受ける。段階#2後、アレーは再び新しいアレー系列に再分配される。再分配方 法は化学変換段階#1後に使用される方法と同様であるが、上記のように列でな く各アレーの個々の行が再分配される。再分配を図1に示す。即ち、第2系列の アレーの支持体の行は、第2系列の第1のアレーからの第1行が第3系列の第1 のアレーの第1行に移送され、第2系列の第1のアレーからの第2行が第3系列 の第2のアレーの第1行に移送され、第2系列の第1のアレーからの第3行が第 3系列の第3のアレーの第1行に移送されるように再分配される。第2系列の第 2及び第3のアレーからの第1、第2及び第3行の支持体は化学変換段階#3に 備えて第3系列のアレーに同様に再分配される。(90°回転により達成される ように)行が列になり、列が行になるように単にアレーの向きを変えると、化学 変換段階#1と#2及び段階#2と#3の間の支持体の再分配は機能的に等しい ことに留意すべきである。このように第2系列のアレーの向きを変えると、第2 系列のアレーからの列は第3系列のアレーの列に再分配される。 この第2の再分配後、化学変換段階#3が支持体上で実施される。この再分配方 法を使用すると、モノマーの可能な全27の組み合わせが確保され、こうして2 7種のオリゴマーの組み合わせライブラリーが生成される。各アレーの行を列か ら別個に認識するための手段を使用してアレーを保持するキャリヤーを消去不能 にマークすると適切であり得る。更に、そのアレーの内容を他のキャリヤーのア レーから特別に区別するように各キャリヤーを消去不能にマークしてもよい。バ ーコード読取り装置を使用し、各キャリヤーの列の上又は行の横に配置されたバ ーコードからこの情報を読み取るのが好ましい。当業者に理解される通り、n× n×nライブラリーのこの再分配方法は支持体の全列又は全行を同時に移送する ので効率的である。これらの27種のオリゴマーの合成は、各段階で合計僅か3 個の個々の反応容器しか用いない3個の化学変換段階で達成された。ライブラリ ー合成実験からの産物は不連続位置に保持するので、各個ライブラリーメンバー の同定及び単離が可能になる。更に、この再分配方法はロボット工学により自動 化できる。 以上の説明は非常に並の寸法のオリゴマーのライブラリーの合成方法に関する 。著しく大きいライブラリーの合成、例えば 各段階で次元100×100の支持体アレー、キャリヤー100個、モノマー1 00種で3段階合成を使用する100万種のオリゴマーの合成に容易に外挿され る。従って、合計100個の反応容器を使用すると、全てが空間分散されており 、個々に同定可能であり且つ個々に単離される100万個のメンバーのライブラ リーを生成することができる。当業者に自明の通り、Geysen,Cody及 びEllman15により従来実施されているような空間分散技術では同一のオ リゴマーライブラリーを作成するのに300万個の反応容器が必要であった。非 対称アレーを使用するライブラリー合成。例1。 本発明の方法は3個のモノマーサブセットから構成されるオリゴマーの合成に も最適である。これらのサブセットの各々におけるモノマーの合計は可変であり 得る。各サブセットにおけるモノマーの合計は3個のサブセットで夫々m、n及 びpにより定義され、n、m及びpは正の整数である。3段階合成で生成される 特定オリゴマーの合計数は積m×n×pである。固体支持体は次元n×pのアレ ー系列として配置するのが好ましい。従って、このようなライブラリーの合成の 第1段階には合計m個のこのようなアレーが必要である。m個の固体支持体アレ ー を支持体キャリヤーに配置するのが好ましい。各キャリヤーは固体支持体のn× pアレーを保持する。あるいは、数個のキャリヤーを使用して支持体のn×pア レーを保持してもよい。しかし、キャリヤーは支持体のn×pアレー全体を保持 するに十分な寸法であることが好ましい。従って、m種のモノマーのサブセット からの各個モノマーを各個反応容器で支持体と反応させるように、第1の化学変 換段階でm個の反応容器にm個のキャリヤーを配置するのが好ましい。 従来記述から区別される本方法の別の新規側面は、化学変換段階間で1系列の アレーから次系列のアレーに支持体を再分配する方法であるという点にある。こ の新規方法を図2に示し、同図は3個のモノマーサブセットを使用する3段階組 み合わせ合成を示す。モノマーサブセットは第1のサブセットに合計m=3のモ ノマー、第2のサブセットにn=2のモノマー及び第3のサブセットにp=4の モノマーを含み、24種(即ちm×n×p=24)のオリゴマーのライブラリー を生成する。支持体はキャリヤー上に次元(2×4)のm=3のアレーとして配 置し、第1のモノマーサブセットと反応させる。化学変換段階#1後、第1系列 のアレーの支持体の列は、第1系列の第1の アレーからの第1列が第2系列の第1のアレーの第1列に移送され、第1系列の 第1のアレーからの第2列が第2系列の第2のアレーの第1列に移送され、第1 系列の第1のアレーからの第3列が第2系列の第3のアレーの第1列に移送され 、第1系列の第1のアレーからの第4列が第2系列の第4のアレーの第1列に移 送されるように再分配される。第1系列の第2及び第3のアレーからの第1、第 2、第3及び第4列の支持体は化学変換段階#2に備えて第2系列のアレーに同 様に再分配される。得られるp=4のアレーは次元(2×3)をもつ。この再分 配プロセスを完了すると、支持体アレーは化学変換段階#2を受ける。段階#2 後、アレーは再び新しいアレー系列に再分配される。再分配方法は化学変換段階 #1後に使用される方法と同様であるが、上記のように列でなく各アレーの個々 の行が再分配される。再分配を図2に示す。即ち、第2系列のアレーの支持体の 行は、第2系列の第1のアレーからの第1行が第3系列の第1のアレーの第1行 に移送され、第2系列の第1のアレーからの第2行が第3系列の第2のアレーの 第1行に移送されるように再分配される。第2系列の第2、第3及び第4のアレ ーからの第1及び第2行の支持体は化学変換段階#3に備えて第 3系列のアレーに同様に再分配される。得られるn=2のアレーは次元(4×3 )をもつ。この再分配プロセスを完了すると、支持体アレーは化学変換段階#3 を受ける。(90°回転により達成されるように)行が列になり、列が行になる ように単にアレーの向きを変えると、化学変換段階#1と#2及び段階#2と# 3の間の支持体の再分配は機能的に等しいことに留意すべきである。このように 第2系列のアレーの向きを変えると、第2系列のアレーからの列は第3系列のア レーの列に再分配される。この再分配方法を使用すると、モノマーの可能な全組 み合わせが確保され、こうしてオリゴマーの組み合わせライブラリーが生成され る。当業者に理解される通り、m×n×pライブラリーのこの再分配方法は支持 体の全列又は全行を同時に移送するので効率的である。更に、この再分配方法は ロボット工学により自動化できる。 非対称アレーを使用するライブラリー合成。例2。 本発明の方法は3個のモノマーサブセットから構成されるオリゴマーの合成に も最適である。同様に、これらのサブセットの各々におけるモノマーの合計は可 変であり得る。各サブセットにおけるモノマーの合計は3個のサブセットで夫々 m、n及 びpにより定義され、n、m及びpは正の整数である。3段階合成で生成される 特定オリゴマーの合計数は積m×n×pである。固体支持体は次元n×pのアレ ー系列として配置するのが好ましい。従って、このようなライブラリーの合成の 第1段階には合計m個のこのようなアレーが必要である。m個の固体支持体アレ ーを支持体キャリヤーに配置するのが好ましい。各キャリヤーは固体支持体のn ×pアレーを保持する。あるいは、数個のキャリヤーを使用して支持体のn×p アレーを保持してもよい。しかし、キャリヤーは支持体のn×pアレー全体を保 持するに十分な寸法であることが好ましい。従って、m種のモノマーのサブセッ トからの各個モノマーを各個反応容器で支持体と反応させるように、第1の化学 変換段階でm個の反応容器にm個のキャリヤーを配置するのが好ましい。 従来技術から区別される本方法の別の新規側面は、化学変換段階間で1系列の アレーから次系列のアレーに支持体を再分配する方法であるという点にある。こ の新規方法を図3に示し、同図は3個のモノマーサブセットを使用する3段階組 み合わせ合成を示す。モノマーサブセットは第1のサブセットに合計m=3のモ ノマー、第2のサブセットにn=2のモノマー及び第 3のサブセットにp=4のモノマーを含み、24種(即ちm×n×p=24)の オリゴマーのライブラリーを生成する。支持体はキャリヤー上に次元(2×4) のm=3のアレーとして配置し、第1のモノマーサブセットと反応させる。化学 変換段階#1後、第1系列のアレーの支持体の行は、第1系列の第1のアレーか らの第1行が第2系列の第1のアレーの第1行に移送され、第1系列の第1のア レーからの第2行が第2系列の第2のアレーの第1行に移送されるように再分配 される。第1系列の第2及び第3のアレーからの第1及び第2行の支持体は化学 変換段階#2に備えて第2系列のアレーに同様に再分配される。得られるn=2 のアレーは次元(3×4)をもつ。この再分配プロセスを完了すると、支持体ア レーは化学変換段階#2を受ける。段階#2後、アレーは再び新しいアレー系列 に再分配される。再分配方法は化学変換段階#1後に使用される方法と同様であ るが、上記のように行でなく各アレーの個々の列が再分配される。再分配を図3 に示す。即ち、第2系列のアレーの支持体の列は、第2系列の第1のアレーから の第1列が第3系列の第1のアレーの第1列に移送され、第2系列の第1のアレ ーからの第2列が第3系列の第2のアレーの第1列に移送され、 第2列の第1のアレーからの第3列が第3系列の第3のアレーの第1列に移送さ れ、第2系列の第1のアレーからの第4列が第3系列の第4のアレーの第1列に 移送されるように再分配される。第2系列の第2のアレーからの第1、第2、第 3及び第4列の支持体は化学変換段階#3に備えて第3系列のアレーに同様に再 分配される。得られるp=4のアレーは次元(3×2)をもつ。この再分配プロ セスを完了すると、支持体アレーは化学変換段階#3を受ける。(90°回転に より達成されるように)行が列になり、列が行になるように単にアレーの向きを 変えると、化学変換段階#1と#2及び段階#2と#3の間の支持体の再分配は 機能的に等しいことに留意すべきである。このように第2系列のアレーの向きを 変えると、第2系列のアレーからの列は第3系列のアレーの列に再分配される。 この再分配方法を使用すると、モノマーの可能な全組み合わせが確保され、こう してオリゴマーの組み合わせライブラリーが生成される。当業者に理解される通 り、m×n×pライブラリーのこの再分配方法は支持体の全列又は全行を同時に 移送するので効率的である。更に、この再分配方法はロボット工学により自動化 できる。 上記方法は、アレー系列で量(m×n×p)に等しい量の固体支持体を編成する ことにより、量(m×n×p)種のオリゴマーのライブラリーを合成する手段の 例であり、例1では次元(n×p)のm個のアレーをm種のモノマーと反応させ た後、次元(n×m)のp個のアレーに再分配し、p種のモノマーと反応させた 後、次元(p×m)のn個のアレーに再分配し、n種のモノマーと反応させ、量 (m×n×p)種のオリゴマーのライブラリーを生成し、例2では次元(n×p )のm個のアレーをm種のモノマーと反応させた後、次元(m×p)のn個のア レーに再分配し、n種のモノマーと反応させた後、次元(m×n)のp個のアレ ーに再分配し、p種のモノマーと反応させる。上記方法は、1組のモノマーから 全オリゴマーの効率的化学合成を確保するように固体支持体の編成アレーの行又 は列を操作できる決定的方法を提供する。行から行、行から列、列から列又は列 から行への支持体の平行移動により1系列の固体支持体アレーを次系列の固体支 持体アレーに移送する操作の順序を変えてもアレーの必要な再分配を達成できる ことに留意されたい。 オリゴマーの物理的位置をそのモノマー配列に関連付ける一 般コードを作成することができる。次元(p×m)のn個のアレーの系列を生成 するために3段階空間分散位置コード化ライブラリーで使用されるM種のモノマ ー{1,2,...m}、N種のモノマー{1,2,...n}及びP種のモノ マー{1,2,...p}の集合では、任意アレーにおける任意オリゴマーの配 列はMm−Pp−Nnにより定義することができ、ここでmは集合Mにおけるア レー中の列位置数とモノマー数の両者であり、pは集合Pにおける行位置数とモ ノマー数の両者であり、nは集合Nにおけるアレー位置数とモノマー数の両者で ある。 同様に、次元(m×n)のp個のアレーの系列を生成するために3段階空間分 散位置コード化ライブラリーで使用されるM種のモノマー{1,2,...m} 、N種のモノマー{1,2,...n}及びP種のモノマー{1,2,...p }の集合では、任意アレーにおける任意オリゴマーの配列はMm−Nn−Ppに より定義することができ、ここでmは集合Mにおけるアレー中の行位置数とモノ マー数の両者であり、nは集合Nにおける列位置数とモノマー数の両者であり、 pは集合Pにおけるアレー位置数とモノマー数の両者である。 当業者に自明の通り、本発明の方法は4段階以上の組み合わせ段階を使用する 組み合わせライブラリーを合成するように拡張することができる。その場合、ア レー系列間で固体支持体の位置変換シーケンスを視覚化及び図説することは困難 になる。合成実験の目標即ち組み合わせ段階の所望数と各組み合わせ段階で使用 するモノマーの所望数を入力とするコンピューターアルゴリズムを設計すること ができる。その後、このアルゴリズムから実験目標を満足するために必要なプロ トコールのマップを生成することができる。このマップは本明細書で使用する図 面に示すと同一の情報を含む。実験目標を満足できない場合には、アルゴリズム は所望結果にできるだけ近い結果を達成するようなプロトコールを提案する。 例えば固定数の反応容器、所与寸法のキャリヤーラック等の実際の実験室装置 に伴う1組の制約に一致するプロトコールのみを生成するようにアルゴリズムを 構築することができる。このようなコンピューターアルゴリズムは本発明の方法 の実際の適用に有用である。この方法の改良方法として、所望の組み合わせライ ブラリーを合成するために必要な化学的段階及び位置変換を実施する自動合成装 置のための機械命令を生成するよう に前記コンピューターアルゴリズムを設計することもできる。 以下、実施例により本発明の実施について更に説明する。以下の実施例では3 段階組み合わせ方法について説明するが、当業者に自明の通り、4段階以上の組 み合わせ段階を必要とする組み合わせライブラリーを合成するように方法を拡張 することもできる。実施例 1.512ペプチドのライブラリー 上記方法はペプチドライブラリーの合成に非常に有用である。512種の三量 体ペプチドのライブラリーの調製は、合成の固体支持体として機能し得るポリス チレングラフトポリエチレンクラウン系列(Chiron Mimotopes Pty.LTD.,Victoria,オーストラリア)上で実施できる。こ れらの支持体は、反応性アミン官能基をもつRink16の手をペプチド結合に 利用できるように表面を誘導体化して利用できる。6.1マイクロモル/クラウ ン負荷量の512個のクラウンの集合を選択する。クラウンをステムに載せ、ス テムをクラウンホルダー(Chiron Mimotopes Pty.LTD )に二次元アレー様フォーマットで載せる。8 個の個々のクラウンホルダー(キャリヤー)を夫々S1.1、S1.2、S1. 3、S1.4、S1.5、S1.6、S1.7、S1.8と名付ける。8×8ア レーフォーマットに配置した64個のクラウンを含む各クラウンホルダーを作成 する。更に、列を行から区別するようにクラウンホルダー内の各アレーの向きを はっきりマークする。この目的には、消去不能マーキングペンを使用できる。使 用する反応容器はポリプロピレン又はガラストレーであり、全クラウンを反応溶 媒の液面下に完全に沈めるために十分な寸法をもつ。以下の手順を開始する。 段階1。クラウンホルダーを1組8個の個々の反応容器に入れる。反応容器に ピペリジンの25%N−メチルピロリジン(NMP)溶液を満たす。40分後に アレーを反応容器から取り出し、クラウンをNMP100mLとジクロロメタン 200mLで十分に洗浄する。 段階2。8個の反応容器1,2,3,..〜8に、NMP溶液中200mM N−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、200mM 2−(1H−ヒ ドロキシベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロ ニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU)、100mMフルオレ ニルメチルオキシカルボニルアミノ酸及び250mMジイソプロピルエチルアミ ン(DIEA)から構成される反応混合物を満たす。フルオレニルメチルカルバ メートとして保護した8種のアミノ酸を使用する。各反応容器に、1.グリシン 、2.アラニン、3.フェニルアラニン、4.ロイシン、5.リジン、6.グル タミン酸、7.セリン及び8.トレオニンのうちの特定アミノ酸を加える。ホル ダーS1.1を容器1、ホルダーS1.2を容器2といったようにクラウンホル ダーを適当な容器に入れる。3時間後にアレーを反応容器から取り出し、クラウ ンをNMP100mLとジクロロメタン200mLで十分に洗浄する。 段階3。8個の個々のクラウンホルター(キャリヤー)を夫々S2.1、S2 .2、S2.3、S2.4、S2.5、S2.6、S2.7、S2.8と名付け る。更に、列を行から区別するようにクラウンホルダーの向きをはっきりマーク する。S1系列のクラウンホルダーの8個のアレーの各々からの8列をS2系列 のクラウンホルダーの8個のアレーの適当な列に移送し、8種のアミノ酸の各々 がS2系列のアレーの各々でクラウンの列に提示されるようにする。 段階4。S2系列のクラウンホルダーで段階1を繰り返す。 段階5。S2系列のクラウンホルダーで段階2を繰り返し、ホルダーS2.1 を容器1、ホルダーS2.2を容器2といったようにクラウンホルダーを適当な 容器に入れる。 段階6。8個の個々のクラウンホルダー(キャリヤー)を夫々S3.1、S3 .2、S3.3、S3.4、S3.5、S3.6、S3.7、S3.8と名付け る。更に、列を行から区別するようにクラウンホルダーの向きをはっきりマーク する。S2系列のクラウンホルダーの8個のアレーの各々からの8行をS3系列 のクラウンホルダーの8個のアレーの適当な行に移送し、64種の特定ジペプチ ドがS3系列のアレーの各々でクラウン上に提示されるようにする。 段階7。S3系列のクラウンホルダーで段階1を繰り返す。 段階8。S3系列のクラウンホルダーで段階2を繰り返し、ホルダーS3.1 を容器1、ホルダーS3.2を容器2といったようにクラウンホルダーを適当な 容器に入れる。 段階9。S3系列のクラウンホルダーで段階1を繰り返す。 段階10。2mLウェル96個をもつ8個のポリプロピレンマイクロタイター プレート(Beckman Corp., Brea,CA製品)即ちプレート1,2,3,...〜8のウェルにクラウン が嵌め込まれるように、ホルダーS3.1をプレート1、ホルダーS3.2をプ レート2以下同様の組み合わせでクラウンホルダーを配置する。向きは、ホルダ ーの列(従って行)がプレートの列(従って行)と整列するように選択される。 プレート内のアレーの次元は、マイクロタイタープレートフォーマットに共通の 呼称を使用すると行A〜H及び列1〜8である。クラウンをジクロロメタン中5 %トリフルオロ酢酸で30分間処理する。クラウンホルダーを取り出し、マイク ロタイタープレートの揮発分を減圧(20mmHg)下に蒸発させる。 任意トリペプチドの同一性はマイクロタイタープレート内のその位置により容 易に同定される。同一性を表すためのコードは容易に構築される。第1段階で使 用するm種のアミノ酸の集合をM、第2段階で使用するn種のアミノ酸の集合を N、第3段階で使用するp種のアミノ酸の集合をPとし、m=n=p=8とする ならば、各集合は次の内容をもつ。M{1,2,...m}=M{1,2,3, ...8}=M{グリシン、アラニン、フェニルアラニン、ロイシン、リジン、 グルタミン酸、セリン、 トレオニン}、N{1,2,...n}=N{1,2,3,...8}=N{グ リシン、アラニン、フェニルアラニン、ロイシン、リジン、グルタミン酸、セリ ン、トレオニン}、P{1,2,...p}=P{1,2,3,...8}=P {グリシン、アラニン、フェニルアラニン、ロイシン、リジン、グルタミン酸、 セリン、トレオニン}。プレート1,2,...8には次元(m×n)のp個の アレーが物理的に配置され、これらのプレートにおけるm及びn次元は行A〜H 及び列1〜8により夫々決定される。従って、オリゴマー位置及びデコーディン グ呼称Mm−Nn−Ppを使用すると、以下の位置は以下の配列(配列は各ペプ チド呼称でN→Cの方向で表す)をもつ。 プレート1ウェルA1,H-Gly-Gly-Gly-NH2; プレート4ウェルA1,H-Leu-Gly-Gly-NH2; プレート2ウェルC7,H-Ala-Ser-Phe-NH2; プレート6ウェルE6,H-Glu-Glu-Lys-NH2以下同様。 II.1,4−ベンゾジアゼピン−2−オン1536種のライブラリー 本発明の本文に記載した方法を使用して非ペプチド低分子量有機化合物ライブ ラリーを作成することができる。合成化学プ ロトコールは、ペプチドライブラリーを構築するために使用するプロトコールよ りもこれらの化合物の多くの合成のほうが複雑である。更に、これらの化合物の 大半の構造を直接配列決定するのに使用可能な一般方法は存在しない。従って、 本発明の方法を使用するとライブラリーを容易にデコードできるので、低分子量 化合物の合成に適している。複素環ライブラリーの合成を実証する。1,4−ベ ンゾジアゼピン−2−オンの合成はEllmanら17の手順に従い、下図に示 す通りである。 この手順は16種の酸塩化物(R1位の変数を規定)と24種のアミノ酸(R2 位の変数を規定)を4種のアルキル化剤(R3位の変数を規定)と組み合わせる 。これらのモノマー基を下表に示す。 フッ化アミノ酸 アラニン(d及び1) アスパラギン酸(第3ブチルエステル)(d及び1) バリン(d及び1) ロイシン(d及び1) グルタミン酸(第3ブチルエステル)(d及び1) セリン(第3ブチルエステル)(d及び1) フェニルアラニン(d及び1) トリプトファン(d及び1) チロシン(第3ブチルエステル)(d及び1) グルタミン(d及び1) アスパルタミン(d及び1) オルニチン(t−BOC)(d及び1) 合成には、アミノメチル化ポリスチレンにグラフトしたポリエチレンクラウン (Chiron Mimotopes Pty.LTD.,Victoria, オーストラリア)の形態の1536個の固体支持体の集合が必要である。アレー 次元(16×24)の384位置プラットフォームとなるように4個の96位置 アレークラウンホルダーを縁部で超音波溶接することにより、必要なアレー寸法 を保持するためのクラウンホルダーのプ ラットフォームを構築する。行列位置を明確に指定し、特別にマークしたクラウ ンプラットフォームを合成の第1段階で16個、第2段階で24個、第3段階で 4個使用する。アレーを再分配するための一般方法は発明の詳細な説明で例1に ついて記載したように実施する。要約すると、第1段階では16個のクラウンプ ラットフォーム上に次元(24×4)の16個のクラウンアレーを構築し、第2 段階では第1段階のクラウンアレーからの列を24個のクラウンプラットフォー ム上で次元(16×4)の24個のアレーの列に再配置し、次いで第3段階では 第2段階からのアレーの行を4個のクラウンプラットフォーム上で次元(16× 24)の4個のアレーの行に再配置する。 クラウンはEllman(JACS,1995,117,3306−3307 )の方法と同様に調製する。4−[((4−Bpoc−アミノ−3−トリメチル スタニル)−フェノキシ)−メチル]−フェノキシ酢酸(250mM)のシアノ メチルエステルをテトラヒドロフラン中でクラウンと4時間反応させる。クラウ ンを濾過し、テトラヒドロフラン、次いでジクロロメタンで洗浄し、乾燥し、1 6個のクラウンプラットフォームに載置する。上述のようにトレーである16個 の反応容器に 16個のクラウンプラットフォームを入れる。第1段階では触媒Pd2(dba )(3−クロロホルムによるStille結合を使用して16種の酸塩化物を結 合する。結合後、クラウンのアレーをクロロホルムで洗浄し、トリフルオロ酢酸 の3%ジクロロメタン溶液に5分間暴露した後、ジクロロメタンで洗浄し、乾燥 する。次いで上述したようにアレーの再配置を実施する。次に、24個の反応容 器でジクロロメタン中4−メチル−2,6−第3ブチルピリジン(400mM) を使用して24個のプラットフォーム上の24個のクラウンアレーを24種のフ ルオレニルメチルオキシカルボニルフッ化アミノ酸(100mM)と結合する。 クラウンをジクロロメタンで十分に洗浄した後、ピペリジンの20%ジメチルホ ルムアミド溶液で40分間処理し、ジメチルホルムアミド、次いでジクロロメタ ンで洗浄し、乾燥する。次に、クラウンをジメチルホルムアミド中5%酢酸溶液 中で60℃で一晩加温し、ペンゾジアゼピン環を環化する。ジメチルホルムアミ ドとジクロロメタンで十分に洗浄して乾燥後、第3段階について記載したように 24個のクラウンアレーを第2組のクラウンプラットフォームから4個のクラウ ンプラットフォームに再分配する。クラウンプラットフォームをグロ ーブボックスで乾燥アルゴン雰囲気下の4個の反応容器に入れる。容器を−78 ℃まで冷却した乾燥THFで半分満たし、リチウム化5−(フェニルメチル)− 2−オキサゾリジノンの200mMTHF溶液で満たす。1時間後に適当なハロ ゲン化アルキル(100mM)のTHF溶液を各反応容器に加える。容器を室温 まで昇温させ、反応を更に5時間続ける。クラウンをTHFで洗浄し、乾燥する 。 クラウンの4個のプラットフォームの各々からペンゾジアゼピンの16×24 アレーが放出される。従って、ウェルを横24個、縦16個に配置した96個の 深いウェルをもつ4個のマイクロタイタープレートの4個の集合の適当にマーク した構成を配置し、各プラットフォームからの個々のクラウンがプレートの各ウ ェルにぴったり適合するようにする。クラウンを85:5:10トリフルオロ酢 酸/水/ジメチルスルフィドで2時間処理する。クラウンホルダーを取り出し、 マイクロタイタープレートの揮発分を減圧(20mmHg)下に蒸発させる。 任意の個々の1,4−ペンゾジアゼピン−2−オンの同一性は、マイクロタイ タープレートの4個のテトラマー構成におけるその物理的位置により決定される 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイエフスキー,ロマイン・アール アメリカ合衆国、カリフオルニア・92056、 オーシヤンサイド、ホリンズ・ロード・ 1312 (72)発明者 バイガ,トーマス・ジエイ アメリカ合衆国、カリフオルニア・92054、 オーシヤンサイド、メサ・ブリーズ・ウエ イ・ナンバー・180・540

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. オリゴマーの組み合わせライブラリーの生成方法であって、 a)オリゴマーを生成するために必要なアレー間の固体支持体の位置変換のシー ケンスを計算する段階と、 b)合成しようとするオリゴマーの合計数に等しい数の固体支持体を第1系列の アレーに分配する段階と、 c)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用して反応 容器系列でモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階と、 d)オリゴマーの可能な全組み合わせを合成するように第1系列アレーの固体支 持体を第2系列アレーに再分配する段階と、 e)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用して反応 容器系列でモノマーの新しいサブセットを固体支持体と反応させる段階と、 f)ライブラリー合成における各段階で各アレー内の全固体支持体の位置を分析 することによりライブラリー内の各個オリゴマーを同定する段階を含む前記方法 。 2. a)オリゴマーの可能な全組み合わせを合成するように第2系列アレーの 固体支持体を第3系列のアレーに再分配する段階と、 b)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用して反応 容器系列でモノマーの新しいサブセットを固体支持体と反応させる段階と、 c)ライブラリー合成における各段階で各アレー内の全固体支持体の位置を分析 することによりライブラリー内の各個オリゴマーを同定する段階を更に含む請求 項1に記載の方法。 3. a)オリゴマーを生成するために必要なアレー間の固体支持体の位置変換 のシーケンスを計算する段階と、 b)特別にマークした各アレーがn行p列の固体支持体を含み且つ特別にマーク したアレーの合計数がmとなるように、量m×n×pの固体支持体を次元n×p の第1系列のアレーに分配する段階と、 c)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用してm個 の反応容器の系列でm種のモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階 と、 d)第1系列のm個のアレーの各々からのp列の各々が均等に 分配され、第2系列のp個の特別にマークしたアレーの各々で列を形成し、第2 系列の特別にマークした各アレーがn行m列の固体支持体を含むように、第1系 列のアレーの固体支持体を次元n×mの第2の別個の系列のアレーに再分配する 段階と、 e)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用してp個 の反応容器の系列でp種のモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階 と、 f)第2系列のp個のアレーの各々からのn行の各々が均等に分配され、第3系 列のn個の特別にマークしたアレーの各々で行を形成し、第3系列の特別にマー クした各アレーがp行m列の固体支持体を含むように、第2系列のアレーの固体 支持体を次元p×mの第3の別個の系列のアレーに再分配する段階と、 g)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用してn個 の反応容器の系列でn種のモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階 と、 h)ライブラリー合成における各段階で各アレー内の各固体支持体の位置を分析 することによりライブラリー内の各個オリゴマーを同定する段階を含む請求項2 に記載の量n×m×p(ここでm、n及びpは整数である)のオリゴマーのライ ブラリー の生成方法。 4. a)オリゴマーを生成するために必要なアレー間の固体支持体の位置変換 のシーケンスを計算する段階と、 b)特別にマークした各アレーがn行p列の固体支持体を含み且つ特別にマーク したアレーの合計数がmとなるように、量m×n×pの固体支持体を次元n×p の第1系列のアレーに分配する段階と、 c)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用してm個 の反応容器の系列でm種のモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階 と、 d)第1系列のm個のアレーの各々からのn行の各々が均等に分配され、第2系 列のn個の特別にマークしたアレーの各々で行を形成し、第2系列の特別にマー クした各アレーがm行p列の固体支持体を含むように、第1系列のアレーの固体 支持体を次元m×pの第2の別個の系列のアレーに再分配する段階と、 e)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用してn個 の反応容器の系列でn種のモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階 と、 f)第2系列のn個のアレーの各々からのp列の各々が均等に 分配され、第3系列のp個の特別にマークしたアレーの各々で列を形成し、第3 系列の特別にマークした各アレーがm行n列の固体支持体を含むように、第2系 列のアレーの固体支持体を次元m×nの第3の別個の系列のアレーに再分配する 段階と、 g)各反応容器につき支持体アレー1個の割合で適切な化学変換を使用してp個 の反応容器の系列でp種のモノマーのサブセットを固体支持体と反応させる段階 と、 h)ライブラリー合成における各段階で各アレー内の全固体支持体の位置を分析 することによりライブラリー内の各個オリゴマーを同定する段階を含む請求項2 に記載の量n×m×p(ここでm、n及びpは整数である)のオリゴマーのライ ブラリーの生成方法。 5. 各個行又は各個列の任意のものにおける全固体支持体の再分配が同時に実 施される請求項3又は4に記載の方法。 6. 集合{m,n,p}からの整数の任意の2個又は全部が同一値である請求 項3又は4に記載の方法。 7. 段階a)〜i)の前、その間及びその後に固体支持体上、固体支持体に担 持したモノマー上、固体支持体に担持したオリゴマー上で個々の化学変換を実施 する請求項3又は4に記載の 方法。 8. 直鎖、分枝鎖又は環状産物の任意の関連組み合わせがライブラリーで形成 されるように固体支持体上に存在する任意の単一又は複数の化学構造とモノマー の任意のサブセットを反応させる請求項3又は4に記載の方法。 9. 開裂可能なリンカーを介してオリゴマーのライブラリーを固体支持体に結 合する請求項3又は4に記載の方法。 10. ライブラリーが少なくとも100個のオリゴマーメンバーを含む請求項 3又は4に記載の方法。 11. ライブラリーが1000〜少なくとも100,000個のオリゴマーメ ンバーを含む請求項10に記載の方法。
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925562A (en) * 1995-04-25 1999-07-20 Irori Remotely programmable matrices with memories
US6284459B1 (en) 1995-04-25 2001-09-04 Discovery Partners International Solid support matrices with memories and combinatorial libraries therefrom
US6100026A (en) * 1995-04-25 2000-08-08 Irori Matrices with memories and uses thereof
US5961923A (en) * 1995-04-25 1999-10-05 Irori Matrices with memories and uses thereof
EA199700257A1 (ru) 1995-04-25 1998-12-24 Ирори Матрицы с памятью, программируемые на расстоянии, и их использование
US6362009B1 (en) 1997-11-21 2002-03-26 Merck & Co., Inc. Solid phase synthesis of heterocycles
EP1066295A2 (en) * 1998-03-23 2001-01-10 President And Fellows Of Harvard College Synthesis of compounds and libraries of compounds
US6541211B1 (en) * 1998-05-20 2003-04-01 Selectide Corporation Apparatus and method for synthesizing combinational libraries
US6284197B1 (en) 1998-06-05 2001-09-04 The Regents Of The University Of California Optical amplification of molecular interactions using liquid crystals
US6858423B1 (en) 1998-06-05 2005-02-22 The Regents Of The University Of California Optical Amplification of molecular interactions using liquid crystals
EP1123305A1 (en) 1998-10-19 2001-08-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Dna-templated combinatorial library chemistry
SE9902479D0 (sv) * 1999-06-30 1999-06-30 Amersham Pharm Biotech Ab Particle classification as marker
CA2386791A1 (en) 1999-10-08 2001-04-19 Protogene Laboratories, Inc. Method and apparatus for performing large numbers of reactions using array assembly
US6625546B2 (en) * 2000-02-03 2003-09-23 Nanoscale Combinatorial Synthesis, Inc. Structure identification methods using mass measurements
US7129326B2 (en) 2000-04-14 2006-10-31 Genencor International, Inc. Methods for selective targeting
JP4966470B2 (ja) 2000-04-14 2012-07-04 ダニスコ・ユーエス・インコーポレーテッド 選択性標的化方法
WO2002102820A1 (en) 2001-06-20 2002-12-27 Nuevolution A/S Nucleoside derivatives for library preparation
US7842498B2 (en) 2001-11-08 2010-11-30 Bio-Rad Laboratories, Inc. Hydrophobic surface chip
EP1487978B1 (en) 2002-03-15 2008-11-19 Nuevolution A/S An improved method for synthesising templated molecules
AU2003247266A1 (en) 2002-08-01 2004-02-23 Nuevolution A/S Multi-step synthesis of templated molecules
AU2003272169A1 (en) * 2002-10-24 2004-05-13 Biacore Ab Assay with co-immobilized ligands
ES2368215T3 (es) 2002-10-30 2011-11-15 Nuevolution A/S Codificación enzimática.
EP1756277B1 (en) 2002-12-19 2009-12-02 Nuevolution A/S Quasirandom structure and function guided synthesis methods
WO2004074429A2 (en) 2003-02-21 2004-09-02 Nuevolution A/S Method for producing second-generation library
US20040235056A1 (en) * 2003-05-07 2004-11-25 Mallouk Thomas E. Method of assembling particle libraries
US11118215B2 (en) 2003-09-18 2021-09-14 Nuevolution A/S Method for obtaining structural information concerning an encoded molecule and method for selecting compounds
US7795007B2 (en) 2003-09-23 2010-09-14 Wisconsin Alumni Research Foundation Detection of post-translationally modified peptides with liquid crystals
CA2539436A1 (en) 2003-09-23 2005-09-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Using liquid crystals to detect affinity microcontact printed biomolecules
US7341872B1 (en) 2004-04-29 2008-03-11 Uop Llc Multiautoclave with set of vessels for combinatorial synthesis of zeolites and other materials
US9574189B2 (en) 2005-12-01 2017-02-21 Nuevolution A/S Enzymatic encoding methods for efficient synthesis of large libraries
DK2558577T3 (en) 2010-04-16 2019-04-01 Nuevolution As Bi-functional complexes and methods for the preparation and use of such complexes

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585275A (en) * 1992-09-02 1996-12-17 Arris Pharmaceutical Corporation Pilot apparatus for peptide synthesis and screening

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