JP2002080530A - 固相ペプチド合成のための樹脂 - Google Patents
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Abstract
れることができるジアミノモノカルボン酸であり、nは
5〜150の整数であり、SSは、固体支持体であり、
Aは直鎖のまたは分岐したC1〜C10のアルキル基で
あり、そしてR1、R2及びR3は、水素、アルキル基及
びアリール基から成る群から独立に選ばれる]によって
表される固相ペプチド合成のための樹脂。
Description
の領域において必須である。スペーサーアームは、1つ
の分子をもう一つの分子にまたは不活性支持体に結合す
る分子として定義することができる。例えば、ポリエチ
レングリコールは、酵素を、酵素の活性を保留しなが
ら、不溶性担体及び他の生体分子に結合するために有利
に使用されてきた。M.Stark及びK.Holmb
erg、Biotech.and Bioeng.、3
4:942〜950(1989)。この概念は、固定さ
れた酵素を使用する工業的プロセス(例えば、親和力カ
ラム精製プロセス)のための、そして診断評価(例え
ば、ELISA評価)のための重要な結果を有する。ポ
リエチレングリコールスペーサーアームが使用されてき
た2つのその他の領域は、ペプチド合成及びシークエン
シング(sequencing)である。保護されたヌ
クレオチド及びアミノ酸残基の不活性支持体例えばシリ
カ、膜及びポリスチレン支持体へのカップリング速度
は、しばしば支持体主体からの反応サイトの分離に釣り
合って増加する。類似の効果が、固相の固定されたサン
プルのシークエンシングに関しても示された。J.K.
Inmanら、SolidPhase Methods
in Protein Sequence Anal
ysis、Previero and Coletti
−Previero、(編集)、Elsevier、北
オランダ、Biomed.出版社、81〜94頁(19
77)。
クエンス分析の有効性は、反応性サイトを固定する固相
または支持体によって影響される。ポリスチレンゲルま
たは多孔性ガラスは、両方とも、例えば、ペプチドシー
クエンシングのための固体支持体として利用されてき
た。多くの応用においては、このプロセスにおいて使用
される溶媒は、ポリスチレン粒子の体積を変化せしめ、
そしてこれは、反応カラムの閉塞及び背圧を引き起こす
可能性がある。逆に、多孔性ガラスは完全に堅くそして
体積が変化しないが、多孔性ガラス誘導体の化学的特性
は、再現性を欠いてきた。反応性基がポリマー粒子に結
合され得るように誘導されたポリマー粒子、例えばポリ
スチレン粒子は、多くの応用において有用であることが
証明された。ポリエチレングリコール(PEG)構造体
は、それらが広い範囲の溶媒と適合性であるので、化学
的に不活性なスペーサーアームとして使用されてきた。
Inmanら、上記文献。PEGスペーサーアームの使
用は、支持体によって引き起こされる立体的な効果を最
小にする。PEGスペーサーアームは、細孔スペースの
特性を、支持体結合された反応性部分が広い範囲の溶媒
及び試薬と適合性であるように改質するというもう一つ
の有用な機能を与える。
PS)樹脂は、固相ペプチドシークエンシングにおける
使用のために記述されてきた。Inmanら、上記文
献。PEG−PS樹脂はまた、相移動触媒として利用さ
れてきた。W.M.McKenzieら、J.Che
m.Soc.Chem.Commun.、541〜54
3頁(1978);S.L.Regenら、J.Ame
r.Chem.Soc.、101:116〜120(1
979);J.G.Heffernanら、J.Che
m.Soc.Perkin II、514〜517頁(1
981);Y.Kimuraら、J.Org.Che
m.、48、385〜386(1983);M.Tom
oiら、反応性ポリマー、10:27〜36(198
9)。PEG−PS樹脂は、固相ペプチド合成のための
支持体として記述されてきた。Beckerら、Mak
romol.Chem.Rapid Commun.、
3:217〜223(1982);H.Hellerm
annら、Makromol.Chem.、184:2
603〜2617(1983)。しかしながら、引用し
た方法によって製造されたPEG−PS樹脂は、数個の
欠点をこうむる。高分子量PEG(例えば、400ドル
トンより大きい)に関しては反応は不十分にしか進ま
ず、そして対称性2官能PEGは橋かけを形成する傾向
があった。これらの問題は、エチレンオキシドの橋かけ
されたポリスチレンの上への直接のアニオン重合によっ
て軽減された。Bayerら、ペプチド:構造及び機
能、V.J.Hruby及びD.H.Rich(編
集)、Proc.8th Am.PeptideSym
p.87〜90頁、Pierce Chem.Co.,
Rockford,IL(1983)中で。Bayer
及びRapp、ドイツ特許DE 3500180 A1
(1986)。しかしながら、この方法を使用するとP
EG連鎖長さは制御することが困難であり、そしてPE
Gポリマーの均一性は不確かである。このプロセスに関
するもう一つの問題は、ポリスチレンは高度に毒性であ
るクロロメチルエーテルを使用して官能化され、そして
残留のクロロメチル基はペプチド合成の間に副反応を引
き起こす可能性があるということである。
一つの方法は、Zalipskyらによってペプチド:
構造及び機能、C.M.Deber,V.J.Hrub
y及びK.D.Kopple(編集)、Proc.9t
h Am.Pep.Symp.,257〜260頁、P
ierce Chem.Co.Rockford,IL
(1985)中で記述されている。この方法において
は、規定された分子量(即ち、2000〜4000ドル
トン)のある種のヘテロ2官能PEG誘導体が使用され
た。しかしながら、これらの誘導体は容易には入手でき
ず、これはそれらの商業化を阻害する。
る非毒性で効果的な固体支持体を製造する方法があれ
ば、それはペプチド若しくは核酸の固相合成若しくはシ
ーケンシングにおける使用のために、またはその他の固
相応用のために価値あるものであろう。
されたグラフト支持体に、これらの支持体を製造するた
めの方法に、そしてこれらの支持体を使用して固相合成
技術によってペプチドを合成する方法に関する。本発明
のPEGグラフト支持体は、固体支持体に共有結合して
いる官能化されたPEG誘導体を含有して成る。1つの
実施態様においては、これらのPEGグラフト支持体
は、式I:
り、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、水素(H)、
及び単純なアルキルまたはアリール基例えばメチル、エ
チルまたはフェニルから成る群から独立に選ばれ、X
は、HまたはH2N−B−NH−C(O)−A−C
(O)−であり、そしてA及びBは、独立に、直鎖のま
たは分岐したアルキレン基例えばエチレン、プロピレ
ン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレンまたは長
さが約C−10までのその他の基(例えば、コハク酸、
グルタル酸、アジピン酸またはその他のこのような酸か
ら誘導されたA;エチレンジアミンまたはその他の脂肪
族ジアミンから誘導されたB)、CH=CH基(例え
ば、マレイン酸から誘導されたA)または芳香族基(例
えば、フタル酸から誘導されたA;フェニレンジアミン
から誘導されたB)である]によって表されそして図1
A中に示される。SSは固体支持体を表す。末端アミノ
基は、必要に応じてNω保護基例えばBoc、Fmoc
及びその他の既知の保護基によって保護することができ
る。括弧内部に示された、式のコア部分は、一連の容易
に入手できるアミノ官能化されたポリエチレングリコー
ル(PEG)ポリマー誘導体に相当する。
ペプチド合成がPEGの末端以外の点で起こり得るよう
に樹脂が構成される。このような樹脂は、図1B中に図
示されそして更に一般式II:
よって保護されることができるジアミノモノカルボン酸
であり、nは、約5〜約150の整数であり、SSは、
固体支持体であり、Aは、直鎖のまたは分岐したC1〜
C10のアルキレン基例えばメチレン、エチレン、プロ
ピレン、イソプロピレン、ブチレン及びイソブチレンで
あり、そしてR1、R2及びR3は、水素、アルキル基及
びアリール基から成る群から独立に選ばれる]によって
表される。
モ2官能ポリエチレングリコールを使用して官能化され
た不活性支持体を製造するための数個のコンパクトな商
業的に価値あるルートを与える。本発明のPEGグラフ
ト支持体は、固相ペプチド合成、核酸合成、及び固定さ
れた分子が使用されるその他の応用のために有利な物理
的及び機械的特性を与える。
能化されたポリエチレングリコールを含有して成る樹脂
に関する。1つの実施態様においては、生成するグラフ
ト支持体は、支持体に結合された対称的なポリ(オキシ
エチレン)ジアミン誘導体を含有して成り、そして式
I:
り、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、水素(H)、
及び単純なアルキルまたはアリール基例えばメチル、エ
チルまたはフェニルから成る群から独立に選ばれ、SS
は、固体支持体であり、Xは、HまたはH2N−B−N
H−C(O)−A−C(O)−であり、そしてA及びB
は、独立に、直鎖のまたは分岐したアルキレン基例えば
エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イ
ソブチレンまたは長さがC−10までの類似物(例え
ば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸またはその他の
このような酸から誘導されたA;エチレンジアミンまた
はその他の脂肪族ジアミンから誘導されたB)、CH=
CH基(例えば、マレイン酸から誘導されたA)または
芳香族基(例えば、フタル酸から誘導されたA;フェニ
レンジアミンから誘導されたB)である]によって表さ
れる。括弧された部分内部の、式のコア部分は、一連の
ポリオキシエチレンジアミンポリマーに相当する。一ま
たは複数の末端アミノ基は、必要に応じて既知のNω保
護基によって保護することができる。
つの方法は、アミノ基を有するコアポリマーを、無水物
を含むジカルボン酸誘導体と反応させて、カルボキシル
官能性分子を製造することによる。この方法によれば、
ジアミンポリマーを少なくとも2当量の活性化されたジ
カルボン酸誘導体と反応させる。この方法において有用
であるジカルボン酸は、約12までの炭素原子を有する
アルキルジ酸、例えば、マレイン酸、コハク酸、グルタ
ル酸またはアジピン酸;無水物例えば無水マレイン酸、
無水コハク酸若しくは無水グルタル酸;または芳香族無
水物、例えば無水フタル酸を含む。この方法の1つの実
施態様においては、ジアミンポリマーを、無水コハク
酸、無水マレイン酸または無水グルタル酸と反応させ
て、請求された化合物の代表例、ビス(スクシニル化さ
れた)、ビス(マレイル化された)またはビス(グルタ
リル化された)PEGを製造する。図2及び3は、製造
及びアミノ官能化された固体支持体の上へのこれらの誘
導体の後続のカップリングを例示する。
応させることができるホモ2官能PEGジアミン化合物
は、一般式III:
り、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、H、アルキル
基及びアリール基から成る群から独立に選ばれ、Xは、
OH、ハロゲン及び活性エステルまたはチオエステルの
活性化基から成る群から選ばれ、そしてAは、約10ま
での炭素原子を有する直鎖のまたは分岐したアルキレン
基、CH=CH基及び芳香族基から成る群から選ばれ
る]を有する。“活性エステル”という術語は、カルボ
キシル基をそれらがアミノ基と一層容易な反応を受ける
ように活性化する化合物を指す。本発明の組成物及び方
法において使用することができる活性化基は、例えば、
トリクロロフェニル(TCP)エステル、ペンタフルオ
ロフェニル(PFP)エステル及びメチルフェニルピラ
ゾリノン(MPP)エステルを含む。
とができる対称的なジアミンは、式I及び式III中に示
された構造の括弧された部分に対応するポリマーを含
む。アミノ基の理論的含量を有するこのようなPEG誘
導体は、多数の既知のプロセスによって得ることができ
る。例えば、Duckmannら、Makromol.
Chem.,182:1379(1983);Zali
pskyら、Eur.Polym.J.,19:117
7(1983)を参照せよ。この目的のために特に有用
であるポリマーは、商標Jeffamine(R)(Te
xaco Chemical Co.,Bellair
e,TX)の下で商業的に入手できる約6000ドルト
ンまでの分子量を有する一連のポリ(オキシエチレン)
ジアミンを含む。Jeffamine(R)ポリ(オキシ
エチレン)ジアミン樹脂は、ポリプロピレンオキシドで
キャップされたポリエチレングリコールから構造的に誘
導された脂肪族第一ジアミンである。これらの生成物
は、高い全及び第一アミン含量によって特徴づけられ
る。所望の特性を有するその他の対称的なジアミンも使
用することができる。幾つかの応用のためには、ほぼ同
じ一般構造を有する対称的なジカルボン酸で官能化され
たポリマーを使用することができる。
シルで官能化されたスペーサーアームリンカーは、次
に、アミノ基によって官能化された適切な親(pare
nt)担体にカップリングさせる。本発明において固相
として有用である担体は、巨大分子または固体、例えば
膜、多孔性ガラス、シリカ、ポリスチレン、ポリジメチ
ルアクリルアミド、綿または紙を含む。特に有用である
アミノ官能化された固体支持体(−NH−SS)は、ア
ミノ官能化されたポリスチレン、アミノメチルポリスチ
レン、アミノアセチルポリスチレン及びp−メチルベン
ズヒドリルアミンポリスチレンを含む。特に好ましい−
NH−SSは、アミノ官能化されたポリスチレン−コ−
1%ジビニルベンゼンである。親担体のすべてのアミノ
基は、アミノ基を基にして1当量の担体を過剰のカルボ
キシル官能化された誘導体と反応させることによって覆
うことができる。担体の上の殆どのアミノ基は、ポリエ
チレングリコール誘導体によって置換され、それによっ
て1つの遊離の吊り下がったカルボキシル基を有するス
ペーサーアームを形成するようになった。
性の導入は、多くの合成応用のために望ましい。これ
は、アミド部分の酸加水分解(図2参照)(これによっ
てジアミンの上に元々存在していたアミノ基をさらすこ
と(exposing)になる)によって、または遊離
の若しくは1保護された低分子量ジアミン(例えば、エ
チレン若しくはヘキサメチレンジアミン)をカルボキシ
レート末端基と更にカップリングさせることによって
(図3参照)達成することができる。ビス(マレイル化
された)PEGリンカーによって改質された親担体(図
2参照)に関しては、例えば、末端の吊り下がったマレ
イル基が、酸、例えば、トリフルオロ酢酸または希塩酸
(HCl)による制御された処理によって選択的に加水
分解され、一方、今やPEGを担体に結合している他方
のマレイル基は本質的に安定である。これらの方法によ
って、アミノ官能化されPEG改質された物質が、急速
に、効率的にそして経済的に得られる。
る方法のもう一つの実施態様においては、ジ酸または無
水物を、まずアミノ官能化された支持体と反応させ、そ
れによってアミド結合されカルボキシル官能化された支
持体を形成させる。このカルボキシル官能化された支持
体を、活性化しそして次に、上で述べたコア構造体によ
って代表される、過剰の2官能ジアミンポリマーと接触
させる。
A中に示したようにPEG末端で生体ポリマーを組み立
てることを可能にする。しかしながら、もう一つの実施
態様においては、本発明の樹脂は、ペプチド合成がPE
G末端以外の点で起こり得るように構成することができ
る。このような樹脂は、図1B中に例示され、そして更
に一般式II:
よって保護されることができるジアミノモノカルボン酸
でありnは、約5〜約150の整数であり、SSは、固
体支持体であり、Aは、直鎖のまたは分岐したC1〜C
10のアルキレン基、例えばメチレン、エチレン、プロ
ピレン、イソプロピレン、ブチレン及びイソブチレンで
あり、そしてR1、R2及びR3は、水素、アルキル基及
びアリール基から成る群から独立に選ばれる]によって
表される。
I)は、誘導化された1官能化されたポリエチレングリ
コール(例えば、PEGモノアミンまたはPEGモノメ
チルエーテル)を使用して合成される。商業的に入手で
きるPEG出発物質は、1官能Jeffamine(R)
かまたはメトキシ及びヒドロキシル末端基を有するPE
Gモノメチルエーテルかのどちらかである。PEGの上
のアミノ基は、既に述べたようにジカルボン酸または無
水物と反応させることができる。その代わりに、MPE
Gのカルボキシル官能化された誘導体は、例えば以下の
式中に示されるように、エチルブロモアセテート、4−
ブロモバレレートまたはイソシアンアセテートとの反応
と、それに続く鹸化によって作ることができる。
に示す。この方法に従うと、Nα−Fmoc、Nδ−B
oc−Orn−PS樹脂(またはこのテーマに関する互
換)を選択的に脱保護し、そして1官能PEG酸をカッ
プリングさせて生体ポリマー連鎖成長の基本的な方向に
直交する分岐を生成させる。オルニチン残基(図4中に
示したような)を、PEG誘導体を固体支持体に結合す
るために使用する。しかしながら、カルボキシル基及び
2つのアミノ基を有する他の化学的部分も使用すること
ができる。
ングリコール−ポリスチレン(PEG−PS)グラフト
支持体は、特に有用である。本発明のPEG誘導体を使
用して作られたPEG−PS支持体は、固相応用のため
に数個の望ましい特性を有する:それらは、種々の溶媒
中で膨潤し、たいていの固相合成において使用される条
件下で安定であり、そして固相応用、特に、固相ペプチ
ド合成において使用されるバッチ及びカラム反応器の両
方において良く挙動する。
ノ酸の固体支持体へのカルボキシル末端の共有結合で始
まる。Nα保護されたアミノ酸のカルボキシル基は、P
EGスペーサーアームの遊離末端(固体支持体に結合し
ていない末端)上のアミノ基に(図1A、2及び3)ま
たはPEG末端以外の点で(図1B及び4)結合してい
るハンドル部分に共有結合する。“ハンドル”は、初期
アミノ酸残基をポリマー状支持体に結合する役割を果す
2官能スペーサーとして定義される。ハンドルの1つの
末端はすんなりと開裂可能な保護基を一員とし、そして
ハンドルの他の末端は官能化された固体支持体にカップ
リングする。固相ペプチド合成における本発明のスペー
サーアームに関して使用することができるハンドルは、
例えば酸で変化しやすいp−アルコキシベンジル(PA
B)ハンドル、光で変化しやすいo−ニトロベンジルエ
ステルハンドル、並びにAlbericioら、J.O
rg.Chem.,55:3730〜3743(199
0)及びその中に引用された引用文献によって、そして
両方とも1990年8月31日に出願された共に継続中
のG.Barany及びF.Albericioによる
U.S.出願連番第07/576,233号及びG.B
aranyによる連番第07/576,232号中に述
べられたハンドルのようなハンドルを含む。なおこれら
のすべての教示は、引用によって本明細書中に組み込ま
れる。適切なハンドルは、アミノ官能化された支持体の
上に単一のステップで定量的にカップリングして、ペプ
チド連鎖組立体のための十分に規定された構造の一般的
な出発点を与える。ハンドル保護基は除去され、そして
Nα保護された第一アミノ酸のC末端残基はハンドルに
定量的にカップリングされる。一度ハンドルが固相にカ
ップリングされ、そして初期アミノ酸またはペプチドが
ハンドルに結合されると、一般的な合成サイクルが進行
する。この合成サイクルは、一般的に樹脂上のアミノ酸
またはペプチドのNα−アミノ基の脱保護、洗浄、及
び、もし必要ならば、中和ステップ、及びそれに続く次
のNα保護されたアミノ酸のカルボキシル活性化された
形との反応から成る。このサイクルを繰り返して興味の
あるペプチドまたは蛋白質を生成させる。官能化された
不溶性支持体を使用する固相ペプチド合成方法は、よく
知られている。Merrifield、J.Am.Ch
em.Soc.、85:2149(1963);Bar
any及びMerrifield、ペプチド、2巻、1
〜284頁(1979)中;Baranyら、Int.
J.Peptide Protein Res.、3
0:705〜739(1987)。
間にペプチド連鎖を形成している反応するアミノ酸から
不活性支持体を分離するスペーサーアームとして特に有
用である。この隔絶を与えるスペーサーアームの選択
は、固相応用における重要なパラメーターである。
2000ドルトンの平均分子量を有する種々のPEGス
ペーサーアームを、ポリスチレン主鎖の上のアミノ官能
基と適切なハンドルの結合のための点との間に組み入れ
た。生成したグラフト支持体は、ほぼ等しい重量のPE
G及びPSを含んでいた。これらの支持体は、物理的及
び化学的特性例えば膨潤に関してそしてモデルペプチド
の合成においてPS支持体を凌ぐ再現性のある利点を示
した。本発明のPEG−PS支持体は、すべての反応ス
テップ及び洗浄のための溶媒としてアセトニトリルを使
用してペプチド合成を実施することを可能にする。PS
を使用しそして溶媒としてアセトニトリルを用いる対照
実験は、結果としてペプチド生成物をもたらさなかっ
た。
シル担体蛋白質65−74デカペプチド配列(sequ
ence)をFmocアミノ酸を使用して合成する比較
実験を実施した。この新しいPEG−PSに関しては、
PS、TentagelTM(ドイツ、Tubingen
のRapp Chem.の商標)またはPepsynK
TM(イギリス、ケンブリッジのケンブリッジResea
ch Biochem.の商標)のいずれに関するより
も高い純度でペプチドが製造された。PEG- PS材料
は、流通式合成及びバッチ操作の両方に高度に適切であ
ることが証明された。高い流量においてさえ、殆ど無視
できる背圧しか見い出されなかった。
用性は、多数の大きな(例えば、約30〜60の残基を
有する)複雑なペプチド配列、例えばセクロピン同族
体、カルシトニン、β−エンドルフィン、コルチコトロ
ピン放出因子、2つの亜鉛フィンガー(finger)
結合配列、及びHIV−1 tat蛋白質の数個の部分
的配列の合成によって示された。本発明のPEG−PS
リンカーの使用から生じた合成効率における改善は、以
下のものの1以上から発生するように見える:(i)ポ
リマー主鎖の近くから反応サイトを除去するスペーサー
アーム効果;(ii)反応速度に対する付随的に好ましい
影響を含む樹脂の疎水性性質を改質する一般的な環境上
の効果;及び(iii)減少した二次的構造による構造的
に困難なカップリングに対する特定の効果(水素結合生
成)。
または不活性支持体と反応ヌクレオチド若しくは核酸と
の間のスペーサーアーム若しくはリンカーとしての配列
において使用することもできる。例えば、前記誘導体
は、上で述べたようにポリスチレン樹脂に結合させ、そ
してアミダイト媒体DNA合成において使用することが
できる。PEG−PS樹脂は、アミダイトカップリング
法において溶媒として使用されるアセトニトリル中で膨
潤する。
例示する。
2001のビス(マレイル化)誘導体の製造 無水マレイン酸(4.5g、46ミリモル)を、25℃
でテトラヒドロフラン(90mL)中のJeffami
ne(R)ED−2001(30g、15ミリモル、30
ミリモルのアミノ官能性)の撹拌された溶液に一度に添
加した。5時間後に、真空中での蒸発によって溶媒を除
去し、そして生成したオイルを、5分間にわたって0℃
で冷たい撹拌されたエーテル(100mL)に添加し
た。生成した白い懸濁液を、0℃で更に15分間撹拌
し、次に濾過によって収集し、エーテルで完全にリンス
し、そして真空中で五酸化リンの上で乾燥した。収量:
28.9g(88%)。NMRデータ及び元素分析は、
以下に示した予期された構造と一致した:
2001のビス(グルタリル化)誘導体の製造 ジクロロメタン(200mL)中のJeffamine
(R)ED−2001(40g、20ミリモル、40ミリ
モルのアミノ官能性)及び無水グルタル酸(5.0g、
44ミリモル)の混合物を、25℃で2時間撹拌した。
完全なアシル化を示す陰性のニンヒドリンテスト結果を
与えた均一な反応混合物を真空中で濃縮すると粘性のオ
イルが得られたが、これを4℃でエチルエーテル(30
0mL)を含むビーカー中に激しく撹拌しながら注いだ
(decanted)。急速に生成した沈殿を、収集
し、更に冷たいエーテルで洗浄し、そして真空中で五酸
化リンの上で乾燥した。収量:38g(86%)。NM
Rデータ及び元素分析は、構造と一致した。
エーテル(MPEG)のカボキシメチル誘導体の製造 トルエン(500mL)中のポリエチレングリコールメ
チルエーテル(MPEG)、Mw2000(100g、
50ミリモル)の溶液を、Dean−Starkトラッ
プ付属品によって水を除去しながら、共沸乾燥のために
一晩還流した。溶液を、80℃に冷却し、カリウムte
rt.−ブトキシド(11.2g、0.1モル)で処理
し、そして次にエチルブロモアセテート(11mL、
0.1モル)及びトルエン(10mL)の混合物を30
分にわたって添加した。反応を90℃で8時間継続し、
それに続いて混合物をロータリーエバポレータ中で濃縮
すると、茶色の粘性の溶融物が生成した。ジクロロメタ
ン(500mL)を添加してポリマーを抽出し、そして
活性アルミナ(200g)を添加した。30分後、濾過
で有機相を収集し、部分的に濃縮し(〜100mL
に)、エチルエーテル(700mL)と合わせ、そして
数時間−20℃にした。沈殿したポリマーを、濾過によ
って収集し、空気乾燥し、そして25℃で3時間水性水
酸化ナトリウム(1N、500mL)中に取った。この
鹸化反応を、濃水性HClによるpH3までの酸性化に
よって終了せしめ、そしてこの生成物をジクロロメタン
(3x250mL)中へ抽出した。有機相を乾燥し(M
gSO4)、部分的に濃縮し(〜100mLに)、エチ
ルエーテル(700mL)と合わせ、そして数時間−2
0℃にした。最終生成物を濾過によって収集し、そして
数日間P2O5の上で真空中で乾燥した。収量:75g
(73%)、カルボキシル基の滴定:理論の94%、N
MRデータ及び元素分析:構造と一致。
脂にカップリングする手順 N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(30mL)
中の実施例1で製造したPEGジ酸(26g、11.8
ミリモル、23.6ミリモルのカルボキシル基)の撹拌
された溶液に、DMF(3mL)中の1−ヒドロキシベ
ンゾトリアゾール(HOBt;0.81g、6.0ミリ
モル)及びDMF(8mL)中のベンゾトリアゾール−
1−イル−オキシ−トリス−(ジメチルアミノ)ホスホ
ニウムヘキサフルオロホスフェート(BOP;2.63
g、6.0ミリモル)を添加した。ジクロロメタン(5
mL)中のN,N−ジイソプロピルエチルアミン(DI
EA;1.56mL、9ミリモル)の溶液を10分にわ
たって添加し、そして予備洗浄されたp−メチルベンズ
ヒドリルアミン(MBHA)ポリスチレン樹脂支持体
(5.0g、0.6ミリモル/g、3.0ミリモルのア
ミノ基)が入った反応容器に移す前に、生成した溶液を
更に10分間撹拌した。この混合物を、サンプルに関す
るニンヒドリンテストが殆ど陰性になるまで、2日間振
った。未反応アミノ基をアシル化によってキャップし、
そして次に支持体を、実施例7中で述べるように、更に
処理するためにジクロロメタンで洗浄した。
へのカップリングのための手順 別の実験において、アミノメチルポリスチレン樹脂支持
体(0.68ミリモル/g)を、標準的な手順によって
Fmoc−ノルロイシン(norleucine)で誘
導化した。生成したFmoc−Nle−樹脂(0.23
g、0.55ミリモル/g、0.13ミリモル)の一部
を、ピペリジン - DMF(3:7、v/v)(2+1
0分)で脱保護し、そしてDMF及びジクロロメタンで
洗浄した。一方、実施例2からのPEGジ酸(0.86
g、0.39ミリモル、0.78ミリモルのカルボキシ
ル基)、BOP(88mg、0.2ミリモル)及びHO
Bt(27mg、0.2ミリモル)を、DMF(4m
L)中に溶解し、そして次にジクロロメタン(2mL)
中のDIEA(45μL、0.26ミリモル)の溶液を
添加した。25℃での予備活性化期間の後で、PEG溶
液を添加して脱保護し、そして樹脂を洗浄し、そして2
5℃で5時間カップリングを実施すると、本質的に陰性
のニンヒドリンテスト結果が得られた。ジクロロメタン
(2mL)中の無水酢酸(40μL、0.4ミリモル)
の添加によって30分間キャッピングを行った。最後の
PEG−PSグラフト支持体(0.49g)は、元素分
析及びアミノ酸分析を基にしてPEG:PS:Nle=
0.51:0.45:0.04から成っていたが、これ
から、約40%のPEG連鎖が橋かけ中に含まれていた
ことが計算できる。
S樹脂の製造 アミノメチルポリスチレン樹脂支持体(6.0g、0.
95ミリモル/g、5.7ミリモル)を、標準的な手順
によってNα−Fmoc、Nδ−Boc−オルニチンで
誘導化した。この樹脂を、膨潤させ、そしてジクロロメ
タンで洗浄し、ジクロロメタン中の5%DIEAで(1
×5min+3×10min)中和し、そしてジクロロ
メタンで洗浄した。Orn誘導体のカップリングを、D
MF法においてN,N′−ジイソプロピルカルボジイミ
ド(DIPCDI)/HOBt(各々3当量、15分の
予備活性化、40mLの反応容積)によって3時間媒介
した。DMF及びジクロロメタンによる洗浄が続いた。
サンプルに関するニンヒドリンテストは陰性に近かった
が、未反応サイトをDMF(20mL)中の無水酢酸
(4.5mL、5当量)及びトリエチルアミン(7.0
mL、5当量)での30分間のキャッピングによってブ
ロックした。保護されたOrn−PS樹脂(0.78ミ
リモル/g、予期された重量増加に関してバランスを取
った理論的なローディングにマッチする)を、DMF、
ジクロロメタンで洗浄し、そしてピペリジン−DMF
(1:4、v/v)(2+10min)によって処理し
て、NαFmoc基を選択的に除去した。DMF、ジク
ロロメタン、2−プロパノール及びDMF−ジクロロメ
タン(3:7、v/v)によるさらなる洗浄は、実施例
3中で述べたように製造したMPGE酸誘導体のカップ
リングのための樹脂を製造した。DMF−ジクロロメタ
ン(3:7、v/v、75mL)中のMPGE酸(37
g、18ミリモル)の溶液を、HOBt(2.75g、
18ミリモル)及びDIPCDI(2.83mL、18
ミリモル)と15分間合わせ、そして次にH−Orn
(Boc)−PS樹脂に添加した。カップリングを5時
間進めたところ、少し陽性のニンヒドリンテスト結果が
得られた。もっと小量のMPGE酸誘導体及び活性化剤
(9ミリモルのスケール)による第二のカップリング、
並びに既に述べた手順によるアシル化が続いた。最後の
MPGE−Orn(Boc)−PS樹脂を、ジクロロメ
タン、DMF、ジクロロメタン及びメタノールで洗浄
し、そして真空中でP2O5の上で48時間乾燥した。
0.31ミリモル/gのローディングを有し、重量でP
EG:PS:Orn=0.57:0.36:0.07
(元素分析及びアミノ酸分析を基にして)から成る1
6.9gの樹脂(理論的な重量増加と良く一致する)が
得られた。DMF手順においてBOP/HOBt/NM
Mを活性化及びカップリングのために使用した時にも類
似の結果が得られた。
手順 実施例4中で製造されたPEG官能化された支持体を、
シンターされた漏斗上でトリフルオロエタノールで洗浄
し、シラン化された丸底フラスコに移した。トリフルオ
ロエタノール/トリフルオロ酢酸/水(8:1:1、5
0mL)の混合物を添加し、そしてこの懸濁液を還流で
(オイルバス温度、100℃)加熱し、そして磁気で2
4時間撹拌した。次に、この物質をジクロロメタン、ジ
クロロメタン中の5%DIEA及びメタノールで洗浄
し、そして真空中でP2O5中で乾燥した。アミノ基含量
をピクリン酸滴定によるか、またはFmocアミノ酸に
よるローディングによってアリコートに関して測定し
た。最後のPEG−PSはPEG:PS=0.45:
0.55から成り、そして0.17ミリモル/gのロー
ディング(CHN元素分析及びアミノ酸分析を基にし
て)を有する。この支持体中の約65%のPEG連鎖が
スペーサーとして作用していて、そして残りが橋かけ中
に含まれていることが計算できる。
手順 実施例5からのPEG−PS支持体(0.4g、0.1
2ミリモルの元のNleサイト)を、初期膨潤のために
ジクロロメタンで洗浄し、次にDMF(2mL)中のD
IPCDI(94μL、0.6ミリモル)及びHOBt
(81mg、0.6ミリモル)を、5分の予備活性化期
間の間に樹脂に添加した。次に、DMF(0.5mL)
中のエチレンジアミン(40μL、0.6ミリモル)
を、5時間の反応の間に樹脂に添加した。DMF、ジク
ロロメタン及びメタノールによる最後の洗浄を行った。
樹脂(0.4g;このステップからは重量変化無し)を
P2O5の上で真空中で乾燥したが、それに引き続く通常
のFmoc−Alaによるローディング測定は0.11
ミリモル/gの置換レベル及び0.30のAla:Nl
e比(橋かけの程度のより前の推定と一致する)を現し
た。
スチレングラフト(PEG−PS)によるバッチ式ペプ
チド合成 5gのp−メチルベンズヒドリルアミン樹脂(0.6ミ
リモル/gのローディングを有する)から出発して、実
施例4及び7中で設定された手順に従ってPEG - P
Sを製造し、そして8.7gのPEG−PS生成物を得
た(0.17ミリモル/gのローディング)。このPE
G−PSの2gの部分を、BOP+HOBt手順(D.
Hudson、(1987)J.Org.Chem.、
53:617〜624によって結合された、Fmoc−
PAL[5′−(4″−(9−フルオレニルメチルオキ
シカルボニル)アミノエチル−3,5−ジメトキシフェ
ノキシ)吉草酸ハンドルによって延長すると、完全に官
能化されたニンヒドリン陰性生成物が得られた。テスト
ペプチド、アシル担体蛋白質65〜74を、Milli
gen/Biosearchモデル9600ペプチド合
成機を使用して、標準的なBOP+HOBtカップリン
グプログラム(Milligen/Biosearc
h,Novato,CA)によって合成した。次ぎ次の
実験において、Pepsyn KTM、通常のポリスチレ
ン及びTentagelTM支持体をまた、同じ配列を製
造するために使用した。生成したペプチドを、アミノ酸
分析(AAA)、高速液体クロマトグラフィー(HPL
C)及び高速原子衝撃(FAB)質量分析法によって分
析した。結果は、PEG−PSを使用した合成が優れた
純度で最高の収量で生成物を与えたことを示した。
リスチレングラフト(PEG−PS)による連続流通ペ
プチド合成 実施例6中で述べたようにして製造したPEG−Orn
(Boc)−PSをTFA−ジクロロメタン(1:1)
(5+25min)で処理して、Nδ−Boc基を選択
的に除去した。ジクロロメタンによる洗浄、ジクロロメ
タン中の5%のDIEA及びジクロロメタンによる中和
が続いた。実施例9と同様にして、Fmoc−PALハ
ンドルを付け、そしてDIPCDI+HOBtカップリ
ング手順(0.05Mの濃度)に従ってMillige
n/Biosearchモデル9050を使用して、挑
戦的なデカ−アラニル−バニリン配列を作った。引き続
く実験においては、通常のポリスチレン支持体を使用し
て同じ配列を作った。HPLCを基にしてペプチドの純
度は、PSを使用した時の53%と比較して、PEG -
PSを使用した時には77%であった。
ル−ポリスチレン(PEG−PS)グラフト支持体の2
つのタイプの一般的な構造を示す。Xは、生体ポリマー
連鎖の成長が始まる点を示す。
く反応、アミノ官能化されたポリスチレン樹脂へのそれ
のカップリング、樹脂結合されたリンカーへのハンドル
の取付、及びペプチドを合成するためのそれの使用を示
す略図である。
反応を示す略図である。
できる、PEG−PSグラフト支持体を導く一連の反応
を示す略図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 一般式: 【化1】 [式中、 Yは、必要に応じてNω保護基によって保護されること
ができるジアミノモノカルボン酸であり、 nは5〜150の整数であり、 SSは、固体支持体であり、 Aは直鎖のまたは分岐したC1〜C10のアルキル基で
あり、 そしてR1、R2及びR3は、水素、アルキル基及びアリ
ール基から成る群から独立に選ばれる]によって表され
る固相ペプチド合成のための樹脂。 - 【請求項2】 固体支持体が、アミノ官能性膜、アミノ
官能性多孔性ガラス、アミノ官能性シリカ、アミノ官能
性ポリスチレン、アミノ官能性ポリジメチルアクリルア
ミド、アミノ官能性綿及びアミノ官能性紙から成る群か
ら選ばれる、請求項1に記載の樹脂。 - 【請求項3】 アミノ官能性ポリスチレンが、アミノポ
リスチレン、アミノメチルポリスチレン、アミノアシル
ポリスチレン及びp−メチルベンズヒドリルアミンポリ
スチレンから成る群から選ばれる、請求項2に記載の樹
脂。 - 【請求項4】 R1、R2及びR3が水素及びメチル基か
ら成る群から独立に選ばれる請求項1〜3に記載の樹
脂。 - 【請求項5】 Aがエチレン、プロピレン、イソプロピ
レン、ブチレン及びイソブチレンから成る群から独立に
選ばれる請求項1〜4に記載の樹脂。 - 【請求項6】 Yがオルニチン残基である請求項1〜5
に記載の樹脂。 - 【請求項7】 a)Nω保護されたジアミノモノカルボ
ン酸に結合されたアミノ官能化された固体支持体を供給
するステップ、 b)官能化された固体支持体のジアミノモノカルボン酸
残基の2つのNω−アミノ部分の1つから保護基を除去
するステップ、及び c)単官能カルボキシル末端ポリエチレングリコール誘
導体を官能化された固体支持体の脱保護されたNω−ア
ミノ基にカップリングさせて、それによって樹脂を製造
するステップを含む、固相ペプチド合成のための樹脂を
製造する方法。 - 【請求項8】 樹脂が、式: 【化2】 [式中、 Yは、必要に応じてNω保護基によって保護されること
ができるジアミノモノカルボン酸であり、 nは5〜150の整数であり、 SSは、固体支持体であり、 Aは直鎖のまたは分岐したC1〜C10のアルキル基で
あり、 そしてR1、R2及びR3は、水素、アルキル基及びアリ
ール基から成る群から独立に選ばれる]によって表され
る、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 固体支持体が、アミノ官能性膜、アミノ
官能性多孔性ガラス、アミノ官能性シリカ、アミノ官能
性ポリスチレン、アミノ官能性ポリジメチルアクリルア
ミド、アミノ官能性綿及びアミノ官能性紙から成る群か
ら選ばれる、請求項7〜8に記載の方法。 - 【請求項10】 アミノ官能性ポリスチレンが、アミノ
ポリスチレン、アミノメチルポリスチレン、アミノアシ
ルポリスチレン及びp−メチルベンズヒドリルアミンポ
リスチレンから成る群から選ばれる、請求項9に記載の
方法。 - 【請求項11】 R1、R2及びR3が水素及びメチル基
から成る群から独立に選ばれる、請求項7〜10に記載
の方法。 - 【請求項12】 Aがエチレン、プロピレン、イソプロ
ピレン、ブチレン及びイソブチレンから成る群から独立
に選ばれる、請求項7〜11に記載の方法。 - 【請求項13】 Nω保護されたジアミノモノカルボン
酸がオルチニンである、請求項7〜12に記載の方法。
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