JP2002533329A - 固相および液相スクリーニング用の蛍光色素 - Google Patents

固相および液相スクリーニング用の蛍光色素

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、式(I) 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、新規な包括的標識技術による、固相および均一溶液における超高速
処理スクリーニングの分野に関連する。新規標識技術は、新規な化学的に安定な
フルオロホアに基づき、それは、固体支持体への付加とその後の化合物ライブラ
リーのコンビナトリアル合成の開始のための反応性化学的機能を有する。
【0002】 (背景技術) 3つの新しい科学的研究分野は、薬物発見過程における予測性の増加の必要性
および全体的損耗率低下の必要性を満たす極めて高い見込みを示す。(1)機能ゲ
ノミクスは、新規な革新的分子標的を生ずることを目的とした。(2)コンビナト
リアル化学は、標的を探索する分子多様性を生ずる、ますます効率のよい方法を
提供する。(3)高速処理量スクリーニング(HTS)プラットフォームは、可能性
あるリード化合物の発見に効率および品質を提供する。殆どの製薬会社における
高速処理スクリーニングは、現在、1年あたり数百万アッセイの実施を含む。同
時に、HTSは、検出/液体を扱う技術および自動化工程と組合せた、生化学、
生物物理学および細胞/分子生物学を吸収した確立された学問分野となった。こ
れら新規の科学的研究分野がもたらしたすべての素晴らしい機会と共に、機能ゲ
ノミクスにおける時間のかかる過程は新規タンパク質の生理的機能の同定である
ということが明らかとなった。コンビナトリアル化学が、古典的な合成に必要な
時間の間に数倍の化合物の合成を行う一方で、5から10倍のアッセイがスクリ
ーニングからのヒット化合物の同定に必要となることが現在知られている。応用
科学の社会が現在直面する挑戦は、合成、タンパク質機能同定およびスクリーニ
ングの過程をスピードアップすることにより時間的に(1)および(2)の利点を十
分に利用することである。本発明は、固相上の直接の化合物のスクリーニングに
必要な効率を提供することにより、コンビナトリアル化学およびゲノミクスの利
点をHTSと統合する新しい可能性を開示する。標的巨大分子は、たとえ機能が
知られていなくても、目的化合物に対する直接の結合親和性につい試験し得る。
以下でAIDA化学として一般的に述べられている、新規蛍光化学はまた、AI
DA化学と結合する化合物の直接の適用によるか、または既知の化学的もしくは
光物理学的手段による固相からのAIDA結合物の切断によるか、何れかにより
、均一溶液中のスクリーニングアッセイに適当である。固相スクリーニング技術
において同定されたAIDA結合“バインダー”の解離後、目的の巨大分子への
親和性は、マイクロタイタープレートで使用のアッセイ容積における通常の全体
平均蛍光分光学的技術により決定され得る。加えて、マイクロタイター容積で実
施され、いわゆるナノキャリアーに適用される単一分子分光学的技術が、使用さ
れ得る。
【0003】 本発明の要旨 本発明は、特定の蛍光色素について述べ、それは、固相および均一溶液の両方
における高速処理スクリーニングに使用され得る。一般的にAIDA化学と呼ば
れる新規蛍光色素は、疾病に対する治療的使用のために検討されるべき分子の合
成のための固相および溶液相有機化学の種々の方法に適当である。治療目的の当
該分子は、以下の2つの方法によって蛍光結合体として合成される:(a)固体支
持体に最初に蛍光色素を付加した切断可能なリンカー(酸、塩基、酸化還元、ま
たは光感受性)を負荷する。当該色素は、スペーサーエレメントのための付加点
としての役割をする第2官能性を有する。当該スペーサーは、検討されるべき分
子の合成の開始点として使用される更なる官能基を有する;(b)蛍光色素はまた
、一連の反応の最後の合成ステップにおいてエンドキャップとして導入され得る
。本発明で述べられる特定色素は、固相および溶液相有機化学において通常適用
される広範囲の反応条件の下、化学的に安定である。当該結合体は、吸収波長の
励起により可視およびUVスペクトルの蛍光を放射する。これら蛍光性は、分子
相互作用の阻害剤の同定ための、およびペプチド、タンパク質、核酸、炭化水素
などのような標的巨大分子に結合する分子の同定のための蛍光に基く方法におい
て複数の適用がなされ得る。巨大分子とAIDA結合する化合物の結合のモニタ
ーに使用する蛍光検出技術には、蛍光強度、非等方性(偏光性)、蛍光共鳴エネル
ギー移動、蛍光寿命、回転相関時間および単一分子分光学的技術(SMS)におけ
る変化を検出する通常の巨視的技術(全体平均)が含まれる。SMSには、325
nm、351nm、453nm、488nm、514nm、543nm、632nmおよび他の
励起可能性のある波長であるレーザー光線を含む1つまたは2つのレーザー波長
による励起が含まれる。単一分子から放射され、単一分子スペクトル分析で適用
される共焦点法により分散された蛍光は、1または2個のフィルターを経て、光
がアバランシュ光ダイオード検出器に到達する前に、偏光子を通過する。AID
Aに適用されるSMSの包括的検出技術には、移転放散(translational diffusi
on)、回転放散(rotational diffusion)、蛍光寿命(fluorescence lifetime)、蛍
光明度(fluorescence brightness)、スペクトルシフト(spectral shift)、蛍光
エネルギー移動(fluorescence energy transfer)、三重線遷移可能性および複合
検出(triplet transition probabilities and multiplex detection)が含まれる
。化学変換において有意な安定性を示す色素は、わずかに三重状態形成し、生体
分子群への結合イベントの検出に使用される条件下で光化学反応せず、コンビナ
トリアル化学(固相および溶液相化学)および生物学的調査(超高速処理スクリー
ニング)の組合せのための優れたツールとなる。色素の使用には、固相および溶
液相有機化学、低分子量化合物標識、ペプチド標識、タンパク質標識、光学的ス
ペクトル分析および蛍光が含まれる。官能性色素および色素結合体の合成(固相
および溶液において)を開示する。
【0004】 本発明は、式(I)
【化5】 [式中、基RまたはRの1つおよび基RまたはRの1つは、水素であり
、その他は、独立して−COOH、−COOR、−CONH、−CONR、−CONH(CH)OH{式中、n=2−8}、−CHOH、−CH NH、−NO、NR1011、NHCOR12、Cl、Br、F、−CF 、O(C−C)−アルキル(所望により任意の炭素C−Cにおいてメチ
ルまたはフェニルにより置換されている)、−N=C=O、N=C=S、−SO
H、−SONH(CH)NH、(C−C)アルキル、末端炭素が−C
OOH、−COOR、−CONH、−CONR、−CONH(CH) OH{式中、n=2−8}、−CHOH、−CHNH、−N=C=O、N
=C=S、−SOH、−SONH(CH)NH、−CONH(CH) NH{n=2−8、および当該NH−基はまた、(C−C)アルキルによ
り、またはtert−ブチルオキシカルボニル、9−フルオレニルメトキシカルボニ
ル、フタルイミド、トリフルオロアセトアミド、メトキシカルボニル、エトキシ
カルボニル、ベンジルオキシカルボニル、アリルオキシカルボニル、2,2,2−
トリクロロエトキシカルボニル、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニルの
ような通常使用されるアミノ保護基により置換され得る}で置換された(C−C 16 )−アルキルであり、そして
【0005】 基RまたはRの1つは、水素であり、その他のものは水素、ハロゲン、O(
−C)−アルキル(所望により、任意の炭素C−Cでメチルまたはフェ
ニルで置換されている)、−NO、NR1011、NHCOR12、(C
)アルキル、末端炭素が−COOH、−COOR、−CONH、−CO
NR、−CONH(CH)OH{式中、n=2−8}、−CHOH、−
CHNH、−N=C=O、N=C=S、−SOH、−SONH(CH) NH、−CONH(CH)NH{式中、n=2−8、および当該NH
−基はまた、(C−C)アルキルにより、またはtert−ブチルオキシカルボニ
ル、9−フルオレニルメトキシカルボニル、フタルイミド、トリフルオロアセト
アミド、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル
、アリルオキシカルボニル、2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル、2−(
トリメチルシリル)エトキシカルボニルのような通常使用されるアミノ保護基に
より置換され得る}で置換された(C−C16)−アルキルであり、
【0006】 Rは、スクシンイミジル、アジド、フェニル、4−ニトロフェニルのようなカ
ルボキシル保護基またはカルボキシル活性化基、およびそれぞれ活性化用にペン
タフルオロフェニルおよび保護用にメチル、β−置換エチル、2,2,2−トリク
ロロエチル、tert−ブチル、アリル、ベンジル、ベンズヒドリル、4−ニトロベ
ンジル、2−(4−トルエンスルホニル)エチル、シリル、2−(トリメチルシリ
ル)エチル、MEM、MOM、BOM、MTMおよびSEMを通常使用し、
【0007】 RまたはRは、水素であり、その他のものは、低級アルキル(C−C)、
フェニル、ベンジルまたはRおよびRは、ピペラジンのような5または6員
環の一部であり、
【0008】 R10およびR11は、独立して水素、(C−C)アルキルまたはアミノ保護
基(適当な保護基は上記の通り)であり、
【0009】 R12は、何れも(C−C)アルキルで置換され得る(C−C10)アルキル
、フェニル、保護(適当な保護基は上記の通り)アミノ基またはハロゲンである]
により示される蛍光色素を目的とする。
【0010】 これら態様の好ましい実施態様は、下記構造a−xにより示される蛍光性イン
ダゾール色素である。
【化6】
【0011】 本発明の他の態様は、式(II−III)により示される蛍光性結合体を目的とする
A−B−D−C−D'−E(式(II)) A−B−D−E−D'−C(式(III))
【0012】 [式中、Aは、固相および溶液相有機化学に適用される標準的物質(例えば、官能
化ポリスチレン基礎樹脂、ポリアクリルアミド基礎ポリマー、ポリスチレン/ポ
リジメチルアクリルアミド組成物、PEGA樹脂、ポリスチレン−ポリオキシエ
チレン基礎支持体、Tentagel、PEG−ポリスチレングラフトポリマー性支持体
、ガラス表面、官能化表面、官能化表面でグラフトした物質またはポリエチレン
グリコール)から選択される固体支持体であり、
【0013】 Bは、D−C−D'−EまたはD−E−D'−Cフラグメント、それぞれの均衡の
ために式(II−III)の蛍光性結合体を切断し得るリンカーであり、Bは、既知の
酸不安定性、塩基不安定性、光不安定性、酸化還元不安定性、およびマスクされ
たリンカーであって、コンビナトリアル合成、ペプチド合成、およびオリゴヌク
レオチド合成に適当されるリンカー(例えば、ベンジル、ベンズヒドリル、ベン
ズヒドリリデン(benzhydryliden)、トリチル、キサンチエニル、ベンゾイン、シ
リコンまたはアリル基礎リンカー)であり、
【0014】 Cは、式(I)から選択された化合物であり、
【0015】 DおよびD'は、独立した結合手であるか、α,ω−ジアミノ−アルカン、ジアミ
ノシクロヘキシル、ビス−(アミノメチル)−置換フェニル、α−アミノ−ω−ヒ
ドロキシル−アルカン、アルキルアミン、環状アルキルアミン、環状アルキルジ
アミンまたは側鎖に更なる官能基を有するかもしくは有しないアミノ酸から選択
されるスペーサーであり、
【0016】 Eは、調査される分子、例えば、低分子量化合物、ペプチド、タンパク質、炭化
水素、核酸、または付加用の官能基を生ずる脂質である]。
【0017】 式(II)の結合体は、以下の2つの独立したプロトコールを通じて:(a)A−B
−C−D'またはA−B−D−C−D'フラグメントそれぞれのスペーサーD'の
官能基を組み込む分子Eの新たな合成により、(b)A−B−C−D'またはA−
B−D−C−D'フラグメントそれぞれへ(例えば、アミノまたはカルボキシ末端
)の結合に適当な官能基を含む事前に形成された分子Eの付加により、生じ得る
【0018】 式(III)の結合体は、A−BまたはA−B−D結合で開始しその後D'−Cまた
はCフラグメントでキャッピングされる分子Eの新たな合成によるか、またはA
−BまたはA−B−DおよびD'−CまたはCフラグメント、それぞれへ(例えば
、アミノおよびカルボキシ末端)の結合に適当な官能基を含む事前に形成された
分子Eの付加により、生じ得る。
【0019】 式(II)により示される結合体の合成用のCとして使用される式(I)の好ましい
化合物は、本発明の第1の態様の構造a、b、g、i−k、m−xである。
【0020】 式(III)により示される結合体の合成用のCとして使用される式(I)の好まし
い化合物は、本発明の第1の態様の構造a−p、u−xである。
【0021】 式(II)の好ましい結合体は、下記の構造により示される。
【化7】
【0022】 式(III)の好ましい結合体は、下記の構造により示される。
【化8】
【0023】 更なる本発明の態様は、式(IV) E−D'−C(式(IV)) [式中、Eは、調査する分子、例えば、低分子量化合物、ペプチド、タンパク質
、炭化水素、核酸、または付加用の官能基を生ずる脂質であり、
【0024】 D'は、結合手であるか、α,ω−ジアミノ−アルカン、ジアミノシクロヘキシル
、ビス−(アミノメチル)−置換フェニル、α−アミノ−ω−ヒドロキシル−アル
カン、アルキルアミン、環状アルキルアミン、環状アルキルジアミンまたは側鎖
に更なる官能基を有するかもしくは有しないアミノ酸から選択されるスペーサー
であり、
【0025】 Cは、式(I)から選択される化合物である] により示されるAIDA結合体を目的とする。
【0026】 式(IV)により示される結合体の合成用のCとして使用する式(I)の好ましい化
合物は、式IIおよびIIIで与えられる。
【0027】 式(IV)の好ましい化合物は、下記の構造により示される。
【化9】
【0028】 本発明の詳細な方法論的/技術的態様 AIDA色素分子に基づく多くの可能な適用において、殆どの有望な検出法は
以下のものである。
【0029】 (1)固体支持体におけるAIDA分子は、453nmで開始する通常のAr−イ
オンおよびHeNeレーザー光線によっては、蛍光に励起し得ず、そのため、フ
ルオレセインまたはローダミンなどのような色素分子を励起する主に488nm、
514および543nm波長を用い、AIDA色素が、赤色(>453nm)蛍光を用
いる任意の種類の検出技術による妨げなしに固体支持体における“サイレント”
蛍光マーカーとして使用され得る。
【0030】 (2)一旦、固体支持体から切断され、または可溶性化合物上で使用されると、
直接または切断後、AIDAマーカーは、蛍光スペクトル分析に使用される種々
の方法により検出される励起源を325または351nmのUVレーザーで励起し
得る。
【0031】 (a)蛍光実験に使用する通常のキュベットまたはマイクロタイタープレートで
は、標的巨大分子へのAIDA含有化合物の結合は、回転数の減少により検出さ
れ得る。適用される検出パラメーターは、時間分解蛍光装置における回転相関時
間であるか(単一プロトンカウンティングまたは相ドメイン検出モードを用いる)
、または連続波=プロンプト=安定状態フルオロメーターの非等方性/偏光性に
よる。
【0032】 (b)単一分子蛍光実験では、蛍光変動の時間追跡における自己相関算出から決
定される移行放散時間の減少は、類似性の検出パラメーターである。
【0033】 (3)約300nmから400nmへの範囲の励起波長により、AIDA色素の放射
波長は、通常非常に広く約350nmから600nmに到達する。文献において、U
V励起可能な色素は、強力な環境感受性を示すことが知られる。種々異なる種類
の、タンパク質などの結合パートナーとの光物理学的相互作用により、AIDA
を含むこれら色素の蛍光性放射は、荷電移動および電子移動機構を含む種々異な
る機構による蛍光の消光(quenching)または促進を示す。これは、量子収量の変
化またはより長いまたはより短い波長へのスペクトルのシフトを生じる。これら
は、シグナルパラメーターを用い、結合反応をモニターする。
【0034】 (4)AIDA基礎色素による適用の場合、他の適当な相互作用パラメーターは
、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)である。安定AIDA結合体(固体支持体
および溶液において)の吸収スペクトルの範囲および形は、タンパク質中の蛍光
性アミノ酸トリプトファンの放射と部分的に重複する優れたスペクトルを示す。
AIDA結合体の放射スペクトル(通常350と600nmとの間)は、種々通常に
使用の、タンパク質の蛍光性標識(例えば、BODIPY、ローダミン、フルオ
レセイン、Cy)と部分的に重複する。これらスペクトルの性質は、励起トリプ
トファン(ドナー)から結合体の色素分子(アクセプター)への蛍光共鳴エネルギー
移動により、結合体と生体分子(標識または非標識)との結合イベントの検出を可
能とする。種々の実験構成では、蛍光共鳴エネルギー移動が、AIDA(ドナー)
の励起において生体分子と結合する、AIDA含有分子と蛍光標識(アクセプタ
ー)との間で生じ得る。要するに、巨視的蛍光実験(キュベットまたはマイクロタ
イタープレートにおいて多くの分子のシグナルを平均する)では、AIDA結合
体は、固体支持体のFRET実験において、または均一溶液において、蛍光ドナ
ーとしてまたは蛍光アクセプターとして使用され得る。トリプトファンおよび/
またはチロシン含有タンパク質による複合体形成は、ドナー(トリプトファン)消
光またはアクセプター(AIDA)増感により検出され得る。蛍光標識巨大分子(
標識には、350nmと680nmとの間で蛍光を励起できる全色素を含む)による
複合体形成は、ドナー(AIDA)消光またはアクセプター(350nmの場合より
も低い放射エネルギー)増感により検出され得る。
【0035】 (5)SMSでは、AIDA結合体はまた、ドナーおよびアクセプターとして使
用され得る。FRETを生ずるトリプトファンの消光または促進、AIDAまた
は赤色アクセプター色素(例えば、ローダミン)は、分子明度の変化によりモニタ
ーされる。しかし、トリプトファンのUV励起は、フェムト秒周波数範囲のパル
スレーザーにより2−または3プロトン励起で可能となるのみであり、その一方
、AIDAは、325nmまたは351nmのcw−UV−レーザーにより励起され
得る。
【0036】 (6)下記のアッセイ検出スキームが、AIDAおよびSMSで可能となる。
【0037】 (6.1)固相支持体において、 (a)サイレントAIDA−1:AIDA含有固体支持体への蛍光標識巨大分子
の結合の直接の検出は、WO95/35492(Eigen, M. & Henco, K., Proces
sおよび複合混合物から選択的に抽出される成分用の装置)に述べられているもの
のような共焦点顕微鏡技術に適用される。
【0038】 (b)サイレントAIDA−2:連結化合物において蛍光的に標識したAIDA
含有固体支持体により、6.1に述べられている方法を、2つの励起および2つ
の検出チャンネルを用い、適用し得る。固体支持体上の標識(例えば、ビーズの
内部において)は、543nmで励起され、570から580nmで検出され得る一
方、固体支持体上でAIDA含有化合物への結合試験をする標的巨大分子は、6
32nmで励起され、例えば、670と690nmの間で検出され得る。この2色励
起および放射方法は、2つの色素の放射シグナルを交差相関することにより、ま
たはスキャンニング共焦点内の検出時間スケールにおける2色の一致をモニター
することにより、固体支持体上の複合体形成の検出の特異性を強力に増大し得る
【0039】 (c)AIDA蛍光−2を含む:分子明度の変化は、固体支持体における化合物
合成の間に実施する通常の蛍光スペクトル分析に通常使用するため、第2環境的
感受性分子へのAIDAの化学的結合により、促進し得る。
【0040】 (d)AIDA蛍光−3を含む:(5)に一般的に述べるように、AIDAから適
当な長波長色素のFRETであって、それにより、AIDA UV−励起を用い
増感するFRETは、長波長色素の放射波長の分子明度の変化により検出され得
る。このアクセプター増感は、光物理学的法則により、ドナーシグナルの消光を
含まなければならない。そのため、351nm励起および400nm放射波長の特定
明度の減少は、そのうえ、巨大分子を適当に標識するFRETとの結合反応のモ
ニターに適用し得る。
【0041】 (e)分子の分子明度における変化が、非常にしばしば、量子収量の変化と結び
ついているために、分子明度の変化をモニターする可能性ある全ての適用がまた
、SMSにおける時間分解モードで検出可能である。
【0042】 (6.2)均一溶液において、 一般的に、6.1で述べる全ての単一分子分光学的検出技術はまた、6.1−a
を除く固相支持体からのAIDA結合体の切断後、溶液中で適用され得る。
【0043】 それゆえ、本発明はまた、均一溶液中のAIDA標識分子と結合分子との相互
作用の同定のための方法であって、下記ステップを含む方法に関係する: ステップ1A:式(IV)から選択されるAIDA標識分子を提供すること、 ステップ1B:式(IV)のAIDA標識分子を結合分子と混合すること、そして、
次いで、 ステップ1C:蛍光スペクトル分析の方法により、ステップ1Bに述べたAID
A標識分子および結合分子を用い、結合イベントを選択的に検出すること。
【0044】 蛍光スペクトル分析の方法は、 ・連続波=プロンプト=安定状態フルオロメーターのAIDA放射の蛍光非等方
性/偏光性の増加、 ・時間分解蛍光装置における回転相関時間の増加、 ・蛍光変動の時間追跡における自己相関算出から決定される単一分子蛍光実験に
おける移行放散時間の増大 ・300と400nmの範囲の励起波長による350と700nmの範囲の波長のA
IDA蛍光放射の増加または減少 ・結合分子中の励起トリプトファン(ドナー)からの蛍光共鳴エネルギー移動(ド
ナー消光またはアクセプター増感)、この場合、結合体の分子中のAIDA色素(
アクセプター)に対するペプチドまたはタンパク質である、 ・結合分子の蛍光標識(アクセプター)に対する結合分子(ドナー)中の励起AID
A色素からの蛍光共鳴エネルギー移動(ドナー消光またはアクセプター増感)、こ
の場合、任意の化合物クラスを含む、 の測定である。
【0045】 更に、本発明は、固相有機化学において通常使用される固体支持体上のAID
A標識分子と固体支持体を含む均一溶液中の結合分子との間の相互作用の同定の
方法であって、下記ステップを含む方法に関係する: ステップ2A:式(IIまたはIII)の結合体としてAIDA標識分子を提供するこ
と、 ステップ2B:式(IIまたはIII)の結合体としてのAIDA標識分子を結合分子
と混合すること、そして、次いで、 ステップ2C:結合分子に対する最も高い結合親和性でAIDA連結分子を同定
する方法を提供する定量的シグナルを生ずる蛍光スペクトル分析で使用する方法
により、ステップ2Bに述べたAIDA標識分子および結合分子を用い、結合イ
ベントを選択的に検出すること、 ステップ2D:式(IIまたはIII)により示される同定されたAIDA分子を含む
固体支持体の単離、 ステップ2E:方法1A−Cに述べた蛍光スペクトル分析を用いる種々の方法に
より、ステップ2Dで述べたAIDA標識分子および結合分子を用い、結合イベ
ントを選択的に結合すること。
【0046】 ステップ2Cの蛍光分光学的方法は、 ・共焦点顕微鏡および分光学的技術に適用されるAIDA含有固体支持体への蛍
光標識巨大分子の結合の直接検出、 ・固体支持体上の化合物の合成の間に実施される通常の蛍光スペクトル分析に通
常使用するための、第2環境的感受性分子へのAIDAの化学的結合による、分
子明度の変化の促進の測定、 ・蛍光共鳴エネルギー移動の測定:AIDAから適当な長波長色素の蛍光共鳴エ
ネルギー移動であって、それにより、長波長色素の放射波長の分子明度の変化に
より検出さるAIDA UV−励起を用い増感する蛍光共鳴エネルギー移動、 ・蛍光共鳴エネルギー移動の測定:351nm励起および400nm放射波長の、固
体支持体に連結する分子上のAIDAの特定明度の減少、 ・時間分解単一分子スペクトル分析による分子明度の減少または増加を測定する
ことによる量子収量の変化の検出、 である。
【0047】 既知のインダゾール化学および光物理学に関係する開示AIDA化学の位置付け 本発明は、官能化1,3−ジアリール−1H−インダゾール(AIDA)により
示される蛍光色素を目的とする。本発明は、固体支持体および溶液において固有
の蛍光標識でコンビナトリアル化学ライブラリーを合成し得る。その標識は、生
体分子に対する合成リガンドの結合イベントの検出用の強力なツールである。合
成分子と生物学的標的との結合イベントは、前のセクションで述べたような分光
学的方法により測定され得る。これらの実験は、固体支持体または溶液において
固定化された色素結合体で実施され得る。
【0048】 本発明に延べた分子は、開示適用において使用するための幾つかの化学的およ
び分光学的要件を満たす。開示インダゾール基礎色素、1H−インダゾールの親
化合物は、294nmの最大吸収および298nmの最大蛍光放射を有する蛍光分子
である(両方の値は、アセトニトリル中である;Saha, S. K. & Dogra, S. K. J.
Photochem. Photobiol., A (1997), 110, 257-266)。これらの分光学的性質は
、色素が上記の適用における使用のために満たさなければならない、当該要件と
は一致しない。インダゾール発色団が、アリール置換基(それはまた、更なる結
合の拡張に寄与するため、色素の合成適用用の更なる官能基を作成する)による
適当な置換により拡張するときのみ、最大吸収のおよび最大蛍光放射の必要な深
色団性シフトが生じ、上記セクションで述べた適用を提供し得る。親複素環にお
ける既述合成修飾は、1,3−ジアリール−1H−インダゾールの吸収の、トリ
プトファンの放射とのスペクトル重複を生ずる(化合物4a−l、8、および1
1、それぞれ最大吸収326−361nmの範囲)。インダゾールの発色団の拡張
に関する修飾は、全てが利点となることはない:複素環の更なるアヌレン化(ann
ellated)ベンゼン環を伴う1,3−ジアリール−1H−インダゾールにより示さ
れるフルオロホアの更なる拡張は、スペクトルの要求を強める。4−(3−フェ
ニル−ベンゾ[g]インダゾール−1−イル)−安息香酸のスペクトル吸収は、ナフ
タレン型スペクトルに変化し、蛍光放射は劇的に減少する。
【0049】 1,3−ジアリール−1H−インダゾールは、置換パターンに依存して60−
200nmの範囲でストークスシフトを示し、非常に広範囲の放射バンドで特性解
析される。最大放射は、誘導体4a−e、4g−h、8および11の場合、それ
ぞれ364−439nmであり、誘導体4fおよび4i−lの場合、それぞれ52
4−565nmであり、その置換された1,3−ジアリール−1H−インダゾール
構造の光物理学的性質を一致させる広範囲の可能性を示す。典型的なAIDA誘
導体(4e;図1;構造:スキーム1)の詳細な分光学的特性解析は、実施例1A
に述べられている。分光学的変化は、相互作用の特定設計または溶液および固体
支持体における標識もしくは非標識標的巨大分子による結合アッセイを行い得る
。HTSの蛍光スペクトル分析に使用される天然タンパク質蛍光と通常色素との
ギャップ領域における吸収波長による並みはずれた広範囲の蛍光放射波長をカバ
ーする分光学的性質の変化が、アッセイ技術の特有の組合せをし得、すなわち、
(a)固体支持体における結合剤の迅速で効率的なスクリーニング(蛍光を示さな
いサイレントAIDA色素)および(b)AIDA蛍光の異なる可能性ある適用に
よる支持体からの切断後の同定活性化ヒット化合物の直接の確認をし得る。
【0050】 下記実施例2Aおよび3Aに説明するような本発明のある態様は、本発明の色
素分子と結合するリガンド(ビオチン)に対しタンパク質(アビジン)の結合を示す
ために使用される方法について述べている。
【0051】 結合体11は、タンパク質に対する結合における遊離結合体の非等方性値の変
化による、アビジンに対する11の結合を説明するために使用する(実施例2A)
。アビジンに対するAIDAビオチン結合体11の強固な結合はまた、アビジン
中に含まれるトリプトファンからAIDA色素への、およびアビジンにおいてA
IDA色素からBODIPY標識へのFRETによって確認される。
【0052】 結合体8は、固体支持体上で合成される(実施例3B(a))。固定化された8の
放射スペクトルは、溶液中のものに類似する。AIDA結合体8は、樹脂から切
断され、アビジン中のトリプトファンから、およびアビジンにおいてAIDAか
らBODIPYへのFRETが説明される(実施例3A)。8におけるAIDA成
分とアビジンにおけるBODIPY蛍光標識とのエネルギー移動はまた、時間分
解蛍光スペクトル分析により研究される。
【0053】 実施例2Aおよび3Aは、AIDA結合体(8、11)と非標識または標識生体
分子(アビジン、アビジン−BODIPY−FL)との結合イベントをレポートす
るAIDA色素の使用を例示する。
【0054】 この目的のために、1,3−ジアリール置換1H−インダゾールの誘導体(4a
−q、5、6;実施例1Bおよび2B;スキーム1および2)は、(1)(a)切断
可能リンカーで事前に負荷された固体支持体対する色素の付加ための、または(
b)適当なAIDA誘導体との反応をキャッピングすることにより化合物ライブ
ラリーを標識する官能基、および(2)リガンドとの結合体の更なる官能基を有す
るように、合成される。後者の官能基は、色素とリガンドとの間に挿入された(
種々の)スペーサーエレメントの一部として存在する。スペーサー自体は、アミ
ド結合により色素に共有結合的に連結する。インダゾール複素環を合成する多く
の既知可能性において(例えば、Elderfield, R.C. in "Heterocyclic Compounds
" ed. Elderfield, R.C., vol 5, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1957,
p.162参照)、および特に1,3−ジアリール−1H−インダゾールにおいて、Gla
dstone et al.(Gladston, W. A. F. & Norman, R. O. C. J. Chem. Soc. (1965)
, 3048-52; Gladstone, W. A. F. & Norman, R. O. C. J. Chem. Soc. (1965),
5177-82; Gladstone, W. A. F. et al. J. Chem. Soc. (1966), 1781-4)により
述べられる方法は、望ましい化合物への効率的なアクセスを可能とする。合成は
、置換されたベンゾフェノンから出発する。ケトンの芳香性置換基の1つは、最
終的にインダゾール骨格に組み込まれ、その一方、第2のものは、インダゾール
の官能化3−アリール置換基の源としての役割をする。ベンゾフェノン誘導体は
、置換されたアリールヒドラジンとの反応により、最初にアリールヒドラゾンに
変換される。後者は、最終的な官能化1,3−ジアリールインダゾールの1−ア
リール置換基に付加する官能基の源である。ベンゾフェノンアリールヒドラゾン
を、lffland(lffland, D. C. et al. (1961) J. Am. Chem. Soc. 83, 747)によ
り最初に述べられた方法に従い、四酢酸鉛を用いる酸化により、1−(アリール
アゾ)−1,1−ジアリールメチルエステル酢酸に反応させた。アリールアゾ−酢
酸は、閉環をルイス酸での処理においてインダゾール複素環とする。当該反応は
、中間体1−アザ−2−アゾニアアレンを通じて進み(Wang, Q. et al. Synthes
is (1992), 7, 710-8)、閉環と競争する酢酸アリールアゾのジェミナルアリール
置換基を高度に部位選択的する。環状化は、カルボキシル、エステル、アミド、
またはニトロ基のような、それぞれの置換基を回収する強力な電子を生ずる芳香
環内には生じない。ニトロ置換基によるインダゾールの1位または3位の何れか
のアリール環の置換は、調査された他の置換パターンと比較して約150nmの最
大放射の深色団シフトの要因となる(表1)。AIDA誘導体の放射の窒素誘導赤
色シフトは、上記分光学的適用を拡張する。同一物が、複素環の核に直接付加す
る窒素基を保持するが、そのインダゾール誘導体は、与えられた理由のため、考
察Gladstonインダゾール合成によりアクセスできない。5−ニトロ置換された、
官能化1,3−ジアリール−1H−インダゾールは、実施例1B(b)に例示され
るように、相当するインダゾールの注意深い窒素化により合成され得る。官能化
1,3−ジアリール置換インダゾールはまた、適当なベンゾフェノン誘導体の固
定化アリールヒドラゾンで開始し固体支持体上で合成され得る(Yan, B. & Gstac
h, H. Tetrahedron Lett. (1996), 37(46), 8325-8)。
【0055】 特に、実施例3B(a)は、式(II)および(IV)により示されるような蛍光結合体
の固体相合成の原理について述べる。AIDA色素を生ずるスペーサー(実施例
2B(b)で述べた)を最初に固相支持体上のリンカーに付加させ、その後、リガ
ンドのカップリングを行い、AIDAリガンド結合体(8)を切断をする。
【0056】 式(IV)で示されるAIDA結合体はまた、実施例4B(a−c)で解説するよう
に、溶液中で合成され得る。合成された化合物8および9は、AIDA色素(4
e)へのリガンド(ビオチン)の結合を導入するスペーサーの性質ばかりでなく、
インダゾールのアリール置換基に関しても異なる。ビオチンに対する結合体は、
誘導体8の1−アリール置換基を介して形成され、その一方、リガンドは、誘導
体11中の3−アリール置換基に存在する。両方の結合構造を、結合イベントの
検出に用い得る(AIDA色素の擬対称)。式(III)および(VI)に示すような蛍光
結合体の化合物ライブラリーの合成の原理は、実施例5Bおよび7Bに述べてい
る。AIDA色素(4c)を反応順序の最終ステップに導入し、その後、AIDA
リガンド結合体12a−jおよび14、それぞれを切断した。
【0057】 式(II)および(IV)により示されるAIDA色素(13a−d)と結合するスルホ
ンアミドの化合物コレクションの合成は、実施例6Bに述べられている。
【0058】 実験プロトコール パートA:分光学 一般 試薬およびタンパク質:4e、9および11の10mMおよび5μMストック
溶液は、THF(4e)またはDMSO中で調製され、4℃で維持される。アビジ
ンおよびアビジン結合体は、Molecular Probes(Eugene, Oregon): A-2767, 非標
識; A-883, Lucifer Yellow(LY); A-2641, BODIPY FLを購入する。
【0059】 200μMストック溶液は、PBS、0.01%NaN、または0.1M N
aHCO、pH=8.3(A-2641)中に調製され、−20℃で保存する。濃度は
、アビジンおよび結合体を分子量67000と重量測定的にみなして決定した。
【0060】 溶解性の理由のために、4eをTHF中で分光学的に特性解析する。全複合反
応および蛍光共鳴エネルギー移動測定は、特記しない限り、PBS/5%DMS
O中、25℃で行う。
【0061】 UV−VISスペクトル分析: UV−Vis吸光スペクトル分析を、Cary 1Eスペクトロフォトメーターで行
う。4eの吸光スペクトルをTHF中で検出する。
【0062】 337nmでの吸光最大での4eの吸光度計数(ε)の決定: 3つの異なる量のサンプル(E1=5.751mg、E2=7.933mg、E3=
10.933mg)をテトラヒドロフラン(THF、UV−スペクトル分析用、Fluka
)に溶解し、最終容量25mLとする。これは各々577.5μM、796.6μMお
よび1.0979mMのE1、E2およびE3の濃度をもたらす。各ストック溶
液から、2.5μm、10μM、17μM、25μmおよび35μMの5希釈を作る。
各希釈のUVスペクトルを200から400nmで、1cmの通過長の石英キュベッ
トを使用して記録する。THFを対照として使用する。直線適合を測定の各シリ
ーズで行う。337nmでの吸光度計数は、直線回帰の傾斜により得られる。
【0063】 定常状態蛍光スペクトル分析: 定常状態蛍光測定は、JD-490光電子増倍管および450W Xenon Arclampを備
えたSLM 8000Cスペクトロフルオロメーターで行う(SLM Instruments, Urbana, I
L)。
【0064】 4eの定常状態蛍光スペクトル分析: 定常状態蛍光測定を、テトラヒドロフラン(THF)中、1μMサンプル濃度で
行う。スペクトルの帯域幅は励起および放出に関して各々1および4nmに設定す
る。スペクトルを1光子計数モードで記録する。ランプ強度の変化は、スローモ
ードで測定した、対照チャンネルにおける量子カウンターで補正する。ゲインは
640Vの高ボルト数(HV)で×100に設定する。集積時間は2秒である。励
起スペクトル測定のために、放出波長を397nmに設定し、サンプルを200か
ら400nmに励起させる。放出スペクトルの記録のために、サンプルを342nm
で励起させ、放出を350から540nmで測定する。データは2つのスキャンの
平均である。
【0065】 4eの量子収率決定[Demans & Cosby, 1971; Chen et al., 1972]: 4eの量子収率を、標準としてキニンスルフェートを使用して決定する[Melhu
ish, 1961]。 4eのUVスペクトルとキニンスルフェート(CS)の間の交差をCary 1Eスペ
クトロフォトメーターでの二つの物質の溶液の測定により決定する。濃度は4e
に関してはTHF中25μMおよびCSに関しては1N HSO中50mMで
あった。スペクトルを260nmから380nm、光学的通過長10mmの石英キュベ
ットを使用して記録し、ブランクを溶媒吸光を引くことにより補正する。二つの
得られるUVスペクトルの交差の点は348.3nmと決定され、モノクロメータ
ーシフトのために、SLM-8000Cフルオロメーターで352.8nmに対応する。4e
およびCSの蛍光放出スペクトルを、1光子計数モードでのUV測定と同じ溶液
を使用して記録する。ランプ強度補正を対照チャンネルにおける量子カウンター
を使用して補正する。ゲインは×100に設定し、適用した高ボルト数は830
Vである。集積時間は0.5秒である。スリット幅は各々励起および放出に関し
て1nmおよび4nmである。放出スペクトルの記録のため、励起を352.8に設
定し、放出を、IAEに関しては360から550nm、CSに関しては360か
ら650nmでモニターする。
【0066】 4eとN−アセチル−トリプトファンアミド(NATA)の間のR(Foester距離
)の計算: 4e(アクセプター)およびNATA(ドナー)の間のRを計算するために、N
ATAの放出スペクトルおよび4eの吸収スペクトルを使用して、300nmと3
80nmの間の重複の領域を決定する。NATAの放出スペクトルは、THF中1
5μMの濃度で、10mmの光学的通過の750μl石英キュベットを使用して測
定する。測定モードは1光子係数である。ランプ強度の変化を、対照チャンネル
における量子カウンターを使用して補正する。ゲインは×100に設定し、適用
した高ボルト数は640Vであり、集積時間は2秒であった。蛍光放出を標準ラ
ンプ目盛りにより得た補正係数の乗法により、システムの光学的精度を正す。ス
リット幅は励起および放出に関して、各々1nmおよび4nmに設定する。サンプル
を293nmで励起させ、300から480nmでモニターした。
【0067】 Rは式
【数1】 〔式中、κはドナーおよびアクセプタークロモフォアの伝達双極子の空間にお
ける相対的配向の配向定数である。蛍光寿命の時間規模における等方性回転を有
するドナー−アクセプター対に関して、2/3の値を使用できる[Chen, 1972]。
ηは溶媒の反射計数であり、この場合1.4064の値のTHFである。ΘNA
TAはドナーの量子収率であり、これは0.12−0.14として文献から取る[S
zabo & Rainer, 1980; Petrich et al, 1983]。 Jは
【数2】 (式中、FNATAはドナーの補正蛍光放出、合計は均一性のために標準化され
、ε4eは波長λでのアクセプターの励起係数であり、DSは増分検出範囲であ
る) に近づくことができるスペクトル重複積分である〕 を使用して計算する。
【0068】 FRET測定: スペクトルバンド幅は、各々励起および放出に関して8および16nmに設定す
る。測定は25℃で、最初に混合した後に撹拌せずに、750μL石英キュベッ
ト(10mm光学的通過長)で行う。50nMの濃度の9または11を、1μMの(蛍光
)アビジンとの錯化に使用する。アビジンビオチン相互作用で通常の10−15
Mの範囲の解離定数で、標識ビオチンプラットフォームの錯体飽和が達成される
。全ての力価測定をマジックアングル設定で行い、インダゾールがアクセプター
であるとき、放射波長を本実験では500nmに設定し、励起スペクトルを250
から360nmで記録する。インダゾールをドナーとして使用し、Lucifer Yellow
またはBODIPY FLがアクセプターであるとき、励起波長を338nmまたは325n
mに設定する。蛍光放出を360nmから700nmの間で集める。スペクトルを、
希釈、およびタンパク質添加による内部フィルター作用のために、PBS溶液の
ラマン分散に対して補正する。シグナルを、対照チャンネルにおけるRhodamine
B量子カウンターでの比率モード検出によるランプ強度変化について調節する。W
G 360放出カットオフフィルターを迷光減少のために使用する。データを2nm増
加で、1秒の集積時間で集める。
【0069】 蛍光異方性測定: 蛍光異方性を[Lakowicz, 1983]にしたがって計算する。スペクトルバンド幅を
各々励起および放出に関して4および8nmに設定し、5秒の集積時間である。蛍
光異方性計算のために、10のデータ点を平均する。
【0070】 ピコセカンド時間固定蛍光分光法: ピコセカンド時間固定蛍光測定を、1光子係数法により記録する[Lacowicz, 1
963 p52-93, 112-153, 156-185]。Arポンプ輸送Ti:Sapphireレーザー(モ
デルMIRA 900, Coherent, Santa Clara, USA)は、モード固定条件下で75mHaz
の周波数の超短波パルス(FWHM=50fs)を提供する。反復速度を4.7MHzに減少
させるために、パルスピッカー(モデル9200, Coherent, Santa Clara, USA)をビ
ーム間に挿入する。次いで、ビームを分け、一方では速い光ダイオードの引金を
引き、それは弁別後(Ortec pico-timing discriminator 9307, Oak Ridge, USA)
、SPC測定(逆モード)のための停止シグナルを産生し、他方ではサンプルを励
起させる。360nmの励起波長が、MIRA 900を最初に手動で720nmにチューニ
ングし、次いでビームの周波数を、超高速調波産生システム5-050(Inrad, North
vale, USA)で2倍にする。励起パワーは0.1−0.3mWの間にあり、装置応答機
能の最大の班部での完全幅は70−80psである。蛍光光子をSpex 1681一回折
格子単色光分光器(Spex, Edison, USA)に回収し、Hamamatsu R3809Uマイクロチ
ャンネルプレート(浜松、下神増、日本)で検出する。
【0071】 このように得た開始シグナルを、逆SPCモードを光ダイオードの次シグナル
により停止させる、時間対振幅コンバーターにおけるボルト数ランプを開始する
前に、前増幅し(preamplifier 9306, Ortec, Oak Ridge, USA)、弁別する(discr
iminator 9307 Ortec, Oak Ridge, USA)。蛍光光子の一つの実験における励起と
放出の間の時間経かに対応する時間ボルト数値をSpectrum Master 921(Ortec, O
ak Ridge, USA)に貯蔵し、これは多チャンネルエミュレーションプログラムMaes
tro(Ortec, Oak Ridge, USA)に接続する。SPC生データを、Edingurgh Instru
ments(Edingurgh, UK)のFLA9000プログラムで、多指数モデル
【数3】 〔式中、Aは実験のバックグラウンドノイズを示し、bは一致した蛍光寿命τ の前曝露時間を示し、δtは装置応答のシフトを補う任意の維持知的シフト時
間である〕 にしたがって、反復して再巻き込みする。Bはコンピューター計算
【数4】 により得る。
【0072】 4eの時間固定崩壊を、THF中25μMの濃度で測定する。励起は350nm
から380nm、蛍光放出は0.5nmに設定したスリット幅で400nmで検出する
。レーザーパルスの最大の半分の平均幅は130fsecであり、励起パスルは65
psecである。15000カウントを最大で集める。
【0073】 実施例1A 選択実施例4−[3−(4−アリルオキシカルボニル−フェニル)−1H−インダ
ゾル−1−イル]安息香酸(4e)の詳細な分光学特徴付: AIDA誘導体4eは、342nmで吸収最大を、および403nmで最大放出強
度を示す。本化合物は、約60nmの大ストークシフトを有し、殆どの巨大分子環
境下でトリプトファン類の放出と商品として入手可能な多くのフルオロフォアの
間に位置し、生化学でトレーサーとして使用される(図1−2)。吸収と蛍光励起
スペクトルの間の殆ど完全な重複は、励起状態における光化学および光物理作用
の可能性が低いことを示す。337nmでの吸収係数εは39926M−1cm−1 であり、これはフルオレッシンまたはローダミン誘導体から既知の値の約50%
であるが、ナノモル濃度範囲におけるFRET測定においてアクセプターとして
働くには十分高い。e4の量子収率、Q4eは0.591である。トリプトファ
ン(≒0.1)またはフルオレッシン(有機溶媒中、≒0.9、タンパク質またはR
NAに結合≒0.2−0.4)と比較して、4eのような小化合物で、これは良好
な蛍光ドナー特性を示す驚くべき高い量子収率である。
【0074】 NATAに対するFoerster距離: Rを、アクセプターの非存在下で、伝達速度(k)がドナーの崩壊速度と同
じである距離として定義する。この距離で、ドナー分子の半分がエネルギー伝達
により、半分が通常の放射および非放射過程により崩壊する。したがって、R はインダゾール由来プラットフォーム分子が、タンパク質リガンド相互作用にお
ける通常の状態の距離におけるエネルギー伝達実験において、ドナーまたはアク
セプターとして使用できるかどうかのチェックに使用できる。
【0075】 色素対4eとNATAのR値は25.2−26.3Åの間である。蛍光インダ
ゾールトレーサーを可能性のある阻害剤から離す4から10Åの間の平均リンカ
ー距離で、基質結合部位中のトリプトファンは、更に15−20Å以内である。
他方、外的トレーサーのための標識周波数は、リガンド結合部位の20Å以内に
少なくとも一つの標識の分子を得るように調節できる。AIDA誘導体4eは、
1.055±0.117nsecの蛍光寿命λで、99.73%の相対的増幅で、単
指数的崩壊を示した。
【0076】 結論:4eは、標的タンパク質へのリガンド結合の検出のための蛍光リンカー分
子としての将来有望な分光学特性を有して、光物理的および光化学的に安定であ
る。
【0077】 実施例2A: AIDA−ビオチン結合体トリエチルアンモニウム:(2−{4−[3−(4−アロ
イルオキシカルボニルフェニル)−1H−インダゾル−1−イル]−ベンゾイルア
ミノ}−6−((+)−ビオチニルアミノ)−ヘキサノエート(11)のアビジンへの
結合の検出 1.3×10−15MのKで、pH5で、アビジン−ビオチン複合体は既知
の最も安定な生分子相互作用の一つを代表する。両方の成分とも十分特徴付けさ
れている。AIDA色素の、タンパク質結合部位との相互作用のレポーターまた
はディテクターとしての特性を試験するために、ビオチンは、したがって、可能
性のある阻害剤を模倣する理想的リガンドを代表する。アビジン中のビオチンの
結合部位は4トリプトファンを含む。2つのトリプトファン70および97は結
合ポケットにおいてビオチンから5Å以内である。ビオチンから、各々トリプト
ファン10は12Åの、トリプトファン110は20Åの距離である。11はP
BS緩衝液中でそのスペクトルの特性に関して、およびアビジン中でトリプトフ
ァン、Lucifer YellowおよびBODIPY-FL蛍光との重複を評価された(図2b、2e
、2h)。
【0078】 図2b:11およびアビジンの励起および放出スペクトルは、11のトリプトフ
ァン放出および励起スペクトルの間の重複を示す。AIDA誘導体11は、非常
に広い蛍光放出バンド幅を有し、約50%の放出強度が500nmである。アビジ
ン中のトリプトファン放出および11の吸収の間のスペクトル重複は殆ど完全で
ある。
【0079】 図2e:11とLucifer Yellow標識アビジンのスペクトル重複。 Lucifer Yellowを、その400から500nmの間の吸収のため、インダゾールの
可能性のあるアクセプターとして選択した。水中の11の放出スペクトルとの重
複は殆ど定量的である。
【0080】 BODIPY FLは、Lucifer Yellowより約10倍高い励起係数で、480から50
0nmの間を吸収する。それは、εに関連する重複積分の強度の相対的な重要性の
チェックとして使用できる。
【0081】 結論:アビジンおよび蛍光AIDA分子におけるドナー(トリプトファン)とアク
セプター(Lucifer Yellow、BODIPY FL)標識の重複は、相互作用試験のためのイ
ンダゾールの理想的エネルギー位置を示す。したがって、有効なエネルギー伝達
が起こるか起こらないかという、距離および非放射デポピュレーション(depopul
ation)期間の唯一の問題が残る。
【0082】 AIDA結合体11−アビジン複合体: (a)モデルシステムにおけるアビジンに結合したビオチンのためのシグナルとし
ての11の蛍光異方性。 50nMの濃度のAIDA結合体11は、338nmの励起波長および438nmの
放出最大でモニターしたとき、0.034の基本的蛍光異方性を有する。この値
は、溶液中で自由に回転している小モノマー分子を暗示する。1μM過剰に添加
したアビジンに結合したとき、異方性値は0.151(+444%)であり、ビオ
チンに、アビジン上の結合部位でまたはその近くに結合したインダゾール部分の
固定を示す。1μMのBODIPY-FL標識アビジンを基質として使用したとき、r−値
は0.100であった。この異方性における減少的変化は、恐らく、非標識物質
と比較して、BODIPY-FL標識アビジンの低親和性を反映する。
【0083】 (b)ドナーまたはアクセプターとしての11での共鳴エネルギー伝達試験。 図3は、50nMの11および1μMの非標識アビジンの蛍光励起スペクトルを
示す。480nmの放出波長は、アビジンのトリプトファン蛍光がこの放出エネル
ギーでベースラインレベルに殆ど到達しており、250と370nmの間の僅かな
アビジン蛍光寄与のみもたらすため、選択した。差異スペクトル:[I(11(遊
離))+I(アビジン(遊離))]−I(11−アビジン複合体)、図3a曲線5は、1
1の蛍光がアビジン結合部位における複合体化により、約25.5%消光するこ
とを示す。この消光効果は、結合割れ目におけるトリプトファンの付近の11に
発生する全ての放射および非放射過程に寄与できる。蛍光差異曲線(黒)の下のネ
ガティブおよびポジティブ領域の比率に対応して、62%のこの総消光効果が蛍
光共鳴エネルギー伝達である。250から300nmで、トリプトファンおよびチ
ロシン蛍光高度の促進は、11およびアビジンの合計を基本にして72%である
【0084】 結論:11をアクセプターとして、アビジン中のタンパク質蛍光をドナーとして
使用したとき、11へのエネルギー伝達および11の消光効果の両方を、複合体
形成のシグナルとして使用できる。
【0085】 図3cは、50nMの11、1μMアビジン−BODIPY-FL、複合体および相対的差
異スペクトルの蛍光放出スペクトルを示す。これらの実験において、11をドナ
ーとしてBODIPY-FLをアクセプターとして使用した。338nmの励起波長におい
て、11の360nmおよび516nmの間の放出は複合体形成において約80%ま
で強く消光する。エネルギー伝達効率の標準定義、E=1−Fda/F
【数5】 をもたらす。分子内FRET測定または、第2成分が結合部位における可能性の
ある立体的変化を誘導する分子間FRET測定に関して、Eのこの“古典的”定
義は意味が無い。11のシグナル強度の約80%の減少は、FRETにより、ま
たは主に基底状態相互作用による11の蛍光の局所消光のいずれかに由来できる
。しかし、エネルギー伝達が眼に見えるようになる500から600nmの間のBO
DIPY-FL−蛍光強度の小さい促進は、基底状態複合体が消光効果の主な理由であ
ることを示唆する。しかし、BODIPY-FL標識が非放射崩壊過程によりその励起エ
ネルギーを失うが、11の放出エネルギーの殆どはBODIPY-FLに吸収されたと結
論付けることはできない。約90000M−1cm−1の励起係数は、360から
516nmの間の11の殆ど80%の消光効果が440nm550nmの間の波長で1
1によりモニターされるビオチンのアビジンとの相互作用に関する非常に有効な
シグナルであることを決定する。水中での11の広い蛍光放出のため、決定波長
は殆どの小化学化合物由来のバックグラウンド蛍光シグナルよりも低いエネルギ
ーである500nmまでシフトできる。
【0086】 結論: 1.蛍光異方性/偏光は、高感受性での複合体形成のモニターを可能にする。蛍
光異方性と回転的および変質的(translational)分散の間の光物理的関係に基づ
いて、11と関連するAIDA色素誘導体は、同様に1分子スペクトルの適当な
トレーサーであると結論付けできる。 2.モデルシステムとしてのアビジン−ビオチンで、遊離アビジン+11に関し
て70%のトリプトファンから11へのエネルギー伝達が、複合体形成の効率シ
グナルとして480nmで検出された。 3.FRET、インダゾールの基底状態消光およびアビジン標識BODIPY-FLの励起
状態消光を含むことができる11の蛍光強度の70−80%減少は、440から
500nmの間のタンパク質−リガンド複合体のモニターの第3の可能性を提供す
る。
【0087】 実施例3A: AIDA−ビオチン結合体4−[1−[4−カルバモイルフェニル]−1H−イン
ダゾル−3−イル]−安息香酸3−(ビオチノイルアミノ)−プロピルアミド(8)
のアビジンへの結合の検出。 (a)トリプトファン放出と8の励起スペクトルの重複を示す、8およびアビジン
の励起および放出スペクトルは図2cに示す。11は500nmの約50%の放出
強度の非常に広い蛍光放出バンドを有したが(図2b)、8の、3位でインダゾー
ルに結合したビオチンによる放出スペクトルは、最大450nmで11の広い伝達
を欠き、狭いスペクトルをもたらす。図2fおよび図2iは、ドナー(AIDA
蛍光分子)とアビジンの、各々アクセプター、Lucifer YellowおよびBODIPY FL標
識の間のスペクトル重複積分を示す。11と8各々の蛍光放出の異なる重複積分
およびBODIPY吸収は、エネルギー伝達過程に関与する相対的配向因子の定質的評
価を可能にする。したがって、有効なエネルギー伝達が起こるか起こらないかと
いう、距離および非放射デポピュレーション期間の唯一の問題が残る。
【0088】 (b)ドナーまたはアクセプターとしての11での共鳴エネルギー伝達試験。 アクセプターとしてのAIDA結合体8:(図3b) 8のインダゾール分子における3位(11における1位から)へのビオチンの結
合は、蛍光スペクトルを変えるだけでなく、トリプトファンからインダゾールF
RET特徴も変える:インダゾール蛍光放出(消光の変わりに)の26%増加によ
り示される、トリプトファンへの増加したエネルギー伝達(120%)は、アビジ
ン環境におけるインダゾール量子収率の非常な増加により重ね合わせられる。
【0089】 ドナーとしてのAIDA結合体8:(図3d) インダゾール放出とBODIPY-FL吸収スペクトルの間の重複積分が11よりも8
で小さいが、アクセプターのより大きな増感が、8−アビジン−BODIPY複合体で
起こり、48%蛍光エネルギー伝達および93.5%インダゾールドナー昇汞を
もたらす。この効果は、高ドナー量子収率により、または8におけるドナー放出
とアクセプター吸収双極子の好ましい相対的配向によりもたらされることができ
る。
【0090】 結論: 両方の分子幾何学で、1位(11)および3位(8)を介して結合したインダゾー
ルトレーサー、BODIPY-FL標識アビジンの結合は、インダゾール放出の70−9
0%消光をもたらす。シグナル強度におけるこの減少は、アビジンにおけるイン
ダゾールまたはFRETのBODIPY標識に対する基底状態消光により、励起
状態の同時非放射デポピュレーションと共にもたらされることができる。ドナー
消光シグナルの他に、アクセプター増感が、慣用の色素で標識した標的巨大分子
と結合したAIDAの選択的相互作用シグナルにより提供され、40%以上のF
RET効果で>500nmを発光する。
【0091】 c.回転的分散およびエネルギー伝達により検出されたAIDA結合体8のアビ
ジン−BODIPYへの結合:8におけるインダゾール部分とアビジン上の3.3BODIP
Y-FL標識の間の、時間固定蛍光スペクトルによるエネルギー伝達。AIDA結合
体8は、水溶液(PBS/5%DMSO)中で速い蛍光脱分極を示し、小分子に結
合したクロモフォアに一般的である。アビジン(非標識)の結合は、複合体中の減
少した回転的分散のために、8の遅い脱分極を導く。BODIPY-FLで標識したアビ
ジンの8への結合は、インダゾール蛍光の更なる脱分極モードを産生する:8の
インダゾール部分とBODIPY-FL標識の間の蛍光共鳴エネルギー伝達。したがって
、8はビオチンを介してアビジンに結合するが、インダゾール放出波長でモニタ
ーするアビジン−BODIPYに結合した8の回転的分散は、非結合形のように、速く
脱分極する。8−アビジンBODIPY-FL複合体を550nmでモニターしたとき(BODI
PY放出波長)、蛍光異方性崩壊により測定される回転的分散は、非複合体化アビ
ジン−BODIPY構築物よりも僅かに遅い。
【0092】 結論:蛍光標識した標的巨大分子とAIDA結合体の間の相互作用は、1分子ス
ペクトルにおける蛍光寿命、回転的補正時間、または回転的または変質的分散時
間の変化のモニターにより、蛍光測定のために時間固定設定においても検出でき
る。
【0093】 パートB:化学 全般 H−NMRスペクトルはBruker WC-250およびAMX-500スペクトロメーターで
記録する;化学シフトは内部標準としてのMeSiに対するppm(ae)で示す。
J値はヘルツで示し、第1番目のスペクトル回折に基づく。元素分析はAnalytic
al Department, Novartis Basle, Switzerlandが行い、特記しない限り理論値の
±0.4%以内である。ESI-MSスペクトルはFinnigan-SSq 7000で、およびCI-MS
スペクトルはFinnigan-TSQ 700で得る。融点はTermovar顕微鏡(Reichert-Jung)
で測定し、未補正である。分析的薄層クロマトグラフィー(TLC):Merckプレ
コートシリカゲル60 F254プレート;検出(a)λ=254nm、(b)λ=366nm
、(c)MOSTAIN(5%(NH)Mo24×4HO、0.1%Ce(SO)
の10%HSO溶液)または(d)ニンヒドリン(エタノール中飽和溶液)で
の染色、およびホットプレートでの続く加熱。中圧クロマトグラフィー(MPL
C):シリカゲルMerck 60(40−63μm)。試薬および溶媒は、分析用または最
良の入手可能な商品品質で購入し、特記しない限り、更に精製することなく使用
する。エバポレーションは真空でローターリーエバポレーターで行う;高真空(
HV)での乾燥は0.1mbarより良いオイルポンプバキューム下で行う。
【0094】 略語 BOP(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(Castro's Reagent));CI(化学イオン
化);dec.(分解);DCM(ジクロロメタン);DIC(ジイソプロピルカルボジイ
ミド);DIEA(ジイソプロピルエチルアミン(Huening's base));DMA(N,
N−ジメチルアセトアミド);DMF(ジメチルホルムアミド);DMEU(N,N'
−ヂメチルエチレンウレア);DMPU(N,N'−ジメチルプロピレンウレア);
DMSO(ジメチルスルフオキシド);ESI(電子スプレーイオン化);Fmoc
(9−フルオレニルメトキシカルボニル);HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリ
アゾール);HV(高真空);m.p.(融点);MS(マススペクトル);n.d.(試験せず
);RT(室温);TEA(トリエチルアミン);TEAA(トリエチルアンモニウム
アセテート);TFA(トリフルオロ酢酸);THF(テトラヒドロフラン);TS
TU(O−(N−スクシンイミジル)−N,N,N',N'−テトラメチルウロニウムテ
トラフルオロボレート)。
【0095】 合成法 実施例1B: (a)スキーム1に説明のような、官能化1,3−ジアリール−1H−インダゾー
ル(4a−j)の合成のための一般法:
【化10】
【0096】 スキーム1に説明するような、ジアリールケトン(1a−j)からのアリールヒ
ドラゾン(2a−j)の合成。ジアリールケトン(1a−j;10mmol)とアリール
ヒドラジン(11mmol)のメタノール(50mL)中の懸濁液を、50時間環流する。
加熱すると、透明溶液が得られる。一連の反応の間に結晶性沈殿が形成される。
氷浴で冷却後、結晶性生産物(2a−j)を濾過して回収し、2回冷メタノールで
、数回ジエチルエーテルで洗浄する。2a−jの結晶を、一晩70℃の乾燥オー
ブンに保つ。非対称的に置換されたジアリールケトン(1b−f、1i−j)がE
/Z−異性体混合物として産生され(2b−f;2i−j)それを更に分割するこ
となく次段階に挿入する。 2a−jの収率および分析的データ
【表1】 :E/Z−異性体の比率(指定していない);H/13C−NMRスペクトル
:2a−jの構造に一致して。
【0097】 スキーム1に説明のような、1,1−ジアリール−1−アリールアゾメチル酢
酸エステル(3aj)の合成。2a−jのアリールヒドラゾン(10mmol)をジクロ
ロメタン(50mL;出発物質が低溶解性の場合、10%酢酸を添加することによ
り、完全な溶液が得ることができる)に溶解する。鉛四酢酸(10mmol)のジクロ
ロメタン(10mL)溶液を室温で添加する。均質な反応混合物を30−60分撹拌
する。反応の完了を薄層クロマトグラフィーでモニターする。シュウ酸ナトリウ
ム(1g水溶液)の懸濁液をオレンジ−黄色溶液に添加する。15分の激しい撹拌
の後、全混合物を濾過する。水性層を廃棄する。有機層を水で激しく洗浄し、減
圧下で蒸発させる。残りのオレンジ色油状物を酢酸エチルに溶解する。有機層を
再び数倍の水で洗浄し、MgSOで乾燥させて、減圧下で蒸発乾固する。3a
−jの残りのオレンジ色泡状物を、更に一晩室温で真空で乾燥させる。3a−j
は薄層クロマトグラフィーで示されるように均質であり、次段階に更に精製する
ことなく使用する。 3a−jの収率および分析的データ:
【表2】 H/13C−NMRスペクトル:3a−jの構造に一致して。
【0098】 スキーム1に説明のような、1,3−ジアリール−1H−インダゾール(4a−
j)の合成。3a−jの1,1−ジアリール−1−アリールアゾメチル酢酸エステ
ル(10mmol)をジクロロメタン(50mL)に溶解する。溶液を氷浴で0℃に冷却す
る。ホウ素トリフルオリドエーテラート(13mmol)を、撹拌しながら5分以内に
添加する。ホウ素トリフルオリドエーテラートの添加は、沈殿の即座の形成をも
たらす。反応混合物を0℃で20分撹拌し、室温で更に30分撹拌する。結晶性
沈殿を真空濾過により回収する。結晶を冷メタノールで2回、およびジエチルエ
ーテルで3回洗浄する。1,3−ジアリール−1H−インダゾール4a−jを、
減圧下、70℃の乾燥オーブンで乾燥させる。薄層クロマトグラフィーは4a−
jの均質性を示す(再結晶は、純粋またはメタノール添加した、温ジメチルホル
ムアミドから達成できる)。 4a−jの収率および分析的データ:
【表3】 H/13C−NMRスペクトル:4a−jの構造に一致して。
【0099】 (b)1,3−ジアリール−5−ニトロ−lH−インダゾール(4k、4l)の合成
: 4−[3−(4−カルボキシ−フェニル)−5−ニトロ−1H−インダゾール−1
−イル]−安息香酸(4k)。硝酸(65%、4mL)を氷浴で0℃に冷却し、硫酸(9
5%、4mL)を添加する。1,3−ビス−(4−カルボキシフェニル)−1H−イン
ダゾール(4b)(300mg、0.835mmol)を、0℃で撹拌下に添加する。冷却
および撹拌を10分続ける。混合物を氷水(150mL)に注ぎ、pHを4−5に2
N−NaOHの添加により調節する。結晶を濾過により回収し、濾液が中性に近
くなるまで食塩水で洗浄する。結晶を2時間、90℃で乾燥させ、ジメチルホル
ムアミド/メタノールから再結晶する。生産物を濾過により回収し、120℃で
減圧下乾燥させ、153mg(45%)の4kを得る:m.p. 348−350℃。
【0100】 4−[3−(4−カルバモイル−フェニル)−5−ニトロ−1H−インダゾール−
1−イル]−安息香酸(4l)。硝酸(65%、4mL)を0℃に氷浴中で冷却し、硫
酸(95%、4mL)を添加する。4−[3−(4−カルバモイル−フェニル)−lH
−インダゾール−1−イル]−安息香酸(4c)(300mg、0.84mmol)を0℃で
撹拌下添加する。冷却および撹拌を15分続ける。混合物を氷水(150mL)に注
ぐ。沈殿を遠心により回収し、食塩水で濾液が中性に近くなるまで洗浄した。結
晶を30分、120℃で乾燥させ、ジメチルホルムアミド/メタノールから再結
晶させる。生産物を濾過により回収し、120℃で減圧下乾燥させ、211mg(
62%)の4lを得る:m.p. 320−322℃。
【0101】 (c)4−[1−(4−ニトロフェニル)−1H−インダゾール−3−イル]−安息香
酸(4l)の還元。 SnCl・2HO(280mg、1.24mmol)の濃HCl(3mL)溶液に、4
−[1−(4−ニトロフェニル)−1H−インダゾール−3−イル]−安息香酸(4
i)(80mg、0.223mmol)を添加する。懸濁液を7時間、70℃に保つ。反応
混合物を水で希釈し、沈殿を濾過により回収する。粗生産物(まだ12%の未反
応出発物質を含む)を上記のような第2還元サイクルに付す。沈殿を水、および
続いて乾燥エーテルで激しく洗浄する。結晶性4−[1−(4−アミノフェニル)
−1H−インダゾール−3−イル)−安息香酸塩酸塩(4m)を減圧下乾燥させる(
50mg、61%)。MS(APCI):m/z=330(MH)
【0102】 d)4−[3−(4ニトロフェニル)−1H−インダゾール−1−イル]−安息香酸(
4f)の還元 SnCl・2HO(280mg、1.24mmol)の濃HCl(3mL)溶液に、4
−[3−(4ニトロフェニル)−1H−インダゾール−1−イル]−安息香酸(4f)
(80mg、0.223mmol)を添加する。懸濁液を7時間、70℃に保つ。反応混
合物を水で希釈し、沈殿を濾過により回収する。粗生産物(まだ12%の未反応
出発物質を含む)を上記のような第2還元サイクルに付す。沈殿を水、および続
いて乾燥エーテルで激しく洗浄する。結晶性4−[3−(4−アミノフェニル)−
1H−インダゾール−1−イル]−安息香酸塩酸塩(4n)を減圧下で乾燥させる(
70mg、85%)。MS(APCI):m/z=330(MH)、371([M+C
H3CN]H)
【0103】 (e)4−[3−(4−アミノフェニル)−1H−インダゾール−1−イル]−安息香
酸塩酸塩のアシル化(4n)。 4−[3−(4−アセチルアミノフェニル)−1H−インダゾール−1−イル]−
安息香酸(40)。4−[3−(4−アミノフェニル)−1H−インダゾール−1−
イル]−安息香酸塩酸塩(4n)(183mg、0.5mmol)のピリジン(10mL)溶液に
、塩化アセチル(47mg、0.6mmol)を添加する。その溶液を、1.5時間、室温
で撹拌する。揮発性物質を減圧下で除去する。残渣をMeOHで処理する。結晶
性生産物を濾過により回収し、MeOHで洗浄し、乾燥させる:165mg(89
%)の4o。MS(ESl):m/z=372(61%)(MH);426(50%)(
M+Na+MeOH);765(100%)(2M+Na)
【0104】 4−{3−{4−[N−(9H−フルオレン−9−イル)−メチルオキシカルボニ
ル−グリシノイルアミノ]−フェニル−1H−インダゾール−1−イル−安息香
酸(4p)。4−[3−(4−アミノフェニル)−1H−インダゾール−1−イルl
−安息香酸塩酸塩(4n)(183mg、0.5mmol)のピリジン(10mL)溶液に、F
moc−Gly−Cl(220mg、0.7mmol)を添加する。溶液を、出発物質(4
n)が消費されるまで(HPLC)撹拌する。溶媒を減圧下除去する。残渣をMe
OHに懸濁する。結晶性生産物を濾過により回収し、MeOHで洗浄し、減圧下
乾燥させる:203mg(67%)の4p。MS(ESI):m/z=631(100
%)(M+Na)
【0105】 (f)4−[3−(4−カルボキシフェニル)−1H−インダゾール−1−イル]−安
息香酸のクロロスルホニル化 (4b)。インダゾール誘導体4b(21mg、0.06mmol)をクロロ硫酸(1mL)で
120℃で10分処理する。反応混合物を氷浴で冷却し、水に滴下する(0℃、
4mL)。沈殿を濾過し、80℃で減圧下乾燥させる:19mgの4−[3−(4−
カルボキシフェニル)5−クロロスルホニル−1H−インダゾール−1−イル]−
安息香酸(4q)(69%)。MS(ESI):457(100%)(MH)
【0106】 化合物4m−4qのH−NMR: 4m:H−NMR(DMSO−d):7.42(dd[t], J=7.4, J=
7.4,1H);7.52, 7.56, 7.92, 7.95(AA'BB', 4H);7.
57−7.63(m,1H);7.92(d, J=8.4,1H);8.12, 8.15,
8.20, 8.23(AA'BB', 4H);8.26(d, J=8.3,1H)。 4n:H−NMR(DMSO−d):7.38−7.64(m, 3H);7.61(
dd, ブロード, 1H);7.99−8.10(m, 3H);8.15−8.22(m,
5H)。 4o:H−NMR(DMSO−d):2.10(s, 3H);7.39(ddd,
1H);7.59(ddd, 1H);7.76−7.82(m, 2H);7.98−8.0
3(m, 5H);8.12−8.22(m, 3H);10.14(s,1H)。 4p:H−NMR(DMSO−d, 500MHz):3.86(d, 2H, J=
6.1, CH);4.25(t, J=6.8, 1H, CCH);4.33(d, J
=7.0, 2H, CHC ), 7.34(dt, J=0.6, 7.4, 2H, Fmo
c−アリール−);7.40(t, J=7.5,1H, CH);7.42(t,
J=7.4, 2H, Fmoc−アリール−);7.60(t, ブロード, lH,
インダゾール−);7.67(t, ブロード,lH, インダゾール−);7.7
4(d, J=7.5, 2H, Fmoc−アリール);7.82(d, ブロード, 2
H, アリール−);7.89(d, J=7.6, 2H, Fmoc−アリール−)
;8.01, 8.02, 8.16, 8.17(M'BB', 4H, アリール−);8.
03(d, ブロード, 2H, アリール−);8.04(d, ブロード, 1H, イン
ダゾール−7);8.21(d, J=8.2Hz,1H, インダゾール−4);
10.19(s, アリール−N);13.05(s, ブロード, CO )。
【0107】 実施例2B:(a)スキーム2に説明のような、4−{3−{4−[(3−アミノプロ
ピル)−アミノカルボニル]−フェニル}−1H−インダゾール−1−イル}−安息
香酸(5)の合成 スキーム2:
【化11】 条件(a)1,3−ジアミノプロパン(純)、90℃、4時間。(b)KCO、水
、1,4−ジオキソラン、Fmoc−Cl、0℃、10分、RT、12時間。
【0108】 1,3−ジアミノ−プロパン(80mL)を、4d(10.0g、26.85mmol)に
添加する。異成分から成る反応混合物を、90℃に撹拌下加熱する。4dを一度
溶媒に反応温度で溶解し、次いで溶液を4時間放置して反応させる。1,3−ジ
アミノ−プロパンを減圧下蒸留し、粘性油状物を後に残す。粗生産物をメタノー
ル(200mL)で希釈し、加熱還流する。メタノールが沸騰温度に到達する前に、
結晶性生産物は沈殿を始める。懸濁液を10分還流させ、次いで室温に冷却する
。無色結晶を氷状メタノールで1回、次いでジエチルエーテルで数回洗浄する。
生産物を乾燥オーブン中、減圧下、120℃で乾燥させ、9.86g(89%)の
5を得る:mp 285−288℃(加熱速度に依存;分解);H−NMR(D
MSO−d):1.85−2.05(m, 2H);2.90−3.05(m, 2H);
3.35−3.55(m, 2H);7.32(t,1H);7.51(t,1H);7.7
5−8.30(m, 10H);9.20(ブロード, t, 1H, CON);MS:e
/m 415(MH)。
【0109】 (b)スキーム2に説明のような、4−{3−{4−[N−3−[(9H−フルオレン
−9−イル)−メチルオキシカルボニルアミノ]−プロピル]−アミノカルボニル}
−フェニル−lH−インダゾール−l−イル}安息香酸(6)の合成。炭酸カリウ
ム(2.67g;15.45mmol)をアミノ酸5(3.20g;7.73mmol)の水(6
0mL)溶液および1,4−ジオキサン(35mL)の懸濁液に添加する。混合物を5分
撹拌し、氷浴中で0℃に冷却する。Fmoc−クロライド(2.20g;8.5mmo
l)の1,4−ジオキサン(35mL)溶液を、10分以内に滴下する。冷却浴を外し
、撹拌を室温で12時間続ける。巨大な沈殿が形成される。水性懸濁液をジエチ
ルエーテルで抽出する。pHを希釈HClで1に調節し、更に食塩水(100mL)
で希釈する。沈殿を真空濾過により回収し、ジエチルエーテルで激しく洗浄し、
塊りだらけの結晶を得る。生産物を24時間、35℃で減圧下、乾燥オーブンで
乾燥させ、4.14g(84%)の6を得る:mp 217−219.5℃(加熱速
度に依存、分解);H−NMR(DMSO−d):1.68−1.77(m, 2H
);3.05−3.12(m, 2H), 3.25−3.35(m, 2H);4.22(t,
1H, H−9フルオレニル);4.33(d, 2H, OCH−9−フルオレニル)
;7.27−7.35(m, OH), 7.37−7.46(m, OH);7.63(t, 1
H);7.70(d, 2H,H−フルオレニル);7.88(d, 2H,Hフルオレニ
ル);8.01−8.08(m, 5H);8.15−8.20(m, 4H);8.24(d,
1H);8.58(t, 1H, CON);MS:635(M−H)。
【0110】 (c)4−{3−{4−t(3−メチルアミノプロピル)−アミノカルボニル−フェニ
ル}−1H−インダゾール−1−イル}−安息香酸(5a)の合成。インダゾール4
d(186mg、0.5mmol)に、3−メチルアミノ−プロピルアミン(5mL)を添加
する。溶液を還流温度に8時間保つ。反応混合物を室温に冷却し、水(20mL)で
希釈し、濃塩酸で酸性化する。無色沈殿が形成される。懸濁液を遠心(4500
rpm)する。水性層を廃棄する。残りのゲルを塩酸(0.1N、30mL、5回)
で洗浄し、真空で70℃で8時間乾燥させる。粗材料を温DMF(2mL)に溶解さ
せる。溶液を室温に冷却し、エーテル(20mL)で希釈する。白色懸濁液が形成さ
れ、茶色沈殿がフラスコの底に分離する。懸濁液を分離し、遠心(4500rp
m)する。有機層を除去する。残りの無色固体をエーテル(2mL、2回)で洗浄
し、真空で2時間乾燥させる:93mg(43%)の5a:mp 186−190℃
;MS(ESI)m/z=429(100%)(M+H)H−NMR(DMSO
−d):1.85−1.89(m, 2H, CH CH);2.56(s, O
H, NHC );2.96(t, ブロード, 2H, C NH);3.33−3.4
5(m, 2H, CONHC );7.45(t, 1H, インダゾール−);7.6
4(t, 1H, インダゾール−);7.95−8.28(m, 10H);8.89(t
, 1H, CONCH)。
【0111】 実施例3B (a)スキーム3に説明する、3' (+)−4−{3−[4−(3'−ビオチノイルアミ
ノプロピル)アミノカルボニル]フェニル−1H−インダゾール−1−イル}安息
香酸アミド(8)の合成
【0112】 スキーム3:
【化12】 7a:R=COOMe; 7b:R=−NH−(CH)−NH−Fmoc; 条件:(a)DCM/ピペリジン; (b)6または4d、DIC、HOBt、DMF; (c)DCM/TFA; (d)(+)−ビオチン、DIC、HOBt、DMF。
【0113】 Rinkアミド樹脂(500mg;0.28mmol)をジクロロメタン(10ml)中のピペ
リジン(20%)と共に室温で1時間振盪する。最後の濾液試料が切断された保護
基の存在を示さなくなるまで、その樹脂を、ジクロロメタン、メタノール、そし
て最後にジクロロメタンで数回ずつ洗浄する。6(0.56mmol)、1−ヒドロキ
シベンゾトリアゾール(1.68mmol)、N,N'−ジイソプロピルカルボジイミド(
2.24mmol)およびジメチルホルムアミド(35ml)から調製した溶液中、その樹
脂を室温で一晩振盪する。その樹脂を、ジメチルホルムアミド、次いでメタノー
ル、そして最後にジクロロメタンで数回ずつ完全に洗浄する。最後の濾液に蛍光
がなくなるまで、洗浄し続ける。溶媒を減圧下に室温で蒸発させる。Rinkアミ
ド樹脂の脱保護に関して上記した通り、6が結合した樹脂のFmoc保護基を除去
する。ジメチルホルムアミド(40ml)中の(+)−ビオチン(0.84mmol)および
1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(2.52mmol)の溶液に、N,N'−ジイソプ
ロピルカルボジイミド(5.04mmol)を加える。その溶液を室温で1時間放置し
た後、樹脂に移す。反応容器を円運動により24時間穏やかに撹拌する。溶媒を
減圧濾過により除去する。その樹脂を、ジメチルホルムアミド、メタノール、そ
して最後にジクロロメタンで数回ずつ完全に洗浄する。その樹脂をジクロロメタ
ンとトリフルオロ酢酸との1:1の混合物(15ml)で2分間処理することにより
、粗製の生成物(8)を固形担体から切断する。その溶液を減圧濾過により集める
。その樹脂をさらにジクロロメタンで3回抽出する。溶媒を減圧下に除去して、
8を粘性の油状物質としてH−NMRにより示される高い純度で得る。エーテ
ルでトリチュレートして、結晶化を誘発する。ジメチルスルホキシド、メタノー
ル、およびジエチルエーテルの混合物から再結晶化して、8を60mg(33%)得
る。 融点 222−225℃。 H−NMR(DMSO−d): 1.25−1.66(m,6H,ビオチン);1.
67−1.72(m,2H,NHCH CHNH);2.09(t,2H,
COC2);2.56,2.58,2.79,2.80,2.81,2.82(2H,
S,ABXのAB部分);3.08−3.10(m,1H,CS−ビオチン
);3.11−3.15(m,2H,NC );3.30−3.34(m,2H,NC );4.11−4.14(m,1H,CH−ビオチン);4.28−4.30(m,
1H,CH−ビオチン,ABXのX部分);6.34(s,ブロード,1H,N
CONH);6.42(s,ブロード,1H,NHCON);7.44(ddd,1H)
;7.47(s,ブロード,CON の1H);7.61(ddd,1H);7.84(
t,1H,NCO);7.97−8.06(m,5H);8.12(s,ブロード,
CON の1H);8.13−8.26(m,5H);8.59(t,1H,N
O)。 MS : e/m 640 (MH)。 微量分析 :(C3437xHO) 計算値 C 62.08:H 5.98;N 14.91;S 4.87。 実測値 C 62.19:H 5.82;N 14.78;S 4.67。
【0114】 (b)スキーム3に説明する、4−[3−(4−メトキシカルボニルフェニル)−1
H−インダゾール−1−イル]安息香酸アミド(7a)の合成 先に記載した通り、Rinkアミド樹脂(1.786g;1.00mmol)を脱保護す
る。4d(745mg、2.00mmol)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(810
mg、6.00mmol)、N,N'−ジイソプロピルカルボジイミド(1.010g、8.
00mmol)およびジメチルホルムアミド(100ml)から調製した溶液中、その脱
保護した樹脂を室温で一晩振盪する。その樹脂を、ジメチルホルムアミド、次い
でメタノール、そして最後にジクロロメタンで数回ずつ完全に洗浄する。最後の
濾液に蛍光がなくなるまで、洗浄し続ける。溶媒を減圧下に室温で蒸発させる。
その樹脂をジクロロメタンとトリフルオロ酢酸との2:1の混合物(10ml)で1
0分間処理することにより、生成物(7a)のアリコートを固形担体(200mg)か
ら切断する。その溶液を減圧濾過により集める。その樹脂をさらにジクロロメタ
ンで3回抽出し、続いて、ジメチルホルムアミドで2回抽出する。溶媒を減圧下
に除去し、デシケーター中で一晩乾燥させて、7aを34.0mg(98%)得る。
融点 267−269℃。 薄層クロマトグラフィーによる同質 : R=0.68;ジクロロメタン:メタ
ノール=9:1。 H−NMR(DMSO−d): 3.92(s,3H,OC );7.43(ddd
,1H);7.61(ddd,1H);7.95−8.00(m,3H);8.13−8.1
6(m,4H);8.23−8.25(m,3H);CON ブロード(指定できな
い)。
【0115】 (c)スキーム3に説明する、4−{3−{4−{3−[(9H−フルオレン−9−イ
ル)メチルオキシカルボニルアミノ]プロピル}アミノカルボニル}フェニル−1H
−インダゾール−1−イル}安息香酸アミド(7b)の合成 先に記載した通り、Rinkアミド樹脂(1.00g;0.56mmol)を脱保護する
。6(1.12mmol)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(3.36mmol)、N,N'
−ジイソプロピルカルボジイミド(4.48mmol)およびジメチルホルムアミド(5
0ml)から調製した溶液中、その脱保護した樹脂を室温で一晩振盪する。その樹
脂を、ジメチルホルムアミド、次いでメタノール、そして最後にジクロロメタン
で数回ずつ完全に洗浄する。最後の濾液に蛍光がなくなるまで、洗浄し続ける。
溶媒を減圧下に室温で蒸発させる。その樹脂をジクロロメタンとトリフルオロ酢
酸との2:1の混合物(3ml)で10分間処理することにより、生成物(7b)のア
リコートを固形担体(51mg)から切断する。その溶液を減圧濾過により集める。
その樹脂をさらにジクロロメタンで3回抽出し、続いて、ジメチルホルムアミド
で2回抽出する。溶媒を減圧下に除去して、40.5mg(88%)の7bを非晶質
の固体としてH−NMRおよび薄層クロマトグラフィー(R=0.64;ジク
ロロメタン:メタノール=9.5:0.5;+微量の酢酸)により示される高い純
度で得る。 H−NMR(DMSO−d): 1.71(m,2H,CONHCH
NHCOO);3.09(m,2H,NHCHCH NHCOO);3
.32(m,2H,CONHC CHCHNHCOO);4.22(歪んだt
,1H,H−9 フルオレニル);4.32(歪んだd,2H,COOC −(9
−フルオレニル);7.30−7.35(m,2H,フルオレニル;1H,−CON
HCHCHCHCOO);7.40−7.44(m,2H,フルオレニル
;1H,インダゾール);7.47(s,ブロード,−CON の1H);7.6
0−7.63(ddd,1H,インダゾール);7.70(d,2H,フルオレニル);
7.88(d,2H,フルオレニル);7.97−8.06(m,5H,インダゾール
);8.12(s,ブロード,−CON の1H);8.13−8.25(m,3H
,インダゾール);8.58(t,1H,CON(CH)NHCOO)。
【0116】 実施例4B: (a)スキーム4に説明する、4−[3−(4−アリルオキシカルボニルフェニル)
インダゾール−1−イル]安息香酸 2,5−ジオキソピロリジン−1−イルエス
テル(10)の合成
【0117】 スキーム4:
【化13】 R:(+)−ビオチノイル; 条件:(a)(+)−ビオチン 3−ヒドロキシプロピルアミド、BOP、 DIEA、DMPU; (b)N−ヒドロキシスクシンイミド、DIC、1,4−ジオキサン; (c)(N6)−(+)−ビオチノイル−(L)−リジン、NaHCO、水。
【0118】 ジオキサン(20ml)中の4e(355mg、0.891mmol)およびN−ヒドロキ
シスクシンイミド(106mg、0.891mmol)の撹拌溶液に、ジイソプロピルカ
ルボジイミド(0.141ml、0.891mmol)をアルゴン雰囲気下にシリンジで少
しずつ加える。その混合物を室温で72時間撹拌した後、蒸発乾固させる。残留
物を酢酸エチル(60ml)に再溶解して、NHCl(飽和水性)、NaCl(飽和水性
)、および水(各々、10ml)で連続的に洗浄する。集めた水相を酢酸エチル(10
ml)で1回抽出する。プールした有機相をMgSOで乾燥させて、蒸発乾固させ
る。その結果得られる黄色がかった非晶質の固体をMPLC(1回目のクロマト
グラフィーの溶離液:シクロヘキサン:酢酸エチル=2:1;2回目のクロマト
グラフィーの溶離液:トルエン:酢酸エチル=12:1)により2回精製して、
10を370mg(83%)得る。 融点 178℃。 薄層クロマトグラフィーによる同質 : R=0.20(シクロヘキサン:酢酸エ
チル=2:1)。 H−NMR(DMSO−d): 2.93(s,4H);4.85−4.88(m;
2H);5.30−5.33(m,1H);5.42−5.47(m,1H);6.05−
6.13(m,1H);7.45−7.49(t,1H);7.64−7.68(t,1H
);8.11−8.32(m,10H)。 MS : m/e 496 (MH)。 微量分析 :(C2821) 計算値 C 67.87:H 4.27;N 8.48。 実測値 C 67.99:H 4.34;N 8.70。
【0119】 (b)スキーム4に説明する、(5S)−4−{1−[4−(5−カルボキシ−5−(ビ
オチノイルアミノ)ペンチルカルバモイル)フェニル]−1H−インダゾール−3
−イル}安息香酸 アリルエステル トリエチルアンモニウム塩(11) 水(2ml)中のω−(+)−ビオチノイル−(L)−リジン(50mg、0.134mmol
)およびNaHCO(23mg、0.268mmol)の撹拌溶液に、10(100mg、0
.201mmol)を加える。その懸濁液をジオキサン/ジメチルホルムアミド(1/
1、4ml)で希釈し、アルゴン雰囲気下に室温で6日間撹拌して、僅かに濁った
溶液とし、これをさらに水(10ml)で希釈し、凍結乾燥させて、黄色がかった粉
末を得る。原料を、0.1M TEAA(pH 7.0)/CH3CNのリニアグラジ
エント(90:10−10:90)を使用する分取RP18−HPLCで精製する
。生成物を含む画分をプールし、水で希釈し、凍結乾燥させて、99mg(86%)
の11を白色の粉末として得る(分析用RP18−HPLC;UV/蛍光検出に
より測定すると、この純度は、98%以上である)。 融点 45℃。 H−NMR(DMSO−d): 1.00(t,9H,(C CH)NH)
;1.22−1.63(m,11H);1.72−1.88(m,2H);2.03(t,
2H);2.55(d,1H);2.62(q,6H,(CH )NH);2.
77(dxd,1H);3.00−3.07(m,2H);4.07−4.10(m,1H)
;4.25−4.30(m,2H,−O−C −CH=CH);5.30−5.3
3(m,1H,=C );5.43−5.47(m,1H,=C );6.06−
6.13(m,1H,−C=CH);6.32(s,1H,N,ビオチン);6
.40(s,1H,N,ビオチン);7.45(dxd,J=J,1H);7.63
(dxd,J=J,1H);7.76(t,1H,−CON−(CH)−,リ
ジン);7.99,8.00および8.13,8.14(AA'BB',4H);8.02
(d,J=5.5,1H);8.17,8.19および8.26,8.28(AA'BB'
,4H);8.27(d,J=6.6,1H);8.44(d,J=7.4,1H,−N −)。 MS : m/e 753 (MH),775 [M+Na]。 微量分析 :(C4659Sx2.5HO) 計算値 C 61.45:H 7.18;N 10.90;S 3.56。 実測値 C 61.64:H 6.35;N 10.76;S 3.14。
【0120】 (c)スキーム4に説明する、4−[3−(4−アリルオキシカルボニルフェニル)
−1H−インダゾール−1−イル]安息香酸 (5S) 3−(ビオチノイルアミノ)
プロピルエステル(9) DMPU(15ml)中の4e(1070mg、2.677mmol)、BOP(1303mg
、2.945mmol)およびDIEA(688μl、4.016mmol)の撹拌溶液に、D
MPU(10ml)中の(+)−ビオチン 3−ヒドロキシプロピルアミド(807mg、
2.677mmol)および1,2,4−トリアゾール(203mg、2.945mmol)の溶
液をアルゴン雰囲気下に室温で膜を通して少しずつ注入する。その結果得られる
黄色の溶液をさらにアルゴン下に6日間撹拌して、蒸発乾固させる(HV、浴温
度:75℃)。その結果得られる黄色の油状物質をMPLC(ジクロロメタン:メ
タノール=20:1)により精製して、黄色がかった固体(1.258g、69%)
を得、これをさらにアセトニトリル−水(1:1)からの再結晶化により精製して
、9を820mg(45%)得る。 融点 154−157℃(アセトニトリル/水)。 薄層クロマトグラフィーにより示される同質 : R=0.24;ジクロロメタ
ン:メタノール=15:1。 H−NMR(DMSO−d): 1.25−1.38(m,2H,ビオチン);1.
42−1.57(m,3H,ビオチン);1.58−1.63(m,1H,ビオチン)
;1.88(txt,J=5.6,2H,−OCH−C −CHNH−);2.0
8(t,2H,−CO−C −);2.56(d,1H,ビオチン);2.79(dxd
,1H,ビオチン);3.05−3.10(m,1H,ビオチン);3.22−3.2
6(m,2H,−OCHCH−C −NH−);4.10−4.13(m,1
H,ビオチン);4.27−4.30(m,1H,ビオチン);4.32(t,2H,
−O−C −CHCHNH−);4.86−4.88(m,2H,−O−C −CH=CH);5.30−5.33(m,1H,=C );5.42−5.4
7(m,1H,=C );6.05−6.13(m,1H,−C=CH);6.
34(s,1H,N,ビオチン);6.41(s,1H,N,ビオチン);7.4
4(t,1H);7.64(t,1H);7.90(t,1H,N−(CH)−O
−);8.03−8.08(m,3H);8.17−8.21(m,4H);8.24−8
.27(m,3H)。 MS : m/e 682 (MH)。 微量分析 :(C3739SxHO) 計算値 C 63.50:H 5.90;N 10.01;S 4.57。 実測値 C 64.00:H 5.73;N 10.42;S 4.24。
【0121】 実施例5B: (a)スキーム5に説明する、4−[3−(4−アミノカルボニルフェニル)−1H
−インダゾール−1−イル]安息香酸アミド(12a−j)の合成
【0122】 スキーム5:
【化14】 条件:(a)アミン(RNH2)、THF、24時間、室温; (b)4c、HOBT、DIC、DMF、24時間、室温; (c)DCM/MeOH、照射、24時間(366nm)。
【0123】 標準的な手順により、アミノエチル−Tentagel樹脂(容積 0.29mmol/g)
に光不安定な4−ブロモメチル−3−ニトロ安息香酸リンカーを充填する。その
樹脂部分(200mg;充填:0.27mmol/g)を様々な第一級アミン(a−j)(テ
トラヒドロフラン5ml中の1.08mmol)と室温で24時間反応させる。その樹脂
を、テトラヒドロフラン、メタノール、最後にジクロロメタンで数回ずつ洗浄し
て、デシケーター中で減圧下に乾燥させる。ジメチルホルムアミド(30ml)中の
4c(579mg、1.62mmol)および1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(657
mg、4.86mmol)の溶液に、N,N'−ジイソプロピルカルボジイミド(1.23g
、9.72mmol)を加える。その反応混合物を室温で30分間撹拌する。保存溶液
を10のアリコート(3ml)に分けて、これを調製した樹脂に加える。その樹脂を
室温で24時間振盪する。試薬を含む溶液を減圧濾過により除去する。その樹脂
を、ジメチルホルムアミド、メタノール、そして最後にジクロロメタンで数回ず
つ洗浄する。その樹脂をガラスバイアルに移して、ジクロロメタン(5ml)で覆う
。メタノールを加えて、等濃度の溶液とする。そのバイアルをUVランプ(36
6nm)での照射下に24時間振盪する。この後、その樹脂を減圧濾過により除去
して、溶媒を蒸発乾固させる。生成物(12a−j)の純度をRP−HPLCによ
り分析して、化合物12a−jの存在を質量分析により確認する。
【0124】 実施例6B: スキーム6に説明する、4−(3−{4−[3−(アリールスルホニルアミノ)プロ
ピルカルバモイル]フェニル}インダゾール−1−イル)安息香酸アミド(13a−
d)の合成
【0125】 スキーム6:
【化15】 条件:(a)DCM/ピペリジン; (b)6、DIC、HOBt、DMF、室温、7時間; (c)DCM/TEA、ArSO2Cl、室温、3時間; (d)DCM/TFA、室温、20分間。
【0126】 Rinkアミド樹脂(500mg;0.28mmol)をジクロロメタン(10ml)中のピペ
リジン(20%)と共に室温で1時間振盪する。最後の濾液試料が切断された保護
基の存在を示さなくなるまで、その樹脂を、ジクロロメタン、メタノール、そし
て最後にジクロロメタンで数回ずつ洗浄する。6(0.56mmol)、1−ヒドロキ
シベンゾトリアゾール(1.68mmol)、N,N'−ジイソプロピルカルボジイミド(
2.24mmol)およびジメチルホルムアミド(35ml)から調製した溶液中、その樹
脂を室温で一晩振盪する。その樹脂を、ジメチルホルムアミド、次いでメタノー
ル、そして最後にジクロロメタンで数回ずつ完全に洗浄する。最後の濾液に蛍光
がなくなるまで、洗浄し続ける。溶媒を減圧下に室温で蒸発させる。Rinkアミ
ド樹脂の脱保護に関して上記した通り、6が結合した樹脂のFmoc保護基を除去
する。その樹脂を減圧下に30分間乾燥させる。トリエチルアミン(10% v/
v)を含むジクロロメタン(5ml)中、樹脂部分(各々、80mg)を僅かに撹拌する
。様々なアリールスルホニルクロリド(a−d;各々、0.16mmol)を室温で加
える。3時間後、試薬を濾過して除き、その樹脂を、ジクロロメタン、メタノー
ル、最後にジクロロメタンで数回ずつ洗浄する。デシケーター中で減圧下に乾燥
させた後、生成物の切断のために、各々の樹脂をジクロロメタン/トリフルオロ
酢酸(4/1)3mlで処理する。その切断溶液を濾過により集めて、その樹脂をジ
クロロメタン(各々、2ml)で3回洗浄する。水酸化ナトリウムを含むデシケータ
ー中、溶媒を減圧下に除去する。生成物(13a−d)の純度をRP−HPLCに
より分析して、化合物13a−dの存在を質量分析により確認する。 13a : R=4−メチルフェニル; 収率 : 31%; HPLC : 92%; MS(ESI): 568 (M+H)。 13b : R=5−ジメチルアミノ−1−ナフチル; 収率 : 57%; HPLC : 85%; MS(ESI): 647 (M+H)。 13c : R=3−ニトロフェニル; 収率 : 57%; HPLC : 85%; MS(ESI): 599 (M+H)。 13d : R=4−メトキシフェニル; 収率 : 79%; HPLC : 87%; MS(ESI): 584 (M+H)。 (HPLC:254nm;ピーク下の%領域)。
【0127】 実施例7B: スキーム7に説明する、4−[3−(4−カルバモイルフェニル)インダゾール−
1−イル]−N−[2−(シクロプロピルメチルカルバモイル)エチル]ベンズアミ
ド(14)
【0128】 スキーム7:
【化16】 条件:(a)Fmoc−β−アラニン、HOBt、DIC、DMF; (b)DCM/ピペリジン; (c)4c、HOBt、DIC、DMF; (d)DCM/MeOH、照射、24時間(366nm)。
【0129】 標準的な手順により、アミノエチル−Tentagel樹脂(容積 0.29mmol/g)
に光不安定な4−ブロモメチル−3−ニトロ安息香酸リンカーを充填した後、実
施例5Bに記載した通り、シクロプロピルメチルアミンと反応させる。DMF(
5ml)中のFmoc−β−アラニン(181mg、0.58mmol)および1−ヒドロキシ
ベンゾトリアゾール(235mg、1.74mmol)の溶液に、N,N'−ジイソプロピ
ルカルボジイミド(293mg、2.32mmol)を加える。その溶液を室温で1時間
放置する。シクロプロピルメチルアミンを充填した樹脂(500g)を加えて、1
2時間僅かに撹拌した。その樹脂を濾過して除き、DMF、MeOH、およびD
CMで洗浄する。その樹脂を実施例5Bに記載した通り製造した4cの活性エス
テルの溶液(5ml)に加える。その反応混合物を室温で一晩振盪する。試薬を濾過
により除去する。その樹脂を、DMF、MeOH、そして最後にDCMで数回ず
つ洗浄する。その樹脂をガラスバイアルに移して、DCM(5ml)で覆う。MeO
Hを加えて、等濃度の溶液とする。そのバイアルをUVランプ(366nm)での照
射下に24時間振盪する。この後、その樹脂を減圧濾過により除去して、溶媒を
蒸発乾固させる。生成物(14)の純度をRP−HPLCにより分析して、化合物
14の存在を質量分析により確認する。 m/e=482 (MH)。
【0130】
【表4】 溶媒 : アセトニトリル/2% DMSO;()内の範囲。
【0131】
【表5】 溶媒 : アセトニトリル/2% DMSO;()内の範囲。
【0132】 参考文献: 1,3−ジアリールインダゾールの合成に関する文献 「Heterocyclic Compounds」(1957)でのElderfield,R. C.,Elder
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【0134】 実験部分で使用する蛍光およびUV分光法の具体的な文献 Melhuish,W. H.(1961)J. Phys. Chem. 65,229。 Demas,J. N. & Crosby,G. A.(1971)J. Phys. Chem. 75,9
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【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)25μM 4eのTHF溶液の吸収スペクトルおよび蛍光励起スペクトル(--
-)。蛍光励起スペクトルの小さな赤シフトは、UVと蛍光装置の間の単色光分光
器のずれによる。 (b)1μMのTHF溶液の蛍光放出、342nmで励起。
【図2】 (a) −(i)AIDA−結合体11、9および8(グラフでは各々BLI、BP
IおよびIPBと示している)、およびアビジン−トリプトファン、アビジンLuc
ifer Yellowおよびアビジン−BODIPY-FLの励起および放出スペクトルは、トリプ
トファン、BODIPY-FLおよびLucifer Yellow放出および励起の間の各々の重複を
示す。
【図3】 上部パネル: 11(BLI)(a)および8(IPB)(b)トリプトファンアビジン複合体におけ
る蛍光共鳴エネルギー伝達および基底状態消光。曲線は番号1−5で示す。差異
スペクトル[(I(11または8(遊離))+I(アビジン(遊離))]−I(11−または
8−アビジン複合体)を曲線5に示す。11経口は、アビジン結合部位における
複合体形成により、訳25.5%まで消光する。約62%のこの総消光効果は、
蛍光共鳴エネルギー伝達である。250から305nmで、トリプトファンとチロ
シン蛍光強度の促進は、11とアビジンの合計を基本にして72%である。ビオ
チンのインダゾール分子の3位への結合(11では1位)は、蛍光スペクトルだけ
でなく、トリプトファン→インダゾールFRET特性も変える:インダゾール蛍
光放出(消光の変わりに)の26%増加により示される、トリプトファンへの増加
したエネルギー伝達(120%)は、アビジン環境におけるインダゾール量子収率
の非常な増加により重ね合わせられる。 下部パネル: 11(c)および8(d)BODIPY-FLアビジン複合体における蛍光共鳴エネルギー
伝達および基底状態消光。曲線は番号1−5で示す。両方の分子両方の分子幾何
学で、1位(11)および3位(8)を介して結合したインダゾールトレーサー、BO
DIPY-FL標識アビジンの結合は、インダゾール放出の70−90%消光をもたら
す。シグナル強度におけるこの減少は、アビジンにおけるインダゾールまたはF
RETのBODIPY標識に対する基底状態消光により、励起状態の同時非放射
デポピュレーションと共にもたらされることができる。インダゾール放出とBODI
PY-FL吸収スペクトルの間の重複積分は11よりも8で小さいが、アクセプター
蛍光のより大きな増感が8−アビジンBODIPY複合体でもたらされ、48%エネル
ギー伝達および93.5%インダゾールドナー消光をもたらす。この効果は、8
における高いドナー量子収率、またはドナー放出とアクセプター吸収双極子の好
ましい相対的配向によりもたらすことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL, IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,L C,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD ,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL, PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,S L,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US ,UZ,VN,YU,ZA,ZW 【要約の続き】 する。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) 【化1】 [式中、基RまたはRの1つおよび基RまたはRの1つは、水素であり
    、その他は、独立して−COOH、−COOR、−CONH、−CONH(
    CH)OH{式中、n=2−8}、−CONR、−CHOH、−CH
    NH、−NO、NR1011、NHCOR12、Cl、Br、F、−C
    、O(C−C)−アルキル(所望により任意の炭素C−Cにおいてメ
    チルまたはフェニルにより置換されている)、−N=C=O、N=C=S、−S
    H、−SONH(CH)NH、(C−C)アルキル、末端炭素が−
    COOH、−COOR、−CONH、−CONR、−CONH(CH
    )OH{式中、n=2−8}、−CHOH、−CHNH、−N=C=O
    、N=C=S、−SOH、−SONH(CH)NH、−CONH(CH
    )NH{n=2−8、および当該NH−基はまた、(C−C)アルキル
    により、または通常使用されるアミノ保護基により置換され得る}で置換された(
    −C16)−アルキルであり、 Rは、通常使用されるカルボキシル保護基またはカルボキシル活性化基、 RまたはRは、水素であり、他方は、低級アルキル(C−C)、フェニル
    、ベンジルまたはRおよびRは、ピペラジンのような5または6員環の一部
    であり、 R10およびR11は、独立して水素、(C−C)アルキルまたはアミノ保護
    基(適当な保護基は上記の通り)であり、 R12は、何れも(C−C)アルキルで置換され得る(C−C10)アルキル
    、フェニル、保護(適当な保護基は上記の通り)アミノ基またはハロゲンである]
    により示される、化合物。
  2. 【請求項2】 以下の構造により示される、請求項1記載の化合物: 【化2】
  3. 【請求項3】 式(II−III) A−B−D−C−D'−E(式(II)) A−B−D−E−D'−C(式(III)) [式中、Aは、固相および溶液相有機化学に適用される標準的物質から選択され
    る固体支持体であり、 Bは、D−C−D'−EまたはD−E−D'−Cフラグメント、それぞれの遊離の
    ために式(II−III)の蛍光性結合体を切断し得るリンカーであり、 Cは、式(I)から選択された化合物であり、 DおよびD'は、独立した結合手であるか、α,ω−ジアミノ−アルカン、ジアミ
    ノシクロヘキシル、ビス−(アミノメチル)−置換フェニル、α−アミノ−ω−ヒ
    ドロキシル−アルカン、アルキルアミン、環状アルキルアミン、環状アルキルジ
    アミンまたは側鎖に更なる官能基を有するかもしくは有しないアミノ酸から選択
    されるスペーサーであり、 Eは、調査される分子である] により示される、化合物。
  4. 【請求項4】 Aが官能化ポリスチレン基礎樹脂、ポリアクリルアミド基礎
    ポリマー、ポリスチレン/ポリジメチルアクリルアミド組成物、PEGA樹脂、
    ポリスチレン−ポリオキシエチレン基礎支持体、Tentagel、PEG−ポリスチレ
    ングラフトポリマー性支持体、ガラス表面、官能化表面、官能化表面でグラフト
    した物質またはポリエチレングリコールから選択され、 Bがベンジル、ベンズヒドリル、ベンズヒドリリデン、トリチル、キサンチエニ
    ル、ベンゾイン、シリコンまたはアリル基礎リンカーから選択され、 Cが式(I)の化合物から選択され、 Eが低分子量化合物、ペプチド、タンパク質、炭化水素、核酸、または結合体形
    成用の官能基を含む脂質から選択される、請求項3記載の化合物。
  5. 【請求項5】 以下の構造により示される、請求項3または4記載の化合物
    : 【化3】
  6. 【請求項6】 式(IV) E−D'−C(式(IV)) [式中、Eは、調査する分子、 D'は、結合手であるか、α,ω−ジアミノ−アルカン、ジアミノシクロヘキシル
    、ビス−(アミノメチル)−置換フェニル、α−アミノ−ω−ヒドロキシル−アル
    カン、アルキルアミン、環状アルキルアミン、環状アルキルジアミンまたは側鎖
    に更なる官能基を有するかもしくは有しないアミノ酸から選択されるスペーサー
    であり、 Cは、式(I)から選択される化合物である] により示される、化合物。
  7. 【請求項7】 以下の構造を有する、請求項6記載の化合物: 【化4】
  8. 【請求項8】 均一溶液中のAIDA標識分子と結合分子との相互作用の同
    定のための方法であって、下記ステップ: ステップ1A:式(IV)から選択されるAIDA標識分子を提供すること、 ステップ1B:式(IV)のAIDA標識分子を結合分子と混合すること、そして、
    次いで、 ステップ1C:蛍光分光法の方法により、ステップ1Bに述べたAIDA標識分
    子および結合分子を用い、結合イベントを選択的に検出すること を含む方法。
  9. 【請求項9】 蛍光分光法が、 ・連続波=プロンプト=安定状態フルオロメーターのAIDA放射の蛍光非等方
    性/偏光性の増加、 ・時間分解蛍光装置における回転相関時間の増加、 ・蛍光変動の時間追跡における自己相関算出から決定される単一分子蛍光実験に
    おける移行放散時間の増大、 ・300と400nmの範囲の励起波長による350と700nmの範囲の波長のA
    IDA蛍光放射の増加または減少、 ・結合分子中の励起トリプトファン(ドナー)からの蛍光共鳴エネルギー移動(ド
    ナー消光またはアクセプター増感)、この場合、結合体の分子中のAIDA色素(
    アクセプター)に対するペプチドまたはタンパク質である、 ・結合分子の蛍光標識(アクセプター)に対する結合分子(ドナー)中の励起AID
    A色素からの蛍光共鳴エネルギー移動(ドナー消光またはアクセプター増感)、こ
    の場合、任意の化合物クラスを含む、 の測定である、請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 固相有機化学において通常使用される固体支持体上のAI
    DA標識分子と固体支持体を含む均一溶液中の結合分子との間の相互作用の同定
    の方法であって、下記ステップ: ステップ2A:式(IIまたはIII)の結合体としてAIDA標識分子を提供するこ
    と、 ステップ2B:式(IIまたはIII)の結合体としてのAIDA標識分子を結合分子
    と混合すること、そして、次いで、 ステップ2C:結合分子に対する最も高い結合親和性でAIDA連結分子を同定
    する方法を提供する定量的シグナルを生ずる蛍光分光法で使用する方法により、
    ステップ2Bに述べたAIDA標識分子および結合分子を用い、結合イベントを
    選択的に検出すること、 ステップ2D:式(IIまたはIII)により示される同定されたAIDA分子を含む
    固体支持体の単離、 ステップ2E:方法1A−Cに述べた蛍光分光法を用いる種々の方法により、ス
    テップ2Dで述べたAIDA標識分子および結合分子を用い、結合イベントを選
    択的に検出すること を含む、方法。
  11. 【請求項11】 ステップ2Cの蛍光分光法が、 ・共焦点顕微鏡および分光技術に適用されるAIDA含有固体支持体への蛍光標
    識巨大分子の結合の直接検出、 ・固体支持体上の化合物の合成の間に実施される通常の蛍光分光法に通常使用す
    るための、第2環境的感受性分子へのAIDAの化学的結合による、分子明度の
    変化の促進の測定、 ・蛍光共鳴エネルギー移動の測定:AIDAから適当な長波長色素の蛍光共鳴エ
    ネルギー移動であって、それにより、長波長色素の放射波長の分子明度の変化に
    より検出さるAIDA UV−励起を用い増感する蛍光共鳴エネルギー移動、 ・蛍光共鳴エネルギー移動の測定:351nm励起および400nm放射波長の、固
    体支持体に連結する分子上のAIDAの特定明度の減少、 ・時間分解単一分子分光法による分子明度の減少または増加を測定することによ
    る量子収量の変化の検出、 である、請求項10記載の方法。
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