JP2002543214A - L−リボ−lna類縁体 - Google Patents
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Abstract
Description
して、相補性の一本鎖及び二本鎖の核酸と共に、核酸塩基に特異的な二重らせん
を形成する能力がある、合成オリゴヌクレオチドの生成に有用なヌクレオシド類
縁体の合成に関するものである。本発明は、さらに、治療薬に使用したり、オリ
ゴヌクレオチドに組み込むことができる、L−リボ配位をした二環式のヌクレオ
シド類縁体の分野にも関する。 【0002】 【従来技術】 合成オリゴヌクレオチドは、分子生物学、及び、DNAに基づいた診断や治療
のような、全く異質の分野で広く使われている化合物である。 【0003】 (1)一般的な考察 オリゴヌクレオチドが、上述のような広い範囲の種々の応用分野で役立つため
には、多くの異なった要求を満たす必要がある。例えば、治療薬として、オリゴ
ヌクレオチドが有用であるためには細胞膜を浸透することができ、細胞内外のヌ
クレアーゼに対する抵抗力を有し、好ましくはRNAseHのような内因性の酵
素を補充する能力を有する必要がある。また、DNAに基づいた診断法や分子生
物学では、例えば、ポリメラーゼ、キナーゼ、リガーゼ及びホスファターゼのよ
うな、天然の核酸に活発に作用する広い範囲にわたる種々の酵素に対する効果的
な基質として働くオリゴヌクレオチドの能力のような、他の性質も重要である。
しかし、これらすべての用途に共通するオリゴヌクレオチドの基本的な性質は、
Watson−Crick水素結合(A−T及びG−C)、またはHoogst
een型のような他の水素結合機構に従って、相補性の一本鎖の核酸に特異的な
配列を認識して、ハイブリッドを形成する能力である。 オリゴヌクレオチドの
ハイブリッド形成の性質を特徴づけるのに通常使われる2つの重要な項目に、親
和性及び特異性がある。親和性は、オリゴヌクレオチドの相補性のある標的配列
との結合力を表わす尺度である(二重らせんの熱安定性(Tm)で表わされる)
。この二重らせんの個々の核酸塩基対が熱安定性を増加させ、このためオリゴヌ
クレオチドのサイズ(核酸塩基の数)が増大するに従って親和性は増加する。特
異性は、完全に相補性のある標的配列とミスマッチの標的配列とを識別する能力
の尺度である。換言すれば、特異性は、標的中のミスマッチの核酸塩基対と関連
する親和性の喪失を表わす尺度である。 【0004】 一定のサイズのオリゴヌクレオチドの場合は、オリゴヌクレオチドとその標的
間のミスマッチの数が増える(即ち、ミスマッチのパーセンテージが増大する)
と共に、この特異性は増加する。逆に、ミスマッチの数が一定で、オリゴヌクレ
オチドのサイズが増大する( 即ち、ミスマッチのパーセンテージが減少する)
と共に、特異性は減少する。換言すれば、オリゴヌクレオチドの親和性は、特異
性の犠牲の上に増大し、その逆も同様である。 【0005】 天然のオリゴヌクレオチドの欠点を考えると、特異性と親和性を高める新たな
研究は、DNAに基づく治療法、診断法及び分子生物学の技術全般にとって、極
めて望ましいことである。 【0006】 「立体配座上の制限を受けるヌクレオシド」 オリゴヌクレオチドは、ある標的配列とハイブリッドを形成する過程で、一本
鎖の比較的乱れたコイル構造から二重らせんの整然とした構造へ、立体配座上の
転移をすることがわかっている。 【0007】 従って、最近は、非修飾の(2’−デオキシ)オリゴヌクレオチドに比べて改
善されたハイブリッド形成性を示す類縁体を探求する過程で、オリゴヌクレオチ
ドに立体配座上の制限を加えるようになってきている。例えば、C−3’、C−
5’位にエタノ架橋を付加した二環式の[3.3.0]ヌクレオシド(M.Ta
rky,M.Bolli,B.Schweizer and C.Leumann
,Helv.Chem.Acta,1993,76,481;Tarky an
d C.Leumann,Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.
,1993,32,1432;M.Egli,P.Lubini,M.Dobl
er and C.Leumann,J.Am.Chem.Soc.,1993,
115,5855;M.Tarky,M.Bolli and C.Leuman
n,Helv.Chem.Acta,1994,77,716;M.Bolli
and C.Leumann,Angew.Chem.,Int.Ed.Eng
l.,1995,34,694;M.Bolli,P.Lubini and C
.Leumann,Helv.Chem.Acta,1995,78,2077
;J.C.Litten,C.Epple and C.Leumann,Bio
org.Med.Chem. Jett.,1995,5,1231;J.C.Litten and C.Le
umann,Helv.Chem.Acta,1996,79,1129;M.
Bolli,J.C.Litten,R.Schltz and C.Leuma
nn,Chem.Biol.,1996,3,197;M.Bolli,H.U
.Trafelet and C.Leumann,Nucleic Acids
Res.,1996,24,4660)、C−1’及びC−6’位またはC−6
’及びC−4’位にメタノブリッジを付加した二炭素環[3.1.0]ヌクレオ
シド(K.-H.Altmann,R.Kesselring,E.Franc
otte and G.Rihs,Tetrahedron Lett.,199
4,35,2331;K.H.Altmann,R.Imwinkelried
,R.Kesselring and G.Rihs,Tetrahedron
Lett.,1994,35,7625;V.E.Marquez,M.A.S
iddiqui,A.Ezzitouni,P.Russ,J.Wang,R.
W.Wagner and M.D.Matteucci,J.Med.Chem
.,1996,39,3739;A.Ezzitouni and V.E.Ma
rquez,J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,199
7,1073)、付加した環が、天然のリン酸ジエステル結合に代わってヌクレ
オシド間の結合の一部をなしているような、非修飾のヌクレオシドを持つ二量体
として合成され、C−2’及びC−3’位にジオキサレン環を含む二環式の[3
.3.0]及び[4.3.0]ヌクレオシド(R.J.Jones,S.Swa
minathan,J.F.Millagan,S.Wadwani,B.S.
Froehler and M.Matteucci,J.Am.Chem.So
c.,1993,115,9816;J.Wang and M.D.Matte
ucci,Bioorg.Med.Chem.Lett.,1997,7,22
9)、アミド及びスルフォアミド型のヌクレオシド間結合の一部として、C−2
’及びC−3’位にメタノ架橋を持つ二環式の[3.1.0]ヌクレオシドを含
むダイマー類(C.G.Yannopoulus,W.Q.Zhou,P.No
wer,D.Peoch,Y.S.Sanghvi and G.Just,Sy
nlett,1997,378)、ホルムアセタールのヌクレオシド間結合によ
り、トリマーの中央に組み込まれた二環式の[3.3.0]グルコース由来のヌ
クレオシド類縁体(C.G.Yannopoulus,W.Q.Zhou,P.
Nower,D.Peoch,Y.S.Sanghvi and G.Just,
Synlett,1997,378)、C−2’及びC−3’位に結合した6員
環及び5員環を有する、二環式の[4.3.0]及び[3.3.0]ヌクレオシ
ド類(P.Nielsen,H.M.Pfundheller,J.Wenge
l,Chem.Commun.,1997,826;P.Nielsen,H.
M.Pfundheller,J.Wengel,XII Internati
onal Roundtable:「ヌクレオシド、ヌクレオチド及びその生物
学的応用(Nucleosides,Nucleotides and Thei
r Biological Applications)」;La Jolla,
California,September 15−19,1996;Post
er PPI 43)が合成され、オリゴデオキシヌクレオチドに組み込まれてい
る。しかし不幸にして、これらの類縁体を含むオリゴヌクレオチドは、大抵の場
合、相補性核酸との間で、非修飾のオリゴヌクレオチドに比べて安定性の乏しい
二重らせんを形成する。二重らせんの安定性にわずかな改善が見られる場合でも
、それは標的のDNAまたはRNAのみによるか、または、部分的ではなく完全
修飾されたオリゴヌクレオチド、またはその逆に、部分修飾されたオリゴヌクレ
オチドによるにすぎない。 【0008】 報告されているほとんどの類縁体類に対する評価は、G、A及びCの核酸塩基
をもつ類縁体に関するデータや、特異性及びハイブリッド形成の型を示唆するデ
ータが不足しているために、さらに複雑なものになる。多くの場合、報告された
単量体類縁体を合成することは非常に複雑であり、また、他の場合には、完全に
修飾したオリゴヌクレオチドの合成は、広く使われているホスホルアミダイト化
学の標準と両立しない。 【0009】 最近、固定した核酸[Locked Nucleic Acids(LNA)]
を含むオリゴマーが報告されている(Nielsen,P.,Pfundhel
ler,H.M.,Olsen,C.E.and Wengel,J.,J.C
hem.Soc.,Perkin Trans.1,1997,3423;Ni
elsen,P.,Pfundheller,H.M.,Wengel,J.,
Chem.Commun.,1997,9,825;Christensen,
N.K.,Petersen,M.,Nielsen,P.,Jacobsen
,J.P.and Wengel,J.,J.Am.Chem.Soc.,19
98,120,5458;Koshkin A.A.and Wengel,J.
,J.Org.Chem.,1998,63,2778;Obika,S.,M
orio,K. -I.,Hari,Y.and Imanishi,T.,Bi
oorg.Med.Chem.Lett.,1999,515)。興味あること
に、2’−O及び4’−Cメチレン架橋を含むLNA単量体を、オリゴヌクレオ
チドの配列に組み込むことにより、修飾したオリゴヌクレオチドのハイブリッド
形成能力に、前例がない程の改善が得られた(Singh,S.K.,Niel
sen,P.,Koshkin,A.A.,Olsen,C.E.and We
ngel,J.,Chem.Commun.,1998,455;Koshki
n,A.A.,Singh,S.K.,Nielsen,P.,Rajwans
hi,V.K.,Kumar,R.,Meldgaard,M.,Olsen,
C.E.and Wengel,J.,Tetrahedron,1998,5
4,3607;Koshkin,A.A.,Rajwanshi,V.K.an
d Wengel,J.,Tetrahedron Lett.,1998,39
,4381;Singh,SanjayK.and Wengel,J.,Ch
em.Commun.,1998,1247;Kumar,R.,Singh,
S.K.,Koshkin,A.A.,Rajwanshi,V.K.,Mel
dgaard,M.and Wengel,J.,Bioorg.Med.Ch
em.Lett.,1998,8,2219;Obika,S.ら、 Tetr
ahedron Lett.,1997,38,8735;Obika,S.ら
、Tetrahedron Lett.,1998,39,5401;Sing
h,S.K.,Kumar,R.and Wengel,J.,J.Org.C
hem.,1998,63,6078;Koshkin,A.A.,Niels
en,P.,Meldgaard,M.,Rajwanski,V.K.,Si
ngh,S.K.and Wengel,J.,J.Am.Chem.Soc.
,1998,120,13252;Singh,S.K.,Kumar,R.a
nd Wengel,J.,J.Org.Chem.,1998,63,100
35)。これらのLNA単量体及びそれらに対応する2’−チオ−LNA類縁体
を含むオリゴヌクレオチドは、相補性DNA及びRNAと共に、これまでの2ま
たは3環のヌクレオシドで修飾したオリゴヌクレオチドには見られなかった熱安
定性を持つ二重らせんを形成し(ΔTm/修飾=+3〜+11℃)、より高い選
択性を示す。 【0010】 一連の論文で、Seelaらは、1つまたはそれ以上の2’−デオキシ−β−
D−キシロフラノシルヌクレオチド単量体を含むキシロ−DNA(図1、塩基=
アデニン−9−イル、シトシン−1−イル、グアニン−9−イル、またはチミン
−1−イル)を研究している(Rosemeyer,H.,Seela,F.,
Helv.Chem.Acta 1991,74,748;Rosemeyer
,H.,Krecmerova,M.,Seela,F.,Helv.Chem
.Acta 1991,74,2054;Seela,F.,Wrner,Ro
semeyer,H.,Helv.Chem.Acta 1994,77,88
3;Seela,F.,Heckel,M.,Rosemeyer,H.,He
lv.Chem.Acta 1996,79,1451;Rosemeyer,
H.,Seela,F.,Nucleosides Nucleotides,
1995,14,1041;Schoeppe,A.,Hinz,H.-J.,
Rosemeyer,H.,Seela,F.,Eur.J.Biochem.
1996,239,33)。キシロ−DNAは、対応する天然の2’−デオキシ
−β−D−リボフラノシルオリゴヌクレオチドに比べて、一般に鏡像のような二
次構造を示し、エントロピー的に好ましい二重らせんを形成し、エキソヌクレア
ーゼに対する安定性も増す。そして少数の2’−デオキシ−β−D−キシロフラ
ノシル単量体を含むオリゴヌクレオチドの場合は、相補性DNAに対する熱親和
性が低減する(Rosemeyer,H.,Seela,F.,Helv.Ch
em.Acta 1991,74,748;Rosemeyer,H.,Kre
cmerova,M.,Seela,F.,Helv.Chem.Acta 1
991,74,2054;Seela,F.,Wrner,Rosemeyer
,H.,Helv.Chem.Acta 1994,77,883;Seela
,F.,Heckel,M.,Rosemeyer,H.,Helv.Chem
.Acta 1996,79,1451)。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】 上記したこと及び2’−O及び4’−C−メチレン架橋LNA単量体の顕著な
性質に基づき、1つまたはそれ以上の2’−O及び4’−C−メチレン−α−L
−リボフラノシルヌクレオチド単量体を含む、オリゴヌクレオチドを合成するこ
とを決定した。コンピュータによるα−L−リボ−LNAのモデル作成でも、同
様にフラノース環のS型立体配座を示す。このように、本研究の目的は2’−O
及び4’−C−メチレン−α−L−リボフラノシルヌクレオチド単量体を合成し
、この単量体を含むオリゴヌクレオチドの熱安定性を検討することである。結果
は、修飾したL−リボ−LNAが、相補性核酸を高い親和性で標的とするのに有
用であることを示す。C−3’及びC−4’位の立体構造が逆の場合を考慮する
と、これは驚くべき事実である。 【0012】 このように、本発明者らは、新規なLNAヌクレオシド類縁体類(L−リボ−
LNA類)及びL−リボ−LNAヌクレオシド類縁体を含むオリゴヌクレオチド
類を提供する。この新規なL−リボ−LNAヌクレオシド類縁体類は、核酸塩基
としてチミンを用いて合成したが、他の4種の核酸塩基を用いても容易に合成で
き、これによりオリゴヌクレオチドへの組み込みとして、一揃いのヌクレオシド
類縁体類を提供することができる。 【0013】 【課題を解決する手段】 本発明は、一般式Iの少なくとも1つのヌクレオシド類縁体(以下、「L−リ
ボ−LNA」と呼ぶ。) 【0014】 【化5】 【0015】 並びに、その塩基性塩及び酸付加塩を含む: ここで、Xは、−O−、−S−、−N(RN*)−、−C(R6R6*)−で
あり; Bは、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−4アルコキシ、任意に置換
されたC1−4アルキル、任意に置換されたC1−4アシルオキシ、核酸塩基、
DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレー
ト基、レポーター基、及びリガンドであり; Pは、次の単量体へのヌクレオシド間の結合への基の位置、または5’末端基
を表し、そのようなヌクレオシド間結合または5’末端基は、所望により置換基
R5を包含していてもよく、または置換基R5*を等しく有していてもよく; P*は、前の単量体へのヌクレオシド間の結合、または3’末端基を表し; R2*及びR4*は、−C(RaRb)−、−C(Ra)=C(Ra)−、−
C(Ra)=N−、−O−、−Si(Ra)2−、−S−、−SO2−、−N(
Ra)−及び>C=Zから選択された1〜4基/原子からなるビラジカルを表し
;ここでZは、−O−、−S−及びN(Ra)−から選択され、そしてRa及び
Rbの各々は、独立に、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に
置換されたC2−12−アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル
、ヒドロキシ、C1−12−アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カル
ボキシ、C1−12−アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル
、ホルミル、アリール、アリールオキシ−カルボニル、アリールオキシ、アリー
ルカルボニル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ−カルボニル、ヘテロア
リールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6ア
ルキル)−アミノ、カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ
−カルボニル、アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、モノ−及びジ(
C1−6アルキル)アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、C1−6ア
ルキル−カルボニルアミノ、カルバミド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホ
ノ、C1−6アルキルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1 −6 アルキルチオ、ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基
、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから選択され、
ここで、アル−ル及びヘテロアリールは所望により置換され、そして、ここで、
2つのジェミナル置換基Ra及びRbは、共に、任意に置換されたメチレンオレ
フィン(=CH2)を表すこともでき; 存在する、置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R6及びR6*の各
々は、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に置換されたC2− 12 −アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル、ヒドロキシ、C 1−12 −アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−1 2 −アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル、ホルミル、アリ
ール、アリールオキシ−カルボニル、アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘ
テロアリール、ヘテロアリールオキシ−カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘ
テロアリールカルボニル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ
、カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ−カルボニル、ア
ミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、モノ−及びジ(C1−6アルキル
)アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、C1−6アルキル−カルボニ
ルアミノ、カルバミド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホノ、C1−6アル
キルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1−6アルキルチオ
、ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性
な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから独立に選択され、ここにおい
て、アリール及びヘテロアリールは置換されていてもよく、そして、ここにおい
て、2つのジェミナル置換基は、共に、オキソ、チオキソ、イミノ、または任意
に置換されたメチレンを表し、または共に、1〜5炭素原子のアルキレン鎖から
なるスピロビラジカルを形成することもでき、このアルキレン鎖は、−O−、−
S−及び(NRN)−から選択された1またはそれ以上のヘテロ原子/基によっ
て中断及び/または停止していてもよく、ここで、RNは水素及びC1−4アル
キルから選択され、そして、ここで、2つの隣接した(非ジェミナル)置換基は
、二重結合となる付加的結合を表し;そして、RNは、存在するときは、水素及
びC1−4アルキルから選択される。 【0016】 本発明は、さらに一般式IIのヌクレオシド類縁体類(L−リボ−LNA類)
、並びにそれらの塩基性塩及び酸付加塩に関するものである: 【0017】 【化6】 【0018】 式中、置換基Bは、核酸塩基、DNAインターカレーター、光化学的に活性な
基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから選択され
; Xは、−O−、−S−、−N(RN)−、−C(R6R6*)−から選択され
; Q及びQ*の各々は、水素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ
、Prot−O−、Act−O−、メルカプト、Prot−S−、Act−S−
、C1−6アルキルチオ、アミノ、Prot−N(RH)−、Act−N(RH )−、単量体またはジ(C1−6アルキル)アミノ、任意に置換されたC1−6 アルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、任意に置換されたC2−6ア
ルケニル、任意に置換されたC2−6アルケニルオキシ、任意に置換されたC2 −6 アルキニル、任意に置換されたC2−6アルキニルオキシ、一リン酸、ニリ
ン酸、三リン酸、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に
活性な基、キレ−ト基、レポーター基、リガンド、カルボキシ、スルホノ、ヒド
ロキシメチル、Prot−O−CH2−、Act−O−CH2−、アミノメチル
、Prot−N(RH)−CH2−、Act−N(RH)−CH2−、カルボキ
シメチル、スルホノメチル、[ここで、Protは各々、−OH、−SH及びN
H(RH)の保護基であり、Actは各々、−OH、−SH及びNH(RH)の
活性基であり、そして、RHは水素及びC1−6アルキルから選択される]から
独立に選択され;そして、 R2*及びR4*は、共に、−O−、−(CR*R*)r+s+1−、−(C
R*R*)r−O−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−S−(CR*R * )s−、−(CR*R*)r−N(R*)−(CR*R*)s−、−O−(C
R*R*)r+s−O−、−S−(CR*R*)r+s−O−、−O−(CR* R*)r+s−S−、−N(R”)−(CR*R*)r+s−O−、−O−(C
R*R*)r+s−N(R*)−、−S−(CR*R*)r+s−S−、−N(
R*)−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−N(R*)−(CR*R*) r+s −S−及びS−(CR*R*)r+s−N(R*)−から選択されたビラ
ジカルを表し; ここで、各R*は、水素、ハロゲン、アジド、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ、
メルカプト、アミノ、単量体またはジ(C1−6アルキル)アミノ、任意に置換
されたC1−6アルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、DNAインタ
ーカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポー
ター基及びリガンドから独立に選択され、及び/または2つの隣接した(非ジェ
ミナル)R*は、共に二重結合を表すことができ、そしてr及びsの各々は0〜
3であり、ただし、r+sの合計は1〜4であり; 存在する置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R6及びR6*の各々
は、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に置換されたC2−1 2 −アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル、ヒドロキシ、C1 −12 −アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−12 −アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル、ホルミル、アリー
ル、アリールオキシ−カルボニル、アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘテ
ロアリール、ヘテロアリールオキシ−カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテ
ロアリールカルボニル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ、
カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ−カルボニル、アミ
ノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)
アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、C1−6アルキル−カルボニル
アミノ、カルバミド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホノ、C1−6アルキ
ルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1−6アルキルチオ、
ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な
基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから独立に選択され、ここにおいて
、アル−ル及びヘテロアリールは置換されていてもよく、そして、ここにおいて
、2つのジェミナル置換基は、共に、オキソ、チオキソ、イミノ、または任意に
置換されたメチレンを表し、または共に、1〜5炭素原子のアルキレン鎖からな
るスピロビラジカルを形成することもでき、このアルキレン鎖は、−O−、−S
−、及び(NRN)−から選択された1またはそれ以上のヘテロ原子/基によっ
て中断及び/または停止していてもよく、ここで、RNは水素及びC1−4アル
キルから選択され、そして、2つの隣接した(非ジェミナル)置換基は、二重結
合となる付加的結合を表し;そして、RNは、存在するときは、水素及びC1− 4 アルキルから選択される; ただし、オリゴヌクレオチド合成において一般的に広く行われる条件下で、反
応性のある全ての化学基(どのような核酸塩基も包含する)は、任意に活性基が
保護されていてもよい。 【0019】 本発明は、また、ヌクレオシド類縁体類(L−リボ−LNA類)のオリゴマー
の調製への使用、及びこのオリゴマー並びにヌクレオシド類縁体類(L−リボ−
LNA類)の、診断、分子生物学の研究及び治療への使用に関する。 【0020】 【発明の実施の形態】 本明細書では、「L−リボ−LNA」(L−リボ配位した固定したヌクレオシ
ド類縁体)という用語は、本発明のオリゴマーに取り込まれた(一般式I)、ま
たは独立の化学種(一般式II)としてのL−リボ配位の二環式ヌクレオシド類
縁体類を表わす。「単量体のL−リボ−LNA」という用語は、特異的に後者を
指す。 【0021】 「オリゴマー及びヌクレオシド類縁体」 上述のように、本発明は、1つまたはそれ以上のL−リボ配位した二環式ヌク
レオシド類縁体(以下、「L−リボ−LNA」と呼ぶ)を含む、新規のオリゴマ
ー(オリゴヌクレオチド)に関する。 【0022】 オリゴマー(オリゴヌクレオチド)に取り込まれ得る個々のL−リボ−LNA
類は、一般式Iの構造を有する。 【0023】 【化7】 【0024】 ここで、Xは−O−、−S−、−N(RN*)−及び−C(R6R6*)−か
ら選択され、ここで、R6、R6*及びRN*は、さらに以下に定義するもので
ある。このように、オリゴマーに取り込まれるL−リボ−LNA類は、二環構造
の本質的な部分としての5員環を含む。 【0025】 可能な5員環の中で、Xが−O−、−S−及び−N(RN*)−を表わす場合
は注目に値するように思われ、そしてXが−O−である場合は、特に注目に値す
るように見える。 【0026】 置換基Bは、オリゴマーがDNAまたはRNAと錯体を形成する場合は、DN
AまたはRNA、特にDNAまたはRNAの核酸塩基に(例えば、水素結合、共
有結合または電子相互作用により)相互作用し得る基を表わしてもよい。これと
は別に、置換基Bは、標識またはレポーターとして作用する基であってもよく、
または置換基Bは、DNAまたはRNAとほとんどまたは全く相互作用を有しな
い期待される基(例えば、水素)であってもよい。このように置換基Bは、好ま
しくは水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−4−アルコキシ、任意に置換
されたC1−4−アルキル、任意に置換されたC1−4−アシロキシ、核酸塩基
、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ
ート基、レポーター基及びリガンドから選択される。 【0027】 本明細書では、「核酸塩基」という用語は、天然由来の核酸塩基並びに非天然由
来の核酸塩基を包含する。これまでに天然には存在しないと考えられてきた種々
の核酸塩基が、その後自然界で見つかることは、当業者には周知のことである。
このように、「核酸塩基」には既知のプリンやピリミジンの複素環だけでなく、
複素環類縁体やその互変異性体も含まれる。これら核酸塩基を例示すると、アデ
ニン、グアニン、チミン、シトシン、ウラシル、プリン、キサンチン、ジアミノ
プリン、8−オキソ−N6−メチルアデニン、7−デアザキサンチン、7−デア
ザグアニン、N4,N4−エタノシトシン、N6,N6−エタノ−2,6−ジア
ミノプリン、5−メチルシトシン、5−(C3−C6)−アルキニルシトシン、
5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、プソイドイソシトシン、2−ヒド
ロキシ−5−メチル−4−トリアゾロピリジン、イソシトシン、イソグアニン、
イノシン及びBennerらの米国特許第5,432,272号に記載の「非天
然由来」の核酸塩基が挙げられる。「核酸塩基」という用語は、これらの例並び
にその類縁体及び互変異性体のすべてを包含することを意図している。特に注目
に値する核酸塩基は、アデニン、グアニン、チミン、シトシン及びウラシルであ
り、これらは、ヒトの治療や診断への利用に関連する、天然由来の核酸塩基と考
えられる。 【0028】 本明細書において、「DNAインターカレーター」という用語は、DNAまた
はRNAのらせん、二重らせんまたは三重らせんの中に挿入することができる基
を意味する。DNAインターカレーターの官能部分の例として、アクリジン、ア
ントラセン、アントラキノンのようなキノン類、インドール、キノリン、イソキ
ノリン、ジヒドロキノン、アントラサイクリン、テトラサイクリン、メチレンブ
ルー、アントラサイクリノン、プソラレン、クマリン、ハロゲン化エチジウム、
ダインミシン、1,10−フェナントロリン−銅のような金属錯体、カルケアミ
シンのようなトリス(4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)ルテ
ニウム−コバルト−エネディン、ポルフィリン、ディスタマイシン、ネトロプシ
ン、ビオローゲン、ダウノマイシンが挙げられる。特に注目される例は、アクリ
ジン、アントラキノンのようなキノン類、メチレンブルー、プソラレン、クマリ
ン及びハロゲン化エチジウムである。 【0029】 本明細書で、「光化学的に活性な基」という用語は、光の照射を受けて化学反
応を起こすことができる化合物を意味する。この官能基の実例としては、キノン
類、特に6−メチル−1,4−ナフトキノン、アントラキノン、ナフトキノン及
び1,4−ジメチル−アントラキノンがあり、さらにジアジリン、芳香族アジド
化合物、ベンゾフェノン、プソラレン、ジアゾ化合物及びジアジリノ化合物が挙
げられる。 【0030】 本明細書で、「熱化学的に活性な基」は、他の基との共有結合の形成を熱化学
的に行うことができる官能基として定義される。この熱化学的に活性な基の官能
部分の例示としては、カルボン酸、活性化エステルのようなカルボン酸エステル
、酸フッ化物、酸塩化物、酸臭化物及び酸ヨウ化物のようなカルボン酸ハロゲン
化物、カルボン酸アジド、カルボン酸ヒドラジド、スルホン酸、スルホン酸エス
テル、スルホン酸ハロゲン化物、セミカルバジド、チオセミカルバジド、アルデ
ヒド、ケトン、第一級アルコール、第二級アルコール、第三級アルコール、フェ
ノール、ハロゲン化アルキル、チオール、二硫化物、第一級アミン、第二級アミ
ン、第三級アミン、ヒドラジン、エポキシド、マレイミド及びホウ酸誘導体が挙
げられる。 【0031】 本明細書で、「キレート基」という用語は、一つ以上の結合サイトを含み
、かつ同時に、一つ以上の結合サイトを通じて、他の分子、原子またはイオンと
結合することがしばしばある分子を意味する。キレート基の官能部分の例として
、イミノ二酢酸、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、アミ
ノホスホン酸などが挙げられる。 【0032】 本明細書で、「レポーター基」という用語は、それ自身により、または一
連の検出シリーズの一部として検出し得る基を意味する。レポーター基の官能部
分の例としては、ビオチン、ジゴキシゲニン、蛍光を発する基(ある波長の電磁
波、例えば光またはX線を吸収することができ、かつ、引き続いて吸収したエネ
ルギーをより長い波長の放射線の形で再発光する基;実例としては、ダンシル(
5−ジメチルアミノ−1−ナフタレンスルホニル)、DOXYL(N−オキシル
−4,4−ジメチルオキサゾリジン)、PROXYL(N−オキシル−2,2,
5,5−テトラメチルピロリジン)、TEMPO(N−オキシル−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン)、ジニトロフェニル、アクリジン、クマリン、C
y3及びCy5(Biological Detection Systems
社の商標)、エリトロシン、クマリン酸、ウンベリフェロン、テキサスレッド(
Texas Red)、ローダミン、テトラメチルローダミン、ロックス(Ro
x)、7−ニトロベンゾ−2−オキサ−1−ジアゾール(NBD)、ピレン、フ
ルオレセイン、ユウロピウム、ルテニウム、サマリウム及びその他の希土類金属
がある)、放射性同位体標識、化学発光標識(化学反応中に発光することで検出
し得る標識)、スピン標識(フリーラジカル(例えば、置換有機ニトロ酸化物)
、または電子スピン共鳴分光法を使って検出し得る、生物分子に結合したその他
の常磁性プローブ(例えば、Cu2+,Mg2+)、酵素類(ペルオキシダーゼ
、アルカリ性ホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ及びグルコースオキシダー
ゼ)、抗原、抗体、付着体(単独では免疫応答を開始することはできないが、抗
体と結合することができる基、ペプチドやステロイドホルモンがある)、細胞膜
浸透のための次のような担体系:即ち、脂肪酸残基、ステロイド半体(コレステ
ロール)、ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、特定の受容体にたいする葉酸
ペプチド、細胞の飲食作用を仲介する基、表皮成長因子(EGF)、ブラディキ
ニン及び血小板由来の成長因子(PDGF)が挙げられる。この中で特に注目に
値する例は、ビオチン、フルオレセイン、テキサスレッド、ローダミン、ジニト
ロフェニル、ジゴキシゲニン、ルテニウム、ユーロピウム、Cy3及びCy5で
ある。 【0033】 本明細書で、「リガンド」は結合するものを意味する。リガンドには次のよう
な官能基が含まれ得る:即ち、芳香族基(ベンゼン、ピリジン、ナフタレン、ア
ントラセン及びフェナントレン)、複素環基(チオフェン、フラン、テトラヒド
ロフラン、ピリジン、ジオキサン、ピリミジン)、カルボン酸、カルボン酸エス
テル、カルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸アジド、カルボン酸ヒドラジド、ス
ルホン酸、スルホン酸エステル、スルホン酸ハロゲン化物、セミカルバジド、チ
オセミカルバジド、アルデヒド、ケトン、第一アルコール、第二アルコール、第
三アルコール、フェノール、ハロゲン化アルキル、チオール、二硫化物、第一ア
ミン、第二アミン、第三アミン、ヒドラジン、エポキシド、マレイミド、1つま
たはそれ以上の、酸素原子、窒素原子、及び/または、硫黄原子のようなヘテロ
原子を、所望により分子内部または末端に有し、所望により芳香族炭化水素また
はモノ/ポリ不飽和炭化水素を含むC1−C20アルキル基、ポリエチレングリ
コールのようなポリオキシエチレン、ポリ−β−アラニンのようなオリゴ/ポリ
アミド、ポリグリシン、ポリリシン、ペプチド、オリゴ/ポリサッカライド、オ
リゴ/ポリリン酸塩、毒素、抗生物質、細胞毒及びステロイドであり、そしてさ
らに「親和リガンド」、即ち、特定の蛋白質、抗体、ポリ及びオリゴサッカライ
ド及び他の生体分子上のサイトに特異的な親和性を有する、官能基または生体分
子である。 【0034】 DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ
ート基、レポーター基及びリガンドについての上記の特異的な例は、当該の基の
「活性な/官能的な」部分に相当することは、当業者には明白であろう。さらに
当業者には、次のことも明らかである。即ち、DNAインターカレーター、光化
学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンド
は、一般にM−K−という形で表わされ、ここで、Mは、当該の基の「活性な/
官能的な」部分であり、Kはこの「活性な/官能的な」部分が5員環に結びつく
際の、スぺーサーである。このように、BがDNAインターカレーター、光化学
的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドか
ら選択される場合には、基Bは、M−K−の形をとると理解すべきである。ここ
で、MはDNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基
、キレート基、レポーター基及びリガンドの各々の「活性な/官能的な」部分で
あり、Kは5員環と「活性な/官能的な」部分の間の所望によりスぺーサーであ
り、1〜50の原子、好ましくは1〜30の原子、さらに好ましくは1〜15の
原子を含む。 【0035】 本明細書で、この「スぺーサー」という用語は、熱化学的にも光化学的に
も不活性で、いわゆる隔たりを作り出す基を意味しており、上で定義された型の
二つ以上の半体を結合するのに使われる。スぺーサーは、その疎水性、親水性、
分子の柔軟性及び長さなどの種々の特性に基づいて選択される(例えば、Her
mansonらの、「固定化した親和性リガンドの技術(Immobilize
d Affinity Legand Techniques)」、 Academ
ic Press,San Diego,California(1992),
p.137を参照)。スぺーサーの長さは、一般に約400オングストロームま
たはそれ以下であり、用途によっては100オングストローム以下が好ましい。
このようにスぺーサーは、一つ以上の、酸素原子、窒素原子及び/または硫黄原
子のようなヘテロ原子を、所望により内部または末端に有する炭素原子の鎖を含
む。このようにして、スぺーサーKは、1つまたはそれ以上のアミド、エステル
、アミノ、エーテル及び/またはチオエーテルの官能性を含んでよく、そして所
望により芳香族炭化水素またはモノ/ポリ不飽和炭化水素、ポリエチレングリコ
ールのようなポリオキシエチレン、ポリ−β−アラニンのようなオリゴ/ポリア
ミド、ポリグリシン、ポリリシン及びペプチド類全般、オリゴサッカライド、オ
リゴ/ポリリン酸塩を含んでもよい。さらに、スぺーサーは、それらが結合した
ものでもよい。スぺーサーは、当該の基の「活性な/官能的な」部分が5員環に
対してとる、望ましいまたは必要な位置及び空間的な配向を考慮して、その長さ
を変えてもよい。特に注目に値する実施態様では、スぺーサーは、化学的に開裂
し得る基を含む。このような化学的に開裂し得る基の例としては、還元条件下で
開裂するジスルフィドや、ペプチド分解酵素により切断されるペプチド断片など
がある。 【0036】 本発明の1つの実施態様として、Kが単結合を表わすこともあり、この場合は
、当該の基の「活性な/官能的な」部分は、直接5員環に結合することになる。 【0037】 好ましい実施態様において、一般式I及びIIの置換基Bは、好ましくは核酸
塩基から選択され、特に好ましくは、アデニン、グアニン、チミン、シトシン及
びウラシルから選択される。 【0038】 本発明のオリゴマー(一般式I)において、Pは次の単量体とのヌクレオシド
間結合のためのラジカルの位置、即ち5’−末端基を表わす。当該のL−リボ−
LNAが 5’−末端「単量体」でない可能性が先ずあり、さらに当該のL−リ
ボ−LNAが 5’−末端「単量体」である場合も次の可能性としてある。この
ようなヌクレオシド間結合、または5’−末端基は、置換基R5(またはR5* にも同様に当てはまる)を含んでもよく、この場合は、これによりP基と二重結
合を形成する(5’−末端とは、ヌクレオシドのリボース部の5’−炭素原子に
相当する位置のことをいう)と理解すべきである(このことは、以下に記載する
ヌクレオシド間結合及び5’−末端基の定義からも明らかである)。 【0039】 これに対して、P*は、前の単量体とのヌクレオシド間結合のための基の位置
、即ち3’−末端基を表わす。前記と同様に、当該のL−リボ−LNAが 3’
−末端「単量体」でない可能性が先ずあり、さらに当該のL−リボ−LNAが
3’−末端「単量体」である場合も次の可能性としてある(3’−末端とは、ヌ
クレオシドのリボース部の3’−炭素原子に相当する位置のことをいう)。 【0040】 本明細書で、「単量体」という用語は、L−リボ−LNA類の他に、天然由来
のヌクレオシド、非天然由来のヌクレオシド、PNA類及びLNA類なども意味
する。このように、「次の単量体」という用語は、5’−末端方向に隣接する単
量体を意味し、「前の単量体」という用語は、3’−末端方向に隣接する単量体
を意味する。L−リボ−LNAの位置から見ての、このような次の単量体及び前
の単量体は、天然由来のヌクレオシドであっても、非天然由来のヌクレオシドで
あってもよく、さらにL−リボ−LNAであってもよい。 【0041】 従って、 本明細書では、(上記の定義から導かれ得るように)、「オリゴマー
」という用語は、1つまたはそれ以上のL−リボ−LNAを組み込むことによっ
て修飾されたオリゴヌクレオチドを意味する。 【0042】 本発明の重要な部分は、R2*及びR4*が、共に5員環上で縮合環を形成す
るビラジカルを表わすという条件と組み合わされた、5員環のL−リボ配位であ
る。 【0043】 ビラジカルを構成する基の中で、Zは−O−,−S−,及びN(Ra)−から
選択され、Ra 及びRbは、各々独立に、水素、任意に置換されたC1−12 −アルキル、所望によりに置換されたC2−12−アルケニル、任意に置換され
たC2−12−アルキニル、ヒドロキシ、C1−12−アルコキシ、C2−12 −アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−12−アルコキシカルボニル、C1− 12 −アルキルカルボニル、ホルミル、アリール、アリールオキシカルボニル、
アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ
カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、アミノ、モノ
及びジ(C1−6−アルキル)アミノ、カルバモイル、モノ及びジ(C1−6−
アルキル)アミノカルボニル、アミノ−C1−6−アルキルアミノカルボニル、
モノ及びジ(C1−6−アルキル)アミノ−C1−6−アルキルアミノカルボニ
ル、C1−6−アルキルカルボニルアミノ、カルバミド、C1−6−アルカノイ
ルオキシ、スルホノ、C1−6−アルキルスルホニルオキシ、ニトロ、アジゾ、
スルファニル、C1−6−アルキルチオ、ハロゲン、DNAインターカレーター
、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリ
ガンドから選択され(ここで、最後の基は、置換基Bに対して定義されたスぺー
サーを含んでよい)、ここで、アリール及びヘテロアリールは、所望により置換
されてよい。さらに、1つの炭素原子に対でついているRa及び Rbの2つの
置換基は、共に、所望により置換されるメチレンオレフィン(アリールに対して
所望により用いられる置換基として定義されたような置換基で、一度または二度
任意に置換された=CH2)を表わすことができる。 【0044】 本明細書及び特許請求範囲において、ビラジカルの位置付けは左側が最小の数
をもつ置換基、右側が最大の数を持つ置換基を表わすようになっている。従って
、R2*及びR4*が共にビラジカル−O−CH2−を表わす場合は、酸素原子
はR2*を表わし、つまり酸素原子がR2*の位置についており、メチレン基は
R4*を表わすことがわかる。 【0045】 本発明に従ってオリゴマー中に組み込まれた、L−リボ−LNA(類)のビラ
ジカル(類)が取り得る注目すべき構造を考えると、同一炭素原子上についてい
ない置換基の対から構成されるビラジカル(類)は、好ましくは、−(CR*R * )r−Y−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−Y−(CR*R*)s −Y−、−Y−(CR*R*)r+s−Y−、−Y−(CR*R*)r−Y−(
CR*R*)s−、−(CR*R*)r+s−、−Y−、−Y−Y−から選択さ
れる。ここで、各々のYは、−O−、−S−、−Si(R*)2−、−N(R* )−、>C=O、−C(=O)−N(R*)−及びN(R*)−C(=O)−か
ら独立に選択され、各々のR*は、水素、ハロゲン、アジド、シアノ、ニトロ、
ヒドロキシ、メルカプト、アミノ、モノまたはジ(C1−6−アルキル)アミノ
、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、任意に置換されたC1−6−アルキ
ル、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キ
レート基、レポーター基及びリガンドから独立に選択され、隣り合った2つの(
同一炭素原子につかない)R*は、共に二重結合を表わしてもよく、r及びsは
、各々、r+sの合計が1〜4であるという条件で0〜4である。特に注目に値
するのは、各々のビラジカルが、−Y−、−(CR*R*)r+s−、−(CR * R*)r−Y−(CR*R*)s−及びY−(CR*R*)r+s−Y−から
各々独立に選択されるという状況であり、また、r+sの合計が1〜4であると
いう条件で、r及びsが各々0〜3であるという状況である。 【0046】 特に注目に値するオリゴマーは、そのオリゴマーの中のL−リボ−LNA(類
)に対して、以下の基準があてはまるオリゴマーである。即ち、R2*及びR4 * は、共に、−O−、−S−、−N(R*)−、−(CR*R*)r+s+1−
、−(CR*R*)r−O−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−S−(
CR*R*)s−、−(CR*R*)r−N(R*)−(CR*R*)s−、−
O−(CR*R*)r+s−O−、−S−(CR*R*)r+s−O−、−O−
(CR*R*)r+s−S−、−N(R*)−(CR*R*)r+s−O−、−
O−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−S−(CR*R*)r+s−S−
、−N(R*)−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−N(R*)−(CR * R*)r+s−S−及び−S−(CR*R*)r+s−N(R*)−から選択
されるビラジカルを表し、ここで、r+sの合計が1−4であるという条件で、
r及びsが各々0〜3であり、R*は、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC 1−6 −アルコキシ、任意に置換されたC1−6−アルキル、DNAインターカ
レーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター
基及びリガンドから選択され、残りの置換基R*はいずれも水素である。 【0047】 1つの好ましい実施態様においては、少なくとも1つのLNAのビラジカル中
の1つの基R*が、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的
に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから選択される(ここで、
最後の基には置換基Bに対して定義されたスペーサーを含んでよい)。 【0048】 他の好ましい実施態様においては、少なくとも1つのLNAのビラジカル中の
1つの基R*が、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、
任意に置換されたC1−6−アルキル、DNAインターカレーター、光化学的に
活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから選
択され、残りの置換基R*は、いずれも水素である。 【0049】 存在する置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R6及びR6*に関し
ては、各々独立に、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に置換
されたC2−12−アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル、ヒ
ドロキシ、C1−12−アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カルボキ
シ、C1−12−アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル、ホ
ルミル、アリール、アリールオキシカルボニル、アリールオキシ、アリールカル
ボニル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシカルボニル、ヘテロアリールオ
キシ、ヘテロアリールカルボニル、アミノ、モノ及びジ(C1−6−アルキル)
アミノ、カルバモイル、モノ及びジ(C1−6−アルキル)アミノカルボニル、
アミノC1−6−アルキルアミノカルボニル、モノ及びジ(C1−6−アルキル
)アミノC1−6−アルキルアミノカルボニル、C1−6−アルキルカルボニル
アミノ、カルバミド、C1−6−アルカノイルオキシ、スルホノ、C1−6−ア
ルキルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1−6−アルキル
チオ、ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に
活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンド(ここで、最後の基は置換基
Bに対して定義されたスペーサーを含んでよい)から選択される。ここで、アリ
ール及びヘテロアリールは所望により置換されてもよく、1つの炭素原子に対で
ついている置換基は、共に、オキソ、チオキソ、イミノまたは任意に置換された
メチレンを表わしてもよく、または、共に、−O−、−S−、−(NRN)−か
ら選択される1つ以上のヘテロ原子/基を所望により内部及び/または末端に含
む、炭素原子数1〜5個のアルキレン鎖からなるスピロビラジカルを形成しても
よい。ここで、RNは、水素、C1−4−アルキル基から選択され、隣り合った
2つの(同一炭素原子につかない)置換基は、二重結合を形成する追加の結合を
表わし;そして、RN*が存在している場合は、それは水素及びC1−4−アル
キル基から選択される。 【0050】 好ましくは、存在するL−リボ−LNA(類)の置換基R1*、R2、R3* 、R5、R5*、R6及びR6*は、各々独立に、水素、任意に置換されたC1 −6 −アルキル、任意に置換されたC2−6−アルケニル、ヒドロキシ、C1− 6 −アルコキシ、C2−6−アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−6−アルコ
キシカルボニル、C1−6−アルキルカルボニル、ホルミル、アミノ、モノ及び
ジ(C1−6−アルキル)アミノ、カルバモイル、モノ及びジ(C1−6−アル
キル)アミノカルボニル、C1−6−アルキルカルボニルアミノ、カルバミド、
アジド、C1−6−アルカノイルオキシ、スルホノ、スルファニル、C1−6−
アルキルチオ、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活
性な基、キレート基、レポーター基、リガンド及びハロゲンから選択される。こ
こで、同一の炭素原子につく2つの置換基はオキソを表わしてもよく、RN*が
存在している場合は、それは水素及びC1−4−アルキル基から選択される。 【0051】 本発明の好ましい実施態様において、Xは−O−、−S−及び−NRN*−か
ら、特に−O−から選択され、L−リボ−LNA(類)の置換基R1*、R2、
R3*、R5、R5*、R6及びR6*は、各々水素を表す。 【0052】 本発明のさらに好ましい実施態様においては、XはOであり、置換基R1*、
R2、R3、R5及びR5*は水素を表わす。そしてオリゴマーに組み込まれた
L−リボ−LNAのR2*及びR4*は、共に、−O−、−(CH2)0−1−
O−(CH2)1−3−、−(CH2)0−1−S−(CH2)1−3−、−(
CH2)0−1−N(RN)−(CH2)1−3−及び−(CH2)2−4−か
ら、特に−O−CH2−、−S−CH2−及び−NRH−CH2−から選択され
たビラジカルを表す。一般に、これまでに得られた結果に必然的に関係して、R 2* 及びR4*を構成する ビラジカルが二原子の架橋を形成する、即ちビラジ
カルが、フラノース環(X=O)と共に5員環を形成することが好ましい。 【0053】 本発明の1つの実施態様では、ビラジカルが−(CH2)2−4−である。 【0054】 これらの注目すべき実施態様では、L−リボ−LNA(類)が、次の一般式I
aを持つことが好ましい。 【0055】 【化8】 【0056】 また、本発明の別の態様として注目に値することは、一般式IaのBが「β−
配位置」にある変異体である。 【0057】 本発明によるオリゴマーは、典型的には、一般式I(またはより詳細な一般式
Ia)の1〜10000個のL−リボ−LNA(類)、及び、天然由来のヌクレ
オシド及びヌクレオシド類縁体から選択された0〜10000個のヌクレオシド
を含む。ヌクレオシドの数とL−リボ−LNA(類)の数の合計(n)は少なく
とも2であり、好ましくは少なくとも3であり、さらに好ましくは少なくとも5
であり、特に好ましくは少なくとも7である。その範囲としては2〜15000
であり、好ましくは3〜100のように2〜100であり、特に好ましくは3〜
50または5〜50または7〜50のように、2〜50である。 【0058】 部分的にL−リボ−LNAで修飾されたオリゴマーは(親和性の増加とともに
)DNA及びRNAと強くハイブリッドを形成することが見出されている。L−
リボ−LNAで完全に修飾されたオリゴマー及びL−リボ−LNA単量体からな
るオリゴマーは、他のL−リボ配位のヌクレオチド類縁体と共に、よく似たハイ
ブリッド形成の性質を呈するものと現在考えられている。 【0059】 本明細書においては、「ヌクレオシド」という用語は、複素環塩基のグリコシ
ドを意味している。「ヌクレオシド」という用語は、非天然由来のヌクレオシド
、天然由来のヌクレオシド、それに他のヌクレオシド類縁体も含めて広く使われ
ている。 【0060】 ヌクレオシドの例としては、リボースの半体を含むリボヌクレオシドやデオキ
シリボースの半体を含むデオキシリボヌクレオシドがある。これらのヌクレオシ
ドの塩基については、アデニン、グアニン、シトシン、チミン及びウラシルのよ
うな天然由来の塩基のいずれでもよく、これらの変異体またはいかなる可能な非
天然由来の塩基でも良いと解すべきである。 【0061】 定義を考え、既知のヌクレオシド(天然由来及び非天然由来)やヌクレオシド
類縁体(既知の二環、三環類縁体を含む)を考えると、オリゴマーは、1つまた
はそれ以上のL−リボ−LNA(類)(これは置換基及びビラジカルの両者の選
択に関して、同一のものでも異なったものでよい)及び1つまたはそれ以上のヌ
クレオシド及び/またはヌクレオシド類縁体を含むということが明らかである。
本明細書では、「オリゴヌクレオチド」は、ヌクレオシド間結合を介して結合し
た、ヌクレオシドの連続した鎖を意味する。しかし、オリゴマー(オリゴヌクレ
オチド)の中の1つまたはそれ以上のヌクレオチド単位(単量体)内の核酸塩基
は、上記で定義した置換基Bですでに修飾されたものであってもよいと理解すべ
きである。 【0062】 オリゴマーは直鎖であっても分岐鎖であっても、また、環状でもよい。分岐鎖
のあるオリゴマーの場合、分岐の位置はヌクレオシドの中やヌクレオシド間結合
の中、または、興味を引く実施態様においては、L−リボ−LNAの中でもよい
。後者の場合、置換基R2及びR3*は、前の単量体とのヌクレオシド結合を表
わす置換基P*を表わしてもよい。特にR2は、更なるP*を表わしてもよい。 【0063】 上記のように、オリゴマーのL−リボ−LNA(類)は、ヌクレオシド間結合
を介して他の単量体と結合している。本明細書においては、「ヌクレオシド間結
合」という用語は、以下から選択される2個から4個、好ましくは3個の基/原
子からなる結合を意味する。即ち、−CH2−、−O−、−S−、−NRH−、
>C=O、>C=NRH、>C=S、−Si(R”)2 −、− SO−、−S
(O)2 −、−P(O)2−、−PO(BH3)−、−P(O,S)−、−P
(S)2−、−PO(R”)−、−PO(OCH3)−及び−PO(NHRH)
−であり、ここで、RHは、水素及びC1−4−アルキル基から選択され、R”
はC1−6−アルキル基及びフェニル基から選択される。そのようなヌクレオシ
ド間結合の例は、−CH2−CH2−CH2−、−CH2−CO−CH2−、−
CH2−CHOH−CH2−、−O−CH2−O−、−O−CH2−CH2−、
−O−CH2−CH=(次の単量体との結合に使われる場合はR5を含む)、−
CH2−CH2−O−、−NRH−CH2−CH2−、−CH2−CH2−NR H −、−CH2−NRH−CH2−、−O−CH2−CH2−NRH−、−NR H −CO−O−、−NRH−CO−NRH−、−NRH−CS−NRH−、−N
RH−C(=NRH)−NRH−、−NRH−CO−CH2−NRH−、−O−
CO−O−、−O−CO−CH2−O−、−O−CH2−CO−O−、−CH2 −CO−NRH−、−O−CO−NRH−、−NRH−CO−CH2−、−O−
CH2−CO−NRH−、−O−CH2−CH2−NRH−、−CH=N−O−
、−CH2−NRH−O−、−CH2−O−N=(次の単量体との結合に使われ
る場合はR5を含む)、−CH2−O−NRH−、−CO−NRH−CH2 −
、−CH2−NRH−O−、−CH2−NRH−CO−、−O−NRH−CH2 −、−O−NRH−、−O−CH2−S−、−S−CH2−O−、−CH2−C
H2−S−、−O−CH2−CH2−S−、−S−CH2−CH=(次の単量体
との結合に使われる場合はR5を含む)、−S−CH2−CH2−、−S−CH 2 −CH2−O−、−S−CH2−CH2−S−、−CH2−S−CH2−、−
CH2−SO−CH2−、−CH2−SO2−CH2−、−O−SO−O−、−
O−S(O)2−O−、−O−S(O)2 −CH2−、−O−S(O)2 −
NRH−、−NRH−S(O)2−CH2−、−O−S(O)2−CH2−、−
O−P(O)2−O−、−O−P(O,S)−O−、−O−P(S)2 −O−
、−S−P( O)2−O−、−S−P(O,S)−O−、−S−P(S)2−
O−、−O−P(O)2−S−、−O−P(O,S)−S−、−O−P(S)2 −S−、−S−P(O)2−S−、−S−P(O,S)−S−、−S−P(S) 2 −S−、−O−PO(R”)−O−、−O−PO(OCH3)−O−、−O−
PO(OCH2CH3)−O−、−O−PO(OCH2CH2S−R)−O−、
−O−PO(BH3)−O−、−O−PO(NHRN)−O−、−O−P(O) 2 −NRH−、−NRH−P(O)2−O−、−O−P(O,NRH)−O−、
−CH2−P(O)2−O−、−O−、P(O)2−CH2−及び−O−Si(
R”)2−O−が挙げられ、これらの中で、−CH2−CO−NRH−、−CH 2 −NRH−O−、−S−CH2−O−、−O−P(O)2−O−、−O−P(
O,S)−O−、−O−P(S)2−O−、−NRH−P(O)2−O−、−O
−P(O,NRH)−O−、−O−PO(R”)−O−、−O−PO(CH3)
−O−及び−O−PO(NHRN)−O−が特に好ましい。ここで、RHは水素
及びC1−4−アルキル基から選択され、R”はC1−6−アルキル基及びフェ
ニル基から選択される。更なる例は、Mesmaekerらにより「構造生物学
における最近の見解」(Current Opinion in Struct
ual Biology)1995,5,343−355に与えられている。こ
れらヌクレオシド間結合の左側は置換基P*として5員環に結合しているのに対
し、右側は前の単量体の5’の位置に結合している。 【0064】 また、このことから当該のL−リボ−LNAが5’−末端単量体である場合に
は、基Pもまた5’−末端基を表わしてもよいことが明白である。このような5
’−末端基の例としては、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−6−アル
キル、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、任意に置換されたC1−6−ア
ルキルカルボニルオキシ、任意に置換されたアリールオキシ、リン酸基、二リン
酸基、三リン酸基及び−W−A’であり、ここで、Wは−O−、−S−及び−N
(RH)−から選択され、RHは水素及びC1−6−アルキルから選択される。
また、A’はDNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性
な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから選択される(ここで、最後の
基は置換基Bに対して定義されたスペーサーを含んでよい)。 【0065】 本明細書及び特許請求範囲においては、「リン酸基」、「二リン酸基」それに
「三リン酸基」という用語は、それぞれ、−O−P(O)2 −O− ,−O−
P(O)2−O−P(O)2 −O− それに−O−P(O)2−O−P(O) 2 −O−P(O)2−O− の式で表わされる基を意味する。 【0066】 特に注目に値する実施態様においては、基Pは、リン酸基、二リン酸基及び三
リン酸基から選択された5’末端基を表わす。中でも一般式IIの三リン酸基に
よる変異体は、酵素、特に核酸に活性をもつ酵素の作用を受ける基質として注目
に値する。 【0067】 同様に、置換基P*は、当該のL−リボ−LNAが3’末端単量体である場合
には、基Pもまた3’末端基を表わしてもよいことは明白である。このような3
’末端基の例は、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、
任意に置換されたC1−6−アルキルカルボニルオキシ、任意に置換されたアリ
ールオキシ及び−W−A’であり、ここで、Wは−O−,−S−及び−N(RH )−から選択され、このRHは、水素及びC1−6−アルキルから選択される。
また、A’は、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活
性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから選択される(ここで、最後
の基は置換基Bに対して定義されたスペーサーを含んでよい)。 【0068】 本発明の好ましい具体例ではオリゴマーは次式IIIで表わされる。 【0069】 【化9】 【0070】 ここで、qは1−50; n(0),..,n(q)は各々独立に0〜10000であり; m(1),..,m(q)は各々独立に1〜10000であり; 但し、n(0),..,n(q)とm(1),..,m(q)の合計は2〜1
5000であり; Gは5’末端基を表わす。Nuは各々独立に天然ヌクレオシドとヌクレオシド
類縁体から選択されたヌクレオシドを表わす。L−リボ−LNAは各々独立にヌ
クレオシド類縁体を表わす。Lは各々独立にNuとL−リボ−LNAから選択さ
れた二つの基の間のヌクレオシド間結合を表わす。または、このLはG*と相ま
って3’−末端基を表わす。(L−リボ−LNA)−Lは各々独立に上に定義さ
れた一般式1のヌクレオシド類縁体を表わす。または好ましくは上に定義された
一般式Iaのヌクレオシド類縁体を表わす。 【0071】 この実施態様の範囲内で、そして一般的に、本発明は、異なった核酸塩基、特
に、チミン、シトシン及びウラシルから選択された核酸塩基と、アデニン及びグ
アニンから選択された核酸塩基の両者を有するL−リボ−LNA類を含むという
興味深い可能性を提供する。1つの実施態様においては、オリゴマーは、B(式
IまたはIaの)がアデニン及びグアニンを含むグループから選択された、少な
くとも1つのL−リボ−LNAと、Bがチミン、シトシン及びウラシルを含むグ
ループから選択された、少なくとも1つのL−リボ−LNAとを含んでよい。 【0072】 上に定義されたオリゴマーとは別に、本発明は、例えばオリゴマーを調製する際
に、核酸ポリメラーゼ、ポリヌクレオチドキナーゼ、ターミナルトランスフェラ
ーゼのための基質として、さらに治療剤として有用な単量体のL−リボ−LNA
類も提供する。これについては後述する。単量体のL−リボ−LNA類は、全体
の構造においては(特に可能なビラジカルに関しては)、オリゴマーの構成要素
として定義されたL−リボ−LNA類に対応する。しかし基PとP*に関しては
、単量体のL−リボ−LNA類は、下に説明するように少し異なったものとなる
。さらに単量体のL−リボ−LNA類は、特にそれが化学合成によってオリゴマ
ーに組み込まれる場合は、官能基を保護する基を含んでもよい。 【0073】 本発明は、さらに一般式IIの単量体のL−リボ−LNAヌクレオシド(L−
リボ−LNA)に関する。 【0074】 【化10】 【0075】 ここで、置換基Bは、核酸塩基、DNAインターカレーター、光化学的に活性
な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドから選択さ
れ;Xは−O−、−S−、−N(RN*)−及び−C(R6 R6*)−から、
好ましくは−O−、−S−及び−N(RN*)−から選択され; Q及びQ*は、各々独立に、水素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒド
ロキシ、Prot−O−、Act−O−、メルカプト、Prot−S−、Act
−S−、C1−6−アルキルチオ、アミノ、Prot−N(RH)−、Act−
N(RH)−、単量体またはジ(C1−6−アルキル)アミノ、任意に置換され
たC1−6−アルコキシ、任意に置換されたC1−6−アルキル、任意に置換さ
れたC2−6−アルケニル、任意に置換されたC2−6−アルケニルオキシ、任
意に置換されたC2−6−アルキニル、任意に置換されたC2−6−アルキニル
オキシ、リン酸塩、二リン酸塩、三リン酸塩、DNAインターカレーター、光化
学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基、リガンド、
カルボキシ、スルホノ、ヒドロキシメチル、Prot−O−CH2−、Act−
O−CH2−、アミノメチル、Prot−N(RH)−CH2−、Act−N(
RH)−CH2−、カルボキシメチル、スルホノメチルから選択され、ここで、
Protはそれぞれ、−OH、−SH及び−NH(RH)に対する保護基であり
、Actはそれぞれ、OH、−SH及び−NH(RH)に対する活性化基であり
、RHは、水素及びC1−6−アルキル基から選択され; R2*及びR4*は、共に、−O−、−S−、−N(R*)−、−(CR*R* )r+s+1−、−(CR*R*)r−O−(CR*R*)s−、−(CR*R * )r−S−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−N(R*)−(CR* R*)s−、−O−(CR*R*)r+s−O−、−S−(CR*R*)r+s −O−、−O−(CR*R*)r+s−S−、−N(R*)−(CR*R*)r +s −O−、−O−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−S−(CR*R* )r+s−S−、−N(R*)−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−N(
R*)−(CR*R*)r+s−S−及び−S−(CR*R*)r+s−N(R * )−から選択されるビラジカルを表わし;ここで、R*は、上記でオリゴマー
に対して定義されたものであり;QまたはQ*に含まれない各々の置換基R1* 、R2、R3*、R5及びR5*は、上記でオリゴマーに対して定義されたもの
である。 【0076】 単量体のL−リボ−LNA類も、また、それらの塩基性塩及びその酸付加塩を
含む。 【0077】 さらに、化学的にオリゴヌクレオチドを合成する際の通常の条件で、活性があ
る全ての化学基(全ての核酸塩基を含む)は、この分野で公知のように、所望に
より官能基が保護されることを理解すべきである。このことは、単量体のL−リ
ボ−LNAのヒドロキシ、アミノ、カルボキシ、スルホノ及びメルカプトのよう
な基は、核酸塩基と同様に、所望により官能基が保護されるということを意味す
る。保護(及び脱保護)は、当業者に周知の方法で行われる(例えば、Gree
ne,T.W.and Wuts,P.G.M.、「有機合成における保護基(
Protective Groups in Organic Syn−the
sis)」、第2版、John Wiley、N.Y.(1991)及びM.J
.Gait、「オリゴヌクレオチド合成(Oligonucleotide S
ynthesis)」、IRS Press、(1984)を参照)。 【0078】 ヒドロキシ基に対する保護基の例示として、4,4’−ジメトキシトリチル(
DMT)、4−モノメトキシトリチル、(MMT)のような任意に置換されたト
リチル(Tr)、トリチル、任意に置換された9−(9−フェニル)キサンテニ
ル(pixyl)、任意に置換されたエトキシカルボニルオキシ、p−フェニル
アゾフェニルオキシカルボニルオキシ、テトラヒドロピラニル(thp)、9−
フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)、メトキシテトラヒドロピラニル
(mthp)及びトリメチルシリル(TMS)、トリイソプロピルシリル(TI
PS)、t−ブチルジメチルシリル(TBDMS)、トリエチルシリル(TES
)それにフェニルジメチルシリルのようなシリルオキシ、ベンジルオキシカルボ
ニル、即ち2−ブロモベンジルオキシカルボニルのような置換されたベンジルオ
キシカルボニルエーテル、t−ブチルエーテル、メチルエーテルのようなアルキ
ルエーテル、アセタール(2つのヒドロキシ基を含む)、アセチル、または、例
えば、クロロアセチルまたはフルオロアセチルのようなハロゲン置換アセチルの
ようなアシロキシ、イソブチリル、ピバロイル、ベンゾイル及び置換されたベン
ゾイル、メトキシメチル(MOM)、ベンジルエーテル、または、例えば、2,
6−ジクロロベンジル(2,6−Cl2Bzl)のような置換されたベンジルエ
ーテルが挙げられる。 あるいは、ヒドロキシ基は、所望によりリンカーを介し
て固体支持体に付着することによって、保護されてもよい。 【0079】 アミノ基に対する保護基の例示として、Fmoc(フルオレニルメトキシカル
ボニル)、BOC(t−ブチルオキシカルボニル)、トリフルオロアセチル、ア
リルオキシカルボニル(alloc,AOC)、ベンジルオキシカルボニル(Z
,Cbz)、2−クロロベンジルオキシカルボニル(2−ClZ)のような置換
されたベンジルオキシカルボニル、モノメトキシトリチル(MMT)、ジメトキ
シトリチル(DMT)、フタロイル及び9−(9−フェニル)キサンテニル(P
ixyl)が挙げられる。 【0080】 カルボキシル基に対する保護基の例示として、アリルエステル、メチルエステ
ル、エチルエステル、2−シアノエチルエステル、トリメチルシリルエチルエス
テル、ベンジルエステル(Obzl)、2−アダマンチルエステル(O−2−A
da)、シクロヘキシルエステル(OcHex)、1,3−オキサゾリン、オキ
サゾ−ラ−、1,3−オキサゾリジン、アミド及びヒドラジドが挙げられる。 【0081】 メルカプト基に対する保護基の例示として、トリチル(Tr)、アセトアミド
メチル(acm)、トリメチルアセトアミドメチル(Tacm)、2,4,6−
トリメトキシベンジル(Tmob)、t−ブチルスルフェニル(StBu)、9
−フルオレニルメチル(Fm)、3−ニトロ−2−ピリジンスルフェニル(Np
ys)及び4−メチルベンジル(Meb)が挙げられる。 【0082】 さらに、特に、本発明に従って単量体のL−リボ−LNAをオリゴマ−に組み
込む場合は、単量体のL−リボ−LNAに含まれる全ての核酸塩基を保護するこ
とが必要または望ましいと思われる。本明細書においては、「保護された核酸塩
基」という用語は、当該の核酸塩基が、当業者にはよく知られた基から選択され
た保護基を有していることを意味する(例えば、「オリゴヌクレオチド及び類縁
体の実験計画(Protocols for Oligonucleotides
andAnalogs)」、20巻、(Sudhir Agrawal 編)、
Humana Press,1993,Totowa,NJ;S.L.Beau
cage and R.P.Iyer,Tetrahedron,1993,49
,6123;S.L.Beaucage and R.P.Iyer,Tetra
hedron,1992,48,2223;E.Uhlmann and A.
Peyman,Chem.Rev.,90,543を参照)。これらの例示とし
て、ベンゾイル、イソブチリル、t−ブチル、t−ブチルオキシカルボニル、4
−クロロベンジルオキシカルボニル、9−フルオレニルメチル、9−フルオレニ
ルメチルオキシカルボニル、4−メトキシベンゾイル、4−メトキシトリフェニ
ルメチル、任意に置換されたトリアゾロ、P−トルエンスルホニル、任意に置換
されたスルホニル、イソプロピル、任意に置換されたアミジン、任意に置換され
たトリチル、フェノキシアセチル、任意に置換されたアシル、ピクシル(pix
yl)、テトラヒドロピラニル、任意に置換されたシリルエ−テル及び4−メト
キシベンジルオキシカルボニルが挙げられる。「オリゴヌクレオチド共役体の実
験計画(Protocols for Origo−nucleotide Co
njugates)、分子生物学の方法(Method in Molecul
ar Biology)、26巻、(Sudhir Agrawal 編)、Hu
mana Press、1993、Totowa、NJ.の第1章」、及び、「
S.L.Beaucage and R.P.Iyer,Tetrahedron
,1992,48,2223」が、更なる好適な例を開示している。 【0083】 好ましい実施態様においては、単量体のL−リボ−LNAの基Bは、好ましく
は核酸塩基及び保護された核酸塩基から選択される。 【0084】 本発明に従った単量体のL−リボ−LNAの実施態様においては、Q及びQ* の内の1つ、好ましくはQ*は、Act−O−、Act−S−、Act−N(R H )−、Act−O−CH2−、Act−S−CH2−及びAct−N(RH)
−CH2−から選択される基を表わし、Q及びQ*の他方、好ましくはQは、水
素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ、Prot−O−、メルカ
プト、Prot−S−、C1−6−アルキルチオ、アミノ、Prot−N(RH )−、モノまたはジ(C1−6−アルキル)アミノ、任意に置換されたC1−6 −アルコキシ、任意に置換されたC1−6−アルキル、任意に置換されたC2− 6 −アルケニル、任意に置換されたC2−6−アルケニルオキシ、任意に置換さ
れたC2−6−アルキニル、任意に置換されたC2−6−アルキニルオキシ、リ
ン酸塩、二リン酸塩、三リン酸塩、DNAインターカレーター、光化学的に活性
な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基、リガンド、カルボキシ
、スルホノ、ヒドロキシメチル、Prot−O−CH2−、アミノメチル、Pr
ot−N(RH)−CH2−、カルボキシメチル及びスルホノメチルから選択さ
れる基を表わし、そしてRHは、水素及びC1−6−アルキル基から選択される
。 【0085】 上記の場合において、Prot基は、それぞれ、−OH、−SH及び−NH(
RH)に対する保護基を表わす。安定で可逆的な保護基が必要であることを考慮
しながらも、これらの保護基は、それぞれ、前記のヒドロシル基、メルカプト基
及びアミノ基に対する保護基として定義されたものと同一のものから選択される
。しかしながら、−OHに対する保護基は、全て、ジメトキシトリチル(DMT
)及びモノメトキシトリチル(MMT)のような任意に置換されたトリチル、ト
リチル、9−(9−フェニル)キサンテニル(pixyl)、任意に置換された
テトラヒドロピラニル(thp)(ホスホルアミダイトによるオリゴヌクレオチ
ド合成のための、ヒドロキシ基に対する更なる好適な保護基は、Agrawal
編「オリゴヌクレオチド共役体の実験計画(Protocols for Or
igonucleotide Con−jugates)、分子生物学の方法(
Method in Molecular Biology)、26巻、Huma
na Press、Totowa、NJ(1994)」及び「オリゴヌクレオチ
ドと類縁体の実験計画(Protocols for Oligonucleot
ides and Analogs)、20巻、Humana Press、19
93、Totowa、NJ」に記載されている)から選択されるか、またはアセ
タールとして保護されるのが好ましく;−SHに対する保護基は、全て、ジメト
キシトリチル(DMT)及びモノメトキシトリチル(MMT)のような任意に置
換されたトリチル、トリチル、9−(9−フェニル)キサンテニル(pixyl
)、任意に置換されたテトラヒドロピラニル(thp)(ホスホルアミダイトに
よるオリゴヌクレオチド合成のための、メルカプト基に対する更なる好適な保護
基も、上記のAgrawalに記載されている)から選択されるのが好まく;そ
して、NH(RH)に対する保護基は、全て、ジメトキシトリチル(DMT)及
びモノメトキシトリチル(MMT)のような任意に置換されたトリチル、トリチ
ル、9−(9−フェニル)キサンテニル(pixyl)、任意に置換されたテト
ラヒドロピラニル(thp)(ホスホルアミダイトによるオリゴヌクレオチド合
成のための、アミノ基に対する更なる好適な保護基も、上記のAgrawal
によって記載されている)から選択されるのが好ましい。 【0086】 上記の実施態様において、並びに、本明細書に定義された全ての単量体のL−
リボ−LNA類に対しても、Actは、それぞれ、−OH、−SH及び−NH(
RH)に対する活性基を表わす。このような活性基は、例えば、任意に置換され
たO−ホスホルアミダイト、任意に置換されたO−ホスホルトリエステル、任意
に置換されたO−ホスホルジエステル、任意に置換されたH−ホスホネート及び
任意に置換されたO−ホスホネートから選択される。 【0087】 本明細書において、「ホスホルアミダイト」という用語は、式−P(ORX)
−N(RY)2で表わされる基を表わし、ここで、RXは、例えば、メチル、2
−シアノエチルのような任意に置換されたアルキル基、またはベンジルを表わし
、各々のRYは、例えば、エチルまたはイソプロピルのような任意に置換された
アルキル基を表わし、または基−N(RY)2は、モノホリノ基(−N(CH2 CH2)2O)を形成する。RXは、好ましくは2−シアノエチルを表わし、2
つのRYは、好ましくは同一のものであって、イソプロピルを表わす。このよう
に、特に適切なホスホルアミダイトは、N,N−ジイソプロピル−O−(2−シ
アノエチル)ホスホルアミダイトである。 【0088】 単一の単量体のL−リボ−LNA、または、いくつかの単量体のL−リボ−L
NA類のために、本明細書で用いられる保護基は、本発明に従ってこの/これら
のオリゴマー(類)に組み込まれる場合に、官能基の脱保護を同時にまたは逐次
に行うことが可能なように選択されてよいと理解すべきである。この後者の状況
は、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キ
レ−ト基、レポーター基及びリガンドのような、1つまたはいくつかの「活性な
/官能的な」基(これらの基は、上記のようにスペーサーを介して結合してもよ
い)を、位置選択的に導入する可能性を開くものである。 【0089】 好ましい実施態様において、Qは、水素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ
、ヒドロキシ、Prot−O−、メルカプト、Prot−S−、C1−6−アル
キルチオ、アミノ、Prot−N(RH)−、モノまたはジ(C1−6−アルキ
ル)アミノ、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、任意に置換されたC1− 6 −アルキル、任意に置換されたC2−6−アルケニル、任意に置換されたC2 −6 −アルケニルオキシ、任意に置換されたC2−6−アルキニル、任意に置換
されたC2−6−アルキニルオキシ、リン酸塩、二リン酸塩、三リン酸塩、DN
Aインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基
、レポーター基、リガンド、カルボキシ、スルホノ、ヒドロキシメチル、Pro
t−O−CH2−、アミノメチル、Prot−N(RH)−CH2−、カルボキ
シメチル及びスルホノメチルから選択され、ここで、Protは、それぞれ、−
OH、−SH及び−NH(RH)に対する保護基であり、RHは水素及びC1− 6 −アルキル基から選択され;そして、Q*は、水素、アジド、ハロゲン、シア
ノ、ニトロ、ヒドロキシ、Act−O−、メルカプト、Act−S−、C1−6 −アルキルチオ、アミノ、Act−N(RH)−、単量体またはジ(C1−6−
アルキル)アミノ、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、任意に置換された
C1−6−アルキル、任意に置換されたC2−6−アルケニル、任意に置換され
たC2−6−アルケニルオキシ、任意に置換されたC2−6−アルキニル、任意
に置換されたC2−6−アルキニルオキシ、DNAインターカレーター、光化学
的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基、リガンド、カ
ルボキシ及びスルホノから選択され、ここで、Actは、それぞれ、−OH、−
SH及び−NH(RH)に対する活性化基であり、RHは水素及びC1−6−ア
ルキル基から選択される。 【0090】 オリゴマーに組み込まれたL−リボ−LNA類として、一般式IIの単量体の
L−リボ−LNA類は、種々の立体異性体をも表現してよい。従って、オリゴマ
ーに組み込まれたL−リボ−LNA類に対して、上記の立体化学的な変異体は、
単量体のL−リボ−LNA類の場合にも等しく適用できると考えられる(しかし
、この場合は、PをQに置き換えるべきであることに注意すべきである)。 【0091】 本発明の好ましい実施態様において、単量体のLNAは、一般式IIaを有す
る。 【0092】 【化11】 【0093】 ここで、置換基は、これまでに定義した通りである。 【0094】 さらに、置換基、ビラジカル、R*などの定義に関しては、本発明に従ってオ
リゴマーに対して上記で定義されたものと同じ好ましい実施態様が、単量体のL
−リボ−LNAの場合にも当てはまる。 【0095】 本発明の単量体のL−リボ−LNAの、特に注目に値する実施態様において、
Bは、核酸塩基、好ましくはチミン、シトシン、ウラシル、アデニン及びグアニ
ン(特にアデニン及びグアニン)から選択される核酸塩基を表わし、Xは−O−
であり、R2*及びR4*は、共に、−(CH2)0−1−O−(CH2)1− 3 −、−(CH2)0−1−S−(CH2)1−3−及び−(CH2)0−1−
N(RN)−(CH2)1−3−、特に−O−CH2−、−S−CH2−及び−
RN−CH2−から選択されるビラジカルを表わし、ここで、RNは、水素及び
C1−4−アルキル基から選択される。QはProt−O−を表し、Q*はAc
t−OHを表わし、各々のR1*、R2、R3*、R5及びR5*は水素を表わ
す。この実施態様において、RNは、また、DNAインターカレーター、光化学
的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレート基、レポーター基及びリガンドか
ら選択されてもよい。 【0096】 本発明の単量体のL−リボ−LNA類の、さらに特別に注目に値する実施態様
において、Bは、核酸塩基、好ましくはチミン、シトシン、ウラシル、アデニン
及びグアニン(特にアデニン及びグアニン)から選択される核酸塩基を表わし、
Xは−O−であり、R2*及びR4*は、共に、−(CH2)0−1−O−(C
H2)1−3−、−(CH2)0−1−S−(CH2)1−3−及び−(CH2 )0−1−N(RN)−(CH2)1−3−、特に−O−CH2−、−S−CH 2 −及び−RN−CH2−から選択されるビラジカルを表わし、ここで、RNは
、水素及びC1−4−アルキル基から選択される。Qは、ヒドロキシ、メルカプ
ト、C1−6−アルキルチオ、アミノ、モノまたはジ(C1−6−アルキル)ア
ミノ、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、任意に置換されたC2−6−ア
ルケニルオキシ、任意に置換されたC2−6−アルキニルオキシ、リン酸塩、二
リン酸塩及び三リン酸塩から選択され、Q*は、水素、アジド、ハロゲン、シア
ノ、ニトロ、ヒドロキシ、メルカプト、C1−6−アルキルチオ、アミノ、単量
体またはジ(C1−6−アルキル)アミノ、任意に置換されたC1−6−アルコ
キシ、任意に置換されたC1−6−アルキル、任意に置換されたC2−6−アル
ケニル、任意に置換されたC2−6−アルケニルオキシ、任意に置換されたC2 −6 −アルキニル及び任意に置換されたC2−6−アルキニルオキシから選択さ
れる。R3*は、水素、任意に置換されたC1−6−アルキル、任意に置換され
たC2−6−アルケニルそれに任意に置換されたC2−6−アルキニルから選択
され、各々のR1*、R2、R5及びR5*は水素を表わす。またここで、RN は、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キ
レート基、レポーター基及びリガンドから選択されてもよい。 【0097】 本発明の目的の一つは、固相及び/または溶液相でオリゴマーに組み込むため
の、種々のL−リボ−LNA類誘導体を供給することである。例示として、(1
R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメチル−3−(チミ
ン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン、(1R,
3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメチル−3−(シトシン
−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン、(1R,3
R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメチル−3−(ウラシル−
1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン、(1R,3R
,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメチル−3−(グアニン−1
−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン及び(1R,3R
,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメチル−3−(アデニン−1
−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタンを、ホスホルアミ
ダイト法、ホスホルトリエステル法及びH−ホスホネート法を用いてそれぞれ組
み込むのに好適な単量体は、(1R,3R,4S,7R)−7−(2−シアノエ
トキシ(ジイソプロピル−アミノ)ホスフィノキシ)−1−(4,4’−ジメト
キシトリチルオキシメチル)−3−(チミン−1−イル)−2,5−ジオキサビ
シクロ[2.2.1]ヘプタン、(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ
−1−(4,4’−ジメトキシトリチルオキシメチル)−3−(チミン−1−イ
ル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−7−O−(2−クロ
ロフェニルホスフェート)及び(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−
1−(4−4’−ジメトキシトリチルオキシメチル)−3−(チミン−1−イル
)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−7−O−(H−ホスホ
ネート)、及び、それらの、3−(シトシン−1−イル)、3−(ウラシル−1
−イル)、3−(グアニン−1−イル)及び3−(アデニン−1−イル)類縁体
である。さらに、これらの単量体のメチレンオキシビラジカルを、メチレンチオ
、メチレンアミノまたは1,2−エチレンビラジカルで置換した類縁体も、また
、本発明の範囲内での特に注目に値する変異体を構成すると期待される。メチレ
ンチオ及びメチレンアミノ類縁体は、メチレンオキシ類縁体と同様に適用し得る
と考えられ、従って、(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒド
ロキシメチル−3−(チミン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2
.1]ヘプタン、(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキ
シメチル−3−(シトシン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.
1]ヘプタン、(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシ
メチル−3−(ウラシル−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1
]ヘプタン、(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメ
チル−3−(グアニン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]
ヘプタン及び(1R,3R,4S,7R)−7−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメ
チル−3−(アデニン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]
ヘプタンを組み込むために記載されたものに対応する特異的な試薬も、また、本
発明の範囲内の、特に注目に値する活性な単量体と考えるべきである。メチレン
アミン類縁体については、第二級アミンが、メチル及びベンジルのような基で任
意に置換されたC1−6−アルキル、トリフルオロアセチルのような任意に置換
されたC1−6−アルキルカルボニル、任意に置換されたアリールカルボニル及
び任意に置換されたヘテロアリールカルボニルから選択される置換基を有しても
よいということに注意すべきである。 【0098】 また、本発明の別の目的として注目に値するのは、式IIまたはIIaにおい
て、Bが「β−配位」している変異体である。 【0099】 「単量体の調製」 好ましい実施態様において、2’−O及び4’−Cメチレン架橋を持つα−L
−リボ−LNAは、以下の方法で合成された。即ち、4−C−ヒドロキシメチル
−α−D−キシロフラノーズ1のベンゾイル化(T.F.Tam and B.
Fraser−Ried,Can.J.Chem.,1979,57,2818
)により、ジ−O−ベンゾイル誘導体2を得た。次いでこれを80%酢酸を用い
て加酢酸分解した後アセチル化して、1,2−ジ−O−アセチル化 フラノース
3とした。修正Vorbrueggen法(H.Vorbrueggen,K.
Krolikiewicz and B.Bennua,Chem.Ber.,
1981,114,1234;H.Vorbrueggen and G.Ho
efle,Chem.Ber.,1981,114,1256)を用いて、チミ
ンの原位置シリル化及びトリメチルシリルトリフレートを媒介にしたカップリン
グにより、チミンがβ−配位したヌクレオシド4を立体選択的に得た。この化合
物4をナトリウムメトキシドで処理することにより、脱アシル化してヌクレオシ
ドトリオール5を得た。4,4’−ジメトキシトリチル保護をした後、トシル化
して5’−O−4,4’−ジメトキシトリチル保護されたヌクレオシド誘導体7
を得た。塩基で閉環を誘導することにより二環式のヌクレオシド誘導体8を得た
。脱ベンジル化で二環式のヌクレオシド類縁体9を得、これをオリゴヌクレオチ
ドを合成するためのホスホルアミダイト誘導体10に変換した。この例に用いら
れたカップリング法は、当業者によく知られているいくつかの可能な方法の中の
1つに過ぎない。 【0100】 別のルートとして、図3(例12〜14)に示す順序の合成法を用いることが
できる。このようにして、ヌクレオシド5をトリメシル化してヌクレオシド11
とし、これをNaOH/EtOH/H2Oを使って環化することができた。用い
た実験条件の下では、残っているメシルオキシ基のヒドロキシ基への変換が付随
して起こることが観察され、ヌクレオシド12が生成した。実施例14で概説す
るように標準DMT保護により、ヌクレオシド8が生成することが期待される。
これは、α−L−リボ−LNAヌクレオシドホスホルアミダイト誘導体10を合
成する際の、便利な中間体である(図2)。 【0101】 記載した例は、本発明の手順や例を示すことを意図したものである。合成した
化合物の構造を、1D−NMRを使って検証した。 【0102】 スキーム1、2及び3に描かれた方法は、チミン以外のピリミジン塩基、例え
ば、ウラシル、シトシン、5−置換ウラシル、5−置換シトシン、並びにこれら
とは異なった置換をしたピリミジン類のα−L−リボ−LNAヌクレオシド誘導
体の合成にも、同様に使うことができる。これとは別に、公知の方法(Kosh
kin,A.A.,Singh,S.K.,Nielsen,P.,Rajwa
nshi,V.K.,Kumar,R.,Meldgaard,M.,Olse
n,C.E.,Wengel,J.,Tetrahedron 1998,54
,3607;Obika,S.,Nanbu,D.,Hari,Y.,Ando
h,J.,Morio,K.,Doi,T.,Imanishi,T.Tetr
ahedronLett.1998,39,5401)を使って、ウラシル誘導
体を対応するシトシン誘導体に変換することができ、チミン誘導体を対応する5
−メチルシトシン誘導体に変換することができる。 【0103】 プリン系α−L−リボ−LNAヌクレオシド誘導体の合成については、数多く
の好適な合成法を考案することができる。以下に述べる「α面」という用語は、
天然RNAヌクレオシド単量体のα面のことであり、以下に述べる「β面」とい
う用語は、天然RNAヌクレオシド単量体のβ面のことであり、そして「β−プ
リンヌクレオシド」または「β−ピリミジンヌクレオシド」という用語は、核酸
塩基が、天然RNAヌクレオシド単量体中と同じように位置していることを意味
していることに注意すべきである。プリン系α−L−リボ−LNAヌクレオシド
誘導体に至る可能な合成ルートの例として、アラビノ配位した類縁体(2’−O
H基が、フラノース環のβ面に位置している)の環化を利用することができる。
これらのヌクレオシドは、対応するアラビノ配位の親ヌクレオシドから、5’酸
化、アルドール縮合及び還元を経て調製することができる。 【0104】 上記したような希望する環化のためには、保護基の操作及び5’−OH基(フ
ラノース環のβ面に位置している)の活性化をしておく必要がある。別の方法と
して、β−プリンリボフラノシルヌクレオシド(2’−OH基及び3’−OH基
がフラノース環のα面にあり、C3’位で附随した反転を持つフラノース環では
、そのβ面(または代わりにフラノース環のα面)に3’−OH基がある)の4
’−C−ヒドロキシメチル誘導体の2’−OH基を2’酸化し、続いて立体選択
的に還元(例えば、NaBH4を使って)することによって、2’炭素原子に反
転した配位を持つ、希望するヌクレオシドが得られるはずである。上記の希望す
る環化のためには、保護基の操作及び5’−OH基(フラノース環のβ面に位置
している)の活性化をしておく必要がある。β−プリンリボフラノシルヌクレオ
シド(2’−OH基及び3’−OH基がフラノース環のα面にあり、C3’位で
付随した反転を持つフラノース環では、そのβ面(またはフラノース環のα面)
に3’−OH基がある)の4’−C−ヒドロキシメチル誘導体の2’炭素原子で
の配位の反転には、他の方法も有用に関与し得る。この方法の例として、Mit
sunobu反応、即ち2’−Oを活性化した誘導体(例えば、2’−O−メシ
ル、2’−O−トシル、または2’−O−トリフルオロメタンスルホニル誘導体
)と酢酸エステル、安息香酸エステル、アルコキシドなどのような O−求核基
との求核基置換反応がある。引き続いて、5’−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシ
メチル誘導体を得るための脱保護、環化準備としての活性化(例えば、モノまた
はジメシル化、単量体またはジトシル化、または、単量体またはジトリフルオロ
メタンスルホン化による)、環化(必要に応じて、2’−OH基の脱保護の後に
)、及び脱保護の各操作で希望するプリン系α−L−リボヌクレオシドが得られ
る筈である。プリン系塩基は、好ましくは標的単量体の中で保護されるべきであ
り、しかもこの保護は、最良の合成ルートの間で達成し得るか、さもなければ、
最後の手段として、トリメチルシリル化、プリン系塩基の遊離アミノ基の保護、
及び脱シリル化によって達成し得ることに注目すべきである。出発物質のβ−プ
リンヌクレオシドの4’−C−ヒドロキシメチル誘導体は、1つの実施態様にお
いては、既知のVorbrueggen型カップリング法に従って、フラノース
誘導体3(図1)と適切に保護されたアデニンまたはグアニン誘導体とのカップ
リングによって調製されてもよい(例えば、図1のヌクレオシド4の合成を参照
)(Koshkin,A.A.,Singh,S.K.,Nielsen,P.
,Rajwanshi,V.K.,Kumar,R.,Meldgaard,M
.,Olsen,C.E.,Wengel,J.,Tetrahedron 1
998,54,3607)。 【0105】 天然のβ−プリンリボフラノシルヌクレオシド(フラノース環のα面に2’−
OH基があり、そしてβ面、またはC3’位に附随した反転を持つフラノース環
のα面に3’−OH基がある)についても、4’−C−ヒドロキシメチル基を追
加導入して、その後既知の方法、例えば、上記の方法を用いて上記のような配位
の反転が達成できると期待される。適切に誘導、保護されたピリミジン系ヌクレ
オシド、それがアラビノ配位したβ−ピリミジンフラノシルヌクレオシド、アラ
ビノ配位した4’−C−ヒドロキシメチル−β−ピリミジンフラノシルヌクレオ
シドであれ、または既に環化したピリミジン系α−L−リボ−LNA ヌクレオ
シドであれ、これらに対する酵素または化学的なグリコシル転移反応は、プリン
系のα−L−リボ−LNAヌクレオシド誘導体に至る可能性のある合成法である
。別法として、フラノースまたはヘキソースから出発して、4’−C−ヒドロメ
チル化、2−炭素原子での配位の反転及び環化、またはこれらの手順の内1つか
2つの手順(使用した出発物質によって何が必要になるとしても)が実行できる
。これに続いて、環化の前か後に、異なった塩基(プリン系またはピリミジン系
―必要に応じて保護されている)とカップリングすれば、必要な保護基の操作及
び/またはOH基の活性化をした後に、ピリミジン系及びプリン系のα−L−リ
ボ−LNA ヌクレオシドの合成に有用な、ヌクレオシド誘導体を得ることがで
きると思われる。ピリミジン系またはプリン系α−L−リボ−LNA ヌクレオ
シドを合成するさらに別の方法として、適切に誘導されたフラノースの誘導体、
例えば、フラノースアミンから希望する核酸塩基を、2つ以上の化学的工程で、
直接組み立てることも可能であろう。 【0106】 好ましい実施態様においては、例15、16及び17(図4)に示した方法が
プリン系α−L−LNA単量体、例えば、アデニンまたはグアニン誘導体を調製
するのに使うことができる。即ち、糖3がN−6−ベンゾイルアデニンと結合し
てヌクレオシド13となり、これを選択的に脱アセチル化し、続いて2’−O−
トリフルオロメタンスルホニル誘導体に変換した。附随して行った酢酸ナトリウ
ムとの反応で、C2’位で反転した2’−O−アセチル誘導体14が生成した。
完全に脱アシル化した後、アデニン部を再保護し、2つの第一級ヒドロキシ基を
選択的にメシル化し、水中で水酸化ナトリウムで処理した。一連の操作でジオキ
サンからα−L−LNAアデニンヌクレオシド15が生成した。ヌクレオシド1
5のDMT保護に続いて、脱ベンジル化、3’−O−ホスフィチル化(Kosh
kin,A.A.,Singh,S.K.,Nielsen,P.,Rajwa
nshi,V.K.,Kumar,R.,Meldgaard,M.,Olse
n,C.E.,Wengel,J.,Tetrahedron 1998,54
,3607)がホスホルアミダイト誘導体16を得る1つの可能なルートである
。15を先に脱ベンジル化した後、第一級ヒドロキシ基の選択的なDMT保護を
し、3’−O−ホスフィチル化をするのは、ホスホルアミダイト誘導体16を得
る別のルートである。 【0107】 プリン系α−L−リボ−LNA ヌクレオシドの合成のための、上記の全ての
方法や手順は、また、ピリミジン系α−L−リボ−LNAヌクレオシドの別の合
成法として応用出来る。 【0108】 α−L−リボ−LNAのピリミジン系及びプリン系ヌクレオシドの上記の合成
法は、当然α−L−リボ−LNAヌクレオシドの2’−アミノ及び2’−チオ誘
導体の有用な合成法に導く。一例として、適切に活性化された5’−OH基に、
フラノ−ス環のβ面にある2’−アミノ基または2’−チオ基を作用さて環化す
れば、2’−アミノまたは2’−チオのピリミジン系またはプリン系α−L−リ
ボ−LNA ヌクレオシドを得ることができるはずである。また代わりに、フラ
ノ−ス環のα面にある適切に活性化された2’−OH基に、フラノ−ス環のβ面
にある5’−アミノまたは5’−チオ基を作用させて環化すれば、2’−アミノ
または2’−チオのピリミジン系またはプリン系α−L−リボ−LNAヌクレオ
シドを得ることができるはずである。さらに別の方法としては、アミノまたはチ
オ求核基(例えば、それぞれ、ベンジルアミン、チオ酢酸カリウム)を使って、
適切に活性化され、保護され、配位した誘導体、例えば、2’−O,5’−O−
ジメシル、2’−O,5’−O−ジトシル、または2’−O,5’−O−ジトリ
フルオロメタンスルホニルの各ヌクレオシドを環化させれば、α−L−リボ−L
NAヌクレオシドの2’−アミノ及び2’−チオ誘導体を得ることができるはず
である。同様に、フラノース環のα面にある適切に活性化された2’−OH基に
、フラノース環のβ面にある5’−OH基を作用させれば、ピリミジン系または
プリン系の親α−L−リボ−LNAヌクレオシドを得ることができるはずである
。 【0109】 ピリミジン系α−L−リボ−LNAヌクレオシドのオリゴマー化に使われる方
法は、プリン系α−L−リボ−LNA ヌクレオシドにも成功裡に使えるだろう
と期待される。他の方法として、オリゴヌクレオチド及び類縁体の既知の自動化
された合成、または溶液相合成のいずれの方法、例えば、ホスホルトリエステル
法、H−ホスホネート法またはピリミジン系α−L−リボ−LNAヌクレオシド
の、オリゴマー化に使われるホスホルアミダイト法の、どの変形法も使うことが
できるはずである。 【0110】 「オリゴマーの調製」 本発明の、直鎖状、分岐鎖状(M.Grotli and B.S.Spro
at,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1995,495
;R.H.E.Hudson and M.J.Damha,J.Am.Che
m.Soc.,1993,115,2119;M.Von Buren,G.V
.Petersen,K.Rasmussen,G.Brandenburg,
J.Wengel and F.Kirpekar,Tetrahedron,
1995,51,8491)、及び環状(G.Prakash and E.T
.Kool,J.Am.Chem.Soc.,1992,114,3523)の
オリゴ及びポリヌクレオチドは、有機化学の分野ではよく知られた、普通の核酸
化学の重合技術を使って製造される。ホスホルアミダイト化学(S.L.Bea
ucage and R.P.Iyer,Tetrahedron,1993,
49,6123;S.L.Beaucage and R.P.Iyer,Te
trahedron,1992,48,2223)が使われたが、例えば、H−
ホスホネート化学、ホスホルトリエステル化学、または酵素合成も使うことがで
きるであろう。ホスホルアミダイト法の標準カップリング条件は、オリゴヌクレ
オチド合成中に、ヌクレオシドホスホルアミダイトを活性化するための非常に効
率のよい試薬として、1H−テトラゾールの代わりにピリジン塩酸塩を用い、カ
ップリング時間を10分ないし30分に延長することで、若干修正された。 【0111】 希望する配列を合成した後、脱保護及び固体支持体からの切断(室温で12時
間、メタノール中で濃アンモニアを使っての固体支持体からの切断と保護基の除
去)、及び、引き続いて、市販の使い捨てのカートリッジを使って逆相精製(脱
トリチル化を含む)を行うと、最終生成物のオリゴマーが得られる。またはL−
リボ−LNAオリゴヌクレオチドの精製は、使い捨ての逆相HPLC及び/また
はエタノール及び/またはブタノールからの沈殿を使って行うことができる。合
成したオリゴヌクレオチド類縁体の純度及び組成を検証するために、キャピラリ
ーゲル電気泳動を使ったが、純度や組成は、逆相HPLC及びMALDI−MS
を使っても検証できる。 【0112】 一般に、本発明は、L−リボ−LNAで修飾されたオリゴヌクレオチドの調製
への、本明細書で定義されたL−リボ−LNAの使用を提供する。L−リボ−L
NAで修飾されたオリゴヌクレオチドは、一般式IIで定義されたものとは異な
った、修飾されたヌクレオシドを含むばかりでなく、通常のヌクレオシド(即ち
、リボヌクレオシド及びデオキシリボヌクレオシドのような天然由来のヌクレオ
シド)も含むと理解するべきである。 【0113】 さらに、所望により核酸塩基が保護され、及び所望により5’−OH基を保護
されたLNAを固定している固体支持体は、LNA単量体を3’末端に含み、L
NAで修飾されたオリゴヌクレオチドの合成には、特に注目に値する物質である
。ここでの例としては、CPGが好ましい固体支持体である。これは容易に(商
業的に)入手可能な物質であり、3’位が官能基化され、所望により核酸塩基が
保護され、所望により5’−OH基が保護されたLNAを、この物質の供給者が
指定する条件で、この上に結合する。例えば、BioGenex Univer
sial CPG Support(BioGenex社,U.S.A.)が使
うことができる。ここで、5’−OH基の保護基は、例えば、DMT基であって
よく、3’官能基は、当該CPG物質に合う条件を十分考慮して選択すべきであ
る。 【0114】 「応用」 本発明は、L−リボ−LNA類の誘導体は、部分的に修飾されたオリゴヌクレ
オチドに組み込まれるとき、非修飾オリゴヌクレオチドに比較して、相補的DN
A及びRNAの両者に対し、これら修飾されたオリゴヌクレオチドの親和性が減
少するという驚くべき発見を開示する。しかしながら、完全にL−リボ−LNA
で修飾されたオリゴヌクレオチドに組み込まれるとき、相補的ssDNA及びs
sRNAの、両者に対するハイブリダイゼーション性質の劇的な増加が観察され
る。記載された性質に加えて、α−L−リボ−LNA(特定のL−リボ−LNA
類の変異体)は、ハイブリダイゼーションするときに、RNA及びDNA標的間
を識別する能力を有している。応用に応じて、完全に修飾されたL−リボ−LN
Aオリゴヌクレオチドの使用は、かくして、特異性(オリゴヌクレオチドの一定
のサイズ)を損なうことなく標準オリゴヌクレオチドの親和性を大きく増加させ
、親和性(オリゴヌクレオチドのサイズの減少)を損なうことなく特異性を著し
く増加させるか、あるいはRNA標的に特異的にハイブリダイズするかの、いず
れかの、おもしろい可能性を与える。 【0115】 大きく増強されたハイブリダイゼーション性質に加えて、L−リボ−LNA修
飾オリゴヌクレオチドは、正常DNA及びRNAオリゴヌクレオチドの有用な多
くの物理化学的性質を提示する。LNA修飾オリゴヌクレオチドの、非修飾オリ
ゴヌクレオチドの応答性を模倣する、塩化ナトリウム及び塩化テトラメチルアン
モニウムのような塩に対する応答性である優れた溶解性、種々のポリメラーゼに
対しプライマーとして作用するLNA修飾オリゴヌクレオチドの性能、熱安定性
DNAポリメラーゼを使用する標的増幅反応において、プライマーとして作用す
るLNA修飾オリゴヌクレオチドの性能、T4ポリヌクレオチドキナーゼに対す
る基質として作用する、LNA修飾オリゴヌクレオチドの性能、ストレプトアビ
ジン被覆固体表面に特異的に捕捉された、PCRアンプリコンの配列を決めるビ
オチン化LNAsの性能、特異的に補足されたアンプリコンの配列を決める、固
定化LNA修飾オリゴヌクレオチドの性能、及び、非常に重要である、ストラン
ド侵入による特異的な標的二本鎖DNAの配列を決める、LNA修飾オリゴヌク
レオチドの性能が期待には含まれる。それゆえ、これら新規ヌクレオシド類縁体
が、治療学、診断学及び分子生物学における、一般的に、オリゴヌクレオチドに
基づく技術の実施を改善する、非常に有用な道具であることは、当業者にとって
明らかである。 【0116】 本発明の目的は、オリゴヌクレオチド合成の当業者にはよく知られた操作及び
装置を用いてオリゴヌクレオチドに取り入れることができる、本発明に記載の単
量体L−リボ−LNA類を提供することである。 【0117】 本発明の別の目的は、非修飾オリゴヌクレオチドによって形成される相当する
複合体よりも、実質的により高い親和性の二重体または三重体のいずれかを形成
する相補的オリゴヌクレオチドに対し、配列特異的方法でハイブリダイズするこ
とができる、完全または部分的L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリ
ゴマー)を提供することである。 【0118】 本発明の別の目的は、親和性を損なうことなくオリゴヌクレオチドの増強され
た特異性を得るための、完全L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドの使用を
提供することである。 【0119】 本発明の別の目的は、L−リボ−LNA類、正常ヌクレオシド及び他のヌクレ
オシド類縁体の両者を含む、完全または部分的修飾オリゴヌクレオチドを提供す
ることである。 【0120】 本発明の更なる目的は、「鎖置換」によって、dsDNA分子における標的配
列に結合することのできる、非常に親和性のある完全修飾オリゴヌクレオチドを
創製するための、L−リボ−LNAsの高親和性を開拓することである。 【0121】 本発明の更なる目的は、オリゴヌクレオチドに組み込まれたとき、相補性ヌク
レオシドに対する親和性が異なるL−リボ−LNA類の異なったクラスを提供す
ることである。これは、例えば、正常な核酸塩基G、A、T、C及びUを、例え
ば、水素結合を変える可能性を有する誘導体と置換することによって達成するこ
とができる。 【0122】 本発明の別の目的は、ヌクレアーゼに対して、非修飾の対よりも、より抵抗性
があるL−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドを提供することである。 【0123】 本発明の別の目的は、ハイブリダイズするときDNA及びRNA標的の間を識
別することのできる、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドを提供すること
である。相補性RNAオリゴヌクレオチドに対するα−L−リボ−LNAのTm
は、相補性DNAに対して、たった2.7℃/修飾であったのに比べて、5.7
℃/修飾に増加されることが、驚くべきことに、Tm測定によって示された(実
施例11、表3に示すように)。α−L−リボ−LNAオリゴは、それゆえ、D
NAに比べてRNAに対する親和性が増加し、α−L−リボ−LNAは、特異的
に、与えられたRNAに対してハイブリダイズするが、同じ塩基配列を有するD
NAに対してはしないという条件の創製が許容されることになる。このRNAと
DNAの間を識別する性能は、以下に記載される多くの状態で開拓される。 【0124】 本発明の別の目的は、RNAseHを採用することができる、L−リボ−LN
A修飾オリゴヌクレオチドを提供することである。 【0125】 本発明の付加的な目的は、DNA及びRNAポリメラーゼに対する基質として
作用することができ、それによって増殖しつつある核酸鎖に取り込まれるか、あ
るいは鎖終結因子として作用するかのいずれかである類縁体となり得る、L−リ
ボ−LNA類を提供することである。 【0126】 本発明の更なる目的は、治療薬として作用することのできるL−リボ−LNA
類を提供することである。治療用ヌクレオシド類縁体の多くの例が知られており
、ここに開示されるヌクレオシド類縁体に類似した誘導体は、文献で公知の方法
を使って合成することができる(E.DeClercq,J.Med.Chem
.1995,38,2491;P.Herdewijn and E.DeCl
ercq:Classical Antiviral Agents and
Design of New Antiviral Agents.A Tex
tbook of Drug Design and Development
;Eds.P.Krogsgaard−Larsen,T.Liljefors
and U.Madsen;Harwood Academic Publi
shers,Amsterdam,1996,p.425;I.K.Larse
n:Anticancer Agents.A Textbook of Dr
ug Design and Development;Eds.P.Krog
sgaard−Larsen,T.Liljefors and U.Mads
en;Harwood Academic Publishers,Amste
rdam,1996,p.460)。 【0127】 二本鎖RNAは、抗ウイルス活性及び腫瘍抑制作用を有することが明らかにな
っている(Sharp et al.Eur.J.Biochem.230(1
):97−103,1995,Lengyel−P.et al.Proc.N
atl.Acad.Sci.U.S.A.90(13):5893−5,199
3,Laurent−Crawford et al.AIDS Res. H
um. Retroviruses,8(2):280−90,1992)。二
本鎖LNA類は、治療活性二本鎖RNA類の効果を模倣しており、従って、その
ような二本鎖LNA類は、治療薬としての可能性を有しているようである。 【0128】 本明細書の中で使用されるとき、用語「天然の核酸」は、広い意味での核酸を
いい、例えば、全ての起源のそのままの細胞に存在する核酸、あるいは化学的ま
たは物理的手段によって、そのような起源から遊離されたウイルスまたは核酸、
あるいは増幅によってそのような元々の起源から誘導された核酸のようなものを
いう。天然の核酸は、一本鎖、二本鎖あるいは部分的に二本鎖であることができ
、そして相対的に純粋種であり、あるいは異なった核酸の混合物でもあり得る。
他の核酸及び他の細胞成分を含む粗生物試料の成分でもあり得る。一方、用語「
合成核酸」は、化学合成によって製造されたあらゆる核酸をいう。 【0129】 本発明は、また、核酸に基づいた治療学、診断学及び分子生物学におけるL−
リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドの使用を提供する。L−リボ−LNA修飾
オリゴヌクレオチドは、天然あるいは合成核酸の検出、捕捉、確認、定量及びフ
ラグメント化において、及びイン・ビボ及びイン・ビトロでの翻訳及び転写用の
阻害剤として使用することができる。多くの場合において、種々の分子が、L−
リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドに結合することは興味のあることである。
そのような分子は、オリゴヌクレオチドの末端に結合し、あるいは1またはそれ
以上の中間の位置に結合する。換言すれば、5’−あるいは3’−末端に結合し
たスペーサーを経て、オリゴヌクレオチドに結合する。そのような分子の代表的
な基は、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基
、キレート基、レポーター基及びリガンドである。一般的に、これらの分子で非
修飾DNA及びRNAオリゴヌクレオチドを標識する全ての方法は、L−リボ−
LNA修飾オリゴヌクレオチドを標識するのに使用することができる。同様に、
標識オリゴヌクレオチドの検出に使用される全ての方法は、一般的に、相当する
標識L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドに応用される。 【0130】 このように、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドの使用は、細胞の標識
に使用することができ、標識は、細胞を非標識細胞から識別あるいは分離するこ
とを可能とする。 【0131】 「治療」 用語「鎖置換」は、オリゴヌクレオチドが、二本鎖DNAあるいはRNAの相
補的標的配列に結合し、それで該標的鎖から他の鎖を置換するプロセスに関する
。 【0132】 本発明の態様において、「鎖置換」を実行することができるL−リボ−LNA
修飾オリゴヌクレオチドは、「抗原」で近づくことを基礎とする新規医薬品の開
発において利用される。三重ラセンを造ることのできるオリゴヌクレオチドと対
照的に、そのような「鎖置換」オリゴヌクレオチドは、標的となるdsDNAに
おいて、及び生理的イオン強度とpHで、どんな配列も許容される。 【0133】 「鎖置換」オリゴヌクレオチドは、RNA標的配列が分子内水素結合のために
近づくことができないような場合における、アンチセンス利用に都合よく使用す
ることができる。そのような分子内構造は、mRNA類に生じ、アンチセンス利
用によるmRNAの翻訳を「停止」する試みのときに、著しい問題を引き起こす
。 【0134】 細胞RNA類の他のクラスは、例えば、tRNA類、rRNA類、snRNA
類及びscRNA類のような、それらの機能に重要な分子内構造を含んでいる。
これら高度に構造化されたRNA類のクラスは、タンパク質をコードしないが、
むしろ(RNA/タンパク質粒子の形で)mRNAスプライシング、ポリアデニ
ル化、翻訳、修正、染色体末端の完全性などの保持のような細胞機能範囲内で寄
与している。正常なオリゴヌクレオチドを効率的にハイブリダイズするのを阻害
しあるいは防止している、それらの構造の高次性のゆえに、RNA類のこれらク
ラスは、アンチセンス標的として使用するのはこれまでは困難であった。しかし
ながら、本明細書に示したα−L−リボ−LNAの新しい驚くべき結果を得て、
α−L−リボ−LNAでこれらRNA類を標的にすることは、以下に記載するよ
うな可能性がある。 【0135】 多くの抗生物質が細菌のリボソームと作用し、翻訳を阻害することが知られて
いる。ある種の抗生物質(例えば、ストレプトマイシン、テトラサイクリン、ス
ペクチノマイシン、エデイン、ヒグロマイシン及びネオマイシン)は、細菌の1
6S−rRNAの特異的領域に結合することが知られている[Moazed,D
.and Noller,H.F.Nature,1987,327(6121
),389]。同様に、他の抗生物質(例えば、クロラムフェニコール、エリス
ロマイシン、カルボマイシン及びベルナマイシンB)は、細菌の23S−rRN
Aの特異的領域と反応する[Moazed,D.and Noller,H.F
.Biochimie,1987,69(8),879]。同様のアプローチが
、また、高等生物でも可能である[Spangler,E.A.and Bla
ckburn,E.H.J.Biol.Chem.1985,260(10),
6334]。 【0136】 更に、リボソームRNAの、機能的及び近づくことのできる部位を標的とする
PNA類[PNA類(ペプチド核酸類)は、Watson−Crick塩基対様
式でDNAと特異的に相互作用する分子であり、幾分熱安定性(Tm)が増加す
る]は、Escherichia coliにおいて翻訳を阻害することができ
[Good,L.and Nielsen,P.E.Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA,1998,95(5),2073]、このことは、rR
NAのいくつかの部位に結合する高親和性オリゴヌクレオチドが、rRNA結合
性抗生物質の効果を模倣するであろうことを示唆している。LNAは、PNA類
よりもより高いTmでRNAに結合するので、LNA類は、細菌rRNAに特異
的に結合し、細菌における翻訳を阻害するように設計され得るようである。この
アプローチの延長として、高等生物間のrRNA配列において、一方では翻訳を
阻害するが、他方では阻害しないLNA−オリゴを設計するように、小さいがし
かし顕著な相異を開拓することが可能であろう。このアプローチの1つの明らか
な応用は、Plasmodium spp.(マラリア寄生虫)、Schist
osoma spp.(充血吸虫の原因となる)、種々のフィラリア(象皮病及
びオンコセルカ症の原因となる)、鉤虫(貧血症の原因となる)及びその他の病
原寄生虫における翻訳を阻害するLNA類を、特異的に開発することである。 【0137】 高親和性L−リボ−LNA単量体の使用は、そのような標的RNA類に対し効
果的にハイブリダイズするよう、充分な熱安定性を有するアンチセンスプローブ
の構築を容易にすることである。それゆえ、好ましい実施態様において、L−リ
ボ−LNAは、RNA類が見出される粒子の定性的及び/または定量的機能を調
節するように、それらRNAとハイブリダイズできるよう、オリゴヌクレオチド
に対し充分な親和性を付与するように使用される。 【0138】 アンチセンス治療法において使用されるL−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオ
チドは、RNAseHを採用するように高親和性及び性能という二重目的で設計
される。このことは、例えば、非修飾中心DNAセグメントの側面に、L−リボ
−LNAを有することによって達成することができる。更に、RNAとDNAの
間を識別するα−L−リボ−LNAの特別な性能は、RNAに対するα−L−リ
ボ−LNAの優先があるので、種々の一般的な治療のアンチセンス応用において
開拓することができる。関心のあるRNAに特異的なα−L−リボ−LNAオリ
ゴヌクレオチドを設計することによって、標的RNAとして類似のヌクレオチド
配列のDNA断片に非特異的結合することが避けられ、それによってDNAの構
造を変化することができ、そして、問題の遺伝子における突然変異を誘導する染
色体DNAに対する、α−L−リボ−LNAオリゴヌクレオチドの安定した会合
が防止される。DNAにおけるこの変化及び関連する突然変異は、好ましくない
毒性副作用をもたらす。 【0139】 本発明の更なる別の実施態様は、増加した特異性を有するリボザイムを設計す
ることである。リボザイムは、RNAse触媒活性を相補的RNA標的と配列特
異的相互作用の性能を結合する、そのオリゴヌクレオチド及び類縁体である。こ
れらは、治療分子として多くの関心を引いており、α−L−リボ−LNAオリゴ
ヌクレオチドの興味を引く特徴は、特異的RNAsに対して向けられたリボザイ
ムのデザインを改善するために使用することができる。 【0140】 本発明の更なる別の実施態様は、活性タンパク質の、組み込まれた、そして、
必須の成分として、この2つの例はリボソームとテロメラーゼであるが、RNA
を含有する細胞核タンパク質と特異的に反応するα−L−リボ−LNAオリゴヌ
クレオチドである。テロメラーゼを阻害するα−L−リボ−LNAオリゴヌクレ
オチドの能力は、重要な実用性に適用することができる。 【0141】 高等真核生物(ヒトを含む)の染色体は線状である。染色体末端の一次構造(
DNA配列)は解明されており、全ての染色体末端のDNA配列は、特定の生物
において、突き出た一本鎖末端の単純な繰り返し単位からなることが判明してい
る。染色体末端はテロメアと呼ばれている。ヒトのテロメアにおいては、配列5
’−TTAGGG−3’(一本鎖の配列、セントロメアから染色体末端に向かう
方向)の二本鎖多重繰返しの長い伸張を含んでいる。全てのDNAポリメラーゼ
は、相補性DNA鎖の合成を開始するには、鋳型鎖とオリゴヌクレオチドプライ
マーの両者を必要とするので、DNAポリメラーゼそれ自身においては、染色体
の最末端を複製することはできない。このことは、染色体が複製されるとき、染
色体の漸進的な短縮を導くことになる。正常体細胞においてテロメアの長さを見
ると、テロメア長は、テロメアがほんの5〜15kbの長さになるまで、複製の
各サイクルの間に実際短くなっているようである。テロメアがその短さになると
、細胞は通常分裂を止め、そして徐々に老化の相に入る。これに対する唯一の例
外は幹細胞である。幹細胞は、生体の一生の間分裂を継続することのできる専門
の細胞である。興味あることに、幹細胞のテロメアは、長くなり続けている(1
0〜15kb)。それらは、特定の酵素、テロメラーゼ、の活性でそのようにし
ている。テロメラーゼは、テロメアの突き出した一本鎖末端を特異的に延長する
ことができるユニークな酵素であり、それで、テロメアを安定的に延長すること
ができる。テロメアーゼは、リボ核タンパク酵素(即ち、RNAを含んだタンパ
ク質で、その酵素活性についてはRNAに依存している)である。テロメラーゼ
の構造は、幾分、逆転写酵素(鋳型としてRNAを使用し、DNAを合成するこ
とができるウイルスタンパク質)に類似している。 【0142】 テロメラーゼの酵素能力は、テロメアを延長するRNA分子の遊離テロメア3
’末端の正確な位置に依存している。テロメアの極末端あるいは多分テロメラー
ゼのRNA成分と特異的に反応することができる分子が、酵素を阻害するであろ
う。α−L−リボ−LNAは、これらの要件を満たすように設計することができ
る。このことは、大部分は容易に検出し得るテロメラーゼ活性を含んでいるガン
細胞とは大きく対照的に、正常体細胞は検出され得るテロメラーゼ活性を含んで
いないので、幹細胞は例外として、例えば、ガンの治療において興味あることで
あろう。ガン細胞は不死である、即ち、彼らは老化せず増殖を続け、そして生体
が死ぬまで、腫瘍塊を形成する。今日までのところ全ての証拠は、テロメラーゼ
活性はガン細胞の不死化に必須であることを示唆している。興味あることに、ガ
ン細胞のテロメラーゼは、幹細胞のテロメラーゼよりも実質的に短く、このこと
は、幹細胞が当たるよりも、早く「テロメア長バリヤー」に当たることを示して
おり、そしてテロメラーゼ活性を特異的に阻害する薬は抗癌薬として有用である
ことを示唆している。 【0143】 この観点において、ヒトガン細胞のテロメラーゼ活性を阻害する目的で、テロ
メラーゼRNA成分の特異的な部分を目指した、短いα−L−リボ−LNA−オ
リゴマーを設計するため、α−L−リボ−LNAの例外の性質を開拓することは
、重要な論点であろう。 【0144】 本発明の別の実施態様は、L−リボ−LNAオリゴヌクレオチド、特にアプタ
マ−としてのα−L−リボ−LNAオリゴヌクレオチドの使用である。この有望
な治療オリゴヌクレオチドの新しいクラスは、例えばリガンドレセプターのよう
な、与えられた高親和性の標的に特異的に結合するようイン・ビトロで選択され
る。それらの結合特性は、分子内核酸塩基の対合によって同時に保持された、3
次元構造を形成するオリゴヌクレオチドの能力の反映のようである。特に、α−
L−リボ−LNAオリゴヌクレオチドを含むアプタマーは、治療目的のために開
拓することができる進歩的な性質を表示しているようである。 【0145】 ある場合には、遺伝子の発現をダウンレギュレーションするに有利であろうし
、また、別の場合には、それを活性化するのに有利であろう。Moellega
ardらによって示されたごとく(Moellegaard,N.E.,Buc
hardt,O.,Egholm,m.,Nielsen,P.E.Proc.
Natl.Acad.Sci.USA,1994,91,3892)、「鎖置換
」を行い得るオリゴマーは、RNA転写活性化因子として機能することができる
。本発明の態様において、「鎖置換」を行い得るLNA類は、治療的に興味のあ
る遺伝子を活性化するのに使用される。 【0146】 多くのウイルス感染及びガンの化学療法において、ヌクレオシド及びヌクレオ
シド類縁体の種々の形が効果的であることが証明された。L−リボ−LNAヌク
レオシドは、そのようなヌクレオシドを基礎とする薬として潜在的に有用である
。 【0147】 多くの場合において、二本鎖RNA(DS−RNA)は、特異的な医薬品活性
を有することが報告された。完全L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドを含
む二重ラセンは、そのような二本鎖薬剤として潜在的に有用であり、更に、二本
鎖α−L−リボ−LNAオリゴヌクレオチドは、生理活性二本鎖RNA様分子の
レパートリーに重要な分子を加えるであろう高度な可能性がある。 【0148】 二本鎖LNA(DS−LNA)の治療的な可能性は、それゆえ、以下に例示す
るように、ガンまたはウイルス感染の治療である。 【0149】 DS−RNA類の種々の型は、単独またはγ−インターフェロンとの相乗にお
いて、幾種類かのガン細胞の増殖を阻害することが報告されている[Borec
ky et al.Tex.Rep.Biol.Med.1981,41,57
5;Sharp et al.Eur.J.Biochem.1995,230
(1),97]。DS−RNA類は、培養でのガン細胞及び実験動物における腫
瘍の増殖を阻害する。少なくとも2つの二本鎖RNA活性化酵素[二本鎖RNA
活性化プロテインキナーゼ(PKR)及びリボルクレアーゼL]が、DS−RN
Aの腫瘍抑制活性に関係しているようにみえる[Lengye−P,Proc.
Natl.Acad.Sci.USA,1993,90(13),5893]。
PKRは、DS−RNAによって直接活性化されるのに対して、RNaseLは
、DS−RNAによって活性化されなければ潜在性である(2’−5’)オリゴ
アデニル酸シンテターゼを経由してDS−RNAにより活性化される。DS−R
NAは、また、ナチュラルキラー(NK)細胞活性を誘導し、そして、この活性
は、多分、DS−RNAの抗腫瘍活性に寄与している。 【0150】 天然に生じるDS−RNAは、典型的には、ウイルス感染に関係しているが、
DS−RNAは、また、抗ウイルス活性を有することが明らかにされた。DS−
RNAは、ヒト免疫不全ウイルスHIV−1及びHIV−2に対する抗ウイルス
活性を有することが明らかにされた[Haines et al.J.Cell
.Biochem.1991,46(1),9]。DS−RNA、及び、従って
、DS−LNAは、それゆえに、AIDSを治療する治療薬として可能性のある
候補である。 【0151】 DS−RNAは、更に、実際にその臨床効果が証明された。しかしながら、哺
乳類細胞は、多くのDS−RNA特異的ヌクレアーゼを含有しており、そして、
多分、それらの活性のせいで、DS−RNAは患者から急速に除去される。LN
Aは、むしろRNAに類似しており、RNAの化学的性状の大部分を占めており
(Koshkin et al.Tetrahedron,1998,54,3
607)、LNAは安定な二重鎖を形成し、RNAからLNAへの構造変化は、
むしろ微妙である。それゆえ、適当な二本鎖LNA類は、ある種のDS−RNA
類の効果を模倣し、従って、PKR及び/または(2’−5’)オリゴアデニル
酸シンテターゼを活性化するようであり、LNAはそれ自体、ヌクレオチド鎖分
解性を表すことが証明されたので(Singh et al.Chem.Com
mun.1998,455)、DS−LNA分子は、DS−RNAに関して改善
された治療効果を表す可能性がある。 【0152】 本発明は、また、上記に定義された医薬として活性なL−リボ−LNA修飾オ
リゴヌクレオチド、または医薬として活性なL−リボ−LNA単量体を医薬とし
て許容される担体との組合せを含む医薬組成物に関する。 【0153】 そのような組成物は、経口、非経口(静脈内、腹腔内)、筋肉内、直腸内、鼻
内、皮内、膣内、口内、あるいは経肺投与に適応した型、好ましくは経口投与に
適した型であることができ、そしてそのような組成は、当業者によく知られた方
法、例えば「レミントンの薬事科学(Remington‘s Pharmac
eutical Sciences)、17版、Alfonso R.Genn
aro編、Mark Publishing Company,Easton,
PA,USA,1985」、更にその「最新版」、及び「医薬及び薬事科学(D
rugs and the Pharmaceutical Sciences
)シリーズ、Marcel Dekker」におけるモノグラフで調製すること
ができる。 【0154】 「診断」 いくつかの診断学及び分子生物学手順が、起こり得る突然変異の多血症の存在
を示す標的核酸を同時に分析するために、異なったオリゴヌクレオチドのパネル
を利用して開発された。典型的には、オリゴヌクレオチドパネルが、標的核酸中
の特定の突然変異の存在が、それをハイブリダイズするところの固体支持体上の
位置により発現されるように、固体支持体上に前以て決められたパターンに固定
化される。核酸の分析において、異なったオリゴヌクレオチドのパネルを成功裏
に使用するための一つの重要な前提条件は、単一の適用されたハイブリダイゼー
ション条件下で、特定の標的配列に全て特異的であることである。相補的な標的
配列に対する標準オリゴヌクレオチドの親和性及び特異性は、その配列及びサイ
ズに強く依存しているので、この判断基準は、従来実現することは困難であった
。 【0155】 更に、細胞が含有しているであろうRNAの種々の型を特徴付けるために、多
くの技術が開発された。評価の普通のアプローチは、核酸ハイブリダイゼーショ
ンであり、そのような技術の例は:in situハイブリダイゼーション、ド
ットブロットハイブリダイゼーション、逆ドットブロットハイブリダイゼーショ
ン、ノーザンハイブリダイゼーション、及び逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(rt
PCR)である。しばしば、これらの技術は、DNA及びRNAの両者を含有す
る試料で調製され、そして、しばしば、この事実は、DNAとRNAの間が適切
に識別されるようにプローブが存在していたならば、容易に避け得るアッセイに
おいて、問題を創り出している。このことは、種々の組織試料で行われるin
situハイブリダイゼーションにおいて、特に問題である。RNAに対して高
度に識別的なハイブリダイゼーションの性質では、α−L−リボ−LNAオリゴ
は、試料中でRNAと特異的にハイブリダイズするように設計することができ、
それによって、同じヌクレオチド配列で不適当なDNA類とのハイブリダイゼー
ションから得られる、誤った可能性のある結果が除かれる。 【0156】 好ましい実施態様において、それゆえ、L−リボ−LNA類は、プローブの親
和性及び/または特異性を増加する手段として、及び、相補配列に対する異なっ
たオリゴヌクレオチドの親和性を等しくする手段として、使用することができる
。本明細書中において開示したように、そのような親和性調節は、例えば、オリ
ゴヌクレオチド中で選択されたヌクレオシドを、類似の核酸塩基を担持するL−
リボ−LNAと置換することによって達成することができる。特に、これはα−
L−リボ−LNAオリゴヌクレオチドに応用される。 【0157】 別の好ましい実施態様において、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドの
高親和性及び特異性は、天然または合成核酸の配列特異的捕捉及び精製である。
一つの態様において、天然または合成核酸は、固体表面に固定化したL−リボ−
LNA修飾オリゴヌクレオチドと接触される。この場合、ハイブリダイゼーショ
ンと捕捉が同時に起こる。捕捉された核酸は、例えば、種々の周知技術の方法に
よって、表面において検出され、特徴付けられ、定量され、あるいは直接増幅さ
れ、または、それは、固定化された、修飾されたオリゴヌクレオチド及び捕捉さ
れた核酸を、例えば加熱あるいは低イオン強度のバッファーを用いて、脱ハイブ
リダイゼーション条件に付すことによって、そのような特徴づけ、あるいは増幅
が起こる前に、表面から遊離される。 【0158】 固体支持体は、広い範囲のポリマー材料、例えば、CPG(制御された多孔性
ガラス)、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネートまたはポリエチレ
ンから選択され、そして種々の形、例えば、チューブ、マイクロタイタープレー
ト、スティック、ビーズ、フィルターなどをとり得る。L−リボ−LNA修飾オ
リゴヌクレオチドは、その5’または3’末端を経由して(あるいは、5’また
は3’末端につながったリンカーの末端を経由して)、通常オリゴヌクレオチド
の固定化に採用されている種々の化学的あるいは光化学的方法によって、または
、例えば、固定化ストレプトアビジンに対するビオチン化L−リボ−LNA修飾
オリゴヌクレオチドの結合を経由する非共有結合によって、固体支持体に固定化
される。異なった個体支持体上での、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド
を固定化する1つの好ましい方法は、(WO96/31557)に記載されてい
るような、修飾オリゴヌクレオチドの5’−または3’−末端(リンカーを経由
していてもよい)に共有結合している光化学活性アントラキノンを用いた光化学
である。それゆえ、本発明は、また、LNA修飾オリゴヌクレオチドを担持する
表面を提供する。 【0159】 別の態様において、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドは、5’−また
は3’−末端のいずれかに共有結合でつながったリガンドを担持している。この
場合、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドは、溶液中で天然または合成核
酸に接触し、その後形成したハイブリッドは、リガンドに特異的に結合すること
のできる分子を担持する固体支持体上に捕捉される。 【0160】 更なる別の態様において、「鎖置換」を実行することのできるL−リボ−LN
A修飾オリゴヌクレオチドが、前以て変性することなしに、天然及び合成核酸の
捕捉において使用される。そのような修飾オリゴヌクレオチドは、安定な分子内
構造を急速に生成するために、正常オリゴヌクレオチドによるアクセスが困難ま
たは不可能な標的配列の場合において、特に有用である。そのような構造を含む
核酸の例は、rRNA、tRNA、snRNA及びscRNAである。 【0161】 別の好ましい態様において、高特異性を目的として設計されたL−リボ−LN
A修飾オリゴヌクレオチドは、核酸の配列におけるプライマーとして、及び、い
くつかのよく知られた増幅反応、例えばRCR反応、のいずれかにおけるプライ
マーとして使用される。ここに示すように、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレ
オチドの設計は、指数関数的または直線的な標的増幅を維持するかどうかを決定
する。増幅反応の産物は、正常DNAプライマーと共に生成した増幅産物の分析
に適用される、種々の方法によって分析することができる。L−リボ−LNA修
飾オリゴヌクレオチドプライマーが直線的増幅を維持するように設計されている
、特定の場合において、得られたアンプリコンは、変成することなく相補的プロ
ーブによって標的とされることのできる一本鎖末端を担持している。そのような
末端は、例えば、固体表面に結合した他の相補的L−リボ−LNA修飾オリゴヌ
クレオチドによるアンプリコンを捕捉するのに使用することができる。 【0162】 別の態様において、「鎖置換」を行うことのできるL−リボ−LNA修飾オリ
ゴは、直線的または指数関数的増幅反応のいずれかにおけるプライマーとして使
用される。そのようなオリゴの使用は、増幅反応の後の段階におけるアンプリコ
ン再ハイブリダイゼーションと効果的に競合することによって、全体のアンプリ
コン収率を増強することが期待される。Demersら(Nucl.Acid
Res.1995,23,3050−3055)は、PCR反応の総収率を増加
する手段として、高親和性、非伸張性オリゴの使用を開示している。オリゴマー
は、PCR反応の後段におけるアンプリコン再ハイブリダイゼーションを阻害す
ることによって、これらの効果をもたらすと信じられている。3’末端をブロッ
クされたL−リボ−LNA修飾オリゴは、同じ利点を提供するであろうことが期
待される。3’末端のブロックは、例えば、3’ヒドロキシル基を水素またはリ
ン酸と交換するような、多くの方法で達成することができる。そのような3’ブ
ロックL−リボ−LNA修飾オリゴは、また、Yuら(Biotechniqu
es,1997,23,714−716)により記載されたのと類似の方法にお
いて、密接に関連した核酸配列を選択的に増幅するのに使用することができる。 【0163】 近年、例えば、標的増幅反応によって生成したアンプリコンのリアルタイム検
出において使用することのできる、新しいクラスのプローブが発明された。その
ような新しいクラスのプローブの1つは、「分子ビーコン」と命名された。これ
らのプローブは、1つの末端には蛍光体(fluorophor)を、他の末端
には消去剤(quencher)分子を含む部分的自己相補性オリゴヌクレオチ
ドとして、合成される。溶液中で遊離しているとき、プローブは、蛍光シグナル
を消去するために蛍光体に充分に接近して消去剤が位置している、ヘアピン構造
内に(自己相補領域によってガイドされることによって)たたみ込まれている。
標的核酸にハイブリダイゼーションすると、ヘアピンが開いて、それによって、
蛍光体及び消去剤を分離し、そして蛍光シグナルを放出する。 【0164】 別のクラスのプローブは、「Taqmanプローブ」と命名された。これらの
プローブは、また、蛍光体と消去剤分子を含んでいる。しかしながら、分子ビー
コンとは違って、蛍光体から蛍光シグナルを消去する消去剤の能力は、プローブ
のハイブリダイゼーション後もその標的配列に維持されている。その代わり、5
’に位置するプライマーからTaqmanプローブの結合部位に合成を開始した
ポリメラーゼの5’エキソヌクレアーゼ活性の作用によって、プローブから、蛍
光シグナルが、消去剤または蛍光体のいずれかの物理的脱離により、ハイブリダ
イゼーション後に発生される。 【0165】 標的部位に対する高親和性は、プローブの両タイプにおいて重要な特徴であり
、従って、そのようなブローブは、かなり大きい(典型的には、30ないし40
mer)傾向がある。その結果、高品質のプローブの生産において、顕著な問題
に遭遇する。それゆえ、好ましい実施態様において、Taqmanプローブ及び
分子ビーコンのサイズを減らすものの必要な親和性を保持することによって、そ
れらの生産及びそれに続く実施を改善するのに、LNAが使われる。 【0166】 更なる態様において、L−リボ−LNA類は、新しい親和性対(全部または部
分的のいずれかに修飾されたオリゴヌクレオチド)を構成するのに使われる。親
和定数は、広い範囲にわたって、容易に調節することができ、非常に多くの親和
対が、設計され合成することができる。親和対の一部は、標準方法により関心の
ある分子(例えば、タンパク質、アンプリコン、酵素、多糖類、抗体、ハプテン
、ペプチド、PNAなど)に結合することができ、親和対の他の部分は、例えば
、ビーズ、膜、マイクロタイタープレート、スティック、チューブなどのような
固体支持体に結合することができる。固体支持体は、広い範囲のポリマー材料、
例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネ−トあるいはポリエチレ
ンから選ぶことができる。親和対は、上記した多様な標的分子の選択的単離、精
製、捕捉及び検出において使用することができる。 【0167】 別の相補的L−リボ−LNAオリゴヌクレオチド(全部または一部修飾のいず
れか)との反応によって、L−リボ−LNA標識分子を捕捉する原理は、新規な
親和対の無限の数を創製するために使用することができる。 【0168】 別の好ましい実施態様において、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドの
高親和性及び特異性は、in situハイブリダイゼーションに有用なプロー
ブの構築において利用される。例えば、L−リボ−LNAは、従来のDNAプロ
ーブのサイズを減らすものの、必要な親和性は維持して、それによってプローブ
の反応速度及び試料標本の透過性能を増加するのに使用することができる。 【0169】 「精製」 本発明の別の実施態様は、L−リボ−LNAオリゴヌクレオチド、特に、α−
L−リボ−LNAオリゴヌクレオチドのRNAに特異的な精製操作における使用
である。原核細胞、真核細胞または複雑な生物試料から核酸を単離するのに従来
から採用されている方法は、フェノールやクロロホルムのような有機溶媒を使用
している。典型的には、これらの核酸の単離は、プロテアーゼで行われる試料の
酵素的消化に始まり、次いでイオン界面活性剤を用いた細胞溶解、そしてフェノ
ールまたはフェノール/クロロホルムの組合せ抽出である。有機及び水層を分離
し、水層に分配された核酸をアルコール沈殿により回収する。しかしながら、フ
ェノール/クロロホルム混合物は、ヒトの皮膚に腐食性であり、有害な廃棄物と
考えられ、注意深く取り扱い、適切に廃棄されなければならない。加えて、フェ
ノール/クロロホルム法を用いた標準的な抽出は、RNAとDNAの混合物とな
る。それゆえに、RNAとDNAの間を識別し、それによって純粋なRNAの試
料を得る、α−L−リボ−LNAの性能を利用して単離した核酸を調製すること
は優れている。 【0170】 「キット」 本発明は、また、天然または合成核酸の単離、精製、増幅、検出、同定、定量
、あるいは捕捉用のキットであって、反応体、及び、ここに定義した、1つまた
はそれ以上のL−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)を含むキ
ットを提供する。L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドは、好ましくは、該
反応体上に固定化されている。 【0171】 本発明は、また、天然または合成核酸の単離、精製、増幅、検出、同定、定量
、あるいは捕捉用のキットであって、反応体、及び、ここに定義した、1つまた
はそれ以上のL−リボ−LNA類を含むキットを提供する。L−リボ−LNA類
は、好ましくは、該反応体上に(例えば、上記した固定化技術を使用することに
よって)固定化されている。 【0172】 本発明に記載のキットに対して、反応体は、好ましくは、固体支持物質、例え
ば、ホウケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、ポリスチレン、ポリカーボネート
、ポリプロピレン、ポリエチレン、テレフタル酸ポリエチレングリコール、ポリ
酢酸ビニル、ポリビニルピロリジノン、ポリメタクリル酸メチル及びポリ塩化ビ
ニルから選択され、好ましくはポリスチレン及びポリカーボネートである。反応
体は、標本チューブ、バイアル、スライド、シート、フィルム、ビーズ、ペレッ
ト、ディスク、プレート、リング、ロッド、ネット、フィルター、トレイ、マイ
クロタイタープレート、スティック、または多葉片スティックの型である。 【0173】 キットは、典型的には、キットの使用につき最適条件を記述した使用説明書が
付随している。 【0174】 【実施例】 「概要」 反応は、無水溶媒を用いる場合は窒素雰囲気下で実施した。カラムクロマトグ
ラフィーは、シリカゲル60(0.040〜0.063mm)を充填したガラス
カラムを用いて行った。カラムクロマトグラフィーの後、生成物を含んだ画分を
集め、減圧下で蒸発乾固し、更に真空乾燥して生成物を得た。有機相をNa2S
O4で乾燥した後、濾過を行った。蒸留範囲が60〜80℃の石油エーテルを用
いた。1H及び13CのNMRにおける化学シフト値δは、内部標準物質テトラ
メチルシランと比較して、同様に31PのNMRでは85%H3PO4と比較し
て、ppmで示した。微量分析は、「The Microanalytical
Laboratory, Department of Chemistry
, University of Copenhagen」で実施した。 【0175】 以下の具体的な記載に加えて、図1〜4及び表1〜3を示す。 【0176】 「L−リボ−LNAモノマーの合成」 実施例1 5−O−ベンゾイル−4−C−ベンゾイルオキシメチル−3−O−ベンジル−1
,2−O−イソプロピリデン−α−D-グルコフラノース(2) 3−O−ベンジル−4−C−ヒドロキシメチル−1,2−イソプロピリデン
−α−D−グルコフラノース(1)(5.00g、0.035mol)の無水ピ
リジン(60cm3)溶液中に、氷冷、撹拌下で塩化ベンゾイル(4.1cm3
、0.035mol)を加えた。室温で4時間撹拌した後、反応混合物を0℃に
冷却し、H2O(50cm3)を加え、その混合物をジクロルメタン(100c
m3x3)で抽出した。有機相を集め炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液(30c
m3x3)及びブライン(20cm3x3)で洗浄し、乾燥(Na2SO4)し、
減圧下で蒸発乾固した。残留物を、溶離液として最初は石油エーテル/ジクロル
メタン(容量比1:1)、次いでジクロルメタン/メタノール(容量比99:1
)を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、溶媒を減圧
下で蒸発させて、黄色油状物としてフラノース2(7.50g,90%)を得た
。 δH (CDCl3)8.02−7.23(15H,m)、6.08(1H,d,
J4.2)、4.81−4.50(7H,m)、4.22(1H,d,J1.0
)、1.59(3H,s)、1.37(3H,s)。 δC (CDCl3)166.1、165.8、136.7、133.1、13
3.0、129.9、129.7、129.6、129.5、128.5、12
8.4、128.3、128.0、127.9、113.3、105.4、86
.4、85.1、83.8、72.3、64.3、63.8、27.0、26.
4。 FAB−MS m/z521[M+H]+。 実測値(%)C:69.1;H:5.9;C30H32O8 計算値C:69.2;H:6.2。 【0177】 実施例2 5−O−ベンゾイル−4−C−ベンゾイルオキシメチル−3−O−ベンジル−1
,2−ジ−O−アセチル−D−グルコフラノース(3) フラノース2(7.40g、0.014mol)の80%酢酸溶液(60cm3
)を、90℃で9時間撹拌した。混合物を減圧下で蒸発乾固し、残留物をトルエ
ン(10cm3x3)で共蒸発させ、無水ピリジン(80cm3)に溶解した。
無水酢酸(5.5cm3)を加え、その溶液を室温で46時間撹拌した。混合物
を減圧下で蒸発乾固し、残留物をトルエン(10cm3x3)で共蒸発させ、ジ
クロルメタン(150cm3)に溶解した。その溶液を炭酸水素ナトリウムの飽
和水溶液(30cm3x3)及びブライン(30cm3x3)で洗浄した。次い
で乾燥(Na2SO4)し、減圧下で濃縮した。残留物を、溶離液として最初は石
油エーテル/ジクロルメタン(容量1:1)、次にジクロルメタン/メタノール
(容量99:1)を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製
し、減圧下で溶媒を蒸発して、透明の油状物としてアノマー混合物3(α:β=
3:1、7.33g、92%)を得た。この油状物は更なる精製を行わずに次工
程にて使用した。 δC (CDCl3)169.4、169.0、165.8、165.6、13
7.0、133.2、133.1、133.0、129.6、129.5、12
9.2、128.3、127.8、127.7、127.4、99.4、92.
3、87.0、83.2、82.2、80.7、77.4、76.9、76.3
、73.2、72.4、20.9、20.8、20.6、20.3。 FAB−MS m/z562[M]+。 【0178】 実施例3 1−(2−O−アセチル−5−O−ベンゾイル−4−C−ベンゾイルオキシメチ
ル−3−O−β−D−キシロフラノシル)チミン(4) アノマー混合物3(7.26g,0.013mol)及びチミン(3.25g
,0.028mol)の無水アセトニトリル(80cm3)懸濁液に、撹拌下で
N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド(19.1cm3,0.077m
ol)を加えた。その反応混合物を60℃で1時間撹拌し、次いで0℃に冷却し
た。その溶液にトリメチルシリルトリフラート(4.1cm3,0.023mo
l) を10分かけて滴下しながら加え、次に、その混合物を環流下で22時間
加熱した。室温に冷却後、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液(30cm3)を加
え、ジクロルメタン(100cm3x3)で抽出を行った。有機相を集め炭酸水
素ナトリウムの飽和水溶液(30cm3x3)及びブライン(50cm3x3)
で洗浄し、乾燥(Na2SO4)し、そして減圧下で濃縮した。残留物を、溶離液
として、ジクロルメタン/メタノール(メタノール0.5〜2.0%、容量比)
を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、減圧下で溶媒
を蒸発させて、白色の固形物として、ヌクレオシド4(6.88g,85%)を
得た。 δH (CDCl3)8.97(1H,br s)、8.04−7.23(16H
,m)、6.37(1H,d,J3.6)、5.42(1H,t,J3.1)、
4.89−4.56(6H,m)、4.22(1H,d,J2.6)、2.13
(3H,s)、1.74(1H,d、J0.8)。 δC (CDCl3)166.9、166.0、165.7、163.4、15
0.4、136.2、135.2、133.5、133.4、129.8、12
9.7、129.6、129.5、129.0、128.6、128.4、12
8.2、112.0、87.4、86.0、81.3、80.3、72.6、6
3.1、62.9、20.8、12.3。 FAB−MS m/z629[M+H]+。 実測値(%)C:64.4%;H:4.9%;N:4.4%、 C34H32N2O100.25H2O 計算値C:64.5%;H:5.1%;N:4.4%。 【0179】 実施例4 1−(3−O-ベンジル−4−C−ヒドロキシメチル−β−D−キシロフラノシ
ル)チミン(5) ヌクレオシド4(9.00g、0.014mol)のメタノール(130c
m3)溶液に、撹拌下ナトリウムメトキシド(3.87g、0.0716mol
)を加えた。反応混合物を室温で4時間撹拌し、次いで希釈塩酸で中和した。そ
の混合物を減圧下で蒸発乾固し、その後トルエン(15cm3x3)を用いて共
蒸発を行った。残留物を、溶離液としてジクロルメタン/メタノール(メタノー
ル4〜15%、容量比)を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィー
で精製し、減圧下で溶媒を蒸発させた後、白色の固形物として、ヌクレオシドト
リオール5(4.82g、89%)を得た。 δH (CD3OD)7.89(1H,d,J1.2)、7.40−7.24(5
H,m)、5.97(1H,d,J6.2)、4.83−4.65(2H,m)
、4.53(1H,t,J6.2)、4.21(1H,d,J6.2)、3.8
4(1H,d,J12.0)、3.63(1H,d,J12.0)、3.59(
2H,d,J2.6)、1.82(1H,d,J1.1)。 δC (CD3OD)164.4、150.9、137.5、136.6、12
7.5、127.0、126.9、109.8、86.7、86.4、82.8
、78.0、72.1、62.3、61.1、10.5(CH3)。 FAB−MS m/z379[M+H]+。 実測値C:56.2%;H:6.0%;N:7.0%、 C18H22N2O70.25H2O 計算値:C:56.5%;H:5.9%,N:7.3%。 【0180】 実施例5 1−(3−O−ベンジル−4−C−(4,4’−ジメトキシトリチロキシメチル
)−β−D−キシロフラノシル)チミン(6) ヌクレオシド、1−(3−O−ベンジル−4−C−ヒドロキシメチル−β−
D−キシロフラノシル)チミン5(5.38g、14.2mmol)の無水テト
ラヒドロフラン(400cm3)溶液に、AgNO3(2.66g、15.7m
mol)、続いて無水ピリジン(5.7cm3)及び4,4’−ジメトキシトリ
チルクロリド(5.30g、15.6mmol)を加えた。その混合物を窒素雰
囲気下、暗所、室温にて18時間撹拌した。反応を炭酸水素ナトリウムの飽和水
溶液(10cm3)を加えて停止し、得られた混合物をジクロルメタンで抽出し
た。有機相を集め、減圧下で蒸発乾固し、残留物をトルエンで共蒸発させ、溶離
液として、ジクロルメタン/メタノール/ピリジン(メタノール0.5%;ピリ
ジン0.5%、容量比)を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィー
で精製し、溶媒を蒸発させた後、白色泡状体としてヌクレオシド6(3.13g
、31%)を得た。 δC((CD3)2SO)164.1(C−4)、158.4、145.1
、138.5、137.0、135.9、135.7、130.1、130.1
、129.2、128.5、128.5、128.2、128.1、127.7
、127.6、127.0、125.7、113.5(DMT,ベンジル,C−
6)、151.4(C−2)、110.1(C−5)、85.8、85.2、8
4.6、83.5(C−1’,C−3’,C−4’,DMT)、76.8(C−2
’)、72.3(CH2Ph)、65.2(C−5”)、62.1(C−5’)
、55.4(2xCH3O)、12.6(5−CH3)。 【0181】 実施例6 1−(3−O−ベンジル−4−C−(4,4’−ジメトキシトリチロキシメチル
)−2,5−ジ−O−(p−トルエンスルホニル)−β−D−キシロフラノシル
)チミン(7) ヌクレオシド6(2.79g、3.9mmol)の無水ピリジン(50cm
3)溶液に、触媒量の4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン及びp−トルエ
ンスルホニルクロリド(6.50g、34mmol)を加えた。その混合物を窒
素雰囲気下、暗所、室温で24時間撹拌した。反応を炭酸水素ナトリウムの飽和
水溶液(100cm3)を加えて停止し、得られた混合物をジクロルメタンで抽
出した。有機相を集め炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液(3x75cm3)及び
塩化ナトリウム(2x75cm3)溶液で洗浄した。分離した有機相を乾燥(N
a2SO4)し、減圧下で蒸発乾固した。残留物を、溶離液としてジクロルメタ
ン/メタノール/ピリジン(メタノール0.5%;ピリジン0.5%、容量比)
を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、溶剤を蒸発さ
せた後、黄色の泡状体としてヌクレオシド7(2.40g、62%)を得た。 δC((CD3)2SO)163.2(C−4)、158.2、145.9、1
45.1、144.3、136.8、135.0、134.9、134.8、1
31.8、131.6、130.2、130.0、129.7、128.2、1
27.9、127.8、127.6、127.5、127.5、127.4、1
26.8、113.3(DMT,C−6,2xTs,ベンジル)、150.2(
C−2)、110.8(C−5)、95.0、86.2(DMT,C−4’)、
82.2、81.9(C−1’,C−2’)、81.2(C−3’)、72.9(
CH2Ph)、79(C−5”),64(C−5’)、55.1(2xCH3O
)、21.2、21.2(2xCH3)、12.0(5−CH3)。 【0182】 実施例7 (1R,3R,4S,7R)−7−ベンジルオキシ−1−(4,4’−ジメトキ
シトリチロキシメチル)−3−(チミン−1−イル)−2,5−ジオキサビシク
ロ[2.2.1]ヘプタン(8) ヌクレオシド7(3.87g、3.92mmol)を含むエタノールとH2
Oの混合溶液(容量比1:1)に、NaOH(2M,8cm3)水溶液を加えた
。次いでその混合物を環流下で24時間加熱した。冷却後、ジクロルメタンで抽
出した。有機相を集め炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液(2x75cm3)で洗
浄し、減圧下で蒸発乾固した。残留物を、溶離液としてジクロルメタン/メタノ
ール/ピリジン(メタノール0.5%;ピリジン0.5%、容量比)を使用して
、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、溶媒を蒸発させた後、白
色の泡状体としてヌクレオシド8(2.10g、81%)を得た。δC(CD3
)2SO)163.8(C−4)、158.2、158.1、144.7、13
7.7、135.9、135.2、135.1、129.8、129.7、12
8.3、127.9、127.7、127.7、127.4、126.7、11
3.35(DMT,ベンジル,C−6)、150.3(C−2)、108.1(
C−5)、88.4、85.5(C−4’,DMT)、86.4(C−1’)、7
9.5(C−2’)、76.3(C−3’)、72.6(C−5’)、71.2
(CH2Ph)、58.9(C−5”)、55.1(2xCH3O)、12.4
(5−CH3)。 【0183】 実施例8 (1R,3R,4S,7R)−1−(4,4’−ジメトキシトリチロキシメチル
)−7−ヒドロキシ−3−(チミン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[
2.2.1]ヘプタン(9) ヌクレオシド8(1.09g、1.65mmol)のエタノール(30cm
3)溶液に蟻酸アンモニウム(0.33g、5.29mmol)を加えた。その
溶液に触媒量のPd/Cを分散したメタノール(10cm3)を加え、その混合
物を環流下で2時間加熱した。室温に冷却後、その混合物を減圧下で蒸発乾固し
た。残留物を、溶離液として、容量比で2%メタノールと0.5%ピリジンを含
有するジクロルメタン/メタノール/ピリジン(メタノール2%;ピリジン0.
5%、容量比)を使用して、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し
、溶媒を蒸発させた後、白色固形物としてヌクレオシド9(0.76g、80%
)を得た。 δC((CD3)2SO)163.9(C−4)、158.2、144.8、1
35.8、135.4、135.3、129.8、127.9、127.7、1
26.8、113.3(DMT、C−6)、150.4(C−2)、108.0
(C−5)、89.2、85.4(C−4’,DMT)、86.4(C−1’)、
78.9(C−2’)、72.9(C−3’)、72.3(C−5’)、59.
9(C−5”)、55.1(2xCH3O)、12.5(5−CH3)。 【0184】 実施例9 (1R,3R,4S,7R)−7−(2−シアノエトキシ(ジイソプロピルアミ
ノ)ホスフィノキシ)−1−(4,4’−ジメトキシトリチロキシメチル)−3
−(チミン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン(
10) ヌクレオシド9(420mg、0.73mmol)の無水ジクロルメタン(4
cm3) 溶液中にN,N−ジイソプロピルエチルアミン(0.4cm3)及び
2−シアノエチルN,N’−ジイソプロピルホスホルアミドクロリダイト(0.
4cm3)を加えた。その混合物を窒素雰囲気下、暗所、室温にて18時間撹拌
した。反応をメタノールを添加して停止し、その混合物を酢酸エチル(10cm
3)で希釈し、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液(3x10cm3)及び塩化ナ
トリウム(2x10cm3)溶液で洗浄し、減圧下で蒸発乾固した。残留物を無
水アセトニトリルで共蒸発させ、溶離液として石油エーテル/酢酸エチル/ピリ
ジン(酢酸エチル30〜40%;ピリジン0.2%、容量比)を使用して、シリ
カゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、油状物を得た。この油状物をジ
クロルメタン(1cm3)に溶解し、−40℃で激しく撹拌して石油エーテル(
20cm3)から生成物を沈殿した。沈殿物を濾過して採取し、無水アセトニト
リルで共蒸発して、白色の泡状体として、ヌクレオシド10 (117mg、2
1%)を得た。 δP(CH3CN)149.9、149.3。 【0185】 「LNAオリゴヌクレオチドの調製」 実施例10 未修飾のオリゴヌクレオチド及びホスホロアミダイト10(式X)から誘導され
たL−リボ−LNAを含むオリゴヌクレオチドの合成 Biosearch 8750 DNA合成装置を使用してL−リボ−LNA及
び標準のオリゴヌクレオチドを調製した。アミダイト10のカップリングを 「
ハンドカップリング(hand coupling)」(シリンジ中でアセトニ
トリル中のアミダイト及び活性剤を予備混合し、次いで、適用するカップリング
時間を通じて、約1分間に2回づつカラム反応器をフラッシングする;CPG固
形担体)により実施した。L−リボ−LNA類の合成は、活性剤としてピリジン
塩酸塩を使用して行われた(カップリング時間10〜30分;逐次カップリング
でのアミダイト10の収率は96〜99%であった)。未修飾の2’−デオキシ
ヌクレオシド2−シアノエチルN,N−ジイソプロピルホスホルアミダイトを、
合成装置の標準DNAプログラムを使用してカップリングした。ただし、カップ
リングは、合成装置のRNAプログラムに従って行われるXモノマーの直後に行
った。一連の操作の完了後、5’−O−DMT−ONオリゴ体を濃アンモニアメ
タノール溶液中 (32%(重量比)、室温、12時間)で脱保護し、続いて,逆
相クロマトグラフィー(商業的に入手可能な使い捨て式のカートリッジ(Cru
achem);脱トリチル化を含む方法)を用いて精製し、最終的なオリゴマー
生成物を得た。しかしながら、未修飾のオリゴヌクレオチド及びただひとつのX
モノマ−を1個のみ含むL−リボ−LNAについては、一連の操作の完了後直ち
に、合成装置で5’−O−DMT基を取り外した。続いて、濃アンモニアメタノ
ール (32%(重量比)、55℃、12時間)で処理し、エタノールで沈殿して
オリゴマー生成物を得た。合成したL−リボ−LNA類の純度分析は、キャピラ
リーゲル電気泳動を用いて行った。 【0186】 「ハイブリダイゼーション・データ」 実施例11 モノマーXを含むオリゴヌクレオチドの熱安定性 L−リボ−LNAで修飾されたオリゴヌクレオチドの熱安定性は、温度制御さ
れたペルチエ素子を備えた分光器を用いて、分光分析で定量した。1mlのハイ
ブリダイゼーション混合物を、中性塩のバッファー溶液(10mM−Na2HP
O4、pH7.0、100mM−NaCl、0.1m−MEDTA)及び等モル
量(1μMまたは1.5μM)の異なるL−リボ−LNAで修飾されたオリゴヌ
クレオチドとそれらの相補DNAまたはRNAオリゴヌクレオチドを使って調製
した。未修飾のオリゴヌクレオチドを使用した同一のハイブリダイゼーション混
合物を参照として調整した。温度を10℃から90℃まで直線的に昇温(1℃/
min)しながら、260nmにおける吸光度を記録した。溶融温度(Tm値)
を溶融曲線の1次微分の最大値(±1℃)として得た。結果をまとめて表1〜3
に示す(L−リボ−LNA類は太文字)。図2に、使用した単体のL−リボーLN
Aを示す。 【0187】 表1から、一つまたはそれ以上の連続したα−L−リボ−LNAモノマーXの
、オリゴヌクレオチドの配列(A)及び(B)への取り込みは、α−L−リボ−
LNA類の相補DNAに対する結合親和性を変えず、一方で、相補RNAに対す
る結合親和性を大きく増加させていることが分かる。 【0188】 表2は、RNA(γA14)、一つだけミスマッチのRNA(5’γ(A6C
A7))、鏡像異性体RNA(ent−γA14)及び一つだけミスマッチの鏡
像異性体RNA(ent−5’−γ(A6CA7))に対する、ホモチミンの光
学異性体であるLNA類の結合に関する検討結果を示す。 【0189】 表3は、混合配列の9量体DNA、LNA及びα−リボ−LNAの結合に関す
る検討結果を示す。 【0190】 「代替方法」 実施例12 1−(3−O−ベンジル−2,5−ジ−O−メタンスルホニル−4−C−メタン
スルホニルオキシメチル−β−D−シクロフラノシル)チミン(11) ヌクレオシド5(1100mg、2.91mmol)の無水テトラヒドロフラ
ン(20cm3)溶液に、無水ピリジン(5cm3)、次いでメタンスルホニルク
ロリド(1.2ml、15.5mmol)を加えた。その混合物を、窒素雰囲気
下、室温で18時間撹拌した。反応混合物を減圧下で蒸発乾固し、酢酸エチルに
溶解した。有機相を炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液(3x10cm3)で洗浄
し、次いで乾燥(Na2SO4)した。有機相を減圧下で蒸発乾固した。残留物
を、溶離液としてジクロルメタン/メタノール(メタノール2%、容量比)を用
いて、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、ヌクレオシド11(
908mg、51%)を得た。 δC(CDCl3)163.3、150.6、135.6、 134.6、12
8.7、128.3、112.2、87.9、85.0、83.1、80.9、
77.2、76.9、76.6、73.3、66.6、66.2、 38.6、
37.6、37.6、12.2。 【0191】 実施例13 (1R,3R,4S,7R)−1−(ヒドロキシメチル)−7−ベンゾイル−3
−(チミン−1−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン(
12) ヌクレオシド11(329mg、0.54mmol)のエタノール/水(10
cm3、容量比1:1)溶液に6MのNaOH水溶液(0.9ml、5.4mm
ol)を加えた。混合物を80℃で43時間還流し、次いで、減圧下で蒸発乾固
した。残留物を、溶離液としてジクロルメタン/メタノール(メタノール2.4
%、容量比)を用いて、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィーで精製し、ヌ
クレオシド12(85mg、44%)を得た。 δC((CD3)2SO)163.8、150.3、138.0、135.8、
128.3、127.7、127.5、108.0、90.2、86.5、86
.4、79.3、76.5、72.5、71.2、57.2、40.2、40.
0、39.8、39.6、39.4、39.2、39.0、12.3。 【0192】 実施例14 ヌクレオシド12からヌクレオシド8の合成 ヌクレオシド12の第1級水酸基を標準DMTで保護することにより(例えば
、ヌクレオシド5の第1級水酸基をDMTで保護して、ヌクレオシド6を調製す
るのと同じ手順を用いて)ヌクレオシド8を得た。ヌクレオシド8は、α−L−
リボ−LNAヌクレオシドのホスホルアミダイト誘導体10の合成に用いること
が可能である(図2及び関連した実施例を参照)。 【0193】 実施例15 9−(2−O−アセチル−5−O−ベンゾイル−4−C−(ベンゾイルオキシメ
チル)−3−O−ベンジル−α−L−リボフラノシル)−6−N−ベンゾイルア
デニン(14) 無水アセトニトリル(30ml)に糖3(2.05g)を溶解した。N−6−
ベンゾルアデニン(1.86g)、次いでSnCl4(1.3ml)を加えた。そ
の混合物を室温で3.7時間撹拌し、そこに中性になるまでNaHCO3の飽和
水溶液を加えた。セライトで濾過した後、濾液をNaHCO3の飽和水溶液(3
x150ml)続いて水(2x150ml)で洗い、乾燥(Na2SO4)し、
減圧下で蒸発乾固した。残留物を、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィー(
40〜60%のNaOAcを含む石油エーテル)で精製し、完全に保護されたヌ
クレオシド中間体(1.40g、収率52%)を得た。この中間体(1.29g)
をメタノール(35ml)に溶解し、NH3の飽和メタノール溶液(35ml)
を加えた。0℃で2.3時間撹拌した後、混合物を減圧下で蒸発乾固した。残留
物を、シリカゲル・カラム・クロマトグラフィー(1%のメタノールを含むジク
ロルメタン)で精製し、無水ジクロルメタン(40ml)に溶解した中間体を得
た。−50℃に冷却後、無水ピリジン(3ml)をトリフルオロメタンスルホン酸
無水物(0.65ml)と共に加えた。50分撹拌後、トリフルオロメタンスル
ホン酸無水物(0.65ml)を追加し、更に−10℃で1時間撹拌を続けた。
ジクロルメタン(100ml)を加え、NaHCO3の飽和水溶液(3x100m
l)で洗浄を行った。分離した有機相を乾燥(Na2SO4)し、減圧下で蒸発
乾固して中間体を得た。この中間体をトルエンに(20ml)に溶解し、KOA
c(0.85g)及び18−クラウン−6(0.92g)を加えた。得られた混
合物を80℃で7時間撹拌し、次いで、減圧下で蒸発乾固して残留物を得た。そ
の残留物をシリカゲル・カラム・クロマトグラフィー(0〜1.5%のメタノー
ルを含むジクロルメタン)で精製し、ヌクレオシド14(1.1g、3ステップ
通算で84%)を得た。 δC(CDCl3)168.8、165.8、142.7、136.0、133
.5、133.3、132.7、129.6、129.6、128.8、128
.6、128.5、128.4、128.4、128.1、127.8、83.
8、82.2、78.4、74.3、70.8、64.8、63.4、 20.
5。 FAB−MS(m/z)742.0[M+H]+。 【0194】 実施例16 (1R,3R,4S,7R)−7−ベンゾイルオキシ−1−ヒドロキシメチル−
3−(N−6−ベンゾイルアデニン−9−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[
2.2.1]ヘプタン(15) NH3の飽和メタノール溶液(200ml)にヌクレオシド14(3.05g
)を溶解し、室温で4日間撹拌し、次いで33%NH3水溶液(60ml)を加え
て、更に4時間撹拌を続けた。その混合物を減圧下で蒸発乾固して中間体を得、
それを無水ピリジン(100ml)に溶解した。TMSCl(7.8ml)を加え
、室温で5時間撹拌を続けた。0℃に冷却後、塩化ベンゾイル(2.4ml)を
加え、室温で、16時間撹拌を続けた。H2O(50ml)を加え、続いて5分
後に、NH3の25%水溶液(25ml)を加えた。室温で20分撹拌後、混合
物を減圧下で蒸発乾固した。残留物をシリカゲル・カラム・クロマトグラフィー
(メタノールを2〜5%含有するジクロルメタン)で精製し、中間体(1.76
g、2ステップ通算で87%)を得た。この中間体(326mg)を無水ピリジ
ン(50ml)に溶解し、メシルクロリド(0.11ml)を0℃で撹拌しなが
ら加えた。2時間撹拌後、H2O(5ml)を加え、減圧蒸留を行って混合物の
容量を約50%まで減少させた。ジクロルメタン(100ml)を加え、洗浄を
NaHCO3の飽和水溶液(3x20ml)で行った。有機相を乾燥(Na2S
O4)し、減圧下で蒸発乾固した。その残留物を、シリカゲル・カラム・クロマ
トグラフィー(2〜4%のメタノールを含むジクロルメタン)で精製し、中間体
(284mg)を得た。この中間体(354mg)を、ジオキサン(15ml)、
H2O(15ml)及び2MのNaOH(5.5ml)の混合液に溶解した。環流
下に72時間撹拌した後、HClの7%(重量比)ジオキサン溶液を中性になる
まで加えた。洗浄をNaHCO3の飽和水溶液(2x100ml)で行い、有機
相を乾燥(Na2SO4)し、減圧下で蒸発乾固した。その残留物をシリカゲル
・カラム・クロマトグラフィー(0〜4%のメタノールを含むジクロルメタン)
で精製し、二環式のヌクレオシド15(24mg)を得た。 δC((CD3)2SO)156.0、 152.6、149.4、138.8
、138.0、128.3、127.7、 127.5、118.3、89.7
、83.9、79.7、77.0、73.0、 71.2、57.2。 δH((CD3)2SO)8.38(1H,s)、8.14(1H,s)、7.
40−7.30(7H,m)、6.37(1H,s)、5.06(1H,t,J
5.8Hz)、4.73−4.66(3H,m)、4.46(1H,s)、4.
15(1H,d,J8.4Hz)、4.04(1H,d,J8.2Hz)、3.
75(2H,d,J5.7Hz)。 【0195】 実施例17 (1R,3R,4S,7R)−7−(2−シアノエチル(ジイソプロピルアミノ
)ホスフィノキシ)−1−(4,4’−ジメトキシトリチルオキシメチル−3−
(6−N−ベンゾイルアデニン−9−イル)−2,5−ジオキサビシクロ[2.
2.1]ヘプタン(16) されたヌクレオシド15をDMTで保護した後、脱ベンジル化および3’−O
−亜リン酸エステル化することで、ホスホルアミダイト誘導体16が得られると
期待される。ヌクレオシド15から16を得る他の可能なルートは、15の脱ベ
ンジル化と、それに続く第1級水酸基の選択的なDMT保護及び偶発的な3’−
O−亜リン酸エステル化である。この実施例に概説する反応は、標準の手順で行
われる(例えば、Koshkin,A.A.,Singh,S.K.,Niei
sen,P.,Rajwanshi,V.K.,Kumar,R.,Meldg
aard,M.,Olsen,C.E.,Wengel,J.Tetrahed
ron 1998,54,3607を参照)。 【0196】 【表1】 【0197】 【表2】 【0198】 【表3】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 一般式Iの少なくとも1つのヌクレオシド類縁体を含むオリ
ゴマー、並びに、その塩基性塩及び酸付加塩: 【化1】 (式中、Xは、−O−、−S−、−N(RN*)−、−C(R6R6*)−で
あり; Bは、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−4アルコキシ、任意に置換
されたC1−4アルキル、任意に置換されたC1−4アシルオキシ、核酸塩基、
DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレー
ト基、レポーター基、及びリガンドであり; Pは、次の単量体へのヌクレオシド間の結合のためのラジカルな位置、または
5’末端基を表し、そのようなヌクレオシド間結合または5’末端基は、所望に
より置換基R5を包含していてもよく、または置換基R5*を等しく有していて
もよく; P*は、前の単量体へのヌクレオシド間の結合、または3’末端基を表し; R2*及びR4*は、−C(RaRb)−、−C(Ra)=C(Ra)−、−
C(Ra)=N−、−O−、−Si(Ra)2−、−S−、−SO2−、−N(
Ra)−及び>C=Zから選択された1〜4基/原子からなるビラジカルを表し
;ここでZは、−O−、−S−及びN(Ra)−から選択され、そしてRa及び
Rbの各々は、独立に、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に
置換されたC2−12−アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル
、ヒドロキシ、C1−12−アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カル
ボキシ、C1−12−アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル
、ホルミル、アリール、アリールオキシ−カルボニル、アリールオキシ、アリー
ルカルボニル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ−カルボニル、ヘテロア
リールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6ア
ルキル)−アミノ、カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ
−カルボニル、アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、モノ−及びジ(
C1−6アルキル)アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、C1−6ア
ルキル−カルボニルアミノ、カルバミド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホ
ノ、C1−6アルキルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1 −6 アルキルチオ、ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基
、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから選択され、
ここで、アル−ル及びヘテロアリールは所望により置換され、そして、ここで、
2つのジェミナル置換基Ra及びRbは、共に、任意に置換されたメチレンオレ
フィン(=CH2)を表すこともでき; 存在する、置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R6及びR6*の各
々は、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に置換されたC2− 12 −アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル、ヒドロキシ、C 1−12 −アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−1 2 −アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル、ホルミル、アリ
ール、アリールオキシ−カルボニル、アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘ
テロアリール、ヘテロアリールオキシ−カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘ
テロアリールカルボニル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ
、カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ−カルボニル、ア
ミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、モノ−及びジ(C1−6アルキル
)アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、C1−6アルキル−カルボニ
ルアミノ、カルバミド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホノ、C1−6アル
キルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1−6アルキルチオ
、ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性
な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから独立に選択され、ここにおい
て、アリール及びヘテロアリールは置換されていてもよく、そして、ここにおい
て、2つのジェミナル置換基は、共に、オキソ、チオキソ、イミノ、または任意
に置換されたメチレンを表し、または共に、1〜5炭素原子のアルキレン鎖から
なるスピロビラジカルを形成することもでき、このアルキレン鎖は、−O−、−
S−及び(NRN)−から選択された1またはそれ以上のヘテロ原子/基によっ
て中断及び/または停止していてもよく、ここで、RNは水素及びC1−4アル
キルから選択され、そして、ここで、2つの隣接した(非ジェミナル)置換基は
、二重結合となる付加的結合を表し;そして、RNは、存在するときは、水素及
びC1−4アルキルから選択される。) 【請求項2】 一般式IのL−リボ−LNA(類)の1〜10000、及び
天然由来のヌクレオシド及びヌクレオシド類縁体から選択された0〜10000
のヌクレオシドを含み、但し、ヌクレオシドの数、及びL−リボ−LNA(類)
の数の和は、例えば2〜15000の範囲内で、少なくとも2、好ましくは少な
くとも3である、請求項1に記載のオリゴマー。 【請求項3】 少なくとも1つのL−リボ−LNAが、置換基Bとして核酸
塩基を含む請求項2に記載のオリゴマー。 【請求項4】 オリゴヌクレオチドが、少なくとも7、好ましくは少なくと
も9、特に少なくとも11、特別には少なくとも13の連続的なL−リボ−LN
A単量体を含む、請求項2に記載のオリゴマー。 【請求項5】 オリゴマーの全てのヌクレオシド単量体がL−リボ−LNA
である、請求項2に記載のオリゴマー。 【請求項6】 L−リボ−LNA(類)が、下記の式Iaを有する請求項1
〜5のいずれかに記載のオリゴマー。 【化2】 (式中、P、P*、B、X、R1*、R2、R2*、R3*、R4*、R5及
びR5*は請求項1において定義された通りである。) 【請求項7】 Xが−(CR6R6*)−、−O−、−S−及びN(RN* )−、好ましくは−O−、−S−及びN(RN*)−、特に好ましくは−O−で
ある、請求項1〜6のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項8】 R2*及びR4*によって構成されているビラジカルが、−
(CR*R*)r−Y−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−Y−(CR * R*)s−Y−、−Y−(CR*R*)r+s−Y−、−Y−(CR*R*) r −Y−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r+s−、−Y−、−Y−Y−
、から選択され、ここにおいて、各々のYは、−O−、−S−、−Si(R*) 2 −、−N(R*)−、>C=O、−C(=O)−N(R*)−、及びN(R* )−C(=O)−、から独立に選択され、各々のR*は、水素、ハロゲン、アジ
ド、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ、メルカプト、アミノ、モノまたはジ(C1− 6 )アルキルアミノ、任意に置換されたC1−6アルコキシ、任意に置換された
C1−6アルキル、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的
に活性な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから独立に選択され、及び
/または2つの隣接する(非ジェミナル)R*は、共に二重結合を指し、そして
r及びsの各々は、0〜4であり、ただしr+sの合計は1〜4である、請求項
1〜7のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項9】 ビラジカルが、−Y−、−(CR*R*)r+s−、−(C
R*R*)r−Y−(CR*R*)s−及びY−(CR*R*)r+s−Y−か
ら選択され、ここにおいて、r及びsの各々は0〜3であり、ただしr+sの合
計は1〜4である、請求項8に記載のオリゴマー。 【請求項10】 ビラジカルが、−O−、−S−、−N(R*)−、−(C
R*R*)r+s+1−、−(CR*R*)r−O−(CR*R*)s−、−(
CR*R*)r−S−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−N(R*)−
(CR*R*)s−、−O−(CR*R*)r+s−O−、−S−(CR*R* )r+s−O−、−O−(CR*R*)r+s−S−、−N(R*)−(CR* R*)r+s−O−、−O−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−S−(C
R*R*)r+s−S−、−N(R*)−(CR*R*)r+s−N(R*)−
、−N(R*)−(CR*R*)r+s−S−及びS−(CR*R*)r+s−
N(R*)−から選択されたものであり、ここで、r及びsの各々は0〜3であ
り、ただしr+sの合計は1〜4であり、そしてXは−O−、−S−及びN(R
H)−から選択され、RHは水素またはC1−4アルキルである、請求項9に記
載のオリゴマー。 【請求項11】 XがOであり、R2が水素、ヒドロキシ及び任意に置換さ
れたC1−6アルコキシから選択され、そしてR1*、R3*、R5及びR5* が水素を表す、請求項10に記載のオリゴマー。 【請求項12】 ビラジカルが、−O−、−(CH2)0−1−O−(CH 2 )1−3−、−(CH2)0−1−S−(CH2)1−3−、−(CH2)0 −1 −N(RN)−(CH2)1−3−、例えば、−O−CH2−及び−S−C
H2−及びN(RN)−CH2−から選択されたものである、請求項11に記載
のオリゴマー。 【請求項13】 Bが核酸塩基から選択されたものである、請求項11〜1
2のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項14】 ビラジカルが−(CH2)2〜4−である、請求項8に記
載のオリゴマー。 【請求項15】 R*が、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−6ア
ルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、DNAインターカレーター、光
化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガン
ドから選択されたものであり、残りの置換基R*のいずれかが水素である、請求
項8〜10のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項16】 L−リボ−LNA(類)のヌクレオシド間結合のいずれか
が、−CH2−、−O−、−S−、−NRH−、>C=O、>C=NRH、>C
=S、−Si(R”)2−、−SO−、−S(O)2−、−P(O)2−、−P
(O,S)−、−P(S)2−、−PO(R”)−、−PO(OCH3)−及び
PO(NHRH)−(ここで、RHは、水素及びC1−4 アルキル、及びR”はC1−6アルキル及びフェニルから選択される)から選択
された2ないし4、好ましくは3個の基/原子からなる結合から選択される、請
求項1〜15のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項17】 L−リボ−LNA(類)のヌクレオシド間結合のいずれか
が、−CH2−CH2−CH2−、−CH2−CO−CH2−、−CH2−CH
OH−CH2−、−O−CH2−O−、−O−CH2−CH2−、−O−CH2 −CH=、−CH2−CH2−O‐−CH2−CH2−、−CH2−CH2−N
RH−、−CH2−NRH−CH2−、−O−CH2−CH2−NRH−、−N
RH−CO−O−、−NRH−CO−NRH−、−NRH−CS−NRH−、−
NRH−C(=NRH)−NRH−、−NRH−CO−CH2−NRH−、−O
−CO−O−、−O−CO−CH2−O−、−O‐CH2−CO−O−、−CH 2 −CO−NRH−、−O−CO−NRH−、−NRH−CO−CH2−、−O
−CH2−CO−NRH−、−O‐CH2−CH2−NRH−、−CH=N−O
−、−CH2−NRH−O−、−CH2−O−N=、−CH2−O−NRH−、
−CO−NRH−CH2−、−CH2−NRH−O−、−CH2−NRH−CO
−、−O−NRH−CH2−、−O−NRH−、−O−CH2−S−、−S−C
H2−O−、−CH2−CH2−S−、−O−CH2−CH2−S−、−S−C
H2−CH=、−S−CH2−CH2−、−S−CH2−CH2−O−、−S−
CH2−CH2−S−、−CH2−S−CH2−、−CH2−SO−CH2−、
−CH2−SO2−CH2−、−O−SO−O−、−O−S(O)2−O−、−
O−S(O)2−CH2−、−O−S(O)2−NRH−、−NRH−S(O) 2 −CH2−、−O−S(O)2−CH2−、−O−P(O)2−O−、−O−
P(O,S)−O−、−O−P(S)2−O−、−S−P(O)2−O−、−S
−P(O,S)−O−、−S−P(S)2−O−、−O−P(O)2−S−、−
O−P(O,S)−S−、−O−P(S)2−S−、−S−P(O)2−S−、
−S−P(O,S)−S−、−S−P(S)2−S−、−O−PO(R”)−O
−、−O−PO(OCH3)−O−、−O−PO(BH3)−O−、−O−PO
(NHRN)−O−、−O−P(O)2−NRH−、−NRH−P(O)2−O
−、−O−P(O,NRH)−O−及びO−Si(R”)2−O−から選択され
る、請求項16に記載のオリゴマー。 【請求項18】 L−リボ−LNA(類)が存在するとき、その置換基R1 * 、R2、R3*、R5、R5*、R6及びR6*の各々が、水素、任意に置換
されたC1−6−アルキル、任意に置換されたC2−6−アルケニル、ヒドロキ
シ、C1−6−アルコキシ、C2−6−アルケニルオキシ、カルボキシ、C1− 6 −アルコキシカルボニル、C1−6−アルキルカルボニル、ホルミル、アミノ
、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ、カルバモイル、モノ−及びジ(
C1−6アルキル)−アミノ−カルボニル、C1−6アルキル−カルボニルアミ
ノ、カルバミド、アジド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホノ、スルファニ
ル、C1−6アルキルチオ、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、
熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基、リガンド及びハロゲン(ここ
で2つのジェミナル置換基は、共にオキソを表すこともでき、そして、ここでR N は、存在するがビラジカルに関係しないとき、水素及びC1−4アルキルから
選択される)から独立に選択される、請求項1〜17のいずれかに記載のオリゴ
マー。 【請求項19】 Xが、−O−、−S−及びNRN−から選択され、存在す
るL−リボ−LNA(類)の置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R6 及びR6*の各々が水素を表す、請求項1〜18のいずれかに記載のオリゴマー
。 【請求項20】 Pが、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−6−ア
ルキル、任意に置換されたC1−6−アルコキシ、任意に置換されたC1−6−
アルキルカルボニルオキシ、任意に置換されたアリールオキシ、一リン酸、ニリ
ン酸、三リン酸及びW−A’−、[ここで、Wは−O−、−S−及びN(RH)
−(ここで、RHは水素及びC1−6アルキルから選択される)から選択され、
そしてA’はDNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性
な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから選択される]から選択される
5’末端基である、請求項1〜19のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項21】 P*が、水素、ヒドロキシ、任意に置換されたC1−6−
アルコキシ、任意に置換されたC1−6−アルキルカルボニルオキシ、任意に置
換されたアリールオキシ及びW−A’−[ここで、Wは−O−、−S−及びN(
RH)−(ここで、RHは水素及びC1−6アルキルから選択される)から選択
され、そしてA’は、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学
的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから選択される]から選
択される3’末端基である、請求項1〜20のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項22】 下記の式III: 【化3】 (式中、qは、1−50であり; n(0),・・・,n(q)は、独立に、0〜10000であり; m(1),・・・,m(q)は、独立に、1〜10000であり; ただし、n(0),・・・,n(q)及びm(1),・・・,m(q)の合計
は、2〜15000であり; Gは、5’末端基を表し; 各Nuは、天然由来のヌクレオシド及びヌクレオシド類縁体から選択されたヌ
クレオシドを独立に表し; 各々のL−リボ−LNAは、ヌクレオシド類縁体を独立に表し; 各々のLは、Nu及びL−リボ−LNAから選択された2つの基の間のヌクレ
オシド間結合を表すか、LはG*と共に3’末端基を表し;そして、 各々のL−リボ−LNAは、一般式Iのヌクレオシド類縁体を独立に表す;)
を有する、請求項1〜21のいずれかに記載のオリゴマー。 【請求項23】 一般式IIのヌクレオシド類縁体(L−リボ−LNA)、
並びにそれらの塩基性塩及び酸付加塩: 【化4】 (式中、置換基Bは、核酸塩基、DNAインターカレーター、光化学的に活性な
基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから選択され
; Xは、−O−、−S−、−N(RN)−、−C(R6R6*)−から選択され
; Q及びQ*の各々は、水素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ
、Prot−O−、Act−O−、メルカプト、Prot−S−、Act−S−
、C1−6アルキルチオ、アミノ、Prot−N(RH)−、Act−N(RH )−、モノまたはジ(C1−6アルキル)アミノ、任意に置換されたC1−6ア
ルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、任意に置換されたC2−6アル
ケニル、任意に置換されたC2−6アルケニルオキシ、任意に置換されたC2− 6 アルキニル、任意に置換されたC2−6アルキニルオキシ、一リン酸、ニリン
酸、三リン酸、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活
性な基、キレ−ト基、レポーター基、リガンド、カルボキシ、スルホノ、ヒドロ
キシメチル、Prot−O−CH2−、Act−O−CH2−、アミノメチル、
Prot−N(RH)−CH2−、Act−N(RH)−CH2−、カルボキシ
メチル、スルホノメチル、[ここで、Protは各々、−OH、−SH及びNH
(RH)の保護基であり、Actは各々、−OH、−SH及びNH(RH)の活
性基であり、そして、RHは水素及びC1−6アルキルから選択される]から独
立に選択され;そして、 R2*及びR4*は、共に、−O−、−(CR*R*)r+s+1−、−(C
R*R*)r−O−(CR*R*)s−、−(CR*R*)r−S−(CR*R * )s−、−(CR*R*)r−N(R*)−(CR*R*)s−、−O−(C
R*R*)r+s−O−、−S−(CR*R*)r+s−O−、−O−(CR* R*)r+s−S−、−N(R”)−(CR*R*)r+s−O−、−O−(C
R*R*)r+s−N(R*)−、−S−(CR*R*)r+s−S−、−N(
R*)−(CR*R*)r+s−N(R*)−、−N(R*)−(CR*R*) r+s −S−及びS−(CR*R*)r+s−N(R*)−から選択されたビラ
ジカルを表し; ここで、各R*は、水素、ハロゲン、アジド、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ、
メルカプト、アミノ、単量体またはジ(C1−6アルキル)アミノ、任意に置換
されたC1−6アルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、DNAインタ
ーカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポー
ター基及びリガンドから独立に選択され、及び/または2つの隣接した(非ジェ
ミナル)R*は、共に二重結合を表すことができ、そしてr及びsの各々は0〜
3であり、ただし、r+sの合計は1〜4であり; 存在する置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R6及びR6*の各々
は、水素、任意に置換されたC1−12−アルキル、任意に置換されたC2−1 2 −アルケニル、任意に置換されたC2−12−アルキニル、ヒドロキシ、C1 −12 −アルコキシ、C2−12−アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−12 −アルコキシカルボニル、C1−12−アルキルカルボニル、ホルミル、アリー
ル、アリールオキシ−カルボニル、アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘテ
ロアリール、ヘテロアリールオキシ−カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテ
ロアリールカルボニル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ、
カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ−カルボニル、アミ
ノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)
アミノ−C1−6アルキル−アミノカルボニル、C1−6アルキル−カルボニル
アミノ、カルバミド、C1−6アルカノイルオキシ、スルホノ、C1−6アルキ
ルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1−6アルキルチオ、
ハロゲン、DNAインターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な
基、キレ−ト基、レポーター基及びリガンドから独立に選択され、ここにおいて
、アル−ル及びヘテロアリールは置換されていてもよく、そして、ここにおいて
、2つのジェミナル置換基は、共に、オキソ、チオキソ、イミノ、または任意に
置換されたメチレンを表し、または共に、1〜5炭素原子のアルキレン鎖からな
るスピロビラジカルを形成することもでき、このアルキレン鎖は、−O−、−S
−、及び(NRN)−から選択された1またはそれ以上のヘテロ原子/基によっ
て中断及び/または停止していてもよく、ここで、RNは水素及びC1−4アル
キルから選択され、そして、2つの隣接した(非ジェミナル)置換基は、二重結
合となる付加的結合を表し;そして、RNは、存在するときは、水素及びC1− 4 アルキルから選択される; ただし、オリゴヌクレオチド合成において一般的に広く行われる条件下で、反
応性のある全ての化学基(どのような核酸塩基も包含する)は、任意に活性基が
保護されていてもよい。) 【請求項24】 基Bが、核酸塩基及び活性基が保護された核酸塩基から選
択される、請求項23記載のヌクレオシド類縁体。 【請求項25】 Xが、−O−、−S−及びN(RN*)−から選択される
、請求項23〜24のいずれかに記載のヌクレオシド類縁体。 【請求項26】 存在する置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R 6 及びR6*の各々が、水素、任意に置換されたC1−6−アルキル、任意に置
換されたC2−6−アルケニル、ヒドロキシ、C1−6−アルコキシ、C2−6 −アルケニルオキシ、カルボキシ、C1−6−アルコキシカルボニル、C1−6 −アルキルカルボニル、ホルミル、アミノ、モノ−及びジ(C1−6アルキル)
−アミノ、カルバモイル、モノ−及びジ(C1−6アルキル)−アミノ−カルボ
ニル、C1−6アルキル−カルボニルアミノ、カルバミド、アジド、C1−6ア
ルカノイルオキシ、スルホノ、スルファニル、C1−6アルキルチオ、DNAイ
ンターカレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レ
ポーター基、リガンド及びハロゲン(ここで、2つのジェミナル置換基は共にオ
キソを表すこともでき、そして、ここでRNは、存在するがビラジカルに関係し
ないとき、水素及びC1−4アルキルから選択される)から独立に選択されるが
、ただし、ヒドロキシ、アミノ、モノ(C1−6アルキル)アミノ、スルファニ
ル及びカルボキシは、保護されていてもよい、請求項23〜25のいずれかに記
載のヌクレオシド類縁体。 【請求項27】 存在する置換基R1*、R2、R3*、R5、R5*、R 6 及びR6*の各々が水素を表す、請求項23〜26のいずれかに記載のヌクレ
オシド類縁体。 【請求項28】 Qが、水素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒドロ
キシ、Prot−O−、メルカプト、Prot−S−、C1−6アルキルチオ、
アミノ、Prot−N(RH)−、モノまたはジ(C1−6アルキル)アミノ、
任意に置換されたC1−6アルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、任
意に置換されたC2−6アルケニル、任意に置換されたC2−6アルケニルオキ
シ、任意に置換されたC2−6アルキニル、任意に置換されたC2−6アルキニ
ルオキシ、一リン酸、ニリン酸、三リン酸、DNAインターカレーター、光化学
的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基、リガンド、カ
ルボキシ、スルホノ、ヒドロキシメチル、Prot−O−CH2−、アミノメチ
ル、Prot−N(RH)−CH2−、カルボキシメチル、スルホノメチル[こ
こで、Protは、各々、−OH、−SH及びNH(RH)の保護基であり、そ
して、RHは水素及びC1−6アルキルから選択される]から独立に選択され;
そして、 Q*は、水素、アジド、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ、Act−O−
、メルカプト、Act−S−、C1−6アルキルチオ、アミノ、Act−N(R H )−、モノまたはジ(C1−6アルキル)アミノ、任意に置換されたC1−6 アルコキシ、任意に置換されたC1−6アルキル、任意に置換されたC2−6ア
ルケニル、任意に置換されたC2−6アルケニルオキシ、任意に置換されたC2 −6 アルキニル、任意に置換されたC2−6アルキニルオキシ、DNAインター
カレーター、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポータ
ー基、リガンド、カルボキシ、スルホノ[ここで、Actは、各々、−OH、−
SH及びNH(RH)の活性基であり、そして、RHは水素及びC1−6アルキ
ルから選択される]から独立に選択される、請求項23〜27のいずれかに記載
のヌクレオシド類縁体。 【請求項29】 XがOを、R2が水素、ヒドロキシ及び任意に置換された
C1−6アルコキシを、及びR1*、R3、R5及びR5*が水素を表す、請求
項23〜28のいずれかに記載のヌクレオシド類縁体。 【請求項30】 ビラジカルが、−O−、−(CH2)0−1−O−(CH 2 )1−3−、−(CH2)0−1−S−(CH2)1−3−、及び、−(CH 2 )0−1−N(RN)−(CH2)1−3−から選択される、請求項23〜2
9のいずれかに記載のヌクレオシド類縁体。 【請求項31】 ビラジカルが、−O−CH2−、−S−CH2−及びN(
RN)−CH2−から選択される、請求項30に記載のヌクレオシド類縁体。 【請求項32】 ビラジカルが、−(CH2)2−4−、好ましくは、−(
CH2)2−である、請求項23〜31のいずれかに記載のヌクレオシド類縁体
。 【請求項33】 請求項1〜26のいずれかにおいて定義したL−リボ−L
NA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)と、タンパク質、アンプリコン、酵
素、多糖類、抗体、ハプテン、ペプチド及びPNAから選択された化合物との共
役体。 【請求項34】 請求項1〜34のいずれかに記載のL−リボ−LNA修飾
オリゴヌクレオチド(オリゴマー)を調製するための、請求項23〜32のいず
れかにおいて定義したL−リボ−LNAの使用。 【請求項35】 L−リボ−LNAの組み込みが、核酸活性酵素用の基質と
して作用するオリゴヌクレオチドの性能を調節する、請求項33に記載の使用。 【請求項36】 L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドと、タンパク質
、アンプリコン、酵素、多糖類、抗体、ハプテン、ペプチド及びPNAから選択
された化合物との共役体を調製するための、請求項23〜32のいずれかにおい
て定義したL−リボ−LNAの使用。 【請求項37】 核酸に活性な酵素の基質としての、請求項23〜32のい
ずれかにおいて定義したL−リボ−LNAの使用。 【請求項38】 L−リボ−LNAが、DNA及びRNAポリメラーゼの基
質として使用される、請求項37に記載の使用。 【請求項39】 治療剤としての、請求項23〜32のいずれかにおいて定
義したL−リボ−LNAの使用。 【請求項49】 診断目的のための、請求項23〜32のいずれかにおいて
定義したL−リボ−LNAの使用。 【請求項40】 異なった配列のLNA修飾オリゴヌクレオチドが付着した
固体表面の構築において、請求項23−32のいずれかにおいて定義した、1つ
またはそれ以上のL−リボ−LNAの使用。 【請求項41】 標的核酸の配列に特異的な開裂における、請求項1〜22
のいずれかにおいて定義したL−リボ−LNA修飾オリゴマー(リボザイム)の
使用。 【請求項42】 アンチセンス、抗原または遺伝子活性化治療法のような治
療における、請求項1〜22のいずれかにおいて定義したL−リボ−LNA修飾
オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項43】 LNA修飾オリゴヌクレオチドがRNAseHを採用する
、請求項42の使用。 【請求項44】 アンチセンス、抗原または遺伝子活性化治療法のような治
療において、オリゴヌクレオチドが請求項1〜22のいずれかに定義されたよう
な、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の1つ以上の複合
体の使用。 【請求項45】 α−L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドが、tRN
A類、rRNA類、snRNA類及びscRNA類からなる群より選択されたR
NAと特異的に反応し、翻訳、RNAスプライシング、RNAプロセシング、及
び他の必須の細胞プロセシングからなる群より選択された、以下の細胞プロセス
のいずれかを阻害する治療法である、治療における請求項6〜22のいずれかで
定義される、α−L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使
用。 【請求項46】 天然または合成核酸の、単離、精製、増幅、検出、同定、
定量、または捕捉のような診断法における、請求項6〜22のいずれかで定義さ
れる、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項47】 α−L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチドが、RNA
とDNAの間を識別することができ、それにより標的RNAを選択的にハイブリ
ダイズする、天然または合成核酸の、単離、精製、増幅、検出、同定、定量また
は捕捉のような診断法における、請求項6〜22のいずれかで定義される、L−
リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項48】 オリゴヌクレオチドが、オリゴヌクレオチドの直接的また
は間接的検出、あるいは固体支持体上にオリゴヌクレオチドの固定化を促進する
、光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、レポーター基または
リガンドを含んでいる、請求項46または47に記載の使用。 【請求項49】 光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、
レポーター基またはリガンドが、スペーサー(K)を含み、該スペーサーは化学
的に開裂し得る基である、請求項48に記載の使用。 【請求項50】 光化学的に活性な基、熱化学的に活性な基、キレ−ト基、
レポーター基またはリガンドが、オリゴヌクレオチドのLNA(類)の少なくと
も1つのビラジカル(即ち、R”として)を経由して連結している、請求項49
に記載の使用。 【請求項51】 天然に存在する、または、合成の二本鎖または一本鎖核酸
、例えば、RNAまたはDNAの捕捉及び検出のための、請求項50に記載の使
用。 【請求項52】 天然に存在する二本鎖または一本鎖核酸、例えば、RNA
またはDNAの精製のための、請求項47に記載の使用。 【請求項53】 分子診断法におけるアプタマーとしての、請求項1〜22
のいずれかで定義される、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマ
ー)の使用。 【請求項54】 RNA媒介触媒プロセスにおけるアプタマーとしての、請
求項1〜22のいずれかで定義される、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチ
ド(オリゴマー)の使用。 【請求項55】 抗生物質、薬物、アミノ酸、ペプチド、構造タンパク質、
タンパク質レセプター、タンパク質酵素、糖類、多糖類、生物補助因子、核酸、
または三リン酸の特異的結合におけるアプタマーとしての、請求項1〜22のい
ずれかで定義される、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)
の使用。 【請求項56】 立体特異的結合によって、ラセミ混合物からのエナンチオ
マーの分離におけるアプタマーとしての、請求項1〜22のいずれかで定義され
る、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項57】 細胞の標識のための、請求項1〜22のいずれかで定義さ
れる、L−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項58】 非タンパク質コード細胞RNA類、例えば、tRNA、r
RNA、snRNA及びscRNAをイン・ビボまたはイン・ビトロでハイブリ
ダイズするための、請求項1〜22のいずれかで定義される、L−リボ−LNA
修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項59】 オリゴヌクレオチドのハイブリッド形成した状態が、プロ
ーブからの蛍光シグナルの増加によってオリゴヌクレオチドの非結合状態から区
別できるように位置した蛍光団及び消光剤を含む、オリゴヌクレオチドの構築に
おける、請求項1〜22のいずれかで定義される、L−リボ−LNA修飾オリゴ
ヌクレオチド(オリゴマー)の使用。 【請求項60】 天然または合成核酸の単離、精製、増幅、検出、同定、定
量または捕捉用のキットで、反応体及び請求項1〜22のいずれかで定義される
1つまたはそれ以上のL−リボ−LNA修飾オリゴヌクレオチド(オリゴマー)
を含むキット。 【請求項61】 天然または合成核酸の単離、精製、増幅、検出、同定、定
量または捕捉用のキットで、反応体及び請求項23〜32のいずれかで定義され
る1つまたはそれ以上のL−リボ−LNA類を含むキット。 【請求項62】 L−リボ−LNA類が該反応体に固定化されている、請求
項60または61記載のキット。
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