JP2003507714A - 分子間リガンド結合構造のコンビナトーリアル選択および薬物スクリーニングのためのマイクロエレクトロニック分子ディスクリプターアレイのデバイス、方法、操作およびフォーマット - Google Patents

分子間リガンド結合構造のコンビナトーリアル選択および薬物スクリーニングのためのマイクロエレクトロニック分子ディスクリプターアレイのデバイス、方法、操作およびフォーマット

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、分子間リガンド結合構造のコンビナトーリアル選択のための、および薬物スクリーニングのための、マイクロエレクトロニック分子ディスクリプターアレイデバイス、方法、操作およびフォーマットに関する。さらに詳しくは、それらのデバイスおよび方法は、独自のストリンジェンシーパラメータの適用によってコンビナトーリアル的に生成した分子間リガンド結合成分、超分子構造および超分子複合体のより高次の選択性を迅速に遂行する。望ましくは、本発明は、超分子の構造または複合体の形成および検出に影響するエレクトロニックストリンジェンシーの影響を通した、サブライブラリーの集合による指数関数的ライブラリーの形成を含む。さらに、本発明は分子認識プロセス、新薬発見、新しい親和性試薬の創成、合成抗体の創成のための、ならびにイムノアッセイのための、マイクロエレクトロニックアレイデバイス、操作、方法およびフォーマットに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の分野は、顕微鏡的フォーマットにおいて多工程的かつ多重的親和性結
合反応を遂行するための装置および方法に関する。特に、それらの装置および方
法は、独自のストリンジェンシーパラメータの適用よって、コンビナトーリアル
的に生成した分子間リガンド結合成分、超分子構造および超分子複合体のより高
次の選択を速やかに遂行する。さらに、本発明は、分子認識プロセス、新薬発見
、新しい親和性試薬の創成、合成抗体の創成およびイムノアッセイのためのマイ
クロエレクトロニックアレイの装置、手順、方法およびフォーマットに関する。
【０００２】 本出願は、「分子生物学的な解析および診断法のための方法および手順」と題
する、出願シリアル番号第０８／９６８０６５号（１９９７年１２月５日出願）
、「生物物質の電子摂動解析の方法」と題する、出願シリアル番号第０８／８５
５０５８号（１９９７年５月１４日出願）、「活力あるプログラム可能な行列装
置のための機器および方法」と題する米国特許第５，８４９，４８６号（１９９
５年９月２７日出願）、「電極を含む分子生物学的な診断システム」と題する米
国特許第５，６３２，９５７号（１９９４年９月９日出願）、「分子的生物学的
な解析および診断のための電子的厳格制御のための方法」と題する、出願シリア
ル番号第０８／２７１８８２号（１９９４年７月７日出願）、および「分子生物
学的な解析および診断のための活力あるプログラム可能な電子装置」と題する、
米国特許第５，６６５，６６２号（１９９３年１１月１日出願）に関連する。本
出願はまた、「分子生物学的な解析および診断のための進歩した有用な装置およ
び方法」と題する出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／０３０８０号（１９９９年２月１１日
出願）に関連する。本出願はまた、「新しい物質ライブラリーおよびそれでもっ
て生産された超分子複合体」と題するＷＯ第９７／４３２３２号（１９９７年１
１月２０日公開）、「ペントピラノシルヌクレオシド、ならびにそれの生産およ
び使用」と題するＷＯ第９９／１５５３９号（１９９７年９月２２日出願）、「
電子成分を生産するためのペントピラノシルヌクレオシドおよび前記ペントピラ
ノシルヌクレオシドの共役化合物」と題するＷＯ第９９／１５５４１号（１９９
７年９月２２日出願）、「シクロヘキシルおよびヘテロシクリルヌクレオシド誘
導体ならびにこれらの誘導体を生産する方法、ならびに組合せおよび／または試
験システムにおける該誘導体およびそのオリゴマーまたは共役体の使用」と題す
るＷＯ第９９／１５５０９号（１９９７年９月２２日出願）、「リンカーヌクレ
オシド、ならびにその生産および使用」と題するＷＯ第９９／１５５４２号（１
９９７年９月２２日出願）、「アドレス指定可能なモジュラー認識系、生産形式
および使用」と題する、ＷＯ第９９／１５８９３号（１９９７年９月２２日出願
）、「非らせんの超分子ナノシステム」と題するＷＯ第９８／２５９４３号（１
９９６年１２月１１日出願）に関連する。以上の明細書は、これによって、本明
細書に完全に記載されているかのごとく、参照によって取り入れる。
【０００３】
【従来の技術】
自動化されたコンビナトーリアル合成プロセスを用いて、ペプチド、オリゴヌク
レオチドおよび有機または無機の部分の他の興味深い組合せの大ライブラリーを
創ることは現在可能である。ペプチドライブラリーの場合、これらは、次にリガ
ンド結合成分構造を形成する独自の組合わせシステムと結合することができる。
これらのリガンド結合成分構造は、それらがより大きな構造、「超分子構造」に
集合することができるようにデザインされ、それは、分子認識性状ならびに重要
な生物学的に活性分子および構造と選択的かつ安定な複合体を形成するポテンシ
ャルを有する。多数のこれらのリガンド結合構造のコンビナトーリアル選択を速
く遂行する方法は、特に既知の医薬品および生物学的に活性な化合物に対する、
リガンド結合プロセスの性質に関してのかなりの情報に導くことができる。非常
に多数のこれらの複合体を既知の化合物で迅速に評価することができるならば、
新薬および他の重要な化合物をスクリーニングし、評価するプロセスが進展する
可能性がある（Ｅｕｒｏｐｅａｎ ＢｉｏＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｒｅ
ｖｉｅｗ、１９９８年６月、５２〜５７頁におけるミクルカ、Ｃ.、ホッピー、
Ｈ. Ｕ.およびウインダブ、Ｎを参照）。
【０００４】 超分子の結合構造は、本分野における多くの研究者によって記載されてきた。
反復単位をもつ超分子ポリマーのクラスは、レーン、Ｊ. Ｍ.によってＪ. Ｃ
ｈｅｍ. Ｓｏｃ. Ｃｈｅｍ. Ｃｏｍｍｕｎ. ４７９頁、１９９０年に記載さ
れた。環状ペプチドから形成された、ポリマーの管形タイプ超分子の構造は、ガ
ディリ、Ｍ. Ｒ.らによってＮａｔｕｒｅ ３６６巻、３２４〜３２７頁、１９
９３年に記載された。Ｊ. Ａｍ. Ｃｈｅｍ. Ｓｏｃ. １１６巻、１６６１〜
１６６９頁、１９９４年において、チャン、Ｙ.およびにおけるシーメン、Ｎ.
Ｃ.によって、２次元および３次元のＤＮＡ構造がデザインされ、酵素反応的に
合成された。核酸およびペプチド成分から成る個別タイプの超分子複合体は、ヴ
ァータネン、Ｊ．およびヴァータネン、Ｓ．によってＰＣＴ出願ＷＯ第９６／１
３５２２（１９９６年５月９日）において記載された。核酸ペプチド構造の合成
方法は提案されているが、特に成分および構造の大きいコンビナトーリアルライ
ブラリーから、どのように複合体が選択されるかについての言及はない。他のグ
ループは、モデルコンビナトーリアルシステムの自己集合版すなわち「仮想的コ
ンビナトーリアルライブラリー」に興味をもっていた（Ｐｒｏｃ. Ｎａｔ Ａ
ｃａｄ. Ｓｃｉ. ＵＳＡ、９４巻、２１０６〜２１１０頁、１９９７年におけ
るＩ. ハクおよびＪ. Ｍ. レーンならびにＪ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．、Ｐ
ｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓ． １巻、３２３７〜３２５３頁、１９９７年における
Ａ． ブレーディーおよびＪ. Ｋ. Ｍ. サンダース参照）。
【０００５】 複雑な超分子構造および他の三次元構造を調製するための多くの合成的技術が
存在するが、一方で多くの意図された適用のために最適の構造を実際に決定する
素早く選択的なプロセスが必要とされている。マイクロアレイ技術は、リガンド
結合成分の大ライブラリーの素早い評価およびスクリーニング、ならびに、超分
子構造および超分子複合体の選択にとって、価値があるであろう。ＤＮＡアレイ
技術は、超分子の構造、特に成分構造のハイブリダイゼーションを通しての２次
自己集合を含む構造の選択にとっては潜在的に役に立つであろう。多くのＤＮＡ
アレイ技術が利用可能であり、この種のコンビナトーリアル選択プロセスに適用
することができるが、一方それらの限定されたストリンジェンシーパラメータは
、高度の選択作用を得ることに関して問題を提出するかもしれない（Ａ.マーシ
ャルおよびＪ.ホジソン、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第１６
巻、２７３１頁、１９９８年およびＧ.ラムゼー、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ、第１６巻、４０〜４１頁、１９９８年参照）。
【０００６】 多くのハイブリダイゼーション技術は、しばしば複雑で時間がかかる多数の操
作の遂行を含む。多くのハイブリダイゼーション技術は、また、感度、特異性ま
たは再現性の欠如によって限定される。たとえば、感度および特異性に関する問
題は、これまでのところ核酸ハイブリダイゼーションの適用を限定してきた。核
酸ハイブリダイゼーションの解析には、通常、たくさんの非標的の核酸の中にあ
るプローブによる、ごく少量の特異的標的核酸（ＤＮＡまたはＲＮＡ）の検出が
含まれる。高い特異性を保つために、ハイブリダイゼーションは通常、温度、塩
、デタージェント、溶媒、カオトロピック剤および変性剤の組合せを通して成し
遂げられる最もストリンジェントな条件で遂行される。多重試料の核酸ハイブリ
ダイゼーション解析は、種々のフィルターおよび固体担体フォーマットの上で行
われてきた（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ、第１００巻、パー
トＢ（Ｒ． Ｕ．、Ｌ． モルデイブ編、アカデミックプレス、ニューヨーク）
第１９章、２６６〜３０８頁、１９８５年におけるＧ． Ａ． ベルツを参照）
。１つのフォーマット、いわゆる「ドットブロット」ハイブリダイゼーションに
は、フィルターへの標的ＤＮＡの付着が含まれ、それは、続いて標識したプロー
ブ（１個または複数個）とハイブリダイズされる。「ドットブロット」ハイブリ
ダイゼーションは広範囲の使用を獲得し、多くのバージョンが開発された（「核
酸ハイブリダイゼーション−実用的アプローチ」（Ｂ． Ｄ． ヘイムズおよび
Ｓ． Ｊ． ヒギンス編、ＩＲＬプレス、ワシントンＤＣ）第４章、７３〜１１
１頁、１９８５年）におけるＭ. Ｌ. Ｍ. アンダーソンおよびＢ. Ｄ. ヤ
ング参照）。「ドットブロット」ハイブリダイゼーションは、ゲノム突然変異の
多重解析のために（欧州特許出願第０２２８０７５号（１９８７年７月８日）に
おけるダッタグプタ ナニブハシャンおよびＤ. ラビン参照）ならびに重複ク
ローンの確認およびゲノムマップの構築のために開発された（米国特許第５，２
１９，７２６号（１９９３年６月１５日）におけるＧ. Ａ. エヴァンズ参照）
。
【０００７】 もう一つのフォーマット、いわゆる「サンドイッチ」ハイブリダイゼーション
には、固体担体にオリゴヌクレオチドプローブに共有結合的に付着すること、そ
して、多重核酸標的を捕らえ、検出するためにそれらを使用することが含まれる
。（Ｍ. ランキら、Ｇｅｎｅ、２１巻７７〜８５頁、１９８３年、英国特許出
願第２１５６０７４Ａ号（１９８５年１０月２日）におけるＡ. Ｍ. パルヴァ
、Ｔ. Ｍ. ランキおよびＨ. Ｅ. ソーダーランド、米国特許第４，５６３，
４１９号（１９８６年１月７日）におけるＴ. Ｍ. ランキおよびＨ. Ｅ. ソ
ーダーランド、ＰＣＴ出願のＷＯ第８６／０３７８２号（１９８６年７月３日）
におけるＡ. Ｄ. Ｂ. マルコムおよびＪ. Ａ. ラングデール、米国特許第
４，７５１，１７７号（１９８８年１月１４日）におけるＹ. スタビンスキー
、ＰＣＴ出願のＷＯ第９０／０１５６４号（１９９０年２月２２日）におけるＴ
. Ｈ. アダムズら、Ｒ. Ｂ. ウォレスら、６Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｒ
ｅｓ． １１巻、３５４３頁、１９７９年、およびＢ. Ｊ. コナーら、８０
Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ、２７８〜２８２頁、
１９８３年）。
【０００８】 現在の核酸ハイブリダイゼーションフォーマットおよびストリンジェンシー制
御方法を使用して、最も感度のよいレポーター基（酵素、蛍光団、ラジオアイソ
トープなど）および関連する検出システム（蛍光光度計、照度計、光子計数管、
シンチレーションカウンターなど）を用いても低コピー数（すなわち、１〜１０
０,０００）の核酸標的を見つけることは、困難なままである。この困難は、直
接的プローブハイブリダイゼーションと関連するいくつかの基本的な問題によっ
て引き起こされる。１つの問題は、ハイブリダイゼーション反応のストリンジェ
ンシー制御に関する。ハイブリダイゼーション反応は、通常、ハイブリダイゼー
ション特異性を達成するためにストリンジェントな条件で遂行される。ストリン
ジェンシー制御の方法には、第一に、ハイブリダイゼーションおよび以後の洗浄
手順における温度、イオン強度および変性剤の最適化が含まれる。残念なことに
、これらのストリンジェンシー条件の適用は、検出用のハイブリッド化したプロ
ーブ／標的複合体の数の顕著な減少を引き起こす。
【０００９】 もう一つの問題は、大抵の試料、特にヒトゲノムＤＮＡ試料におけるＤＮＡの
高い複雑度に関する。試料が、特定の標的配列と密接に関連がある莫大な数の配
列からなっていると、最も独自のプローブ配列でさえ、非標的配列をもつ多数の
部分的なハイブリダイゼーションを有する。第３の問題は、プローブおよびその
特定の標的間の好ましくないハイブリダイゼーション動力学に関連する。最高条
件においても、ほとんどのハイブリダイゼーション反応は、プローブおよび標的
分子の比較的低い濃度で行われる。さらに、プローブは、しばしば、現実の標的
配列を求めて相補的（標的）鎖と競合しなければならない。ほとんどの現在のハ
イブリダイゼーションフォーマットにとっての第４の問題は、高レベルの非特異
的バックグラウンドシグナルである。これは、ほとんどすべての材料に対するＤ
ＮＡプローブの親和性によって引き起こされる。これらの問題が、個々にまたは
組み合わさって、記載されたフォーマットにおける核酸ハイブリダイゼーション
に対する感度および／または特異性の減失に導く。
【００１０】 ミクロフォーマット化された多重またはマトリックス装置（たとえば、ＤＮＡ
チップおよびＤＮＡアレイ）上で、多重核酸ハイブリダイゼーション解析を遂行
する新しい技術が開発されつつある（Ｍ. バリナガ、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２５３
巻、１４８９頁、１９９１年、Ｗ. バインズ、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
、１０巻、７５７〜７５８頁、１９９２年参照）。これらの方法は、通常、特異
的ＤＮＡの塩基配列を、ＤＮＡチップのマイクロウエルのような固体担体の非常
に小さい特定の領域に付着させる。これらのハイブリダイゼーションフォーマッ
トは、従来の「ドットブロット」および「サンドイッチ」ハイブリダイゼーショ
ンシステムのミクロスケールバージョンである。
【００１１】 あるミクロフォーマット化されたハイブリダイゼーションは、「ハイブリダイ
ゼーションによる配列決定」（ＳＢＨ）を遂行するのに用いることができる（Ｍ
. バリナガ、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２５３巻、１４８９頁、１９９１年、Ｗ. バイ
ンズ、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１０巻、７５７〜７５８頁、１９９２年
）。ＳＢＨは、未知のＤＮＡ試料におけるｎ量体を確認するために全ての可能な
ｎ−ヌクレオチドオリゴマー（ｎ量体）を利用し、それは、後にアルゴリズム解
析によってＤＮＡの塩基配列を生じるように整列される（Ｒ. ドルマナクおよ
びＲ. クルクヴェンヤコブ、ユーゴスラビア特許出願第５７０／８７号、１９
８７年、Ｒ. ドルマナクら、Ｇｅｎｏｍｉｃｓ、４巻、１１４頁、１９８９年
、ストレゾスカら、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ
． ＵＳＡ、８８巻、１００８９頁、１９９１年、ならびに、Ｒ. ドルマクお
よびＲ. Ｂ. クルクヴェンヤコブ、米国特許第５，２０２，２３１号（１９９
３年４月１３日）参照）。ＳＢＨを遂行するための２つのフォーマットがある。
１つのフォーマットは、支持体の上で全ての可能なｎ量体のアレイを創ることを
含み、それは、その後標的配列でハイブリダイズされる。これは、「逆ドットブ
ロット」と呼ばれている、もう１つのフォーマットは標的配列を支持体に付着す
ることを含み、それは全ての可能なｎ量体で順番に検査される。両方のフォーマ
ットは直接的プローブハイブリダイゼーションの基本的問題および多重ハイブリ
ダイゼーションに関連する付加的な困難さを持っている。サザーン、英国特許出
願第８８１０４００号（１９８８年）、Ｅ. Ｍ. サザーンら、Ｇｅｎｏｍｉｃ
ｓ、１３巻、１００８頁、１９９２年は、「逆ドットブロット」フォーマットを
用いて、ＤＮＡを分析するまたは配列決定をすることを提案した。サザーンは、
ＰＣＲ増幅ゲノムＤＮＡを使用して既知の単一点突然変異を確認した。サザーン
は、また、ＳＢＨのために固体担体の上でオリゴヌクレオチドのアレイを合成す
る方法を記載した。しかし、サザーンは、アレイ上の各オリゴヌクレオチドのた
めの最適ストリンジェンシー条件を達成する方法について言及しなかった。たと
えば、１９８８年５月３日優先権主張の「ポリヌクレオチド配列を分析すること
」と題したＰＣＴ出願ＷＯ第８９／１０９７７号参照。逆ドットブロットマイク
ロアレイフォーマットを使用している他の研究者は、最小の単一塩基ミスマッチ
認識を達成するために、非常に長いハイブリダイゼーションおよびストリンジェ
ントな洗浄時間を必要とした（Ｚ. グオら、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒ
ｅｓ.第２２巻、Ｎｏ． ２４、５４５６〜５４６５頁、１９９４年）。
【００１２】 フォドアら（Ｓｃｉｅｎｃｅ、２５１巻、７６７〜７７３頁、１９９１年）は
、ガラスマトリックス上でオリゴヌクレオチドを合成するために写真平板技術を
使用した。パールングらは、米国特許第５，１４３，８５４（１９９２年９月１
日）において、ケイ素基質上のアレイ風の大規模なポリペプチドの写真技術的固
相合成を教示している。フォドアら（Ｎａｔｕｒｅ、３６４巻、５５５〜５５６
頁、１９９３年）は、ＤＮＡの配列決定のために、固体担体の上で１，０２４個
の８量体オリゴヌクレオチドのアレイを使用した。この場合、標的ＤＮＡは、ヌ
クレオチドＡおよびＣだけを含む、蛍光標識した一本鎖１２量体オリゴヌクレオ
チドであった。１２量体標的配列の１ｐｍｏｌ（〜６×１０１１分子）が、アレ
イ上での８量体オリゴマーとのハイブリダイゼーションのために必要であった。
結果は、多くのミスマッチを示した。サザーンと同じように、フォドアらは、多
重ハイブリダイゼーションに対するストリンジェンシー制御のような、直接的プ
ローブハイブリダイゼーションの根本的な問題について言及しなかった。標的Ｄ
ＮＡの塩基配列のために最適のストリンジェンシーおよび選択性を達成するため
に、多数の固定された捕獲プローブ（通常、単一塩基ミスマッチを測定するため
に２０以上、Ｍ. Ｊ. コーザルら、Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、第２巻
、Ｎｏ. ７、７５３〜７５９頁、１９９６年参照）をアレイに組み込まれなけ
ればならなかった。たとえば、「基質に付着した材料のアレイ」と題した米国特
許第５，７４４，３０５号（フォドアら）参照。
【００１３】 ドラマナクら（Ｓｃｉｅｎｃｅ、２６０巻、１６４９〜１６５２頁、１９９３
年）は、いくつかの短い（１１６ｂｐ）ＤＮＡの塩基配列を決定するために、上
に述べた第二のフォーマットを使用した。標的ＤＮＡは、膜支持体（「ドットブ
ロット」フォーマット）に付着された。各フィルターは、順番に２７２個の標識
した１０量体および１１量体オリゴヌクレオチドでハイブリダイズされた。広範
囲のストリンジェンシー条件が、各々のｎ量体プローブのために特定のハイブリ
ダイゼーションを達成するのに用いられた、洗浄時間は５分から１夜、温度は０
℃から１６℃の範囲にわたった。ほとんどのプローブは、１６℃で３時間の洗浄
を必要とした。濾過器は、ハイブリダイゼーションシグナルを見つけるために２
時間ないし１８時間曝露しなければならなかった。全体での間違った陽性ハイブ
リダイゼーション割合は、単純な標的配列、数を少なくしたオリゴマープローブ
セットおよび利用できる最もストリンジェントな条件にもかかわらず、５％であ
った。たとえば、「オリゴヌクレオチドプローブのハイブリダイゼーションによ
る配列決定法」と題された米国特許第５，６９５，９４０号（ドラマナクら）を
参照。
【００１４】 マトリックスハイブリダイゼーションのもう１つのアプローチにおいて、１９
９２年サンディエゴ会議「遺伝子認識」（１９９２年１１月）においてビーティ
らは、ガラス基質の上で個々のミクロに製作された試料ウエルに特異的ＤＮＡ塩
基配列を含むミクロ液滴を落とすためにミクロロボットシステムを使用した。各
々の試料ウエルにおけるハイブリダイゼーションは、ミニチュア電極試験取付具
（これは、個々のミクロウエル各々を交流（ＡＣ）電場で囲むようにしている）
を調べることによって確認した。たとえば、「分子検出のための光学的および電
気的方法および装置」と題した米国特許第５，６５３，９３９号（ホリスら）を
参照。
【００１５】 このフォーマットにもかかわらず、現在のミクロスケールＤＮＡハイブリダイ
ゼーションシステムおよび受動的ＤＮＡチップ／アレイアプローチは、核酸ハイ
ブリダイゼーション反応と関連する基本的な問題のいくつかを克服していない。
それらは、非常に高いレベルの比較的短い一本鎖の標的配列またはＰＣＲ増幅Ｄ
ＮＡを必要とし、しかも、最もストリンジェントな条件のもとでさえ高いレベル
の間違った陽性ハイブリダイゼーションシグナルを出す可能性がある。短いオリ
ゴヌクレオチド配列の受動的アレイを用いる多重フォーマットの場合、各々の個
別の配列に対する全体ストリンジェンシー条件をなんらかの従来のアプローチで
最適化することは不可能である。なぜなら、これらのフォーマットのために使用
されるアレイまたはデバイスは、他の場所と相対的な個々の試験位置または場所
で、温度、イオン強度または変性剤を変えたり、または調整したりすることがで
きないからである。こうして、普通のストリンジェンシー条件が、デバイス上で
全ての配列のために使用されなければならない。これは、多数の非特異的かつ部
分的ハイブリダイゼーションを結果し、受動的ハイブリダイゼーションアレイお
よびデバイスの適用を限定する。問題は、アレイ上での異なる標的配列の複雑さ
および数値が増すにつれてさらに複雑になる。
【００１６】 このように、リガンド結合成分の大きいコンビナトーリアルライブラリーの現
実的な評価およびスクリーニング、対合（ハイブリダイゼーション）および多重
リガンド結合成分を含む超分子の構造および超分子の複合体の選択、既知の医薬
品および関連化合物のセットの評価、および、薬物スクリーニングのための実際
の分子ディスクリプターアレイの開発は、いくつかのタイプのミクロアレイシス
テムを使用してもっともうまく遂行されうる。多くの受動的ＤＮＡアレイ技術が
利用可能であり、それらは、ハイブリダイゼーション対合成分を含むリガンド結
合成分を選択するために、潜在的に使用可能である。残念なことに、これらのＤ
ＮＡ配列技術の受動的性質が問題を提供する。これらの受動的アレイは、単独で
、膨大な数の可能性のある組合せから最も特異的なリガンド結合構造を選択する
ために必要とされるストリンジェンシー条件の無限の多様性を提供することがで
きない。たとえば、リガンド結合成分の１０，０００個のライブラリーを使用す
ることは、巨大な数の「潜在的」超分子構造の組合せ（＞１０１２）を生み出す
ことができる。リガンド結合成分の多様な性質および塩基の対合／ハイブリダイ
ゼーション性状に対する要件の故に、限定された全体ストリンジェンシーパラメ
ータ（温度、ｐＨ、イオン強度、など）をもつ受動的アレイ技術を使用すること
は、コンビナトーリアル選択プロセスを遂行するために過度の時間を必要とする
。第２に、多数の全体ストリンジェンシー条件が適用されるとき、各々の全体の
ストリンジェンシー変化がアレイ上での複合体の有効数を減らすことができる；
こうして、限られた数のストリンジェンシーだけを適用することができる。要約
すれば、受動的すなわち従来のＤＮＡアレイフォーマットにとっては限界があり
、そこにおいては、それらが、リガンド結合成分の膨大なコンビナトーリアルラ
イブラリーおよびアレイの上で生成する多数の超分子の構造および複合体を評価
し、スクリーニングするために必要な高速および高選択性を提供することができ
ない。
【００１７】 （発明の概要） １つの態様において、本発明は、コンビナトーリアルプロセス（ここに、成分構
造は、改善された速度と高次の特異性でもって分子間または超分子リガンド結合
構造およびひき続いての超分子複合体（または集合体）を形成する）を遂行する
ために活性なマイクロエレクトロニックアレイデバイスを使用するための機器お
よび方法に関する。分子間または超分子のリガンド結合構造は、１つ以上のリガ
ンド結合成分を含むプログラム可能な自己集合／対合成分から成る。適切なまた
は選択的分子認識および結合性状をもつ超分子のリガンド結合構造が、薬剤分子
または他の生物学的に活性な分子または構造を含む特異的なリガンド分子または
構造と結合するかまたは集合するとき、超分子の複合体または集合体が形成され
る。
【００１８】 一旦、既知の特異的リガンド分子（薬物または他の生物学的に活性な化合物）
に対しアレイ上の最適の超分子複合体パターン形成が決定されると、該アレイは
その後「分子ディスクリプター」デバイスとして用いることができる。この「分
子ディスクリプター」デバイスはいろいろな用途に使用することができ、そのい
くつかには、新薬の発見およびスクリーニングプロセス、新しい親和性試薬の創
成または高親和性／高特異性合成抗体の創成が含まれる。その上、これらのアレ
イの他のバージョンは、複合的なプロテオーム解析のために、および多重イムノ
アッセイ用途のために使用することができる。
【００１９】 非アレイの、単一部位バージョンにおいては、本発明は、付着表面（該付着表
面は、可変のエレクトロニック環境に位置し、分子認識システムは少なくとも第
１および第２の分子認識成分を含み、少なくとも該第１の成分は表面に付着して
いる）、該分子認識システムに結合した別々の分子種、ならびに該別々の分子種
での超分子集合体の生成のための第３構造、を含む超分子集合体の生成および検
出のためのデバイスと考えることができる。望ましくは、分子認識システムは、
対合システムから成る。最も望ましくは、該対合システムは、ｐ−ＲＮＡのよう
な相補的で、コードされた対合システムである。再び望ましくは、別々の分子種
は、ペプチド配列から成る。
【００２０】 本発明のコンビナトーリアル選択プロセスにおいては、マイクロエレクトロニ
ックアレイは、小分子（医薬品、代謝物、金属イオンなど）、大きい分子（タン
パク質、酵素、抗体など）およびより大きい構造体（オルガネラ、細胞など）の
、超分子リガンド結合構造に対する親和性結合を行うために用いられる。これら
のプロセスは、薬物または他の生物学的に活性分子の存在下で最も選択的で、お
よび／または安定な超分子複合体を形成する、これらの分子間リガンド結合構造
の確認を可能にする。マイクロエレクトロニックアレイの使用は、近リアルタイ
ムの進化的または学習的形式と考えられることにおいて遂行されるコンビナトー
リアル選択プロセスを可能にする。このプロセスは、より安定超分子の複合体を
確認するだけでなくて、構造の重要な分子認識性状についての情報も提供する。
これらの分子認識性状には、ある種の超分子の構造およびそれらの成分分子間リ
ガンド結合構造が、何故より適した結合特性を有するか、に関する化学的、物理
的かつ力学的理由が含まれる。こうして、該アレイの分子認識性状は、結合した
薬物または分子の構造／機能の関連性、リガンド結合成分およびプロセス、なら
びにさらに実際の生物学的なレセプター部位についてのより有用な情報を提供す
ることができる。超分子複合体形成の情報のフィードバックは、超分子リガンド
結合構造の特定のクラスのより集中した選択または超分子のリガンド結合構造の
より新しいクラスの非常に広いスクリーニングのための相互に関連のあるプロセ
スをデザインすることを可能にする。マイクロエレクトロニックアレイは、それ
らがアレイの上の各テスト部位での選択的電場ストリンジェンシー制御の付加的
パラメータを提供する故に、この高次の特異性を達成することができる。こうし
て、温度、ｐＨ、イオン強度および化学試剤（溶剤、変性剤、カオトロピック剤
）を含む、従来のまたは古典的なストリンジェンシーパラメータに加えて、超分
子複合体への電場のストリンジェンシーの適用は、改善されたおよび／またはさ
らに特異的な超分子のリガンド結合構造を選択する強力なパラメータを提供する
。部位から独立した一般的なエレクトロニックストリンジェンシーを提供するこ
とに加えて、電場はまた、実際上、分子間超構造体自体に乱れを与えて、より低
いエネルギー配置（これはよりよいリガンド結合環境および複合体の生成に導く
）を生成するようにする。
【００２１】 新薬発見およびスクリーニングの用途については、超分子複合体結合パターン
は、まず、既知の医薬品、アゴニスト、拮抗剤、インヒビター、トキシンおよび
目標とされた生物学的レセプター部位で相互に作用すると知られている他の生物
学的な試剤に関して決定される。コンビナトーリアルマイクロエレクトロニック
アレイ上のこれらの既知医薬品または生物学的試剤の結合パターンは、良好なま
たは望ましい特性（たとえば薬物有効性に関して）および悪いまたは望ましくな
い特性（たとえば毒性）と相関することがある。したがって、マイクロエレクト
ロニックアレイの分子認識性質は、それが、薬物／レセプター部位の構造／機能
の関連性に対する有用な分子ディスクリプターになることを可能にする。新薬、
治療薬または未知化合物のその後の試験および「分子ディスクリプター」アレイ
上のそれらの特定超分子複合体形成パターンの決定は、新薬の、または、化合物
の有効性、副作用および毒性に関する潜在的情報を提供することができる。
【００２２】 本発明に関連する分子間リガンド結合構造の１つの重要な形態は、リガンド結
合成分としてプログラム可能な自己集合性対合成分を、およびペプチドとしてピ
ラノシル−ＲＮＡすなわちｐ−ＲＮＡを利用する。特に、プログラム可能な対合
成分としてのｐ−ＲＮＡの使用は、自己集合分子間リガンド結合構造を生じるこ
とに関して顕著な利点を提供する。ｐ−ＲＮＡは、糖基がペントピラノースであ
る核酸様分子である（図１参照）。（ピッチュＳ.ら、Ｈｅｌｖ. Ｃｈｉｍ.
Ａｃｔａ、７６巻、２１６１〜２１８３頁、１９９３年を参照）。通常のデオキ
シリボース（あるいはリボース）をペントピラノース糖に置換すると、ハイブリ
ダイズした２本鎖ｐ−ＲＮＡの平面形態になる（図２参照）。２本鎖ｐ−ＲＮＡ
構造に関する平面形態は、薬物または他の分子が結合するとき、安定な分子間構
造および超分子複合体を形成する独自の特質を有する。その上、ｐ−ＲＮＡはＤ
ＮＡまたはＲＮＡとハイブリダイズしないので、独自のプログラム可能な対合シ
ステムを提供する。ｐ−ＲＮＡ分子は、また、それらの配列のほとんどどの位置
でもペプチド配列でもって誘導体化することができる。アミノ酸の種々のコンビ
ナトーリアル配置を含む、ペプチド配列は、実際のリガンド結合構造を形成する
。自己集合性分子間リガンド結合超分子構造の他のクラスは、核酸（ＤＮＡまた
はＲＮＡ）およびペプチドを使用して生成させることができる。これらの超構造
において、核酸部分はプログラム可能な自己集合性対合成分を提供し、ペプチド
部分はリガンド結合成分を形成するのに役立つ。ｐ−ＲＮＡおよびＤＮＡ（また
はＲＮＡ）をベースとしたクラスは、本発明に関連する、可能な分子間リガンド
結合超構造のいくつかを表す。（本発明を記載する際に「超分子構造」と「超構
造」は相互に交換可能として使用していることを指摘しなければならない）。
【００２３】 １つの特に有用な形の分子間リガンド結合成分は、「トリアド」タイプのリガ
ンド結合立体配置を生じる超分子構造に導く。これらの「トリアド」結合構造は
、２つの短いｐ−ＲＮＡ配列（Ａ）と（Ｂ）をデザインすることによって生成し
、それらは、第３のより長い捕捉ｐ−ＲＮＡ配列（Ｃ）と相補的である。２つの
ｐ−ＲＮＡ配列（Ａ）と（Ｂ）は、望ましくは、相補的捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配
列（図３参照）と対合（ハイブリダイズ）するとき、近接するようにデザインす
る。「トリアド」-タイプリガンド結合超構造を利用するコンビナトーリアル結
合フォーマットおよびアッセイは、捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）リガンド結
合成分構造が選択的にアドレスされ、アレイ上の特定のテスト位置またはマイク
ロローケーションに固定される、マイクロエレクトロニックアレイを生成するこ
とを含む。これらの固定されたｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）構造において、ｐ−
ＲＮＡ成分は、２つのｐ−ＲＮＡ（Ａ）とｐ−ＲＮＡ（Ｂ）の配列に対して相補
的である１つの共通のまたは一般的な配列である。ｐ−ＲＮＡ配列は、望ましく
は、アレイの上の全ての固定された捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）に対するのと同じもの
であるが、アレイ上の各テスト位置（マイクロローケーション）は既知のコンビ
ナトーリアルペプチドライブラリーとは「異なるペプチド配列」を含むｐ−ＲＮ
Ａ−ペプチドのセットでアドレスされる。ｐ−ＲＮＡの（Ａ）および（Ｂ）成分
のペプチド配列は、望ましくは、アレイの上で固定された捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプ
チドと同様に、既知ペプチド配列の同一セットを含む。したがって、ｐ−ＲＮＡ
−ペプチド（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はペプチドサブライブラリーを形成する
。
【００２４】 ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分が適切な対合（ハイブ
リダイゼーション）条件で結合するとき、多数の分子間リガンド結合超構造が形
成される（ライブラリー中のペプチドの数の３乗）。このプロセスは、「サブラ
イブラリーの集合による指数関数的ライブラリー」またはエリアス（ＥＬＩＡＳ
）の生成と呼ばれる（図４参照）。（一般的には下記を参照：「新しい物質ライ
ブラリーおよびそれで作成された超分子複合体」と題した、ＷＯ第９７／４３２
３２号（１９９７年１１月２０日公開）、「非らせん状超分子ナノシステム」と
題する、ＷＯ第９８／２５９４３号（１９９６年１２月１１日出願）、および「
アドレス指定可能なモジュラーの認識系、生産形式および使用」と題する、ＷＯ
第９９／１５８９３号（１９９７年９月２２日出願）。これらは、本明細書に完
全に記載されているかのように、こうして参照によって取り入れる。）ｐＲＮＡ
-ペプチド（Ａ）および（Ｂ）成分の２つの相補配列が、捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプ
チド（Ｃ）配列の相補配列にハイブリダイズするとき、それらは、三つのペプチ
ド鎖がトリアド結合構造またはポケットを形成する分子間リガンド結合超構造を
生じる。このトリアド結合構造またはポケットは、特定の薬物または他の生物学
的に活性な分子または構造に対する親和性結合部位となるポテンシャルを有する
（図５参照）。本発明に関連する、１つの基本的なＥＬＩＡＳコンビナトーリア
ル選択プロセスは、捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）リガンド結合成分（ついで
、薬物分子およびｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（Ｂ）のリガンド結合成分
を含む溶液と接触させる）でもって選択的にアドレス指定したマイクロエレクト
ロニックアレイを使用することを含む。コンビナトーリアル選択プロセスは、超
分子リガンド結合構造および超分子複合体を形成するために、適当な従来のおよ
び／またはエレクトロニックストリンジェンシー条件で遂行される。アレイ上の
超分子複合体パターンを確認し、特定のリガンド結合成分（ペプチド）はその後
に同定する。このプロセスは、「チップ上のＥＬＩＡＳ」またはＥＬＯＣプロセ
スと呼ばれる（図６参照）。
【００２５】 このコンビナトーリアル選択またはＥＬＯＣプロセスは、受動的または能動的
マイクロエレクトロニックアレイを使用して遂行することができる。ＥＬＯＣプ
ロセスのために能動的マイクロエレクトロニックアレイを使用することは、ある
種の状況において顕著な利点を有する。ＤＮＡの塩基配列で選択的にアレイを指
定し、迅速な複合的ハイブリダイゼーションを遂行し、そしてＤＮＡハイブリダ
イゼーション選択作用を改善するためにエレクトロニックストリンジェンシーを
提供する、能力を提供する能動的マイクロエレクトロニックチップ／アレイ技術
は例示されてきた。これらの同一の基本的マイクロエレクトロニックアレイは、
本発明の対象であるコンビナトーリアル選択プロセスのために使用することがで
きる。マイクロエレクトロニックＤＮＡチップおよびアレイ、特に高密度デバイ
ス（１０，０００の活性部位）を作るための基本的なデザインおよび手順は、本
発明のコンビナトーリアルおよびＥＬＯＣのプロセスに適用可能である。該アレ
イのエレクトロニックアドレス指定、能動エレクトロニックハイブリダイゼーシ
ョンおよびエレクトロニックストリンジェンシーを遂行するための種々のエレク
トロニクスの方法、手順、そしてフォーマットはすべて、本発明のコンビナトー
リアルおよびＥＬＯＣのプロセスを開発することのための基礎として役立つ。
【００２６】 本発明の１つの重要な態様は、コンビナトーリアル選択プロセスを遂行するた
めの速度およびより高次の選択性を提供するマイクロエレクトロニックアレイベ
ースのＥＬＯＣフォーマットを含む。本発明に関連するいくつかのＥＬＯＣフォ
ーマットの１つは、一過性動的平衡プロセス（フォーマット１）を含む。このフ
ォーマットにおいて、マイクロエレクトロニックアレイの一般的ストリンジェン
シー条件は、２つのｐ−ＲＮＡ（Ａ）および（Ｂ）配列の相補的捕捉ｐ−ＲＮＡ
（Ｃ）配列とのハイブリダイゼーションに対するＴｍ（熱融解温度の中央値）で
、またはその近い点で設定される。このＥＬＯＣフォーマットにおいて、アレイ
上の「トリアド」の生成は、動的平衡状態にあり、特定の薬物または標的分子の
ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）セットからのペプチド配列の
どれかの組合せとの最初の結合は、その特別の「トリアド」超分子複合体を安定
化するであろう。リガンド結合事象は、アレイ上で選択された捕捉ｐ−ＲＮＡ−
ペプチド（Ｃ）部位にハイブリダイズされたｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および
／または（Ｂ）成分の熱融解温度（Ｔｍ）を上昇させる。こうして、ペプチド（
Ｃ）とのある程度の安定性をもつこれらの薬物／ｐ-ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）お
よび／または（Ｂ）複合体だけは、アレイ上での捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ
）部位にハイブリダイズすることができる。他のＥＬＯＣフォーマットは、溶液
相において特定の薬物分子が最初に特異的ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（
Ｂ）構造と複合し、ついでアレイ（ＥＬＯＣフォーマット２）に結合することを
可能にするようにデザインされる均一のコンビナトーリアル選択工程を含み、そ
して、不均一のコンビナトーリアル選択プロセスは、マイクロアレイ上に非常に
大きい数のトリアドリガンド結合超構造を最初に形成するように設計され、つい
で薬物分子を結合するようにデザインされる（ＥＬＯＣフォーマット３）。
【００２７】 エレクトロニックストリンジェンシーは、異なる形で、異なるレベルでより高
次の選択性を達成するために使用することができる。最初のレベルは、非特異的
にまたは部分的に結合された構造を除去するために低電場ストリンジェンシーを
含むことができる。第二のレベルは、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）と（Ｂ）のセ
ットを含むさらに特異的なおよび／または安定な超分子の複合体を選択するため
に、電場強度のより正確な中間的レベルの適用を含むことができる。エレクトロ
ニックストリンジェンシーの第３のレベルは、ｐ−ＲＮＡ−ペプチドのセット（
Ａ）および（Ｂ）の両方および捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチドセット（Ｃ）、すなわ
ち真の「トリアド」薬物／ペプチド複合体を含む最も安定な超分子複合体を選択
するために、電場強度の最も正確なそして最も高いレベルの適用を含むことがで
きる。その上、電場は薬物（薬剤）または標的分子のより良い結合環境およびよ
り安定な超分子複合体に導くことができる、より低いエネルギー立体配置を作る
分子間超構造を効果的に乱すために用いることができる。
【００２８】 コンビナトーリアル選択プロセスが遂行された後、テスト部位の位置（そこに
超分子複合体が生成する）が、薬物結合事象を担うｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の
全ての基本的なセットを同定する。このエレクトロニックＥＬＯＣプロセスは、
多数の分子間リガンド結合構造のためのコンビナトーリアル選択が非常に速くな
されるのを可能にする。例として、１００個の異なるペプチド配列をもつ１００
個のテスト部位のアレイは、１０６個の可能なトリアドリガンド結合構造を通し
て最も独自の組合せを選択する。１０００個の異なるペプチド配列をもつ１，０
００個のテスト部位のアレイは、１０９個の可能なトリアドリガンド結合構造を
通して最も独自の組合せを選択する。１０，０００個の異なるペプチド配列をも
つ１０，０００のテスト部位のアレイは、１０１２個の可能なトリアドリガンド
結合構造を通して独自の組合せを選択する。一旦、超分子リガンド結合複合体パ
ターンが決定され、独自のｐ−ＲＮＡ−ペプチド分子間リガンド結合構造が既知
の医薬品または生物学的に活性な化合物に対して確認されると、マイクロエレク
トロニックアレイは新薬または未知化合物をスクリーニングするための分子ディ
スクリプターとして使用することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
１つの態様において、本発明は、アドレス可能な能動的マイクロエレクトロニ
ックアレイデバイスのデザインおよび製作、ならびに、顕微鏡的フォーマットで
の多工程および多重的親和性結合反応を遂行する、これらのデバイスのプロセス
、手順、技術、フォーマット、方法および用途に関する。第１の態様においては
、本発明は、多数の潜在的分子間結合成分および超分子の複合体を含むコンビナ
トーリアル選択および分子認識プロセスを速く遂行するための、これらのマイク
ロエレクトロニックアレイデバイスの使用に関する。第２の態様においては、本
発明は、分子間および超分子リガンド結合構造の高次の選択性および超分子複合
体の生成を効果的にするために、マイクロエレクトロニックアレイおよびエレク
トロニックストリンジェンシーパラメータを使用することに関する。第３の態様
において、本発明は、超分子構造を乱してその最も低いエネルギー立体配置に効
果的にもたらし、超分子構造を力学的に曲げ、および選択的かつ安定なリガンド
結合複合体の生成を一般的に高めるように、マイクロエレクトロニックアレイお
よびエレクトロニックストリンジェンシーパラメータを使用することに関する。
【００３０】 本発明のコンビナトーリアルアレイデバイスはいろいろな用途のために使用す
ることができる。そのいくつかは、下記のものを含む： （１）新薬の発見およびスクリーニングプロセス、 （２）既知の薬物の有効性および毒性の構造との相関、 （３）ホルモンに関する構造／機能関連性の解明、 （４）神経伝達物質に関する構造／機能関連性の解明、 （５）ハプテン／抗原・抗体・エピトープ結合部位特性の解明、 （６）細胞表面レセプターに結合するリガンド結合部分に関する構造／機能関連
性の解明、 （７）酵素基質に対する構造／機能関連性の解明、 （８）高親和性／高特異性の合成抗体の創成、 （９）新しい親和性試薬の創成、 （１０）新しい合成酵素および触媒の創成、 （１１）新しいキレート試薬の創成、 （１２）それに続く、新しい合成抗体アレイの創成、 （１３）それに続く、新しい親和性試薬アレイの創成、 （１４）それに続く、新しい合成酵素および触媒アレイの創成、 （１５）それに続く、新しいキレートアレイの創成。
【００３１】 本発明のデバイス、プロセス、手順、技術、フォーマットおよび方法は、いろ
いろな他の生物学的および合成的親和性およびリガンドリセプターを含む、コン
ビナトーリアルプロセスおよび分子認識プロセスのために使用することができる
。その上、これらのアレイの他のバージョンは、複合的プロテオミック解析およ
びイムノアッセイ用途に使用することができる。
【００３２】 （特定のリガンド分子および構造） １つの態様において、本発明は、超分子複合体の選択のためのコンビナトーリ
アルプロセスを、改善された速度およびより高次の特異性でもって遂行するため
に能動的マイクロエレクトロニックアレイデバイスを使用することに関する。超
分子複合体は、種々の特異的リガンド分子および構造の、分子間／超分子のリガ
ンド結合構造への親和性結合によって形成される。本発明の目的では、特異的リ
ガンド分子または構造は、もう一つの分子、合成的リガンド結合構造または生物
学的リセプターに対する特異的親和性を有する目標とされた分子または構造とし
て定義される。通常、与えられた特異的リガンド分子または構造は、生物学的に
活性な分子（薬物、代謝物、ホルモン、ペプチド）または構造（タンパク質、抗
体）であり、特異的な形態を持ち、特異的な、生物学的または生理学的なリセプ
ター分子、部位または構造にぴったり入る、そこでは、一つ以上の非共有結合相
互作用が該複合体を安定させる。レセプター部位には、これらに限定されないが
、下記のもが含まれる：キレート、ペプチド、タンパク質、抗体、酵素、核酸／
タンパク質複合体、膜および細胞。与えられた特異的リガンド分子または構造の
、その特異的なレセプター部位への特異的または選択的適合は、時々「ロックと
キー」適合と称される。レセプター部位に特異的リガンド分子を結合する非共有
結合相互作用は、下記を含むことができる：水素結合、疎水性結合、芳香環スタ
ッキング、静電的相互作用、（金属イオンリガンドとの）キレート化およびファ
ンデルワールス相互作用。リガンド結合を決定する物理的／化学的パラメータに
加えて、リガンドおよびレセプター部位は、また、立体選択的性質を有すること
ができる。キラリティーが一つの原子での光学的非対称に基づく鏡像異性体のリ
ガンドまたは分子に関しては、非対称的なレセプター部位または結合表面がない
場合、物理的／化学的性質には相違はない。しかし、複数の不斉中心によるジア
ステレオマーリガンドは、異なる物理的／化学的性質を有することができる。小
分子の鏡像異性的リガンドは、レセプター部位との結合に大きい相違（数桁の大
きさ）を有することがあるということはよく知られている。これらのリガンドタ
イプは、「立体選択的であるだけでなく立体特異的である」と考えるべきである
。（Ｗ. Ｂ. プラットおよびＰ.テイラー編「薬物作用の原理−薬理学の基本
」第三版（１９９０年、チャーチルリヴィングストン）１〜７４頁のＰ.テイラ
ーおよびＰ. Ａ. インセルを参照）。
【００３３】 特異的標的レセプター部位をもつ薬物分子に加えて、若干の他の重要な古典的
リガンド／リセプター相互作用は下記のものを含む：酵素をもつ基質、抗体をも
つハプテン／抗原、生物学的レセプターをもつトキシンおよび発癌性物質、アビ
ジンまたはストレプトアビジンをもつビオチン、それらのレセプター部位をもつ
ホルモン、ならびに神経細胞レセプターをもつ神経伝達物質。場合によっては、
同一の分子または構造が、リガンドおよび受容体の両方として働くことができる
、たとえば、抗体分子は、特定のハプテン分子に対するレセプターとして、また
、もう一つの抗体に対するリガンドとして働くことことができる。本発明に関連
する特異的リガンドの標的分子および標的構造のいくつかには、これらに限定さ
れないが、下記のものが含まれる： （１） 小リガンド分子−医薬品、治療薬、アゴニスト、拮抗剤、インヒビター
、代謝物、アミノ酸、ペプチド、ホルモン、ＡＣＴＨ、アンジオテンシン、ブラ
ジキニン、サイトカイン、エンドモルフィン、エンドルフィン、エンケファリン
、エクソルフィン、リンホカイン、神経伝達物質、ビタミン類、ヌクレオチド、
オリゴヌクレオチド、合成的アンセンスオリゴヌクレオチド剤、レクチン、ハプ
テン、蔗糖、脂質、脂肪酸、生物学的コファクター（ＮＡＤＰＨ、ＦＡＤ、チア
ミンピロリン酸など）、金属イオン、金属キレート、色素、ポルフィリン、トキ
シン、発癌性物質、突然変異原、および生物学的活性または結合特性をもつ他の
天然または合成の小分子。 （２） 大リガンド分子−タンパク質、ホルモン、インターロイキン、腫瘍壊死
因子、酵素、抗体、関連する抗体エピトープ部位、ＤＮＡ、ＲＮＡ、合成ポリヌ
クレオチド、合成ポリペチド、トキシン、天然および合成のポリサッカライド、
アプタマー、ならびに、生物活性または結合性質を有する他の天然および合成の
大分子。 （３） より大きいリガンド／レセプター構造−細胞、バクテリア、ウィルス、
細胞表面の膜、細胞表面タンパク質、細胞表面のレセプターおよびエフェクター
部位、オルガネラ、ミトコンドリア、リボソーム、合成ミセルならびに生物活性
または結合性質を有する他の天然および合成の表面。
【００３４】 ある程度まで要点を繰り返すと、本発明のコンビナトーリアル選択プロセスは
、特定のリガンド標的分子の、１つ以上の「分子間リガンド結合構造」への結合
によって形成される超分子複合体の選択を遂行するために、マイクロエレクトロ
ニックアレイを使用することを含む。本発明の目的では、分子間リガンド結合構
造は、プログラム可能な対合性質をもつ一成分およびリガンド結合性質をもつ第
２の成分を有する分子構造として定義される。これらの構造は、それらがそのプ
ログラム可能な対合特性を介して、適当な条件で自己集合してより大きい分子間
構造「超分子構造」になることができるように設計される。さらに、該構造は、
適切な特定のリガンド標的分子または構造の存在下で、２つ以上のリガンド結合
成分によるリガンド分子の結合がより大きい超分子構造の形成および安定化にも
導くように、設計される。リガンド結合成分による特定のリガンド分子の結合は
、対合成分を通して自己集合した超分子の構造の分子間安定化を効果的に引き起
こす。完全な特異的リガンド分子／分子間リガンドを結合する構造の生成は、「
超分子複合体」と呼ばれる。
【００３５】 （プログラム可能な対合構造） 本発明にとって特に重要な、プログラム可能な対合構造または成分の一タイプ
（自己集合性分子間リガンドを結合する構造を形成するのに使用することができ
る）は、ピラノシル-ＲＮＡまたはｐ−ＲＮＡである。ｐ−ＲＮＡは、糖基がペ
ントピラノースである核酸様分子である。図１は、基本的なｐ−ＲＮＡ構造を示
す。ＤＮＡに類似しているｐ−ＲＮＡの重要な特性のいくつかには、下記のもの
が含まれる：古典的なワトソン−クリックタイプの塩基の対合、鏡像体選択的塩
基の対合および２本鎖構造に対する反平行のストランドの向き。
【００３６】 ＤＮＡとは異なる、いくつかの重要なｐ−ＲＮＡ特性には下記のものが含まれ
る：ＤＮＡまたはＲＮＡより高いデュプレックス安定性および選択性、ｐ−ＲＮ
ＡはＤＮＡまたはＲＮＡと塩基対を作らない、そして、ｐ−ＲＮＡデュプレック
スは、準ラダー構造を形成するが、古典的なラセンを形成しない。
【００３７】 ｐ−ＲＮＡはＤＮＡ／ＲＮＡに類似の若干の特性を有するが、それがＤＮＡに
ハイブリダイズしないという事実は、それが他の核酸変異株または誘導体とはユ
ニークに異なること、すなわちｐ−ＲＮＡは独自の対合システムを表すことを意
味する。その上、通常のデオキシリボース（あるいはリボース）をペントピラノ
ース糖で置換すると、ハイブリダイズされた２本鎖のｐ−ＲＮＡ構造の、平面の
、またはラダー様の形態が生成する。２本鎖のｐ−ＲＮＡ構造体の平面形態は、
リガンド分子が結合されると、安定な自己集合性分子間構造、超構造および超分
子の複合体を生成する独自の属性を提供する。ｐ−ＲＮＡの合成および精製に対
する基本的な手順は、実施例において提示される（例１参照）。また、「ペント
ピラノシルヌクレオシド、および同一物の生産および使用」と題するＷＯ第９９
／１５５３９号（１９９７年９月２２日出願）、「ペントピラノシルヌクレオシ
ドを生産する方法」と題するＷＯ第９９／１５５４０号（１９９７年９月２２日
出願）、「電子部品を生産するためのペントピラノシルヌクレオシド、および前
記ペントピラノシルヌクレオシドの接合体」と題するＷＯ第９９／１５５４１号
（１９９７年９月２２日出願）を参照して欲しい。これらは、本明細書に完全に
記載されているかのように、参照によってここに取り入れる。ｐ−ＲＮＡ分子は
、ＤＮＡおよびＲＮＡの修飾のために開発されたのと同じ成分の多くでもって、
および、同じ手順の多くによって、誘導体化することができる。こうして、ｐ−
ＲＮＡは、ビオチン部分、芳香族および脂肪族アミン基、芳香族および脂肪族チ
オール基、芳香族および脂肪族アルデヒド基で誘導体化する（機能化する、また
は改質する）ことができる。ｐ−ＲＮＡは、また、末端の位置で、あるいは、配
列内でどこにでも、トリプタミンリボピラノシル（Ｔｒ）ホスホルアミダイトの
取込みによって機能化することができる。たとえば、「リンカーヌクレオシド、
および同一物の生産と使用」と題するＷＯ第９９／１５５４２号（１９９７年９
月２２日出願）を参照。これは、本明細書に完全に記載されているかのように、
参照によってここに取り入れる。ｐ−ＲＮＡへのトリプタミンリボピラノシル（
Ｉ）ホスホルアミダイトの取込みの手順は、実施例において提示する（例１参照
）。続いて、機能化されたｐ−ＲＮＡは、さらに、蛍光団（例２参照）、発色団
、ビオチン、キレート、アミノ酸およびペプチド、タンパク質、ストレプトアビ
ジン、核酸（ＤＮＡ／ＲＮＡ）、ナノ粒子ならびに種々の他の分子および構造で
、誘導体化されるかまたは、それらと結合することができる。アミン、チオール
、アルデヒドおよび／またはトリプタミン（Ｉ）ヌクレオシド（例３参照）で機
能化されたｐ−ＲＮＡは、また、その後固体担体および表面に付着することがで
きる。これらには、限定されないが、下記のものが含まれる：ガラス、シリコン
、プラスチック、ナイロン、ニトロセルロース、セラミック、金属、金属酸化物
、アガロース、ポリアクリルアミドおよび他の多糖。ｐ−ＲＮＡは、その２’ま
たは４’末端の位置で、あるいは、配列内のどんな位置ででも機能化することが
できる（例２参照）。ｐ−ＲＮＡの誘導体化は、塩基部分、糖またはリン酸基の
修飾を介して遂行することができる。
【００３８】 ｐ−ＲＮＡは好ましいプログラム可能な対合構造であるが、自己集合性分子間
リガンド結合構造をつくるのに用いることができる他の潜在的に有用なプログラ
ム可能な対合成分には、６員環を含むモノマーをもつホモローグが含まれ、それ
は、シクロヘキシル核酸またはＣＮＡと呼ばれる（ＣＮＡ-ペプチド対合システ
ムは、「シクロヘキシルおよびヘテロシクリルヌクレオシド誘導体、これらの誘
導体を生産する方法、ならびにその誘導体およびそれらのオリゴマーまたはコン
ジュゲートの、対合および／または試験システムにおける使用」と題するＷＯ第
９９／１５５０９号（１９９７年９月２２日出願）に開示されている）。ＣＮＡ
は、荷電してない骨格構造を有し、そのことは、それらが低いイオン強度条件で
対合構造をつくるために利点を有することを意味する。
【００３９】 しかし、自己集合性分子間リガンド結合構造をつくるのに用いることができる
プログラム可能な対合成分には、これらに限定されないが、下記のものが含まれ
る：デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）、合成ポリヌクレオチド
、合成オリゴヌクレオチド、メチルホスホネート核酸アナログ、ホスホロチオネ
ート核酸アナログ、ホスホロジチオネート核酸アナログ、ペプチド核酸（ＰＮＡ
）および他の修飾された核酸。これらの構造において、核酸部分は、古典的なハ
イブリダイゼーションを介して分子間対合システムを形成するのに働く。（ｐ−
ＲＮＡに対する対合システムがＤＮＡ／ＲＮＡおよび他の全ての核酸誘導体とは
異なることを再度指摘することは重要である）。
【００４０】 最後に、他の分子間対合システムは、ペプチド、タンパク質、改質多糖、レク
チン、静電気的（陽イオン／陰イオン）タイプポリマーおよび金属／キレート系
、ならびにプログラム可能な自己集合性対合性質でデザインすることができる種
々の合成構造。上記はすべて、これによって本発明に組み込まれる。
【００４１】 （リガンド結合構造） 分子間リガンド結合構造の第二の重要な成分は、実際のリガンド結合構造それ
自身である。本発明のリガンド結合構造は、適当な特定のリガンド標的分子また
は構造の存在下で、以下のうちの１つ以上を提供することができる構造と定義さ
れる。 （１）特異的リガンド分子を収容するおよび／または適切に合致することができ
る二次元の配位構造または三次元構造（ポケット）、 （２）適切な立体選択的および／または立体特異的適合性をもつリガンド分子を
提供する、 （３）１個以上の水素結合をもつリガンド分子を提供する、 （４）１個以上の静電的相互作用をもつリガンド分子を提供する、 （５）１個以上のキレート化相互作用をもつリガンド分子（金属）あるいは配位
部位を提供する、 （６）１個以上の疎水的相互作用をもつリガンド分子を提供する、 （７）１個以上の塩基スタッキング相互作用をもつリガンド分子を提供する、お
よび／または （８）１個以上のファンデルワールス相互作用をもつリガンド分子を提供する。
【００４２】 本発明のリガンド結合構造の第一クラスには、これらに限定はされないが、下
記のもが含まれる：アミノ酸、ペプチド、環状ペプチド、抗体、タンパク質、ア
ビジン、ストレプトアビジン、レクチン、含水炭素、多糖、キレート、金属キレ
ート、メンブレン、ミセル、蛍光団、発色団、クラウンエーテル、シクロデキス
トリン、細胞および上記のどれかの２個以上の複合体。
【００４３】 構造の第二クラスにおいては、ｐ−ＲＮＡおよび／または核酸成分が、対合お
よびリガンド結合の両方のために使用される。リガンド結合構造は、グループ１
とグループ２の両方からの成分から成ることができる。
【００４４】 プログラム可能な対合成分およびリガンド結合成分は、ほとんど無制限の数の
立体配置で結合することができる。通常、プログラム可能な対合成分およびリガ
ンド結合成分は、共有結合的に結合する。たとえば、ペプチドリガンド結合成分
は、ｐ−ＲＮＡ対合成分に共有結合的に結合して、分子間リガンド結合構造を形
成することができる。
【００４５】 本発明の分子間リガンド結合構造は、これらに限定されないが、以下を含む： （１）ｐ−ＲＮＡをベースとした分子間結合構造 （ｐ−ＲＮＡ分子誘導体／構造／組成物） ｐ−ＲＮＡ分子誘導体、構造および／または組成物の例は下記を含む： ・ｐ-ＲＮＡアミノ酸、Ｌ、Ｄ、自然型、非自然型、 ・ｐ−ＲＮＡ−ペプチド、 ・ｐ−ＲＮＡ−ＤＮＡ−ペプチド（リガンド結合をもつ二重の認識／対合）、 ・ｐ−ＲＮＡ−抗体（タンパク質、酵素）、 ・ｐ−ＲＮＡ−ハプテン誘導体、 ・ｐ−ＲＮＡ−薬物誘導体、 ・ｐ-ＲＮＡ−神経伝達物質誘導体、 ・ｐ-ＲＮＡ−ホルモン誘導体、 ・ｐ-ＲＮＡ−トキシン誘導体、 ・ｐ−ＲＮＡ−放射性物質誘導体、 ・ｐ−ＲＮＡ−レクチン（炭水化物、二糖、多糖類誘導体）、 ・ｐ-ＲＮＡ−ＤＮＡ（ＲＮＡ、ＰＮＡ、メチルホスホン酸エステル）、 ・ｐ-ＲＮＡ-ＤＮＡ（ＲＮＡ、ＰＮＡ、メチルホスン酸エステル）−ペプチド、 ・ｐ-ＲＮＡ−蛍光団、 ・ｐ-ＲＮＡ−ドナー/アクセプター蛍光団（光子によるエネルギー転移のための
配置）、 ・ｐ-ＲＮＡ-蛍光団ペプチド、 ・ｐ-ＲＮＡ−発色団、 ・ｐ-ＲＮＡ-発色団ペプチド、 ・ｐ-ＲＮＡ−発色団／蛍光団（光子によるエネルギー転移のための配置）、 ・ｐ-ＲＮＡ−電子供与体／受容体部分、 ・ｐ−ＲＮＡ−金属キレーター、 ・ｐ-ＲＮＡ−金属キレーター−ペプチド、 ・ｐ-ＲＮＡ−複数の金属キレーター配置、および ・ｐ-ＲＮＡ-金属キレーター−発色団／蛍光団（光子ないし電子の伝達系のため
の配置）。
【００４６】 （ｐ−ＲＮＡナノスケール、メソスケールおよび固体担体構造） ｐ−ＲＮＡナノスケール、メソスケールおよび／または固体担体構造の例に含
まれるもの： ・ｐ-ＲＮＡナノ粒子／ナノ構造体／ナノデバイス（金属ナノ粒子、金ナノ粒子
、金属酸化物ナノ粒子、量子ドット、炭素ナノチューブ、多糖類ナノビーズ、そ
して、有機ポリマーナノビーズ）、 ・ｐ−ＲＮＡ−メソスケール構造／デバイス（金属粒子／構造／デバイス、金属
酸化物粒子／構造／デバイス、ケイ素粒子／構造／デバイス、半導体粒子／構造
／デバイス、ヒ化ガリウム粒子／構造／デバイス、リフトオフ（ｌｉｆｔ−ｏｆ
ｆ）マイクロエレクトロニックデバイス、リフトオフ光子デバイス、リフトオフ
機械的デバイス、およびマイクロセンサーデバイス）、 ・ｐ-ＲＮＡ巨視的表面／支持体材料（ガラス、石英、雲母、金属、金属酸化物
、ケイ素、二酸化ケイ素、ＧａＡｓ、プラスチック、有機ポリマー、天然高分子
、細胞表面、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル、ヒドロゲル、シリカゲ
ル、ナイロン、ニトロセルロースおよびセラミック）、
【００４７】 （ｐ−ＲＮＡ−ペプチドナノスケール、メソスケールおよび固体担体構造） ｐ−ＲＮＡおよびペプチドナノスケール、メソスケールおよび固体担体構造の
例に含まれるもの： ・ｐ-ＲＮＡ-ペプチドナノ粒子／ナノ構造体／ナノデバイス（金属ナノ粒子、金
ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子、量子ドット、炭素ナノチューブ、多糖類ナノビ
ーズおよび有機ポリマーナノビーズ）、 ・ｐ-ＲＮＡ-ペプチド−メソスケール構造／デバイス（金属粒子／構造／デバイ
ス（金属酸化物粒子／構造／デバイス；ケイ素粒子／構造／デバイス）半導体粒
子／構造／デバイス、ヒ化ガリウム粒子／構造／デバイス、リフトオフマイクロ
エレクトロニックデバイス、リフトオフ光子デバイス、リフトオフ機械的デバイ
ス、およびミクロセンサーデバイス）、および ・ｐ-ＲＮＡ−ペプチド−蛍光団−巨視的表面／支持体材料（ガラス、石英、雲
母、金属、金属酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、ＧａＡｓ、プラスチック、有機
ポリマー、天然高分子、細胞表面、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル、
ヒドロゲル、シリカゲル、ナイロン、ニトロセルロースおよびセラミック）。
【００４８】 （ｐ−ＲＮＡ−ペプチド−蛍光団−ナノスケール、メソスケールおよび固体担
体構造） ｐ−ＲＮＡおよびペプチド-蛍光団ナノスケール、メソスケールおよび固体担
体構造の例には： ・ｐ-ＲＮＡペプチド-蛍光団ナノ粒子／ナノ構造体／ナノデバイス（金属ナノ粒
子、金ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子、素量点、炭素ナノチューブ、多糖類ナノ
ビーズおよび有機ポリマーナノビーズ）、 ・ｐ-ＲＮＡペプチド-蛍光団−メソスケール構造／デバイス（金属粒子／構造／
デバイス（金属酸化物粒子／構造／デバイス；ケイ素粒子／構造／デバイス、半
導体粒子／構造／デバイス、ヒ化ガリウム粒子／構造／デバイス、リフトオフマ
イクロエレクトロニックデバイス、リフトオフ光子デバイス、リフトオフ機械的
デバイス、およびマイクロセンサーデバイス）ならびに ・ｐ-ＲＮＡ−ペプチド−蛍光団−巨視的表面／保持体（ガラス、石英、雲母、
金属、金属酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、ＧａＡｓ、プラスチック、有機ポリ
マー、天然高分子、細胞表面、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル、ヒド
ロゲル、シリカゲル、ナイロン、ニトロセルロース、およびセラミック）、 が含まれる。
【００４９】 （２）ＣＮＡをベースとした分子間リガンド結合構造 ＣＮＡをベースとした分子間リガンド結合構造の例に含まれるもの： ・ＣＮＡ−アミノ酸、 ・ＣＮＡ−ペプチド、 ・ＣＮＡ−ＤＮＡ（ＲＮＡ、ＰＮＡ，メチルホスホン酸エステル）、 ・ＣＮＡ−ＤＮＡ−ペプチド（リガンド結合による二重認識／対合）、 ・ＣＮＡ−蛍光団、 ・ＣＮＡ−蛍光団−ペプチド、ＣＮＡ−抗体（タンパク質、酵素）、 ・ＣＮＡ−レクチン（炭水化物、二糖類、多糖類）、 ・ＣＮＡ−発色団、金属リガンド、ナノ粒子、ナノビーズ、およびメソスケール
誘導体、 ・ＣＮＡ−巨視的表面（ガラス、ケイ素、二酸化ケイ素、ＧａＡｓ、プラスチッ
ク、セラミック、金属）ならびに ・ＣＮＡを含有する、しかしこれらに限定されない、ｐ−ＲＮＡに関して上に挙
げた全ての誘導体。
【００５０】 （ｐ−ＲＮＡ−ペプチド分子間リガンド結合構造） ｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造は、本発明にとって大きな重要性をもつ分子間リガ
ンド結合構造のクラスを表す。これらの構造においては、ｐ−ＲＮＡ部分は、プ
ログラム可能な自己集合性分子間対合システム（塩基配列およびハイブリダイゼ
ーションを介して）を提供し、ペプチド部分は実際のリガンド結合構造を形成す
るのに役立つ。ｐ−ＲＮＡを使用することの特別の長所は、対合（ハイブリダイ
ゼーション）で、２本鎖ｐ−ＲＮＡが平らなまたはラダー様の構造になることで
ある。この構造は、通常のデオキシリボース（またはリボース）をペントピラノ
ース糖部分で置換した結果である。図２は、基本的な２本鎖ｐ−ＲＮＡの平坦／
ラダー構造。対合した２本鎖のｐ−ＲＮＡの平坦な型またはラダー型は、より予
測可能な超分子のリガンド結合構造および複合体を提供する。ｐ−ＲＮＡは、さ
らに、ＤＮＡまたはＲＮＡよりも安定で選択的な二重構造を提供するという長所
を有する。ｐ−ＲＮＡはＤＮＡよりはるかに安定であるという事実は、顕著に短
くなった配列を、２本鎖の平坦構造を形成するのに使用することができることを
意味する。ｐ−ＲＮＡは、また、ＤＮＡと対合またはハイブリッドしない。この
ことは、試料中の外来性ＤＮＡがｐ−ＲＮＡの対合／ハイブリダイゼーションを
妨害しないことを意味する。
【００５１】 もう一つの利点は、２つのプログラム可能な対合成分（たとえばｐ−ＲＮＡ−
ＤＮＡまたはｐ−ＲＮＡ−ＲＮＡ）をもつ別々の対合システムまたは複合体シス
テムを作成するためにＤＮＡを用いることができるということである。こうして
、ほとんど他の核酸アナログ（ＰＮＡ、メチルホスホン酸エステル）とは異なり
、ｐ−ＲＮＡは、ＤＮＡまたはＲＮＡと同じ塩基性のプリンおよびピリミジン塩
基の対合（チミジンとアデニン、およびシトシンとグアニン）を含むが、ＤＮＡ
またはＲＮＡに対する親和性をもたない、独自のプログラム可能な対合システム
を表す。
【００５２】 ｐ−ＲＮＡ構造は、同様のやり方で、そしてＤＮＡまたはＲＮＡに対して使用
されるのと同一の手順の大部分によって、誘導体化し、機能化することできる。
ｐ−ＲＮＡ分子は、基本的に配列中のどの位置ででもペプチド配列で誘導体化す
ることができる。ペプチド配列は、アミノ酸のどんな配置をも含むことができ、
潜在的リガンド結合構造の大きなコンビナトーリアルグループを形成する。特に
有用な一形態のｐ−ＲＮＡ−ペプチドなる分子間リガンド結合構造は、自己集合
して「トリアド」タイプリガンド結合超構造になることができる。第３のより長
いｐ−ＲＮＡ配列（ｐ−ＲＮＡ配列（Ｃ））にとって相補的である２個の短いｐ
−ＲＮＡ配列（ｐ−ＲＮＡ配列（Ａ）とｐ−ＲＮＡ配列（Ｂ））を設計すること
が、これらのトリアドリガンド結合超構造を生み出す。より長いｐ−ＲＮＡ配列
（Ｃ）は、２個のより短い配列（ＡとＢ）を配置するための鋳型として機能する
。２個のより短いｐ−ＲＮＡ配列（ＡおよびＢ）は、相補的「鋳型」ｐ−ＲＮＡ
配列（Ｃ）にハイブリダイズするとき、隣接するか、ほとんど隣接するように設
計する。図３は、３個の相補的ｐ−ＲＮＡ配列（Ａ、ＢおよびＣ）ならびに対合
するかまたはハイブリダイズした二重鎖の平坦／ラダー構造、に対する一般的な
デザインを示す。第３の「鋳型」ｐ−ＲＮＡ配列（Ｃ）はさらに機能化すること
ができ、それは、ビーズ、粒子または保持体（ガラス、ケイ素、二酸化ケイ素、
窒化ケイ素、金属、金属酸化物、可塑物、ナイロン、アガロース、ポリアクリル
アミド、ヒドロゲル、シリカゲル、ゾル−ゲルなど）の上で固定することができ
る。
【００５３】 本発明のコンビナトーリアル選択プロセスに関しては、適切な機能付与によっ
て、鋳型ｐ−ＲＮＡ配列（Ｃ）が共有結合的か非共有結合的にマイクロエレクト
ロニックアレイ上の特定のテスト部位に付着することが可能になる。例として、
該ｐ−ＲＮＡは、ビオチン部分で機能化することができ、それにより、テスト部
位の浸透層に取り入れられたストレプトアビジンを介してマイクロエレクトロニ
ックアレイテスト部位に付着させることが可能になる。また、アミン、チオール
、アルデヒド、カルボキシル基、ヒドラジン、アジド基でもって、およびフェニ
ルホウ酸で機能化されたｐ−ＲＮＡ配列を共有結合的に付着するかまたは固定す
ることが可能である。通常、鋳型のｐ−ＲＮＡ配列（Ｃ）は、固体担体への付着
が目的であるときは、その４’または２’の末端位置のいずれかに機能化される
。しかし、配列内のどの位置ででもｐ−ＲＮＡを機能化することができ、それを
固体担体への付着のために使用することができる。
【００５４】 分子間リガンド結合構造のリガンド結合成分を形成するペプチド配列は、通常
ｐ−ＲＮＡ配列に共有結合的に結合する。しかし、非共有結合的付着は可能であ
り（ビオチン／アビジンなど）、時々応用可能性を有する。ペプチドの共有結合
的結合は、ペプチド自体におけるアミノ酸のうちの１個以上によって提供される
機能的「Ｒ」基を使用すること、あるいは、ペプチド配列に更なる機能付与を組
み込むこと、によって達成することができる。
【００５５】 ペプチド配列自体の中のアミノ酸の１個以上が提供することができる官能基に
は、以下の基が含まれる：
【００５６】 結合のためのアミノ酸の機能的「Ｒ」基に含まれるもの： ・システイン（チオール）、 ・リジン（アミノ）、 ・セリン（ヒドロキシル）、 ・チロシン（ヒドロキシル）、 ・グルタメート（カルボキシル）、 ・アスパルテート（カルボキシル）、 ・あらゆるＮ末端（アミノ）、 ・あらゆるＣ末端（カルボキシル）。
【００５７】 通常、ｐ−ＲＮＡへの結合に対するアミノ酸の機能的（Ｒ）基の使用は、結合
のために使用されるアミノ酸由来の「Ｒ」基が実際のリガンド結合プロセスにお
いては、小さい役割を演ずることを意味する。また、リガンド結合およびコンビ
ナトーリアル選択のために利用できると期待されるアミノ酸「Ｒ」基がｐ−ＲＮ
Ａへの結合の後も活性をもったままであるように、ペプチド合成、デブロッキン
グ手順および最終のｐ−ＲＮＡ／ペプチド結合手順を含む全合成的経路に対して
考慮を与えなければならない。
【００５８】 ｐ−ＲＮＡ分子へのペプチド配列の結合は、通常、ｐ−ＲＮＡ配列またはペプ
チド配列のいずれかの中のどんな位置ででも遂行することができる。これに含ま
れるもの：
【００５９】 （ｐ−ＲＮＡおよびペプチド結合位置） ・ｐ−ＲＮＡ上の、機能化された３’または５’末端の位置、 ・機能化された、内部のｐ−ＲＮＡ配列位置（塩基、糖、リン酸エステル）、 ・機能化された介在するヌクレオチド（トリプタミン、ＤＮＡ、ＲＮＡなど）、 ・機能化されたスペーサー部分（ホスホルアミドヌクレオシドスペーサー）、 ・ペプチドのＮ末端（アミン）、 ・ペプチドのＣ末端（カルボキシル）、 ・ペプチドのＲ基末端、 ・ペプチドの内部Ｒ基、および、 ・ペプチドに付加されたスペーサー／官能基。
【００６０】 ｐ−ＲＮＡに組み込むことができる結合反応のための官能基に含まれるもの：
トリプタミンヌクレオチド、アミン、チオール、アルデヒド、ヒドロキシル（リ
ボース）、カルボキシル、ホスフェート、マレイミドおよび多くの他のもの。シ
ステインチオール基を介してペプチドを結合するためスペーサーに関連する特別
の方法は、末端の位置にシステインをもつペプチド配列を使用することを含み、
それは、ｐ−ＲＮＡ配列内の１個以上のトリプタミンヌクレオチドと反応する。
ｐ−ＲＮＡ配列を含むトリプタミン（Ｉ）にシステインペプチドを結合する手順
は、実施例において示される（例３参照）。その上、場合によっては、基本的な
コンビナトーリアルペプチド構造がｐ−ＲＮＡ構造から更なる距離まで伸びてい
るようなペプチドを有することが望ましいかもしれない。より大きいリガンド分
子および構造（抗体、細胞表面など）を結合するために超分子トリアド構造をつ
くることが必要なときに、これは重要である。こうして、いわゆるスペーサー基
の使用も本発明に組み込まれる。これらのスペーサー基の例には、これらに限定
されないが、以下のものが含まれうる：短い連鎖のアミノ酸（−ｇｌｙ−ｇｌｙ
−ｇｌｙ−）、脂肪族鎖（−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２）、ポリグリコー
ルおよび多糖類構造。スペーサー基は、ｐ−ＲＮＡおよびペプチドの間に尾根、
すなわち可撓性のある介入する構造を与えるように設計することができる。
【００６１】 本発明に関連する分子間リガンド結合構造の他の一般的なクラスは、対合シス
テム成分として核酸を、そしてリガンド結合成分としてペプチドを利用すること
ができる。これらの構造は、Ｄスペーサープチド、ＲＮＡペプチドまたは、ペプ
チドを付けた種々の核酸アナログを含むことができる。対合システムを作るのに
ＤＮＡを用いるとき、形成される２本鎖構造はらせん状である。ペプチド成分が
対合ＤＮＡ鎖の１個以上の構成メンバーの上にあるとき、ＤＮＡのらせんの性質
が比較的複雑な構造体を生み出す。このことが、ペプチドリガンド結合構造のた
めに最良の位置を決定することをややより困難にする。
【００６２】 （ペプチドライブラリー、ＥＬＩＡＳ、ＥＬＯＣおよびトリプレックス超構造
） ペプチドライブラリー 本発明に関連する、種々のコンビナトーリアル結合のアッセイ、フォーマット
および手順は、最初に、捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチド分子間リガンド結合構造の第
一グループ（各々、異なるペプチド配列をもつ）が選択的にアドレス指定され、
アレイ上の特定のテスト部位に固定されるマイクロエレクトロニックアレイを作
成することを含む。マイクロエレクトロニックアレイにｐ−ＲＮＡ−ペプチドを
アドレス指定することは、電子的にアドレス指定すること（本発明の実施例にお
いて記載されているように）によって、または、他の機械的沈積（インクジェッ
ト、微量滴下、ミクロキャピラリ使用など）によって遂行することができる。ｐ
−ＲＮＡ−ペプチド構造のアドレス指定を行ったグループにおいて、捕捉ｐ−Ｒ
ＮＡ（Ｃ）成分は、他の２個のｐ−ＲＮＡ配列（ＡとＢ）に対して相補的である
普通のまたは一般的な配列を有する。ｐ−ＲＮＡ配列ＡおよびＢは互いに相補的
ではないが、捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列のそれら自体の相補的部分とだけ対合／
ハイブリダイズする。捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列は全てのテスト部位に対して同
一であるが、アレイ上の各テスト部位は既知のペプチドライブラリーとは異なる
ペプチド配列を含む。用語「各」の使用は、反復的または冗長なテスト部位がア
レイの中に含まれている状況を除外することを意図してはいない。
【００６３】 ペプチドライブラリーは、配列の範囲内のあらゆる数のアミノ酸の置換を含む
ペプチドのどんな与えられた数ででも創ることができる。本発明のコンビナトー
リアル態様に関連する、１つの特に有用なペプチドライブラリーは、１０，００
０個の六量体ペプチド（６個のアミノ酸を含む）の一群を含む。この六量体ペプ
チドのグループにおいて、Ｃ末端アミノ酸は通常グリシンであり、これは、通常
、合成法における出発アミノ酸樹脂として使用され、そして、Ｎ末端アミノ酸は
通常システインであって、これはｐ−ＲＮＡ分子内のトリプタミンにカップリン
グするために使用されるチオール基を提供する。
【００６４】 他のアミノ酸を含むことができるが、六量体ペプチドの４個の内部アミノ酸は
、望ましくは、下記の１０個のアミノ酸の群から選択される：
【００６５】 （ペプチドライブラリー中のアミノ酸） ・アルギニン（グアニジニウムＲ基：正電荷、静電的相互作用） ・Ｎ（アミドＲ基：親水性およびと水素結合形成相互作用） ・グルタミン酸（脂肪族カルボキシルＲ基：陰電荷静電的相互作用） ・ヒスチジン（イミダゾールＲ基：ｐＨに敏感な正電荷および金属配位） ・ロイシン（脂肪族鎖Ｒ基：疎水的相互作用） ・フェニルアラニン（芳香環Ｒ基：疎水性環スタッキング相互作用） ・プロリン（閉環アミノ酸：立体化学、ペプチド鎖においてベンドを生じる） ・セリン（脂肪族ヒドロキシルＲ基：親水性および水素結合形成） ・トリプトファン（芳香環Ｒ基：疎水性および環スタッキング相互作用） ・チロシン（フェノール環Ｒ基：疎水性環スタッキングおよび水素結合）
【００６６】 １０，０００個のペプチド六量体ライブラリーは、上でリストされる１０個の
アミノ酸の全ての可能な置換を含む。１０個の選ばれたアミノ酸は、リガンド結
合構造を形成するために利用できるし、水素結合、疎水的相互作用、環スタッキ
ング相互作用、静電的相互作用およびファンデルワールス相互作用によってリガ
ンド複合体を安定させる重要な「Ｒ」グループの良好な表現を提供する。六量体
ペプチドの一般的な構造を下の概略図に示す： ｐ−ＲＮＡ−Ｉ−ＳＲ−１−Ｃｙｓ（ｌ）−ＡＡ（２）Ｒ−２−ＡＡ（３）Ｒ− ３ −ＡＡ（４）Ｒ−４−ＡＡ（５）Ｒ−５−ＧｌｙＲ−６−ＣＯＯＨ
【００６７】 六量体ペプチドライブラリーまたは他のペプチドライブラリーは、ペプチド合
成の技術を行う人々によく知られている試薬および自動化した固相ペプチド合成
手順を使用して創ることができる。
【００６８】 上に記載した特定の１０，０００個のペプチド六量体ライブラリーは、コンビ
ナトーリアル選択プロセスおよび他の用途のために使用することができる多数の
ライブラリーの１つを表す。本発明によって予期される他のペプチドライブラリ
ーには、これらに限定されないが、以下のものが含まれる： （１）より長いペプチド（たとえば７量体、８量体、９量体および１００量体、
ならびに種々のサブライブラリーの組合せ）によるライブラリー、 （２）より短いペプチド（５量体、４量体、３量体、２量体および単一のアミノ
酸、ならびに種々のサブライブラリーの組合せ）によるライブラリー、 （３）アミノ酸の他の群によるライブラリーおよび組合せのサブライブラリーの
組合わせ、ならびに （４）２１種のアミノ酸全部を含むライブラリー。
【００６９】 また、他の部分によるペプチドの組合せならびに非ペプチドリガンド結合部分
の組合せによるライブラリーが本発明によって構想される、 その例には、これらに限定されないが、以下のものが含まれる： （１）ペプチドおよび金属キレート、 （２）選択的金属キレート、 （３）ペプチドと蛍光団および／または発色団、 （４）蛍光団と発色団、 （５）発色団と電子供与体／受容体部分、 （６）ペプチドと酵素、 （７）ペプチドとコエンザイム、 （８）ペプチドと抗体、 （９）ペプチドとホルモン、 （１０）ペプチドと神経伝達物質、 （１１）ペプチドと医薬品、 （１２）ペプチドとレクチン、 （１３）ペプチドと多糖、 （１４）ペプチドと脂質、 （１５）ペプチドとＤＮＡ／ＲＮＡ／オリゴヌクレオチド、その他、 （１６）ペプチドおよびｐ−ＲＮＡ／ＣＮＡ（ここにおいて、これらの部分はリ
ガンド結合のために利用できる）。
【００７０】 （ＥＬＩＡＳおよびＥＬＯＣの概念およびプロセス） 完成した、アドレス指定されたマイクロエレクトロニックアレイには、該アレ
イ上の既知のテスト部位のペプチドライブラリーからの既知のペプチド配列が存
在する。各部位のペプチド配列は異なるが、捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列は一般的
であるか、または共通であり、ｐ−ＲＮＡ配列（ＡおよびＢ）両者に対し相補的
である。通常、ｐ−ＲＮＡ配列ＡおよびＢを、固定された捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプ
チドと同様に、（既知のペプチドライブラリーからの）ペプチド配列の同一セッ
トとカップルさせていた。グループＡ、ＢおよびＣのｐ−ＲＮＡペプチドは、い
まや、元のペプチドライブラリーのサブライブラリーを表示する。ｐ−ＲＮＡ−
ペプチドの３グループをハイブリダイゼーション条件で一緒に混合するとき、多
数の分子間リガンド結合超構造が形成される（ライブラリー中すなわちアレイ上
の数の３乗）。
【００７１】 このプロセスは、「サブライブラリーの集合による指数関数的ライブラリー」
の生成を表し、「ＥＬＩＡＳ」と呼ばれる。基本的なＥＬＩＡＳの概念を図４に
示す。ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（Ｂ）成分の２種の相補配列が捕捉ｐ
−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）配列の相補配列にハイブリダイズするとき、それらは
、ペプチド鎖が「トリアド」結合構造またはポケットを形成する分子間リガンド
結合構造を生成する。この「トリアド」結合構造またはポケットは、特定のリガ
ンド分子または構造に対し潜在的親和性を有する（図５参照）。
【００７２】 例として、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）の１００個の異なるセットでアドレス
指定され、ハイブリダイゼーション条件下でｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）の１０
０個の異なるセットおよびｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｂ）の１００個の異なるセッ
トと接触させた、１００個のテスト部位アレイは、１０６個の可能な超分子また
はトリアドリガンド結合構造を通して、独自の組合せを選択する。
【００７３】 ハイブリダイゼーション条件下でｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）の１０００個の
異なるセットおよびｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｂ）の１０００個の異なるセットと
接触させた、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）の１０００個の異なるセットをもつ１
０００個のテスト部位アレイは、１０９個の可能な超分子またはトリアドリガン
ド結合構造を通して、独自の組合せを選択する。ハイブリダイゼーション条件下
でｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）の１０，０００個の異なるセットおよびｐ−ＲＮ
Ａ−ペプチド（Ｂ）の１０，０００個の異なるセットと接触させた、ｐ−ＲＮＡ
−ペプチド（Ｃ）の１０、０００個の異なるセットをもつ１０，０００個のテス
ト部位アレイは、１０１２個の可能な超分子またはトリアドリガンド結合構造を
通して、独自の組合せを選択する。
【００７４】 マイクロエレクトロニックアレイまたは他のアレイプラットフォームが「ＥＬ
ＩＡＳ」を遂行するのに用いられるとき、該プロセスは「チップ上のＥＬＩＡＳ
」または「ＥＬＯＣ」と呼ばれる。基本的なＥＬＯＣ概念を図６に示す。マイク
ロエレクトロニックアレイをベースとしたＥＬＯＣプロセスおよび種々のエレク
トロニックフォーマットは、ある種の具体例における本発明の重要な態様を表わ
す。
【００７５】 特定のコンビナトーリアルアッセイの目的および特異的標的分子または構造の
性質に依存して、異なるフォーマットがリガンドおよび結合部位の間の構造−機
能相関についての情報を提供することにおいて、より効果的であることができ、
より有用な「分子ディスクリプター」デバイスに導く。基本的なＥＬＯＣコンビ
ナトーリアル選択プロセスは、ｐ−ＲＮＡ対合／ハイブリダイゼーションプロセ
スに影響を及ぼし、ペプチドトリアド構造およびリガンド結合プロセスに、影響
するおよび／または乱れを与える、異なる通常のパラメータおよびエレクトロニ
ックストリンジェンシーパラメータの使用を含む、多数の異なるフォーマットに
おいて遂行することができる。さらに、該フォーマットは、リガンドおよびｐ−
ＲＮＡ−ペプチド成分ＡおよびＢがそのシステムに添加される時と方法に関して
異なる状態を含むことができる。ＥＬＯＣのプロセスとフォーマット、およびｐ
−ＲＮＡ−ペプチド構造それ自体は、下記のことを遂行するようにデザインされ
る： （１）特定の分子および構造を受け入れ、選択的に結合するために最適のペプチ
ド配置「トリアド」をもつ超分子構造を生成する。 （２）非特異的結合相互作用および／またはより少ない特異的ペプチド／リガン
ド超複合体がより特異的なおよび／またはより強い結合の超分子のペプチド／リ
ガンド超分子複合体と認識するのを可能にする最適のストリンジェンシー条件を
生成する。 （３）「超分子複合体」生成を速く見つけることおよび最適の分子間リガンド結
合構造（ｐ−ＲＮＡ−ペプチド）を確認すること。 （４）新薬のスクリーニングと選択のために有用な「分子ディスクリプター」ア
レイを生成すること。
【００７６】 （トリアド超構造） 本発明に関連するｐ−ＲＮＡペプチド分子間構造の特別のグループは、ｐ−Ｒ
ＮＡ対合／ハイブリダイゼーションを通して、「トリアド」ペプチドリガンド結
合構造を生じる配置へ自己集合することができる構造である。「トリアド」ペプ
チドリガンド結合構造を形成する能力は、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の適切なデ
ザインによって達成される。１つの方法では、捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列は、テ
スト部位のアガロース浸透層中のストレプトアビジンを介してマイクロエレクト
ロニックアレイテスト部位へのその後の固定化のために、４'−末端の位置でビ
オチン部分により機能化される。こうして、固定された捕捉ｐ−ＲＮＡは「テス
ト部位表面−ビオチン−４’−ｐ−ＲＮＡ−２’末端」配向を有する。捕捉ｐ−
ＲＮＡ（Ｃ）配列に対する長さは、最も広い範囲では、約６個のヌクレオチド（
塩基）から１００個以上のヌクレオチド（塩基）にまでわたることができる；よ
り理想的な長さは、約７個のヌクレオチドから６０個のヌクレオチドまでである
；そして、最も理想的な長さは、約８個のヌクレオチドから４０個のヌクレオチ
ドまでである。通常、捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列に対するペプチド配列は、ｐ−
ＲＮＡ（Ｃ）配列の中央でまたはその近くで（３個の塩基内で）カップリングさ
れる。ほとんどの場合、該ペプチドは、ｐ−ＲＮＡ配列の範囲内の修飾されたト
リプタミンヌクレオシド（Ｉ）を通して、カップリングされる（例３参照）。ｐ
−ＲＮＡ−ペプチド配列（Ａ）は、捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列の２’末端でハイ
ブリッドするように設計される。ｐ−ＲＮＡ（Ａ）配列に対する長さは、最も長
い場合は、約３個のヌクレオチド（塩基）から１００個以上のヌクレオチド（塩
基）までの範囲であることができる；より理想的な長さは、約４個のヌクレオチ
ドから３０個のヌクレオチドまでである；そして、最も理想的な長さは、約５個
のヌクレオチドから２０個のヌクレオチドまでである。通常、ｐ−ＲＮＡ（Ａ）
配列に対するペプチド配列は、ｐ−ＲＮＡ（Ａ）の２'−末端で、またはその近
くで（３個の塩基の中で）カップリングされる。ペプチドのｐ−ＲＮＡ（Ａ）と
のカップリングは、ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）に関して上に記載した手順を使用して、ｐ
−ＲＮＡ（Ａ）の２’末端でまたはその近くで、システインチオール（ペプチド
）を介して改質トリプタミンヌクレオシド（Ｉ）とである。ｐ−ＲＮＡ配列（Ｂ
）は、固定された捕捉ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列の４’末端とハイブリダイズするよ
うに設計される。ｐ−ＲＮＡ（Ｂ）に対する長さは、最も長い場合には、約３個
のヌクレオチド（塩基）から１００個以上のヌクレオチド（塩基）までの範囲に
わたることができる；より理想的な長さは、約４個のヌクレオチドから３０個の
ヌクレオチドまでである；そして、最も理想的な長さは、約５個のヌクレオチド
から２０個のヌクレオチドまでである。通常、ｐ−ＲＮＡ（Ｂ）配列に対するペ
プチド配列はｐ−ＲＮＡ（Ｂ）の４'−末端で、またはその近くで（３個の塩基
の範囲内で）カップリングされる。ｐ−ＲＮＡ（Ｂ）配列へのペプチドのカップ
リングは、ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）に関して上に記載した手順を使用して、ｐ−ＲＮＡ
（Ｂ）の４’末端でまたはその近くでシステインチオール（ペプチド）を通して
、修飾されたトリプタミン（Ｉ）とである。
【００７７】 アレイ表面の特異的テスト部位に形成された超分子の構造または超分子の複合
体の生成を見つけ、確認するために、（Ａ）または（Ｂ）ｐ−ＲＮＡいずれか（
またはＡおよびＢ両方）の配列は、レポーター基で誘導体化される。使用される
普通のリポーター基は、蛍光団である；しかし、本発明には、発色団、ビオチン
／アビジン検出システム、化学ルミネッセンス剤、金属キレート、ラジオアイソ
トープ、タンパク質、酵素検出システム、抗体およびナノ粒子も含まれる。例と
して、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）はシアニン−３蛍光団（Ｅｘ ５３０ｎｍ、
Ｅｍ ５７０ｎｍ）で標識し、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｂ）はテキサスレッド蛍
光団（Ｅｘ ５９０ｎｍ、Ｅｍ ６２０ｎｍ）で標識することができた。例２を
参照。この場合、アレイ表面上の分子間リガンド結合複合体の生成を検出する２
色蛍光性解析を用いることができる。様々な蛍光標識（フルオレセイン、ローダ
ミン、ボジピテキサスレッド、ボジピファーレッド、シアニン−５など）を使用
することができるので、蛍光解析はこれらの２種の蛍光団に限定されない。当業
者に良く知られている、ＤＮＡハイブリダイゼーションおよび免疫診断的解析の
ために使用されるフォーマットおよびシステムもまた、多くのコンビナトーリア
ル用途のために使用することができる。これらの一般的な検出方法は、これによ
って本発明に組み入れる。
【００７８】 有用な十分に修飾された７量体ｐ−ＲＮＡ（Ａ）配列、７量体ｐ−ＲＮＡ（Ｂ
）配列および相補的１４−量体ｐ−ＲＮＡＣ）配列の１例を下に示す： ｐ−ＲＮＡ（Ａ） ４'−（蛍光団）−Ｃ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｉ−（ペプチ
ド）−２' ｐ−ＲＮＡ（Ｂ） ４'−（ペプチド）−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｘ−２
’ ｐ−ＲＮＡ（Ｃ） ４'−（ビオチン）−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｉ−（ペプ
チド）−Ｔ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｇ−２'
【００７９】 十分に修飾されたｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）配列の対合
されるかまたはハイブリダイズされた形を図７に示す。
【００８０】 ３個のｐ−ＲＮＡ配列すべてがハイブリダイズされるとき、ｐ−ＲＮＡ（Ａ）
（Ｂ）および（Ｃ）配列の中に位置するペプチドの組合せ、および平坦／ラダー
様構造を形成する内因的ｐ−ＲＮＡ性質が、中でペプチド鎖がリガンド結合構造
のようなポケットを形成している「トリアド」分子間超構造を生成する。このポ
ケットのような構造は、リガンド分子または構造を受け入れ、結合するための理
想的な一般的立体配置を有している。基本的なペプチドトリアド構造は、一般的
に３次元の小分子リガンド結合レセプターを表す。３個の六量体ペプチド鎖がｐ
−ＲＮＡ構造との結合の中心点から６０°反れているペプチドトリアド構造につ
いては、各鎖はその中心点から約２．０ナノメーター（ｎｍ）の距離だけ伸びて
いる（図８参照）。上に述べた六量体ペプチドライブラリーに関しては、第一の
アミノ酸（システイン）およびそのチオールＲ−１基（−ＳＨ）は、ｐ−ＲＮＡ
への共有結合的付着に包含される。Ｒ−２基をもつ第二アミノ酸は、潜在的にリ
ガンド交互作用のために利用でき、付着中心点からおよそ０．６ナノメーター（
ｎｍ）にある。Ｒ−３基をもつ第３アミノ酸は、中心点からおよそ０．９５ｎｍ
にある。Ｒ−４基をもつ第４アミノ酸は、中心点からよそ１．３ｎｍにある。Ｒ
−５基をもつ第５アミノ酸は、中心点からおよそ１．７ｎｍにある。第６のかつ
最後のアミノ酸は、中心点からおよそ２．０ｎｍにある。Ｃ末端の位置にグリシ
ンを使用している六量体ペプチドライブラリーの場合、Ｒ−６基は、リガンド分
子と顕著な相互作用をもつとは思われない水素原子である。しかし、グリシンの
遊離Ｃ末端のカルボキシル（−ＣＯＯ−）は、潜在的にリガンド結合相互作用に
包含されうる。例として、図９は、ビオチンリガンド分子を結合している全ｐ−
ＲＮＡ−ペプチドトリアド超構造の分子模型を示す。ビオチン部分は、ＣＰＫ空
間充填モデル系を利用して作成した。
【００８１】 （トリアドモデルを結合しているアセチルコリンリガンド） アセチルコリン分子および関連した基質、アゴニスト、拮抗剤、インヒビター
、および薬物の、アセチルコリンエステラーゼおよびニコチン性コリン受容体の
アニオン性結合部位およびムスカリン様コリン受容体（Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３）との
結合は、ペプチドリガンド結合システムを開発するための良好なモデルを提供す
る。アセチルコリンは、コリン（２−ヒドロキシＮ、Ｎ、Ｎ−トリエチルエタナ
ミニウム）のアセチルエステルである、比較的小さい分子（分子量１４６）であ
る。アセチルコリン分子は、酵素活性部位において、およびレセプター部位にお
いて分子を結合し、配向させることにおいて役割を果たす、正の形式電荷を持っ
ている（図１０ａ参照）。したがって、アセチルコリン分子に対しかなりの親和
性を有したペプチド「トリアド」構造の最初のグループが、プラスに荷電したコ
リングループとの静電的相互作用に対する陰イオン結合部位、およびアセチル基
を収容することのできるわずかに疎水結合性ポケットを有することは予想外では
ない。直観的な例として、潜在的に好ましいリガンド結合「トリアド」構造は、
下記の六量体ペプチド（Ａ、ＢおよびＣ）配列から成るであろう：
【００８２】 （可能性のある、好ましいアセチルコリン結合「トリアド」ペプチド） ｐ−ＲＮＡ−（Ａ）−Ｃｙｓ−Ｌｅｕ−Ｓｅｒ−Ｌｅｕ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ ｐ−ＲＮＡ−（Ｂ）−ｙｓ−Ｓｅｒ−Ｌｅｕ−Ｇｌｕ−Ｓｅｒ−Ｇｌｙ ｐ−ＲＮＡ−（Ｃ）−Ｃｙｓ−Ｌｅｕ−Ｌｅｕ−Ｓｅｒ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ
【００８３】 上記のトリアドペプチド構造へのアセチルコリンの潜在的に好ましい結合を図
１０ｂに示す。また、陽イオンアミノ酸（アルギニン、ヒスチジン）を含むペプ
チドによるトリアドがアセチルコリン分子に対する好ましくない結合部位である
と予想することは合理的である。直観的な例として、潜在的に好ましくないリガ
ンド結合「トリアド」構造は、下記の六量体ペプチド（Ａ、ＢおよびＣ）配列か
らなるであろう：
【００８４】 （潜在的に好ましくないアセチルコリン結合「トリアド」ペプチド） ｐ−ＲＮＡ−（Ａ）−Ｃｙｓ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ−Ｇｌｙ ｐ−ＲＮＡ−（Ｂ）−Ｃｙｓ−Ｓｅｒ−Ａｒｇ−Ｈｉｓ−Ａｒｇ−Ｇｌｙ ｐ−ＲＮＡ−（Ｃ）−Ｃｙｓ−Ｈｉｓ−Ａｒｇ−Ｔｙｒ−Ａｒｇ−Ｇｌｙ 上記のトリアドペプチド構造へのアセチルコリンの潜在的に好ましくない結合
を図１０ｃに示す。
【００８５】 アセチルコリンアゴニスト（ニコチンムスカリン、フェニルメチルアンモニウ
ムなど）および拮抗剤（ｄ−ツボクラリン、トリメタファン、ヘキサメトミウム
、デカメトニウム、アトロピンなど）の多数が第一のペプチドトリアド構造によ
って好ましく、そして、第二のペプチドトリアド構造によっては好ましくなく結
合されると期待することも合理的であろう。何がある種のリガンドにとって一般
的に好ましいまたは好ましくない結合リガンド構造であるかをある程度予測する
ことはできるが、どちらが分子ディスクリプターデバイスのための基礎を提供す
る「最適の」構造であるかを経験的に決定することは非常に困難である。リガン
ド分子および可能である「非常に大きい」数の超分子トリアド構造に関する立体
選択性および立体特異性のパラメータが含まれるとき、これは特に真実である。
これは、もちろん、高次の選択作用をもつ速いコンビナトーリアル選択プロセス
が必要とされる主要な理由である。
【００８６】 （他の超分子の配置） また、他のタイプの超分子の配置の生成に導く分子間リガンド結合構造の組合
せも本発明に含まれる。これらに限定されないが、いくつかは下記のものを含む
： （１）ダイマーの超分子リガンド結合構造を形成する、２個のｐ−ＲＮＡ−ペプ
チド成分構造（その一つは固定されうる）をもつ構造（図１１ａ参照）。これら
の構造はややより簡単な立体配置を表すが、比較的安定な複合体； 特に、しばしばより平坦なまたは二次元の構造を有することができる特定の金属
配位およびキレート構造、を形成することができる。 （２）四重の超分子のリガンド結合構造を形成する４個のｐ−ＲＮＡ−ペプチド
構造（その一つは固定化されうる）（図１１ｂ参照）。これらの構造は、４本の
ペプチド鎖を含む「結合ポケット」を形成するのに用いることができる。そのよ
うな構造は、さらに保護されたリガンド結合「ポケット」を創るのに用いること
ができ、立体選択性および結合相互作用を提供することにおいてより多くのアミ
ノ酸Ｒ基を包含することができる。四重のｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の合成に対
する手順は、実施例に示す（例３を見る）。 （３）長さ方向に沿って、１個以上のトリアド超分子の複数の結合構造を形成す
ることができる固定されたｐ−ＲＮＡ−ペプチド成分による構造（図１１参照）
。これらの、複数のトリアドリガンド結合成分による独自の超分子の構造は、同
一塩基構造に複数のリガンドを結合するために使用することができる。より重要
なことに、そのような構造は、異なるトリアドリガンド結合成分でもってデザイ
ンすることができ、多重結合部位を有するより大きいおよび／またはポリマーの
リガンドを結合するのに用いることができる。
【００８７】 （マイクロエレクトロニックアレイのコンビナトーリアルフォーマットおよび
プロセス） 本発明の重要な態様は、マイクロエレクトロニックアレイを用いて、種々の超
分子の構造に小分子（医薬品、作動薬、拮抗剤、基質、代謝物、金属イオンなど
）、大きい分子（タンパク質、酵素、抗体など）およびより大きい構造（オルガ
ネラ、細胞、その他）を結合させる親和性に影響を及ぼすようにする、電子コン
ビナトーリアル選択プロセスおよびフォーマットを含む。本発明にとって重要で
ある超分子の構造の１例は、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド分子間トリアドリガンド結合
構造である。マイクロエレクトロニックアレイの使用は、近リアルタイムの進展
的形式または学習形式と考えられるものにおいてコンビナトーリアル選択プロセ
スを遂行することを可能にする。したがって、ペプチド（たとえば、１０，００
０個）の非常に大きいコンビナトーリアルライブラリーを、天文学的数字に近い
潜在的超分子のリガンド結合構造（１０１２個）を通して選択するフォーマット
で試験することができる。これらのエレクトロニクスをベースとしたコンビナト
ーリアルプロセスは、より安定超分子の複合体の急速選択を可能にし、一方で、
ある種の分子間リガンド結合構造が多かれ少なかれ適合した特性を有する形態学
的、化学的および力学的理由に関する情報をも提供する。すなわち、該アレイは
結合プロセスに関する構造／機能の相関性を提供する。超分子複合体生成の情報
のフィードバックは、分子間リガンド結合構造の特定のクラスのより集中した選
択のための反復プロセス、または分子間リガンド結合構造のより新しいクラスた
めの非常に広いスクリーニングをデザインすることを可能にする。薬物発見の応
用に関連して、医薬品（作動薬、拮抗剤、インヒビター、トキシンなど）の既知
のクラスを迅速に分析することができ、それらの結合プロセスの構造／機能関連
性を決定することができる。これらの既知の医薬品（アゴニスト、拮抗剤など）
の相関および解析から、マイクロエレクトロニックアレイは、それらの有効性、
副作用および毒性を決定する、新薬のスクリーニングのため分子ディスクリプタ
ーデバイスとして使用することができる。実施例の例９は、薬物／リガンド結合
実験の後、ＥＬＯＣコンビナトーリアルアレイから出てくる大量のデータをデコ
ンボリュ−ションして分析するアルゴリズムのタイプの説明を与える。この種の
解析は、ＥＬＯＣアレイの分子ディスクリプター性質を決定するために重要であ
る。図１２は、マイクロエレクトロニック分子ディスクリプターアレイが、どの
ようにして超分子の複合体（これは薬物の有効性を示す）が生成したテスト部位
のグループ分け、および薬物の毒性を示すテスト部位のもう一つのグループ分け
を示すかを概念的に図示している。
【００８８】 （コンビナトーリアル複雑性およびストリンジェンシー） 大きいコンビナトーリアルペプチドライブラリーおよび超分子の生成プロセス
の有用性は、顕著な数の高度に選択的なリガンド結合複合体を形成する可能性を
提供する。残念なことに、非常に大きな数の混合ペプチド配列（異なる相互に作
用するおよび結合するＲ基との）、ｐ−ＲＮＡ配列およびリガンド分子、の組合
わせも大量の非特異的に結合した材料を生み出す。この非特異的に結合した材料
は、「真の」超分子複合体形成を検出することを非常に困難にする高いバックグ
ラウンドシグナルの生成に導く。さらに、若干の非生産的または非特異的結合に
関係している特定のｐ−ＲＮＡペプチド配列のいくつかは、真に選択的超分子の
複合体を形成するためには利用できないであろう。例として、いくつかのアルギ
ニン部分を含み、正味の正電荷を持つ、コンビナトーリアルペプチドライブラリ
ーからのペプチドは、ｐ−ＲＮＡ配列のマイナスに荷電した骨格、特にそれらの
分子間連結ｐ−ＲＮＡ成分との顕著な相互作用を有すると期待される。そのよう
な非特異的結合相互作用は、これらのペプチドの役に立たない集合およびこれら
のｐ−ＲＮＡ−ペプチド成分の減少を引き起こすことができる。図１３ａおよび
１３ｂは、どのようにしてエレクトロニック乱れおよびストリンジェンシーがそ
のような非生産的な構造を曲げるように使用することができ、それらが今や若干
の潜在的にマイナスに荷電したリガンド分子に対する活性のトリアド結合構造を
創ることを可能にするかを示す。したがって、活性で、検出可能な超分子のトリ
アド複合体を生産する能力をなお維持しながら、非特異的相互作用を減らすこと
を可能にする、適切なストリンジェンシープロセスの適用が、本発明の重要な目
的の１つである。
【００８９】 マイクロエレクトロニックアレイは、コンビナトーリアル選択プロセスに対す
る高次の特異性を達成する可能性を有する。なぜならそれらがアレイ上の各結合
（テスト）部位での、選択的電場ストリンジェンシー制御の付加されたパラメー
タを提供するからである。こうして、温度、ｐＨ、イオン強度および化学試剤（
デタージェント、変性剤、カオトロピック剤）を含む古典的なストリンジェンシ
ーパラメータに加えて、超分子複合体への電場ストリンジェンシーの適用が、改
善され、さらに特異的な分子間リガンド結合構造体を選択する全く新しいかつ強
力なパラメータを提供する。迅速な多重ハイブリダイゼーションおよびハイブリ
ッド選択性を改善するためのエレクトロニックストリンジェンシーを提供する、
活性なマイクロエレクトロニックチップ／アレイ技術が示されてきた。この技術
はまた、アレイデバイスにＤＮＡ配列、オリゴヌクレオチド、アンプリコンおよ
び他の部分を選択的にアドレス指定するための手順および方法を含む。 マイク
ロエレクトロニックＤＮＡチップおよびアレイデバイスを製作するための基本デ
ザインおよび手順、ならびにエレクトロニックアドレス指定、能動エレクトロニ
ックハイブリダイゼーションおよびストリンジェンシーを遂行する手順およびフ
ォーマットは、下記の特許に見出される：米国特許第５，６０５，６６２号「分
子生物学的解析および診断に対する能動プログラム可能電子デバイス」；米国特
許第５，６３２，９５７号「電極を含む分子診断システム」；米国特許第５，８
４９，４８６号「プログラム可能な能動行列デバイスに対する装置および方法」
；米国特許第４，７８７，９６３号「加速された速度で核酸分子をアニールする
ための方法および装置」；ＳＮ０８／２７１８８２「分子生物学的解析および診
断に対するエレクトロニックストリンジェンシー制御に対する方法」（２０７／
２６３））。
【００９０】 特に、エレクトロニック乱れに関係するエレクトロニックストリンジェンシー
パラメータ（ＤＣ、ＡＣ／ＤＣおよびエレクトロニックパルシングプロトコール
）は、いわゆる蛍光乱れの領域を扱う特許および出願明細書に記載されている。
たとえば、「プログラム可能な能動行列デバイスに対する装置および方法」と題
する米国特許番号第５，８４９，４８６号および「生物学的物質のエレクトロニ
ック乱れ解析に対する方法」と題する出願明細書シリアル番号第０８／８５５０
５８号（１９９７年５月１４日出願）参照。
【００９１】 さらに、能動オンボードエレクトロニック制御を有する高密度マイクロエレク
トロニックアレイ（たとえば４００、１２００、１０，０００およびさらに高い
数のテスト部位）のためのデザインおよび製作手順は、下記の特許明細書に記載
されている。たとえば、「分子生物学的解析および診断のための高性能能動デバ
イスおよび方法」と題するＰＣＴ／ＵＳ９９／０３０８０（１９９９年２月１１
日出願）参照。
【００９２】 上記の特許および出願明細書に記載されたデザイン、手順およびフォーマット
は、アレイにｐ−ＲＮＡ−ペプチドのアドレス指定を行うためのマイクロエレク
トロニックディスクリプターアレイを開発する基本原理を提供する。この材料は
また、本発明において記載されるコンビナトーリアル選択およびスクリーニング
プロセスにおいて使用されるはずのエレクトロニックストリンジェンシーパラメ
ータのための基礎を提供する。これによって上記の特許および特許明細書を本発
明に組み入れる。エレクトロニックハイブリダイゼーションおよびストリンジェ
ンシーの基本についての更なる情報は、次の参考資料−ヘラー、Ｍ. Ｊ.、ＩＥ
ＥＥ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏ
ｇｙ、１００〜１０４頁、１９９６年３月／４月；ソウノウスキ、Ｒ.ら、Ｐｒ
ｏｃ. Ｎａｔ. Ａｃａｄ. Ｓｃｉ. ９４巻、１１１９〜１１２３頁、１９９
７年；エドマン、Ｃ. Ｆ.ら、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
２５巻、４９０７〜４９１４頁、１９９７年；チャン、Ｊ.ら、Ｎａｔｕｒｅ/Ｂ
ｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １６巻、５４１〜５４６頁、１９９８年６月；およ
びジル、Ｐ. Ｎ.ら、Ｎａｔｕｒｅ/Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １７巻、Ｎ
ｏ. ４、３６５〜３７０頁、１９９９年−においても記載されている。ｐ−Ｒ
ＮＡ−ペプチド分子間構造のためにエレクトロニックストリンジェンシーを示す
実験を実施例に示す（例４参照）。例５は、さらに、ニッケルイオンの存在下で
の超分子複合体生成およびヒスチジンリッチのペプチドの分子間複合物安定性の
「顕著な」増加（エレクトロニックＴｍを上げる）を例証する実験を示す。これ
は、ある種の分子間複合体が適当なリガンド分子結合でかなり安定化しうるとい
う証拠を提供するので、特に重要な実験である。
【００９３】 （ｐ−ＲＮＡ−ペプチドでのアレイのアドレス指定） マイクロアレイは、エレクトロニックまたは機械的手段によってｐ−ＲＮＡペ
プチドセットで選択的にアドレス指定を行うことができる。マイクロエレクトロ
ニックアレイへのｐ−ＲＮＡ−ペプチドのエレクトロニックアドレス指定は、ア
レイを特定のｐ−ＲＮＡペプチド（Ｃ）の溶液にさらすことおよびアレイ上の選
択的部位を一組のマイナス電荷にバイアスをかけた部位または対電極に対してプ
ラスにバイアスをかけることを含む。一般的に、アドレス指定を行う溶液は、５
０〜１００ｎＭヒスチジン（双性イオン）溶液中にビオチンを結合したｐ−ＲＮ
Ａ−ペプチド（Ｃ）配列の１〜１００ｎＭを含む。エレクトロニックアドレス指
定は、６０〜１２０秒間２００ｎＡ〜６００ｎＡ（プラス電荷にバイアスをかけ
た部位へ）の負荷によって遂行される。エレクトロニックアドレス指定は、通常
連続的に遂行されるが、しかし平行的エレクトロニックアドレス指定デバイスお
よび方法が上の部分にリストされた特許において記載されている。特許および出
願明細書の上記のリストは、エレクトロニックアドレス指定方法の方法および手
順に関する詳細な情報を提供しており、これによって本発明に組みいれられる。
選択的にマイクロアレイをアドレス指定する機械的手段は、インクジェット、微
量滴下、ミクロキャピラリ沈積および他の技術を含み、その多くはＤＮＡまたは
他のマイクロアレイ技術を行う人々に知られている）。例６（実施例）は、相補
的および非相補的ｐ−ＲＮＡ捕捉配列での１０，０００個のテスト部位のマイク
ロエレクトロニックアレイ（３０ミクロンテスト部位）のアドレス指定を行うこ
と、およびその後の、相補的蛍光標識ｐ−ＲＮＡ標的配列とのハイブリダイゼー
ションを記載する。図１４は、１０，０００テスト部位マイクロエレクトロニッ
クアレイ上でのアドレス指定およびハイブリダイゼーションの結果を示す。
【００９４】 （エレクトロニックＥＬＯＣフォーマットの重要目的） 異なる（より小さいまたはより大きい）ライブラリー、異なるリガンドを含む
、および／または速度、選択作用および感度のような異なるコンビナトーリアル
選択基準を必要とするコンビナトーリアル選択プロセスを遂行するための利点を
提供する３種の基本的なエレクトロニックＥＬＯＣフォーマットを記載する。該
フォーマットは、ｐ−ＲＮＡ配列の自己集合する性質（ｐ−ＲＮＡ ＡおよびＢ
のｐ−ＲＮＡ Ｃ配列へハイブリダイゼーション）およびリガンド結合で起こる
分子間構造の総体的な安定化の両方を利用するようにデザインする。該フォーマ
ットは、また、非特異的結合および非特異的バックグラウンド問題に導くコンビ
ナトーリアル複雑性問題を克服するために従来のストリンジェンシー（温度、ｐ
Ｈ、イオン強度など）、エレクトロニック援助ハイブリダイゼーション、エレク
トロニックストリンジェンシーおよびエレクトロニック乱れを利用するようにデ
ザインされる。非特異性の結合およびバックグラウンドの減少は、それが超分子
の複合体を検出するための対応する感度に直接導くので、コンビナトーリアルプ
ロセスにとって基本的に重要である。一般的に、該フォーマットは、選択的で安
定な超分子複合体の最大数を生成し、それらができるだけ速く検出されるように
デザインされる。
【００９５】 （エレクトロニックＥＬＯＣフォーマット１−動的平衡トリアド生成プロセス
） このフォーマットは、アレイ上に固定されたｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）部位
とのｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（Ｂ）ハイブリッドを迅速に形成し、か
つ切断することによって生成する一過的超分子の構造形成を利用するようにデザ
インされる。その上、フォーマットは、好ましいリガンド結合現象が一過的プロ
セスにおいて生じる特定のトリアド構造を安定させるときに起きる安定化効果を
利用する。このエレクトロニックＥＬＯＣフォーマットは、マイクロエレクトロ
ニックアレイの一般的ストリンジェンシー条件が熱融解温度中央値（Ｔｍ）でま
たはその近くで（プラス／マイナス５℃）、２個のｐ−ＲＮＡ（Ａ）および（Ｂ
）配列の、固定された相補ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）配列へのハイブリダイゼーションに
対してである、第一工程を含む。ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（Ｂ）サブ
ライブラリーは、各サブライブラリーの約１ｎｍから１００μｍまでの濃度で加
えることができる。１０，０００個のコンビナトーリアルペプチドライブラリー
については、これは各ペプチド配列に対して約１００のｆＭから１０ｎＭまでの
濃度である。これらのｐ−ＲＮＡペプチドライブラリーは、低いコンダクタンス
溶液またはより高いコンダクタンス溶液のいずれかの中にあることができる。低
いコンダクタンス条件（５０ｍＭ〜１００ｍＭヒスチジン）の下で、エレクトロ
ニック援助ハイブリダイゼーションは、ハイブリッド生成のオン／オフ速度を加
速するために用いることができる。より高いコンダクタンス溶液を使用するとき
、ハイブリダイゼーションはその通常の速度で進むことができ、エレクトロニッ
クストリンジェンシーまたは乱れは、脱ハイブリダイゼーション速度を加速する
のに用いることができる。より高いコンダクタンス溶液は、１ｍＭ〜１Ｍの、塩
化ナトリウム／リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、トリス、または、よく
知られている技術である、通常のハイブリダイゼーションまたは親和性結合反応
のために使用される普通の緩衝システム、からなることができる。これらの手順
は、大部分の潜在的ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ、ＢおよびＣ）に対する超分子の
トリアド構造形成が一過的すなわち動的平衡の中に存在するような条件を達成す
るようにデザインされる。ｐ−ＲＮＡハイブリダイゼーションに対するＴｍで、
またはその近くで、超分子複合体は、アレイ上の全てのテスト部位で迅速に形成
し、分解している。したがって、これらの条件下で、非常に大きな個数のコンビ
ナトーリアル超分子トリアド構造は、アレイ上のｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）部
位の全てで試験されている。このプロセスは、主にｐ−ＲＮＡ配列のハイブリダ
イゼーションによって進められる。温度および／またはエレクトロニック援助ハ
イブリダイゼーションに加えて、アレイ上のストリンジェンシーは、ｐＨ、イオ
ン強度、デタージェント、変性剤およびカオトロピック剤を含む他の因子によっ
ても調整することができる。これらの一般的ストリンジェンシーパラメータ（温
度を含む）のいくつかの、またはすべての組合せは、一過的すなわち動的平衡状
態を達成するために使用することができる。
【００９６】 リガンド分子はこのプロセスの間のいつでも該システムに添加することができ
るが、しかしリガンドの性質に依存して、動的な平衡状態に到達した後の添加が
時には好まれるかもしれない。リガンド分子濃度は、約１ｐＭ〜１００ｎＭまで
の範囲にあることができる。これらの条件下で、リガンド分子のペプチド配列の
好ましいトリアド組合せへの結合は、効果的にその特定の超分子構造／複合体形
成を安定させる。これは、アレイ上での、これらの選択されたｐ−ＲＮＡ−ペプ
チド（Ａ）および／または（Ｂ）成分の選択された捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（
Ｃ）部位へのハイブリダイゼーションのために、効果的に熱融解温度（Ｔｍ）を
上げる、分子間に生じる安定化である。したがって、このより高い程度の安定性
を有するそれらのリガンド／ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および／または（Ｂ）
複合体だけは、アレイ上の捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ｃ）部位にハイブリダイ
ズされたままである。これらの動的平衡条件下で、この増大した安定性は、ほと
んど全く、リガンド／ペプチド複合体生成プロセスによる。エレクトロニック援
助ハイブリダイゼーション、ストリンジェンシーおよび乱れは、初期のプロセス
の間および後の両方においていくつかの形式で使用することができる。該プロセ
スの間、分子間超構造を効果的に乱して、より良いリガンド結合環境に、そして
より安定な複合体に導くことができる、より低いエネルギー立体配置を生成する
ように、電場を使用することができる。連続的またはパルス的ＤＣおよび／また
はオフセットＡＣシナリオにおけるプラスとマイナス両方の電場のストリンジェ
ンシーは、ペプチドトリアド構造およびリガンド／ペプチドトリアド複合体を乱
すために用いることができる。潜在的に生じうるコンビナトーリアルトリアド構
造の多数は、プラスにおよびマイナスに荷電したアミノ酸Ｒ基を含む多数のペプ
チド組合せを有する。これらの帯電したペプチドＲ基は、電場の適用によって強
く影響をうける。特に、電場は、ペプチドトリアド構造を曲げて、それらがリガ
ンド結合に最も適した非常に低いエネルギーコンフォメーションを達成するのを
助けるために用いることができる。 さらに、電場は、リガンド／超分子の複合体を乱して、それらがより安定した
立体配置を見つけることを可能にするように用いることができる。帯電したリガ
ンド分子はすべて、それ自体、プラスまたはマイナスの電場の適用によって影響
され、乱される。図１３ａおよび１３ｂは、帯電したｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造
へのエレクトロニック乱れ効果の一例を示す。さらなる例として、プラスの形式
電荷を有するアセチルコリンリガンド分子は、プラスにバイアスをかけたマイク
ロエレクトロニクックアレイのテスト部位の方へ移動し、そこで濃縮され、マイ
ナスにバイアスをかけたテスト部位から離れ去る。さらに、リガンド結合部位へ
の正電子のストリンジェンシーの適用によってその部位からプラスに帯電したリ
ガンド分子を除去することができる。マイナスの形式電荷を有するメトトレキセ
ートリガンド分子については、マイナスのバイアスの適用は該分子をテスト部位
から動かすが、一方プラスのバイアスの適用は該分子を動かし、そのテスト部位
でそれを濃縮する。さらに、マイナス電子のストリンジェンシーの適用によって
マイナスに帯電したリガンド分子をそのリガンド結合部位から除去することがで
きる。
【００９７】 プロセスの動的平衡および複合体形成段階の後、電場ストリンジェンシーは、
超分子複合体を検出する、より高い選択性および感度を達成するために３つの他
のレベルで使用することができる。第１レベルは、非特異的または部分的に結合
した構造を除去するために低い電場ストリンジェンシーを含む。第２レベルは、
ｐ−ＲＮＡペプチド（Ａ）および（Ｂ）セットを含む最も選択的および／または
安定な超分子の複合体だけを選択するために電場強度のより正確な中間レベルの
適用を含む。エレクトロニックストリンジェンシーの第３レベルは、ｐ−ＲＮＡ
−ペプチドセット（Ａ）および（Ｂ）、ならびに捕捉ｐ−ＲＮＡペプチド（Ｃ）
、すなわち最適の「トリアド」ペプチド／リガンド複合体を含む最も安定な超分
子複合体を選択するために、電場強度の最も正確で最も高いレベルの適用を含む
。超分子複合体が生成するアレイ上の位置が、リガンド結合事象の原因となる分
子間ｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の基本的なセット全部を認識する。このエレクト
ロニックＥＬＯＣフォーマットは、非常に沢山の分子間リガンド結合構造に対す
るコンビナトーリアル選択が非常に速くなされることを可能にする。図１５ａお
よび１５ｂは、ＥＬＯＣフォーマット１すなわち一過的動的平衡トリアド生成プ
ロセスを示す。
【００９８】 例として、ニコチン受容体およびムスカリン様コリン受容体に影響を及ぼす新
薬および治療法をスクリーニングするための、分子ディスクリプターアレイを生
成するコンビナトーリアル選択プロセスは、下記の方法で遂行されるであろう。
１０，０００個のｐ−ＲＮＡペプチドライブラリーを含むコンビナトーリアル選
択プロセスは、コリン作動性基質（アセチルコリン）および関連薬物、アゴニス
トおよび拮抗剤（ニコチン、ムスカリン、フェニルメチルアンモニウム、ｄ−ツ
ボクラリン、ヘキサメソニウム、アトロピンなど）を含む一群のリガンドに対す
るエレクトロニックＥＬＯＣフォーマット１で遂行される。１０，０００テスト
部位マイクロエレクトロニックアレイは、１０，０００個のｐ−ＲＮＡ−ペプチ
ド（Ｃ）配列全部で選択的にアドレス指定される。ＥＬＯＣフォーマット１は、
既知のコリン作動性リガンド（アセチルコリン、ニコチン、ムスカリン、など）
の各々に対し、ｐ−ＲＮＡペプチド（Ａ）および（Ｂ）サブライブラリーで遂行
される。マイクロエレクトロニックアレイの超分子複合体生成の位置は、既知の
コリン作動性基質、アゴニストおよび拮抗剤のすべてに関して、検出され、相互
に関連付けられる。マイクロエレクトロニックアレイは、今や、コリン受容体に
影響を及ぼす新薬をスクリーニングするための有用な分子ディスクリプターであ
る。
【００９９】 （エレクトロニックＥＬＯＣフォーマット２−均一なトリアド生成プロセス） エレクトロニックアレイＥＬＯＣフォーマット２は、溶液相において特定のリ
ガンドが特定のｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（Ｂ）構造と複合体を形成す
ることを可能にするようにデザインされるコンビナトーリアル選択プロセスであ
る。１組の低いストリンジェンシー条件（ｐ−ＲＮＡハイブリダイゼーションに
対するＴｍ以下）の下で、均一相がマイクロエレクトロニックアレイから分離し
て、遂行される。この場合、ストリンジェンシー条件は、リガンド／ｐ−ＲＮＡ
−ペプチド（Ａ）／ｐ−ＲＮＡペプチド（Ｂ）複合体の生成のために最適化され
る。一旦、溶液相（均一）複合体形成が起こると、溶液はｐ−ＲＮＡ−ペプチド
（Ｃ）ライブラリーで選択的にアドレス指定を行われたマイクロエレクトロニッ
クアレイの上に置くことができる。ついで、ダイマー複合体（ｐ−ＲＮＡ−ペプ
チドＡ／リガンド／ｐ−ＲＮＡペプチドＢ）は、アレイの上特定の位置（ｐＲＮ
Ａ−ペプチドＣ）部位に結合することによって、トリアド超分子複合体を形成す
ることが可能にする。ＥＬＯＣフォーマット１のために記載された同一の基本的
な一般的手順なおよびエレクトロニック手順は、現在、最適の超分子リガンド複
合体のコンビナトーリアル選択を遂行するために使用することができる。
【０１００】 フォーマット２の第２バージョンは、マイクロエレクトロニックアレイの上で
リガンド／ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）／ｐ−ＲＮＡペプチド（Ｂ）複合体の均
一相生成を遂行することを含む。この場合、最初の手順は、高いストリンジェン
シーでまたは、ｐ−ＲＮＡ−ペプチドハイブリダイゼーションに対するするＴｍ
より高い温度で、遂行しなければならない。第二相は、トリアド複合体形成はア
レイに起こり始めるように、ｐ−ＲＮＡハイブリダイゼーションに対するＴｍで
、またはその近くで、全般的ストリンジェンシー条件を下げることを含む。エレ
クトロニック援助ハイブリダイゼーション、ストリンジェンシーおよび乱れは、
第二相の間と後の両方において、いくつかの形式で使用することができる。プロ
セスの間、分子間超構造を乱して、より良いリガンド結合環境に、そしてより安
定な複合体に導くことができる、より低いエネルギー立体配置を生成するように
、電場を用いることができる。ペプチドトリアド構造およびリガンド／ペプチド
三つ組複合体を乱すために、連続的またはパルス状ＤＣおよび／またはオフセッ
トＡＣシナリオにおけるプラス、マイナス、両方の電場のストリンジェンシーを
用いることができる。潜在的に生成することができるコンビナトーリアルトリア
ド構造の多数は、プラスおよびマイナスに荷電したアミノ酸Ｒ基を含む多数のペ
プチド組合せを有する。これらの帯電したペプチドＲ基は、電場の適用によって
強く影響を受ける。特に、ペプチドトリアド構造を曲げ、それがリガンド結合に
最も適切である、非常に低いエネルギーコンフォメーションを遂行するのを助け
るために、電場を用いることができる。さらに、リガンド／超分子の複合体を乱
し、それらがより安定な立体は位置を見つけるために、電場を使用することがで
きる。帯電したリガンド分子はすべて、それ自体、プラスおよび/またはマイナ
スの電場の適用によって影響され、乱される。プロセスの複合体形成段階の後、
超分子複合体を検出するためのより高い選択性および感度を遂行するために、エ
レクトロニックストリンジェンシーを使用することができる。第一レベルは、非
特異的または部分的に結合した構造を除去する低い電場ストリンジェンシーを含
む。第二レベルは、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（Ａ）および（Ｂ）セットを含む、最
も選択的なおよび／または安定な超分子複合体だけを選択するために、電場強度
のより正確な中間レベルの適用を含む。エレクトロニックストリンジェンシーの
第３レベルはｐ−ＲＮＡペプチドセット（Ａ）および（Ｂ）の両方、ならびに捕
捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチドセット（Ｃ）、すなわち最適のトリアドペプチド／リガ
ンド複合体を含む、最も安定な超分子複合体を選択するために、電場強度の最も
正確で最も高いレベルの適用を含む。超分子複合体が生成するアレイ上の位置は
、リガンド結合事象の原因である分子間ｐ−ＲＮＡペプチド構造の全基本的セッ
トを確認する。図１６ａ、１６ｂおよび１６ｃは、ＥＬＯＣフォーマット２また
は均一なトリアド生成プロセスを示す。
【０１０１】 （エレクトロニックＥＬＯＣフォーマット３−不均一のトリアド生成プロセス
） エレクトロニックアレイＥＬＯＣフォーマット３は、初めに非常に大きい数の
トリアドタイプリガンド結合超構造を形成するようにデザインされたコンビナト
ーリアル選択プロセスである。このプロセスは、２個のｐ−ＲＮＡペプチド（Ａ
とＢ）配列の完全なペプチドサブライブラリーセットの、アレイ上のテスト位置
に固定した捕捉ｐ−ＲＮＡ配列（Ｃ）への低いストリンジェンシーハイブリダイ
ゼーションを遂行する第一ステップを含む。アレイ上のハイブリダイゼーション
に対する低いストリンジェンシー条件は、５℃またはｐ−ＲＮＡハイブリッドに
対するＴｍ（熱融解温度中央値）より下の温度の相当条件である。この低いスト
リンジェンシー条件は、アレイの上で非常に大きい数のｐ−ＲＮＡペプチドトリ
アド超構造が迅速に生成することを可能にする。次の工程において、リガンド分
子（薬物または生物学的に活性な化合物）は、この低いストリンジェンシー条件
でシステムに添加される。エレクトロニックストリンジェンシーは、いくつかの
形式において初期のプロセスの間と後、両方において使用することができる。該
プロセスの間、分子間超構造体を効果的に乱して、より良いリガンド結合環境に
、そしてより安定な複合体に導くことができる、より低いエネルギー立体配置を
生成するように、電場を使用することができる。連続的またはパルス的ＤＣおよ
び／またはオフセットＡＣシナリオにおける正と負両方の電場ストリンジェンシ
ーは、ペプチドトリアド構造およびリガンド／ペプチドトリアド複合体を乱すた
めに用いることができる。潜在的に生成することができるコンビナトーリアルト
リアド構造の多数は、プラスおよびマイナスに荷電したアミノ酸Ｒ基を含む多数
のペプチド組合せを有する。これらは、電場の適用によって強く影響を受ける。
特に、ペプチドトリアド構造を曲げ、それがリガンド結合に最も適切である非常
に低いエネルギーコンフォメーションを遂行するのを助けるために、電場を用い
ることができる。さらに、リガンド／超分子の複合体を乱し、それらがより安定
な立体は位置を見つけるために、電場を使用することができる。エレクトロニッ
クストリンジェンシーは、さらに選択性の三レベルのために使用することができ
る。第一レベルは、非特異的または部分的に結合した構造を除去する低いエレク
トロニックストリンジェンシーを含む。第二レベルは、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド（
Ａ）および（Ｂ）セットを含む、最も選択的なおよび／または安定な超分子複合
体だけを選択するために、電場強度のより正確な中間レベルの適用を含む。エレ
クトロニックストリンジェンシーの第３レベルはｐ−ＲＮＡペプチドセット（Ａ
）および（Ｂ）の両方、ならびに捕捉ｐ−ＲＮＡ−ペプチドセット（Ｃ）、すな
わち最適のトリアドペプチド／リガンド複合体を含む、最も安定な超分子複合体
を選択するために、電場強度の最も正確で最も高いレベルの適用を含む。超分子
複合体が生成するアレイ上の位置は、リガンド結合事象の原因である分子間ｐ−
ＲＮＡペプチド構造の全基本的セットを確認する。このエレクトロニックＥＬＯ
Ｃフォーマットは、体が非常に大きな数の分子間リガンド結合構造に対するコン
ビナトリア選択が迅速になされることを可能にする。図１７ａ、１７ｂおよび１
７ｃは、ＥＬＯＣフォーマット３または不均一のトリアド生成プロセスを示す。
【０１０２】 （コンビナトーリアル選択プロセスから誘導される他の応用） 薬物スクリーニング用途のための分子ディスクリプターアレイを生産するために
本発明のコンビナトーリアルプロセスを使用することに加えて、リガンド特異的
超分子構造の確認は、数多くの他の領域へのそれらの直接的使用および適用にも
導くことができる。これら独自の超分子構造のいくつかには、これらに限定され
ないが、下記のものが含まれる： （１）合成抗体、 （２）新しい親和性試薬、 （３）合成触媒／酵素 （４）新しい金属キレート構造体。
【０１０３】 （合成抗体） 一旦コンビナトーリアルプロセスが特定のリガンドに対し高い選択性および結
合を有する超分子の構造を確認するのに用いられると、それらの特定のトリアド
構造は「合成抗体」の相当物を表す。あるハプテン／抗原への通常の哺乳類の応
答は１０６個もの抗体を生じることができるが、本発明に記載したペプチドライ
ブラリーおよびコンビナトーリアルプロセスは１０１２個の異なるトリアド結合
構造を生成することができる。したがって、抗体様の結合性質を有する非常に独
自の、そして選択的な超分子構造を生成する可能性は莫大である。与えられた超
分子のトリアド構造全ての中の３個のペプチド配列すべてを確認することができ
るので（アレイ上の疑似３重対称のため）、「特定の」トリアド構造は今やより
大きな量を非常に簡単に生成させることができ、従来のポリクローナルまたはモ
ノクロナール抗体を置換して、免疫診断試薬として使用することができる。これ
らの特定のｐ−ＲＮＡ−ペプチド超分子の「合成抗体」構造は、いまや均一およ
び不均一の（固定された）イムノアッセイフォーマットの種において使用するこ
とができる。これらのフォーマットは、多重リガンド（ハプテン／抗原）解析の
ための合成抗体アレイの創成を含む。コンビナトーリアル選択プロセスに対して
、または特定のｐ−ＲＮＡペプチド配列について記載したように、特定のペプチ
ド配列をもつ特定のｐ−ＲＮＡ超分子構造を、一般的なｐ−ＲＮＡ配列について
生成させることができる。一般的なｐ−ＲＮＡ配列をもつ特定のｐ−ＲＮＡペプ
チド超分子のトリアドは、エレクトロニックコンビナトーリアルプロセスに対し
て記載したのと同じエレクトロニック手順を使用して、アレイに選択的にアドレ
ス指定を行うことができる。他のフォーマットは、特定のｐ−ＲＮＡ配列Ａ、Ｂ
およびＣを使用すること含むことができ、それらは、全ての成分構造が単に一緒
に混合されたとき、「特定の」ｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリアド構造を生成する。
さらに、他のフォーマットは、付加した特定のｐ−ＲＮＡ延長（４〜３０塩基）
をもつＣタイプ構造を使用することを含み、これは全トリアド構造が、続いて、
マイクロエレクトロニックアレイに固定された相補的特定ｐ−ＲＮＡ配列にハイ
ブリッドされるのを可能にする（図１８参照）。このフォーマットにおいて、特
定の相補的ｐ−ＲＮＡ配列は、最初にアレイに予めアドレス指定される。特定の
ｐ−ＲＮＡ−ペプチド超分子のトリアド「合成抗体」は、溶液中で（均一に）標
的ハプテン／抗原を含む試料と反応する。特定のｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリアド
およびハプテン／抗原の間の複合体形成の後、複合体はアレイの上でハイブリダ
イゼーションによって相補的ｐ−ＲＮＡ配列に選択的に固定されうる。マイクロ
エレクトロニックアレイは、構造体の選択的アドレス指定のために、構造および
複合体のエレクトロニック乱れのために、および、より良いアッセイ感度および
選択性を達成するためにエレクトロニックストリンジェンシーを適用するために
使用することができる。上記の説明は、本発明によって構想される多くの均一お
よび不均一合成的抗体「イムノ」タイプアッセイフォーマットのいくつかを表す
に過ぎない。本発明の更なる態様は、１つの特異的ｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリア
ド構造が、目標とされたハプテン／抗原を結合し、固定するのに用いられ、そし
てレポーター基で標識された第２の特定のｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリアドが複合
体を検出するために用いられる、サンドイッチタイプの合成抗体関連アッセイの
開発を含む。これらのｐ−ＲＮＡペプチドトリアドを標識するのに使用すること
のできるレポーター基のいくつかは、これらに限定されないが、蛍光団、発色団
、酵素、化学ルミネッセント部分、ビオチン／アビジン検出生成複合体、金粒子
、ナノビーズ、マグネチックビーズおよびラジオアイソトープを含む。
【０１０４】 例として、本発明の合成抗体を利用する１つの重要な「イムノ」タイプアッセ
イは、サイトカイニン（ＴＮＦ、ＩＬ−１、ＩＬ−６、ＩＬ−８など）および他
の細胞用試剤（ブラジキニン、組織因子、接着分子など）（これらは細菌性／エ
ンドトキシン敗血症性感染、浸透移行性炎症性応答症候群（ＳＩＲＳ）、敗血症
および切迫した敗血症性ショック、ならびに多重器官不全症候群（ＭＯＤＳ）の
初期の指示薬である）の濃度の検出し、定量するようにデザインされている。
【０１０５】 （免疫診断およびプロテオームへの応用） 本発明の対象である適用の他の広いクラスには、マイクロエレクトロニックア
レイにアドレス指定することができ、その後の応用（たとえば、免疫学的診断、
タンパク質結合実験および酵素アッセイ）において使用することができる、ｐ−
ＲＮＡ−抗体、ｐ−ＲＮＡ−タンパク質およびｐ−ＲＮＡ−酵素誘導体の使用が
含まれる。
【０１０６】 （免疫診断用ｐ−ＲＮＡ抗体アレイ） 多重またはモジュールタイプの免疫診
断用アッセイは、マイクロエレクトロニクスの、または他のアレイタイプデバイ
スまたは基質に選択的にアドレス指定される特定のｐ−ＲＮＡ−抗体コンジュゲ
ートを調製することによって開発することができる（図１９参照）。そのような
フォーマットにおいて、特定の相補的ｐ−ＲＮＡ配列（捕捉配列）は、最初にア
レイに予備アドレス指定される。次の工程において、特異的ｐ−ＲＮＡ−抗体複
合体は、溶液中で標的ハプテンまたは抗原を含む試料と反応する。これらのｐ−
ＲＮＡ抗体複合体は、特異的抗体および特異的ｐ−ＲＮＡ配列の両方を有し、そ
れは、アレイの上でその相補的ｐ−ＲＮＡに（ハイブリダイゼーションを通して
）捕捉されることを可能にする。ついで、ｐ−ＲＮＡ抗体／ハプテン／抗原複合
体は、アレイの上でハイブリダイゼーションによって相補的ｐ−ＲＮＡ配列に選
択的に固定される。抗体／ハプテン／抗原複合体を検出するのに、多くの方法を
用いることができるが、その一つはいわゆるサンドイッチフォーマットである。
サンドイッチアッセイフォーマットでは、最初の特異的ｐ−ＲＮＡ抗体複合体は
、目標とされたハプテン／抗原を選択的に結合し、固定するのに用いられ、そし
て、レポーター基で標識した第二の特異的抗体は該複合体を検出するのに使用す
ることができる。レポーター抗体を標識するために使用することができる若干の
レポーター基のいくつかには、これらに限定されないが、蛍光団、発色団、酵素
、化学ルミネッセント部分、ビオチン／アビジンリポーター複合体、金粒子、ナ
ノビーズ、磁性ビーズおよびラジオアイソトープが含まれる。さらに、本発明の
重要な態様は、下記の事項のためにマイクロエレクトロニックアレイの電子性質
の使用することを含む： （１）最初のｐ−ＲＮＡ捕捉配列および／または特定のｐ−ＲＮＡ−抗体コンジ
ュゲートの選択的にアドレス指定。 （２）ｐ−ＲＮＡ抗体および生成するハプテンまたは抗原複合体のエレクトロニ
ック乱れのために。 （３）より良いアッセイ感度および選択作用を達成するためにエレクトロニック
ストリンジェンシーをｐ−ＲＮＡ−抗体／ハプテン／抗原複合体に適用するため
。
【０１０７】 上記の説明は、本発明によって構想される、多くの均一および不均一の免疫診
断的アッセイフォーマットのいくつかに過ぎない。
【０１０８】 抗体は、多くの共有結合的および非共有結合的方法によって、ｐ−ＲＮＡ分子
に容易に付着させることができる。本発明の例７は、相補的ｐ−ＲＮＡ構成体が
ストレプトアビジンおよびヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’）２抗体からなるタンパク複合
体の固定化の繋ぎ鎖として使用された方法を記載する。ｐ−ＲＮＡ Ｎｏ． ８
１のビオチンをマイクロエレクトロニックアレイ（ＡＰＥＸチップ）をカバーし
ている浸透層中に固定されたストレプトアビジンに結合させることによって、ｐ
−ＲＮＡ Ｎｏ. ８０に対する捕捉配列を提供するためにｐ−ＲＮＡ Ｎｏ.
８１が用いられた。ついで、化学的にヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’）２抗体に接合した
可動性ストレプトアビジンに結合するためにｐ−ＲＮＡ Ｎｏ. ８０のビオチ
ンが用いられた。ヒトＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）抗体である、その特定の抗原標的を
捕らえるためにヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’）２抗体が用いられた。これは、抗体が特
定のｐ−ＲＮＡ分子で修飾されることができ、マイクロエレクトロニックアレイ
デバイスまたは他のアレイデバイスにアドレス指定される多くの方法のうちの１
つを表すに過ぎない。さらなる実験において、補捉性ｐ−ＲＮＡｓ＃５４および
＃７９は、もう一つの固定化繋ぎ鎖またはｐ−ＲＮＡ−抗体誘導体を形成するた
めに用いた。この場合、浸透層中にある固定されたストレプトアビジンにその４
’ビオチンを結合させることによって、マイクロエレクトロニックアレイを覆っ
ている浸透層にｐ−ＲＮＡ＃５４を固定させた。ｐ−ＲＮＡ＃７９はその相補的
鎖＃５４にハイブリダイズされ、＃７９の４’ビオチンは、ストレプトアビジン
とヤギアンチヒトＦ（ａｂ’）２抗体との可溶化されたコンジュゲートのストレ
プトアビジン半分を固定するために用いられた。ついで、ヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’
）２抗体は、ヒトＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）２抗体であるその標的抗原を捕らえる免
疫吸着材として使用した。それぞれの捕捉ｐ−ＲＮＡ捕捉鎖（＃８１または＃５
４）の選択性は、ｐ−ＲＮＡ（＃８０または＃７９、それぞれ）の相補鎖が溶液
中でストレプトアビジン−ヤギアンチヒト抗体タンパク質複合体に結合し、つい
で捕捉体を含むＡＰＥＸチップにハイブリッドされたとき、タンパク複合体に付
着したｐ−ＲＮＡはそれらのそれぞれの相補的固定化捕捉鎖にだけ結合したこと
を立証した。これは、均一溶液中に同時に存在する免疫学的試薬の地理的ソーテ
ィングを可能にする基礎を示す。例８は、別々の検体検出と組み合わさった同時
の多重均一アッセイを達成する新しい方法を示す。
【０１０９】 例３からのｐ−ＲＮＡ配列の相補的ペア、例３からの免疫学的な試薬を使用し
、そしてＨＣＧのネズミのモノクローン抗−サブユニットに、化学的に結びつけ
られたストレプトアビジンからなる第二のタンパク複合体を含めて、２つの異な
る抗原の同時免疫学的検出が成し遂げられた。ｐ−ＲＮＡ捕捉鎖は、２個の抗原
標的が適当なｐ−ＲＮＡ捕捉鎖によって区別して検出されるように、それらのそ
れぞれの相補鎖の間で成功裏に認識された。
【０１１０】 これは、多重同時免疫反応が、個々の免疫反応の各々の特定の抗原標的の個々
の検出と結びついて、溶液中で実行される可能性を示す。抗原標的検出の分離は
、それらのそれぞれの補体が選択的抗原標的検出を達成するｐ−ＲＮＡ鎖の選択
性を利用することによって達成される。
【０１１１】 それぞれの捕捉ｐ−ＲＮＡ捕捉鎖（＃８１または＃５４）の選択性は、ｐ−Ｒ
ＮＡ（それぞれ、＃８０または＃７９）の相補鎖が溶液中でストレプトアビジン
−ヤギアンチヒト抗体タンパク質複合体に結合し、ついで捕捉体を含むＡＰＥＸ
チップにハイブリッドされたとき、タンパク複合体に付着したｐ−ＲＮＡはそれ
らのそれぞれの相補的固定化捕捉鎖にだけ結合したことを立証した。これは、多
重同時免疫反応が、均一な溶液中に同時に存在する免疫学的試薬の地理的ソーテ
ィングを行うことができる基礎を示す。
【０１１２】
【実施例】
（実施例１−ｐ−ＲＮＡの合成および精製） 典型的な１５μｍスケールにおけるｐ−ＲＮＡオリゴヌクレオチドの自動合成
は、ＥＣＯＳＹＮＴＭＤ ３００＋−Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ、ＢＩＯＴＲＯＮＩＣ
ＤＮＡ合成装置を使用して遂行した。２'−位置がフリーの、ＤＭＴ保護ピラ
ノシル−ヌクレオシド（Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃ）前駆体から誘導され、３'−位置でベ
ンゾイル化された固体担体誘導体をｐ−ＲＮＡ合成のために使用した。ＣＰＧ固
形保持体もまた、標準のホスホルアミダイトＤＮＡ合成を遂行する際に、そして
、トリプタミンリボピラノシル（Ｉ）ホスホルアミダイトモノマーを取り入れる
ために使用した。標準ＤＮＡホスホラミダイト、ＤＮＡホスホルアミダイトピラ
ノシルヌクレオチドモノマー、トリプタミンリボピラノシル（Ｉ）ホスホルアミ
ダイトモノマー、ならびに市販のホスホルアミダイト染料（シアニン３、シアニ
ン５など）、アミノリンカー部分およびビオチン部分のこれらの誘導体すべては
、標準のコハク酸リンカーを介してＣＰＧ支持体に結合させることができる。使
用したホスホラミダイト合成方法は、ノヨリらによってＤＮＡに関して記載され
たアリル−オキシ−ホスホルアミダイトストラテジー（Ｙ. ハヤカワ、Ｓ. ワ
カバヤシ、Ｈ. カト、Ｒ. ノヨリ、Ｊ. Ａｍ. Ｃｈｅｍ. １９９０年、１
１２巻、１６９１頁）に従った。
【０１１３】 合成プロトコールは、以下の工程を含んだ：（１）ＤＭＴ脱ブロッキングは、
ジクロロメタン（１００ｍｌ）中の６％ジクロロ酢酸（ｖ／ｖ）を使用して行っ
た；（２）ジクロロメタン（２０ｍｌ）での洗浄、アセトニトリル（２０ｍｌ）
での洗浄およびアルゴンでのフラッシュ；（３）カップリング手順は、第一にア
クティベーター（０．５Ｍピリジニウム塩酸塩のジクロロメタン（０．２ｍｌ）
溶液）でＣＰＧ固体担体材料を洗うこと、ついで１／１−アクティベーター（ホ
スホラミダイト０．７６ｍｌ（８ｅｑ；０．１Ｍをアセトニトリルに溶解した）
）での３０分間の処理；（４）アセトニトリル（２０ｍｌ）での洗浄（５）パー
セプティブ（ＰｅｒＳｅｐｔｉｖｅ）から入手した５０％ＣａｐＡ（１０．５ｍ
ｌ）および５０％ＣａｐＢ（１０．５ｍｌ）試薬での２分間処理を含んだキャッ
ピング手順（ＣａｐＡ：ＴＨＦ、ルチジン、無水酢酸、ＣａｐＢ：１−メチルイ
ミダゾール、ＴＨＦ、ピリジン）；（６）アセトニトリル（２０ｍｌ）での洗浄
；（７）酸化操作は、酸化溶液（２,４,６−コリジン９．２ｍｌおよび水４６ｍ
ｌを加えた、アセトニトリル１００ｍｌ中にヨウ素４００ｍｇを含む新に調整し
た溶液）１２０ｍｌでの１分間の処理を含んだ。
【０１１４】 固体担体からの切断の前に、ノヨリおよび共同研究者によって記載された条件
下で、ｐ−ＲＮＡ−オリゴヌクレオチドを、まずリン酸トリエステルリンケージ
の位置および、グアニン塩基の位置のアリル基を外した。（Ｙ.ハヤカワ、Ｓ.ワ
カバヤシ、Ｈ. カト、Ｒ. ノヨリ、Ｊ. Ａｍ. Ｃｈｅｍ. １９９０年、１
１２巻、１６９１頁）。これは、室温で、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ２７２ｍｇ、Ｐ
Ｐｈ３ ２７２ｍｇおよびのＥｔ２ＮＨ２ＨＣＯ３ ２７２ｍｇの混合液中の支
持体をジクロロメタン１５ｍｌ中に懸濁することによって行った。懸濁液を４〜
５時間激しく振とうする。ついで、支持体をジクロロメタン（３０ｍｌ）、アセ
トン（３０ｍｌ）および水（１４ｍｌ）で注意深く洗浄し、ジエチルジチオカル
バミン酸ナトリウムの０．１Ｍ水溶液中に懸濁し、そして再び水（１５ｍｌ）、
アセトン（１５ｍｌ）およびジクロロメタン（１５ｍｌ）で洗浄する。固体担体
からの切り離しおよび塩基と糖の脱アシル化は、４℃で２５〜４０時間以内でヒ
ドラジン分解によって行った（水６ｍｌ中の２５％ヒドラジン水化物）。Ｓｅｐ
−Ｐａｋ−カートリッジ上での脱塩によって粗オリゴヌクレオチドからヒドラジ
ンを除いた（アセトニトリル／炭酸水素トリエチルアンモニウム０．１Ｍ溶液で
の溶出）。オリゴヌクレオチド含有フラクションを合して、蒸発乾涸した。オリ
ゴヌクレオチドのＨＰＬＣによる最初の精製（ＬｉＣｈｒｏｓｐｈｅｒ １００
ＲＰ−１８（１０μＭ）メルク；緩衝液Ａ：０．１Ｍ酢酸トリエチルアンモニ
ウム；緩衝液Ｂ：０．１Ｍ酢酸トリエチルアンモニウム／アセトニトリル１／４
）の後、室温でオリゴヌクレオチド（乾燥）を蟻酸／水＝３／２に溶かすことに
よって}４’末端のジメトキシトリチル基を切り離した。酸の蒸発後、完全に保
護基を外したオリゴヌクレオチドを水に溶かし、調製用ＨＰＬＣ−カラム（ＲＰ
１８）上で精製した。一緒にした生成物フラクションを蒸発乾涸し、ついで０．
１Ｍ炭酸水素トリエチルアンモニウムに溶解し、Ｓｅｐ−Ｐａｋ−Ｃ １８（ウ
オータース）カートリッジ上で脱塩した。溶出した生成物を真空中で蒸発させ、
一旦水２ｍｌで溶解し、再度蒸発乾涸し、ついで光学濃度の測定のために水１ｍ
ｌに溶かした。純度をチェックするために、オリゴヌクレオチドを分析用ＲＰ１
８カラム上に注入した。（＞９５％）。生成物の特性を評価し、ＥＳＩ−ＭＳに
よって同定した。
【０１１５】 （実施例２−２’−末端のｐ−ＲＮＡの蛍光染料標識化のための操作） 以下は、蛍光染料をｐ−ＲＮＡ配列の２’−末端の位置に組み入れるための基本
的な操作を示す。これは、リポーター標識および他の部分のｐ−ＲＮＡ配列への
導入のための多くのオプションのうちの１つを提供するに過ぎない。
【０１１６】 ３'−アミノ−変性剤Ｃ３ ＣＰＧ約１００ｍｇ（グレンリサーチから購入）
をＤＭＦ２ｍｌに注ぎ、５分間穏やかに攪拌した。３'−アミノ部分のＦｍｏｃ
保護基をＤＭＦ／ピペリジン（６／４）３．５ｍｌでの１０分間処理によって除
去した。操作は、二度繰り返した。ついで、保護基を外した３’−アミノＣ３−
ＣＰＧ保持体を、ＤＭＦ１０ｍｌおよびアセトニトリル１０ｍｌで洗浄した。つ
いで、３'−アミノ−Ｃ３−ＣＰＧ保持体を、１０分間高真空で乾燥した。つい
で、保護基を外した３'−アミノ−Ｃ３ ＣＰＧ保持体約７１ｍｇ（４３μｍｏ
ｌ／ｇ〜３．０６μｍｏｌ）を、ＮａＨＣＯ３の飽和水溶液０．０５ｍｌを含む
ＤＭＦ０．４ｍｌ中に入れた。テキサスレッド−Ｘスクシンイミジルエステル（
モレキュラープローブズから購入）約５ｍｇ（３．０６μｍ）を、ＤＭＦ０．１
ｍｌに溶かし、ついで保護基を外した３'−アミノ−Ｃ３ ＣＰＧ支持体に添加
した。ついで、反応液を４時間室温で振とうした。ついで、テキサスレッド色素
を反応させた３'−アミノ−Ｃ３ ＣＰＧ保持体を、ＤＭＦ／ピリジン１０ｍｌ
で洗浄した。反応後の材料は、青色および赤い蛍光を有した。修飾したＣＰＧ上
の残りの遊離アミノ基を、ピリジン２ｍｌ中の無水酢酸０．４ｍｌ（ＤＭＡＰ０
．２ｇを含む）で３０分間キャップした。ついで、染料で修飾したＣＰＧ支持体
を、ピリジン、ＤＭＦ、メタノールおよびメチルｔ−ブチルエーテルで洗浄し、
その後高真空で乾燥した。ついで、テキサスレッドを標識した３’−アミノ−Ｃ
３ ＣＰＧ支持体は、ＤＭＴ保護基を外した後、標準ホスホルアミド合成操作を
用いて、ｐ−ＲＮＡオリゴヌクレオチド配列の合成のために準備した。この２’
−標識化操作は、残りのｐ−ＲＮＡ合成操作を通して安定な蛍光染料に対して使
用することができる。
【０１１７】 ２’−末端の位置にテキサスレッド（ＴＲ−９０ ４’−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ
−Ｇ−Ｇ−ＴＲ−２’、Ｉ＝トリプタミンおよびＴＲ＝テキサスレッド）で標識
した、合成した７量体ｐ−ＲＮＡの構造を図２０に示す。ＴＲ−９０分子のマス
スペクトルも、図２０に示す。相補的ビオチン化Ｂ−９２配列（４'−ビオチン
−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｔ−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｇ−２’）でハイブ
リッドしたＴＲ９０配列（４’−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−ＴＲ−２’）の
構造を図２１に示す。ハイブリッドされたペアの熱変性に対するＵＶ淡色性曲線
も図２１に示す。このハイブリダイゼーションは、０．０１Ｍトリス／ＨＣｌ
ｐＨ ７／０．１５ＭＮａＣｌ２中でｐ−ＲＮＡ配列の各々の５μｍ濃度を用い
て、行った。そのＵＶ淡色性データは、ハイブリッドしたペアのＴｍが５９℃で
あったことを示す。 相補的ビオチン化Ｂ−９２配列（４'−ビオチン−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｔ
−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｇ−２’）でハイブリッドした、ＴＲ９０配列（４
’−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−ＴＲ−２’）およびシアニン−３蛍光染料で
標識した配列Ｃｙ３−９１（４’−Ｃｙ３−Ｃ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｉ−２’
）の構造を図２２に示す。このハイブリダイゼーションは、０．０１μＭトリス
／ＨＣｌ ｐＨ ７／０．１５Ｍ ＮａＣｌ２中でｐ−ＲＮＡ配列の各々の５μ
ｍ濃度を用いて行った。その淡色性データは、ハイブリダイズした複合体のＴｍ
が約６１℃であったことを示す。
【０１１８】 （実施例３−トリプタミンリンカーによる、ペプチド部分のｐ−ＲＮＡへの付
着のための操作） 以下の例は、トリプタミン基を含むｐ−ＲＮＡオリゴマーに、通常の塩基部分
の代わりにペプチド部分を付けるために使用する手順である。まずこの手順には
、ｐ−ＲＮＡ配列へのトリプタミンヌクレオシドの取込みが含まれ、それが、つ
いで、ｐ−ＲＮＡへのペプチドのカップリングのために脂肪族アミン基を提供す
る。
【０１１９】 Ｎ−（ヨードアセチルオキシ）−スクシンイミドによるｐ−ＲＮＡのヨウ素化
アセチル化は、ＤＭＳＯ（１０％＝５００ｎｍｏｌオリゴにつき０．１ｍｌ）中
のＮ−（ヨードアセチルオキシ）スクシンイミド（Ｍ＝２８３．０１８）の７０
当量の溶液と混合した重炭酸ナトリウムの０．１モル液（ｐＨ８．４；オリゴ５
００ｎｍｏｌにつき１ｍｌ）中で、トリプタミンアミノ−結合ｐ−ＲＮＡ−オリ
ゴマーの１当量を用いて行った。管は、周囲温度（２５℃）で暗所に約３０〜９
０分間保存した。反応の完了は、ＨＰＬＣによってモニターした。[緩衝液Ａ：
０．１Ｍトリエチルアンモニウムアセテート水溶液、緩衝液Ｂ：０．１Ｍトリエ
チルアンモニウムアセテートの水溶液：ＣＨ３ＣＮ＝１：４]。方法１：１０％
の緩衝液Ｂから始める；４０分後、５０％緩衝液Ｂに進む；観測波長 ２６０ｎ
ｍ。方法２：１０％緩衝液Ｂから始める；１００分後４５％緩衝液Ｂに進む；観
測波長 ２６０ｎｍ、メルクの１０μＭ ＬｉＣｈｒｏｓｐｈｅｒｅＴＭ １０
０ ＲＰ−１８カラム（２５０×４ｍｍ）上で。生成物は、ヨードアセチル化オ
リゴヌクレオチドの後４〜９分のどこかで溶出した。生成物を脱塩し、Ｓｅｐ
ＰａｋＴＭカートリッジ上で標準作業手順によってさらに精製した。溶液を、Ｓ
ｅｐ ＰａｋＴＭカートリッジの上に注ぎ、０．１Ｍ ＴＥＡＢ緩衝液２０ｍｌ
で洗浄し、純アセトニトリルで溶出させた。生成物の収率は、２６０ｎｍのＵＶ
吸収によって測定した、ついで、生成物を、真空遠心機を使用して、凍結乾燥し
た。 ヨードアセチル化ｐ−ＲＮＡを、ホウ酸塩−ＨＣＬ緩衝液およびＮａ２ＥＤＴＡ
を含む緩衝液系（ｐＨ７．６；オリゴ１０ｎｍｏｌにつき１００μｇ）に溶解し
、ＤＭＦ１００ ｕｌ中のペプチド３０〜６０当量と混合した。（緩衝液システ
ム：ホウ砂／ＨＣｌ緩衝液；Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ Ｈａｅｎ、ｐＨ８．０、Ｎａ
２ＥＤＴＡの１０ｍＭ水溶液の等量で混合した、ｐＨをＨＣｌで７．６に調整し
、得られた溶液は〜５ｍＭ Ｎａ２ＥＤＴＡを含んだ）。暗所、周囲温度（２５
℃）で約６〜１２時間、反応を行った。ＨＰＬＣで反応の完了をモニターした。
ＨＰＬＣ緩衝液系は、緩衝液Ａ（０．１Ｍトリエチルアンモニウムアセテートの
水溶液）および緩衝液Ｂ（０．１Ｍトリエチルアンモニウムアセテート／ＣＨ３
ＣＮ＝１／４の水溶液）であった。溶出は、緩衝液Ａ９０％／緩衝液Ｂ１０％で
始め、４０分後までに、緩衝液Ａ５０％／緩衝液Ｂ５０％に進んだ。溶出を、２
６０ｎｍおよび２２０ｎｍでモニターした。使用したＨＰＬＣカラムの材料は、
２５０ｍｍ×４ｍｍのカラム中、メルクの１０μＭ ＬｉＣｈｒｏｓｐｈｅｒｅ ＴＭ １００ ＲＰ−１８であった。ヨードアセチル化オリゴマーが消失したあと
、同じＨＰＬＣ操作によって最終生成物を単離し、上記のＳｅｐ ＰａｋＴＭ
カートリッジ操作を用いて脱塩した。
【０１２０】 （多重ｐ−ＲＮＡ−トリプタミン付着部ぐらいに対する手順） 他のｐ−ＲＮＡ−ペプチド分子間構造は、同じｐ−ＲＮＡオリゴヌクレオチド
構造の中で、多重トリプタミンリンカー部位によるｐ−ＲＮＡの修飾によって構
築することができる。合成し、特性評価した、多重トリプタミンリンカー（４’
Ｃ−Ｃ−Ｉ−Ｉ−Ｉ−Ｇ−Ｇ−２’）をもつｐ−ＲＮＡ配列の１例を図２３に示
す。ハイブリダイズしたペアに対するＵＶ淡色性および融解特性は、また、図２
３に示す。１、２、および３個のトリプタミンリンカー（並んだ多重トリプタミ
ンリンカーおよび介在するヌクレオチドを含む）をもつｐ−ＲＮＡの他のハイブ
リダイズしたペアに対する融解温度（Ｔｍ）および熱力学的性質を下の表１に示
す。
【０１２１】
【表１】 表１
【０１２２】 表１における、配列に対する溶液ハイブリダイゼーションの性質は、Ｔｍ、融
解曲線および熱力学的性質を含めて、望ましい協調挙動を示した。さらに、質量
分析によって配列の特性評価をした（表２参照）。それらの例は、短いｐ−ＲＮ
Ａオリゴマー配列における、２個または３個の並列したトリプタミンリンカーが
適切なハイブリダイゼーション性質を表現していることを証明する。
【０１２３】
【表２】 表２
【０１２４】 多重トリプタミンｐ−ＲＮＡ−ペプチドコンジュゲート（４'−ＣＣＣ−Ｉ＊
−Ｉ＊−ＧＧＧ−２’、＊は２個の−Ｃｙｓ−Ｐｈｅ−Ｐｒｏ−Ｔｙｒ−Ｔｒｐ
−Ｇｌｙペプチド）の例を図２４に示す。ＮＨ２−Ｃｙｓ−Ｐｈｅ−Ｐｒｏ−Ｔ
ｙｒ−Ｔｒｐ−Ｇｌｙ−ＣＯ２Ｈペプチドを、ヘテロ２官能のリンカー（ヨード
酢酸のスクシンイミジルエステル）により、システインアミノ酸のチオール基を
通してトリプタミンの第一アミノ基に結合させた。ｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の
質量分光分析も、図２４および下の表３に示す。
【０１２５】
【表３】 表３
【０１２６】 ２個のｐ−ＲＮＡペプチド配列が相補的捕捉ｐ−ＲＮＡペプチド配列にハイブ
リッドするとき、二重のトリプタミンｐ−ＲＮＡ構造は、４個のペプチド残基１
個の超分子構造に組み込まれるのを可能にする（これを図２５に示す）。ＵＶ淡
色性曲線は、二重鎖のｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の融点（Ｔｍ）が約５０℃であ
ることを示す。これは、これらのｐ−ＲＮＡ配列に対して予測されたＴｍと合致
する。ハイブリダイゼーションが大きく、かさばったペプチド構造の存在下で起
こるという事実は、トリプタミンリンカー配置がペプチドの付着のために好まし
い立体化学を生み出すことを示唆する。さらに、トリプトファン蛍光の測定を用
いて、溶液中のｐ−ＲＮＡハイブリッドの生成を追うことができた。
【０１２７】 （実施例４−ｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリアド分子間構造に対するエレクトロニ
ックストリンジェンシーの例証） この実験は、ｐ−ＲＮＡ配列の組合せ（＃７０：＃７２、＃７１：＃７２、お
よび＃７１：＃７２）に対するエレクトロニックＴｍを測定するためにエレクト
ロニックストリンジェンシーを使用することを含む。 ｐ−ＲＮＡの配列を下に示す： ＃７０ ４’−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−２’ ＃７１ ４’−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｉ−２’ ＃７２ ４’−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−２’ ＃７０配列は＃７２配列の４’末端に相補的であり、＃７１配列は＃７２配列
の２’末端に相補的である。３個すべてが一緒に＃７０／＃７１：＃７２をハイ
ブリダイズしたとき、＃７２配列中の１個の不対塩基だけが残る。それは塩基位
置６のトリプタミン（Ｉ）である。＃７０配列の４'−末端（Ｉ）および＃７１
配列の２’−末端（Ｉ）も不対のままである。（トリプタミン（Ｉ）部分がペプ
チド配列または他のリガンド結合構造を加えるための付着点である）。
【０１２８】 ｐ−ＲＮＡ配列＃７０：＃７２のハイブリダイズした組合せに対するサーマル
Ｔｍは４９℃であった；＃７１：＃７２は、４９℃であった；そして、十分に対
合した構造＃７０／＃７１：＃７２は、４９℃であった。ｐ−ＲＮＡ配列＃７０
：＃７２のハイブリダイズした組合せに対するエレクトロニックＴｍは、２３０
ナノアンペア（ｎＡ）であった；＃７１：＃７２は、２１５ｎＡであった；そし
て、＃７１：＃７２は、２５０ｎＡであった。これらの結果は、サーマルＴｍと
エレクトロニックＴｍの間に合理的コンシステンシーがあることを示す。実際、
エレクトロニックストリンジェンシーは、全構造＃７０／＃７１：＃７２を、高
いＴｍ、Ｇ：Ｃリッチの＃７０：＃７２ハイブリッド対からよりよく区別するよ
うである。何らかの塩基スタッキング効果のために十分に対合した構造＃７０／
＃７１：＃７２のさらなる非常に大きい安定化があるという（エレクトロニック
Ｔｍからの）弱い証拠があるだけである。これは利点である、なぜなら、ペプチ
ド配列（トリアド）および結合したリガンド分子（超分子複合体）をもつ安定化
した全構造をより容易に検出し、認識することができることを意味するからであ
る。
【０１２９】 （実施例５−金属（ニッケル）リガンド結合ｐ−ＲＮＡ−ペプチド三つ組超構
造に対するエレクトロニックＴｍの変化を通した超分子の構造の例証） これらの実験は、特定のｐ−ＲＮＡ−ペプチド超分子の構造「トリアド」への
特定リガンド結合がそのサーマルおよび／またはエレクトロニックＴｍの上昇に
よって認識することができる、さらに安定な構造、「超分子の」構造を生じる基
本的な概念を示すようにデザインされている。この例では、ニッケル（Ｎｉ２＋ ）は、ｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造（その中のペプチド配列はヒスチジンリッチで
ある）に対する特異的金属リガンドとして使われている（ヒスチジンのイミダゾ
ールＲ基は、金属イオン、特にニッケルの強い結合剤であると予想される）。こ
の実験において使用される捕捉ｐ−ＲＮＡ構造は、ｐ−ＲＮＡ配列＃７２（例を
見る）から誘導され、ペプチドを付着していない＃７２ｐ−ＲＮＡ捕捉配列、Ｃ
ａｐ−７２−Ｎｐ成分、ヘキサペプチドＮ−Ｃｙｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−
Ｈｉｓ−Ｇｌｙ−Ｃ（−ＣＨＨＨＨＧ）を付着した＃７２ｐ−ＲＮＡ捕捉配列、
キャップ−７２−ＣＨＨＨＨＧ成分およびヘキサペプチドＮ−Ｃｙｓ−Ｐｈｅ−
Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−Ｐｈｅ−Ｇｌｙ−Ｃ（−ＣＦＰＳＦＧ）を付着した＃７２ ｐ
−ＲＮＡ捕捉配列、キャップ−７２−ＣＦＰＳＦＧ成分を含んだ。＃７１ ｐ−
ＲＮＡ配列は、ヘキサペプチドＮ−Ｃｙｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ
Ｇｌｙ−Ｃ（−ＣＨＨＨＨＧ）で誘導体化し、Ｃｙ３−７１−ＣＨＨＨＨＧ成分
を生成させるために蛍光色素（Ｃｙ３）でも誘導体化した。＃７０ ｐ−ＲＮＡ
配列は、７０−ＣＨＨＨＨＧ成分を生成させるためにヘキサペプチドＮ−Ｃｙｓ
−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ−Ｇｌｙ−Ｃ（−ＣＨＨＨＨＧ）で誘導体化
した。５個のハイブリダイズした「トリアド」超構造全部の生成を示した。それ
らには、（１）７０−ＣＨＨＨＨＧ／Ｃｙ３−７１−ＣＨＨＨＨＧ：キャップ−
７２−Ｎｐ；（２）７０−ＣＨＨＨＨＧ／Ｃｙ３−７１−ＣＨＨＨＨＧ：キャッ
プ−７２−ＣＨＨＨＨＧ；（３）７０−ＣＨＨＨＨＧ／Ｃｙ３−７１−ＣＨＨＨ
ＨＧ：キャップ−７２−ＣＦＰＳＦＧ、が含まれる。さらなる実験において、３
種の捕捉ｐ−ＲＮＡ＃７２配列（キャップ−７２−Ｎｐ、キャップ−７２−ＣＨ
ＨＨＨＧおよびキャップ−７２−ＣＦＰＳＦＧ）の、７０−ＢＴＲ（ボジピテキ
サスレッド蛍光団）配列および７０−ＣＨＨＨＨＧ成分ならびにＣｙ３−７１お
よびＣｙ３−７１−ＣＨＨＨＨＧ成分とのハイブリダイゼーションを示した。
【０１３０】 ＥＬＯＣタイプ実験は、ＣＨＨＨＨＧリガンド結合ＣＨＨＨＨＧペプチド含む
全ｐ−ＲＮＡ−ペプチド「トリアド」に対する特異的金属リガンドとしてＮｉＣ
ｌ２（１０μＭ）の添加を用いて、遂行した。１０μｍＮｉＣｌで、７０−ＣＨ
ＨＨＨＧ／Ｃｙ３−７１−ＣＨＨＨＨＧ：キャップ７２−Ｎｐでハイブリダイズ
した「トリアド」エレクトロニックＴｍは、シグナル減失５０％での２６０ｎＡ
〜２８０ｎＡ範囲（Ｎｉなし）から２０％だけのシグナル減失の７００ｎＡ（Ｎ
ｉあり）に上昇した。これは、Ｎｉリガンドが存在するとき非常に安定化した「
超分子複合体」を示す。対照的にＣｙ３−７１−ＣＨＨＨＨＧ：キャップ−７２
−ＮＰを溶液中にＮｉが存在する場合と存在しない場合でハイブリダイズさせた
が、エレクトロニックＴｍには変化は観察されなかった。
【０１３１】 （実施例６−１０，０００部位のマイクロエレクトロニックアレイ上でのｐ−
ＲＮＡの４００テスト部位への中等度密度アドレス指定の例証） 個々の部位の電流制御を使用する１０，０００の部位をもつＡＰＥＸチップは
、アガロース：ストレプトアビジン浸透層で被覆した。３００部位を、正電位お
よび１００ナノアンペア（ｎＡ）の電流で同時に電子的にバイアスをかけた。ｐ
−ＲＮＡ＃９２ １Ｍを含む溶液を、バイアスをかけた部位の上に覆い、ｐ−Ｒ
ＮＡを、浸透層に固定したストレプトアビジンと４'−ビオチンの間に結合する
ことによって固定した。ｐ−ＲＮＡ＃９２を含む溶液を除去し、１Ｍのｐ−ＲＮ
Ａ＃７２を含む溶液で置換し、そしてさらに１００部位に、電子的に１００ナノ
アンペアの電流での正電荷でバイアスをかけ、ｐ−ＲＮＡは、４'−ビオチンの
、固定したストレプトアビジンへの結合によって固定した。ｐ−ＲＮＡ＃７２を
含む溶液を除去し、蛍光色素シアニン３で標識したｐ−ＲＮＡ＃９１ １Ｍを含
む溶液で置換した。 ＃９２ ４'ビオチン−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｔ−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−
Ｃ−Ｇ−２’ ＃９１ ４’Ｃ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｉ−Ｃｙ３−２’ ＃７２ ４’ビオチン−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−２’
【０１３２】 前記の２つのｐ−ＲＮＡ結合例によって表される４００部位に１００ナノアン
ペアの電流での正電位で電子的にバイアスをかけ、そして、可動性ｐ−ＲＮＡオ
リゴマー（Ｃｙ３標識した＃９）を、固定した捕捉鎖＃９２および＃７２で３０
秒間ハイブリダイズさせた。ｐ−ＲＮＡ＃９１を含む液を除去し、チップは洗浄
して、残渣液を除去し、ついで蛍光計で像を出した。得られた像は、ｐ−ＲＮＡ
オリゴマー＃９１がその適合する相補鎖＃９２にだけハイブリダイズし、非相
補的鎖＃７２にはハイブリダイズしないことを立証した。これは、ハイブリダイ
ゼーションで媒介された鎖の認識をもつ、中等度スケールの電子的に媒介された
ハイブリダイゼーションを例証する（図１４参照）。
【０１３３】 （例７−ｐ−ＲＮＡ繋ぎ鎖を介する新しい免疫試薬固定化技術の例証） この実験については、相補的ｐ−ＲＮＡ構成の下記の対を、ストレプトアビジン
およびヤギアンチヒトＦ（ａｂ’）２抗体からなるタンパク複合体のための固定
化繋ぎ鎖として使用した： ＃８０ ４’ビオチン−Ｉ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−２’ ＃８１ ４’ビオチン−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−２’ ＃５４ ４’ビオチン−Ｔ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｃ−Ａ−Ｉ−Ｔ−２’ ＃７９ ４’ビオチン−Ａ−Ｉ−Ｔ−Ｇ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ａ−２’
【０１３４】 ｐ−ＲＮＡ＃８１を用いて、ＡＰＥＸチップをカバーする浸透層中に固定され
たストレプトアビジンにｐ−ＲＮＡ＃８１のビオチンを結合することによってｐ
−ＲＮＡ＃８０に対する捕捉配列を提供することができた。ついで、ｐ−ＲＮＡ
＃８０のビオチンを用いてヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’）２抗体に化学的に接合してい
た可動性のストレプトアビジンに結合させた。ヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’）２抗体を
用いて、ヒトＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）２抗体であるその特異的抗原標的を捕捉した
。
【０１３５】 同様に、ｐ−ＲＮＡ＃５４および＃７９の相補的対を用いて、もう一つの固定
化繋ぎ鎖を生成させた。ｐ−ＲＮＡ＃５４は、浸透層中に固定されたストレプト
アビジンにその４’ビオチンを結合させることによってＡＰＥＸチップを覆って
いる浸透層に固定した。ｐ−ＲＮＡ＃７９を、その相補鎖＃５４にハイブリダイ
ズさせ、＃７９の４’ビオチンを用いて、ストレプトアビジンとヤギ抗ヒトＦ（
ａｂ’）２抗体の可溶化した複合体のストレプトアビジンの半分を固定した。つ
いで、ヤギ抗ヒトＦ（ａｂ’）２抗体を、ヒトＩｇＧ Ｆ（ａｂ’）２抗体であ
る、その標的抗原を捕捉するために免疫吸着剤として使用した。
【０１３６】 それぞれの捕捉ｐ−ＲＮＡ捕捉鎖（＃８１または＃５４）の選択性は、ｐ−Ｒ
ＮＡの相補鎖（それぞれ、＃８０または＃７９）が溶液中でストレプトアビジン
−ヤギアンチヒト抗体タンパク質複合体に結合し、それから捕捉物を含むＡＰＥ
Ｘチップにハイブリダイズされたとき、ｐ−ＲＮＡはそれらのそれぞれの相補的
固定化捕捉鎖だけに結合したタンパク複合体に付着したと、証明された。これは
、均一溶液中に同時に存在する免疫学的試薬の地理的ソーティングを可能にする
基礎を示す。
【０１３７】 （実施例８−個別の検体検出と組み合わさった同時多重均一アッセイを達成す
るための新しい方法の例示） 例７からのｐ−ＲＮＡ配列の相補的ペア、例３からの免疫学的な試薬を使用し
、そしてヒト絨毛膜性ゴナドトロピンのネズミのモノクローン抗−サブユニット
に、化学的に結びつけられたストレプトアビジンからなる第二のタンパク複合体
を含めて、２つの異なる抗原の同時免疫学的検出が成し遂げられた。ｐ−ＲＮＡ
捕捉鎖は、２個の抗原標的が適当なｐ−ＲＮＡ捕捉鎖によって区別して検出され
るように、それらのそれぞれの相補鎖の間で成功裏に認識された。蛍光的に標識
した抗原が抗体と相互作用するところでのように、任意にサンドイッチフォーマ
ット検出を利用することができる。
【０１３８】 これは、多重同時免疫反応が、個々の免疫反応の各々の特定の抗原標的の個々
の検出と結びついて、溶液中で実行される可能性を示す。抗原標的検出の分離は
、それらのそれぞれの補体が選択的抗原標的検出を達成するｐ−ＲＮＡ鎖の選択
性を利用することによって達成される。検出は、直接検出（たとえば、電気的、
光学的または他の直接検出）による、あるいは、蛍光標識した抗体の使用を通し
てのような、サンドイッチフォーマットによることができる。
【０１３９】 （実施例９−サブライブラリーによるターゲッティングからのデータのデコン
ボリューションに対する解析アルゴリズムの例示） 以下は、薬物／リガンド結合実験の後、ＥＬＯＣコンビナトリルアレイから出
てくる、大量のデータをデコンボリューションし、解析するために用いられるア
ルゴリズムのタイプの説明であるこの種の解析は、ＥＬＯＣアレイの分子ディス
クリプター性質を決定するために重要である。マリノフスキーとハウワリー（Ｅ
. Ｒ. マリノフスキーおよびＤ. Ｇ. ハウワリー、「化学における因子分析
」、ジョンワイリーアンドサンズ、ニューヨーク、１９８０年）は、測定値の元
のデータを再現するために結合することのできる因子と呼ばれる測定値のような
測定データの一セットから同じ次元の抽象的なデータのセットを見つける、モデ
ルから独立したアプローチのための数学的技法を記述した。これらの因子の数学
的誘導は、各因子が他の因子によって説明されないデータセットにおける最大量
の分散を説明するようなものである。
【０１４０】 行列として表現することができるデータのセットはどれも、因子分析によって
処理することができる（Ｐ. Ｍ.フレデリクス、Ｊ. Ｂ. リー、Ｐ. Ｒ. オ
ズボーンおよびＤ. Ａ. Ｊ. スウィンケルス、「ＦＴ−ＩＲスペクトルを用
いる材料のキャラクタリゼーション。パート２：数学的かつ統計学的考察」、Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、３９巻、２（１９８９年）、３１１
頁）。そのようなデータは、各カラムが１セットの測定された値（強度対時間、
電圧、濃度など）を含む行列として処理することができる。実験を通して、１０
，０００試験部位（コンビナトーリアルチップ／アレイの上で）で検出された強
度の３０個のモーメントまたはスナップショットから来る条件（温度、ｐＨ、イ
オン強度、ストリンジェンシーなど）の変数を含むデータ行列は、時間、温度ま
たは他の変化するパラメータの３０個のモーメントを通して出てくるシグナルの
動的表現となるであろう。強度測定値は、第一番目に、光学フォーカスにおいて
発見される分子の表現として考えられるので、線形相関モデルの使用は、場所ご
との類似のチップイベントのクラスター解析のためにならびに、ノイズの逓減お
よび生み出された大きいデータセットにとっての合理的時間における、理想化さ
れたシグナルの発展およびシグナル相関の再構成（再結合）のために、非常に有
用であると分かる。
【０１４１】 因子分析フォーマットを用いるデータ処理のシミュレーションは、カラム１中
のモーメント１、カラム２中のモーメント２（条件）、等々での、１０，０００
のテスト部位（コンビナトーリアルテストチップ／アレイの上で）で測定した強
度を示す。したがって、最大３０因子セットに対する、（ｆ）選ばれた直交性因
子によるデータセットの再構成は、次式によって与えられる： データマトリックス[１００００×３０]＝可変ローディングマトリックス（要因
）[ｌ００００×ｆ]×スコアーマトリックス[ｆｘ３０]。
【０１４２】 因子スコアは、各因子（１〜３０）に帰される増量因子である。ＳＮ比以下の
寄与による因子は、実質的な物理的または実験的意味のない非相関的ノイズと考
えられる。しかし、（形態または強度における）類似事象を示すチップ位置は、
その主要な因子において類似の寄与を示すであろう。第一の２因子カラム（可変
ローディングマトリックス）のプロットは、しばしば事象に関しての位置類似性
を確認するための十分な情報をもたらす。図２６は、一組３０点（トータル１に
規格化された、３０条件−時間、温度、ストリンジェンシーなど−による）の３
位置での規格化された強度から出発する典型的測定値のシミュレーションを示す
。図２７は、根底にある理想化されたシグナル生成を示す。実際、我々は、成長
とシグモイド減衰をもつ７位置、単純なシグモイド減衰をもつ３位置、および実
験を通じて線形強度減衰をもつ残りの９９９０位置、に対する対合する事象の実
現可能なシグナルを計算した。図２８は、上に述べたような、第一の主要な原因
となる因子だけのプロットにおいての、優れたかつ顕著な集積性を示す。７つの
相関する位置は左下部に一つのクラスターとしての類似事象を示し、上右側にあ
る３つの位置は、同一の線形的シグナル生成をもつ集積した事象の一群からなる
。上の線形方程式およびｆ＝２を使用しての、事象の再計算は、３つの位置に対
する理想化されたノイズ逓減事象をもたらす。この手順は、結合における類似性
、共通ペプチド配列の群形成およびサブユニットの同じセットに相当するが、固
定化した化学種と可溶なサブユニットに関して違ったふうに分散しているペプチ
ド配列を確認するという可能性を調べるために、前もって処理されたデータでも
って使用することができる。
【０１４３】 明晰さと理解のために、上記の発明を、図と実例によってやや詳細に記載した
が、添付した特許請求の範囲の精神またはスコープから反れることなく、ある種
の変更および修飾をなしうることは、当業者にとって本発明の教示の光において
容易に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基本的なｐ−ＲＮＡユニット構造およびｐ−ＲＮＡ分子のリン酸ジエステル骨
格構造を示す。
【図２】 ｐ−ＲＮＡの平面的またはラダー様構造と比較したＤＮＡの基本的な２本鎖ラ
セン構造を示す。
【図３】 コンビナトーリアルＥＬＩＡＳプロセスのためにハイブリダイゼーションシス
テムまたは対合システムを形成するのに使用される３つのｐ−ＲＮＡ配列（Ａ、
ＢおよびＣ）の基本的な構造を示す。
【図４】 ＥＬＩＡＳプロセスのための分子間リガンド結合超分子構造を生成する、ｐ−
ＲＮＡペプチドから誘導された（Ａ、ＢおよびＣ）３つの構造の基本的な形を示
す。
【図５】 リガンド分子とｐ−ＲＮＡ−ペプチド「トリアド」構造の間の基本的な超分子
複合体の生成を示す。分子間構造は、リガンド結合分子のある場合およびない場
合の両方で生成することができる。しかし、結合されたリガンド分子をもつ分子
間構造が通常より安定な形である。
【図６】 超分子の複合体がマイクロエレクトロニックアレイ上の特定のテスト部位の上
で生成する、ＥＬＯＣプロセスの基本的な要点を示す。
【図７】 完全にハイブリダイズされた７量体ｐ−ＲＮＡ（Ａ）、７量体ｐ−ＲＮＡ（Ｂ）
および相補的１４量体ｐ−ＲＮＡ（Ｃ）のための構造全体を示す。
【図８】 六量体ペプチド「トリアド」構造の次元幾何学および立体構造を示す。該図は
また、ペプチド「トリアド」の収束点からのアミノ酸Ｒ基の相対的な距離を示す
。
【図９】 ビオチンリガンド分子を結合している全ｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリアド超構造
の分子模型を示す。ビオチン部分はＣＰＫ空間配置モデルを使用して作られてい
る。
【図１０】 図１０ａはアセチルコリン分子の基本的な構造を示す。図１０ｂはマイナスに
荷電した結合ポケット内の望ましいペプチドトリアド結合構造中のアセチルコリ
ン分子を示す。図１０ｃは正に荷電した結合ポケットをもつ望ましくないペプチ
ドトリアド結合構造を示す。
【図１１】 図１１ａはデュプレックスペプチドリガンド結合構造をもつ分子間リガンド結
合超分子構造体を示す。図１１ｂはクアドラプレックスのペプチドリガンド結合
構造をもつ分子間リガンド結合超分子構造を示す。図１１ｃは複合的なトリアド
ペプチドリガンド結合構造をもつ、分子間リガンドを結合する超分子構造を示す
。
【図１２】 分子ディスクリプターアレイ表面の一例を示す。その表面において、あるテス
ト部位領域が薬物有効性に関係する超分子複合体生成を示し、他の領域は毒性ま
たは無効性に関係している。
【図１３】 図１３は分子間リガンドを結合している超分子の構造を示す。ここで、好まし
くないｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造（図１３ａ）を曲げて、特異的薬物分子を結合
することができるより良いコンフォメーション（図１３ｂ）に導くエレクトロニ
ック乱れが用いられる。
【図１４】 p-ＲＮＡの相補的および非相補的配列をもつ３０個のミクロンテスト部位を有
する１０，０００個のテスト部位のマイクロエレクトロニックアレイの一部の位
置指定およびその後の、蛍光標識の相補的ｐ−ＲＮＡ配列とのハイブリダイゼー
ションを示す。
【図１５】 ＥＬＯＣフォーマット１（一過的動的平衡トリアド生成プロセスとしても知ら
れている）を示す。
【図１６】 図１６ａ、ｂおよびｃはＥＬＯＣフォーマット２または均一なトリアド生成プ
ロセスを示す。
【図１７】 ＥＬＯＣフォーマット３または不均一のトリアド生成プロセスを示す。
【図１８】 合成抗体としてｐ−ＲＮＡ−ペプチドトリアドを使用する多重化を示す。
【図１９】 ｐ-ＲＮＡ抗体接合体およびマイクロエレクトロニックアレイを使用している
モジュラーイムノアッセイを示す。
【図２０】 図２０ａはテキサスレッド（ＴＲ−９０ ４’−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ
−ＴＲ−２’、Ｉ＝トリプタミンおよびＴＲ＝テキサスレッド）で２’末端の位
置に標識した、合成した７量体ｐ−ＲＮＡの構造を示す。図２０ｂは図２０ａの
分子のマススペクトルを示す。
【図２１】 ビオチンを結合した相補的Ｂ９２配列（４'−ビオチン−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ
−Ｃ−Ｔ−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｇ−２’）でハイブリッドされた、テキサ
スレッドを標識したＴＲ９０配列（４'−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−ＴＲ−
２’）の構造を示す。また、ハイブリダイズされた対の熱変性に対するＵＶ淡色
性曲線を示す。
【図２２】 テキサスレッドを標識したＴＲ９０配列（４’−Ｉ−Ｇ−Ａ−Ａ−Ｇ−Ｇ−Ｇ
−ＴＲ−２’）およびシアニン-３蛍光染料標識したＣｙ３−９１配列（４'−Ｃ
ｙ３−Ｃ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｇ−Ｉ−２’）（両方ともビオチンを結合した相補
的Ｂ９２配列（４’ビオチン−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｔ−Ｔ−Ｃ−Ｔ−Ｉ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−
Ｃ−Ｃ−Ｇ−２’）でハイブリッドされている）の構造を示す。また、ハイブリ
ダイズされた対の熱変性に関するＵＶ淡色性データを示す。
【図２３】 合成され、特性評価された、多重トリプタミンリンカー（４’−Ｃ−Ｃ−Ｉ−
Ｉ−Ｉ−Ｇ−Ｇ−２’）をもつｐ−ＲＮＡ配列の１例を示す。また、ハイブリッ
ドされたペアに関するＵＶ淡色性および融解特性を示す。
【図２４】 図２４ａはトリプタミンリンカーを介して付着した２個のペプチド鎖をもつ二
重トリプタミンｐ−ＲＮＡ構造を示す。図２４ｂは図２４ａの分子のマススペク
トルを示す。
【図２５】 図２５ａは１個の超分子構造に組み込まれた４個のペプチド残基を示す。図２
５ｂはＵＶ淡色性曲線を示す。それは、２本鎖ｐ−ＲＮＡ−ペプチド構造の融解
が約５０℃で起ることを示している。
【図２６】 典型的ノイズの重なった、一組３０点（３０個の条件−時間、温度、ストリン
ジェンシーなどによる。ここでは合計１に正規化されている）の、３個の位置で
の正規化された強度から始まる典型的測定のシミュレーションを示す。
【図２７】 基本的な、理想化されたシグナル発生のグラフを示す。
【図２８】 絶対値で＋／−２５％（５０％）のノイズのシミュレーションを付けた、１０
，０００部位のアレイ上の、シグナル発生の因子分析集団のプロットを示す（因
子１（縦軸）対因子２（水平軸）を示す）。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月１８日（２００２．３．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｚ 37/00 １０２ 37/00 １０２ １０３ １０３ (71)出願人 アヴェンティス・リサーチ・アンド・テク ノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベ シュレンクテル・ハフツング ＡＶＥＮＴＩＳ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮ Ｄ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＧＭＢＨ ドイツ連邦共和国デー−65926フランクフ ルト・アム・マイン、ゲバウデ・ゲー810、 オペラティーフェ・フォルシュング−イン ドゥストリーパルク・ヘーヒスト (72)発明者 マイケル・ジェイ・ヘラー アメリカ合衆国92024カリフォルニア州エ ンシニタス、ホーク・ビュー・ドライブ 1614番 (72)発明者 ノルベルト・ヴィントハープ ドイツ連邦共和国デー−65795ハッターシ ャイム、アカツィーヴシュトラーセ28番 (72)発明者 リチャード・アール・アンダーソン アメリカ合衆国92024カリフォルニア州エ ンシニタス、クレスト・ドライブ1207番 (72)発明者 ドナルド・イー・アックリー アメリカ合衆国92007カリフォルニア州カ ーディフ、ケンブリッジ・アベニュー2033 番 (72)発明者 ティナ・エス・ノバ アメリカ合衆国92067カリフォルニア州ラ ンチョ・サンタ・フェ、ポスト・オフィ ス・ボックス3023 (72)発明者 ハンス−ウルリッヒ・ホッペ ドイツ連邦共和国デー−85416ランゲンバ ッハ、マイゼンシュトラーセ14番 (72)発明者 クリスティアン・ヨット・ハモン ドイツ連邦共和国デー−65934フランクフ ルト・アム・マイン、ルトマーシュトラー セ49番 Ｆターム(参考） 2G045 AA34 AA35 BB10 BB14 BB48 BB51 DA13 DA36 FA11 FB02 FB03 FB08 FB12 FB15 4B029 AA07 FA12 4B063 QA13 QQ42 QQ52 QR32 QR35 QR55 QS34

Claims (137)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エレクトロニックマイクロロケーションのアレイ、 マイクロロケーションに連結した捕捉分子間リガンド結合成分、該分子間リガ
    ンド結合成分は捕捉プログラム可能対合成分およびリガンド結合成分を含み、該
    捕捉プログラム可能対合成分は、種々のマイクロロケーションで同一であり、該
    リガンド結合成分は、種々のマイクロロケーションで異なり、および 少なくともあるマイクロロケーションで形成された超分子複合体、該超分子複
    合体は、前記捕捉分子間リガンド結合成分、リガンド結合成分を含めた、補足プ
    ログラム可能対合成分の、少なくとも、一部に相補的な第１のプログラム可能対
    合成分、および該捕捉プログラム可能対合成分に相補的な、かつリガンド結合成
    分および特異的リガンド分子または構造を有する第２のプログラム可能対合成分
    を含み、それにより該特異的リガンド分子または構造の結合に際して、該特異的
    第１のプログラム可能対合成分、該第２のプログラム可能対合成分および該捕捉
    プログラム可能結合成分の対合を介して特異的超分子複合体が形成される； を含むことを特徴とする特異的リガンド分子または構造と相互作用するためのア
    レイベースの分子ディスクリプターデバイス。
  2. 【請求項２】 該プログラム可能対合成分がｐ−ＲＮＡを含む、請求項１記
    載のアレイベースのデバイス。
  3. 【請求項３】 該プログラム可能対合成分が複数ＣＮＡを含む、請求項１記
    載のアレイベースのデバイス。
  4. 【請求項４】 該プログラム可能対合成分が複合システムを含む、請求項１
    記載のアレイベースのデバイス。
  5. 【請求項５】 該複合システムがｐ−ＲＮＡおよびＤＮＡを共に含む、請求
    項４記載のアレイベースのデバイス。
  6. 【請求項６】 該プログラム可能対合成分が核酸を含む、請求項１記載のア
    レイベースのデバイス。
  7. 【請求項７】 該核酸がＤＮＡである、請求項６記載のアレイベースのデバ
    イス。
  8. 【請求項８】 該核酸がＲＮＡである、請求項６記載のアレイベースのデバ
    イス。
  9. 【請求項９】 該エレクトロニックマイクロアレイが独立して制御可能なエ
    レクトロニックマイクロロケーションを有する、請求項１記載のアレイベースの
    デバイス。
  10. 【請求項１０】 該リガンド結合成分がペプチドを含む、請求項１記載のア
    レイベースのデバイス。
  11. 【請求項１１】 該リガンド結合成分がペプチド配列を含む、請求項１０記
    載のアレイベースのデバイス。
  12. 【請求項１２】 該ペプチド配列が六量体ペプチド配列である、請求項１１
    記載のアレイベースのデバイス。
  13. 【請求項１３】 該リガンド結合成分がアミノ酸を含む、請求項１記載のア
    レイベースのデバイス。
  14. 【請求項１４】 該リガンド結合成分が抗体を含む、請求項１記載のアレイ
    ベースのデバイス。
  15. 【請求項１５】 該リガンド結合成分がタンパク質を含む、請求項１記載の
    アレイベースのデバイス。
  16. 【請求項１６】 該リガンド結合成分が酵素を含む、請求項１記載のアレイ
    ベースのデバイス。
  17. 【請求項１７】 該リガンド結合成分が金属キレーターを含む、請求項１記
    載のアレイベースのデバイス。
  18. 【請求項１８】 該リガンド結合成分がコンビナトーリアルライブラリーか
    ら選択される、請求項１記載のアレイベースのデバイス。
  19. 【請求項１９】 該リガンド結合成分が種々のリガンド結合成分の組合せを
    含む、請求項１記載のアレイベースのデバイス。
  20. 【請求項２０】 １つのリガンド結合成分がペプチドリガンド結合成分を含
    み、もう１つのリガンド結合成分が金属キレーターを含む、請求項１９記載のア
    レイベースのデバイス。
  21. 【請求項２１】 特異的リガンド分子が小分子を含む、請求項１記載のアレ
    イベースのデバイス。
  22. 【請求項２２】 該小分子が薬物を含む、請求項２１記載のアレイベースの
    デバイス。
  23. 【請求項２３】 該小分子が代謝産物を含む、請求項２１記載のアレイベー
    スのデバイス。
  24. 【請求項２４】 該小分子が金属イオンを含む、請求項２１記載のアレイベ
    ースのデバイス。
  25. 【請求項２５】 該小分子がペプチドを含む、請求項２１記載のアレイベー
    スのデバイス。
  26. 【請求項２６】 特異的分子が大きい分子を含む、請求項１記載のアレイベ
    ースのデバイス。
  27. 【請求項２７】 該大きい分子がタンパク質を含む、請求項２６記載のアレ
    イベースのデバイス。
  28. 【請求項２８】 該大きい分子が酵素を含む、請求項２６記載のアレイベー
    スのデバイス。
  29. 【請求項２９】 該大きい分子が抗体を含む、請求項２６記載のアレイベー
    スのデバイス。
  30. 【請求項３０】 特異的構造がオルガネラを含む、請求項２６記載のアレイ
    ベースのデバイス。
  31. 【請求項３１】 特異的構造が細胞を含む、請求項２６記載のアレイベース
    のデバイス。
  32. 【請求項３２】 さらにエレクトロニックストリンジェンシーシステムを含
    む、請求項１記載のアレイベースのデバイス。
  33. 【請求項３３】 該エレクトロニックストリンジェンシーシステムが乱れシ
    ステムを含む、請求項３２記載のアレイベースのデバイス。
  34. 【請求項３４】 さらに光源を含む、請求項１記載のアレイベースのデバイ
    ス。
  35. 【請求項３５】 さらに検出器を含む、請求項３４記載のアレイベースのデ
    バイス。
  36. 【請求項３６】 さらに解析システムを含む、請求項１記載のアレイベース
    のデバイス。
  37. 【請求項３７】 さらにディスプレイを含む請求項１記載のアレイベースの
    デバイス。
  38. 【請求項３８】 さらにエレクトロニック制御システムを含む、請求項１記
    載のアレイベースのデバイス。
  39. 【請求項３９】 さらにデータ処理システムを含む、請求項１記載のアレイ
    ベースのデバイス。
  40. 【請求項４０】 エレクトロニックマイクロロケーションのアレイ、 該マイクロロケーションと結合した分子間リガンド結合成分、該分子間リガン
    ド成分は、ｐ−ＲＮＡ捕捉プログラム可能対合成分およびリガンド結合成分を含
    み、該捕捉ｐ−ＲＮＡプログラム可能成分は種々のマイクロロケーションで同一
    であり、そして該ペプチドリガンド結合成分は種々のマイクロロケーションで異
    なり、および 少なくともあるマイクロロケーションで形成された超分子複合体、該超分子複
    合体は前記捕捉分子間リガンド結合構造、ペプチドリガンド結合成分を含めた、
    捕捉プログラム可能対合成分の少なくとも一部に相補的な第１のｐ−ＲＮＡプロ
    グラム可能成分、および、該捕捉プログラム可能対合成分に相補的で、ペプチド
    リガンド結合成分および特異的リガンド分子たまは構造を有する第２のｐ−ＲＮ
    Ａプログラム可能対合成分を含み、それにより、特異的リガンド分子または構造
    体の存在下で、特異的第１のプログラム可能対合成分、第２のプログラム可能対
    合成分、および捕捉プログラム可能成分による選択的結合を介して、特異的超分
    子構造が形成される； を含むことを特徴とする特異的リガンド分子または構造と相互作用するためのア
    レイベースの分子ディスクリプターデバイス。
  41. 【請求項４１】 アレイ上の複数の部位に捕捉分子間リガンド結合構造を供
    し、各捕捉分子間リガンド結合構造は共通の捕捉プログラム可能対合成分および
    異なるリガンド結合成分を有し、 該捕捉プログラム可能対合成分に相補的であって、リガンド結合成分および特
    異的リガンド分子または構造を含むプログラム可能対合成分を有する、当該デバ
    イスに相補的分子間リガンド結合構造を供し、 該デバイス上にストリンジェンシー条件を設定して超分子複合体形成を行ない
    、ならびに 超分子複合体が形成された、マイクロロケーションを検出する； 工程を含むことを特徴とするエレクトロニックアレイベースのデバイス上の超分
    子複合体のコンビナトーリアル選択方法。
  42. 【請求項４２】 該ストリンジェンシー条件がエレクトロニックストリンジ
    ェンシーを含む、請求項４１記載の方法。
  43. 【請求項４３】 該エレクトロニックストリンジェンシー条件がエレクトロ
    ニック乱れを含む、請求項４２記載の方法。
  44. 【請求項４４】 該ストリンジェンシー条件が慣用的ストリンジェンシー条
    件を含む、請求項４１記載の方法。
  45. 【請求項４５】 該ストリンジェンシー条件が温度を含む、請求項４４記載
    の方法。
  46. 【請求項４６】 該ストリンジェンシー条件がｐＨを含む、請求項４４記載
    の方法
  47. 【請求項４７】 該ストリンジェンシー条件がイオン強度を含む、請求項４
    ４記載の方法。
  48. 【請求項４８】 該ストリンジェンシー条件が化学試剤を含む、請求項４４
    記載の方法。
  49. 【請求項４９】 さらに、与えられた超分子複合体に関与するリガンド結合
    成分を測定する工程を含む、請求項４４記載の方法。
  50. 【請求項５０】 リガンド結合成分の同一性が第２アレイのためのリガンド
    結合成分の選択に用いられる、請求項４４記載の方法。
  51. 【請求項５１】 該リガンド結合成分の同一性が合成抗体を形成するために
    利用される、請求項４４記載の方法。
  52. 【請求項５２】 該リガンド結合成分の同一性が新しい親和性試薬を形成す
    るために利用される、請求項４４記載の方法。
  53. 【請求項５３】 該リガンド結合成分の同一性が合成触媒／酵素を形成する
    ために利用される、請求項４４記載の方法。
  54. 【請求項５４】 該リガンド結合成分の同一性が新しい金属キレート構造を
    形成するために利用される、請求項４４記載の方法。
  55. 【請求項５５】 その上で超分子複合体が規定可能な位置で形成し得る分子
    ディスクリプターアレイを供し、 少なくとも１つの既知の基質を適用し、分子ディスクリプターアレイ上の既知
    の基質の応答をモニターし、次いで、そこからの応答プロフィールを発生させ、 テスト基質（分子）を分子ディスクリプターアレイに適用し、次いでそれへの
    応答をモニターし、次いで、 テスト物質の予期される生物学的応答を測定するために、該分子ディスクリプ
    ターアレイの上でテスト基質（分子）の応答を既知の基質から応答との関連にお
    いて分析する； 工程を含むことを特徴とするテスト基質（分子）の予期される生物学的応答を測
    定する方法。
  56. 【請求項５６】 複数の規定可能なロケーションを有する分子ディスクリプ
    ターアレイを供し、 該分子ディスクリプターアレイへ薬物を供し、次いで薬物に対する分子ディス
    クリプターアレイの応答をモニターし、それにより薬物に対する応答プロフィー
    ルを発生させ、 それに続いて、順次、関連化合物を分子ディスクリプターアレイに供給し、該
    関連化合物に対する分子ディスクリプターアレイの応答をモニターし、それによ
    り該関連化合物に対するさらなる応答プロフィールを発生させ、次いで 該分子ディスクリプターアレイにテスト化合物を供し、該テスト化合物に対す
    る分子ディスクリプターアレイの応答をモニターし、次いで、テスト化合物の期
    待された応答を予見するために、薬物と関連化合物に対する応答プロフィールに
    対して、テスト化合物の応答を分析する； 工程を含むことを特徴とする薬物発見のための方法。
  57. 【請求項５７】 関連化合物がアゴニストである、請求項５６記載の方法。
  58. 【請求項５８】 関連化合物が拮抗剤である、請求項５６記載の方法。
  59. 【請求項５９】 関連化合物がインヒビターである、請求項５６記載の方法
    。
  60. 【請求項６０】 関連化合物がトキシンである、請求項５６記載の方法。
  61. 【請求項６１】 第１の分子ディスクリプターアレイを供し、 該第１の分子ディスクリプターアレイに特異的リガンド分子または構造を適用
    し、該特異的リガンド分子または構造に対する応答を該分子ディスクリプターア
    レイの上でモニターし、次いで、超分子構造およびそれらの特異的リガンド結合
    成分を同定し、次いで、 リガンド結合成分の第２ライブラリーを供し、該ライブラリーの該成分は、少
    なくとも一部は、第１の分子ディスクリプターアレイ相互作用から同定したリガ
    ンド結合成分に基づいて選択され、次いで、第２のコンビナトーリアルライブラ
    リーを利用する、第２の分子ディスクリプターアレイを供する； 工程を含むことを特徴とする改善された分子ディスクリプターアレイを発生させ
    るための方法。
  62. 【請求項６２】 該ライブラリーがペプチド配列を含む、請求項６１記載の
    方法。
  63. 【請求項６３】 該第２のライブラリーが、第１のライブラリーにおけるペ
    プチド配列より長いペプチド配列を含む、請求項６１記載の方法。
  64. 【請求項６４】 該第２のライブラリーが第１のライブラリーに含まれてい
    ない他のアミノ酸を含む、請求項６１記載の方法。
  65. 【請求項６５】 該第２のライブラリーが第１のライブラリーのサブセット
    を含む、請求項６１記載の方法。
  66. 【請求項６６】 マイクロロケーションのアレイを供し、 該マイクロロケーションに捕捉分子間リガンド結合構造を供し、該捕捉分子間
    結合構造体は、種々のマイクロロケーションに共通である捕捉プログラム可能対
    合成分およびマイクロロケーション間で変化するリガンド結合成分を有し、 分子間結合構造ａおよびｂのプログラム可能対合成分が捕捉分子間リガンド結
    合構造の対合成分と動的平衡にある条件下で、該アレイを、分子間リガンド結合
    成分ａおよび分子間リガンド結合成分ｂを含む溶液と接触させ、 特異的リガンド分子または構造を導入し、次いで、あるマイクロロケーション
    で超分子複合体を形成させる； 工程を含むことを特徴とする、アレイ上での超分子複合体を形成させるための
    方法。
  67. 【請求項６７】 動的平衡条件が、捕捉分子間リガンド結合構造ならびに分
    子間リガンド結合構造体ａおよびｂからなる超分子複合体の融解温度に、または
    その近くに存在する、請求項６６記載の方法。
  68. 【請求項６８】 該動的平衡条件が５℃に、または融点より低い温度におけ
    るものである、請求項６６記載の方法。
  69. 【請求項６９】 該アレイが能動マイクロエレクトロニックアレイである、
    請求項６６記載の方法。
  70. 【請求項７０】 該動的平衡条件がエレクトロニックストリンジェンシー条
    件を含む、請求項６６記載の方法。
  71. 【請求項７１】 該エレクトロニックストリンジェンシー条件がエレクトロ
    ニック乱れを含む、請求項６６記載の方法。
  72. 【請求項７２】 特異的リガンド分子または構造、分子間リガンド結合構造
    ａおよび分子間リガンド結合構造ｂのダイマー複合体を形成する条件下で、溶液
    相に、特異的リガンド分子または構造、および分子間リガンド結合構造ａおよび
    分子間リガンド結合構造ｂを供し、次いで、 ダイマー複合体および捕捉分子間リガンド結合成分よりなる超分子構造体を形
    成させるための条件下で、ダイマー複合体を捕捉分子間リガンド結合成分と接触
    させ、各捕捉分子間リガンド結合成分は、共通の捕捉プログラム可能対合成分お
    よび異なるリガンド結合成分を有する； 工程を含むことを特徴とする超分子複合体を形成させる方法。
  73. 【請求項７３】 該ダイマー複合体の形成をアレイから分離して行う、請求
    項７２記載の方法。
  74. 【請求項７４】 該ダイマー複合体を、溶液中、アレイの上で生成させる、
    請求項７２記載の方法。
  75. 【請求項７５】 該アレイがエレクトロニックアレイである、請求項７２記
    載の方法。
  76. 【請求項７６】 該エレクトロニックアレイを、ダイマー複合体の生成の間
    、該成分に対して反発的条件の中に置く、請求項７２記載の方法。
  77. 【請求項７７】 マイクロロケーションのアレイを供し、各マイクロロケー
    ションは捕捉分子間リガンド構造を含み、該分子間リガンド結合構造は共通のプ
    ログラム可能対合成分および変化するリガンド結合成分を有し、 捕捉プログラム可能対合成分との対合に適しているプログラム可能対合成分お
    よびリガンド結合成分を有する、分子間リガンド結合構造ａおよび分子間結合構
    造ｂと該アレイとを接触させ、 特異的リガンド分子または構造を導入し、 ストリンジェンシー条件を変化させてアレイの上の特異的超分子複合体ロケー
    ションを決定する； 工程を含むことを特徴とするエレクトロニックマイクロアレイ上で超分子構造
    を形成させる方法。
  78. 【請求項７８】 該ストリンジェンシー条件がエレクトロニックストリンジ
    ェンシー条件を含む、請求項７７記載の方法。
  79. 【請求項７９】 該エレクトロニックストリンジェンシー条件がエレクトロ
    ニック乱れを含む、請求項７７記載の方法。
  80. 【請求項８０】 複数のマイクロエレクトロニックの部位を供し、各部位は
    、それに対するプログラム可能対合成分カップルを有し、該プログラム可能対合
    成分は部位間で異なり、 複数の異なるタイプの抗体を供し、抗体の各タイプは、異なるプログラム可能
    対合成分で標識されており、該プログラム可能対合成分は、マイクロエレクトロ
    ニック部位に結合したプログラム可能対合成分に相補的であり、 抗原を供し、 マイクロエレクトロニック部位において、抗原および複数の、標識した、異な
    るタイプの抗体を、プログラム可能対合成分と反応させ、 該プログラム可能対合成分と該相補的プログラム可能対合成分とを相互作用さ
    せる、次いで、 相補的プログラム可能対合成分に結合した抗原に結合した抗体が存在する部位
    を決定する； 工程を含むことを特徴とする、マイクロエレクトロニックアレイデバイス上で複
    数免疫反応を実行する方法。
  81. 【請求項８１】 該抗原および複数の、標識した、異なるタイプの抗体を均
    一フォーマットにて一緒に供する、請求項８０記載の方法。
  82. 【請求項８２】 該プログラム可能対合成分および該プログラム可能対合成
    分に対する相補体がｐ−ＲＮＡである、請求項８０記載の方法。
  83. 【請求項８３】 付着表面、該付着表面は可変エレクトロニック環境に位置
    し、 少なくとも第１および第２の分子認識成分を含む分子認識システム、少なくと
    も該第１の成分は該表面に付着しており、 分子認識システムに結合した別々の分子種、および 該別々の分子種とでの超分子複合体の形成のための第３の構造、 を含む分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  84. 【請求項８４】 該分子認識システムが対合システムを含む、請求項８３記
    載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  85. 【請求項８５】 該対合システムが相補的対合システムである、請求項８４
    記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  86. 【請求項８６】 該対合システムが相補的で、コード化した対合システムで
    ある、請求項８５記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  87. 【請求項８７】 該相補的対合システムがｐ−ＲＮＡ対合システムである、
    請求項８６記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  88. 【請求項８８】 別々の分子種がペプチドを含む、請求項８３記載の超分子
    複合体の形成および検出のためのデバイス。
  89. 【請求項８９】 該別々の分子種がペプチド配列を含む、請求項８８記載の
    超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  90. 【請求項９０】 該別々の分子種が抗体を含む、請求項８８記載の超分子複
    合体の形成および検出のためのデバイス。
  91. 【請求項９１】 該別々の分子種が抗体フラグメントを含む、請求項８８記
    載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  92. 【請求項９２】 該別々の分子種が特異的結合蛋白を含む、請求項８８記載
    の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  93. 【請求項９３】 該別々の分子種が特異的生物学的結合部位を含む、請求項
    ８８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  94. 【請求項９４】 該生理学的結合部位が単離された生物結合部位である、請
    求項９３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  95. 【請求項９５】 該生理学的結合部位がクローン化された生物学的結合部位
    である、請求項９３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  96. 【請求項９６】 該生理学的結合部位が模倣生物学的結合部位である、請求
    項９３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  97. 【請求項９７】 該生理学的結合部位が融合した生物学的結合部位である、
    請求項９３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  98. 【請求項９８】 該別々の分子種がコンビナトーリアルライブラリー由来で
    ある、請求項８３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  99. 【請求項９９】 該ライブラリーが２種を含む、請求項９８記載の超分子複
    合体の形成および検出のためのデバイス。
  100. 【請求項１００】 該ライブライーが少なくとも１０種を含む、請求項９８
    記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  101. 【請求項１０１】 該ライブライーが少なくとも１００種を含む、請求項９
    ８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  102. 【請求項１０２】 該ライブライーが少なくとも１０００種を含む、請求項
    ９８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  103. 【請求項１０３】 該ライブライーが少なくとも１０，０００種を含む、請
    求項９８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  104. 【請求項１０４】 該ライブラリーがより高次のライブラリーを形成するた
    めに集合したサブライブラリーである、請求項９８記載の超分子複合体の形成お
    よび検出のためのデバイス。
  105. 【請求項１０５】 単一の別々の分子種が該分子認識システムに結合した、
    請求項８３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  106. 【請求項１０６】 分子種の協力型アンサンブルが分子認識システムに結合
    している、請求項１０５記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス
    。
  107. 【請求項１０７】 ２つの分子種（ジアド）が存在する、請求項１０６記載
    の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  108. 【請求項１０８】 ３つの分子種（トリアド）が存在する、請求項１０６記
    載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  109. 【請求項１０９】 該ライブラリーの成分が特異的分子性質を確認する、請
    求項９８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  110. 【請求項１１０】 該ライブラリーの成分が特異的化学的性質を確認する、
    請求項９８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  111. 【請求項１１１】 該性質が結合である、請求項１０９記載の超分子複合体
    の形成および検出のためのデバイス。
  112. 【請求項１１２】 該性質が分子認識である、請求項１０９記載の超分子複
    合体の形成および検出のためのデバイス。
  113. 【請求項１１３】 該性質が化学的なものである、請求項１０９記載の超分
    子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  114. 【請求項１１４】 該性質が物理的活性である、請求項１０９記載の超分子
    複合体の形成および検出のためのデバイス。
  115. 【請求項１１５】 別々の分子種が共有結合的に該分子認識システムに結合
    している、請求項８３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  116. 【請求項１１６】 別々の分子種が超分子的に該分子認識システムに結合し
    ている、請求項８３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  117. 【請求項１１７】 該超分子結合がストレプトアビジン／ビオチン相互作用
    を含む、請求項１１６記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  118. 【請求項１１８】 別々の分子種が第１および第２の分子認識成分の両方に
    結合した、請求項８３記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  119. 【請求項１１９】 該超分子複合体が共有結合を含む、請求項８３記載の超
    分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  120. 【請求項１２０】 該超分子複合体が超分子結合を含む、請求項８３記載の
    超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  121. 【請求項１２１】 ｎ種のタイプが存在し、変異の数はｂｎである、請求項
    ９８記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  122. 【請求項１２２】 さらに検出器を含む、請求項８３記載の超分子複合体の
    形成および検出のためのデバイス。
  123. 【請求項１２３】 該検出器が超分子複合体の存在を検出する、請求項１２
    ２記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  124. 【請求項１２４】 該検出器が超分子複合体の集合に関する性質を検出する
    、請求項１２２記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  125. 【請求項１２５】 該検出器が超分子複合体の解離に関する性質を検出する
    、請求項１２２記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  126. 【請求項１２６】 該検出器が、オフレート（ｏｆｆ−ｒａｔｅ）を含む、
    超分子複合体の解離に関する性質を検出する、請求項１２５記載の超分子複合体
    の形成および検出のためのデバイス。
  127. 【請求項１２７】 該検出が競合的結合フォーマットを含む、請求項１２２
    記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  128. 【請求項１２８】 該検出がサンドイッチフォーマットを含む、請求項１２
    ２記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  129. 【請求項１２９】 複数の物理的に異なった部位（各々は付着表面からなる
    ）が様々なエレクトロニック環境に置かれている、請求項８３記載の超分子複合
    体の形成および検出のためのデバイス。
  130. 【請求項１３０】 各部位が共通の第１の分子認識成分を有する、請求項１
    ２９記載の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  131. 【請求項１３１】 各部位が異なった成分を有する、請求項１２９記載の超
    分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  132. 【請求項１３２】 分子認識成分、別々の分子種または超分子の複合体のう
    ちの少なくとも１種が標識されている、請求項８３記載の超分子複合体の形成お
    よび検出のためのデバイス。
  133. 【請求項１３３】 標識が蛍光標識を含む、請求項１３２記載の超分子複合
    体の形成および検出のためのデバイス。
  134. 【請求項１３４】 診断デバイスを含む請求項８３記載の超分子複合体の形
    成および検出のためのデバイス。
  135. 【請求項１３５】 診断デバイスが、血液、組織、大便、細胞、細胞コンパ
    ートメントおよび細胞画分からなる群からの試料を試験する、請求項１３４記載
    の超分子複合体の形成および検出のためのデバイス。
  136. 【請求項１３６】 サブライブラリー（ＥＬＩＡＳ）の集合によって指数関
    数的ライブラリー中に超分子構造を形成する方法において、超分子複合体の形成
    のための成分の少なくともあるものをエレクトロニックストリンジェンシーに付
    すことを特徴とする改良。
  137. 【請求項１３７】 エレクトロニックストリンジェンシー条件がエレクトロ
    ニック乱れを含む、請求項１３６記載の方法。
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