JP2005538947A - 化学修飾のための活性糖質含有保護試薬、その製造及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
グリコシド中心単位Gは、少なくとも1個のヒドロキシル基でポリマー鎖に結合されており、かつアノマー位(1−位)で、他の官能基と容易に反応することができる活性化結合基に結合しており、その際、
Gは、グリコシド中心単位であり、これは、単糖類、それぞれ単糖類単位を構成するオリゴ糖類及び多糖類、アミノ糖又はポリオールであり、
R−poly−は、1個以上の繰り返しモノマー単位を有するポリマー鎖、又は
結合基を介して別のグリコシド単位Gに結合している繰り返し構成単位II
Pはアミノ保護基、又は次の繰り返し構成単位、又は末端単位Iであり、
ここで、
Rは、H、OH、又は、アルキル、O−アルキル(1〜20個のC原子)、ベンジル、アリール、アセタール、アルデヒド、アルケニル、アクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アルキルアミン、保護されたアルキルアミン、又はアミン、チオール及び保護されたチオールから成る群から選択されているか、又は、単糖類、それぞれ単糖類単位を構成するオリゴ糖類及び多糖類、アミノ糖質又はポリオールから成る群から選択されており、かつ
polyは、ポリアルキレンオキシド、ポリオキシエチル化ポリオール、ポリオレフィンアルコール及びポリアクリロモルホリンから選択されている)
であり、
Xは、−O−、−S−、−NH−、−NHCO−、−CONH−、−NHCO2−、O2CNH−、−CSNH−及び−NHCS−から選択されており、
mは、1〜10、有利に1〜6であり、
Yは、(O−アルキル)2、−OSO2CH2CF3(トレシル)、−CO−Q、マレイミド、−O−CO−ニトロフェニル、又は−トリクロロフェニル、−S−アルキル(C1〜C6)、−S−S−アルキル、−S−アリール、−S−S−アリール、−S−ベンジル、−S−アルキル(C1〜C6)−OH、−S−アルキル(C1〜C6)−NH2、−S−アルキル(C1〜C6)−OSO2CH2CF3及び−S−アルキル(C1〜C6)−CO2−Q、−SO−アルケニル、−ハロゲン(Cl、Br、I)の群から選択されており、
ここで、
Qは、H又はOHであるか、又は、O−アリール、O−ベンジル、O−N−スクシンイミド、O−N−スルホスクシンイミド、O−N−フタルイミド、O−N−グルタルイミド、O−N−テトラヒドロフタルイミド、−N−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、ヒドロキシベンゾトリアゾール及びヒドロキシ−7−アザベンゾトリアゾールの群から選択されており、
かつ、
Zは、−O−、−S−又は−NH−、−N(アルキルC1〜C20)−、−N(アリール)−、−N(ベンジル)−、−N(アルキルC1〜C20−OH)−、−N(アルキルC1〜C20−NH2)−及び−N(アルケニル)−から選択されている]
により表される。
R−(CH2−CH2−O)n−CH2−CH2−X−
[式中、
R及びXは上記に定義された通りであり、nは0〜2000であるか、又は、
Rは、以下の構造式III又はIV
n、m、R、X及びZは上記に定義された通りであり、
alkylは、1〜20個のC原子を表し、
Uは、−O−、−S−及び−NH−から選択されている)
の1つを有する繰り返し構成単位でもあり、
その際、本発明による保護試薬において、グリコデンドリマー繰り返し構成単位が一般に4〜1000回含まれている]
により表されるポリエチレングリコールであるポリマーは有利である。
m、poly、Q、R、X及びZは上記に定義された通りである]
を有するグリコシド中心単位としてのグルコースを有する活性保護試薬は殊に有利である。
m、poly、R、X及びZは上記の意味を有し、単位NH−PEPは、生体活性分子の修飾されたアミノ基(例えばリシン基)を表す]
を有する。
合成
例構造
以下に示されたスキームVIII及びIXでは、ポリエチレングリコール鎖は、エーテル結合を介して糖質中心単位に共役結合されている。
化合物6の合成
R1=−CO2−Phである化合物7の合成
2(2.0g、実施例1aに記載の通りに合成されたもの)をTHF(25mL)DBU(1mL)及びピリジン(7mL)の混合物中に溶解させる。反応混合物を0℃に冷却する。冷却しながらフェニルクロロホルメート(4.3mL)を30分の期間に亘り少量づつ添加する(発熱反応)。その後、反応混合物を20〜25℃で24時間撹拌する。反応混合物をエチルアセテート(50mL)で希釈し、次いで重炭酸ナトリウム溶液(5%、35mL)を添加する。相分離、溶剤蒸発及びフラッシュクロマトグラフィーによる精製により、7(6.1g、生成物はフェノールを幾分か含む)が粘性のフォーム状物として得られた。
生体活性化合物の修飾
以下の実施例は、本発明の有用性を説明するために与えられるものであるが、本発明を制限するべきではない:
一般的方法:タンパク質濃度を、ローリー法(Lowryら、1951)により測定する。電気泳動実験(SDS−Page)を、12.5%ポリアクリルアミドゲルを用いてLaemmli(1970)により記載された通りに実施し、クーマシーブリリアントブルーR−250を用いて染色した。酵素(例えばEscherichia coliからの)L−アスパラギナーゼ、及びシュードモナス7Aグルタミナーゼ−アスパラギナーゼ(PGA)は、それぞれ、アミノ酸L−アスパラギン及びL−グルタミンのアミド分解を触媒するアミド加水分解である。反応の間にアンモニアが遊離されるが、これは、Roberts, J.(1976)により記載されたようなネスラー試薬を用いることにより測定することができる。L−アスパラギナーゼのための処理pHは8.6であり、PGAのための処理pHは7.2である。
修飾されたL−アスパラギナーゼ(簡潔には”ASNase”)の製造
下記の反応をエッペンドルフ(Eppendorf)試験管中で実施した。重炭酸塩緩衝液(0.05M、pH8.5〜9)中のL−アスパラギナーゼの溶液(ProThera GmbH,10.4mg/mL)に、DMSO(200mg/mL)中に溶解された化合物6(14.4μL、0.8当量)を添加する。反応混合物を20〜25℃で30分間わずかに撹拌する。未反応の、及び加水分解された保護試薬(6)を、水を用いたダイアフィルトレーションにより除去する。L−アスパラギナーゼの修飾の割合は、Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Mass Spectrometry(MALDI−MS;マトリックス:シナピン酸)により測定された26%である。それとは別に、修飾の割合は、Habeeb(Anal. Biochem. 1966, 14, 328-336)により記載されたようなアミノ官能基のトリニトロベンゼンスルホネート滴定により測定することができる。
修飾されたシュードモナス7Aグルタミナーゼ−アスパラギナーゼ(PGA)の製造
この修飾反応を、L−アスパラギナーゼのための記載された(実施例2a)のと同一の条件下に、同一の材料を用いて実施した。保護試薬6 0.8当量を用いたPGAの修飾反応により、MALDI−MSにより測定された32%の修飾の割合が生じる。修飾されたPGAの場合、未修飾のPGAと比較して酵素活性の90%が保たれている。
本発明の有用性を証明するためのインビトロアッセイ
製薬学的適用における新規の糖質含有保護試薬の有用性のための度合いとして、プロテアーゼトリプシンに対する、それぞれ修飾されたL−アスパラギナーゼ及び修飾されたPGAの安定性を、非修飾の酵素と比較して調査した。修飾されたL−アスパラギナーゼ及び修飾されたPGAを、それぞれ実施例2a及び実施例2bに記載された通りに製造する。更に、”ブランク”と呼称される酵素フラクションを実施例2a及び2bに記載されたのと同様に処理するが、但し、活性糖質含有保護試薬を添加しない。試験管は、それぞれ、”ブランク”、修飾された酵素及び未修飾の酵素1〜2IU/mLを含有し、トリプシン0.25μg/mLの存在で、トリス/Cl緩衝溶液中で37℃でインキュベートする。対照標準は、トリプシンの不在でトリス/Cl緩衝溶液中で37℃でインキュベートされた母酵素溶液からの未修飾酵素である。0、10、30、60及び90分後に、各試験管の部分標本及び対照標準から酵素活性を測定する。
Claims (19)
- 活性糖質含有保護試薬において、
a.少なくとも1個のヒドロキシル基でポリマー鎖に結合されており、かつ
b.アノマー位(1−位)で結合単位に結合している
糖質中心単位Gにより表され、
かつ、一般式I
Gは、グリコシド中心単位であり、これは、単糖類、それぞれ単糖類単位を構成するオリゴ糖類及び多糖類、アミノ糖質又はポリオールであり、
R−poly−は、1個以上の繰り返しモノマー単位を有するポリマー鎖、又は
結合基を介して別のグリコシド単位Gに結合している繰り返し構成単位II
Pはアミノ保護基、又は次の繰り返し構成単位、又は末端単位Iであり、
ここで、
Rは、H、OH、又は、アルキル、O−アルキル(アルキルは1〜20個のC原子を含む)、ベンジル、アリール、アセタール、アルデヒド、アルケニル、アクリレート、アクリルアミド、活性スルホン、アルキルアミン、保護されたアルキルアミン、チオール及び保護されたチオールから成る群から選択されているか、又は、単糖類、それぞれ単糖類単位を構成するオリゴ糖類及び多糖類、アミノ糖質又はポリオールから成る群から選択されており、かつ
polyは、ポリアルキレンオキシド、ポリオキシエチル化ポリオール、ポリオレフィンアルコール及びポリアクリロモルホリンから選択されている)
であり、
Xは、−O−、−S−、−NH−、−NHCO−、−CONH−、−NHCO2−、O2CNH−、−CSNH−及び−NHCS−から選択されており、
mは、1〜10であり、
Yは、(O−アルキル)2、−OSO2CH2CF3(トレシル)、−CO−Q、マレイミド、−O−CO−ニトロフェニル、又は−トリクロロフェニル、−S−アルキル(C1〜C6)、−S−S−アルキル、−S−アリール、−S−S−アリール、−S−ベンジル、−S−アルキル(C1〜C6)−OH、−S−アルキル(C1〜C6)−NH2、−S−アルキル(C1〜C6)−OSO2CH2CF3及び−S−アルキル(C1〜C6)−CO2−Q、−SO−アルケニル、−ハロゲン(Cl、Br、I)の群から選択されており、
ここで、
Qは、H又はOHであるか、又は、O−アリール、O−ベンジル、O−N−スクシンイミド、O−N−スルホスクシンイミド、O−N−フタルイミド、O−N−グルタルイミド、O−N−テトラヒドロフタルイミド、−N−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、ヒドロキシベンゾトリアゾール及びヒドロキシ−7−アザベンゾトリアゾールの群から選択されており、
かつ、
Zは、−O−、−S−又は−NH−、−N(アルキルC1〜C20)−、−N(アリール)−、−N(ベンジル)−、−N(アルキルC1〜C20−OH)−、−N(アルキルC1〜C20−NH2)−から選択されている]
により表されることを特徴とする、活性糖質含有保護試薬。 - 糖質中心単位が、L−又はD−配位で表される、請求項1記載の試薬。
- グリコシド中心単位のアノマー位(1−位)での配位が、アルファ、ベータ又は両者の混合物である、請求項1又は2記載の試薬。
- 単糖類が、アルドース、有利にグルコース;ケトース、有利にフルクトース;ピラノース、有利にマンノース、グルコース;フラノース、有利にリボース、アラビノースであり;それぞれ単糖類単位を構成するオリゴ糖類及び多糖類が、有利にラクトース、メリビオースであり、かつアミノ糖質及びオリゴ糖類又は多糖類を含有するアミノ糖質が、それぞれ有利にマンノースアミン、グルコースアミン、ラクトースアミンである、請求項1から3までのいずれか1項記載の試薬。
- ポリマー鎖が片側でメトキシ基を末端基とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の試薬。
- ポリマー鎖が、一般構造式
R−(CH2−CH2−O)n−CH2−CH2−X−
[式中、
R及びXは上記の意味の1つを有し、かつnは0〜2000である]
により表されるポリエチレングリコールである、請求項1から5までのいずれか1項記載の試薬。 - Rが、式IIの基であるか、又は、以下の構造式:
n、m、R、X及びZは上記の意味を有し、
Uは、−O−、−S−及び−NH−から選択されている]を有する繰り返し構成単位である、請求項6記載の試薬。 - Rが、以下の構造式:
n、m、R、X及びZは上記の意味を有し、
alkylは、1〜20個のC原子を有するアルキル基であり、かつ
Uは、−O−、−S−及び−NH−から選択されている]を有する繰り返し構成単位である、請求項6記載の試薬。 - 構成単位が4〜1000回繰り返している、請求項7又は8記載の試薬。
- ポリマー鎖が、末端基を除き非置換鎖である、請求項1から9までのいずれか1項記載の試薬。
- ポリマー鎖は、ランダムコポリマー又はブロックコポリマー又はターポリマーである、請求項1から9までのいずれか1項記載の試薬。
- 以下の構造式:
m、poly、Q、R、X及びZは上記の意味の1つを有する]
を有する、請求項1から11までのいずれか1項記載の試薬。 - 請求項1から12までのいずれか1項記載の活性糖質含有保護試薬の製造法において、グリコシドのアノマー位にペンテニル基を有するグリコシドと、活性化ポリマー鎖との間の共役結合反応を溶液中で実施し、次いで、所望の合成中間体のペンテニル基を、式Iに示されるような活性化糖質含有保護試薬へと変換することを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の活性糖質含有保護試薬の製造法、並びに、反応混合物からの活性化試薬の精製法。
- 少なくとも1種の生体活性分子、表面又は全細胞との水溶性及び分離性の複合体の製造における、請求項1から12までのいずれか1項記載の活性糖質含有保護試薬の使用。
- 少なくとも1種の生体活性分子が、タンパク質、酵素、糖タンパク質、ポリペプチド、薬物、染料、ヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、抗体、脂質、リポソーム、リン脂質、リポソーム、微生物、ヒト細胞及び表面から成る群から選択されている、請求項14記載の使用。
- 少なくとも1種の生体活性分子が酵素である、請求項15記載の使用。
- 酵素が、アスパラギナーゼ又はグルタミナーゼ−アスパラギナーゼである、請求項16記載の使用。
- 化合物が、生体活性分子を、同じか又は異なっていてよい他の生体活性分子に結合させるために、又は生体活性分子を表面に結合させるために役立つ、請求項14記載の使用。
- 水溶性及び分離性複合体が以下の構造式:
m、poly、R、X及びZは上記の意味を有し、単位NH−PEPは、生体活性分子上のアミノ官能基を含有する残基を表す]
を有する、請求項14記載の使用。
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