JP2007204452A - 新規クマリン誘導体 - Google Patents
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Abstract
Description
-(CH2)n-CO-N(R11)(R12)
(式中、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子、C1-12アルキル基、1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基、又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基を示すが、R11及びR12の少なくとも一方が1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基を示し、nは1ないし6の整数を示す)で表される基、又は下記の式(B):
-(CH2)m-NH-CO-R13
(式中、R13は1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基を示し、mは1ないし6の整数を示す)を示し; R3及びR5はそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子を示し;R4は水酸基、C1-12アシルオキシ基、C1-12アシルオキシメチルオキシ基、又は1個若しくは2個の置換基を有していてもよいアミノ基を示す〕で表される化合物又はその塩が提供される。
「アルキル基」又はアルキル部分を含む置換基(例えばアルコキシ基など)のアルキル部分は、直鎖、分枝鎖、環状、又はそれらの組み合わせからなる飽和炭化水素基を意味している。より具体的には、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロプロピルメチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
ペプチドにはジペプチド、トリペプチド、オリゴペプチド(数個ないし20個程度のアミノ酸残基を含む)、ポリペプチド(20個を超えるアミノ酸残基を含む)などが含まれ、天然由来のアミノ酸残基のほか、非天然型アミノ酸残基を含むものも包含する。
上記一般式(I)で表される化合物において、R2が示す1個以上のマレイミド基が置換したC1-12アルキル基としては、直鎖、分枝鎖、環状、又はそれらの組み合わせからなるC1-12アルキル基に1個以上のマレイミド基が置換した基(マレイミド基は直接C1-12アルキル基に置換していることが好ましいが、C1-12アルキル基にアミド基やフェニレン基などを介して間接的に置換していてもよい。C1-12アルキル基に置換するマレイミド基の位置は置換可能な位置であれば特に限定されない。本明細書において用いられる「マレイミド基が置換した」という用語について同様である。)のいずれでもよいが、1個以上のマレイミド基が直接置換したC1-6直鎖アルキル基であることが好ましい。R2が1個のマレイミド基が直接置換したC1-12直鎖アルキル基である場合には、モノマレイミドメチル基であることが特に好ましい。
R11又はR12がC1-12アルキル基を示す場合には、エチル基又はメチル基が好ましく、特にメチル基であることが好ましい。
上記一般式(I)で表される化合物において、R3及びR5が示すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでもよいが、ハロゲン原子はフッ素原子又は塩素原子であることが好ましい。R3及びR5がフッ素原子又は塩素原子である場合には、システイン残基を含むペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質に本発明の化合物が反応して導入される蛍光タグのpH安定性が向上する場合がある。
例1:化合物1、2、3、及び4の合成
化合物1、2、3、及び4の合成スキームを以下に示した。スキーム中、Acはアセチル基を示す。
4-アミノメチル-7-ヒドロキシクマリン塩酸塩(32.4 mg,0.14 mmol)を酢酸(10 mL)に溶解し、無水マレイン酸(17.6 mg,0.18 mmol)を加え,加熱環流にて,終夜攪拌した。酢酸を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(3%メタノール/ジクロロメタン)にて精製した。化合物120.2 mg(0.074 mmol,無色粉末,収率.53%)を得た。
m.p. 262℃.
1H NMR (300 MHz, DMSO- d6) δ 4.78 (2H, s), 5.92 (1H, s), 6.74 (1H, d, J = 2.4 Hz), 6.82 (1H, dd, J = 2.4, 8.8 Hz), 7.13 (2H, s), 7.71 (1H, d, J = 8.8 Hz).
FT-IR (KBr, cm-1) 3382, 3246, 3185, 3094, 2915, 1777, 1713, 1613, 1570, 1520, 1431, 1400, 1318, 1269, 1148, 997, 833, 696.
HR-MS (ESI-) Calcd for [M-H]-, 270.0403, Found, 270.0370.
4-アミノメチル-7-ヒドロキシクマリン塩酸塩(30.6 mg,0.13 mmol)をアセトニトリル(2 mL)に溶解し、トリエチルアミン(40μL,29.2 mg,0.29 mmol)を加え、氷浴上で攪拌した。そこに3-マレイミドプロピオン酸-N-スクシンイミジル(37.5 mg,0.14 mmol)を加え、そのまま氷浴上で攪拌した。さらにジメチルホルムアミド(5 mL)に溶解したN-(3-ジメチルアミノプロピル)-N'-エチルカルボジイミド(WSCD)(42.5 mg,0.22 mmol)、少量の-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)を加え、さらに攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去し、飽和クエン酸を注ぎ、酢酸エチルで抽出、飽和食塩水で洗浄操作を行った。溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(3%メタノール/ジクロロメタン)にて精製した。化合物2 24.2 mg(0.071 mmol,無色粉末,収率.54%)を得た。
m.p. 207-210℃.
1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 3.28 (2H, m), 3.64 (2H, t, J = 6.8 Hz), 4.39 (2H, d, J = 4.7 Hz), 5.98 (1H, s), 6.72 (1H, d, J = 2.4 Hz), 6.78 (1H, dd, J = 2.4, 8.3 Hz), 6.98 (2H, s), 7.61 (1H, d, J = 8.3 Hz),8.52 (1H, m),10.6 (1H, s).
FT-IR (KBr, cm-1) 3428, 3351, 3088, 2926, 2540, 1772, 1703, 1661, 1622, 1570, 1555, 1514, 1449, 1408, 1370, 1312, 1236, 1146, 995, 974, 835, 693.
MS (ESI-) 341.07667,[M-H]-.
HR-MS (ESI-) Calcd for [M-H]-, 341.0774, Found, 341.0749.
4-アミノメチル-7-ヒドロキシクマリン塩酸塩(31.9 mg,0.14 mmol)をジメチルホルムアミド(2 mL)に溶解し、氷浴上で攪拌した。そこに4-マレイミド酪酸-N-スクシンイミジル(43.1 mg,0.15 mmol)を加え、そのまま室温にて4時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去し、飽和クエン酸を注ぎ、酢酸エチルで抽出、飽和食塩水で洗浄操作を行った。溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(2%メタノール/ジクロロメタン)にて精製した。化合物3 7.9 mg(0.022 mmol,無色粉末,収率.16%)を得た。
m.p. 200-201℃
1H NMR (300 MHz, DMSO- d6) δ 1.75 (2H, m), 2.20 (2H, m), 3.41 (2H, m), 4.39 (2H, d, J = 5.3 Hz),6.01 (1H, s), 6.71 (1H, d, J = 2.2 Hz), 6.77 (1H, dd, J = 2.2, 8.7 Hz), 7.00 (2H, s), 7.62 (1H, d,J = 8.8 Hz), 8.36 (1H, t, J = 5.3 Hz).
FT-IR (KBr, cm-1) 3295, 3080, 2928, 1709, 1655, 1613, 1570, 1549, 1449, 1410, 1313, 1267, 1147, 995, 847, 833, 696.
MS (ESI-) 355.07, [M-H]-.
HR-MS (ESI-) Calcd for [M-H]-, 355.0930, Found, 355.0888.
4-アミノメチル-7-ヒドロキシクマリン塩酸塩(27.1 mg,0.12 mmol)をジメチルホルムアミド(2 mL)に溶解し、氷浴上で攪拌した。そこに4-マレイミドヘキサン酸-N-スクシンイミジル(40.0 mg,0.13 mmol)を加え、そのまま室温にて5時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去し、飽和クエン酸を注ぎ、酢酸エチルで抽出、飽和食塩水で洗浄操作を行った。溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(3%メタノール/ジクロロメタン)にて精製した。化合物4 14.0 mg(0.037 mmol,無色粉末,収率,30%)を得た。
m.p. 202-206℃
1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 1.18-1.25 (2H, m), 1.43-1.57 (4H, m), 2.18 (2H, t, J = 7.7Hz), 3.37-3.90 (2H, m), 4.41 (2H, d, J = 5.0 Hz), 5.97 (1H, s), 6.71 (1H, d, J = 2.0 Hz), 6.77(1H, dd, J = 2.2, 8.8 Hz), 6.99 (2H, s), 7.62 (1H, d, J = 8.8 Hz), 8.35 (1H, t, J = 5.0 Hz).
FT-IR (KBr, cm-1) 3495, 3088, 2934, 2861, 1707, 1611, 1570, 1541, 1447, 1410, 1319, 1265, 1142, 995, 833, 696.
MS (ESI-) 383.09, [M-H]-.
HR-MS (ESI-) Calcd for [M-H]-, 383.1243, Found, 383.1254.
cis-1,3,5-シクロヘキサントリアミン トリヒドロブロミド(化合物5)をBioorg. Med. Chem. Lett., 6, 7, 807 (1996)及びJ. Biol. Inorg. Chem., 6, 4, 367 (2001)に記載された方法を参考にして合成した。
cis-1,3,5-シクロヘキサントリアミン トリヒドロブロミド(化合物5)(0.14 g,0.38 mmol)をメタノール(5 mL)に溶解した。トリエチルアミン(0.34 mL,0.25 g,2.5 mmol)を添加し、氷浴上でメタノール(5 mL)に溶解した二炭酸ジ-tert-ブチル((Boc)2O)(0.17 g,0.78 mmol)を添加し、そのまま終夜撹拌した。反応終了後,溶媒を減圧留去した。ジクロロメタンを注ぎ、1規定酢酸で抽出し、さらに水酸化ナトリウムでアルカリ性にし、ジクロロメタンで抽出した。溶媒を減圧留去し、粗生成物として化合物6(35.3 mg,無色粉末)を得た。これをそのまま次の反応に用いた。
1H-NMR (300MHz, DMSO-d6) δ 0.96-1.08 (3H, m), 1.78-1.81 (3H, m), 2.56 (2H, m), 3.58 (3H, m), 6.12 (1H, s), 6.70 (1H, d, J = 2.2 Hz), 6.77 (1H, dd, J = 2.2; 8.8 Hz), 6.87 (2H, d, J = 7.9 Hz) ,7.57 (1H, d, J = 8.8 Hz), 8.19 (1H, d, J = 7.5 Hz).
MS (ESI-) 530.16, [M-H]-.
氷浴上にて化合物7(8.6 mg,0.016 mmol)をジクロロメタン(3 mL)に懸濁した。アニソール(0.1 mL)を添加し、そこにトリフルオロ酢酸(3 mL)を滴下ロートにて添加し、45 分撹拌後、溶媒を減圧留去した。残渣を酢酸(2 mL)に溶解し、無水マレイン酸(8.6 mg,0.088 mmol)を加え、加熱還流下に終夜撹拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去し、残渣を逆相HPLC(16% アセトニトリル/水 0.1% TFA含有)にて精製した。化合物8 1.8 mg(0.0037 mmol,無色粉末,収率.23%)を得た。
1H-NMR (300MHz, Acetone-d6) δ 1.29 (1H, s), 1.66-1.70 (1H, m), 2.10-2.16 (2H, m), 2.70-2.81 (2H, m), 3.71 (2H, s), 3.91-4.02 (1H, m), 4.12 (2H, tt, J = 3.7; 8.8 Hz), 6.19 (1H, s), 6.73 (1H, d, J = 2.4 Hz), 6.81 (4H, s), 6.82 (1H, dd, J = 2.4; 8.7 Hz), 7.50 (1H, d, J = 7.4 Hz), 7.67 (1H, d, J = 8.7 Hz).
HR-MS (ESI-) Calcd for [M-H]-, 490.1250, Found, 490.1237.
100 mmol/L ナトリウムリン酸緩衝液(pH=7.4)に化合物1ないし4を溶解し10μmol/Lとし(0.1% ジメチルスルホキシド含む)、吸収スペクトル及び蛍光スペクトル(励起波長328 nm)を測定した。続いて、終濃度100μmol/LのL-システインを添加した後、吸収スペクトル及び蛍光スペクトル(励起波長328 nm)を測定した。硫酸キニーネの0.1 mol/L 硫酸溶液中での蛍光量子収率を 0.577として各化合物の蛍光量子収率を計算した。結果を図1に示す。本発明の化合物1(mal-1)、化合物2(mal-5)、化合物3(mal-6)、及び化合物4(mal-8)は、システインのチオール基との付加反応前には蛍光量子収率が0.05以下でありほとんど蛍光を発しないが、システインのチオール基との付加反応後には蛍光量子収率が0.52〜0.75となり強い蛍光性の付加物を与えた。
5μmol/Lの化合物8にN-アセチルシステイン(NAC)又はAc-AECACRA-OH、Ac-AECAACRA-OHペプチド(N末端はアセチル基(Ac)、C末端はカルボキシル基、アミノ酸は一文字表記で示す)を添加し、蛍光強度を測定した。反応液は100 mmol/L ナトリウムリン酸緩衝液(pH=7.4 0.5% ジメチルスルホキシドを共溶媒として含む)を用いた。結果を図2に示す。
化合物8は、一分子のシステインと反応しても実質的には無蛍光であった。一方、同一分子内に2個の近接したシステイン残基を含むペプチドと効率よく反応して強い蛍光性の付加物を与えた。従って、マレイミド基を2個以上有する本発明の化合物は、近接したシステイン残基を含むペプチドと反応して選択的に該物質を蛍光ラベル化できることが示された。また、このようなペプチドを有する側鎖を目的タンパク質に導入することにより、目的タンパク質のみを特異的に蛍光ラベルできることが確認された。
Claims (10)
- 下記の一般式(I):
-(CH2)n-CO-N(R11)(R12)
(式中、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又はC1-12アルキル基、1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基、又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基を示すが、R11及びR12の少なくとも一方が1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基を示し、nは1ないし6の整数を示す)で表される基、又は下記の式(B):
-(CH2)m-NH-CO-R13
(式中、R13は1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基を示し、mは1ないし6の整数を示す)を示し; R3及びR5はそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子を示し;R4は水酸基、C1-12アシルオキシ基、C1-12アシルオキシメチルオキシ基、又は1個若しくは2個の置換基を有していてもよいアミノ基を示す〕で表される化合物又はその塩。 - R1が水素原子であり;R2が1個のマレイミド基を有するC1-12アルキル基、上記の式(A)で表される基(ただし、R11及びR12のいずれか一方が水素原子又はC1-12アルキル基であり、他方が1個のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は1個のマレイミド基を有するアリール基である)、又は上記の式(B)で表される基(ただし、R13が1個のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は1個のマレイミド基を有するアリール基である)であり;R3及びR5がそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子であり;R4が水酸基、C1-12アシルオキシ基、C1-12アシルオキシメチルオキシ基、又は1個若しくは2個の置換基を有していてもよいアミノ基である請求項1に記載の化合物又はその塩。
- R1が水素原子であり;R2が2個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基、2個以上のマレイミド基を有するアリール基、上記の式(A)で表される基(ただし、R11及びR12のいずれか一方が水素原子又はC1-12アルキル基であり、他方が2個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は2個以上のマレイミド基を有するアリール基である)、上記の式(A)で表される基(ただし、R11及びR12がそれぞれ独立に1個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基、又は1個以上のマレイミド基を有するアリール基であり、かつR11及びR12に存在するマレイミド基の総数が2個以上である)、又は上記の式(B)で表される基(ただし、R13が2個以上のマレイミド基を有するC1-12アルキル基又は2個以上のマレイミド基を有するアリール基である)であり;R3及びR5がそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子であり;R4が水酸基、C1-12アシルオキシ基、C1-12アシルオキシメチルオキシ基、又は1個若しくは2個の置換基を有していてもよいアミノ基である請求項1に記載の化合物又はその塩。
- チオール基を有する化合物、又はシステイン残基を含むペプチド若しくはタンパク質の蛍光ラベル化のために用いる請求項1ないし5のいずれか1項に記載の化合物又はその塩。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の化合物又はその塩を含み、チオール基を有する化合物、又はシステイン残基を含むペプチド若しくはタンパク質の蛍光ラベル化のために用いる蛍光ラベル化剤。
- 2個以上のマレイミド基を有する請求項1、4、又は5のいずれか1項に記載の化合物又はその塩。
- 同一分子内に近接した2個以上のシステイン残基を含むペプチド又はタンパク質の蛍光ラベル化のために用いる請求項8に記載の化合物又はその塩。
- 請求項8に記載の化合物又はその塩を含み、同一分子内に近接した2個以上のシステイン残基を含むペプチド又はタンパク質の蛍光ラベル化のために用いる蛍光ラベル化剤。
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