JP2007314477A - Hair-pin polyamide and its constituent molecule - Google Patents

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Hiroshi Sugiyama
弘 杉山
Fumi Cho
文 張
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Chemical Soft R & D Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substituent of a polyamide having a DNA base recognition power and flexibility to fit its orientation structure with the curvature of the DNA. <P>SOLUTION: The substituent is preferably an α-substituted γ-aminoalkylcarboxylic acid group, especially α-substituted γ-aminobutyric acid. Hydroxyl group or amino group can be suitably used as the α-substituent. These substituents can recognize T-A and A-T base pair of DNA. The invention further provides a new method for producing these preferable substituents. A polyamide integrated with the substituent can strongly recognize a specific gene and delicately control the expression compared with conventional polyamide. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定の遺伝子を認識することができ、遺伝子治療や遺伝子診断に有用な、新規なヘアピン型ピロール-イミダゾールポリアミドに関する。   The present invention relates to a novel hairpin pyrrole-imidazole polyamide that can recognize a specific gene and is useful for gene therapy and gene diagnosis.

2種又は3種の異なる複素芳香環からなるピロール-イミダゾール-ポリアミドは、抗生物質と同様、化学療法やバイオセンシングに有望な合成試薬の一つである。この化合物は、一定のDNAシーケンスを認識することができ、遺伝子の発現を制御するために生きている細胞に導入することができる(非特許文献1)。この化合物は、ヘアピン型構造をとることにより、各ポリアミドリングがDNAの各塩基とつながり、DNA列に逆平行に隣接してペアを作る(特許文献1−3)。N-メチルピロール(Py)はG塩基を除くT,A,C塩基と結合し、N-メチルイミダゾール(Im)はG塩基に、3-ヒドロキシル-N-メチルピロール(Hp)はチミン塩基に選択的である。このように3種の芳香族アミノ酸の異なる組み合わせを用いれば、ワトソンクリック塩基対を全て認識できる(非特許文献2)。すなわち、Im/Pyペアは対称性によりG・C塩基対を読み、Py/ImペアはC・G塩基対を読み、Hp/PyペアはA・T, G・C, C・G塩基対からT・A塩基対を識別することができ、Py/PyペアはG・C,C・G塩基対からA・T,T・A塩基対を識別することができるからである。   A pyrrole-imidazole-polyamide composed of two or three different heteroaromatic rings is one of promising synthetic reagents for chemotherapy and biosensing, as well as antibiotics. This compound can recognize a certain DNA sequence and can be introduced into a living cell to control gene expression (Non-patent Document 1). This compound has a hairpin structure, whereby each polyamide ring is connected to each base of DNA and forms a pair adjacent to the DNA string in antiparallel (Patent Documents 1-3). N-methylpyrrole (Py) binds to T, A, and C bases except G base, N-methylimidazole (Im) selects G base, and 3-hydroxyl-N-methylpyrrole (Hp) selects thymine base Is. In this way, if different combinations of three kinds of aromatic amino acids are used, all Watson-Crick base pairs can be recognized (Non-patent Document 2). That is, the Im / Py pair reads G · C base pairs due to symmetry, the Py / Im pair reads C · G base pairs, and the Hp / Py pair is derived from A · T, G · C, C · G base pairs. This is because the T · A base pair can be identified, and the Py / Py pair can distinguish the A · T, T · A base pair from the G · C, C · G base pair.

しかしHpは分解しやすく、時間と共に変質してゆき、またそのT塩基認識力はPyに比較して弱いため、HpをT塩基認識要素とするには不利な点がある。   However, Hp is easy to decompose, changes with time, and its T base recognition ability is weak compared to Py, so there is a disadvantage in using Hp as a T base recognition element.

芳香族アミノ酸残基からなるポリアミドは、DNAへリックスの曲がり具合より大きく曲がっている。この曲率の差のため、ポリアミドは、残基数が5つ以下であれば、B-DNAへリックスのピッチとほぼ合致し、B-DNAのマイナーグルーブと結合することができる。しかし、ポリアミドがこれより大きくなると結合が困難となる。このとき、ポリアミド鎖の中により柔軟性があるβアラニン(β)を入れることにより、ポリアミドの配向構造をよりB-DNAの曲率に合わせることができる。しかも、β/βペアは、Py/Pyペアと同様に、T・A, A・T塩基対を非選択的に認識できるという特徴を有する(非特許文献3)。   Polyamides composed of aromatic amino acid residues are bent more than the bending of the DNA helix. Due to this difference in curvature, if the number of residues of the polyamide is 5 or less, the polyamide almost matches the pitch of the B-DNA helix and can bind to the minor groove of B-DNA. However, if the polyamide is larger than this, bonding becomes difficult. At this time, by adding β-alanine (β) which is more flexible in the polyamide chain, the orientation structure of the polyamide can be more matched to the curvature of B-DNA. Moreover, the β / β pair has the feature that it can recognize T · A and A · T base pairs non-selectively, similarly to the Py / Py pair (Non-patent Document 3).

このような有用なポリアミドは、モノマーユニットから固相合成法により製造できることが開示されている(特許文献4)。   It is disclosed that such a useful polyamide can be produced from monomer units by a solid phase synthesis method (Patent Document 4).

特開2003-261541号公報JP 2003-261541 A WO00/15642号公報WO00 / 15642 Publication 特表2001-513759号公報Special Table 2001-513759 WO2003/000683号公報WO2003 / 000683 Publication T. P. Best 他3名, "Nuclear localization of pyrrole-imidazole polyamide-fluorescein conjugates in cell culture", Proceedings of the National Academy of Science, 米国, 2003年, 100巻, 12063-12068頁。T. P. Best and 3 others, “Nuclear localization of pyrrole-imidazole polyamide-fluorescein conjugates in cell culture”, Proceedings of the National Academy of Science, USA, 2003, 100, 12063-12068. S. White 他4名, "Recognition of the four Watson-Crick base pairs in the DNA minor groove by synthetic ligands", Nature, 1998年、391巻、468-471頁。S. White and four others, “Recognition of the four Watson-Crick base pairs in the DNA minor groove by synthetic ligands”, Nature, 1998, 391, 468-471. J. W. Trauger 他3名, "Extension of sequence-specific recognition in the minor groove of DNA by pyrrole-imidazole polyamides to 9-13 base pairs", Journal of the American Chemical Society, 1996年, 118巻, 6160-6166頁。J. W. Trauger and three others, "Extension of sequence-specific recognition in the minor groove of DNA by pyrrole-imidazole polyamides to 9-13 base pairs", Journal of the American Chemical Society, 1996, 118, 6160-6166.

高いDNA認識能を有する有用な試薬の開発のためには、塩基認識力を有すると共にポリアミドの配向構造をB-DNAの曲率に合わせる柔軟性を持つ置換基を探索する必要がある。いろいろな5員環複素芳香環が検討されてきたが、未だこれまで適切なものは見いだされていない。   In order to develop a useful reagent having a high DNA recognition ability, it is necessary to search for a substituent having a base recognition ability and a flexibility to match the orientation structure of polyamide with the curvature of B-DNA. Various 5-membered heteroaromatic rings have been investigated, but no suitable one has been found so far.

この課題の解決のためには、ポリアミド構造体中にT塩基を特異的に認識するα置換ωアミノアルキルカルボン酸基を導入すればよいことを発見した。ここに、ω位置とは、α位置に対向する末端位置を表す。
α置換ωアミノアルキルカルボン酸の中でも、(R)-α,γ-ジアミノ酪酸(以下γRNと略記する)、(S)-α,γ-ジアミノ酪酸(以下γSNと略記する)、(R)-α-ヒドロキシル-γ-アミノ酪酸(以下γROと略記する)、(S)-α-ヒドロキシル-γ-アミノ酪酸(以下γSOと略記する)を特に好適に用いることができる。これらはポリアミド鎖に容易に組込むことができ、かつT塩基を認識することができる。
In order to solve this problem, it has been discovered that an α-substituted ω-aminoalkylcarboxylic acid group that specifically recognizes a T base may be introduced into a polyamide structure. Here, the ω position represents a terminal position opposite to the α position.
Among α-substituted ω-aminoalkylcarboxylic acids, (R) -α, γ-diaminobutyric acid (hereinafter abbreviated as γRN), (S) -α, γ-diaminobutyric acid (hereinafter abbreviated as γSN), (R)- α-hydroxyl-γ-aminobutyric acid (hereinafter abbreviated as γRO) and (S) -α-hydroxyl-γ-aminobutyric acid (hereinafter abbreviated as γSO) can be particularly preferably used. These can be easily incorporated into the polyamide chain and can recognize the T base.

これらの内、S配置又はR配置のα-ヒドロキシル-ω-アミノアルキルカルボン酸は、具体的には、一般式(1)で表される。
(式中、C*は光学活性炭素原子であって、S配置又はR配置をとり、nは自然数を表し、Fmocはフルオレニルメトキシカルボニル基を表す。主鎖の炭素原子に結合する水素原子は記載を省略している。分子中の水素原子は重水素原子に置き換えてもよい。)
一般式(1)で表されるアルキルカルボン酸の内、n=1のものは酪酸と呼ばれる。本明細書において、n=1のものを指定するときは酪酸という名称を用いる。
Among these, the α-hydroxyl-ω-aminoalkylcarboxylic acid having S configuration or R configuration is specifically represented by the general formula (1).
(In the formula, C * is an optically active carbon atom, which takes S configuration or R configuration, n represents a natural number, and Fmoc represents a fluorenylmethoxycarbonyl group. A hydrogen atom bonded to a carbon atom of the main chain. (The hydrogen atom in the molecule may be replaced with a deuterium atom.)
Of the alkyl carboxylic acids represented by the general formula (1), those with n = 1 are called butyric acid. In this specification, the name butyric acid is used when n = 1 is specified.

このS配置又はR配置の光学活性2-t-ブチルオキシ-(3+n)-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノカルボン酸を下記の方法により新規に合成した。
光学活性(3+n)-アミノ-2-ヒドロキシアルキルカルボン酸を出発物質として、
(a)該出発物質を、少量の重炭酸ソーダ存在下において水と1,2-ジメトキシエタンの混合液中で(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルサクシイミドと反応させ、光学活性(3+n)-[(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルアミノ]-2-ヒドロキシアルキルカルボン酸を得て、
(b)該アルキルカルボン酸をジクロロメタン中で懸濁させ、常温で過剰のイソブテンを加え、透明な溶液が得られるまで反応を続け、2-t-ブトキシ-(3+n)-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸t-ブチルエステルを得て、
(c)該ブチルエステルにに高活性シリル置換試薬トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォン酸(TMSOTf)を加えて反応させる、
ことにより目的の光学活性2-t-ブチルオキシ-(3+n)-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸を得た。
The optically active 2-t-butyloxy- (3 + n)-(9-fluorenylmethoxy) carbonylaminocarboxylic acid having this S configuration or R configuration was newly synthesized by the following method.
Starting from optically active (3 + n) -amino-2-hydroxyalkylcarboxylic acid,
(a) The starting material is reacted with (9-fluorenylmethoxy) carbonyl succinimide in a mixture of water and 1,2-dimethoxyethane in the presence of a small amount of sodium bicarbonate to give optically active (3 + n)- [(9-Fluorenylmethoxy) carbonylamino] -2-hydroxyalkylcarboxylic acid was obtained,
(b) Suspend the alkyl carboxylic acid in dichloromethane, add excess isobutene at room temperature and continue the reaction until a clear solution is obtained, 2-t-butoxy- (3 + n)-(9-flux (Oleenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid t-butyl ester
(c) A highly active silyl substitution reagent, trimethylsilyl trifluoromethanesulfonic acid (TMSOTf), is added to the butyl ester and reacted.
This gave the desired optically active 2-t-butyloxy- (3 + n)-(9-fluorenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid.

光学活性2-t-ブチルオキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノ酪酸は、光学活性2-ヒドロキシ-4-アミノ酪酸を出発物質として同様に合成することができる。   Optically active 2-t-butyloxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid can be similarly synthesized using optically active 2-hydroxy-4-aminobutyric acid as a starting material.

これらのアミノアルキルカルボン酸を用いて、ポリアミド構造中にT塩基を認識する置換基を含む一般式(2)で表されるヘアピン型ポリアミドを得ることができる。
(式中、X及びYは、βアラニン、ジアミノアルキルカルボン酸、光学活性α,ωジアミノアルキルカルボン酸、光学活性αヒドロキシル-ωアミノアルキルカルボン酸の内から選ばれた互いに等しいかまたは互いに異なる置換基であり、Wは(CH2)r、βアラニン、ジアミノアルキルカルボン酸、光学活性α,ωアミノアルキルカルボン酸、光学活性αヒドロキシル-ωアミノアルキルカルボン酸の内から選ばれた置換基であり、p, q, r, s, tは自然数を表してそれぞれ独立であり、Zは末端ジアミノ基又はアルキル化反応部位を表す。)
なお、一般式(2)において、ピロール環の全部或いは一部はイミダゾール環に置き換えても良い。
By using these aminoalkyl carboxylic acids, a hairpin type polyamide represented by the general formula (2) containing a substituent that recognizes the T base in the polyamide structure can be obtained.
(In the formula, X and Y are substituents selected from the group consisting of β-alanine, diaminoalkylcarboxylic acid, optically active α, ωdiaminoalkylcarboxylic acid, and optically active αhydroxyl-ωaminoalkylcarboxylic acid. W is a substituent selected from (CH 2 ) r , β alanine, diaminoalkyl carboxylic acid, optically active α, ω aminoalkyl carboxylic acid, optically active α hydroxyl-ω aminoalkyl carboxylic acid. , P, q, r, s, and t are each independently a natural number, and Z represents a terminal diamino group or an alkylation reaction site.)
In general formula (2), all or part of the pyrrole ring may be replaced with an imidazole ring.

Zとしてアルキル化反応部位を用いれば、DNAの特定位置をアルキル化してそのDNAの発現を制御することができる。そのようなアルキル化反応部位の例としては、特許文献1に[化11]として記載されているDU-86残基や、同じ特許文献1に[化12]として記載されている1,2,9,9a-テトラヒドロシクロプロパ[e]ベンズ[e]インドール-4-オン残基が挙げられる。   If an alkylation reaction site is used as Z, expression of the DNA can be controlled by alkylating a specific position of the DNA. Examples of such alkylation reaction sites include the DU-86 residue described as [Chem. 11] in Patent Document 1, and the 1,2, 9,9a-tetrahydrocyclopropa [e] benz [e] indol-4-one residue.

上記の化合物(2)において、r=3, p=2, q=1, s=2, t=1であり、ピロール環を3環とイミダゾール環を3環含み、Wが(CH2)3であり、Zがプロピルジアミンカチオン基である下記構造式(3)で示されるヘアピン型ポリアミドを特に好適に用いることができる。
(式中、X及びYは、βアラニン、ジアミノ酪酸、光学活性α,γジアミノ酪酸、光学活性αヒドロキシル-γアミノ酪酸の内から選ばれた互いに等しいかまたは互いに異なる置換基である。)
In the above compound (2), r = 3, p = 2, q = 1, s = 2, t = 1, including three pyrrole rings and three imidazole rings, and W is (CH 2 ) 3 A hairpin type polyamide represented by the following structural formula (3) in which Z is a propyldiamine cation group can be particularly preferably used.
(In the formula, X and Y are substituents selected from β-alanine, diaminobutyric acid, optically active α, γdiaminobutyric acid, and optically active αhydroxyl-γaminobutyric acid, which are equal to or different from each other.)

上記の化合物(2)において、r=3, p=2, q=1, s=2, t=1であり、ピロール環を3環とイミダゾール環を3環含み、Wが光学活性α,γジアミノ酪酸、光学活性αヒドロキシル-γアミノ酪酸の内から選ばれた置換基であり、Zがプロピルジアミンカチオン基である下記構造式(4)で示されるヘアピン型ポリアミドをも特に好適に用いることができる。
(式中、X及びYは、βアラニン、ジアミノ酪酸、光学活性α,γジアミノ酪酸、光学活性αヒドロキシル-γアミノ酪酸の内から選ばれた互いに等しいかまたは互いに異なる置換基である。)
In the above compound (2), r = 3, p = 2, q = 1, s = 2, t = 1, including three pyrrole rings and three imidazole rings, and W is optically active α, γ A hairpin type polyamide represented by the following structural formula (4), which is a substituent selected from diaminobutyric acid and optically active α-hydroxyl-γ-aminobutyric acid, and Z is a propyldiamine cation group, is particularly preferably used. it can.
(In the formula, X and Y are substituents selected from β-alanine, diaminobutyric acid, optically active α, γdiaminobutyric acid, and optically active αhydroxyl-γaminobutyric acid, which are equal to or different from each other.)

これらのポリアミドはDNAを有効かつ安定に認識できる。特に、そのA-T塩基対又はT-A塩基対を認識することができる。   These polyamides can recognize DNA effectively and stably. In particular, the A-T base pair or the T-A base pair can be recognized.

上記の光学活性2-t-ブチルオキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノ酪酸の合成方法は、出発物質光学活性2-ヒドロキシ-4-アミノ酪酸の光学的性質を97%以上の精度で変化させないという特徴を有している。また、その収率も70%に近く、極めて優れている。   The above-mentioned method for synthesizing optically active 2-t-butyloxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid has an optical property of starting material optically active 2-hydroxy-4-aminobutyric acid with an accuracy of 97% or more. It has the characteristic that it is not changed by. Moreover, the yield is close to 70%, which is extremely excellent.

このα,γ置換アミノ酪酸残基は、ピロール-イミダゾール芳香環間に容易に組み込むことができ、T塩基を特異的に認識することができ、かつ柔軟性を有しているため、ポリアミドをヘアピン型DNAとより柔軟に結合させることができる。従ってこの残基を含むポリアミドは、公知のポリアミドと比較して特定の遺伝子をより強く認識し、その発現をより巧妙に制御することができる。   This α, γ-substituted aminobutyric acid residue can be easily incorporated between the pyrrole-imidazole aromatic ring, can specifically recognize the T base, and has flexibility, so that polyamide can be used as a hairpin. It can be combined more flexibly with type DNA. Therefore, the polyamide containing this residue can recognize a specific gene more strongly and control its expression more skillfully than known polyamides.

(略号)
以下の記載において、記載の簡明のために化合物名を略号で示す。略号1-12は図5に示されている12種のポリアミドを、略号25-28は図6に示されている4種のポリアミドを示す。略号13-17は図1に示されている各化合物を、略号19-24は図2に示されている各化合物を示す。
(Abbreviation)
In the following description, compound names are indicated by abbreviations for simplicity of description. The abbreviations 1-12 represent the 12 polyamides shown in FIG. 5, and the abbreviations 25-28 represent the 4 polyamides shown in FIG. The abbreviation 13-17 represents each compound shown in FIG. 1, and the abbreviation 19-24 represents each compound shown in FIG.

(モノマー合成)
保護基を付けた光学活性なモノマーγSO17a(S)及びγRO17b(R)は、次の方式により合成した。図1にその化学反応式を示す。
原料である(2S)-2-ヒドロキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルアミノ酪酸14aは、少量の重炭酸ソーダ存在下において水と1,2-ジメトキシエタンの混合液中で(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルサクシイミドと反応させ、対応する光学活性出発物質13aから合成した。生成したFmocで保護された2-ヒドロキシ酪酸14aはDCM(ジクロロメタン)中で懸濁させ、常温で過剰のイソブテンを加えた。反応は透明な溶液が得られるまで続け、(2s)-2-ブトキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノ酪酸15aを得た。15aからt-ブチルエステルを開裂させるには、高活性シリル置換試薬TMSOTf(トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォン酸)を用いて、非常に不安定な中間体16aをへて(2S)-2-tブトキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノ酪酸17aを得た。17bもこれと同様に合成できた。NMRで測定したこれらの化合物の光学異性純度は17aと17b共に97%以上であった。
(Monomer synthesis)
Optically active monomers γSO17a (S) and γRO17b (R) with protecting groups were synthesized by the following method. FIG. 1 shows the chemical reaction formula.
The raw material (2S) -2-hydroxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid 14a was prepared in the presence of a small amount of sodium bicarbonate in a mixture of water and 1,2-dimethoxyethane. Synthesized from the corresponding optically active starting material 13a by reacting with (olenylmethoxy) carbonyl succinimide. The produced Fmoc-protected 2-hydroxybutyric acid 14a was suspended in DCM (dichloromethane) and excess isobutene was added at room temperature. The reaction was continued until a clear solution was obtained to give (2s) -2-butoxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid 15a. To cleave t-butyl ester from 15a, a highly active silyl substitution reagent TMSOTf (trimethylsilyl trifluoromethane sulfonic acid) is used to cross (2S) -2-tbutoxy-4 -(9-Fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid 17a was obtained. 17b could be synthesized in the same way. The optical isomer purity of these compounds measured by NMR was 97% or more for both 17a and 17b.

化合物17a及び17bには、塩基に不安定なアミノ保護基Fmocと酸に不安定な水酸基保護基t-butylが共存するため、光学活性な17a及び17bの最適合成条件を得ることは困難であった。副反応やラセミ化を避け、光学活性な生成物を得るためには2つの重要なステップがある。その一は、t-ブチルエステルとエーテルの同時生成であり、その二は、t-ブチルエステルを対応するトリメチルシリルエステルに変えることである。t-ブチルによる水酸基の選択的保護と、光学活性ヒドロキシアミノ酸によるt-ブチルエステルの選択的脱プロトン化を成功させることによりこの合成法は可能となった。
この新しい合成法は全く知られていなかったものであり、これによりラセミ化を3%以下に抑え、最終生成物17a又は17bを69.5%又は67.2%の収量で得ることができた。
In compounds 17a and 17b, the base-labile amino protecting group Fmoc and the acid-labile hydroxyl protecting group t-butyl coexist, making it difficult to obtain optimal synthesis conditions for optically active 17a and 17b. It was. There are two important steps to avoid side reactions and racemization and to obtain optically active products. One is the simultaneous formation of t-butyl ester and ether, and the second is to convert t-butyl ester to the corresponding trimethylsilyl ester. This synthesis was made possible by the successful selective protection of hydroxyl groups by t-butyl and the selective deprotonation of t-butyl esters by optically active hydroxyamino acids.
This new synthesis method was not known at all, and thereby the racemization was suppressed to 3% or less, and the final product 17a or 17b could be obtained in a yield of 69.5% or 67.2%.

このモノマー製造方法は、アミノ酪酸に限定されることはなく、アミノカルボン酸一般に適用できる。   This monomer production method is not limited to aminobutyric acid and can be generally applied to aminocarboxylic acids.

(ポリアミドの合成)
α置換γブチル酸のT塩基認識力を調べるため、Fmoc-β-アラニンクリア酸樹脂と図2に示した8種のモノマー(17a, 17b, 19-24)を用いて、合成機械を用い、Fmoc固相合成法により16種のポリアミドを合成した。溶媒としてはDMF(N,N-ジメチルホルムアミド)、活性化剤としてはHATU(N-(ジメチルアミノ-1H-1,2,3トリアゾ[4,5-b]-ピリジノ-1-ylメチレン)-N-メチルメタンアミニウム-6-フルオロリン酸)を用いた。
(Polyamide synthesis)
In order to investigate the T base recognition ability of α-substituted γ-butyric acid, using Fmoc-β-alanine clear acid resin and 8 types of monomers (17a, 17b, 19-24) shown in FIG. Sixteen polyamides were synthesized by the Fmoc solid phase synthesis method. DMF (N, N-dimethylformamide) as solvent, HATU (N- (dimethylamino-1H-1,2,3triazo [4,5-b] -pyridino-1-ylmethylene)- N-methylmethanaminium-6-fluorophosphoric acid) was used.

Fmoc-Py酸19はDIEA(N,N-ジイソプロピルエチルアミン)存在下でHATUにより活性化し、60分程度反応させれば容易に合成カラム中の膨潤した樹脂18と結合する。芳香族モノマー20もこの方法で結合させることができる。修飾した、或いは修飾していない脂肪族モノマー17a,17b,21,22,23,24もHATUを用いて同様に結合することができる。脂肪族モノマー17a,17b,23,24について、t-ブチトキシ基かt-ブチトキシカルボニルアミノ基(NHBoc)かによる差は認められなかった。ポリアミドを高い収率で得るためには、モノマーとイミダゾールの結合及びイミダゾール自身の結合に際し、二重の結合サイクルが必須であった。   Fmoc-Py acid 19 is activated by HATU in the presence of DIEA (N, N-diisopropylethylamine), and is easily combined with swollen resin 18 in the synthesis column when reacted for about 60 minutes. Aromatic monomer 20 can also be coupled in this manner. Modified or unmodified aliphatic monomers 17a, 17b, 21, 22, 23, and 24 can be similarly bonded using HATU. Regarding aliphatic monomers 17a, 17b, 23, and 24, there was no difference depending on whether they were t-butoxy group or t-butoxycarbonylamino group (NHBoc). In order to obtain polyamide in a high yield, a double bond cycle was essential for the bond between the monomer and imidazole and the bond between the imidazole itself.

合成機械による固相合成の完了後、ポリアミドを樹脂1a-12aからDp(3-ジメチルアミノプロピルアミン)によるアミノ分解により分離し、目的のポリアミド1,2,3,4、t-ブチル保護ポリアミド5,6,7,8、Boc保護ポリアミド9,10,11,12(Boc:t-ブトキシカルボニル)を得た。酸素とt-ブチルの結合の開裂によるt-ブチトキシの脱離に際し、ラセミ化は起こらなかった。全ての合成ポリアミドの最終純度は98%以上であることが、HPLC、H-NMR及び質量分析の結果を組み合わせて確認された。   After the solid phase synthesis by the synthesis machine is completed, the polyamide is separated from the resin 1a-12a by aminolysis with Dp (3-dimethylaminopropylamine) and the desired polyamide 1,2,3,4, t-butyl protected polyamide 5 , 6,7,8, Boc-protected polyamide 9,10,11,12 (Boc: t-butoxycarbonyl). Racemization did not occur during the elimination of t-butoxy by cleavage of the bond between oxygen and t-butyl. It was confirmed that the final purity of all synthetic polyamides was 98% or higher by combining the results of HPLC, H-NMR and mass spectrometry.

一般式(2)においてWが(CH2)r、βアラニン、ジアミノアルキルカルボン酸、光学活性α,ωアミノアルキルカルボン酸、光学活性αヒドロキシル-ωアミノアルキルカルボン酸のいずれかであるポリアミドも、上記と同様に合成でき、同様に純度を確認できる。 A polyamide in which W is any one of (CH 2 ) r , β alanine, diaminoalkyl carboxylic acid, optically active α, ω aminoalkyl carboxylic acid, optically active αhydroxyl-ω aminoalkyl carboxylic acid in the general formula (2), It can be synthesized in the same manner as above and the purity can be confirmed in the same manner.

(表面プラズモン共鳴法による試験)
ストレプトアビジンで機能化されたバイアコアセンサチップ上に非共有結合的に結合され、ビオチン化された34塩基からなるオリゴ核酸(5'-biotin-GGCCGATGN'GCATGCTATAGCATGCNCATCGGCC-3':N・N'は、T・A, A・T, C・G, G・Cのいずれかを表す。)を用いて、DNAへのポリアミドの結合の動的及び熱力学的性質を結合力、選択性及び立体特性の観点から表面プラズモン共鳴法で調べた。結果を図4に示す。このオリゴ核酸は、図3(a)又は(b)で示すように、T塩基選択的な認識部位を持つポリアミドとの結合部位を持ち、2点で固着されたヘアピン型DNAを形成する。
(Surface plasmon resonance test)
34-base oligonucleic acid (5'-biotin-GGCCGATG N 'GCATGCTATAGCATGC N CATCGGCC-3': N · N) noncovalently bonded to a Biacore sensor chip functionalized with streptavidin 'Represents any one of T · A, A · T, C · G, and G · C.) And the dynamic and thermodynamic properties of the binding of polyamide to DNA The surface plasmon resonance method was used from the viewpoint of steric properties. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 3 (a) or (b), this oligonucleic acid has a binding site with a polyamide having a T-base selective recognition site, and forms a hairpin type DNA fixed at two points.

図3において、X/Yは脂肪族モノマーペアであって、β/β, β/γ, γ/β, γ/γ, β/γSO, β/γRO, γSO/β, γRO/β, β/γSN, β/γRN, γSN/β, γRN/βのいずれかを表す。N・N'は、T・A, A・T, C・G, G・Cのいずれかを表す。●はImを、○はPyを、βはβアラニン残基を、Dpは3-ジメチルアミノプロピルアミドを、⊂は2つのサブユニットを繋ぐγアミノ酪酸残基を、Acはアセチルを、表す。   In FIG. 3, X / Y is an aliphatic monomer pair, and β / β, β / γ, γ / β, γ / γ, β / γSO, β / γRO, γSO / β, γRO / β, β / It represents either γSN, β / γRN, γSN / β, or γRN / β. N · N ′ represents one of T · A, A · T, C · G, and G · C. ● represents Im, ○ represents Py, β represents a β-alanine residue, Dp represents 3-dimethylaminopropylamide, ⊂ represents a γ-aminobutyric acid residue connecting two subunits, and Ac represents acetyl.

図4において、各実験は3回繰り返され、1:1相互作用モデルに適合させた。全ての実験は、HBS-EP緩衝溶液を用い、センサチップ上同一量のDNAを用いて行った。
A:β/βペアを持つポリアミド1とA・T塩基対とのペア。濃度は、3.75×10-8M(最低カーブ)から2.00×10-7M(最高カーブ)。B:β/SγαOHペアを持つポリアミド5とA・T塩基対とのペア。濃度は、2.00×10-8M(最低カーブ)から5.00×10-7M(最高カーブ)。C:β/SγαOHペアを持つポリアミド5とT・A塩基対とのペア。濃度は、1.00×10-8M(最低カーブ)から1.00×10-7M(最高カーブ)。D:β/SγαNH2ペアを持つポリアミド9とA・T塩基対とのペア。濃度は、1.00×10-8M(最低カーブ)から5.00×10-7M(最高カーブ)。E:β/SγαNH2ペアを持つポリアミド9とT・A塩基対とのペア。濃度は、1.50×10-7M(最低カーブ)から1.25×10-6M(最高カーブ)。
In FIG. 4, each experiment was repeated three times to fit a 1: 1 interaction model. All experiments were performed with the same amount of DNA on the sensor chip using HBS-EP buffer solution.
A: Pair of polyamide 1 having β / β pair and A · T base pair. Concentrations range from 3.75 x 10 -8 M (lowest curve) to 2.00 x 10 -7 M (highest curve). B: Pair of polyamide 5 having β / S γ α OH pair and A · T base pair. Concentrations range from 2.00 x 10 -8 M (lowest curve) to 5.00 x 10 -7 M (highest curve). C: A pair of polyamide 5 having a β / S γ α OH pair and a T / A base pair. Concentrations range from 1.00 × 10 −8 M (lowest curve) to 1.00 × 10 −7 M (highest curve). D: Pair of polyamide 9 having β / S γ α NH2 pair and A · T base pair. Concentrations range from 1.00 × 10 −8 M (lowest curve) to 5.00 × 10 −7 M (highest curve). E: Pair of polyamide 9 having β / S γ α NH2 pair and T / A base pair. Concentrations range from 1.50 x 10 -7 M (lowest curve) to 1.25 x 10 -6 M (highest curve).

ポリアミド1-12の表面プラズモン共鳴の測定は、バイアコアX装置とSAセンサチップを用いHBS-EP緩衝液(0.01M HEPES, pH 7.4, 0.15M NaCl, 3mM EDTA, 0.005% 界面活性剤P20)に0.1%の中でDMSO(ジメチルスルホキサイド)を加えた溶液中で、25℃で行った。解離平衡定数(KD, M)は、図4に示すように、得られたセンサ図形を、機能化されたγモノマー/βとT・A, A・T, G・C, C・Gの4つの塩基対との結合の親和性と特異性を明らかにする理論モデルに適合させて求めた。KDから標準自由エネルギー変化(△G0 kcal/mol)をも求めた。 The surface plasmon resonance of polyamide 1-12 was measured with 0.1% HBS-EP buffer (0.01M HEPES, pH 7.4, 0.15M NaCl, 3mM EDTA, 0.005% Surfactant P20) using Biacore X instrument and SA sensor chip. In a solution with DMSO (dimethyl sulfoxide) added at 25 ° C. As shown in Fig. 4, the dissociation equilibrium constant (K D , M) is calculated from functionalized γ monomer / β and T · A, A · T, G · C, C · G. It was determined by fitting to a theoretical model that reveals the affinity and specificity of binding to four base pairs. Standard free energy changes from K D (△ G 0 kcal / mol) was determined also.

合理的で正確な結合定数を求めるために、各ポリアミノについていろいろな濃度で表面プラズモン共鳴測定を行った。ヘアピンDNAに結合するポリアミドの量的関係は、一つの結合座に1分子のポリアミドが結合したときの最大応答RUmaxを飽和時の応答RUと比較して決定した。1座モデルでは
RUmax = (RUDNA/MWDNA)×MWpolyamide×RII
となる。ここに、RUDNAはセンサチップ上に固定されたヘアピンDNAの量、MWはポリアミドとヘアピンDNAの分子量、そしてRIIは化合物の屈折率増加分とDNAの屈折率の比である。RIIは、1.25から1.40の値をとる。
In order to obtain reasonable and accurate binding constants, surface plasmon resonance measurements were performed at various concentrations for each polyamino. The quantitative relationship of the polyamide binding to the hairpin DNA was determined by comparing the maximum response RUmax when one molecule of polyamide was bound to one binding locus with the response RU at saturation. In the single seat model
RUmax = (RU DNA / MW DNA ) × MW polyamide × RII
It becomes. Here, RU DNA is the amount of hairpin DNA immobilized on the sensor chip, MW is the molecular weight of polyamide and hairpin DNA, and RII is the ratio of the refractive index increase of the compound to the refractive index of DNA. RII takes a value from 1.25 to 1.40.

(水酸基の立体化学の認識と結合の立体化学への効果)
DNAマイナーグルーブにあるT・A, A・T, G・C, C・G塩基対とペアを作る脂肪族モノマーを含有するポリアミド1-12,25-28の認識力を評価するため、その結合特性を表面プラズモン共鳴法で調べた。ペア作成モデルを図3に、結果を図4、図5及び図6に示す。
図5及び図6において実験誤差は10%より小さい。選択性はKD(T・A)/KD(A・T)として定義した。
以下のDNAの塩基配列式において、下線部はポリアミドの結合位置を示す。
(Recognition of stereochemistry of hydroxyl group and effect of bond on stereochemistry)
To assess the cognition of polyamides 1-12 and 25-28 containing aliphatic monomers that pair with T • A, A • T, G • C, C • G base pairs in the DNA minor groove The characteristics were investigated by surface plasmon resonance method. The pair creation model is shown in FIG. 3, and the results are shown in FIGS.
5 and 6, the experimental error is less than 10%. Selectivity was defined as K D (T · A) / K D (A · T).
In the following DNA base sequence formula, the underlined portion indicates the binding position of the polyamide.

調べた全てのポリアミドにおいて、5'-TGCNCA-3'(N=C,G)とは低濃度では結合しないが、高濃度では大きな非選択的な結合があることに注意すべきであろう。その結果正確な解離平衡定数を求めることができなかった。非置換脂肪族アミノ酸ペアをもつポリアミド1-4はついては、本実験条件において5'-TGCNCA-3'/3'-ACGN'GT-5'(N・N'=T・A及びA・T)との選択性は見られなかった。
しかし、ポリアミド2及び3のようにγアミノ酪酸(以下γと略記する。図3(a)において同じ。)を導入してβアラニン(以下βと略記する)とペアを作らせると、1のβ/βのペアと比較して、A-T塩基対への結合性が35倍及び4.7倍減少し、T-A塩基対への結合性が30倍及び4.5倍減少することが見つかったのは注意すべきである。
さらに2つのβを2つのγで置換したポリアミド4においては、5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'との結合性が846倍、5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'との結合性が724倍減少する。これらの測定結果から、βの代わりに一つのγを入れてA-T塩基対及びT-A塩基対を認識させると、結合親和性は減少するが、大きい減少ではないことが分かる。
It should be noted that in all the polyamides examined, 5′-TGC N CA-3 ′ (N = C, G) does not bind at low concentrations, but has high non-selective binding at high concentrations. Let's go. As a result, an accurate dissociation equilibrium constant could not be obtained. For polyamides 1-4 with unsubstituted aliphatic amino acid pairs, 5'-TGC N CA-3 '/ 3'-ACG N ' GT-5 '(N ・ N' = T ・ A and A・ Selectivity with T) was not observed.
However, when γ-aminobutyric acid (hereinafter abbreviated as γ, the same as in FIG. 3 (a)) is introduced as in polyamides 2 and 3 to form a pair with β-alanine (hereinafter abbreviated as β), Note that it was found that binding to AT base pairs was reduced 35-fold and 4.7-fold and binding to TA base pairs was reduced 30-fold and 4.5-fold compared to the β / β pair. It is.
Furthermore, in polyamide 4 in which two βs are substituted with two γs, the binding property to 5′-TGC A CA-3 ′ / 3′-ACG T GT-5 ′ is 846 times greater, and 5′-TGC T CA- Binding with 3 '/ 3'-ACG A GT-5' is reduced by 724 times. From these measurement results, it can be seen that when one γ is inserted instead of β to recognize an AT base pair and a TA base pair, the binding affinity is decreased, but not a large decrease.

β/γSOを有するポリアミド5は、図5に示されるように5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'(N・N'=T・A)より5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'(N・N'=A・T)との結合性が19倍大きい。脂肪族モノマーを持つポリアミド、例えばポリアミド5及び7におけるβ/γSOとγSO/β、の結合親和性をポリアミド5-12について比較すると次のことが分かる。α-ヒドロキシ-/アミノ置換γモノマーは、OH/NH2とTのO2の間の水素結合によりT塩基やA塩基を認識することができないが、しかし多分同時に2つの塩基すなわち5'-TG-3'を、OH/NH2とT塩基に隣接した3'-G塩基のN3との間の強い水素結合を通して認識している(図5)。 As shown in FIG. 5, polyamide 5 having β / γSO is 5′-TGC from 5′-TGC T CA-3 ′ / 3′-ACG A GT-5 ′ (N · N ′ = T · A). A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' (N · N '= A · T) is 19 times greater. Comparison of the binding affinity of β / γSO and γSO / β in polyamides with aliphatic monomers, such as polyamides 5 and 7, for polyamide 5-12 reveals the following. α-Hydroxy- / amino substituted γ monomers cannot recognize T and A bases due to the hydrogen bond between OH / NH 2 and O 2 of T, but perhaps two bases at the same time, namely 5'-TG- 3 ′ is recognized through a strong hydrogen bond between OH / NH 2 and N3 of the 3′-G base adjacent to the T base (FIG. 5).

さらに、γモノマーのヒドロキシ置換基がα位置にあることは、T塩基に隣接する3'ターミナルグアニンのN3とこのOH基との間に今一つの水素結合があることを予想させる。このことは、ポリアミド5と5'-TGCNCA-3'/3'-ACGN'GT-5'(N・N'=T・A及びA・T)との結合選択性の理由であろう(図7)。また、γ残基のα位置のプロトンとグアニンのデオキシリポーズのH1'及び/又はH4'との間にはファンデルワールス力が働いている。これらを合わせて考えると、結合親和性及び選択性は隣の塩基と直接関係づけられることを暗示している。この場合、一つのβ/γSOペアを有するポリアミド5と5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'とが結合するとき、A塩基による大きな立体障害が、3'ターミナルグアニンのN3と水酸基との間の付加的な水素結合を弱め、より弱い親和性に導く。それゆえに、認識に際し、現実にはモノマーγSOが一つの5'-TG-3'を判別する。 Furthermore, the fact that the hydroxy substituent of the γ monomer is in the α position predicts that there is another hydrogen bond between N3 of the 3 ′ terminal guanine adjacent to the T base and this OH group. This is the reason for the bond selectivity between polyamide 5 and 5'-TGC N CA-3 '/ 3'-ACG N ' GT-5 '(N ・ N' = T ・ A and A ・ T). Wax (Figure 7). In addition, van der Waals force acts between the proton at the α position of the γ residue and H1 ′ and / or H4 ′ of the deoxyrepose of guanine. Taken together, this implies that binding affinity and selectivity are directly related to the neighboring base. In this case, when polyamide 5 having one β / γSO pair and 5′-TGC T CA-3 ′ / 3′-ACG A GT-5 ′ are combined, a large steric hindrance by the A base is caused by the 3 ′ terminal. It weakens the additional hydrogen bond between N3 and hydroxyl group of guanine, leading to weaker affinity. Therefore, in recognition, the monomer γSO actually distinguishes one 5′-TG-3 ′.

図7はβ/γSOペアを持つポリアミド5とDNA(5'-GCATGCA/TCATCG-3'/5'-CGATGA/TGCATGC-3')との相互作用の分子モデルを示している。
(a)ポリアミド5と5'-GCATGCACATCG-3'/5'-CGATGTGCATGC-3'シーケンスとの1:1錯体の分子モデル。エネルギー最小法の計算で求めた。ポリアミドが太線で示されている。
(b)ポリアミド5とA・T塩基対の分子モデルの部分拡大図。(c)(b)において、水素結合を示した図。(d)ポリアミド5とT・A塩基対の分子モデルの部分拡大図。(e)(d)において、水素結合を示した図。
FIG. 7 shows a molecular model of the interaction between polyamide 5 having a β / γSO pair and DNA (5′-GCATGC A / T CATCG-3 ′ / 5′-CGATG A / T GCATGC-3 ′).
(a) Molecular model of 1: 1 complex of polyamide 5 and 5′-GCATGC A CATCG-3 ′ / 5′-CGATG T GCATGC-3 ′ sequence. Obtained by calculation of the energy minimum method. Polyamide is shown in bold lines.
(b) Partial enlarged view of a molecular model of polyamide 5 and A · T base pairs. (c) The figure which showed the hydrogen bond in (b). (d) Partial enlarged view of a molecular model of polyamide 5 and T / A base pairs. (e) The figure which showed the hydrogen bond in (d).

ポリアミド間の結合の違いを定量的に明確にするために、表面プラズモン共鳴の結果(図5)から錯体生成の熱力学パラメータである標準自由エネルギー変化(△G0)を求めた。5とA・T塩基対を有するシークエンスとの結合は、T・A塩基対を有するシークエンスとの結合より約2kcal/molだけ安定である。5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'シークエンスとの結合がより安定なのは、5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'シークエンスとの結合と比較して解離速度がより遅いことと関係づけられる(図4B、4C)。ポリアミド5と5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'の錯体の解離速度がより遅いのは、OH基とGのN3との間の水素結合が強くて開裂し難いことに基づいており、DNAマイナーグルーブでの水分子の放出や取り込みに関係していよう。 In order to clarify the difference in bonding between polyamides quantitatively, the standard free energy change (ΔG 0 ), which is a thermodynamic parameter for complex formation, was determined from the results of surface plasmon resonance (FIG. 5). The binding between 5 and a sequence having A · T base pairs is more stable by about 2 kcal / mol than the binding with a sequence having T · A base pairs. The more stable binding with the 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' sequence is the reason why the 5'-TGC T CA-3 '/ 3'-ACG A GT-5' sequence is more stable. This is associated with a slower dissociation rate compared to binding (FIGS. 4B, 4C). The dissociation rate of the complex of polyamide 5 and 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' is slower because the hydrogen bond between the OH group and N of G is strong. Based on difficulties, it may be related to the release and uptake of water molecules in the DNA minor groove.

一方、γROモノマーを有するポリアミド6の5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'と5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'とに対する認識を比較すると、わずか4.8倍しか選択性が増加しなかった(図5並びに図4A及びB)。5のγSOを同じ位置でγROに置き換えた6において、5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'(N・N=T・A)及び5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'に対する結合が不安定となった。特に、γROがTと対向するときは、親和性が4.3倍低下した。これは、(R)α水酸基はB-DNAのマイナーグルーブの壁方向を向いていて壁と立体的にぶつかり系を不安定化するのに対し、(S)α水酸基はより好ましい立体的配向をとるので結合親和性が増加するものとして説明できる。 On the other hand, for polyamide 6 with γRO monomer, 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' and 5'-TGC T CA-3 '/ 3'-ACG A GT-5' When comparing recognition, the selectivity increased only 4.8-fold (Figure 5 and Figures 4A and B). In 6 in which γSO of 5 was replaced with γRO at the same position, 5′-TGC A CA-3 ′ / 3′-ACG T GT-5 ′ (N ・ N = T ・ A) and 5′-TGC T CA- The bond to 3 '/ 3'-ACG A GT-5' became unstable. In particular, when γRO was opposed to T, the affinity decreased 4.3 times. This is because the (R) α hydroxyl group faces the wall direction of the minor groove of B-DNA and sterically collides with the wall, while the (S) α hydroxyl group has a more favorable steric orientation. Therefore, it can be explained that the binding affinity increases.

逆に、ポリアミド7と8はそれぞれγSO/βとγRO/βペアを有し、5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'及び5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'に殆ど選択性なく結合する。しかし、その結合の親和性は、対応するβ/γSOペアを持つポリアミド5やβ/γROペアを持つポリアミド6と比較するとより大きい。このことは水酸基を持つγモノマーと側面にある塩基との間のファンデルワールス力が、選択性に重要な寄与をしていることを暗示している。 Conversely, polyamides 7 and 8 have γSO / β and γRO / β pairs, respectively, 5′-TGC A CA-3 ′ / 3′-ACG T GT-5 ′ and 5′-TGC T CA-3 ′. / 3'-ACG A GT-5 'binds with little selectivity. However, the binding affinity is greater compared to polyamide 5 with the corresponding β / γSO pair and polyamide 6 with the β / γRO pair. This implies that the van der Waals force between the γ monomer having a hydroxyl group and the base on the side makes an important contribution to the selectivity.

さらに、置換γ基を持つポリアミド5-12は不安定であるため、β/βペアを持つポリアミド1に比較して、5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'及び5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'シークエンスをより明確に認識する。しかし、ポリアミド1と比較して、あるポリアミドは不安定化するが、他のものはそうではない(図5)。このことは、ポリアミドのDNAのシークエンス選択的認識での選択性は、結合の親和性を犠牲にして増加するとして説明できそうである。 Furthermore, because polyamide 5-12 with substituted γ groups is unstable, 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' compared to polyamide 1 with β / β pair And 5'-TGC T CA-3 '/ 3'-ACG A GT-5' sequence more clearly recognized. However, compared to polyamide 1, some polyamides are destabilized while others are not (FIG. 5). This seems likely to be explained as the selectivity in the sequence selective recognition of polyamide DNA increases at the expense of binding affinity.

以上の結果は、G・C塩基対とC・G塩基対の認識を除き、全てポリアミドとDNAの1:1の相互作用モデルに適合している。高濃度のポリアミドを使用したにもかかわらず、ポリアミドとヘアピンDNAとの2:1結合の例は確認できなかった。   The above results are all compatible with the 1: 1 interaction model of polyamide and DNA, except for the recognition of G · C base pairs and C · G base pairs. Despite the use of high concentrations of polyamide, no example of 2: 1 binding between polyamide and hairpin DNA could be confirmed.

ヘアピン部にγRO、γSO、γRN、γSNを有するポリアミド25-28も、ポリアミド1-12と同様にDNAのマイナーグルーブに結合してDNAを認識できることが図6に示されている。   It is shown in FIG. 6 that polyamide 25-28 having γRO, γSO, γRN, and γSN in the hairpin portion can recognize DNA by binding to the minor groove of DNA in the same manner as polyamide 1-12.

(アミノ置換基の結合への効果)
β/γSNペアを持つポリアミド9は、5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'より5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'シークエンスに9.6倍より強く結合する。これに対し、β/γRNペアを持つ10は、5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'シークエンスに2.3倍より強く結合する(図5)。この選択性の差は、Sアミノ基とRアミノ基の結合の配向の差が認識能の差をもたらしているとして説明できる。さらに、図4Dと図4Eに示されている表面プラズモン共鳴の結果より、9とT・Aシークエンスの錯体の解離が速いことは、A・T及びT・A塩基対を持つシークエンス間の結合親和性の差に帰すことができる。同様に、図5に示されているように、△G値は、ポリアミド9がT・A塩基対よりA・T塩基対に結合しやすいことと対応している。
(Effects on binding of amino substituents)
Polyamide 9 with β / γSN pair is 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' sequence from 5'-TGC T CA-3 '/ 3'-ACG A GT-5' To 9.6 times stronger. In contrast, 10 with a β / γRN pair binds more than 2.3 times to the 5′-TGC A CA-3 ′ / 3′-ACG T GT-5 ′ sequence (FIG. 5). This difference in selectivity can be explained by the fact that the difference in the orientation of the bond between the S amino group and the R amino group results in a difference in recognition ability. Furthermore, from the results of surface plasmon resonance shown in Fig. 4D and Fig. 4E, the rapid dissociation of 9 and the T • A sequence complex indicates that the binding affinity between sequences with A • T and T • A base pairs. It can be attributed to gender differences. Similarly, as shown in FIG. 5, the ΔG value corresponds to that polyamide 9 is more likely to bind to A · T base pairs than to T · A base pairs.

同様に、γSN/βを持つ11とγRN/βを持つ12とA・T及びT・A塩基対との間の結合親和力が殆ど等しいことも見いだされた。しかし、その結合安定性はγSN/βを持つ9やγRN/βを持つ10よりも大きかった。さらに、β/γSOを持つポリアミド5は、β/γSNを持つ9より5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'や5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'により高い結合親和性を有しており、特に、T塩基側にγSOモノマーがあるときは約4.6倍の増加を示す。この差は、(S)αヒドロキシはプロトン化された(S)αアミノよりグアニンのN3とより強い水素結合を作ること、及び大きなプロトン化されたアミノはマイナーグルーブと立体的にぶつかり、若しくはDNAのマイナーグルーブに大きな歪を引き起こすためとして説明できる。要するに、水素結合能力は重要なファクターではあるが、DNAのマイナーグルーブやヘアピンポリアミドの表面の複雑さやファンデルワールス相互作用も、ポリアミドのDNAマイナーグルーブ認識に役割を果たしている。 Similarly, the binding affinities between 11 with γSN / β and 12 with γRN / β and A · T and T · A base pairs were also found to be nearly equal. However, its binding stability was greater than 9 with γSN / β and 10 with γRN / β. Furthermore, polyamide 5 with β / γSO is 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T GT-5' or 5'-TGC T CA-3 '/ 3' than 9 with β / γSN. -ACG A GT-5 'has a higher binding affinity, particularly when there is a γSO monomer on the T base side, showing an increase of about 4.6 times. The difference is that (S) α-hydroxy forms a stronger hydrogen bond with N3 of guanine than protonated (S) α-amino, and large protonated amino collides sterically with minor grooves, or DNA This can be explained as causing a large distortion in the minor groove. In short, hydrogen bonding ability is an important factor, but DNA minor grooves, surface complexity of hairpin polyamides and van der Waals interactions also play a role in polyamide minor groove recognition.

(分子モデル)
ポリアミド5がT・A塩基対よりA・T塩基対に選択的にかつより強く結合しやすい機構は、5-DNA錯体の分子モデルをエネルギー最小法により求めてみるとはっきりする。結果を図7に示す。図7aに示されているように、ヘアピンポリイミド5は、DNAマイナーグルーブ内にA・T塩基対を持つ5'-GCATGCACATGC-3'/5'-CGATGTGCATGC-3'シーケンスと逆平行になってうまくはまりこみ、認識されるべき塩基と密接なコンタクトをとることが示されている。また、図7bと図7dとには、γモノマーのαヒドロキシが3'-GのN3に近く、γ残基とG塩基が互いに近くよくマッチしているのでOH基とGのN3との間に水素結合が生じていることを示している。5がA・T及びT・A塩基対を認識しているとき、この水素結合の長さはそれぞれ2.53Åと4.11Åであった(図7(C),(D)参照)。
(Molecular model)
The mechanism by which polyamide 5 binds selectively and stronger to A / T base pairs than T / A base pairs is clear when molecular models of 5-DNA complexes are determined by the energy minimum method. The results are shown in FIG. As shown in Figure 7a, hairpin polyimide 5 is antiparallel to the 5'-GCATGC A CATGC-3 '/ 5'-CGATG T GCATGC-3' sequence with A / T base pairs in the DNA minor groove. It has been shown that it fits well and is in close contact with the base to be recognized. 7b and 7d show that the α-hydroxy of the γ monomer is close to N3 of 3'-G, and the γ residue and G base are closely matched to each other. Shows that hydrogen bonds are formed. When 5 recognizes A · T and T · A base pairs, the length of this hydrogen bond was 2.53 and 4.11 respectively (see FIGS. 7C and 7D).

しかし図7dに示されているように、5-T・A錯体の場合、A塩基の大きな立体構造は、γモノマーをマイナーグルーブの底から押しやり、5-A・T錯体に見られる(図7b)ような強い水素結合の生成を妨げ、ポリアミドモノマーとDNA塩基との間の好ましい芳香環の重なりに影響を及ぼしている。これらの効果の結果、5とT・A錯体の結合親和性はより弱くなっている。結論として、分子モデルは表面プラズモン共鳴の結果とよく一致しており、熱力学的に得られた結果を分子レベルで根拠づけている。   However, as shown in Figure 7d, in the case of the 5-T complex, a large three-dimensional structure of the A base is seen in the 5-A complex, pushing the γ monomer from the bottom of the minor groove (Fig. 7b) prevents the formation of strong hydrogen bonds and affects the preferred aromatic ring overlap between the polyamide monomer and the DNA base. As a result of these effects, the binding affinity between 5 and the T • A complex is weaker. In conclusion, the molecular model is in good agreement with the surface plasmon resonance results, and the results obtained thermodynamically are based on the molecular level.

結論として、異なる脂肪族モノマーペア(β/β, β/γ, γ/β, γ/γ, β/γSO, β/γRO, γSO/β, γRO/β, β/γSN, β/γRN, γSN/β, γRN/β)を有する12の新しいポリアミドを設計し合成し、それらのヘアピンDNAに対する結合の動力学的性質を表面プラズモン共鳴法で調べた。重要なことは、ポリアミドのγアミノ酪酸基のα置換基の立体構造は、非修飾βアラニン又はγアミノ酪酸と比較してDNAシーケンスとの結合性に影響を与えることが分かったことである。さらに重要なことは、β/γSOペアを持つポリアミドは、5'-TGCTCA-3'/3'-ACGAGT-5'より5'-TGCACA-3'/3'-ACGTGT-5'に対し19倍大きな選択性をもってより強く結合する一方、β/γSNを持つポリアミドはこれらの序列に対し9.6倍の選択性をもって結合することである。 In conclusion, different aliphatic monomer pairs (β / β, β / γ, γ / β, γ / γ, β / γSO, β / γRO, γSO / β, γRO / β, β / γSN, β / γRN, γSN Twelve new polyamides with / β, γRN / β) were designed and synthesized, and the kinetic properties of their binding to hairpin DNA were investigated by surface plasmon resonance. Importantly, the three-dimensional structure of the α-substituent of the γ-aminobutyric acid group of the polyamide has been found to affect the binding to the DNA sequence compared to unmodified β-alanine or γ-aminobutyric acid. More importantly, polyamides with β / γSO pairs are 5'-TGC A CA-3 '/ 3'-ACG T than 5'-TGC T CA-3' / 3'-ACG A GT-5 '. Polyamides with β / γSN bind to TG-5 'with a selectivity of 19 times greater, while polyamides with β / γSN bind to these sequences with a selectivity of 9.6 times.

DNAマイナーグルーブにおいてα置換γアミノ酪酸をもつヘアピンポリアミドによる認識は、γアミノ酪酸のα位置の置換基の側面にある塩基、立体構造、立体的大きさ、電子的及び水素結合能といった分子環境に大きな影響を受ける。表面プラズモン共鳴と分子モデルの結果を合わせると、αヒドロキシ修飾されたγアミノ酪酸はポリアミド構造の柔軟性に富んだサブユニットであるのみならず、ヘアピンポリアミドにおいて5'-TG-3'を認識するユニットであることを示している。   The recognition by hairpin polyamides with α-substituted γ-aminobutyric acid in the DNA minor groove is in the molecular environment such as the base on the side of the substituent at the α-position of γ-aminobutyric acid, the three-dimensional structure, the three-dimensional size, the electronic and hydrogen bonding ability. It is greatly affected. Combined with surface plasmon resonance and molecular model results, α-hydroxy modified γ-aminobutyric acid is not only a flexible subunit of polyamide structure, but also recognizes 5'-TG-3 'in hairpin polyamides Indicates a unit.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited at all by these Examples.

(実験条件一般)
H NMRスペクトルは、JEOL JNM-FX400超伝導NMR分光器により400MHzで測定した。この時、化学シフトは溶媒を基準にppm単位で、結合定数はヘルツ単位で示す。以下に示すNMRの結果において、sは1本線(singlet)を、dは2本線(doublet)を、tは3本線(triplet)を、qは4本線(qluartet)を、mは多重線(multiplet)を、brは幅広い線(broad)を示す。また、Hに引かれた下線は、複数の水素原子の内その水素原子の信号に帰属できることを示す。
(General experimental conditions)
1 H NMR spectra were measured at 400 MHz with a JEOL JNM-FX400 superconducting NMR spectrometer. At this time, the chemical shift is expressed in ppm based on the solvent, and the coupling constant is expressed in hertz. In the NMR results shown below, s is a single line, d is a double line, t is a triple line, q is a four line (qluartet), and m is a multiplet. ), Br indicates a broad line. Moreover, the underline drawn by H shows that it can belong to the signal of the hydrogen atom among several hydrogen atoms.

紫外可視吸収スペクトルは、ベックマンのCoulter DU650型ダイオードアレイ分光光度計でバッファ溶液を用いて測定した。
MALDI-TOFスペクトルはブルカーダルトニクスのBioTOF II質量分析計で、ESI-質量スペクトルはアプライドバイオシステムズのAPI 165質量分析計で測定した。
The UV-visible absorption spectrum was measured using a buffer solution with a Beckman Coulter DU650 type diode array spectrophotometer.
MALDI-TOF spectra were measured with a Bruker Daltonics BioTOF II mass spectrometer and ESI-mass spectra were measured with an Applied Biosystems API 165 mass spectrometer.

薄層クロマトグラフ(TLC)は60F254(メルク)シリカゲルで覆ったガラス板上で、カラムクロマトグラフはシリカゲル60(63-200μm)を用いて行った。紫外光照射又はニンヒドリンスプレーにより可視化した。
高速液体クロマトグラフ(HPLC)は、東ソー株式会社のCCP & 8020シリーズシステムを用いた。分析には、150×10mmのChemco Pak Chemocoband 5-ODS-H逆相カラムを用い、溶媒には0.1%の酢酸を含む水とアセトニトリルの混合液を用い、流速は毎分3.0mLとし、254nmで検出した。合成用には、150×20mmのYMC-Pack R&D ODS DOD-5-ST S-5逆相カラムを用い、溶媒には0.1%の酢酸を含む水とアセトニトリルの混合液を用い、流速は毎分6.0mLとし、254nm若しくは350nmで検出した。分取した成分は、ESI又はTOF質量分析器により分析した。
Thin layer chromatography (TLC) was performed on a glass plate covered with 60F254 (Merck) silica gel, and column chromatography was performed using silica gel 60 (63-200 μm). Visualization was by ultraviolet light irradiation or ninhydrin spray.
For high performance liquid chromatograph (HPLC), Tosoh Corporation CCP & 8020 series system was used. For the analysis, a 150 x 10 mm Chemco Pak Chemocoband 5-ODS-H reverse phase column was used, a solvent mixture of water and acetonitrile containing 0.1% acetic acid was used, and the flow rate was 3.0 mL per minute, at 254 nm. Detected. For synthesis, a 150 x 20 mm YMC-Pack R & D ODS DOD-5-ST S-5 reverse phase column was used, and a solvent mixture of water and acetonitrile containing 0.1% acetic acid was used, and the flow rate was 1 min. 6.0 mL and detected at 254 nm or 350 nm. The fractionated components were analyzed by ESI or TOF mass analyzer.

バイアコア試験は、Biacore X systemを用いて行い、BIA評価4.1版でデータ解析を行った。純水は、ミリポアのMilliQ純水製造装置より18MΩの純水を得て用いた。バイアコア試験の水はさらに0.3μmで濾過し、脱ガスして用いた。   The Biacore test was performed using the Biacore X system, and data analysis was performed using BIA evaluation version 4.1. As pure water, 18 MΩ pure water was obtained from Millipore MilliQ pure water production equipment. The Biacore test water was further filtered at 0.3 μm and degassed before use.

ヘアピンDNAはProligoより得て、精製することなく用いた。HBS-EP緩衝液とセンサチップはバイアコアAB(スウェーデン)から購入した。クリア樹脂、光学活性(S)及び(R)-α-t-ブトキシカルボニルアミノ-γ-(9-フルオレニルメトキシ)-カルボニルアミノ酪酸はペプチド国際(Peptides International)から購入した。Fmoc-ImCOOH、Fmoc-PyCOOH、DMF、DMSO、ピペリジン、ピリジンはWakoから、Fmoc-β-Ala-OH及びFmoc-γ-Abu-COOHはNovabiochemから購入した。なお、Fmocは、フルオレニルメトキシカルボニル基の略号である。(S)-α-ヒドロキシル-γ-アミノ酪酸(γSO)はAldrichから、(R)-α-ヒドロキシル-アミノ酪酸(γRO)はXiamen Forever Green Source Bio-Chem Technologyから購入した。その他の薬品類も標準的な試薬業者から購入した。   Hairpin DNA was obtained from Proligo and used without purification. HBS-EP buffer and sensor chip were purchased from Biacore AB (Sweden). Clear resin, optically active (S) and (R) -α-t-butoxycarbonylamino-γ- (9-fluorenylmethoxy) -carbonylaminobutyric acid were purchased from Peptides International. Fmoc-ImCOOH, Fmoc-PyCOOH, DMF, DMSO, piperidine and pyridine were purchased from Wako, and Fmoc-β-Ala-OH and Fmoc-γ-Abu-COOH were purchased from Novabiochem. Fmoc is an abbreviation for fluorenylmethoxycarbonyl group. (S) -α-hydroxyl-γ-aminobutyric acid (γSO) was purchased from Aldrich and (R) -α-hydroxyl-aminobutyric acid (γRO) was purchased from Xiamen Forever Green Source Bio-Chem Technology. Other chemicals were purchased from standard reagent suppliers.

(モノマー合成:(2S)-4-(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルアミノ-2-ヒドロキシ酪酸14a及びその(2R)体14b)
(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルサクシイミド(Fmoc-ONSu)(6.72g, 24mmol)を90mLの1,2ジメトキシエタンに溶解させ、(S)-4-アミノ-2-ヒドロキシ酪酸13a(2.38g, 24mmol)と炭酸水素ナトリウム(2.0g)を30mLの水に溶かした水溶液中に常温で45分かけて撹拌しつつ滴下した。その後溶液を15時間攪拌し続けた。この反応の進行は、DCM/メタノール/酢酸(4/1/0.2 v/v)溶媒を用いて薄層クロマトグラフでモニターした。この溶液を濃塩酸で酸性とした後、ロータリーエバポレータで濃縮した。
残渣に20mLの氷水を加えて濾過し、少量の冷水で洗って白い固体を得た。濾液を同様に濃縮し、冷水を加えて濾過し、同様にして白い固体を得た。これらを合わせ、脱水し、白い固体を98.2%の収率で得た。HPLCにより純度は98%と確認した。この白い固体が14aであることをESI質量分析法により確認した。
(Monomer synthesis: (2S) -4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylamino-2-hydroxybutyric acid 14a and its (2R) form 14b)
(9-Fluorenylmethoxy) carbonyl succinimide (Fmoc-ONSu) (6.72 g, 24 mmol) was dissolved in 90 mL of 1,2 dimethoxyethane and (S) -4-amino-2-hydroxybutyric acid 13a (2.38 g 24 mmol) and sodium bicarbonate (2.0 g) were added dropwise to an aqueous solution of 30 mL of water with stirring at room temperature over 45 minutes. The solution was then kept stirring for 15 hours. The progress of this reaction was monitored by thin layer chromatography using DCM / methanol / acetic acid (4/1 / 0.2 v / v) solvent. The solution was acidified with concentrated hydrochloric acid and then concentrated on a rotary evaporator.
20 mL of ice water was added to the residue, filtered, and washed with a small amount of cold water to obtain a white solid. The filtrate was similarly concentrated, filtered by adding cold water, and a white solid was obtained in the same manner. These were combined and dehydrated to give a white solid in 98.2% yield. The purity was confirmed to be 98% by HPLC. It was confirmed by ESI mass spectrometry that this white solid was 14a.

14aの性質は次の通りである。
Rf: 0.70 (ジクロロメタン/メタノール/酢酸, 4/1/0.2 v/v)。
HPLC:tR=19.73min。
1H NMR(400 MHz, DMSO-d6):δ 7.87(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.67(d, J=7.2Hz, 2H, Fluoren H)、7.40(m, 2H, Fluoren H)、7.32(m, 2H, Fluoren H)、4.25(m, 2H, OCH2)、4.22(m, 1H, Fluoren H)、3.97(dd, J=8.8Hz, J=4.0Hz, 1H, CH2CH)、3.10(m, 2H, NHCH 2)、1.78及び1.59(m, 2H, CH 2CH)。
ESI-MASS:calculated for C19H19NO5 341.13、 found 342.12[M+H]+
The properties of 14a are as follows.
Rf: 0.70 (dichloromethane / methanol / acetic acid, 4/1 / 0.2 v / v).
HPLC: t R = 19.73min.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 7.87 (d, J = 7.6 Hz, 2H, Fluoren H), 7.67 (d, J = 7.2 Hz, 2H, Fluoren H), 7.40 (m, 2H, Fluoren H), 7.32 (m, 2H, Fluoren H), 4.25 (m, 2H, OCH 2 ), 4.22 (m, 1H, Fluoren H), 3.97 (dd, J = 8.8Hz, J = 4.0Hz, 1H, CH 2 C H ), 3.10 (m, 2H, NHC H 2 ), 1.78 and 1.59 (m, 2H, C H 2 CH).
ESI-MASS: calculated for C 19 H 19 NO 5 341.13, found 342.12 [M + H] + .

化合物14bも化合物14aと同様に合成した。収量は95.8%、HPLCで判断した純度は98%であった。14bの性質は次の通りである。
Rf: 0.71 (ジクロロメタン/メタノール/酢酸, 4/1/0.2 v/v)。
HPLC:tR=19.75min。
1H NMR(400 MHz, DMSO-d6):δ 7.87(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.67(d, J=7.2Hz, 2H, Fluoren H)、7.40(m, 2H, Fluoren H)、7.32(m, 2H, Fluoren H)、4.26(m, 2H, OCH2)、4.20(m, 1H, Fluoren H)、3.96(dd, J=8.7Hz, J=4.0Hz, 1H, CH2CH)、3.08(m, 2H, NHCH 2)、1.79及び1.59(m, 2H, CH 2CH)。
ESI-MASS:calculated for C19H19NO5 341.13、 found 342.12[M+H]+ 364.12[M+Na]+
Compound 14b was synthesized in the same manner as Compound 14a. The yield was 95.8% and the purity judged by HPLC was 98%. The properties of 14b are as follows.
Rf: 0.71 (dichloromethane / methanol / acetic acid, 4/1 / 0.2 v / v).
HPLC: t R = 19.75min.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 7.87 (d, J = 7.6 Hz, 2H, Fluoren H), 7.67 (d, J = 7.2 Hz, 2H, Fluoren H), 7.40 (m, 2H, Fluoren H), 7.32 (m, 2H, Fluoren H), 4.26 (m, 2H, OCH 2 ), 4.20 (m, 1H, Fluoren H), 3.96 (dd, J = 8.7Hz, J = 4.0Hz, 1H, CH 2 C H ), 3.08 (m, 2H, NHC H 2 ), 1.79 and 1.59 (m, 2H, C H 2 CH).
ESI-MASS: calculated for C 19 H 19 NO 5 341.13, found 342.12 [M + H] + , 364.12 [M + Na] + .

((2S)-2-t-ブトキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノ酪酸t-ブチルエステル(15a)及びその(2R)体(15b))
圧力フラスコを用いて14a(1g, 2.93mmol)を40μLの濃硫酸(98%)を入れた20mLの乾燥ジクロロメタン(DCM)に溶かし、低温で攪拌しながらその溶液にイソブチレンを20mL加えた。この溶液を室温まで徐々に温めつつ40時間攪拌し続けた。反応の進行はエチルアセトン-ヘキサン混合溶媒(1/2, v/v)を用いてTLCでモニターした。反応完結後溶液を室温で空気にさらし、過剰のイソブチレンを除いた。その後溶液を分液ロートに移し、3mLの水で洗い、2Mの水酸化ナトリウムを用いてpHを7.0にした。ジクロロメタン層を分離し、有機溶媒を回転蒸発法により注意深く除去した。残渣に酢酸エチル(5mL)と水(3mL)を加え、有機層をブリネ(3mL)を用いて洗浄し、無水硫酸ナトリウムを用いて5時間乾燥し、濾過し、溶媒がなくなるまで乾燥し、1.41gの淡黄色油状の粗生成物を得た。この生成物をカラムクロマトグラフ(63-200μmシリカゲル)を用いてエチルアセテートとヘキサンの混合溶媒によるグラディエント溶離により精製し、1.01gの淡黄色油を76.5%の収率で得た。HPLCで見た純度は98%であった。ESI質量分析により、求める化合物15aであることを確認した。
((2S) -2-t-butoxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid t-butyl ester (15a) and its (2R) form (15b))
Using a pressure flask, 14a (1 g, 2.93 mmol) was dissolved in 20 mL of dry dichloromethane (DCM) containing 40 μL of concentrated sulfuric acid (98%), and 20 mL of isobutylene was added to the solution while stirring at low temperature. The solution was kept stirring for 40 hours while gradually warming to room temperature. The progress of the reaction was monitored by TLC using an ethylacetone-hexane mixed solvent (1/2, v / v). After completion of the reaction, the solution was exposed to air at room temperature to remove excess isobutylene. The solution was then transferred to a separatory funnel, washed with 3 mL of water and brought to pH 7.0 with 2M sodium hydroxide. The dichloromethane layer was separated and the organic solvent was carefully removed by rotary evaporation. Ethyl acetate (5 mL) and water (3 mL) were added to the residue, and the organic layer was washed with Brine (3 mL), dried over anhydrous sodium sulfate for 5 hours, filtered, dried until free of solvent, 1.41 g of a pale yellow oily crude product was obtained. This product was purified using column chromatography (63-200 μm silica gel) by gradient elution with a mixed solvent of ethyl acetate and hexane to obtain 1.01 g of a pale yellow oil in a yield of 76.5%. The purity as seen by HPLC was 98%. ESI mass spectrometry confirmed that it was the desired compound 15a.

15aの性質は次の通りである。
Rf: 0.52 (酢酸エチル/ヘキサン, 1/2 v/v)。
HPLC:tR=29.70min。
1H NMR(400 MHz, DMSO-d6):δ 7.88(d, J=7.2Hz, 2H, Fluoren H)、7.67(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.40(m, 2H, Fluoren H)、7.31(m, 2H, Fluoren H)、7.24(t, J=4.8Hz, 1H, NH)、4.28(m, 2H, OCH2)、4.20(m, 1H, Fluoren H)、3.88(dd, J=8.8Hz, J=3.6Hz, 1H, CH2CH)、3.04(m, 2H, NHCH 2)、1.67及び1.58(m, 2H, CH 2CH)、1.39(s, 9H, COOCMe3)、1.09(s, 9H, OCMe3)。
ESI-MASS:calculated for C27H35NO5 453.25、 found 454.26[M+H]+
The properties of 15a are as follows.
Rf: 0.52 (ethyl acetate / hexane, 1/2 v / v).
HPLC: t R = 29.70min.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 7.88 (d, J = 7.2 Hz, 2H, Fluoren H), 7.67 (d, J = 7.6 Hz, 2H, Fluoren H), 7.40 (m, 2H, Fluoren H), 7.31 (m, 2H, Fluoren H), 7.24 (t, J = 4.8Hz, 1H, NH), 4.28 (m, 2H, OCH 2), 4.20 (m, 1H, Fluoren H), 3.88 ( dd, J = 8.8Hz, J = 3.6Hz, 1H, CH 2 C H ), 3.04 (m, 2H, NHC H 2 ), 1.67 and 1.58 (m, 2H, C H 2 CH), 1.39 (s, 9H , COOCMe 3 ), 1.09 (s, 9H, OCMe 3 ).
ESI-MASS: calculated for C 27 H 35 NO 5 453.25, found 454.26 [M + H] + .

15bも上記と同様に合成し、収率は79.6%、HPLCで見た純度は98%であった。15bの性質は次の通りである。
Rf: 0.53 (酢酸エチル/ヘキサン, 1/2 v/v)。
HPLC:tR=29.70min。
1H NMR(400 MHz, DMSO-d6):δ 7.88(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.66(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.40(t, 2H, Fluoren H)、7.31(m, 2H, Fluoren H)、7.23(t, J=4.8Hz, 1H, NH)、4.28(m, 2H, OCH2)、4.19(t, J=6.8Hz, 1H, Fluoren H)、3.89(dd, J=8.8Hz, J=4.0Hz, 1H, CH2CH)、3.03(m, 2H, NHCH 2)、1.66及び1.57(m, 2H, CH 2CH)、1.39(s, 9H, COOCMe3)、1.08(s, 9H, OCMe3)。
ESI-MASS:calculated for C27H35NO5 453.25、 found 454.27[M+H]+
15b was synthesized in the same manner as described above, and the yield was 79.6% and the purity observed by HPLC was 98%. The properties of 15b are as follows.
Rf: 0.53 (ethyl acetate / hexane, 1/2 v / v).
HPLC: t R = 29.70min.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 7.88 (d, J = 7.6 Hz, 2H, Fluoren H), 7.66 (d, J = 7.6 Hz, 2H, Fluoren H), 7.40 (t, 2H, Fluoren H), 7.31 (m, 2H, Fluoren H), 7.23 (t, J = 4.8Hz, 1H, NH), 4.28 (m, 2H, OCH 2), 4.19 (t, J = 6.8Hz, 1H, Fluoren H), 3.89 (dd, J = 8.8 Hz, J = 4.0 Hz, 1H, CH 2 C H ), 3.03 (m, 2H, NHC H 2 ), 1.66 and 1.57 (m, 2H, C H 2 CH), 1.39 (s, 9H, COOCMe 3 ), 1.08 (s, 9H, OCMe 3 ).
ESI-MASS: calculated for C 27 H 35 NO 5 453.25, found 454.27 [M + H] + .

((2S)-2-t-ブチルオキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノ酪酸(17a)及びその(2R)体(17b))
15a(295.5mg, 0.65mmol)を150μLのN,N'ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)を加えた6.5mLのジオキサンに溶かし、この溶液を攪拌しながらトリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォン酸(TMSOTf, 215.6mg, 0.97mmol)を室温で25分間かけて滴下した。反応後の溶液をさらに50分間攪拌した。反応の進行は酢酸エチル/ヘキサン/酢酸混合溶媒(2/1/0.01, v/v)を用いてTLCでモニターした。反応完結後反応液を室温まで冷却した。氷水浴上で反応液に水(5mL)と酢酸エチル(8mL)を手早く加え、溶液を分液ロートに移した。有機層を分離し、5%の炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。
反応中間体である16aは極めて不安定であり、操作中に加水分解して標的化合物17aとなる。そのため得られた混合溶液を分離・精製することなく、10%の塩酸を加えてpH=5としてさらに2時間攪拌を続けた。反応溶液は、5%の炭酸水素ナトリウム、10%の硫酸カリウム、そして5mLのブリネで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過し、さらに乾燥して溶媒を除去した。こうして239.3mgの白色固体を92.6%の収率で得、純度はHPLCで見て98%であった。最終生成物はESI質量分析法により17aであることを確認した。
((2S) -2-t-Butyloxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminobutyric acid (17a) and its (2R) form (17b))
15a (295.5 mg, 0.65 mmol) was dissolved in 6.5 mL of dioxane to which 150 μL of N, N′diisopropylethylamine (DIEA) was added, and this solution was stirred and trimethylsilyltrifluoromethanesulfonic acid (TMSOTf, 215.6 mg, 0.97 mmol) Was added dropwise over 25 minutes at room temperature. The solution after the reaction was further stirred for 50 minutes. The progress of the reaction was monitored by TLC using a mixed solvent of ethyl acetate / hexane / acetic acid (2/1 / 0.01, v / v). After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature. Water (5 mL) and ethyl acetate (8 mL) were quickly added to the reaction solution on an ice-water bath, and the solution was transferred to a separatory funnel. The organic layer was separated and washed with 5% aqueous sodium bicarbonate.
The reaction intermediate 16a is extremely unstable and is hydrolyzed during operation to the target compound 17a. Therefore, without separating and purifying the resulting mixed solution, 10% hydrochloric acid was added to adjust the pH to 5, and stirring was continued for another 2 hours. The reaction solution was washed with 5% sodium bicarbonate, 10% potassium sulfate, and 5 mL of bryne, dried over sodium sulfate, filtered and further dried to remove the solvent. Thus, 239.3 mg of white solid was obtained in 92.6% yield, and the purity was 98% as seen by HPLC. The final product was confirmed to be 17a by ESI mass spectrometry.

16aの性質は次の通りである。
Rf: 0.46 (酢酸塩/ヘキサン/酢酸, 2/1/0.01 v/v)。
HPLC:tR=25.83min。
ESI-MASS:calculated for C26H35NO5Si 469.23、 found 470.21[M+H]+ 492.23[M+Na]+
The properties of 16a are as follows.
Rf: 0.46 (acetate / hexane / acetic acid, 2/1 / 0.01 v / v).
HPLC: t R = 25.83min.
ESI-MASS: calculated for C 26 H 35 NO 5 Si 469.23, found 470.21 [M + H] + , 492.23 [M + Na] + .

17aの性質は次の通りである。
Rf: 0.28 (酢酸塩/ヘキサン/酢酸, 2/1/0.01 v/v)。
HPLC:tR=24.01min。
1H NMR(400 MHz, DMSO-d6):δ 12.3(br, 1H, COOH)、7.87(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.67(d, J=7.2Hz, 2H, Fluoren H)、7.40(t, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.30(t, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.25(t, J=4.8Hz, 1H, NH)、4.27(m, J=6.4Hz, 2H, OCH2)、4.19(t, J=6.8Hz, 1H, Fluoren H)、3.94(dd, J=8.4Hz, J=3.6Hz, 1H, CH2CH)、3.04(m, 2H, NHCH 2)、1.71及び1.60(m, 2H, CH 2CH)、1.13(s, 9H, OCMe3)。
ESI-MASS:calculated for C23H27NO5 397.19、 found 398.26[M+H]+ 420.17[M+Na]+
The properties of 17a are as follows.
Rf: 0.28 (acetate / hexane / acetic acid, 2/1 / 0.01 v / v).
HPLC: t R = 24.01min.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 12.3 (br, 1H, COOH), 7.87 (d, J = 7.6Hz, 2H, Fluoren H), 7.67 (d, J = 7.2Hz, 2H, Fluoren H), 7.40 (t, J = 7.6Hz, 2H, Fluoren H), 7.30 (t, J = 7.6Hz, 2H, Fluoren H), 7.25 (t, J = 4.8Hz, 1H, NH), 4.27 (m , J = 6.4Hz, 2H, OCH 2 ), 4.19 (t, J = 6.8Hz, 1H, Fluoren H), 3.94 (dd, J = 8.4Hz, J = 3.6Hz, 1H, CH 2 C H ), 3.04 (m, 2H, NHC H 2 ), 1.71 and 1.60 (m, 2H, C H 2 CH), 1.13 (s, 9H, OCMe 3).
ESI-MASS: calculated for C 23 H 27 NO 5 397.19, found 398.26 [M + H] + , 420.17 [M + Na] + .

17bも上記と同様に合成し、収率は88%、HPLCで見た純度は98%であった。
16bの性質は次の通りである。
Rf: 0.48 (酢酸塩/ヘキサン/酢酸, 2/1/0.01 v/v)。
HPLC:tR=25.9min。
ESI-MASS:calculated for C26H35NO5Si 469.23、 found 470.22[M+H]+ 492.25[M+Na]+
17bの性質は次の通りである。
Rf: 0.28 (酢酸塩/ヘキサン/酢酸, 2/1/0.01 v/v)。
HPLC:tR=24.0min。
1H NMR(400 MHz, DMSO-d6):δ 12.3(br, 1H, COOH)、7.88(d, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.67(d, J=7.2Hz, 2H, Fluoren H)、7.40(t, J=7.4Hz, 2H, Fluoren H)、7.31(t, J=7.6Hz, 2H, Fluoren H)、7.26(t, J=4.6Hz, 1H, NH)、4.28(m, 2H, OCH2)、4.19(t, J=6.0Hz, 1H, Fluoren H)、3.95(dd, J=8.2Hz, J=3.6Hz, 1H, CH2CH)、3.05(m, 2H, NHCH 2)、1.71及び1.60(m, 2H, CH 2CH)、1.11(s, 9H, OCMe3)。
ESI-MASS:calculated for C23H27NO5 397.19、 found 398.23[M+H]+ 420.16[M+Na]+
17b was synthesized in the same manner as described above, and the yield was 88% and the purity observed by HPLC was 98%.
The properties of 16b are as follows.
Rf: 0.48 (acetate / hexane / acetic acid, 2/1 / 0.01 v / v).
HPLC: t R = 25.9min.
ESI-MASS: calculated for C 26 H 35 NO 5 Si 469.23, found 470.22 [M + H] + , 492.25 [M + Na] + .
The properties of 17b are as follows.
Rf: 0.28 (acetate / hexane / acetic acid, 2/1 / 0.01 v / v).
HPLC: t R = 24.0min.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ 12.3 (br, 1H, COOH), 7.88 (d, J = 7.6Hz, 2H, Fluoren H), 7.67 (d, J = 7.2Hz, 2H, Fluoren H), 7.40 (t, J = 7.4Hz, 2H, Fluoren H), 7.31 (t, J = 7.6Hz, 2H, Fluoren H), 7.26 (t, J = 4.6Hz, 1H, NH), 4.28 (m , 2H, OCH 2 ), 4.19 (t, J = 6.0Hz, 1H, Fluoren H), 3.95 (dd, J = 8.2Hz, J = 3.6Hz, 1H, CH 2 C H ), 3.05 (m, 2H, NHC H 2 ), 1.71 and 1.60 (m, 2H, C H 2 CH), 1.11 (s, 9H, OCMe 3 ).
ESI-MASS: calculated for C 23 H 27 NO 5 397.19, found 398.23 [M + H] + , 420.16 [M + Na] + .

上記の合成スキームを図1に示した。各合成段階での試薬は次の通りである。(i)(S)-(-)-4-アミノ-2-水酸化ブチル酸(13a)又は(R)-(+)-4-アミノ-2-水酸化ブチル酸(13b)、炭酸水素ナトリウム、水、(ii)FmocONSu、1,2ジメトキシエタン、(iii)濃塩酸、(iv)98%硫酸、DCM、イソブチレン、(v)2M水酸化ナトリウム水溶液、(vi)TMSOTf、DIEA、ジオキサン、(vii)酢酸エチル水溶液、(viii)10%塩酸、(ix)5%炭酸水素ナトリウム及び10%硫酸カリウム水溶液。   The above synthesis scheme is shown in FIG. The reagents at each synthesis stage are as follows. (i) (S)-(-)-4-amino-2-hydroxybutyric acid (13a) or (R)-(+)-4-amino-2-hydroxybutyric acid (13b), sodium bicarbonate , Water, (ii) FmocONSu, 1,2 dimethoxyethane, (iii) concentrated hydrochloric acid, (iv) 98% sulfuric acid, DCM, isobutylene, (v) 2M aqueous sodium hydroxide, (vi) TMSOTf, DIEA, dioxane, ( vii) ethyl acetate aqueous solution, (viii) 10% hydrochloric acid, (ix) 5% sodium hydrogen carbonate and 10% potassium sulfate aqueous solution.

(17aと17bの鏡像異性体純度の決定)
17a又は17b(7.95mg, 0.02mmol)をN,Nジメチルフォルムアミド(0.45mL)に溶かし、N-(ジメチルアミノ-1H-1,2,3トリアゾ[4,5-b]-ピリジノ-1-ylメチレン)-N-メチルメタンアミニウムヘキサフルオロリン酸(HATU)(22.8mg, 0.06mmol)とN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)(4.6μL)を加えた。この混合物を室温で約15分間攪拌し、その後(S)-(-)-1-(1-ナフチル)エチルアミン(7.78mg, 0.0454mmol)を加えた。この混合物を室温で引き続き2時間攪拌した。反応の進行は酢酸エチル-ヘキサン混合溶媒(1/1, v/v)を用いてTLCでモニターした。
(Determination of enantiomeric purity of 17a and 17b)
17a or 17b (7.95 mg, 0.02 mmol) is dissolved in N, N dimethylformamide (0.45 mL), and N- (dimethylamino-1H-1,2,3 triazo [4,5-b] -pyridino-1- ylmethylene) -N-methylmethanaminium hexafluorophosphate (HATU) (22.8 mg, 0.06 mmol) and N, N-diisopropylethylamine (DIEA) (4.6 μL) were added. The mixture was stirred at room temperature for about 15 minutes, after which (S)-(−)-1- (1-naphthyl) ethylamine (7.78 mg, 0.0454 mmol) was added. The mixture was subsequently stirred at room temperature for 2 hours. The progress of the reaction was monitored by TLC using an ethyl acetate-hexane mixed solvent (1/1, v / v).

反応完結後、溶液に1mLの酢酸エチルを加え、10%のクエン酸(2×1mL)、引き続きブリン(1×1mL)で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、濃縮し、酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒(2/1, v/v)を用いてクロマトグラフ(63-200μmシリカゲルカラム)で精製した。このようにして、17a(S)のアミド10.9mgを収率99%で、17b(R)のアミド10.8mgを収率99%で得た。生成物は、1H NMR及びESI質量分析により確認した。17a(S)のアミドはδ7.17ppmに3重線(J=5.4)、δ6.83ppmに2重線(J=8.0)を、17b(R)のアミドはδ7.23ppmに3重線(J=5.6)、δ6.96ppmに2重線(J=7.6)を示した。いずれのスペクトルにもジアステレオマー不純物(<3%)の混在を示す証拠は得られなかった。 After completion of the reaction, 1 mL of ethyl acetate was added to the solution and washed with 10% citric acid (2 × 1 mL) followed by brine (1 × 1 mL). The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, filtered, concentrated, and purified by chromatography (63-200 μm silica gel column) using a mixed solvent of ethyl acetate / hexane (2/1, v / v). In this way, 10.9 mg of amide of 17a (S) was obtained in 99% yield, and 10.8 mg of amide of 17b (R) was obtained in 99% yield. The product was confirmed by 1 H NMR and ESI mass spectrometry. The amide of 17a (S) has a triplet (J = 5.4) at δ7.17ppm, the doublet (J = 8.0) at δ6.83ppm, and the amide of 17b (R) has a triplet at δ7.23ppm (J = 5.6), a double line (J = 7.6) was shown at δ6.96 ppm. There was no evidence of any diastereomeric impurities (<3%) in any spectrum.

(Fmoc化学によるポリアミド合成:固相での機械的手順)
機械を用いたポリアミド合成には、コンピュータ操作のPioneerペプチド合成機(アプライドバイオシステムズ)を用い、Fmoc化学を利用し、0.10mmol(200mgクリア樹脂, 0.52meq/g)スケールで操作した。反応位置は次の通りである。洗浄位置:N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、非ブロック化位置:ピペリジンのDMF20%溶液、活性化位置1:0.5M HATUのDMF溶液、活性化位置2:1.0MDIEAのDMF溶液、補助試薬位置1:メタノール、補助試薬位置3:5%無水酢酸と5%ピリジンのDMF溶液。全てのポリアミドの固相合成には次の条件を用いた。20%ピペリジンのDMF溶液による5分間の非ブロック化、0.5M HATU/DMFと1.0M DIEA/DMFによる2分間の活性化、60分間の結合、5%無水酢酸と5%ピリジンのDMF溶液による5分間のキャッピング、そして最後にメタノールによる洗浄、とした。モノマーをイミダゾールに結合する場合とイミダゾール自身を結合させる場合には、結合サイクルを2回用い、それ以外の結合には1回とした。
(Polyamide synthesis by Fmoc chemistry: mechanical procedure in solid phase)
For machine-based polyamide synthesis, a computer-operated Pioneer peptide synthesizer (Applied Biosystems) was used, and Fmoc chemistry was used to operate at a scale of 0.10 mmol (200 mg clear resin, 0.52 meq / g). The reaction position is as follows. Washing position: N, N-dimethylformamide (DMF), non-blocking position: piperidine in DMF 20%, activation position 1: 0.5 M HATU in DMF, activation position 2: 1.0 MDIEA in DMF, auxiliary reagent position 1: methanol, auxiliary reagent position 3: DMF solution of 5% acetic anhydride and 5% pyridine. The following conditions were used for the solid phase synthesis of all polyamides. Deblocking with 20% piperidine in DMF for 5 minutes, activation with 0.5M HATU / DMF and 1.0M DIEA / DMF for 2 minutes, binding for 60 minutes, 5 with 5% acetic anhydride and 5% pyridine in DMF Capping for a minute, and finally washing with methanol. When the monomer was bound to imidazole and when imidazole itself was bound, the coupling cycle was used twice, and the other coupling was performed once.

典型的な場合には、Fmocβアラニンクリアアシッド樹脂(200mg, 0.10mmol)を15mLのプラスチック遠心管内で3mLのDMFにより30分間膨潤させ、反応カラム中に装着した。DMF溶媒中のモノマーを入れたガラスシンチレーション管を前方から後方に順にラックに置いた。このようにしてよく知られたプログラムを用いコンピュータにより管理されながら合成が開始された。溶液を入れる前後には、全てのラインをアルゴンを用いて空にした。   In a typical case, Fmocβ-alanine clear acid resin (200 mg, 0.10 mmol) was swollen with 3 mL DMF for 30 minutes in a 15 mL plastic centrifuge tube and loaded into the reaction column. Glass scintillation tubes containing monomers in DMF solvent were placed on the rack in order from front to back. In this way, synthesis was started while being managed by a computer using a well-known program. Before and after adding the solution, all lines were evacuated with argon.

ペプチド合成機による合成が完了後、樹脂はメタノール/ジクロロメタン混合溶媒(1/1, v/v)で洗浄し、真空中室温で乾燥した。その後、樹脂は20mLのガラスシンチレーション容器に入れ、5mLのジメチルアミノプロピルアミンを加え、溶液を55℃で一夜攪拌した。樹脂はセリット板を通して濾過して分離し、メタノール/ジクロロメタン混合溶媒(1/1, v/v)により洗浄した。濾液は10%塩酸を用いてpH4-5の酸性とし、溶媒を真空除去した。残渣を0.5mLのN,N-ジメチルホルムアミドに溶かし、不溶物を濾過して除いた。得られたポリアミド溶液は、HPLCにより精製した。1H NMR及びESI又はTOF質量分析法により確認後、凍結乾燥した目的のポリアミド1,2,3,4を白又は淡黄色粉として得た。 After the synthesis by the peptide synthesizer was completed, the resin was washed with a methanol / dichloromethane mixed solvent (1/1, v / v) and dried in vacuum at room temperature. The resin was then placed in a 20 mL glass scintillation vessel, 5 mL dimethylaminopropylamine was added, and the solution was stirred at 55 ° C. overnight. The resin was separated by filtration through a celite plate and washed with a methanol / dichloromethane mixed solvent (1/1, v / v). The filtrate was acidified to pH 4-5 with 10% hydrochloric acid and the solvent was removed in vacuo. The residue was dissolved in 0.5 mL of N, N-dimethylformamide, and the insoluble material was removed by filtration. The obtained polyamide solution was purified by HPLC. After confirmation by 1 H NMR and ESI or TOF mass spectrometry, the desired polyamide 1,2,3,4 was freeze-dried as white or pale yellow powder.

(Fmoc化学によるポリアミド合成:人工的合成手順)
ポリアミド5-12をアミノ又はヒドロキシル修飾されたモノマーから得るには、さらに次のステップが必要であった。ジメチルアミノプロピルアミン存在下、樹脂5a-12aからポリアミドを取り、HPLCで精製し、乾燥してから、t-ブトキシカルボニル(Boc)又はt-ブチルで保護されたポリアミドが得られ、1H NMR及びESI又はTOF質量分析法により確認した。
(Polyamide synthesis by Fmoc chemistry: artificial synthesis procedure)
Further steps were required to obtain polyamide 5-12 from amino or hydroxyl modified monomers. Polyamide is removed from Resin 5a-12a in the presence of dimethylaminopropylamine, purified by HPLC, and dried to give polyamide protected with t-butoxycarbonyl (Boc) or t-butyl, 1 H NMR and Confirmed by ESI or TOF mass spectrometry.

この後、生成物はトリフルオロ酢酸/トリイソプロピルシラン/トリメチルシラン/水混合溶媒(91/3/3/3, v/v)0.5μLを用いて室温窒素雰囲気下で30分間攪拌し、真空中でジクロロメタンを用いて溶媒を蒸発除去した。残渣に塩酸(0.5mL, 5M)を加え、冷水酸化カリウムとラップを用いて溶媒を真空除去した。残渣をHPLCで分離し分析し、1H NMR及びESI又はTOF質量分析法により確認した。最後に凍結乾燥して目的のポリアミド5-12を白色又は淡黄色粉として得た。 After this, the product was stirred for 30 minutes under a nitrogen atmosphere at room temperature using 0.5 μL of a mixed solvent of trifluoroacetic acid / triisopropylsilane / trimethylsilane / water (91/3/3/3, v / v), and in vacuum The solvent was evaporated off with dichloromethane. Hydrochloric acid (0.5 mL, 5 M) was added to the residue, and the solvent was removed in vacuo using cold potassium hydroxide and wrap. The residue was separated and analyzed by HPLC and confirmed by 1 H NMR and ESI or TOF mass spectrometry. Finally, it was freeze-dried to obtain the target polyamide 5-12 as a white or pale yellow powder.

ポリアミドの製造手順を図2に示した。用いた8種類のX及びYは右に示している。各合成段階での試薬は次の通りである。(i)20%ピペリジン/DMF、(ii)FmocPyCOOH, HATU, DIEA、(iii)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(iv)20%ピペリジン/DMF、(v)1a, 2a, 5a, 6a, 9a, 10aについてはFmoc-β-Ala-OH, HATU, DIEA、3a, 4aについてはFmoc-γ-Abu-COOH, HATU, DIEA、7aについては化合物17a, HATU, DIEA、8aについては化合物17b, HATU, DIEA、11aについては化合物23, HATU, DIEA、12aについては化合物24, HATU, DIEA、(vi)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(vii)20%ピペリジン/DMF、(viii)FmocPyCOOH, HATU, DIEA、(ix)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(x)20%ピペリジン/DMF、(xi)FmocImCOOH, HATU, DIEA、(xii)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(xiii)20%ピペリジン/DMF、(xiv)Fmoc-γ-Abu-COOH、(xv)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(xvi)20%ピペリジン/DMF、(xvii)FmocPyCOOH, HATU, DIEA、(xviii)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(xix)20%ピペリジン/DMF、(xx)FmocImCOOH, HATU, DIEA、(xxi)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(xxii)20%ピペリジン/DMF、(xxiii)1a, 3a, 7a, 8a, 11a, 12aについてはFmoc-β-Ala-OH, HATU, DIEA、2a, 4aについてはFmoc-γ-Abu-COOH, HATU, DIEA、5aについては化合物17a, HATU, DIEA、6aについては化合物17b, HATU, DIEA、9aについては化合物23, HATU, DIEA、10aについては化合物24, HATU, DIEA、(xxiv)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(xxv)20%ピペリジン/DMF、(xxvi)FmocImCOOH, HATU, DIEA、(xxvii)5%無水酢酸+5%ピリジン/DMF、(xxviii)1-4についてはN,N-ジメチルアミノプロピルアミン、5-12についてはBoc-及びt-ブチル保護のもの、55℃、一昼夜、(xxiv)5-12についてTFA/TMS/TIS/H2O(91/3/3/3, v/v)。   The procedure for producing the polyamide is shown in FIG. The eight types of X and Y used are shown on the right. The reagents at each synthesis stage are as follows. (i) 20% piperidine / DMF, (ii) FmocPyCOOH, HATU, DIEA, (iii) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (iv) 20% piperidine / DMF, (v) 1a, 2a, 5a, 6a , 9a, 10a is Fmoc-β-Ala-OH, HATU, DIEA, 3a, 4a is Fmoc-γ-Abu-COOH, HATU, DIEA, 7a is compound 17a, HATU, DIEA, 8a is compound 17b , HATU, DIEA, 11a for compound 23, HATU, DIEA, for 12a compound 24, HATU, DIEA, (vi) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (vii) 20% piperidine / DMF, (viii) FmocPyCOOH, HATU, DIEA, (ix) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (x) 20% piperidine / DMF, (xi) FmocImCOOH, HATU, DIEA, (xii) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (xiii) 20% piperidine / DMF, (xiv) Fmoc-γ-Abu-COOH, (xv) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (xvi) 20% piperidine / DMF, (xvii) FmocPyCOOH, HATU, DIEA , (Xviii) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (xix) 20% piperidine / DMF, (xx) FmocImCOOH, HATU, DIEA, (xxi) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (xxii) 20% Piperidi / DMF, (xxiii) 1a, 3a, 7a, 8a, 11a, 12a for Fmoc-β-Ala-OH, HATU, DIEA, 2a, 4a for Fmoc-γ-Abu-COOH, HATU, DIEA, 5a Is compound 17a, HATU, DIEA, 6a is compound 17b, HATU, DIEA, 9a is compound 23, HATU, DIEA, 10a is compound 24, HATU, DIEA, (xxiv) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF (Xxv) 20% piperidine / DMF, (xxvi) FmocImCOOH, HATU, DIEA, (xxvii) 5% acetic anhydride + 5% pyridine / DMF, (xxviii) 1-4 for N, N-dimethylaminopropylamine, 5 -12 for Boc- and t-butyl protection, 55 ° C, overnight, (xxiv) 5-12 for TFA / TMS / TIS / H2O (91/3/3/3, v / v).

なお、この合成法によれば、PyやImの繰り返し数は任意であり、請求項3に記載したようにp, q, r, s, tは任意に選ぶことができる。また、PyとImの配列や置換基Zも任意に選ぶことができる。   According to this synthesis method, the number of repetitions of Py and Im is arbitrary, and p, q, r, s, and t can be arbitrarily selected as described in claim 3. Further, the sequence of Py and Im and the substituent Z can be arbitrarily selected.

製造したポリアミド25-28について分析結果を以下に示す。
ポリアミド25の性質は次の通りである。
白色粉末としての収量: 8.53%。
HPLC: tR = 11.60 min at a 98% min. purity。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): d 10.35 (s, 1H, aromatic NH), d 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.18 (s, 1H, aromatic NH), 9.87 (s, 1H, aromatic NH), 9.83 (s, 1H, aromatic NH), 9.44 (s, 1H, aromatic NH), 8.04 (m, 2H, aliphatic NH), 7.80 (t, 1H, aliphatic NH), 7.87-7.84 (m, 2H, aliphatic NH), 7.45 (s, 1H, aromatic CH), 7.43 (s, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 1H, aromatic CH), 7.20 (m, 2H, aromatic CH), 7.11 (d, 4JH,H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.92 (m, 2H, aromatic CH), 6.62 (d, 4JH,H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 4.14 (dd, 3JH,H = 8.0 Hz, 3JH,H = 3.6 Hz, 1H, CH2CH2CHOH), 3.95 (s, 3H, NCH3), 3.94 (s, 3H, NCH3), 3.90 (s, 3H, NCH3), 3.80 (s, 3H, NCH3), 3.79 (s, 3H, NCH3), 3.76 (s, 3H, NCH3), 3.51 (m, 2H, NHCH 2), 3.42 (m, 2H, NHCH 2), 3.32 (m, 4H, 2NHCH 2), 3.03 (q, 2H, NHCH 2), 2.60 (t, 3JH,H = 6.8 Hz, 2H, COCH2), 2.46 (m, 2H, NMe2CH 2), 2.29 (t, 3JH,H = 6.8 Hz, 2H, COCH2), 2.15 (t, 3JH,H = 7.2 Hz, 2H, COCH 2), 2.06 (s, 6H, N(CH3)2), 1.97 (s, 1H, COCH3), 1.72 (m, 2H, CH2CH 2CHOH), 1.48 (m, 2H, CH2CH 2CH2)。
ESI-Mass: m/z calcd for C53H71N21O12: 1193.5591; found: 1194.5700 [M+H]+, 597.7964 [M+2H]2+
The analysis results of the produced polyamide 25-28 are shown below.
The properties of polyamide 25 are as follows.
Yield as white powder: 8.53%.
HPLC:. T R = 11.60 min at a 98% min purity.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): d 10.35 (s, 1H, aromatic NH), d 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.18 (s, 1H, aromatic NH), 9.87 (s, 1H , aromatic NH), 9.83 (s, 1H, aromatic NH), 9.44 (s, 1H, aromatic NH), 8.04 (m, 2H, aliphatic NH), 7.80 (t, 1H, aliphatic NH), 7.87-7.84 (m , 2H, aliphatic NH), 7.45 (s, 1H, aromatic CH), 7.43 (s, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 1H, aromatic CH), 7.20 (m, 2H, aromatic CH), 7.11 (d , 4JH, H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.92 (m, 2H, aromatic CH), 6.62 (d, 4JH, H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 4.14 (dd, 3 J H, H = 8.0 Hz, 3 J H, H = 3.6 Hz, 1H, CH 2 CH 2 C H OH), 3.95 (s, 3H, NCH3), 3.94 (s, 3H, NCH 3 ), 3.90 (s, 3H, NCH 3 ), 3.80 (s, 3H, NCH 3 ), 3.79 (s, 3H, NCH 3 ), 3.76 (s, 3H, NCH 3 ), 3.51 (m, 2H, NHC H 2 ), 3.42 (m, 2H, NHC H 2 ), 3.32 (m, 4H, 2NHC H 2 ), 3.03 (q, 2H, NHC H 2 ), 2.60 (t, 3 J H, H = 6.8 Hz, 2H, COCH 2 ), 2.46 (m, 2H, NMe 2 C H 2 ), 2.29 (t, 3 J H, H = 6.8 Hz, 2H, COCH 2 ), 2.15 (t, 3 J H, H = 7.2 Hz, 2H, COC H 2 ), 2.06 ( s, 6H, N (CH 3 ) 2 ), 1.97 (s, 1H, COC H 3), 1.72 (m, 2H, CH 2 C H 2 CHOH), 1.48 (m, 2H, CH 2 C H 2 CH 2).
ESI-Mass: m / z calcd for C 53 H 71 N 21 O 12 : 1193.5591; found: 1194.5700 [M + H] + , 597.7964 [M + 2H] 2+ .

ポリアミド26の性質は次の通りである。
白色粉末としての収量:18.7%。
HPLC: tR = 11.55 min at a 98% min. purity。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): d 10.35 (s, 1H, aromatic NH), 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.19 (s, 1H, aromatic NH), 9.88 (s, 1H, aromatic NH), 9.83 (s, 1H, aromatic NH), 9.42 (s, 1H, aromatic NH), 8.06-7.99 (m, 3H, aliphatic NH), 7.88 (m, 2H, aliphatic NH), 7.45 (s, 4JH,H = 2.0 Hz, 1H, aromatic CH), 7.43 (s, 4JH,H = 2.0 Hz, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 4JH,H = 2.0 Hz, 1H, aromatic CH), 7.20 (m, 2H, aromatic CH), 7.10 (s, 1H, aromatic CH), 6.93 (m, 2H, aromatic CH), 6.64 (s, 1H, aromatic CH), 4.13 (m, 1H, CH2CH2CHOH), 3.95 (d, 4JH,H = 2.0 Hz, 3H, NCH3), 3.94 (d, 4JH,H = 2.0 Hz, 3H, NCH3), 3.89 (d, 4JH,H = 2.0 Hz, 3H, NCH3), 3.79 (s, 3H, NCH3), 3.78 (s, 4JH,H = 2.0 Hz, 3H, NCH3), 3.76 (s, 4JH,H = 1.6 Hz, 3H, NCH3), 3.50-3.32 (m, 8H, 4NHCH 2), 3.05 (q, 2H, NHCH 2), 2.59 (t, 3JH,H = 5.6 Hz, 2H, COCH2), 2.43 (m, 2H, NMe2CH2), 2.28 (m, 4H, 2COCH2), 2.07 (s, 6H, N(CH3)2), 1.97 (s, 1H, COCH3), 1.74 (m, 2H, CH2CH 2CHOH), 1.57 (m, 2H, CH2CH 2CH2)。
ESI-Mass: m/z calcd for C53H71N21O12: 1193.5591; found: 1194.5987 [M+H]+, 597.7986 [M+2H]2+
The properties of polyamide 26 are as follows.
Yield as white powder: 18.7%.
HPLC:. T R = 11.55 min at a 98% min purity.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): d 10.35 (s, 1H, aromatic NH), 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.19 (s, 1H, aromatic NH), 9.88 (s, 1H, aromatic NH), 9.83 (s, 1H, aromatic NH), 9.42 (s, 1H, aromatic NH), 8.06-7.99 (m, 3H, aliphatic NH), 7.88 (m, 2H, aliphatic NH), 7.45 (s, 4JH, H = 2.0 Hz, 1H, aromatic CH), 7.43 (s, 4 J H, H = 2.0 Hz, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 4 J H, H = 2.0 Hz, 1H, aromatic CH) , 7.20 (m, 2H, aromatic CH), 7.10 (s, 1H, aromatic CH), 6.93 (m, 2H, aromatic CH), 6.64 (s, 1H, aromatic CH), 4.13 (m, 1H, CH 2 CH 2 C H OH), 3.95 (d, 4 J H, H = 2.0 Hz, 3H, NCH 3 ), 3.94 (d, 4 J H, H = 2.0 Hz, 3H, NCH 3 ), 3.89 (d, 4 J H, H = 2.0 Hz, 3H, NCH 3 ), 3.79 (s, 3H, NCH 3 ), 3.78 (s, 4 J H, H = 2.0 Hz, 3H, NCH 3 ), 3.76 (s, 4 J H, H = 1.6 Hz, 3H, NCH 3 ), 3.50-3.32 (m, 8H, 4NHC H 2 ), 3.05 (q, 2H, NHC H 2 ), 2.59 (t, 3 J H, H = 5.6 Hz, 2H, COCH 2 ), 2.43 (m, 2H, NMe 2 CH 2 ), 2.28 (m, 4H, 2COCH 2 ), 2.07 (s, 6H, N (CH 3 ) 2 ), 1.97 (s, 1H, COCH 3 ), 1.74 (m, 2H, CH 2 C H 2 CHOH), 1.57 (m, 2H, CH 2 C H 2 CH 2 ).
ESI-Mass: m / z calcd for C 53 H 71 N 21 O 12 : 1193.5591; found: 1194.5987 [M + H] + , 597.7986 [M + 2H] 2+ .

ポリアミド27の性質は次の通りである。
白色粉末としての収量:20.5%。
HPLC: tR = 9.95 min at a 98% min. purity。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): d 10.35 (s, 1H, aromatic NH), 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.07 (s, 1H, aromatic NH), 9.91 (s, 2H, aromatic NH), 9.85 (s, 1H, aromatic NH), 8.17 (t, 1H, aliphatic NH), 8.07 (t, 1H, aliphatic NH), 8.00 (t, 1H, aliphatic NH), 7.96 (t, 1H, aliphatic NH), 7.87 (t, 1H, aliphatic NH), 7.47 (s, 1H, aromatic CH), 7.44 (s, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 1H, aromatic CH), 7.21 (m, 2H, aromatic CH), 7.16 (d, 4JH,H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.98 (d, 4JH,H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.93 (d, 4JH,H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.64 (d, 4JH,H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 4.18 (m, 1H, CH2CH2CHNH2), 3.95 (s, 3H, NCH3), 3.94 (s, 3H, NCH3), 3.90 (s, 3H, NCH3), 3.80 (s, 6H, 2NCH3), 3.76 (s, 3H, NCH3), 3.51-3.31 (m, 10H, 5NHCH 2), 3.07 (m, 2H, NHCH 2), 2.59 (m, 4H, NMe2CH 2+NHCH 2), 2.43 (s, 6H, NMe2), 2.31 (t, 3JH,H = 6.8 Hz, 2H, COCH2), 1.97 (s, 3H, COCH3), 1.80 & 1.97 (m, 2H, CH2CH 2CHNH2), 1.63 (m, 2H, CH2CH 2CH2)。
ESI-Mass: m/z calcd for C53H72N22O11: 1192.5751; found: 1193.7769 [M+H]+, 597.7783 [M+2H]2+
The properties of polyamide 27 are as follows.
Yield as white powder: 20.5%.
HPLC:. T R = 9.95 min at a 98% min purity.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): d 10.35 (s, 1H, aromatic NH), 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.07 (s, 1H, aromatic NH), 9.91 (s, 2H, aromatic NH), 9.85 (s, 1H, aromatic NH), 8.17 (t, 1H, aliphatic NH), 8.07 (t, 1H, aliphatic NH), 8.00 (t, 1H, aliphatic NH), 7.96 (t, 1H, aliphatic NH), 7.87 (t, 1H, aliphatic NH), 7.47 (s, 1H, aromatic CH), 7.44 (s, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 1H, aromatic CH), 7.21 (m, 2H, aromatic CH), 7.16 (d, 4 J H, H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.98 (d, 4 J H, H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.93 (d, 4 J H, H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 6.64 (d, 4 J H, H = 1.6 Hz, 1H, aromatic CH), 4.18 (m, 1H, CH 2 CH 2 C H NH 2 ), 3.95 (s, 3H, NCH 3 ), 3.94 (s, 3H, NCH 3 ), 3.90 (s, 3H, NCH 3 ), 3.80 (s, 6H, 2NCH 3 ), 3.76 (s, 3H, NCH 3 ), 3.51-3.31 ( m, 10H, 5NHC H 2 ), 3.07 (m, 2H, NHC H 2 ), 2.59 (m, 4H, NMe 2 C H 2 + NHC H 2 ), 2.43 (s, 6H, NMe 2 ), 2.31 (t, 3 J H, H = 6.8 Hz, 2H, COCH 2 ), 1.97 (s, 3H, COCH 3 ), 1.80 & 1.97 (m, 2H, CH 2 C H 2 CHNH 2 ), 1.63 (m, 2H, CH 2 C H 2 CH 2 ).
ESI-Mass: m / z calcd for C 53 H 72 N 22 O 11 : 1192.5751; found: 1193.7769 [M + H] + , 597.7783 [M + 2H] 2+ .

ポリアミド28の性質は次の通りである。
白色粉末としての収量: 9.80%。
HPLC: tR = 9.93 min at a 98% min. purity。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): d 10.34 (s, 1H, aromatic NH), 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.15 (s, 1H, aromatic NH), 9.90 (s, 2H, aromatic NH), 9.83 (s, 1H, aromatic NH), 8.06 (m, 2H, aliphatic NH), 7.99 (t, 1H, aliphatic NH), 7.87 (m, 2H, aliphatic NH), 7.45 (s, 1H, aromatic CH), 7.43 (s, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 1H, aromatic CH), 7.20 (br, 2H, aromatic CH), 7.11 (s, 1H, aromatic CH), 6.94 (s, 1H, aromatic CH), 6.92 (s, 1H, aromatic CH), 6.62 (s, 1H, aromatic CH), 4.19 (m, 1H, CH2CH2CHNH2), 3.94 (s, 6H, 2NCH3), 3.90 (s, 3H, NCH3), 3.79 (s, 6H, 2NCH3), 3.76 (s, 3H, NCH3), 3.51-3.30 (m, 10H, 5NHCH 2), 3.03 (m, 2H, NHCH 2), 2.59 (m, 2H, NMe2CH 2), 2.28 (t, 3JH,H = 6.8 Hz, 2H, COCH2), 2.19 (t, 3JH,H = 6.8 Hz, 2H, COCH2), 2.10 (s, 6H, NMe2), 1.97 (s, 3H, COCH3), 1.60 & 0.98 (m, 2H, CH2CH 2CHNH2), 1.50 (m, 2H, CH2CH 2CH2)。
ESI-Mass: m/z calcd for C53H72N22O11: 1192.5751; found: 1193.8657 [M+H]+, 597.6786[M+2H]2+
The properties of polyamide 28 are as follows.
Yield as white powder: 9.80%.
HPLC:. T R = 9.93 min at a 98% min purity.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): d 10.34 (s, 1H, aromatic NH), 10.29 (s, 1H, aromatic NH), 10.15 (s, 1H, aromatic NH), 9.90 (s, 2H, aromatic NH), 9.83 (s, 1H, aromatic NH), 8.06 (m, 2H, aliphatic NH), 7.99 (t, 1H, aliphatic NH), 7.87 (m, 2H, aliphatic NH), 7.45 (s, 1H, aromatic CH), 7.43 (s, 1H, aromatic CH), 7.36 (s, 1H, aromatic CH), 7.20 (br, 2H, aromatic CH), 7.11 (s, 1H, aromatic CH), 6.94 (s, 1H, aromatic CH), 6.92 (s, 1H, aromatic CH), 6.62 (s, 1H, aromatic CH), 4.19 (m, 1H, CH 2 CH 2 CHNH 2 ), 3.94 (s, 6H, 2NCH 3 ), 3.90 ( s, 3H, NCH 3 ), 3.79 (s, 6H, 2NCH 3 ), 3.76 (s, 3H, NCH 3 ), 3.51-3.30 (m, 10H, 5NHC H 2 ), 3.03 (m, 2H, NHC H 2 ), 2.59 (m, 2H, NMe 2 C H 2 ), 2.28 (t, 3 J H, H = 6.8 Hz, 2H, COCH 2 ), 2.19 (t, 3 J H, H = 6.8 Hz, 2H, COCH 2 ), 2.10 (s, 6H, NMe 2 ), 1.97 (s, 3H, COCH 3 ), 1.60 & 0.98 (m, 2H, CH 2 C H 2 CHNH 2 ), 1.50 (m, 2H, CH 2 C H 2 CH 2 ).
ESI-Mass: m / z calcd for C 53 H 72 N 22 O 11 : 1192.5751; found: 1193.8657 [M + H] + , 597.6786 [M + 2H] 2+ .

(表面プラズモン共鳴試験)
全ての表面プラズモン共鳴測定はバイアコアX装置を用い25℃で行った。biotin化されたヘアピンDNA:5'-biotin-GGCCGATGN'GCATGCTATAGCATGCNCATCGGCC-3'(N・N':T・A, A・T, G・C, C・G)はプロリゴ(proligo)から得た。ストレプトアビジン機能化されたSAセンサチップはバイアコア(Biacore)から購入した。これらヘアピンDNAのセンサチップへの固定や、ポリアミドのヘアピンDNAへの結合曲線の測定や、データ解析は、以下の手順で行った。
(Surface plasmon resonance test)
All surface plasmon resonance measurements were performed at 25 ° C. using a Biacore X instrument. Biotinylated hairpin DNA: 5'-biotin-GGCCGATG N 'GCATGCTATAGCATGC N CATCGGCC-3' (N ・ N ': T ・ A, A ・ T, G ・ C, C ・ G) is obtained from proligo It was. Streptavidin functionalized SA sensor chip was purchased from Biacore. The hairpin DNA was fixed to the sensor chip, the binding curve of the polyamide to the hairpin DNA, and the data analysis were performed as follows.

(ビオチン化されたDNAの固定)
ストレプトアビジン被覆化されたSAセンサチップを装置に装着後、HBS-EP緩衝液で3回洗い、バイアコア基準化液(40%グリセロール水溶液)で基準化し、ベースラインが安定するまで約10分間その緩衝液を10μL/minの速度で流した。その後、センサチップは、結合していないストレプトアビジンをセンサ表面から除去するため、1M塩化ナトリウム/50mM水酸化ナトリウムの溶液で10μL/minの流速で3-5回流し調子を整えた。その後その緩衝液を水酸化ナトリウムを除去するためベースラインが安定するまで10分間流した。同様に、配管を洗浄するため20μLの緩衝液を同じ流速で3回流した。
DNAをセンサチップに固定する前に、5'にビオチン化したDNA緩衝溶液100μLをジメチルスルホキシドを加えることなく85℃で2分間加熱し、ゆっくりと常温に戻して復元した。その後DNAは、2μL/minの流速で適当量のDNA溶液を予定した固定化レベルになるまで注入して、選択したフローセルに固定化した。DNA注入終了後、センサの感度が一定になるまで緩衝液はセルに流し続けた。DNAを固定していないフローセルを、マトリックス効果の基準として用いた。
(Immobilization of biotinylated DNA)
After mounting the streptavidin-coated SA sensor chip on the device, wash it three times with HBS-EP buffer, standardize with Biacore standardization solution (40% glycerol aqueous solution), and buffer for about 10 minutes until the baseline is stable The liquid was allowed to flow at a rate of 10 μL / min. Thereafter, the sensor chip was conditioned 3-5 times with a 1 M sodium chloride / 50 mM sodium hydroxide solution at a flow rate of 10 μL / min in order to remove unbound streptavidin from the sensor surface. The buffer was then run for 10 minutes to remove the sodium hydroxide until the baseline was stable. Similarly, 20 μL of buffer solution was flowed three times at the same flow rate to wash the piping.
Before immobilizing DNA on the sensor chip, 100 μL of 5 ′ biotinylated DNA buffer solution was heated at 85 ° C. for 2 minutes without adding dimethyl sulfoxide, and slowly restored to room temperature for restoration. Thereafter, the DNA was immobilized at a selected flow cell by injecting an appropriate amount of DNA solution at a flow rate of 2 μL / min until a predetermined immobilization level was reached. After completion of DNA injection, the buffer continued to flow through the cell until the sensitivity of the sensor was constant. A flow cell without immobilized DNA was used as a basis for the matrix effect.

(表面プラズモン共鳴測定の一般的手順)
いろいろな濃度のポリアミド溶液を、DMSOを溶媒とした保存溶液(10mM)に0.1%のジメチルスルホキシドを加えたHBS-EP緩衝液を加えて薄めることにより調製した。濃度は294nmでの紫外吸収により確認した。特記しない限り以下の測定には上記の緩衝液を用い、この緩衝液又は10mMのグリシン-HCl液(pH=1.5)を再生溶液として用いた。
典型的には、ベースラインが安定してから、緩衝液を5μL/minの流速でブランクとして注入した。それから5nMから5μMの範囲の濃度で試料を同じ条件で流した。前回測定の影響を避けるため、試料は薄いものから濃いものの順に注入した。BIA評価4.1プログラムを用い、時間に対する信号を質量移行効果モデルにフィティングし、動的な解析を行った。
(General procedure for surface plasmon resonance measurement)
Polyamide solutions of various concentrations were prepared by diluting HBS-EP buffer containing 0.1% dimethyl sulfoxide to stock solutions (10 mM) using DMSO as a solvent. The concentration was confirmed by ultraviolet absorption at 294 nm. Unless otherwise specified, the above buffer solution was used for the following measurements, and this buffer solution or 10 mM glycine-HCl solution (pH = 1.5) was used as a regeneration solution.
Typically, after the baseline was stable, buffer was injected as a blank at a flow rate of 5 μL / min. Samples were then run under the same conditions at concentrations ranging from 5 nM to 5 μM. In order to avoid the influence of the previous measurement, the samples were injected in order from light to dark. Using the BIA evaluation 4.1 program, the signal with respect to time was fitted to the mass transfer effect model, and dynamic analysis was performed.

(分子モデルの計算法)
CVFF力場パラメータを使用しDiscoverプログラム(MSI, San Diego, USA)を用いて最小化を行った。初期構造は、NMRにより定めたIMPyPy-γ-PyPyPy-5'-d(CGCTAACAGGC)-3'/5'-d(GCCTGTTAGCG)-3'錯体の構造を基とした。脂肪族モノマーは標準的な結合長と結合角を用いてポリアミドに挿入した。22個のナトリウムカチオンは、リン原子から2.21Åの距離でO-P-O角の2等分位置に置いた。得られた錯体は10Åの水層にひたされた。全系はRMSが0.001kcal/molÅ以下となるように無条件に最小化した。
(Calculation method of molecular model)
Minimization was performed using the Discover program (MSI, San Diego, USA) using CVFF force field parameters. The initial structure was based on the structure of IMPyPy-γ-PyPyPy-5′-d (CGCTAACAGGC) -3 ′ / 5′-d (GCCTGTTAGCG) -3 ′ complex determined by NMR. Aliphatic monomers were inserted into the polyamide using standard bond lengths and bond angles. Twenty-two sodium cations were placed in two equal parts of the OPO angle at a distance of 2.21 cm from the phosphorus atom. The resulting complex was applied to a 10 cm aqueous layer. The entire system was unconditionally minimized so that the RMS was 0.001 kcal / mol ^ or less.

2つの新しいモノマーの合成スキーム。Synthesis scheme of two new monomers. ポリアミドの合成スキーム。Polyamide synthesis scheme. ポリアミドのヘアピンDNAとの相互作用の分子モデル。(a)Wが(CH2)3の場合、(b)WがγSO若しくはγROの場合。Molecular model of the interaction of polyamide with hairpin DNA. (a) When W is (CH2) 3, (b) When W is γSO or γRO. ポリアミドとセンサチップ上に固定されたヘアピンDNAとの相互作用による表面プラズモン共鳴信号の時間変化。Time change of surface plasmon resonance signal due to interaction between polyamide and hairpin DNA immobilized on sensor chip. ポリアミド1-12のヘアピンDNAとの解離平衡定数(M)及び選択性の表。Table of dissociation equilibrium constant (M) and selectivity of polyamide 1-12 with hairpin DNA. ポリアミド1,25-28のヘアピンDNAとの解離平衡定数(M)及び選択性の表。Table of dissociation equilibrium constant (M) and selectivity of polyamide 1,25-28 with hairpin DNA. β/γSOペアを持つポリアミド5とDNA(5'-GCATGCA/TCATCG-3'/5'-CGATGA/TGCATGC-3')との相互作用の分子モデル。Molecular model of the interaction between polyamide 5 with β / γSO pair and DNA (5'-GCATGC A / T CATCG-3 '/ 5'-CGATG A / T GCATGC-3').

Claims (9)

一般式(1)で表わされる、S配置又はR配置の光学活性2-t-ブチルオキシ-(3+n)-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸。
(式中、C*は光学活性炭素原子であって、S配置又はR配置をとり、nは自然数を表し、Fmocはフルオレニルメトキシカルボニル基を表す。主鎖の炭素原子に結合する水素原子は記載を省略している。分子中の水素原子は重水素原子に置き換えてもよい。)
An optically active 2-t-butyloxy- (3 + n)-(9-fluorenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid of the S configuration or R configuration represented by the general formula (1).
(In the formula, C * is an optically active carbon atom, which takes S configuration or R configuration, n represents a natural number, and Fmoc represents a fluorenylmethoxycarbonyl group. A hydrogen atom bonded to a carbon atom of the main chain. (The hydrogen atom in the molecule may be replaced with a deuterium atom.)
一般式(1)においてn=1である、S配置又はR配置の光学活性2-t-ブチルオキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸。   An optically active 2-t-butyloxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid of S configuration or R configuration, wherein n = 1 in the general formula (1). S配置又はR配置の光学活性(3+n)-アミノ-2-ヒドロキシアルキルカルボン酸を出発物質として、
(a)該出発物質を、少量の重炭酸ソーダ存在下において水と1,2-ジメトキシエタンの混合液中で(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルサクシイミドと反応させ、光学活性(3+n)-[(9-フルオレニルメトキシ)カーボニルアミノ]-2-ヒドロキシアルキルカルボン酸を得て、
(b)該アルキルカルボン酸をジクロロメタン中で懸濁させ、常温で過剰のイソブテンを加え、透明な溶液が得られるまで反応を続け、2-t-ブトキシ-(3+n)-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸t-ブチルエステルを得て、
(c)該ブチルエステルに高活性シリル置換試薬トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォン酸(TMSOTf)を加えて反応させる、
一般式(1)に示したS配置又はR配置の光学活性2-t-ブチルオキシ-(3+n)-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸の製造方法。
Starting from an optically active (3 + n) -amino-2-hydroxyalkyl carboxylic acid of S configuration or R configuration,
(a) The starting material is reacted with (9-fluorenylmethoxy) carbonyl succinimide in a mixture of water and 1,2-dimethoxyethane in the presence of a small amount of sodium bicarbonate to give optically active (3 + n)- [(9-Fluorenylmethoxy) carbonylamino] -2-hydroxyalkylcarboxylic acid was obtained,
(b) Suspend the alkyl carboxylic acid in dichloromethane, add excess isobutene at room temperature and continue the reaction until a clear solution is obtained, 2-t-butoxy- (3 + n)-(9-flux (Oleenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid t-butyl ester
(c) A highly active silyl substitution reagent, trimethylsilyl trifluoromethanesulfonic acid (TMSOTf), is added to the butyl ester and reacted.
A method for producing an optically active 2-t-butyloxy- (3 + n)-(9-fluorenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid having an S configuration or an R configuration represented by the general formula (1).
n=1である、請求項3に記載のS配置又はR配置の光学活性2-t-ブチルオキシ-4-(9-フルオレニルメトキシ)カルボニルアミノアルキルカルボン酸の製造方法。   The method for producing an optically active 2-t-butyloxy-4- (9-fluorenylmethoxy) carbonylaminoalkylcarboxylic acid having S configuration or R configuration according to claim 3, wherein n = 1. 一般式(2)で表されるヘアピン型ポリアミド。
(式中、X及びYは、βアラニン、ジアミノアルキルカルボン酸、光学活性α,ωアミノアルキルカルボン酸、光学活性αヒドロキシル-ωアミノアルキルカルボン酸の内から選ばれた互いに等しいかまたは互いに異なる置換基であり(ωはα位置と対向する末端を表す)、Wは(CH2)r、βアラニン、ジアミノアルキルカルボン酸、光学活性α,ωアミノアルキルカルボン酸、光学活性αヒドロキシル-ωアミノアルキルカルボン酸の内から選ばれた置換基である。p, q, r, s, tはそれぞれ独立の自然数を表し、Zは末端ジアミノ基又はアルキル化反応部位を表す。式中のピロール環の全部或いは一部をイミダゾール環に置き換えてもよい。)
A hairpin type polyamide represented by the general formula (2).
(In the formula, X and Y are substituted or different from each other selected from β-alanine, diaminoalkylcarboxylic acid, optically active α, ωaminoalkylcarboxylic acid, and optically active αhydroxyl-ωaminoalkylcarboxylic acid. And W represents (CH 2 ) r , β-alanine, diaminoalkylcarboxylic acid, optically active α, ωaminoalkylcarboxylic acid, optically active αhydroxyl-ωaminoalkyl Substituents selected from among carboxylic acids, p, q, r, s and t each represent an independent natural number, and Z represents a terminal diamino group or an alkylation reaction site. Alternatively, a part may be replaced with an imidazole ring.)
一般式(2)においてr=3, p=2, q=1, s=2, t=1であり、ピロール環を3環とイミダゾール環を3環含み、Wが(CH2)3であり、Zがプロピルジアミンカチオン基である、下記構造式(3)で表される請求項5に記載のヘアピン型ポリアミド。
(式中、X及びYは、βアラニン、ジアミノ酪酸、光学活性α,γジアミノ酪酸、光学活性αヒドロキシル-γアミノ酪酸の内から選ばれた互いに等しいかまたは互いに異なる置換基である。)
In general formula (2), r = 3, p = 2, q = 1, s = 2, t = 1, including three pyrrole rings and three imidazole rings, and W is (CH 2 ) 3 The hairpin type polyamide according to claim 5, represented by the following structural formula (3), wherein Z is a propyldiamine cation group.
(In the formula, X and Y are substituents selected from β-alanine, diaminobutyric acid, optically active α, γdiaminobutyric acid, and optically active αhydroxyl-γaminobutyric acid, which are equal to or different from each other.)
一般式(2)においてr=3, p=2, q=1, s=2, t=1であり、ピロール環を3環とイミダゾール環を3環含み、Wが光学活性α,γジアミノ酪酸、光学活性αヒドロキシル-γアミノ酪酸の内から選ばれた置換基であり、Zがプロピルジアミンカチオン基である、下記構造式(4)で表される請求項5に記載のヘアピン型ポリアミド。
(式中、X、Y及びWは、βアラニン、ジアミノ酪酸、光学活性α,γジアミノ酪酸、光学活性αヒドロキシル-γアミノ酪酸の内から選ばれた互いに等しいかまたは互いに異なる置換基である。)
In general formula (2), r = 3, p = 2, q = 1, s = 2, t = 1, including three pyrrole rings and three imidazole rings, and W is optically active α, γ diaminobutyric acid The hairpin-type polyamide according to claim 5, which is a substituent selected from optically active α-hydroxyl-γ-aminobutyric acid, and Z is a propyldiamine cation group and represented by the following structural formula (4).
(In the formula, X, Y and W are substituents selected from β alanine, diaminobutyric acid, optically active α, γ diaminobutyric acid and optically active αhydroxyl-γaminobutyric acid, which are equal to or different from each other. )
請求項5、請求項6又は請求項7に記載のポリアミドを用いてDNAを認識する方法。   A method for recognizing DNA using the polyamide according to claim 5, 6 or 7. 請求項5、請求項6又は請求項7に記載のポリアミドを用いてDNAのA-T塩基対又はT-A塩基対を認識する方法。

A method for recognizing an AT base pair or a TA base pair of DNA using the polyamide according to claim 5, 6 or 7.

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WO2011115246A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 学校法人慶應義塾 Ebna1 function inhibitor

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