JP2008520965A - 糖末端基を含むシラン化剤及び特に固体支持体の官能化のためのその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、糖末端基を含むシラン化剤及び、固体支持体の官能化のためといった、その使用に関する。本発明はまた、前記シラン化剤により官能化された固体支持体（グライコチップ（ｇｌｙｃｏｃｈｉｐｓ））及び、その使用（例えば生物学的解析及び、より詳細には、糖分子又は興味あるタンパク質のリガンドのスクリーニングのため）に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、糖末端基（ｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｅｎｄ ｇｒｏｕｐ）を含むシラン化剤及び、固体支持体の官能化のための、その使用に関する。本発明はまた、これらのシラン化剤により官能化された固体支持体（グライコチップ（ｇｌｙｃｏｃｈｉｐｓ））及び、それらの使用、より詳細には生物学的解析のため、及び、特に興味ある糖分子又はタンパク質リガンドのスクリーニングのための使用に関する。

ＤＮＡチップ技術の発達は、機能ゲノミクスに関するプログラムの著しい進展を可能とした。これは、ＤＮＡの付着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は合成のための技術の小型化の結果、ＤＮＡ解析が並行して（例えば多数のパラメーターに従って）チップ上で行われるようになったためである。より最近では、プロテオミクスの出現により、プロテインチップの概念も出てきている（Ｚｈｕ ａｎｄ Ｓｙｄｎｅｒ， Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｏｐ．； ｉｎ Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ．， ２００３， ７， ５５−６３）。これは、プロテイン／リガンド型の相互作用の並行解析を可能とする。

より最近では、さらに、生物学的研究は“グライコミクス”に興味を向けており、これは言うなれば、炭水化物／タンパク質相互作用の体系的な研究である。これは、複合糖質（すなわち、例えば糖タンパク質、糖脂質、プロテオグリカンといったグリカン型のドメインを有する任意の分子、より広義には炭水化物を含む任意の分子のこと）が特に広い機能的なレパートリーを有するためである。化学的に、これらの炭水化物は、単なる単量体単位の集合によって構成された分子である。これらの集合は自然起原であり得、必要に応じて分画され、又は、合成起原であり得る。炭水化物ファミリーに属する分子の様々な機能は、非常に多数の分子と相互作用する、炭水化物の構造の能力を基礎とする。炭水化物と他分子間での認識メカニズムの解析は、急速に発展している研究分野である。特に、新規治療分子のデザイン及び特定の分子の毒性学的リスクのより良い評価を可能としている。現在のところ、糖分子製造を可能とする体系的方法はほとんど存在しない。このため、分子と炭水化物間の相互作用及び相互作用それ自体の特徴付けを含む、構造的特性の決定は、長くて退屈な研究の引き受けを意味する。

ゆえに、糖型の分子とそれらのリガンド間での相互作用のメカニズムの知識を進展させるため、例えば、特定のリガンドに関した糖型分子のライブラリーのスクリーニングを可能とすることが必要である。

これが、今日、新規の型のバイオチップ（様々な型のグライコチップ又は炭水化物アレイ又は代替としてオリゴ糖アレイ（これらは上記のＤＮＡ又はプロテインチップの発展を構成する）が様々な著者により提供されてきた）が出現している理由である。
これらのグライコチップは、天然又は合成の糖物質の与えられた基体上への付着（ｅｘ ｓｉｔｕ合成）の結果、又は、例えば内在性の複合糖質（例えばヘパラン）の特定の大きなファミリーの分子多様性を表す様々なオリゴ糖配列（ｉｎ ｓｉｔｕ合成）のサポートされた多並行合成（コンビナトリアルケミストリー）の結果のどちらかである。
以下に記載する本発明はこの技術の一部であり、特に、先行技術の既知プロセスに比べ、実行がより容易な調製プロセスに従った、糖分子の固層支持体への結合を可能とすることにより、グライコチップの製造に特によく適する。

これは、大部分のバイオチップにおいては、スペーサーアームは固体支持体の表面とバイオチップを特徴付ける末端機能ユニット（オリゴペプチド、オリゴヌクレオチド（Ｏｓｂｏｒｎ Ｈ． Ｍ． Ｉ． ｅｔ ａｌ， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ， １９９９， ５５， １８０７−１８５０ ； Ｓｔｅｔｓｅｎｋｏ Ｄ． Ａ． ｅｔ ａｌ， Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００１， １２， ５７６−５８６）又はオリゴ糖（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ． ６ ５７９ ７２５））間の結合を形成するからである。このスペーサーは同時にいくつかの役割を演じ得：
−スペーサーは結合分子であり、すなわち、固体支持体の表面と機能分子（プローブ）とを結合させ得；
−スペーサーは空間的隔たりを持たせるアームであり、すなわち、プローブ分子を固体支持体の表面から離れて動くことを可能とする。これは、固体支持体の、プローブ分子によるターゲット分子の認識部位への近接は、プローブ／ターゲット認識が起こるのを妨害又は妨げ得、また、ゆえに感受性及びバイオチップの解析の質に有害であり得るからである。これは、特にプローブ分子のサイズが小さい場合（特にグライコチップのケース）に当てはまる。

多数のスペーサーアームが今までに提供されてきたが、実用的な観点からはこれらは完全に満足できるものではない。それらは多くの未解決の不利益を示す：
−それらの構造はしばしば、固体支持体表面へそれらを結合させ得る化学プロセスの選択に関して厳しい制限を有し、
−それらはサッカライド特性を有するプローブ分子を結合することが必ずしも可能ではなく、
−それらは、一般に固体支持体表面へ結合後は非常に安定であり、生物学的分子を回収するために、それらの開裂を容易に実行することはできず、また、開裂の結果後者又は支持体が損傷し得、
−それらの化学合成、それらの固体支持体表面への結合、及びそれらの官能化のために、多くの工程が必要であり、これらのステップは時々実行困難であり、また、それゆえにしばしば高価である。
米国特許明細書第６５７９７２５には、特にオリゴ糖特性を有するプローブ分子を結合可能なスペーサーアームが記載されている。しかし、このスペーサーアームは、より以前の先行技術に存在するものよりは効果的ではあるが、前に言及した不利益すべてを同時には解決し得ない。特に、その長さ、官能性、反応性及び立体障害は、いつも随意には生成し得ないことが言及され得る。

本発明者らは、上述した全ての不利益の克服を可能とする、新規なシラン化剤を提供することを目的とした。彼らは特に、サッカライド特性を有する分子により固体支持体表面を１ステップで官能化可能な、新規なシラン化剤を提供することを目的とし、これは、スペーサーアームの性質及び長さに関して単純で信頼性と柔軟性があるプロセスに従うことで達成され、さらには先行技術のプロセスより費用も少なくすむ。

本発明者が開発したこの重大時において、これは本発明の主題を形成する。

本発明の第一の主題は、このように、糖末端官能基を含むシラン化剤であり、下記式（Ｉ）：

（式中：
−Ａは、サッカライド特性（ｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｎａｔｕｒｅ）のプローブ分子を表し；
−Ｘは、２つの末端を含む炭素又はヘテロ炭素鎖で構成されるスペーサーアーム（２つの末端のうち、一方は前記スペーサーアームＸとＡを共有結合し、もう一方の末端は前記スペーサーアームＸとＢを共有結合し、前記鎖は少なくとも１つの、２つの末端の間に位置するエチレン性不飽和を含んでおり、前記鎖はいくつかのアセチレン性不飽和を含み得ないと理解される）を表し；
−Ｂは、シラン化基（ｓｉｌａｎｉｚｅｄ ｇｒｏｕｐ）である）
に対応することを特徴とする。

本発明は、ゆえに、調整可能なスペーサーアームとして働き得る、シラン化糖分子を供給し、その様々な構造はアームの反応性、すなわちその化学的、電気化学的及び／又は立体的な挙動に影響する。

本発明に従って、上式（Ｉ）の化合物のユニットＡを構成するサッカライド特性のプローブ分子は、天然又は合成起原であり得、また、必要に応じて１又はそれ以上の保護基により保護され得る。このプローブ分子は特に、例えば解析又は診断理由のために、支持体へ結合されなければならない全ての糖分子から選択され得る。それは特に、例えば生物学的に有益な糖分子又は生体分子（例えばヘパラン硫酸）を表すため、又は、表面と生物学的に有益な分子又は生体分子との間のスペーサーとして働く糖鎖それ自身を表すために合成され得る。

本発明の有利な実施形態によれば、サッカライド特性のプローブ分子は、分子量がおよそ１８０〜１００００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは３６０〜９００ｇ／ｍｏｌを示す。
それは好ましくは以下より選択される：
ｉ） 単糖、より詳細にはグルコサミン、アジドグルコサミン、Ｄ−リボース、Ｄ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−グルコース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−マンノース、２−デオキシリボース、Ｌ−フコース、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン、Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン、Ｎ−アセチルノイラミン酸、Ｄ−グルクロン酸、Ｌ−イズロン酸、Ｄ−ソルビトール、Ｄ−マンニトール、及びその類似体、
ｉｉ） オリゴ糖、より詳細にはスクロース、ラクトース、ヘパラン硫酸のフラグメント、ヘパリン、コンドロイチン及びデルマタン硫酸のサッカライドフラグメント、ルイス抗原など、
ｉｉｉ） ポリ−オリゴ糖、より詳細にはヘパラン硫酸、ヘパリン及びコンドロイチン、デルマタン硫酸のサッカライド画分など
ｉｖ） 複合糖質、より詳細にはヘパラン硫酸、ヘパリン、コンドロイチン、デルマタン硫酸由来のものなど
ｖ） 糖タンパク質、例えば免疫グロブリンＧ、ヒアルロン酸、及びその類似体
ｖｉ） 糖脂質、例えばガラクトシルセラミド、ガングリオシド及びセレブロシドなど、
ｖｉｉｉ） 糖リポタンパク質、例えばミミズＥｉｓｅｎｉａ ｆｏｅｔｉｄａ（ツリミミズ科）の組織より抽出された糖タンパク質Ｇ９０、又はラボラトリー“Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ａｇｅｎｃｙ” （ＶＬＡ， Ｗｅｙｂｒｉｄｇｅ， ＵＫ）から供給される糖タンパク質ＭＰＢ８３。

プローブ分子のサッカライドエンティティ（ｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｅｎｔｉｔｉｅｓ）の１又はそれ以上のヒドロキシル及び／又はアミン官能基は、１又はそれ以上の保護基により保護され得る。これらの保護基は当業者によく知られ、また、十分にＴ． Ｗ． Ｇｒｅｅｎｅ ｅｔ ａｌ．，による著書“Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”， Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ａ Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ， １９９１．に記載されている。
本発明の有利な形態によれば、これらの保護基は以下の基より選択される：アセチル；ベンジル；アリール、より詳細には１から４０の炭素原子を有するアルキル鎖から選択されたＲ基により置換されたアリール基；２，２，２−トリクロロエチルオキシカルボニル（Ｔｒｏｃ）、ベンジルオキシカルボニル（Ｚ）、トリクロロアセトアミデート（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏａｃｅｔａｍｉｄａｔｅ：ＴＣＡ）、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル（ＢＯＣ）及びフルオラニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）。

本発明の別の有利な実施形態によれば、プローブ分子のサッカライドエンティティの１又はそれ以上のヒドロキシル及び／又はアミン官能基は、スペーサーアーム使用中にプローブ分子及び／又はその役割をするものに結合するであろうターゲット分子に関して、スペーサーアームをより特異的に、及び／又は、より選択的にし得る、１又はそれ以上の疎水基により置換され得る。

特に、ベンジル、アセテート、ベンジリデン、イソプロピリデン又はフタルイミド基などのような保護基によるヒドロキシル官能基の保護によって、サッカライド部分が多少疎水性になる場合が言及され得る。

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、サッカライドエンティティのアノメリック部分は、サッカライド特性のプローブ分子がスペーサーアームＸの２つの末端のうちの一方にそれを介して結合する共有結合の性質に従って好ましく選択される基によって、任意のグリコシドドナーのように、官能化され得る。

本発明の有利な実施形態によれば、スペーサーアームＸを構成している鎖の各末端を介した共有結合が、最初スペーサーアームＸの前駆体が保有する化学官能基と、一方ではプローブ分子Ａが、もう一方ではシラン化基Ｂが保有する相補的な化学官能基との間での反応の結果、ユニットＡ及びＢを結びつける。もちろん、糖化学の分野の当業者にはよく知られた非常に多くのドナー／アクセプターのペアの可能性が存在し（Ｋｈａｎ Ｓ． Ｈ． ｅｔ ａｌ．， “Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ”， Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ， Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ， Ｆｏｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ， ＵＳＡ， １９９６）、それらは前記共有結合を形成するのに使用され得る。特に、実施例の方法により、ヒドロキシル基と、ハロゲン原子（例えば塩素、臭素、ヨウ素又はフッ素）、並びにホスファイト、トリクロロアセトアミデート、チオアルキル、ホスフェート、ペンテニル、スルホキシド及びキサンテート基から選択される基との間での反応の結果生ずる共有結合が挙げられ得る。

本発明に基づいた式（Ｉ）の化合物のスペーサーアームＸは、長さ及び構造が変化し得る。しかし、上に示したように、やはり常に少なくとも１つのエチレン性不飽和を、直接ＡとＢを結合する鎖上に含む。

本発明の特に好ましい実施形態によれば、スペーサーアームＸは、直鎖又は分枝を有するＣ_２−Ｃ_４０アルキル又はＣ_６−Ｃ_４０アリール鎖を表し、前記鎖が少なくとも１つのエチレン性不飽和を含み、必要に応じて酸素、窒素、硫黄及びケイ素から選択される１もしくはそれ以上のヘテロ原子、及び／又は、アミド、オキシム及び第三級アミン官能基より選択される１もしくはそれ以上の官能基によって割り込まれ得、及び／又は、必要に応じて、直鎖又は分枝を有するＣ_２−Ｃ_２０アルキルもしくはＣ_６−Ｃ_２０アリール鎖から選択される１又はそれ以上の置換基（好ましくは１〜１０の置換基）によって置換され、前記鎖が必要に応じてまた、酸素、窒素、硫黄及びケイ素から選択される１もしくはそれ以上のヘテロ原子によって割り込まれ得る。

本発明によれば、シラン化基Ｂは、好ましくは−Ｓｉ（Ｒ_１）_３、−ＳｉＲ_１（Ｒ_２）_２及び−ＳｉＲ_１Ｒ_２Ｒ_３基（ここでＲ_１、Ｒ_２及びＲ_３基は、他とは独立して、フッ素又は塩素といったハロゲン原子、Ｃ_１−Ｃ_４アルコキシ基、Ｃ_１−Ｃ_４アルキル基、アミノ基又はエステル官能基を表す）から選択される。

Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３基で定義されるアルコキシ基の中では、特に好ましいのは、メトキシ及びエトキシ基であり、及び、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３基で定義されるアルキル基の中では、特に好ましいのはメチル及びエチル基である。

Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３基で定義されるエステル官能基の中では、特にアセトキシ基が言及され得る。

シラン化末端ユニットＢとしては、特にトリメトキシシリル、トリエトキシシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル基が言及され得る。

上記の式（Ｉ）のシラン化剤の中では、好適なものとして特に：
−Ａは、単糖、オリゴ糖及び多糖から、より詳細にはさらに、例えばＧｌｃ−Ｇｌｃ−Ｇｌｃ、Ｌａｃ−Ｌａｃ又はＧａｌ−Ｇａｌ−Ｇａｌ−Ｇａｌ−Ｇａｌ（ここでＧｌｃ、Ｌａｃ及びＧａｌはそれぞれグルコース、ラクトース及びガラクトースを示す略語である）といったオリゴマーから選択され；
−Ｘは、少なくとも１つのエチレン性不飽和を含む２から４０炭素原子を有する炭素鎖を表し、該鎖は直鎖又は分枝鎖であり、必要に応じて１又はそれ以上の環及び／又は１又はそれ以上の官能基（例えばアミド、オキシム及び第三級アミン官能基）によって割り込まれ、；
−Ｂはトリメトキシシリル又はトリエトキシシリル基を表す。
さらに特に好ましい式（Ｉ）の化合物としては、下記式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）に相当する化合物：

（式中、Ａｃはアセチル基を表す）
が挙げられ得る。

上記式（Ｉ）のシラン化剤は、ユニットＡ、Ｘ及びＢの性質に従って、当業者によく知られた有機合成の原理に従って容易に調製され得る。

特に、これらのシラン化剤は、一般にユニットＡ、Ｘ及びＢの単純なアセンブリによって調製され得、これらのユニットは、事前調製されたもの、又は商業的に利用可能なもののどちらでもよく、一方ではユニットＡとスペーサーアームＸの末端の１つとの間での、及び、他方ではユニットＢとスペーサーアームＸの他端との間での共有結合の形成に適した、化学的官能基を含むと理解される。

行われる反応は、一般に、ＡとＸの慣用的なグリコシル化反応、続いてＢを結合するためのヒドロシリル化（例えばＫａｒｓｔｅｄｔ）反応である。

本発明に基づいた式（Ｉ）のシラン化剤は、固体支持体の官能化のために使用され得る。

本発明の主題は、このように、固体支持体の官能化、特にグライコチップの製造のための、少なくとも１つの、上で定義したような式（Ｉ）のシラン化剤の使用である。

式（Ｉ）のシラン化剤の使用は、有利なことに、本発明に基づいた式（Ｉ）の化合物のスペーサーアームＸ上に少なくとも１つのエチレン性不飽和が存在することで、容易に支持体から開裂し得るサッカライド特性のプローブ分子を有する安定な層によって、固体支持体の表面の迅速な修飾を可能にする。

それらが、特にグライコチップの調製のために使用されるとき、本発明に基づいた式（Ｉ）の化合物は、次の有利な点示す：
−それらは最初スペーサーアームとして働き、糖鎖を、この鎖を支持する固体支持体の表面から離れるように動かす。本発明に基づいた式（Ｉ）の化合物のユニットＸは、特に、非常に広い範囲のサッカライド、オリゴ糖又は多糖を結合することを可能にする。特に、式（Ｉ）の化合物は、ユニットＸに結合する最初のサッカライドユニット（例えばオリゴ糖ユニット）のためのスペーサーアームとしても使用され得、その後サイズを増やすことも可能（支持体上でのコンビナトリアルケミストリー）であり、或いは、プレ合成したサッカライドプローブ分子の結合（それらの還元部分（ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｐａｒｔ）のアノマー位においてのユニットＸへの結合）のためにも使用され得る。
−スペーサーアームは開裂し得る：式（Ｉ）の化合物のユニットＸ上の少なくとも１つのエチレン性不飽和の存在という長所により、糖を固層から単離するための標的化様式において容易に切断し得、全くサッカライドプローブ分子の結合性に有害に影響しない状況下でなされる。特に、開裂方法として、オゾン分解、Ｇｒｕｂｂｓメタセシス又はオスミレーション（ｏｓｍｙｌａｔｉｏｎ）によるジヒドロキシル化（ＯｓＯ_４、ＮａＩＯ_４）後、ジオールの酸化的開裂を含む方法、及び当業者に知られた他の穏やかな化学的開裂反応もまた使用され得る。
−最後に、それらの化学的な官能性及びそれらのサッカライドバックボーン上の置換基の選択のために、本発明に基づく式（Ｉ）の化合物は反応実行中の多くの実験的状況下において不活性のままである。

他の本発明の主題は、サッカライド特性のプローブ分子によって官能化された固体支持体の調製のための方法であり、有機溶媒中の式（Ｉ）の少なくとも１つのシラン化剤の溶液により少なくとも１つの固体支持体の表面をシラン化する少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする。

有機溶媒は、好ましくはトリクロロエチレン、トルエン及び低級アルコール（例えばエタノール又はメタノール）から選択され、これらの溶媒は必要に応じてそれらに添加された塩基性化合物（例えばトリエチルアミン又はＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＥＡ））を有する。

固体支持体が式（Ｉ）のシラン化剤の溶液と接触するに至る作業は、好ましくは、およそ４〜８０℃の間の温度で、およそ１〜４８時間実行される。

基体はその後反応溶媒又はクロロホルムによりリンスされ、そして好ましくは窒素により乾燥される。

この方法は、実行するのに単純で、かつシラン化の工程と固体支持体の官能化の工程を結びつけるという利点を示し、一方、公知技術の既知の方法は少なくとも３つの連続した工程、すなわち、第２工程でスペーサーアームとの結合を、そして最後に第３工程でサッカライドプローブ分子の（例えばグリコシル化反応による）結合を可能とする官能基を有する分子で固体支持体の表面をシラン化する第１工程、を必要とする。この場合、不活性化工程（非グリコシル化部位のキャッピング）が必要であり、これと対照的に、本発明の方法による場合には必要でない。

本発明に従う式（Ｉ）のシラン化剤によって官能化され得る固体支持体は、好ましくはガラス、シリカ又はシラン化可能として当業者に知られた任意の他の材料を基礎とする支持体から選択される。

これらの固体支持体は少なくとも１つの平坦もしくは非平坦で、かつ、滑らかなもしくは構造化された表面を有し、また、例えばスライド、フラットプレート、ウェル付きプレート、キャピラリー又はポーラスもしくはノンポーラスビーズの形態で供給され得る。

他の本発明の主題は、このように、１又はそれ以上の上に定義した式（Ｉ）のシラン化剤で官能化された表面を少なくとも１つ含むことを特徴とする固体支持体である。

このような支持体は、例えば、スクリーニングにより糖分子、より詳細には特定の有益なタンパク質を認識するオリゴ糖配列を（例えば国際出願ＷＯ−Ａ−０３／００８９２７に記載の方法を用いて）同定するために使用され得るグライコチップを構成する。

逆に、本発明に基づくグライコチップはまた、スクリーニングによりリガンド、例えば有益なサッカライドを認識するタンパク質リガンドを同定するために使用され得る。

従って、最後の本発明の主題は糖分子、より詳細にはオリゴ糖配列又は対応するタンパク質リガンドをスクリーニングするための方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）であって、これは、少なくとも１つの上に定義した式（Ｉ）のシラン化剤によって官能化された少なくとも１つの表面を含む固体支持体が、１もしくはそれ以上の潜在的なオリゴ糖分子又は個々の１もしくはそれ以上の潜在的なタンパク質リガンドを含む溶液と接触させる工程を少なくとも１つ含むことを特徴とする。

これら特定の用途において、本発明に基づいて官能化された固体支持体はスクリーニングプロセスを最適化し得、並びに、それゆえに、分子をより効率的に及びより迅速に、治療又はバイオテクノロジーのための目的に利用可能にし得る。

これまでの開示に加えて、本発明はまた、これからの、本発明に基づいた式（Ｉ）の化合物の調製の実施例、及び、本発明に基づいた式（Ｉ）の化合物による固体支持体の官能化の実施例に言及した記載から明らかになる他の開示も含む。

しかし、これらの実施例は単に本発明の主題の例として与えられただけであり、どんな事情があろうとも制限を構成するものではないと、明確に理解されるべきである。
実施例１：式（Ｉ−１）の化合物の調製

（式中Ａｃはアセチルを表す）
１）第１工程：スペーサーアーム（３）及びグルコース誘導体（５）の調製
スペーサーアーム（３）は次の反応スキームＡ：

に従って調製する。

スペーサーアーム（３）は連続した２つの工程により得られる：２−ビニル−３−クロロテトラヒドロフラン（２）は、Ｌ． Ｃｒｏｍｂｉｅ ａｎｄ Ｒ． Ｄ． Ｗｙｖｉｌｌ， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， １９８５， Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓ． １， １９７１、及びその引用文献に記載のプロセスに従ったグリニャール試薬での処理により、２，３−ジクロロテトラヒドロフランから入手できる。

次に、化合物（２）を、Ｌ． Ｃｒｏｍｂｉｅ ａｎｄ Ｌ． Ｊ． Ｒａｉｎｂｏｗ， １９８８， Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ２９（４９）， ６５１７．に記載のプロセスに従い、４−７当量の二ヨウ化サマリウム（ＳｍＩ_２）の存在下にテトラヒドロフラン中で、５から１６５時間還流して処理する。
化合物（３）を収率９３％で得る。

グルコース誘導体（５）は、次の反応スキームＢ：

に従って調製する。

グルコース誘導体（５）（チオグリコシド）は、糖化学の確立された反応である２つの連続する工程により、Ｄ−グルコースから得る。
−Ｋ． Ｔａｋｅｏ， Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， １９８０， ８７， １４７に記載のプロセスに従った、１２０℃で１時間、無水酢酸／酢酸ナトリウム（Ａｃ_２Ｏ／ＡｃＯＮａ）媒質中での過アセチル化（氷冷水から沈殿後得られた生成物は、９５％エタノールから再結晶化する）の第１工程。過アセチル化された副産物が９０％の収率で得られ、そのアノマー位の立体配置は主にβである；
−Ａ． Ｋ． Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ ａｎｄ Ｎ． Ｒｏｙ， Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， １９９６， ２６， ３９３７に記載のプロセスに従った、周囲温度で１時間、チオフェノール及びルイス酸、この場合にはボロントリフルオライドエーテレート（ＢＦ_３・Ｅｔ_２Ｏ）、の存在下無水ジクロロメタン中でのアノマー位活性化の第２工程。このチオアルキル化は、メタノールによる再結晶化後、定量的にチオグリコシド（５）を得ることを可能にする。チオフェニル基は、２位における関与基（ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）の存在のため、β位で見出される。
２）第２工程：グリコシル化されたスペーサーアーム（６）の調製
このグリコシル化されたスペーサーアームは、次の反応スキームＣ：

に従って調製される。

これら２つの分子のカップリングは、不飽和鎖と保護されたグルコースのグリコシル化反応である。

チオグリコシド（５）（５００ ｍｇ， １．１３ ｍｍｏｌ， １当量）及び不飽和のスペーサーアーム（３）（１２７ ｍｇ， １．１３ ｍｍｏｌ， １当量）は、モレキュラーシーブ（６３０ ｍｇ）の存在下、無水ジクロロメタンに溶解する。この混合物を、周囲温度で３０分間撹拌し、そしてこの反応媒体を−３０℃にする。そして、Ｎ−ヨードスクシンイミド（ＮＩＳ）（５１０ ｍｇ， ２．２６ ｍｍｏｌ， ２当量）を加え、その後トリフルオロメタンスルホン酸（３０ mｌ， ０．３４ ｍｍｏｌ， ０．１５当量／ＮＩＳ）を加える。そして、この混合物を、３０分間撹拌しながらゆっくりと周囲温度に戻す。その後、反応媒体を飽和炭酸水素ナトリウム溶液により中和し、そして、セライトを通して濾過する。有機相を、水、飽和チオ硫酸ナトリウム溶液及び飽和塩化ナトリウム溶液により連続的に抽出し、洗浄する。混合した有機相を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濾過して濃縮する。得られる固体残留物を、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーによって精製する。生成物（６）が収率７０％で得られる。
３）第３工程：式（Ｉ−１）の化合物の調製
この工程は、次の反応スキームＤ：

に従って行う。

収率６０％で式（６）の化合物の無色の液体を結果として得るために、この工程の間、２．８４μｌ（４．５ ｘ １０^−４ ｍｏｌ）のＫａｒｓｔｅｄｔ触媒存在下で３時間、およそ５０℃の温度で、上記の前の反応で得られた１００ｍｇ（２．２６ ｘ １０^−４ ｍｏｌ， １当量）の化合物（５）を７１μｌ（３．６２ ｘ １０^−４ ｍｏｌ， １．６当量）のトリエトキシシランと反応させる。
実施例２：式（Ｉ）のシラン化剤で官能化された固体支持体の調製
この実施例では、ＳｉＯ_２で作られた平坦な基体を使用した。
１）基体の再水和（Ｂｒｏｗｎ再水和）
ＳｉＯ_２基体を、２時間周囲温度にて、５ｇのＮａＯＨを含む脱イオン水（１５ｍｌ）と無水エタノール（２０ｍｌ）との混合物に浸した。

次に基体を脱イオン水で洗浄し、そして１時間０．２Ｎの塩酸に浸した。浸した後、基体を再び脱イオン水で洗浄し、そしてオーブンで８０℃の温度で３０分間乾燥した。
２）式（Ｉ−１）の化合物による基体のシラン化
再水和された基体を、上記実施例１にて調製した１０ｍＭ（２１ｍｇ）の式（Ｉ−１）の化合物を含む、１０ｍｌのトリクロロエチレン（ＴＣＥ）溶液に浸漬した。周囲温度で１晩おくと、基体は、本発明に従う式（Ｉ−１）の化合物によってシラン化された。

こうして官能化された基体を次に、ＴＣＥ、エタノールそして最後にクロロホルムで洗浄した。次に、オーブンで３０分間５０℃の温度で乾燥した。

次の使用の目的のため、官能化された基体を不活性雰囲気（アルゴン又は窒素）下で保管した。

この基体は次に、グライコチップの調製（このように調製されたシラン化基体上でのオリゴ糖の成長）又は任意の他の分子もしくは生体分子チップの調製（この場合、基質を官能化する糖を含んだシランが、任意の（天然もしくは合成の）新しい分子又は生体分子結合のためのスペーサーとなる）のために使用し得る。

Claims (24)

1. 以下の式（Ｉ）：
   

   

   （式中、
   −Ａユニットは、サッカライド特性（ｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｎａｔｕｒｅ）のプローブ分子を表し；
   −Ｘユニットは、２つの末端を含む炭素又はヘテロ炭素鎖で構成されるスペーサーアーム（２つの末端のうち、一方は前記スペーサーアームＸとＡを共有結合し、もう一方の末端は前記スペーサーアームＸとＢを共有結合し、前記鎖は少なくとも１つの、２つの末端の間に位置するエチレン性不飽和を含んでおり、前記鎖はいくつかのアセチレン性不飽和を含み得ないと理解される）を表し；
   −Ｂは、シラン化基（ｓｉｌａｎｉｚｅｄ ｇｒｏｕｐ）である）
   に対応することを特徴とする、糖末端官能基を含むシラン化剤。
2. サッカライド特性のプローブ分子が、１８０から１００００ｇ／ｍｏｌの間の分子量を示すことを特徴とする、請求項１に記載のシラン化剤。
3. サッカライド特性のプローブ分子が、単糖、オリゴ糖、多糖、複合糖質、糖タンパク質、糖脂質、及び糖リポタンパク質から選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシラン化剤。
4. 単糖が、グルコサミン、アジドグルコサミン、Ｄ−リボース、Ｄ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−グルコース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−マンノース、２−デオキシリボース、Ｌ−フコース、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン、Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトサミン、Ｎ−アセチルノイラミン酸、Ｄ−グルクロン酸、Ｌ−イズロン酸、Ｄ−ソルビトール及びＤ−マンニトールから選択されることを特徴とする、請求項３に記載のシラン化剤。
5. オリゴ糖が、スクロース、ラクトース、ヘパラン硫酸のフラグメント、ヘパリン、コンドロイチン又はデルマタン硫酸のサッカライドフラグメント、及びルイス抗原から選択されることを特徴とする、請求項３に記載のシラン化剤。
6. ポリ−オリゴ糖が、ヘパラン硫酸、ヘパリン又はコンドロイチンのサッカライド画分及びデルマタン硫酸から選択されることを特徴とする、請求項３に記載のシラン化剤。
7. 複合糖質が、ヘパラン硫酸、ヘパリン、コンドロイチン及びデルマタン硫酸から選択されることを特徴とする、請求項３に記載のシラン化剤。
8. 糖タンパク質が、免疫グロブリンＧ及びヒアルロン酸から選択されることを特徴とする、請求項３に記載のシラン化剤。
9. 糖脂質が、ガラクトシルセラミド、ガングリオシド及びセレブロシドから選択されることを特徴とする、請求項３に記載のシラン化剤。
10. プローブ分子のサッカライドエンティティの、１又はそれ以上のヒドロキシル及び／又はアミン官能基が、アセチル、ベンジル及びアリール、２，２，２−トリクロロエチルオキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、トリクロロアセトアミデート、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル及びフルオラニルメトキシカルボニル基から選択される１又はそれ以上の保護基により保護されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
11. プローブ分子のサッカライドエンティティの、１又はそれ以上のヒドロキシル及び／又はアミン官能基が、ベンジル、アセテート、ベンジリデン、イソプロピリデン及びフタルイミド基から選択される１又はそれ以上の疎水性基により置換されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
12. スペーサーアームＸを構成している鎖の各末端を介してユニットＡとＢに結合される共有結合が、最初スペーサーアームＸの前駆体が保有する化学官能基と、一方ではプローブ分子Ａにより、他方ではシラン化基Ｂにより保有される相補的な化学官能基との間での反応の結果生じることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
13. 前記共有結合が、ヒドロキシル基と、ハロゲン原子並びにホスファイト、トリクロロアセトアミデート、チオアルキル、ホスフェート、ペンテニル、スルホキシド及びキサンテート基から選択される基との間での反応の結果生じることを特徴とする、請求項１２に記載のシラン化剤。
14. スペーサーアームＸが、直鎖又は分枝を有するＣ_２−Ｃ_４０アルキル又はＣ_６−Ｃ_４０アリール鎖を表し、前記鎖が少なくとも１つのエチレン性不飽和を含み、必要に応じて酸素、窒素、硫黄及びケイ素から選択される１もしくはそれ以上のヘテロ原子、及び／又は、アミド、オキシム及び第三級アミン官能基より選択される１もしくはそれ以上の官能基によって割り込まれ得、及び／又は、必要に応じて、直鎖又は分枝を有するＣ_２−Ｃ_２０アルキルもしくはＣ_６−Ｃ_２０アリール鎖から選択される１又はそれ以上の置換基によって置換され、前記鎖が必要に応じてまた、酸素、窒素、硫黄及びケイ素から選択される１もしくはそれ以上のヘテロ原子によって割り込まれ得ることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
15. シラン化基Ｂが、−Ｓｉ（Ｒ_１）_３、−ＳｉＲ_１（Ｒ_２）_２及び−ＳｉＲ_１Ｒ_２Ｒ_３基（ここでＲ_１、Ｒ_２及びＲ_３基は、互いに独立して、ハロゲン原子、Ｃ_１−Ｃ_４のアルコキシ基、Ｃ_１−Ｃ_４のアルキル基、アミノ基又はエステル官能基を表す）より選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
16. シラン化基が、トリメトキシシリル、トリエトキシシリル、トリメチルシリル及びトリエチルシリル基より選択されることを特徴とする、請求項１５に記載のシラン化剤。
17. 式（Ｉ）：
    （式中、
    −Ａは単糖、オリゴ糖及び多糖より選択され、
    −Ｘは少なくとも１つのエチレン性不飽和を含む２から４０の炭素原子を有する炭素鎖を表し、前記鎖は直鎖又は分枝鎖で、必要に応じて１もしくはそれ以上の環、及び／又は、１もしくはそれ以上の官能基（例えばアミド、オキシム及び第三級アミン官能基）により割り込まれ；
    −Ｂはトリメトキシシリル又はトリエトキシシリル基を表す。）
    の化合物から選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
18. 下記式（Ｉ−１）及び（Ｉ−２）：
    

    

    （式中、Ａｃはアセチル基を表す）
    の化合物から選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のシラン化剤。
19. 固体支持体の官能化のための、請求項１から１８のいずれか１項で定義された式（Ｉ）の少なくとも１つのシラン化剤の、使用。
20. グライコチップ（ｇｌｙｃｏｃｈｉｐ）の製造のための、請求項１から１８のいずれか１項で定義された式（Ｉ）の少なくとも１つのシラン化剤の、使用。
21. 有機溶媒中の請求項１から１８のいずれか１項で定義された式（Ｉ）の少なくとも１つのシラン化剤の溶液により、少なくとも１つの固体支持体の表面をシラン化する、少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする、サッカライド特性のプローブ分子により官能化された固体支持体の調製のための方法。
22. 請求項１から１８のいずれか１項で定義された式（Ｉ）の１又はそれ以上のシラン化剤によって官能化された、少なくとも１つの表面を含むことを特徴とする、固体支持体。
23. スクリーニングにより、有益なタンパク質を認識するオリゴ糖配列、又は有益な糖を認識するリガンドを同定するための、請求項２２で定義した固体支持体の使用。
24. 請求項２２で定義した固体支持体が、１もしくはそれ以上の潜在的なオリゴ糖分子又は各々１もしくはそれ以上の潜在的なタンパク質リガンドを含む溶液と接触させる工程を、少なくとも１つ含むことを特徴とする、糖分子又は各々のタンパク質リガンドをスクリーニングするための方法。