JP2009540082A - 新規な担持された酸化反応物、それらの製造方法、およびその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
・ジスルフィドブリッジの形成は分子内反応であるので、これらの担持された反応物により、非常に希釈された条件で作業する必要性が回避され、溶剤の量を最少に抑え、小型化し、少量であることが多いロボットウェルの使用が可能になり、
・担持された反応物により、毒性で、不快臭がある、または揮発性の酸化体を使用せずに、非常に穏やかで、簡単な条件下で、ペプチドおよびタンパク質中にブリッジを得ることができ、
・担持された酸化反応物は、簡単に除去することができ、凍結乾燥または蒸発を必要とせず、自動化が非常に容易になり、
・担持された酸化反応物は、使用後に循環させ、再酸化させることができる。
R−[Met(O)k]n−X−● (I)
(式中、
Rは水素原子またはアミン官能基-保護基を表し、
Kは、1または2であり、
Metは、下記式:
[Met(O)k]が、下記式:
●は、有機合成に使用される固体または可溶性の担体を表し、
Xは、メチオニンを固定することができる、アミンまたはヒドロキシル、またはハロゲノ型の官能基に由来する基を表すが、但し、前記メチオニンを固定できる官能基は、官能化されたアームまたはスペーサーにより前記担体から分離することができるものであり、
nは1以上の整数であり、
kは1または2である。)で表される酸化反応物に関する。
(i)ポリスチレンベース、例えばアミノメチルポリスチレンまたは4-メチルベンズヒドリルアミンポリスチレン、を含むマトリックスを有する、またはポリアミド(PL)またはポリエチレングリコールベース(PEG)を含むマトリックスを有する、ゼラチン状またはマクロ細孔質樹脂のビーズ、あるいはポリエチレングリコール-ポリスチレン(PEG-PS)またはポリエチレングリコール-ジメチルアクリルアミド(PEGA)型の複合材料担体、
(ii)被膜-被覆された型の担体、例えばSynPhase Lanterns(登録商標)(Mimotopes)、
である。
R−[Met]n−X−● (II)
の、式中、R、nおよびXが、上に規定した通りである、および●
化合物を酸化反応にかけ、式(I)
R−[Met(O)k]n−X−● (I)
の、式中、R、n、Xおよび●が、上に規定した通りである化合物を得ることを特徴とする。
R−[Met]−OH (III)
の、式中、Rが上に規定した通りである化合物を使用し、該基体を、式HX-●の、Xおよび●が上記と同じ意味を有する担体と反応させることにより、式(IV)
R−[Met]−X−● (IV)
の、R、Xおよび●が上に規定した通りである化合物を形成し、この式(IV)の化合物を、R基の開裂により脱保護した後、式(III)
R−[Met]−OH (III)
の、式中、Rが上に規定した通りである化合物との一連の反応にかけ、この反応をn-1回繰り返し、式(II)
R−[Met]n−X−● (II)
の、式中、R、n、Xおよび●が上に規定した通りである化合物を形成するが、但し、保護基Rは、使用する反応物に応じて、合成のどの時点で除去および/または変性することもできる。
H−[Met]n−X−● (II')
の化合物、即ち式(II)の化合物のRが水素原子を表す類似体を形成し、この水素原子を保護基で置き換え、上記式(II)の化合物を得ることができる。
R−[Met(O)k]−OH (VI)
の、式中、Rおよびkが上に規定した通りであり、kが1または2である化合物を、式HX-●の、Xおよび●が上記と同じ意味を有する担体と縮合させ、式(VII)
R−[Met(O)k]−X−● (VII)
の、式中、R、k、Xおよび●が、上に規定した通りである化合物を形成し、該式(VII)の化合物を、R基の開裂により脱保護した後、従来のペプチドカップリング方法を使用し、カップリング剤の存在下で、式(VI)
R−[Met(O)k]−OH (VI)
の、式中、Rおよびkが上に規定した通りである化合物との一連の反応にかけ、反応をn-1回繰り返し、上記式(I)の化合物を得ることを特徴とする。
H−[Met(O)k]n−X−● (I')
の、式中、n、k、Xおよび●が、上記と同じ意味を有する化合物を形成し、該化合物(I')のN-末端部分をR基で保護し、上に規定する式(I)の化合物を得ることを特徴とする。
R−[Met(O)k]n−OH (X)
の、R、nおよびkが上に規定した通りである化合物を、式HX-●の、Xおよび●が上記と同じ意味を有する担体と反応させ、上に規定する式(I)の化合物を与えることを特徴とする。
H−[Met]−OR' (III')
の、R'が、直鎖状または分岐鎖状の(C1〜C6)アルキル、直鎖状または分岐鎖状の(C2〜C6)アルケニル、ベンジル、カルボキサミドメチル、またはベンズヒドリルグリコールアミドエステル基を表す化合物と、式(III)
R−[Met]−OH (III)
の、式中、Rが上に規定した通りである化合物の、従来のペプチドカップリング方法による、カップリング剤の存在下での縮合からなる一連の反応により、反応をn−1回繰り返し、C末端官能基を保護した後、式(XI)
R−[Met]n−OR' (XI)
の、式中、R、R'およびnが上に規定した通りであるが、無論、Rは水素原子とは異なる化合物を形成し、この式(XI)の化合物を酸化反応にかけ、続いてR'基の開裂により脱保護反応にかけ、上に規定する式(X)の化合物を得る。
H−[Met]n−OH (XI')
の、式中、nが上に規定した通りである化合物、即ち式(XI)の化合物の、RおよびR'がそれぞれ水素原子を表す類似体を形成し、この水素原子を保護基で置き換え、上記式(XI)の化合物を得ることができる。
H−[Met(O)k]n−OH (X')
の、式中、nおよびkが上に規定した通りである化合物を形成し、そのN-末端をR基で保護し、上記式(X)の化合物を得ることができる。
工程1:Rink-アミド-PS樹脂上でのメチオニンN-カルボン酸無水物の重合手順
メチオニンN-カルボン酸無水物(Met-NCA)を最小量の無水THF(酸無水物7 gに対して40 ml)中に、アルゴン下で可溶化し、次いで樹脂を加え(Met-NCAに対して1/100当量)、混合物全体を48時間攪拌する。次いで、樹脂を下記の溶剤、即ちテトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、メタノールおよびジクロロメタン、で洗浄する。使用するRink-アミド-PS樹脂は、第1級アミン官能基量が0.98 mmol/gである。こうして官能化された樹脂に対して、ある部分をトリフルオロ酢酸を使用して開裂させ、直接導入ES+質量分光法およびMALDI-Tof質量分光法により分析する。
Micromass Platform II質量分析計へのポジティブエレクトロスプレーモードにおける直接導入は、1〜7のnに対してC末端アミド化されたメチオニン重合体に対応する単一に帯電したイオン[M+H]+=149.0、280.0、410.9、541.9、672.9、804.0、935.0の存在を示す。
2,5-ジヒドロキシ安息香酸マトリックスを使用するMALDI-Tof質量分光法分析も、5〜9のnに対してC末端アミド化されたメチオニン重合体に対するナトリウムおよびカリウム[M+Na]+および[M+K]+による陽イオン化に由来する単一に帯電したイオンの存在を示す。
工程1で得た、メチオニン重合体を含む樹脂を、回転固相反応器中で、50/50酢酸/ジクロロメタン溶液(デシケーター中で乾燥させた樹脂1.5 gに対して20 ml)で5分間アセチル化し、次いで濾過する。アセチル化を再度10分間開始する。次いで、樹脂をジクロロメタンで2回、メタノールで2回、次いでジクロロメタンで2回洗浄する。
工程2で得た樹脂を35重量%水性過酸化水素(デシケーター中で乾燥させた樹脂1.5 gに対して20 ml)中に入れ、1時間30分間攪拌する。次いで、樹脂をジクロロメタンで2回、メタノールで2回、次いでジクロロメタンで2回洗浄する。
アミノ-PEG-PS(ポリエチレングリコール-ポリスチレン)樹脂上に担持された酸化反応物を、例1に記載する手順と同等の手順により、Rink-アミド-PS樹脂を、第1級アミン官能基量が0.19 mmol/gであるアミノ-PEG-PS樹脂で置き換えて製造する。
NovaSyn(登録商標)型アミノ-PEG-PS樹脂上に担持された酸化反応物を、例1に記載する手順と同等の手順により、Rink-アミド-PS樹脂を、第1級アミン官能基量が0.3 mmol/gであるNovaSyn(登録商標)型アミノ-PEG-PS樹脂で置き換えて製造する。この樹脂は、例2で使用した樹脂とは、事実上、ポリエチレングリコールとポリスチレンとの間の結合が、ベンジル型の代わりに、フェニルエチルである点で異なっている。
PL-PEGA(ポリアミド-ポリエチレングリコール共重合体)樹脂上に担持された酸化反応物を、例1に記載する手順と同等の手順により、Rink-アミド-PS樹脂を、第1級アミン官能基量が0.2 mmol/gであるPL-PEGA樹脂で置き換えて製造する。
・緩衝液A、pH=6.07
5%酢酸溶液100 mlに、(NH4)3CO3 を、所望のへは6.3が得られるまで加える(約5 g)。
・緩衝液B、pH=7.54
溶液1 milliQ水100 ml中にNaH2PO4を2.4 g
溶液2 milliQ水100 ml中にNaH2PO4を2.84 g
溶液2 42 mlを溶液1 8 mlに加え、計量フラスコ中、水で混合物の体積を100 mlに調節する。
・選択した緩衝液中DMSO10%溶液
・担持されたEllman反応物
・NH2-PEG-PS上に担持されたAc-[Met(O)]5
得られたクロマトグラムから、この場合、これらの副生成物が存在しないこと、特に2個のCCAPペプチド間の分子内反応に由来する共有結合二量体が存在しないことが確認された。
Ac−[Met(O)2]5−NH−Rink−●
工程1:Rink-アミド-PS樹脂上への第一メチオニンスルホン残基のカップリング
Fmoc-Rinkアミド樹脂AM-PS 100 mg 0.6 mmol/gをジクロロメタン中で10分間膨潤させ、標準的な脱保護サイクル(DMF/ピペリジン80/20 v/v溶液1.2 mlで20分間)にかけた。次いで、樹脂をジメチルホルムアミドで2回、メタノールで2回、次いでジクロロメタンで2回洗浄する。洗浄工程の後、N-Fmoc保護されたメチオニンのスルホン誘導体を、樹脂上に、標準的なカップリングサイクルにより、N-Fmoc保護されたメチオニンスルホンのジメチルホルムアミド中0.5 M溶液400μl、N-メチルモルホリンのジメチルホルムアミド中0.5 M溶液400μl、およびHBTUのジメチルホルムアミド中0.5 M溶液400μlを使用して装填した。カップリング時間は90分間であった。樹脂を通常通りに洗浄し、DMF/ピペリジン80/20 v/v溶液1.2 mlで20分間脱保護することにより、N-Fmoc保護基を除去した。
工程1で得た樹脂を、4回の連続的な標準的固相ペプチド合成サイクルにかけた。各サイクルは、カップリング工程とそれに続くN-Fmoc脱保護工程から構成される。
・カップリング工程: 樹脂を、N-Fmoc保護されたメチオニンスルホンのジメチルホルムアミド中0.5 M溶液400μl、N-メチルモルホリンのジメチルホルムアミド中0.5 M溶液400μl、およびHBTUのジメチルホルムアミド中0.5 M溶液400μlに加えた。カップリング時間は90分間であった。次いで、樹脂をジメチルホルムアミドで2回、メタノールで2回、次いでジクロロメタンで2回洗浄する。
・脱保護工程は、DMF/ピペリジン80/20 v/v溶液1.2 mlを使用して20分間行った。次いで、樹脂を通常通りにジメチルホルムアミドで2回、メタノールで2回、次いでジクロロメタンで2回洗浄する。
工程1で得た、メチオニンスルホン重合体を含む樹脂を、回転固相反応器中で、50/50酢酸/ジクロロメタン溶液(デシケーター中で乾燥させた樹脂1.5 gに対して20 ml)で5分間アセチル化し、次いで濾過する。アセチル化を再度10分間開始する。次いで、樹脂をジクロロメタンで2回、メタノールで2回、次いでジクロロメタンで2回洗浄する。
・選択した緩衝液中DMSO10%溶液
・NH2-PL-PEGA上に担持されたAc-Met(O)
・NH2-PL-PEGA上に担持されたAc-Met(O)2
従って、0.4 mmol/gで官能化されたNH2-PL-PEGA上に担持されたAc-Met(O)またはAc-Met(O)2 75 mg(5当量)を、CCAPペプチド溶液2 mlに加えた。3個の反応器を、軌道振とう機上、常温で96時間振とうし(600 rpm)し、試料40μlをCH3CN/H2O(50/50)で200μlに調節し、次いで濾過したものを直ちにLC/MS分析にかけた。LC/MS実験は、Waters Alliance HPLC装置に連結したMicromass Q-Tof型の四極性/TOF質量分析計で行った。これらの分析により、環化された、酸化されたペプチドの存在と時間の関係を定量することができる。表(III)に記載する酸化されたペプチドの百分率は、214 nmで得たクロマトグラフィーピークの面積の関数として計算した。従って、この値は、実験#1における、DMSOの存在ではなく、可能な副生成物の存在を考慮している。
Claims (23)
- 下記式(I)で表される酸化反応物:
R-[Met(O)k]n−X−● (I)
(式中、
Rは水素原子またはアミン官能基-保護基を表し、
Kは、1または2であり、
Metは、下記式:
[Met(O)k]が、下記式:
●は、有機合成に使用される固体または可溶性の担体を表し、
Xは、メチオニンを固定することができる、アミンまたはヒドロキシル、またはハロゲノ型の官能基に由来する基を表すが、但し、前記メチオニンを固定できる官能基は、官能化されたアームまたはスペーサーにより前記担体から分離することができるものであり、
nは1以上の整数であり、
kは1または2である。)。 - 前記R基が、直鎖状または分岐鎖状の(C1〜C6)アルキルカルボニル、直鎖状または分岐鎖状の(C1〜C6)アルキルオキシカルボニル、直鎖状または分岐鎖状の(C2〜C6)アルケニルオキシカルボニル、直鎖状または分岐鎖状の(C2〜C6)アルキニルオキシカルボニル、およびアリールオキシカルボニルから選択され、前記基のそれぞれが、一個以上のハロゲン原子あるいはヒドロキシル、アミノ、または直鎖状または分岐鎖状の(C1〜C6)モノ-またはジアルキルアミノ基で置換されていてよい、請求項1に記載の酸化反応物。
- Rが、水素原子およびアシル、アセチル、ベンジルオキシカルボニル、tert-ブチルオキシカルボニル、および9-フルオロメチルオキシカルボニルから選択される、請求項1に記載の酸化反応物。
- 前記担体●が、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレングリコールまたは複合材料を基材とするマトリックスを有するゼラチン状またはマクロ細孔質担体から選択され、前記担体が、ビーズの、被膜被覆された担体、例えばリングまたはランタンの、プラグの、もしくは架橋していない可溶性の担体の形態にあってよく、前記マトリックスは、官能化されていないか、または官能化されたアームで官能化されていることができる、請求項1に記載の酸化反応物。
- 前記担体●が、官能化されたアームを含まない樹脂であるか、または官能化された樹脂、例えばクロロメチルポリスチレン、ベンジルオキシベンジルアルコールポリスチレン、アミノメチルポリスチレンまたはメチルベンズヒドリルアミンポリスチレン樹脂、もしくはRinkアミド、クロロトリチル、ヒドロキシメチルベンジルアセトアミド、Sieberアミド、アミノメチル-3,5-ジメトキシフェノキシアルキル、アミノメチル-3-ジメトキシフェノキシアルキル、ヒドロキシメチル-3,5-ジメトキシフェノキシアルキル、およびヒドロキシメチル-3-ジメトキシフェノキシアルキルから選択された官能化されたアームでグラフト化された樹脂である、請求項4に記載の酸化反応物。
- nが、100未満、好ましくは50未満、より好ましくは2〜15の整数である、請求項1に記載の酸化反応物。
- 請求項1に記載の酸化反応物の、分子内ジスルフィドブリッジを形成するための使用。
- ペプチドおよび/またはタンパク質中に分子内ジスルフィドブリッジを形成するための、請求項7に記載の使用。
- 少なくとも一個の分子内ジスルフィドブリッジを含んでなる一群のペプチドを、高処理量平行合成により製造するための、請求項7に記載の使用。
- 請求項1に記載の酸化反応物の製造方法であって、
下記式(II):
R−[Met]n−X−● (II)
(式中、R、n、●およびXは、請求項1に規定した通りである)
で表される化合物に酸化反応を実施し、下記式(I):
R−[Met(O)k]n−X−● (I)
(式中、R、n、kおよびXは、請求項1に規定した通りである)
で表される化合物を得る、方法。 - 前記式(II)の化合物が、下記式(III):
R−[Met]−OH (III)
(式中、Rは請求項1に規定した通りである)
で表される化合物を、式:HX-●(式中、Xおよび●は請求項1と同じ意味を有する)の担体と反応させて、下記式(IV):
R−[Met]−X−● (IV)
(式中、R、Xおよび●が前記に規定した通りである)で表される化合物を形成し、
前記式(IV)の化合物を、前記R基の開裂により脱保護した後、下記式(III):
R−[Met]−OH (III)
(式中、Rは前記に規定した通りである)で表される化合物との一連の反応を実施し、前記反応を(n−1)回繰り返して、下記式(II):
R−[Met]n−X−● (II)
(式中、R、n、Xおよび●は前記に規定した通りである)で表される化合物を形成することにより製造されるが、但し、保護基Rは、使用する反応物に応じて、合成のどの時点で除去および/または変性することもできる、請求項10に記載の製造方法。 - 請求項1に記載の酸化反応物の製造方法であって、下記式(VI):
R−[Met(O)k]−OH (VI)
(式中、Rおよびkは請求項1に規定した通りである)で表される化合物を、式:HX-●(式中、Xおよび●は請求項1と同じ意味を有する)の担体と縮合させ、下記式(VII):
R-[Met(O)k]-X-● (VII)
(式中、R、X、kおよび●は、上に規定した通りである)で表される化合物を形成し、前記式(VII)の化合物を、R基の開裂により脱保護した後、従来のペプチドカップリング方法を使用して、カップリング剤の存在下で、下記式(VI):
R−[Met(O)]−OH (VI)
(式中、Rは前記に規定した通りである)で表される化合物との一連の反応を実施し、前記反応をn−1回繰り返して、請求項1に規定する前記式(I)で表される化合物を得る、方法。 - 請求項1に記載の酸化反応物の製造方法であって、下記式(X):
R−[Met(O)k]n−OH (X)
(式中、R、kおよびnは請求項1に規定した通りである)で表される化合物を、式:HX-●(式中、Xおよび●は請求項1と同じ意味を有する)の担体と反応させて、請求項1に規定する前記式(I)の化合物を得る、方法。 - 前記式(X)の化合物が、下記式(III'):
H−[Met]−OR’ (III')
(式中、R'は、直鎖状または分岐鎖状の(C1〜C6)アルキル、直鎖状または分岐鎖状の(C2〜C6)アルケニル、ベンジル、カルボキサミドメチル、またはベンズヒドリルグリコールアミドエステル基を表す化合物と、下記式(III):
R−[Met]−OH (III)
(式中、Rは前記に規定した通りである)で表される化合物との、従来のペプチドカップリング方法による、カップリング剤の存在下での縮合からなる一連の反応により製造され、
前記反応をn−1回繰り返して、C末端官能基を保護した後、下記式(XI):
R−[Met]n−OR’ (XI)
(式中、R、R'およびnは前記に規定した通りであるが、無論、Rは水素原子とは異なる)で表される化合物を形成し、
前記式(XI)の化合物に酸化反応を実施し、続いて前記R'基の開裂により脱保護反応を実施して、請求項15に規定する前記式(X)の化合物を得る、請求項15に記載の方法。 - 前記式(X)で現される化合物が、下記式(VI'):
H−[Met(O)k]−OR' (VI')
(式中、R'は、直鎖状または分岐鎖状の(C1〜C6)アルキル、直鎖状または分岐鎖状の(C2〜C6)アルケニル、ベンジル、カルボキサミドメチル、またはベンズヒドリルグリコールアミドエステル基を表し、kは請求項1に規定する通りである)で現される化合物と、下記式(VI):
R−[Met(O)k]−OH (VI)
(式中、Rおよびkは請求項1に規定する通りである)で現される化合物との、従来のペプチドカップリング方法を使用するカップリング剤の存在下での重縮合により製造され、
前記反応をn−1回繰り返して、前記R'基の開裂により脱保護した後、前記式(X)の化合物を得る、請求項15に記載の方法。 - 下記式:
Ac−[Me(O)]n−NH−●
(式中、
Acはアセチルを表し、
nは1〜9から選択された整数であり、
●は、rinkアミド-ポリスチレン樹脂またはポリエチレングリコール-ポリスチレン樹脂またはポリアミド-ポリエチレングリコール-ジメチルアクリルアミド樹脂を表す。)で現される、請求項1に記載の酸化反応物。 - 下記式:
Ac−[Me(O)]5−NH−●
(式中、
Acはアセチルを表し、
●はポリエチレングリコール-ポリスチレン樹脂を表す)で表される、請求項1に記載の酸化反応物。 - 下記式:
Ac−[Me(O2)]5−NH−●
(式中、
Acはアセチルを表し、
●はrinkアミド-ポリスチレン樹脂を表す)で表される、請求項1に記載の酸化反応物。 - 下記式:
Ac−Me(O)2−NH−●
(式中、
Acはアセチルを表し、
●はポリアミド-ポリエチレングリコール-ジメチルアクリルアミド樹脂を表す)で表される、請求項1に記載の酸化反応物。
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