JP2015205841A - キサンテン化合物及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
CYP3A活性の測定方法としては、例えば、CYP3Aによるテストステロン6β-水酸化やミダゾラム1-水酸化の産物をLC-MS/MSを用いて定量する方法が用いられているが、これらの方法はMS測定前のサンプル精製やMS測定に手間と時間を要する。
CYP分子種特異的に代謝される蛍光プローブを用いる酵素活性測定法は、当該蛍光プローブがCYPにより代謝されて生ずる蛍光分子の蛍光強度を計測する方法であり、マルチウエルプレート上で多数サンプルを同時に測定可能な手法である。CYP3A活性測定用の蛍光プローブとして、7-benzyloxy-4-trifluoromethylcoumarin(BFC)が市販されているが、BFCは、CYP3Aの他にCYP1A及びCYP2Bの基質としても代謝を受けることが知られている。BFCの類縁体である2,5-bis(trifluoro-methyl)-7-benzyloxy-4-trifluoromethylcoumarin(BFBFC)が、CYP3A特異的な蛍光プローブとして、非特許文献1に記載されている。
[1]
式(I):
式中、R1は一価の基を表し、R2は水素原子又は一価の基を表し、R3及びR4はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基を表し、R5は式(I)で表される化合物の6位O-ベンジル部のエーテル結合がチトクロームP-450の分子種3Aにより酸化的に開裂可能となるように選ばれる一価の基を表し、nは1から5の整数を表し、nが2以上の場合、複数存在するR5の全部又は一部は同じであっても異なっていてもよい;
で表される化合物、又はその溶媒和物;
[2]
R1及びR2がそれぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基又はヘテロアロイルアミノ基であり、該アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基又はヘテロアロイルアミノ基に含まれる水素原子は置換されていてもよい[1]記載の化合物;
[3]
R1が炭素数1から6のアルキル基であり、該アルキル基に含まれる水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、R2が炭素数1から6のアルコキシ基であり、該アルコキシ基に含まれる水素原子はハロゲン原子、カルボキシル基又はアルコキシカルボニル基で置換されていてもよい[1]又は[2]記載の化合物;
[4]
R5が水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、ニトロ基又はシアノ基である[1]から[3]のいずれか一項に記載の化合物;
[5]
R5が炭素数1から6のアルキル基又は炭素数1から6のハロアルキル基である[1]から[4]のいずれか一項に記載の化合物;
[6]
nが1又は2である[1]から[5]のいずれか一項に記載の化合物;
[7]
R3及びR4が水素原子である[1]から[6]のいずれか一項に記載の化合物;
[8]
9-(4-メトキシ-2-メチルフェニル)-6-ビス(2,5-トリフルオロメチル)ベンジルオキシ-3H-キサンテン-3-オン;
[9]
CYP3A活性測定用蛍光プローブとしての[1]から[8]のいずれか一項に記載の化合物の使用;
[10]
チトクロームP-450の分子種3Aの活性測定方法であって、
(1)[1]から[8]のいずれか一項に記載の化合物をチトクロームP-450の分子種3Aと反応させる工程;及び
(2)上記工程(1)により得られる反応産物の蛍光強度を計測する工程;
を含む方法;
[11]
工程(2)における反応産物の蛍光強度の計測が、工程(1)の反応後の反応液の蛍光強度を計測することにより行われ、工程(2)で得られた計測値と対照の反応液の蛍光強度とを比較する工程を更に含む、[10]に記載の方法;及び
[12]
対照の反応液が、工程(1)の反応前の反応液、または、[1]から[8]のいずれか一項に記載の化合物もしくはチトクロームP-450の分子種3Aを含まないこと以外は工程(1)で用いられる反応液と同じ組成を有する反応液である、[11]に記載の方法;
等を提供する。
この一価の基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基、又はヘテロアロイルアミノ基が挙げられ、該アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基又はヘテロアロイルアミノ基に含まれる水素原子は置換されていてもよい。
R1としては炭素数1から6のアルキル基が好ましく、該アルキル基に含まれる1以上の水素原子はそれぞれ独立にハロゲン原子で置換されていてもよい。
この一価の基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基、又はヘテロアロイルアミノ基が挙げられ、該アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基又はヘテロアロイルアミノ基に含まれる水素原子は置換されていてもよい。
R2としては炭素数1から6のアルコキシ基が好ましく、該アルコキシ基に含まれる1以上の水素原子はハロゲン原子、カルボキシル基又はアルコキシカルボニル基で置換されていてもよい。R2が示す置換アルコキシ基としては、例えば、カルボキシル置換C1−6アルコキシ基又はアルコキシカルボニル置換C1−6アルコキシ基等が挙げられる。
R3及びR4としては、水素原子が好ましい。
かかる一価の基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、ニトロ基又はシアノ基を挙げることができる。
R5としては、炭素数1から6のアルキル基又は炭素数1から6のハロアルキル基が好ましい。
R1が炭素数1から6のアルキル基であり、R2が炭素数1から6のアルコキシ基であり、R3及びR4が水素原子であり、R5が炭素数1から6のハロアルキル基であり、nが2である化合物;及び
R1がメチル基であり、R2がメトキシ基であり、R3及びR4が水素原子であり、R5がトリフルオロメチル基であり、nが2である化合物;
を挙げることができる。
式(I)で表される化合物のより具体的な例として、9-(4-メトキシ-2-メチルフェニル)-6-ビス(2,5-トリフルオロメチル)ベンジルオキシ-3H-キサンテン-3-オンを挙げることができる。
式(I)の化合物は結晶であっても良く、結晶形が単一であっても結晶形混合物であっても式(I)の化合物に包含される。結晶は、自体公知の結晶化法を適用して、化合物を結晶化することによって製造することができる。同位元素(例えば、3H、14C、18F、35S、125Iなど)等で標識された化合物も、式(I)の化合物に包含される。
(1)本発明化合物をCYP3Aと反応させる工程;及び
(2)上記工程(1)により得られる反応産物の蛍光強度を測定する工程;
を含む。
本発明化合物を基質としてCYP3Aと反応させ、本発明化合物が酸化的代謝を受けて生成する蛍光分子から発する蛍光の強度を測定することにより、生成した蛍光分子を定量し、CYP3A活性を測定する。必要に応じて、本発明化合物とCYP3Aとの反応の前後に反応液の蛍光強度を測定して両者を比較してもよく、CYP3Aとの反応後の蛍光強度を本発明化合物と対照物質との間で比較してもよい。例えば、工程(2)における反応産物の蛍光強度の計測を、工程(1)の反応後の反応液の蛍光強度を計測することにより行い、工程(2)で得られた計測値と対照の反応液の蛍光強度とを比較する。かかる対照の反応液としては、工程(1)の反応前の反応液、または、本発明化合物もしくはCYP3Aを含まないこと以外は工程(1)で用いられる反応液と同じ組成を有する反応液を挙げることができる。
本発明化合物とCYP3Aとの反応は、NADPH-P450還元酵素とその補酵素NADPHの共存下に、化合物のCYPによる代謝速度の測定に通常用いられる反応液組成及び反応条件で行うことができる。反応液における本発明化合物の濃度としては、約0.1μMから約100μMを挙げることができる。反応液へのCYP3Aの添加量としては、約0.1pmolから約100pmolを挙げることができる。反応温度は、通常約20℃から約37℃の範囲である。
本発明の方法によるCYP3A酵素活性の測定は中性条件下に行うことができ、例えば、pH約5からpH約9の範囲、好ましくはpH約6からpH約8の範囲、より好ましくはpH6.8からpH7.6の範囲で行うことができる。
NMR(核磁気共鳴);g(グラム);mg(ミリグラム);mL(ミリリットル);μL(マイクロリットル);mmol(ミリモル);pmol(ピコモル);mM(ミリモル濃度);μM(マイクロモル濃度);N(規定濃度);nm(ナノメーター);Hz(ヘルツ);eq(モル等量);THF(テトラヒドロフラン);DMF(N,N-ジメチルホルムアミド);DMSD(ジメチルスルホキシド);CDCl3(重水素化クロロホルム);DMSD-d6(重水素化ジメチルスルホキシド); Mg(マグネシウム);NaHCO3(炭酸水素ナトリウム);MgSO4(硫酸マグネシウム);TBDMSCl(t-ブチルジメチルシリルクロリド);TBDMSO{[t-ブチル(ジメチル)シリル]オキシ};NADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸/還元型)。
1H-NMR:AV300M, AV600(BRUKER)
Quantum Efficiency(QE):QE-1100(大塚電子)
Microplate reader:Safire2(TECAN)
2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン 6.00g(24.4mmol)と蒸留水40mLを反応器(Storage bottle, ACE GLASS)に仕込み、195℃乃至200℃で4時間加熱した。反応混合物を室温まで冷却した後、析出した粗製生成物を濾取し、次いで、蒸留水50mLを加えて、還流条件下で再結晶することにより、3,6-ジヒドロキシ-9H-キサンテン-9-オン 5.18g(収率93%)を淡黄色結晶として得た。
1H-NMR(300MHz, DMSO-d6):δ6.82-6.89(m,4H), 8.26(d, J=8.7Hz, 2H), 10.83(brs, 2H).
実施例1−1に従って得た3,6-ジヒドロキシ-9H-キサンテン-9-オン 4.95g(21.7mmol)及びイミダゾール 7.39g(5.0eq)をDMF 25mLに溶解し、氷冷却でt-ブチルジメチルシリルクロリド 8.18g(2.5eq)を添加して、窒素雰囲気下、室温で5時間攪拌した。反応混合物を水に注いで、酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄後、MgSO4で乾燥した。溶媒を減圧留去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1)により精製し、3,6-ビス{[t-ブチル(ジメチル)シリル]オキシ}-9H-キサンテン-9-オン 9.07g(収率95%)を白色結晶として得た。
1H-NMR(300MHz, CDCl3): δ0.34(s, 12H), 1.08(s, 18H), 6.74-6.79(m, 4H), 8.10(dd, J=1.5, 7.5 Hz, 2H).
Mg 165mg(2.0eq)及びTHF 10mLを反応器に仕込み、窒素雰囲気下、2-ブロモ-5-メトキシトルエン 1.37g(2.0eq)を加えて60℃で5時間攪拌した。反応混合物を氷浴で冷却した後、実施例1−2に従って得た3,6-ビス{[t-ブチル(ジメチル)シリル]オキシ}-9H-キサンテン-9-オン 1.50g(3.40mmol)のTHF溶液10mLを滴下し、室温に戻して30分間攪拌した。次いで、2N塩酸水溶液20mLを氷冷下で反応混合物へ徐々に加え、室温で15時間攪拌した後、クロロホルムを加えて、有機層を分液し、飽和NaHCO3水溶液、飽和食塩水で順次洗浄した。MgSO4で乾燥後、溶媒を減圧留去して得られた結晶性残渣をジエチルエーテルで洗浄することにより、6-ヒドロキシ-9-(4-メトキシ-2-メチルフェニル)-3H-キサンテン-3-オン 0.77g(収率68%)を橙色結晶として得た。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6): δ1.98(s, 3H), 3.86(s, 3H), 6.96(d, J=9.2 Hz, 2H), 7.03(m, 3H),7.10(s, 1H), 7.23(d, J=8.2 Hz, 1H), 7.28(d, J=9.2 Hz, 2H).
実施例1−3に従って得た6-ヒドロキシ-9-(4-メトキシ-2-メチルフェニル)-3H-キサンテン-3-オン 200mg(0.60mmol)をDMF 5mLに溶解して、氷冷下で水素化ナトリウム/油性26mg(1.1eq)を添加し、室温で30分間攪拌した。この反応混合物に氷冷下で2,5-ビス(トリフルオロメチル)ベンジルブロミドを加え、同温度にて30分間攪拌した後、反応温度を室温まで戻して、更に1時間攪拌した。反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液に注いで、酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄後、MgSO4で乾燥した。溶媒を減圧留去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1)により精製し、9-(4-メトキシ-2-メチルフェニル)-6-ビス(2,5-トリフルオロメチル)ベンジルオキシ-3H-キサンテン-3-オン 296mg(収率88%)を橙色結晶として得た。
1H-NMR(400MHz, CDCl3): δ2.06(s, 3H), 3.90(s, 3H), 5.39(s, 2H), 6.45(d, J=2.0 Hz, 1H), 6.58(dd, J=2.0, 10.0 Hz, 1H), 6.86-6.99(m, 3H), 7.01-7.04(m, 2H), 7.07-7.10(m, 2H), 7.76(d, J=8.0 Hz, 1H), 7.89(d, J=8.0 Hz, 1H), 8.02(s, 1H).
実施例2に従って合成した化合物(2)3μM、NADPH(和光純薬)1mM及び0.1% DMSOを含む100 mMリン酸バッファー溶液(pH 7.4)を調製した。96ウエルプレートの各ウエルにCYPの各種分子種を発現する組換昆虫細胞のミクロゾーム(CYP 2pmol, BD SupersomesTM、日本BD)を2μL入れ、上記リン酸バッファー溶液198μLを加えて反応を開始し、37℃で20分間インキュベートした。アセトニトリル(ナカライテスク)100μLを添加して反応を停止させ、得られた反応液の蛍光強度を、励起波長482nm、蛍光波長520nmにて測定した。化合物(1)の0、0.01μM、0.05μM、0.1μM、0.50μM及び1μM 溶液(100mM リン酸バッファー/アセトニトリル=2/1)を用いて検量線を作成した。化合物(2)とヒトCYPの各種分子種を反応させることにより生じた化合物(1)の量を表2に示し、化合物(2)とラットCYPの各種分子種を反応させることにより生じた化合物(1)の量を表3に示す。化合物(2)は、ヒト及びラットのCYP3Aに対する特異的な基質であること、及び、化合物(2)とCYP3Aとの反応により得られる産物の蛍光強度を測定することによりCYP3A酵素活性が測定可能であることが判った。
Claims (12)
- R1及びR2がそれぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基又はヘテロアロイルアミノ基であり、該アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、アロイルアミノ基又はヘテロアロイルアミノ基に含まれる水素原子は置換されていてもよい請求項1記載の化合物。
- R1が炭素数1から6のアルキル基であり、該アルキル基に含まれる水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、R2が炭素数1から6のアルコキシ基であり、該アルコキシ基に含まれる水素原子はハロゲン原子、カルボキシル基又はアルコキシカルボニル基で置換されていてもよい請求項1または2記載の化合物。
- R5が水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、ニトロ基又はシアノ基である請求項1から3のいずれか一項に記載の化合物。
- R5が炭素数1から6のアルキル基又は炭素数1から6のハロアルキル基である請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物;
- nが1又は2である請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。
- R3及びR4が水素原子である請求項1から6のいずれか一項に記載の化合物。
- 9-(4-メトキシ-2-メチルフェニル)-6-ビス(2,5-トリフルオロメチル)ベンジルオキシ-3H-キサンテン-3-オン。
- CYP3A活性測定用蛍光プローブとしての請求項1から8のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- チトクロームP-450の分子種3Aの活性測定方法であって、
(1)請求項1から8のいずれか一項に記載の化合物をチトクロームP-450の分子種3Aと反応させる工程;及び
(2)上記工程(1)により得られる反応産物の蛍光強度を計測する工程;
を含む方法。 - 工程(2)における反応産物の蛍光強度の計測が、工程(1)の反応後の反応液の蛍光強度を計測することにより行われ、工程(2)で得られた計測値と対照の反応液の蛍光強度とを比較する工程を更に含む、請求項10に記載の方法。
- 対照の反応液が、工程(1)の反応前の反応液、または、請求項1から8のいずれか一項に記載の化合物もしくはチトクロームP-450の分子種3Aを含まないこと以外は工程(1)で用いられる反応液と同じ組成を有する反応液である、請求項11に記載の方法。
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