JP2016524593A - セカンドメッセンジャーのシグナル伝達を変えるための組成物及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ｃＧＡＭＰの異性体の使用及び／または開発、並びに酵素ｃＧＡＳの構造に関する組成物、方法、キット及びアッセイに関する。本発明は、とりわけ、新規の環状−ＧＭＰ−ＡＭＰ（ｃＧＡＭＰ）の類似体、模倣体、模倣剤及び変異体を提供する。これらのｃＧＡＭＰの化合物及び組成物は、とりわけ、研究ツールの設計において、研究ツールとして、及びｃＧＡＳのアゴニストやアンタゴニストを含む酵素調節因子のような治療手段として有用である。本発明はまた、環状−ＧＭＰ−ＡＭＰシンターゼ（ｃＧＡＳ）の結晶学的データも提供する。これらの結晶学的データは、研究、治療及び／または診断の分野で有用であるｃＧＡＭＰ化合物または小分子のような調節因子（アゴニストやアンタゴニスト）を設計するための基礎を提供する。【選択図】図１

Description

関連出願への相互参照
本発明は、そのそれぞれの内容すべてが全体として参照によって本明細書に組み入れられる、２０１３年４月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／８１７，２６９号及び２０１３年５月３日に出願された同第６１／８１９，３６９号に対して優先権を主張する。
細菌のセカンドメッセンジャーとして環状ジヌクレオチドの重要性は揺るぎないものであり、環状ジ−ＧＭＰ（ｃ−ジ−ＧＭＰ）は今や遍在する細菌のセカンドメッセンジャーとして認識されている。この多目的な分子は、細胞周期及び分化、運動性及び菌力、と同様にバイオフィルムの形成及び分散の調節において重要な役割を担うことが示されている。ｃ−ジ−ＧＭＰの我々の理解の前進は、このセカンドメッセンジャーの合成及び分解に関与する細菌酵素の触媒活性の特定、構造的特徴付け及び機械的な理解と共に明らかになっている。遊離の状態での及びその合成と分解に関与する酵素に結合した場合のｃ−ジ−ＧＭＰの結晶構造は、このセカンドメッセンジャーが単量体または二量体のビス挿入の折り畳みを採用することができることを示している。２分子のＧＴＰからのｃ−（３’，５’）−ジ−ＧＭＰの形成は、２工程の反応及び環化反応の副産物としての２分子のピロリン酸による３’，５’−ホスホジエステル結合の形成を介して生じると思われる。さらに、ｃ−（３’，５’）−ジ−ＧＭＰが標的とする複数の受容体及びこのセカンドメッセンジャーを介した多様な方法の細菌のシグナルが同定されている。実際、セカンドメッセンジャーとしてのｃ−ジ−ＧＭＰ研究の分野は大いに成長しており、最近２５年にわたって細菌の環状ジヌクレオチドのシグナル伝達の生理学及びメカニズムの我々の理解で主要な前進が得られている。並行した試験では、環状ジヌクレオチドが誘導するＲＮＡのスプライシングに関与するものを含むｃ−（３’，５’）−ジ−ＧＭＰに特異的なリボスイッチも同定されている。
細胞質にて核酸を認識し、Ｉ型インターフェロン誘導を誘発する高等後生動物の自然免疫のセンサーの分子的な及び機能的な理解を得る方向に現在大きな興味がある。病原性の細菌またはウイルスが起源の細胞質ｄｓＤＮＡが、及びたぶん細胞性のストレスに続いて置き換えられた核またはミトコンドリアのＤＮＡもそのような誘因を表す。自己核酸の認識を含むこれらの事象は同様に、たとえば、全身性エリテマトーデス及びシェーグレン症候群のような自己免疫疾患を誘発し得る。実際、近年、ＤＡＩ（ＩＦＮ−調節因子のＤＮＡ−依存性の活性化因子）、ＬＲＲＦＩＰ１（ロイシン−リッチ反復及びフライトレスＩ相互作用タンパク質１）、ＤＤＸ４１（ＤＥＡＤボックスポリペプチド４１）、及びＡＩＭ２（黒色腫２に存在しない）及びＩＦＩ１６（インターフェロン誘導性のタンパク質１６）のようなＨＩＮ−２００（造血系のインターフェロン誘導性の核タンパク質）ファミリーのメンバーを含む多数の細胞質ＤＮＡセンサーが同定されている。ｄｓＤＮＡを伴う複合体の構造で反映されるようにＨＩＮドメインファミリーで分子情報が利用可能である。複数のセンサーについて要求は独特の細胞型に特異的な活性の反映であり得る。ｄｓＤＮＡの細胞質での検出は細胞質におけるインターフェロン遺伝子の刺激因子（ＳＴＩＮＧ）を活性化し、それは順に、先ずキナーゼＩＫＫ（ＩκＢキナーゼ）及びＴＢＫ１（ＴＡＮＫ結合キナーゼ１）を活性化し、転写因子ＮＦ−κＢ（核因子κＢ）及びＩＲＦ３（インターフェロン調節因子）のリン酸化及び活性化をもたらすことによって事象のカスケードを開始する。これらのリン酸化された転写因子は核に移行し、サイトカイン及びＩ型インターフェロンの産生をもたらす免疫遺伝子及び炎症遺伝子を標的とし、それによって宿主の免疫応答を誘発する。従って、これらの経路におけるインターフェロン及び他の関連する成分の誘導を調節する治療剤に対するニーズがある。
本発明は、とりわけ、以下で詳細に記載されるような新規の環状−ＧＭＰ−ＡＭＰ（ｃＧＡＭＰ）の類似体、模倣体、模倣剤及び変異体を提供する。これらのｃＧＡＭＰの化合物及び組成物は、とりわけ、研究ツールの設計において、研究ツールとして、及びｃＧＡＳのアゴニストやアンタゴニストを含む酵素調節因子のような治療手段として有用である。本発明はまた、環状−ＧＭＰ−ＡＭＰシンターゼ（ｃＧＡＳ）の結晶学的データも提供する。これらの結晶学的データは、研究、治療及び／または診断の分野で有用であるｃＧＡＭＰ化合物または小分子のような調節因子（アゴニストやアンタゴニスト）を設計するための基礎を提供する。
遊離の状態での及びｄｓＤＮＡに結合したｃＧＡＭＰシンターゼ（ｃＧＡＳ）の構造を示す図である。（Ａ）遊離の状態でのｃＧＡＳの２．０Åの結晶構造。リボン表示のタンパク質の主鎖は明灰色で色付けする。（Ｂ）相補性の１６-ｂｐのＤＮＡ二本鎖（各末端で１塩基の５’オーバーハング）に結合したｃＧＡＳの２．１Åの結晶構造。タンパク質及びＤＮＡは二元複合体における暗灰色で色付けする。（Ｃ）二元ｃＧＡＳ−ＤＮＡ複合体における分子間水素結合の模式図。（Ｄ）遊離の状態でのｃＧＡＳ（明灰色）及びｃＧＡＳ−ＤＮＡ複合体（暗灰色）の重ね合わせ構造。（Ｅ，Ｆ）遊離の状態でのｃＧＡＳ（明灰色）から結合したＤＮＡを伴う二元複合体（暗灰色）への事態の推移におけるβシート（パネルＥ）及び触媒ポケット（パネルＦ）断片の範囲内での大きな変化。（Ｇ）静電気表示でのタンパク質を伴う、遊離の状態でのｃＧＡＳの構造における触媒ポケットへの狭い入口。（Ｈ）二元ｃＧＡＳ−ＤＮＡ複合体の構造における触媒ポケットへの広げた入口。 ｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡ及びＡＴＰの三元複合体の構造を示す図である。（Ａ）ｄｓＤＮＡ及びＡＴＰに結合したｃＧＡＳの三元複合体の２．４Åの結晶構造。タンパク質及びｄｓＤＮＡをリボンで示し、結合したＡＴＰが空間を満たす。（Ｂ）ｃＧＡＳとＤＮＡの二元複合体及びＡＴＰを加えた三元複合体の重ね合わせ構造。（Ｃ，Ｄ）二元のｃＧＡＳとｄｓＤＮＡの複合体からＡＴＰを加えた三元複合体へのβシート（パネルＣ）及び触媒ポケット（パネルＤ）断片の範囲内での主鎖における変化はない。（Ｅ，Ｆ）三元複合体におけるＡＴＰと触媒ポケット残基の間での分子間接触の２つの交互の図。２つのカチオンを球形として示し、水素結合は点線で示す。（Ｇ）触媒ポケットにおける結合したＡＴＰ、カチオンの対及び配位残基の１．２σで形成した２Ｆｏ−Ｆｃマップ（明灰色）及び３．０σで形成した２Ｆｏ−Ｆｃマップ（暗灰色）。このマップは一部の弱い説明されない電子密度を含有する（暗灰色）。（Ｈ）静電表示のタンパク質を伴う、触媒ポケット内で空間を満たす結合したＡＴＰの図。 結合した産物５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ及び５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡを伴ったｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡの三元複合体の構造を示す図である。（Ａ）ｄｓＤＮＡに結合したｃＧＡＳと５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの三元複合体の１．９Åの結晶構造。タンパク質とＤＮＡはリボンで示し、結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧは空間を満たす。（Ｂ，Ｃ）三元複合体における５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧと触媒ポケット残基との間の分子間接触の２つの交互の図。２つのカチオンを球形として示し、水素結合は点線で示す。（Ｄ）三元複合体の触媒ポケットにおける結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの１．２σで形成した２Ｆｏ−Ｆｃ電子密度マップ。（Ｅ）静電表示のタンパク質を伴う、触媒ポケット内で空間を満たす結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの図。（Ｆ，Ｇ）ｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡ及びＧＭＰ＋ＡＴＰの２．３Åの三元複合体における５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡと触媒ポケット残基との間の分子間接触の２つの交互の図。（Ｈ）結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ（暗灰色）と５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡ（明灰色）の構造の重ね合わせ。 結合した産物ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を伴ったｃＧＡＳ、ＤＮＡの三元複合体の構造を示す図である。（Ａ）ｄｓＤＮＡに結合したｃＧＡＳと産物ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の三元複合体の２．３Åの結晶構造。タンパク質とＤＮＡはリボンで示し、結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］は空間を満たす。（Ｂ，Ｃ）三元複合体における産物ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］と触媒ポケット残基との間の分子間接触の２つの交互の図。（Ｄ）三元複合体の触媒ポケットにおける結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の１．２σで形成した２Ｆｏ−Ｆｃ電子密度マップ。（Ｅ）触媒ポケットの末端に向かって位置づけられた空間を満たす結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の図。（Ｆ）ＧｐＡ段階での２’，５’連結及びＡｐＧ段階での３’，５’連結を強調するｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の図。（Ｇ）ｃＧＡＳとｄｓＤＮＡによる三元複合体におけるＴｙｒ４２１での５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡのＧ残基の積み重ね。（Ｈ）ｃＧＡＳとｄｓＤＮＡによる三元複合体におけるＴｙｒ４２１でのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＡ残基の積み重ね。 ｃＧＡＳによるｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成の性状分析を示す図である。精製した組換え切り詰めｃＧＡＳ（パネルＡ、結晶化試験を用いてアミノ酸１４７〜５０７）及び完全長のｃＧＡＳ（パネルＢ〜Ｄ、アミノ酸１〜５０７）を用いて薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）によってｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］及び線状の産物及び中間体の生成をアッセイした。長い点線及び短い点線はそれぞれ起源及び溶媒の先頭を示す。（Ａ）示された二価のカチオン（またはＥＤＴＡ）及びα３２ｐ−ＡＴＰ及び−ＧＴＰを含有する反応緩衝液にてｃＧＡＳ（ｘ−ｙ）と共に４５−ｎｔのｄｓＤＮＡをインキュベートした。３’、５’の連結双方を含有する化学合成したｃＧＡＭＰを試料ごとに同時スポットし、ＵＶによって視覚化されるその移動を示す（破線の輪郭）。（Ｂ）ｃＧＡＳを一本鎖または二本鎖のＤＮＡ、ＲＮＡ、ＤＮＡ／ＲＮＡ二本鎖、または類似の配列の８−オキソグアニン（８−Ｏ−Ｇ）修飾したＤＮＡと共にインキュベートし、α３２ｐ−ＡＴＰを用いてｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成をモニターした。（Ｃ）モノリン酸化及びジリン酸化されたアデノシン及びグアノシンを基質として用いて、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成の順を決定した。ｃＧＡＳ及びｄｓＤＮＡをα３２ｐ−ＡＴＰ及びＧＭＰ（５’−ｐＧｐＡ）またはＧＤＰ（５’−ｐｐＧｐＡ）と共にインキュベートする場合ゆっくり移動する２’，５’連結の中間体種。（Ｄ）２’または３’のｄＡＴＰ及びｄＧＴＰを用いてｄｓＤＮＡ依存性のｃＧＡＭＰ反応中間体を視覚化した。ＴＬＣ移動相の組成を変えることによってｐｐｐＧｐＡ（レーン１）またはｐｐｐＧｐｄＡ（レーン２及びレーン３）に相当するゆっくり移動する中間体種が見られる。γ３２ｐ−ＧＴＰを用いて中間体種を確認した。 ｃＧＡＳの酵素的産物としてのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の最終的な同定を示す図である。（Ａ）逆相ＨＰＬＣ解析からのＧＴＰ、ＡＴＰ、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］、ｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］及びｃＧＡＳ反応（ｒｘｎ、星印）の溶液のＵＶ２６０ｎｍでのクロマト図。ｃＧＡＳ反応試料を単独でまたは示された参照標準の添加と共に注入した。網掛け領域はｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の溶出に相当する保持時間を示す。（Ｂ）単独で（上のトレース）注入した場合またはｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］参照化合物（真ん中のトレース）と共に同時注入した場合の溶解した結晶から得られたｃＧＡＳ産物のＨＰＬＣ解析のＵＶ２６０ｎｍでのクロマト図。溶解した結晶溶液には追加の同定されなかったピークが存在したが、後で溶出する。溶解した結晶溶液をカラムにかけた結果としてのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の保持時間の変化（０．５秒）のために３つの参照ｃＧＡＭＰ化合物を同時に注入した。（Ｃ）１０ｍＭのＫ２ＨＰＯ４−ＫＨ２ＰＯ４（ｐＨ６．６）緩衝液での９９．９％のＤ２ＯにてｃＧＡＳ反応によって化学的に合成された３つのｃＧＡＭＰ参照化合物の糖Ｈ１’プロトン領域のＮＭＲスペクトル。ｃＧＡＳ反応のＮＭＲスペクトルはｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］参照化合物に相当する。リン酸が２’位に結合する場合Ｈ１’プロトンは二重項（３ＪＨＨ＝９Ｈｚ）であるが、リン酸が３’位に結合する場合一重項であるということは、結合したリン酸基の位置に応じて５員環の糖環の異なる歪みを反映する。 ｃＧＡＳ変異体の機能的な解析及びｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の２段階生成のモデルを示す図である。（Ａ）完全長重量の及び示された変異体のｃＧＡＳによるｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］形成のレベルをＴＬＣ解析によって比較した。長い点線及び短い点線はそれぞれ起源及び溶媒の先頭を示す。（Ｂ，Ｃ）マウスのｃＧＡＳＷＴの発現ベクターまたはＤＮＡ結合の単一及び複数のアラニン変異を運ぶ（パネルＢ）及び触媒残基（パネルＣ）を運ぶ発現ベクターを、ＩＦＮ−βＧｌｕｃレポーター及び構成的なＳＴＩＮＧ及びホタルＬｕｃの発現プラスミドと一緒にＨＥＫ２９３細胞に一時的に形質移入した。この設定では、発現されたｃＧＡＳは同時形質移入したＤＮＡプラスミドによって細胞質ゾルに係合される。形質移入の３６時間後、３つ組にてＧｌｕｃの値を測定し、ホタルＬｕｃに対して基準化し、対照プラスミドに対する倍数指示として示す（平均値±ｓ．ｅ．ｍ．として）。パネルＢ及びＣにおけるデータは各変異体について３〜５回の独立した実験の代表である。（Ｄ）ｃＧＡＳの単一の触媒ポケット内でのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の２段階生成に関連する提案されたモデルの模式図。このモデルでは、第１の段階には５’−ｐｐｐＧｐＡ中間体の形成に続くｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成が関与する。結合したリガンドがｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］形成への経路で２回のフリップオーバーを受けると考えられることにも留意のこと。 遊離の状態でのｃＧＡＳの配列比較及び結晶構造及びヒトＯＡＳ１との比較を示す図である。（Ａ）アミノ酸１４７〜５０７（Ｃ末端）にわたるマウス及びヒト（構造試験に使用された構築物）に由来するｃＧＡＳの配列比較。推定上の触媒残基はボックスの中で示す。（Ｂ）遊離の状態でのｃＧＡＳの構造の２つの交互の図。タンパク質の主鎖はリボン表示で示し、明灰色に色付ける。（Ｃ）遊離の状態でのｃＧＡＳ（明灰色）及びヒトのオリゴアデニレート合成酵素１（ＯＡＳ１）（黒色；ＰＤＢ：１ＰＸ５）の重ね合わせた構造の立体図。構造間のｒ．ｍ．ｓ．ｄ．は４．１Åだった。 遊離の状態でのｃＧＡＳの配列比較及び結晶構造及びヒトＯＡＳ１との比較を示す図である。（Ａ）アミノ酸１４７〜５０７（Ｃ末端）にわたるマウス及びヒト（構造試験に使用された構築物）に由来するｃＧＡＳの配列比較。推定上の触媒残基はボックスの中で示す。（Ｂ）遊離の状態でのｃＧＡＳの構造の２つの交互の図。タンパク質の主鎖はリボン表示で示し、明灰色に色付ける。（Ｃ）遊離の状態でのｃＧＡＳ（明灰色）及びヒトのオリゴアデニレート合成酵素１（ＯＡＳ１）（黒色；ＰＤＢ：１ＰＸ５）の重ね合わせた構造の立体図。構造間のｒ．ｍ．ｓ．ｄ．は４．１Åだった。 遊離の状態でのｃＧＡＳの配列比較及び結晶構造及びヒトＯＡＳ１との比較を示す図である。（Ａ）アミノ酸１４７〜５０７（Ｃ末端）にわたるマウス及びヒト（構造試験に使用された構築物）に由来するｃＧＡＳの配列比較。推定上の触媒残基はボックスの中で示す。（Ｂ）遊離の状態でのｃＧＡＳの構造の２つの交互の図。タンパク質の主鎖はリボン表示で示し、明灰色に色付ける。（Ｃ）遊離の状態でのｃＧＡＳ（明灰色）及びヒトのオリゴアデニレート合成酵素１（ＯＡＳ１）（黒色；ＰＤＢ：１ＰＸ５）の重ね合わせた構造の立体図。構造間のｒ．ｍ．ｓ．ｄ．は４．１Åだった。 ｄｓＤＮＡに結合したｃＧＡＳの構造における分子認識特性及びｄｓＤＮＡと２’−Ｄａｔｐに結合したｈＯＡＳ１との比較を示す図である。（Ａ，Ｂ）ｃＧＡＳとｄｓＤＮＡの間での分子間接触の例。水分子は黒色の球形として示し、水素結合は点線によって示す。我々は、パネルＢで示されるようにＴ８のＡｒｇ１６１の側鎖とＯ２カルボニルの間で配列特異的な水素結合を１つ観察する。（Ｃ，Ｄ，Ｅ）遊離の状態でのｃＧＡＳ（明灰色）から結合したｄｓＤＮＡとの二元複合体（灰色）への事態の推移における立体構造の移動の例。複合体形成におけるβシート断片にて５．１Åの移動が観察される（パネルＣ）。長いα螺旋が２つの断片に分解し、一方の断片は、Ａｒｇ１６１の側鎖を含む、複合体形成におけるｄｓＤＮＡに向かって移動し、それは９．２Å移動する（パネルＤ）。ループ断片内での幾つかのＴｙｒ及びＬｙｓ残基は複合体形成において６．７〜１７．６Åの間移動する（パネルＥ）。（Ｆ）ｄｓＤＮＡに結合した状態でのｃＧＡＳのタンパク質成分（明灰色）とｄｓＤＮＡに結合した状態でのＯＡＳ１と２’−ｄＡＴＰ（黒色、ＰＤＢ：４ＩＧ８）の重ね合わせた構造の立体図。構造の間でのｒ．ｍ．ｓ．ｄ．は３．２Åである。ｃＧＡＳに結合したｄｓＤＮＡ及びＯＡＳ１に結合したｄｓＤＮＡは明瞭さのために図から省略する。 ＧＴＰによる結晶化の際に形成される三元複合体の触媒ポケットにおける５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧを伴ったｃＧＡＳ構造を示す図である。（Ａ）ｃＧＡＳのＤＮＡとの二元複合体（灰色）と結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ中間体産物との三元複合体（暗灰色）の重ね合わせた構造。（Ｂ，Ｃ）二元複合体から結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧを伴った三元複合体への事態の推移においてβシート内の主鎖（パネルＢ）及び触媒ポケット断片（パネルＣ）にて最小限の変化が観察される。（Ｄ）三元複合体の触媒ポケットにおける結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの２つの交互の図。Ｍｇ２＋カチオンは球形として示す。結合したリガンドの配列比較は５’−ｐｐｐＧ（ｓｙｎ）ｐ（２’，５’）ｐＧ（ａｎｔｉ）であることに留意のこと。（Ｅ）三元複合体の触媒ポケットにおける結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの３．０σで形成されたオミットＦｏ−Ｆｃオミット電子密度マップの２つの交互の図。（Ｆ）ｃＧＡＳ及びｄｓＤＮＡによる各三元複合体における結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ（灰色）とＡＴＰ（暗灰色）の重ね合わせた構造の２つの交互の図。（Ｇ）三元複合体の構造にて２つの結合したカチオンを同定する４σで記録されたオミットマップ。（Ｈ，Ｉ）複合体の構造にて２つの結合したカチオン回りでの８面体の配位構造。 ＧＴＰ＋ＡＴＰによる結晶化の際に形成される三元複合体の触媒ポケットにおける結合したｃＧＡＳ及びｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の構造を示す図である。（Ａ）ｃＧＡＳ及びＤＮＡの二元複合体（灰色）と、結合した産物がＧＴＰ及びＡＴＰによる結晶化から得られたｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］（暗灰色）である追加したＧＴＰ＋ＡＴＰによる三元複合体の重ね合わせた構造。（Ｂ，Ｃ）二元複合体から結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を伴う三元複合体への事態の推移においてβシート内の主鎖（パネルＢ）及び触媒ポケット断片（パネルＣ）にて立体構造の変化は生じなかった。（Ｄ）三元複合体の触媒ポケットにおける結合した産物ｃＧＡＭＰの２つの交互の図。結合したリガンドｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］はＧｐＡ段階の中で２’，５’ホスホジエステル結合を示したことに留意のこと。ＨＰＬＣの比較に基づいて、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の構造はＡｐＧ段階での３’，５’連結と共に示される。Ｇ残基及びＡ残基の双方はそのグリコシド結合にてアンチ配列比較を採用する。（Ｅ）三元複合体の触媒ポケットにおける結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の３．０σにて形成されたＦｏ−Ｆｃ電子密度オミットマップの２つの交互の図。（Ｆ）ｃＧＡＳ及びｄｓＤＮＡ伴った各三元複合体における結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］（灰色）及びＡＴＰ（暗灰色）の重ね合わせた構造の２つの交互の図。 Ｃｇａｍｐの形成をモニターするための薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）の条件を示す図である。（Ａ，Ｂ）示したヌクレオチドを高速シリカゲルＴＬＣプレートでスポットにし、種々の溶媒系で分解し、ＵＶによって視覚化した。２つの移動相条件を使用した（Ａ及びＢ）。ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の検出のための大半の実験で溶媒系１を用いたのに対して、モノリン酸化及びトリリン酸化された線状中間体のさらに良好な分離には溶媒２を使用した。点線は溶媒の先頭を示す。（Ｃ）算出されたＲｆ値。 ｄｓＤＮＡの長さ及びｃＧＡＳ活性のヌクレオチド要件を示す図である。（Ａ）完全長のｃＧＡＳを等モル量または質量基準化した量の１６−、３６−または４５−ｎｔのｄｓＤＮＡと共にインキュベートし、次いでｃＧＡＭＰの形成についてアッセイした。パネルＡ〜Ｃにおける長い点線及び短い点線はそれぞれ起源及び溶媒の先頭を示す。（Ｂ）種々の示したヌクレオチドを含有する反応緩衝液にて４５ｂｐのｄｓＤＮＡと共に切り詰めた（ｔｒ）及び完全長（ｆｌ）のｃＧＡＳをインキュベートした。ｃＧＡＳ（ｔｒ）はｃＧＡＳ（ｆｌ）未満ではあるが、活性を呈する。２’−ｄＡＴＰまたはＧＴＰを放射性標識した場合、２’−ｄＡＴＰを用いてｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］が生じるが、２’−ｄＧＴＰを用いた場合、全く生じない。２’−ｄＧＴＰを伴った２’−ｄＡＴＰがｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を生じなかったということは、アデノシン、及びさらに重要にはグアノシンにおける２’ＯＨ位置の遮断がｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の生成を妨げたことを示している。星印（＊）はどのヌクレオチドがα３２Ｐ−放射性標識された形態で補完されたかを示す。ｄＮＴＰはトリリン酸化された２’−デオキシヌクレオチドを指し示す。（Ｃ）ｄｓＤＮＡ及びリボヌクレオチドの示した組み合わせを含有する反応緩衝液にて完全長のｃＧＡＳをインキュベートし、次いでＴＬＣによって解析した。ＵＴＰとのα３２ｐ−ＡＴＰのまたはＧＴＰ、ＣＴＰ及びＵＴＰとのα３２ｐ−ＧＴＰのインキュベートの際、微量の環状産物が形成された。最適な産物形成にはＧＴＰ及びＡＴＰが必要とされる。ＵＴＰ及びＡＴＰによって低レベルの環状産物が形成されるが、ＡＴＰ単独では形成されないということは、ＵＴＰはＧＴＰ結合部位にて受け入れられ得るが、親和性及び／または活性が低下し得ることを示唆している。産物すべての移動は環状ジヌクレオチドの形成に一致する。（Ｄ）ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のｄｓＤＮＡ依存性の経時的なｃＧＡＳ生成のＨＰＬＣ解析。単一のｃＧＡＳ反応が開始され、示した時間に試料をＨＰＬＣによって解析した。（Ｅ）高度に保存された残基Ｇ１９８及びＳ１９９をアラニンにまたはＧ１９８をプロリンに変異させて立体柔軟性を低下させた。変異体及びＷＴのｃＧＡＳのための発現ベクターを、ＩＦＮ−βＧｌｕｃレポーター及び構成的なＳＴＩＮＧ及びホタルＬｕｃの発現プラスミドと一緒にＨＥＫ２９３細胞に一時的に形質移入した。形質移入の３６時間後、３つ組にてＧｌｕｃの値を測定し、ホタルＬｕｃに対して基準化し、対照プラスミドに対する倍数指示として示す（平均値±ｓ．ｅ．ｍ．として）。データは各変異体について３回の独立した実験の代表である。 ｃＧＡＭＰの異性体の合成を示す図である。ＧｐＡ及びＡｐＧ双方の段階で２’，５’連結を含有するｃＧＡＭＰの合成（６）（上のパネル）。ＧｐＡ段階にて２’，５’及びＡｐＧ段階にて３’，５’を含有するｃＧＡＭＰの合成（１１）（真ん中のパネル）。ＧｐＡ及びＡｐＧ双方の段階で３’，５’連結を含有するｃＧＡＭＰの合成（１５）（下のパネル）。 ｃＧＡＭＰの異性体の合成を示す図である。ＧｐＡ及びＡｐＧ双方の段階で２’，５’連結を含有するｃＧＡＭＰの合成（６）（上のパネル）。ＧｐＡ段階にて２’，５’及びＡｐＧ段階にて３’，５’を含有するｃＧＡＭＰの合成（１１）（真ん中のパネル）。ＧｐＡ及びＡｐＧ双方の段階で３’，５’連結を含有するｃＧＡＭＰの合成（１５）（下のパネル）。 ＨＭＢＣ、ＣＯＳＹ及びＨＳＱＣの二次元ＮＭＲスペクトルに由来するｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の共鳴割り当てを示す図である。（Ａ）芳香族化合物と糖Ｃ１’−Ｈ１’の間の相関を示すＨＭＢＣスペクトル。（Ｂ）糖環の中で相関を示すＨＭＢＣスペクトル。（Ａ）及び（Ｂ）において、グアニン塩基内の相関は実線によって関係付け、割り当てはそれぞれプロトンと炭素について上端と左端で特定する一方で、アデニン塩基内の相関は点線によって関係付け、割り当てはそれぞれプロトンと炭素について下端と右端で特定する。シグナルの結合した対を関係付ける青線によって大きな抑制されない１−結合Ｃ−Ｈカップリングが示される。（Ｃ）二重量子でフィルターをかけたＣＯＳＹスペクトル。グアニンの相関は実線で関係付け、共鳴は対角線上の交差ピークで標識される。アデニンの相関は点線で関係付け、共鳴は対角線下の交差ピークで標識される。（Ｄ）糖プロトンと炭素の割り当てを要約する脂肪族ＨＳＱＣスペクトル。図６Ｃ及び表Ｓ４も参照のこと。 ＨＭＢＣ、ＣＯＳＹ及びＨＳＱＣの二次元ＮＭＲスペクトルに由来するｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の共鳴割り当てを示す図である。（Ａ）芳香族化合物と糖Ｃ１’−Ｈ１’の間の相関を示すＨＭＢＣスペクトル。（Ｂ）糖環の中で相関を示すＨＭＢＣスペクトル。（Ａ）及び（Ｂ）において、グアニン塩基内の相関は実線によって関係付け、割り当てはそれぞれプロトンと炭素について上端と左端で特定する一方で、アデニン塩基内の相関は点線によって関係付け、割り当てはそれぞれプロトンと炭素について下端と右端で特定する。シグナルの結合した対を関係付ける青線によって大きな抑制されない１−結合Ｃ−Ｈカップリングが示される。（Ｃ）二重量子でフィルターをかけたＣＯＳＹスペクトル。グアニンの相関は実線で関係付け、共鳴は対角線上の交差ピークで標識される。アデニンの相関は点線で関係付け、共鳴は対角線下の交差ピークで標識される。（Ｄ）糖プロトンと炭素の割り当てを要約する脂肪族ＨＳＱＣスペクトル。図６Ｃ及び表Ｓ４も参照のこと。 ｃＧＡＭＰ化合物によるマウスαインターフェロン及びヒトＣＸＣＬ１０のＳＴＩＮＧ依存性の誘導を示す図である。内在性のマウスαインターフェロン（ｍ−Ｉｆｎａ）またはヒトＣＸＣＬ１０（ｈ−ＣＸＣＬ１０）タンパク質を定量する酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）によって、示されたｃＧＡＭＰ異性体の用量依存性の生物活性を測定した。（Ａ，Ｂ）マウス骨髄由来のマクロファージを先ずジギトニン（Ｄｉｇ）で処理してｃＧＡＭＰ添加に先立って細胞膜を透過化した（Ａ）、または培養培地における添加によってｃＧＡＭＰを細胞に受動的に送達した（Ｂ）。（Ｃ）ｃＧＡＭＰの活性化はヒトＴＨＰ−１細胞でも測定した。データはそれぞれ３つ組で行った２回の独立した実験の代表である（誤差棒、ｓ．ｅ．ｍ．）。４パラメータのＳ字状用量反応曲線の基づいて最大半量の有効濃度（ＥＣ５０）値を概算した；９５％信頼区間範囲（ＣＩ）を提供する。 ｃＧＡＭＰ化合物によるマウスαインターフェロン及びヒトＣＸＣＬ１０のＳＴＩＮＧ依存性の誘導を示す図である。内在性のマウスαインターフェロン（ｍ−Ｉｆｎａ）またはヒトＣＸＣＬ１０（ｈ−ＣＸＣＬ１０）タンパク質を定量する酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）によって、示されたｃＧＡＭＰ異性体の用量依存性の生物活性を測定した。（Ａ，Ｂ）マウス骨髄由来のマクロファージを先ずジギトニン（Ｄｉｇ）で処理してｃＧＡＭＰ添加に先立って細胞膜を透過化した（Ａ）、または培養培地における添加によってｃＧＡＭＰを細胞に受動的に送達した（Ｂ）。（Ｃ）ｃＧＡＭＰの活性化はヒトＴＨＰ−１細胞でも測定した。データはそれぞれ３つ組で行った２回の独立した実験の代表である（誤差棒、ｓ．ｅ．ｍ．）。４パラメータのＳ字状用量反応曲線の基づいて最大半量の有効濃度（ＥＣ５０）値を概算した；９５％信頼区間範囲（ＣＩ）を提供する。 コンピュータ装置及び可動性コンピュータ装置の例となるブロック図である。 多重チャンネル状況認識通信環境を確立するためのネットワーク環境の例となるブロック図である。
ＶＳＰ−１（Ｖｉｂｒｉｏ第７パンデミックアイランド−１）遺伝子が新規のクラスのジヌクレオチドシクラーゼをコードすることが示されており、それは環状ＧＭＰ−ＡＭＰ（指名されたｃＧＡＭＰ）分子を優先的に合成し、それによって我々の知識の範囲が環状ＧＡジヌクレオチドに拡大している（Ｄａｖｉｅｓら．２０１２）。さらに最近、環状ＧＭＰ−ＡＭＰシンターゼ（ｃＧＡＳ、公式なヒトの遺伝子記号はＭＢ２１Ｄ１）が、セカンドメッセンジャーｃＧＡＭＰを合成することによってＩ型インターフェロン経路を活性化する細胞質ＤＮＡセンサーとして同定された（Ｓｕｎら．２０１３；Ｗｕら．２０１３）。ｃＧＡＳはヌクレオチジルトランスフェラーゼファミリーのメンバーであり、ｄｓＤＮＡ（しかしｄｓＲＮＡではない）の存在下でＧＴＰ及びＡＴＰから試験管内でｃＧＡＭＰを生成することが可能であることが示された一方で、３’，５’連結を含有する化学的に合成されたｃＧＡＭＰは１０ｎＭほどの低い濃度でＴＨＰ１細胞及びＲａｗ２６４．７細胞にてインターフェロンの産生を刺激することが示された。著者らはｃＧＡＳの過剰発現またはノックダウンが関与する実験を介して、ｃＧＡＭＰがＳＴＩＮＧに結合し、それを活性化して転写因子ＩＲＦ３の活性化及びその後のインターフェロンの誘導を生じることも明らかにした（Ｓｕｎら．２０１３；Ｗｕら．２０１３）。
これらの研究における決定的な前提は、上記で要点を述べたように、細菌系におけるｃ−ジ−ＧＭＰについて以前報告されたものに一致して、ｃＧＡＭＰが３’，５’連結の対を含有するということだった（Ｓｕｎら．２０１３；Ｗｕら．２０１３）。本発明はＳｕｎ及びＷｕによって以前与えられたｃＧＡＭＰの構造が間違っていたという認識を包含する。従って、本発明の態様の１つは、ｃＧＡＭＰの構造の誤認の以前未知の問題を特定することである。本開示は、構造アッセイ、化学アッセイ、試験管内の生化学アッセイ及び生体内の細胞アッセイを組み合わせて、このセカンドメッセンジャーが予想外にＧｐＡ段階で２’，５’連結を及びＡｐＧ段階で３’，５’連結を含有する｛指定されたｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］｝ので、細胞質ＤＮＡに応答したＩ型インターフェロンの誘導を調節する後生動物のセカンドメッセンジャーの新しいファミリーの創始メンバーを正しく、初めて同定する。
特定の実施形態では、本発明は２’，５’連結（ＧｐＡ段階にて）を含有する環状ＧＡ−ジヌクレオチドｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を含む化合物を提供する。一部の実施形態では、そのような化合物は後生動物における細胞のシグナル伝達及び免疫監視の研究に有用である。一部の実施形態では、そのような化合物は薬物療法における障害、疾患または状態の治療、診断または予防に有用である。一部の実施形態では、そのような化合物は免疫応答に関与する標的を調節するのに有用である。一部の実施形態では、本発明の化合物及び／または組成物は研究ツール及び／または試薬として、特に生物研究または化学研究のためのキット及びアッセイにて有用である。
本発明はｃＧＡＳの調節因子の設計に有用な結晶学データも提供する。特定の実施形態では、本発明はｃＧＡＳとの適当な結合相互作用を形成する特徴を含むｃＧＡＳの調節因子を提供する。一部の実施形態では、そのような調節因子はｃＧＡＭＰに結合する標的との適当な結合相互作用を形成する特徴を含む。
定義
本発明の化合物には上記で一般に記載されるものが含まれ、本明細書で開示されるクラス、サブクラス及び種によってさらに説明される。本明細書で使用されるとき、特に指示されない限り、以下の定義が適用されるべきである。本発明の目的では、化学元素はＴｈｅ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ， ＣＡＳ ｖｅｒｓｉｏｎ， Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， 第７５版 Ｅｄに従って同定される。さらに、有機化学の一般的な原理は、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられる“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”，Ｔｈｏｍａｓ Ｓｏｒｒｅｌｌ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｏｏｋｓ，Ｓａｕｓａｌｉｔｏ：１９９９、並びに“Ｍａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”，第５版，Ｅｄ．：Ｓｍｉｔｈ，Ｍ．Ｂ．及びＭａｒｃｈ，Ｊ．，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：２００１にて記載されている。
本明細書で使用される略語は化学技術及び生物学技術の範囲内での従来の意味を有する。本明細書で述べられる化学構造及び化学式は化学技術で既知の化学価数の標準規則に従って構成される。
特に言及されない限り、本明細書で描かれる構造は、構造の異性体（たとえば、エナンチオマー、ジアステレオマー、及び幾何（または立体構造））形態のすべて；たとえば、各不斉中心についてのＲ及びＳの配置、Ｚ及びＥの二重結合異性体、並びにＺ及びＥの立体構造異性体も含むこととする。従って、単一の立体化学異性体と同様に本化合物のエナンチオマー、ジアステレオマー及び幾何（または立体構造）の混合物は本発明の範囲内にある。特に言及されない限り、本発明の化合物の互変異性体形態すべては本発明の範囲内にある。さらに特に言及されない限り、本明細書で描かれる構造は、１以上の同位体を濃縮した原子の存在のみで異なる化合物も含むこととする。たとえば、重水素若しくは三重水素による水素の置換、または１３Ｃ若しくは１４Ｃを濃縮した炭素による炭素の置換を含む本構造を有する化合物は本発明の範囲内にある。そのような化合物は、たとえば、分析ツールとして、生物アッセイにおけるプローブとして、または本発明に係る治療剤として有用である。
提供される化合物は１以上の糖部分を含み得る。特に特定されない限り、Ｄ−及びＬ−の立体構造、及びそれらの混合物は本開示の範囲内にある。特に特定されない限り、α−及びβ−連結の実施形態及びそれら混合物は本開示によって熟考される。
たとえば、本開示の化合物の特定のエナンチオマーが所望であるならば、それは、不斉合成、キラルクロマトグラフィによって、またはキラル補助剤による導出によって調製されてもよく、その際、得られるジアステレオマー混合物は分離され、補助基を切断して純粋な所望のエナンチオマーを提供する。或いは、分子がアミノのような基礎官能基またはカルボキシルのような酸性官能基を含有する場合、適当な光学活性のある酸または塩基によってジアステレオマー塩が形成され、その後、こうして形成されたジアステレオマーの当該技術で周知の分画結晶化またはクロマトグラフィの手段による分解、及び純粋なエナンチオマーのその後の回収が続く。
用語「アシル」は本明細書で使用されるとき、本明細書で定義されるようなカルボニル基を介して親分子基に連結される本明細書で定義されるような水素またはアルキル基（たとえば、ハロアルキル基）を表し、ホルミル（すなわち、カルボキシアルデヒド基）、アセチル、プロピオニル、ブタノイル等によって例示される。例となる非置換のアシル基は１〜７、１〜１１または１〜２１の炭素を含む。一部の実施形態では、アルキル基はさらに本明細書で記載されるような１、２、３または４の置換基で置換される。
用語「脂肪族の」または「脂肪族基」は本明細書で使用されるとき、完全に飽和されるまたは１以上の単位の不飽和を含有する直鎖（すなわち、非分枝）若しくは分枝鎖の置換された若しくは非置換の炭化水素鎖、または完全に飽和される若しくは１以上の単位の不飽和を含有するが、芳香族（本明細書では「炭素環式」、「シクロ脂肪族」または「シクロアルキル」とも呼ばれる）ではなく、分子の残りに対する単一点の連結を有する単環式炭化水素若しくは二環式炭化水素を意味する。特に特定されない限り、脂肪族基は１〜６の脂肪族炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は１〜５の脂肪族炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は１〜４の脂肪族炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は１〜３の脂肪族炭素原子を含有し、さらに他の実施形態では、脂肪族基は１〜２の脂肪族炭素原子を含有する。一部の実施形態では、「シクロ脂肪族」（または「炭素環式」または「シクロアルキル」）は、完全に飽和されるまたは１以上の単位の不飽和を含有するが、芳香族ではなく、分子の残りに対する単一点の連結を有する単環式のＣ３〜Ｃ６の炭化水素を指す。好適な脂肪族基には、直鎖または分枝鎖の飽和または不飽和のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びたとえば、（シクロアルキル）アルキル、（シクロアルケニル）アルキルまたは（シクロアルキル）アルケニルのようなそれらのハイブリッドが挙げられるが、これらに限定されない。
用語「ヘテロ原子」は、酸素、イオウ、窒素、リンまたはケイ素（窒素、イオウ、リンまたはケイ素の酸化形態；塩基性窒素の四級化形態；たとえば、Ｎ（３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロリルのような）、ＮＨ（ピロリジニルのような）若しくはＮＲ＋（Ｎ置換のピロリジニルのような）複素環の置換可能な窒素を含む）の１以上を意味する。
用語「不飽和の」は本明細書で使用されるとき、部分が１以上の単位の不飽和を有することを意味する。
用語「アルキル」は本明細書で使用されるとき、１〜６の間の炭素原子を含有する脂肪族部分から単一の水素原子の取り外しによって導出される飽和の直鎖または分枝鎖の炭化水素ラジカルを指す。特に特定されない限り、アルキル基は１〜１２の炭素原子を含有する。特定の実施形態では、アルキル基は１〜８の炭素原子を含有する。特定の実施形態では、アルキル基は１〜６の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキル基は１〜５の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキル基は１〜４の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキル基は１〜３の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキル基は１〜２の炭素原子を含有する。アルキルラジカルの例には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｓｅｃ−ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ドデシル等が挙げられるが、これらに限定されない。
用語「アルケニル」は本明細書で使用されるとき、単一の水素原子の取り外しによって少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖の脂肪族部分に由来する一価の基を意味する。特に特定されない限り、アルケニル基は２〜１２の炭素原子を含有する。特定の実施形態では、アルケニル基は２〜８の炭素原子を含有する。特定の実施形態では、アルケニル基は２〜６の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルケニル基は２〜５の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルケニル基は２〜４の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルケニル基は２〜３の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルケニル基は２の炭素原子を含有する。アルケニル基には、たとえば、エテニル、プロペニル、ブテニル、１−メチル−２−ブテン−１−イル等が挙げられる。
用語「アルキニル」は、本明細書で使用されるとき、単一の水素原子の取り外しによって少なくとも１つの炭素−炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖の脂肪族部分に由来する一価の基を意味する。特に特定されない限り、アルキニル基は２〜１２の炭素原子を含有する。特定の実施形態では、アルキニル基は２〜８の炭素原子を含有する。特定の実施形態では、アルキニル基は２〜６の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキニル基は２〜５の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキニル基は２〜４の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキニル基は２〜３の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキニル基は２の炭素原子を含有する。代表的なアルキニル基には、エチニル、２−プロピニル（プロパルギル）、１−プロピニル等が挙げられるが、これらに限定されない。
用語「アルキレン」は二価のアルキル基を指す。「アルキレン鎖」はポリメチレン基、すなわち、−（ＣＨ２）ｎ−であり、その際、ｎは正の整数、好ましくは１〜６、１〜４、１〜３、１〜２または２〜３である。置換されたアルキレン鎖は１以上のメチレンの水素原子が置換基で置き換えられるポリメチレン基である。好適な置換基には置換された脂肪族基について以下で記載されるものが挙げられる。
用語「アルケニレン」は二価のアルケニル基を指す。置換されたアルケニレン鎖は１以上の水素原子が置換基で置き換えられる、少なくとも１つの二重結合を含有するポリメチレン基である。好適な置換基には以下で記載されるものが挙げられる。
用語「ハロ」は本明細書で使用されるとき、臭素、塩素、ヨウ素またはフッ素から選択されるハロゲンを表す。
用語「ハロゲン」はＦ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを意味する。
用語「ハロアルコキシ」は本明細書で使用されるとき、ハロゲン基（すなわち、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩ）によって置換された、本明細書で定義されるようなアルコキシ基を表す。ハロアルコキシは１、２、３の、または２以上の炭素のアルキル基の場合、４のハロゲンで置換され得る。ハロアルコキシ基には、パーフルオロアルコキシ（たとえば、−ＯＣＦ３）、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＣｌ３、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｂｒ、−ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ２Ｂｒ）ＣＨ３、及び−ＯＣＨＩＣＨ３が挙げられる。一部の実施形態では、ハロアルコキシ基はアルキル基について本明細書で記載されるような１、２、３または４の置換基でさらに置換することができる。
用語「ハロアルキル」は本明細書で使用されるとき、ハロゲン基（すなわち、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩ）によって置換された、本明細書で定義されるようなアルキル基を表す。ハロアルキル基は１、２、３の、または２以上の炭素のアルキル基の場合、４のハロゲンで置換され得る。ハロアルキル基には、パーフルオロアルキル（たとえば、−ＣＦ３）、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＣｌ３、−ＣＨ２ＣＨ２Ｂｒ、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ２Ｂｒ）ＣＨ３、及び−ＣＨＩＣＨ３が挙げられる。一部の実施形態では、ハロアルキル基はアルキル基について本明細書で記載されるような１、２、３または４の置換基でさらに置換することができる。
単独で使用されるまたは「アラルキル」、「アラルコキシ」若しくは「アリールオキシアルキル」にあるようなさらに大きな部分の一部として使用される用語「アリール」は、合計５〜１０の環員を有する単環式及び二環式の環系を指し、その際、系における少なくとも１つの環が芳香族であり、系における各環が３〜７の環員を含有する。用語「アリール」は用語「アリール環」と相互交換可能に使用され得る。一部の実施形態では、８〜１０員環の二環式アリール基は任意で置換されたナフチル環である。本発明の特定の実施形態では、「アリール」は芳香族環系を指し、それには、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラシル等が挙げられるが、これらに限定されず、それらは１以上の置換基を担い得る。本明細書で使用されるとき、用語「アリール」の範囲内に含められるのはまた、たとえば、インダニル、フタリミジル、ナフチミジル、フェナントリジニルまたはテトラヒドロナフチルのような、芳香族環が１以上の非芳香族環に縮合する基である。
単独で使用されるまたはさらに大きな部分、たとえば、「ヘテロアラルキル」若しくは「ヘテロアラルコキシ」の一部として使用される用語「ヘテロアリール」及び「ヘテロアリ−」は５〜１０の環原子、好ましくは５、６または９の環原子を有し；環状配置で共有される６、１０または１４のπ電子を有し；炭素原子に加えて１〜５のヘテロ原子を有する基を指す。ヘテロアリール基には限定しないで、チエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、及びプテリジニルが挙げられる。用語「ヘテロアリール」及び「ヘテロアリ−」には本明細書で使用されるとき、ヘテロ芳香族環が１以上のアリール環、環状脂肪族環またはヘテロシクリル環に縮合し、結合のラジカルまたは点がヘテロ芳香族環上である基も挙げられる。非限定例には、インドリル、イソインドリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、インダゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、４Ｈ−キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、及びピリド［２，３−ｂ］−１，４−オキサジン−３（４Ｈ）−オンが挙げられる。ヘテロアリール基は単環式であってもまたは二環式であってもよい。用語「ヘテロアリール」は用語「ヘテロアリール環」、「ヘテロアリール基」または「ヘテロ芳香族」と相互交換可能に使用されてもよく、用語のいずれかは任意で置換される環を含む。用語「ヘテロアラルキル」はヘテロアリールによって置換されたアルキル基を指し、その際、アルキル及びヘテロアリールの部分は独立して任意で置換される。
本明細書で使用されるとき、用語「複素環」、「ヘテロシクリル」、「複素環ラジカル」及び「複素環式環」は相互交換可能に使用され、特に特定されない限り、窒素、酸素及びイオウから成る群から独立して選択される１、２、３または４のヘテロ原子を含有する５−、６−または７−員環を指す。５員環は０〜２の二重結合を有し、６員環及び７員環は０〜３の二重結合を有する。例となる非置換のヘテロシクリル基は１〜１２（たとえば、１〜１１、１〜１０、１〜９、２〜１２、２〜１１、２〜１０または２〜９）の炭素のものである。用語「ヘテロシクリル」はまた、１以上の炭素及び／またはヘテロ原子が単環式の環の２つの隣接しないメンバーを架橋する架橋された多重環状構造を有する複素環化合物、たとえば、キヌクリジニル基も表す。用語「ヘテロシクリル」には、上記の複素環式環が、１、２または３の炭素環式環、たとえば、アリール環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、シクロペンタン環、シクロペンテン環、または他の単環式複素環式環、たとえば、インドリル、キノリル、イソキノリル、テトラヒドロキノリル、ベンゾフリル、ベンゾチエニル等に縮合する二環式、三環式及び四環式の基が含まれる。縮合ヘテロシクリルの例にはトロパン及び１，２，３，５，８，８ａ−ヘキサヒドロインドリジンが挙げられる。複素環には、そのジヒドロ形態及びテトラヒドロ形態を含めて、ピロリル、ピロリニル、ピロリジニル、ピラゾリル、ピラゾリニル、ピラゾリジニル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、ピリジル、ピペリジニル、ホモピペリジニル、ピラジニル、ピペラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、オキサゾリル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリル、イソオキサゾリジニル、モルフォリニル、チオモルフォリニル、チアゾリル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、イソチアゾリジニル、インドリル、インダゾリル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、ジヒドロキノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、フタラジニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアジアゾリル、フリル、チエニル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサジアゾリル（たとえば、１，２，３−オキサジアゾリル）、プリニル、チアジアゾリル（たとえば、１，２，３−チアジアゾリル）、テトラヒドロフラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、ジヒドロチエニル、ジヒドロインドリル、ジヒドロキノリル、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、ジヒドロイソキノリル、ピラニル、ジヒドロピラニル、ジチアゾリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチエニル等が挙げられ、その際、１以上の二重結合が減らされ、水素によって置き換えられる。さらに他の例となるヘテロシクリルには、２，３，４，５−テトラヒドロ−２−オキソ−オキサゾリル；２，３−ジヒドロ−２−オキソ−１Ｈ−イミダゾリル；２，３，４，５−テトラヒドロ−５−オキソ−１Ｈ−ピラゾリル（たとえば、２，３，４，５−テトラヒドロ−２−フェニル−５−オキソ−１Ｈ−ピラゾリル）；２，３，４，５−テトラヒドロ−２，４−ジオキソ−１Ｈ−イミダゾリル（たとえば、２，３，４，５−テトラヒドロ−２，４−ジオキソ−５−メチル−５−フェニル−１Ｈ−イミダゾリル）；２，３−ジヒドロ−２−チオキソ−１，３，４−オキサジアゾリル（たとえば、２，３−ジヒドロ−２−チオキソ−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）；４，５−ジヒドロ−５−オキソ−１Ｈ−トリアゾリル（たとえば、４，５−ジヒドロ−３−メチル−４−アミノ５−オキソ−１Ｈ−トリアゾリル）；１，２，３，４−テトラヒドロ−２，４−ジオキソピリジニル（たとえば、１，２，３，４−テトラヒドロ−２，４−ジオキソ−３，３−ジエチルピリジニル）；２，６−ジオキソ−ピペリジニル（たとえば、２，６−ジオキソ−３−エチル−３−フェニルピペリジニル）；１，６−ジヒドロ−６−オキソピリジミニル；１，６−ジヒドロ−４−オキソピリミジニル（たとえば、２−（メチルチオ）−１，６−ジヒドロ−４−オキソ−５−メチルピリミジン−１−イル）；１，２，３，４−テトラヒドロ−２，４−ジオキソピリミジニル（たとえば、１，２，３，４−テトラヒドロ−２，４−ジオキソ−３−エチルピリミジニル）；１，６−ジヒドロ−６−オキソ−ピリダジニル（たとえば、１，６−ジヒドロ−６−オキソ−３−エチルピリダジニル）；１，６−ジヒドロ−６−オキソ−１，２，４−トリアジニル（たとえば、１，６−ジヒドロ−５−イソプロピル−６−オキソ−１，２，４−トリアジニル）；２，３−ジヒドロ−２−オキソ−１Ｈ−インドリル（たとえば、３，３−ジメチル−２，３−ジヒドロ−２−オキソ−１Ｈ−インドリル及び２，３−ジヒドロ−２−オキソ−３，３’−スピロプロパン−１Ｈ−インドール−１−イル）；１，３−ジヒドロ−１−オキソ−２Ｈ−イソ−インドリル；１，３−ジヒドロ−１，３−ジオキソ−２Ｈ−イソ−インドリル；１Ｈ−ベンゾピラゾリル（たとえば、１−（エトキシカルボニル）−１Ｈ−ベンゾピラゾリル）；２，３−ジヒドロ−２−オキソ−１Ｈ−ベンズイミダゾリル（たとえば、３−エチル−２，３−ジヒドロ−２−オキソ−１Ｈ−ベンズイミダゾリル）；２，３−ジヒドロ−２−オキソ−ベンズオキサゾリル（たとえば、５−クロロ−２，３−ジヒドロ−２−オキソ−ベンズオキサゾリル）；２，３−ジヒドロ−２−オキソ−ベンズオキサゾリル；２−オキソ−２Ｈ−ベンゾピラニル；１，４−ベンゾジオキサニル；１，３−ベンゾジオキサニル；２，３−ジヒドロ−３−オキソ，４Ｈ−１，３−ベンゾチアジニル；３，４−ジヒドロ−４−オキソ−３Ｈ−キナゾリニル（たとえば、２−メチル−３，４−ジヒドロ−４−オキソ−３Ｈ−キナゾリニル）；１，２，３，４−テトラヒドロ−２，４−ジオキソ−３Ｈ−キナゾリル（たとえば、１−エチル−１，２，３，４−テトラヒドロ−２，４−ジオキソ−３Ｈ−キナゾリル）；１，２，３，６−テトラヒドロ−２，６−ジオキソ−７Ｈ−プリニル（たとえば、１，２，３，６−テトラヒドロ−１，３−ジメチル−２，６−ジオキソ−７Ｈ−プリニル）；１，２，３，６−テトラヒドロ−２，６−ジオキソ−１Ｈ−プリニル（たとえば、１，２，３，６−テトラヒドロ−３，７−ジメチル−２，６−ジオキソ−１Ｈ−プリニル）；２−オキソベンズ［ｃ，ｄ］インドリル；１，１−ジオキソ−２Ｈ−ナフト［１，８−ｃ，ｄ］イソチアゾリル；及び１，８−ナフチレンジカルボキサミドが挙げられる。追加の複素環には、３，３ａ，４，５，６，６ａ−ヘキサヒドロ−ピロロ［３，４−ｂ］ピロール−（２Ｈ）−イル、及び２，５−ジアザビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−イル、ホモピペラジニル（またはジアゼパニル）、テトラヒドロピラニル、ジチアゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチエニル、オキセパニル、チエパニル、アゾカニル、オキセカニル及びチオカニルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、用語「部分的に不飽和の」は少なくとも１つの二重結合または三重結合を含む環部分を指す。用語「部分的に不飽和の」は複数部位の不飽和を有する環を包含するように意図されるが、本明細書で定義されるようなアリールまたはヘテロアリールの部分を含むようには意図されない。
本明細書で記載されるように、本発明の化合物は特定される場合、「任意で置換された」部分を含有し得る。一般に、用語「置換された」は用語「任意で」が先行しようとすまいと、指定された部分の１以上の水素が好適な置換基で置き換えられることを意味する。特に指示されない限り、「任意で置換された」基は、基の各置換可能な位置にて好適な置換基を有してもよく、所与の構造における１を超える位置が特定された基から選択される１を超える置換基で置換され得る場合、置換基は位置ごとに同一であってもよいし、異なっていてもよい。本発明によって想定される置換基の組み合わせは好ましくは、安定なまたは化学的に実現可能な化合物の形成を生じるものである。用語「安定な」は本明細書で使用されるとき、その製造、検出を可能にする条件、及び特定の実施形態では、その回収、精製、及び本明細書で開示される目的の１以上での使用を可能にする条件に供された場合、実質的に変化しない化合物を指す。
「任意で置換された」基の置換可能な炭素原子上での好適な一価の置換基は独立して、ハロゲン；Ｒ°で置換され得る−（ＣＨ２）０-４Ｒ°；−（ＣＨ２）０-４ＯＲ°；−Ｏ（ＣＨ２）０−４Ｒｏ，−Ｏ−（ＣＨ２）０-４Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；−（ＣＨ２）０-４ＣＨ（ＯＲ°）２；−（ＣＨ２）０-４ＳＲ°；−（ＣＨ２）０-４Ｐｈ；Ｒ°で置換され得る−（ＣＨ２）０-４Ｏ（ＣＨ２）０-１Ｐｈ；Ｒ°で置換され得る−ＣＨ＝ＣＨＰｈ；Ｒ°で置換され得る−（ＣＨ２）０-４Ｏ（ＣＨ２）０-１−ピリジル；−ＮＯ２；−ＣＮ；−Ｎ３；−（ＣＨ２）０-４Ｎ（Ｒ°）２；−（ＣＨ２）０-４Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）Ｒ°；−Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｓ）Ｒ°；−（ＣＨ２）０-４Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＮＲ°２；−Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｓ）ＮＲ°２；−（ＣＨ２）０-４Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；−Ｎ（Ｒ°）Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）Ｒ°；−Ｎ（Ｒ°）Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＮＲ°２；−Ｎ（Ｒ°）Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；−（ＣＨ２）０-４Ｃ（Ｏ）Ｒ°；−Ｃ（Ｓ）Ｒ°；−（ＣＨ２）０-４Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；−（ＣＨ２）０-４Ｃ（Ｏ）ＳＲ°；−（ＣＨ２）０-４Ｃ（Ｏ）ＯＳｉＲ°３；−（ＣＨ２）０-４ＯＣ（Ｏ）Ｒ°；−ＯＣ（Ｏ）（ＣＨ２）０-４ＳＲ−，ＳＣ（Ｓ）ＳＲ°；−（ＣＨ２）０-４ＳＣ（Ｏ）Ｒ°；−（ＣＨ２）０-４Ｃ（Ｏ）ＮＲ°２；−Ｃ（Ｓ）ＮＲ°２；−Ｃ（Ｓ）ＳＲ°；−ＳＣ（Ｓ）ＳＲ°，−（ＣＨ２）０-４ＯＣ（Ｏ）ＮＲ°２；−Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＯＲ°）Ｒ°；−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ°；−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ°；−Ｃ（ＮＯＲ°）Ｒ°；−（ＣＨ２）０-４ＳＳＲ°；−（ＣＨ２）０-４Ｓ（Ｏ）２Ｒ°；−（ＣＨ２）０-４Ｓ（Ｏ）２ＯＲ°；−（ＣＨ２）０-４ＯＳ（Ｏ）２Ｒ°；−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ°２；−（ＣＨ２）０-４Ｓ（Ｏ）Ｒ°；−Ｎ（Ｒ°）Ｓ（Ｏ）２ＮＲ°２；−Ｎ（Ｒ°）Ｓ（Ｏ）２Ｒ°；−Ｎ（ＯＲ°）Ｒ°；−Ｃ（ＮＨ）ＮＲ°２；−Ｐ（Ｏ）２Ｒ°；−Ｐ（Ｏ）Ｒ°２；−ＯＰ（Ｏ）Ｒ°２；−ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ°）２；ＳｉＲ°３；−（Ｃ１-４直鎖または分枝鎖のアルキレン）Ｏ−Ｎ（Ｒ°）２；または−（Ｃ１-４直鎖または分枝鎖のアルキレン）Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｎ（Ｒ°）２であり、その際、各Ｒ°は、以下で定義されるように置換されてもよく、独立して水素、Ｃ１-６の脂肪族化合物、−ＣＨ２Ｐｈ、−Ｏ（ＣＨ２）０-１Ｐｈ、−ＣＨ２−（５−６員環のヘテロアリール環）、または飽和、部分不飽和の５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環であり、または上記の定義にもかかわらず、その介在原子と一緒にＲ°の２つの独立した存在は、以下で定義されるように置換されてもよい、窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有する３−１２員環の飽和、部分不飽和のまたはアリールの単環式若しくは二環式の環を形成する。
Ｒ°（またはその介在原子と一緒にＲ°の２つの独立した存在を利用して形成される環）上での好適な一価の置換基は独立してハロゲン、−（ＣＨ２）０-２Ｒ●、−（ハロＲ●）、−（ＣＨ２）０-２ＯＨ、−（ＣＨ２）０-２ＯＲ●、−（ＣＨ２）０-２ＣＨ（ＯＲ●）２；−Ｏ（ハロＲ●）、−ＣＮ、−Ｎ３、−（ＣＨ２）０-２Ｃ（Ｏ）Ｒ●、−（ＣＨ２）０-２Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−（ＣＨ２）０-２Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、−（ＣＨ２）０-２ＳＲ●、−（ＣＨ２）０-２ＳＨ、−（ＣＨ２）０-２ＮＨ２、−（ＣＨ２）０-２ＮＨＲ●、−（ＣＨ２）０-２ＮＲ● ２、−ＮＯ２、−ＳｉＲ● ３、−ＯＳｉＲ● ３、−Ｃ（Ｏ）ＳＲ●、−（Ｃ１-４直鎖または分枝鎖のアルキレン）Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、または−ＳＳＲ●であり、その際、各Ｒ●は、非置換であり、または「ハロ」が先行する場合、１以上のハロゲンによってのみ置換され、独立してＣ１-４の脂肪族化合物、−ＣＨ２Ｐｈ、−Ｏ（ＣＨ２）０-１Ｐｈ、または飽和、部分不飽和の５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環である。Ｒ°の飽和炭素原子上の好適な二価の置換基には＝Ｏ及び＝Ｓが挙げられる。
「任意で置換された」基の飽和炭素原子上の好適な二価の置換基には、以下：＝Ｏ、＝Ｓ、＝ＮＮＲ＊ ２、＝ＮＮＨＣ（Ｏ）Ｒ＊、＝ＮＮＨＣ（Ｏ）ＯＲ＊、＝ＮＮＨＳ（Ｏ）２Ｒ＊、＝ＮＲ＊、＝ＮＯＲ＊、−Ｏ（Ｃ（Ｒ＊ ２））２-３Ｏ−、または−Ｓ（Ｃ（Ｒ＊ ２））２-３Ｓ−が挙げられ、Ｒ＊の各独立した存在は、水素、以下で定義されるように置換され得るＣ１-６の脂肪族化合物、または飽和、部分不飽和の非置換５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環から選択される。「任意で置換された」基の近接する置換可能な炭素に結合する好適な二価の置換基には−Ｏ（ＣＲ＊ ２）２-３Ｏ−が挙げられ、その際、Ｒ＊の各独立した存在は、水素、以下で定義されるように置換され得るＣ１-６の脂肪族化合物、または飽和、部分不飽和の非置換５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環から選択される。
Ｒ＊の脂肪族基上の好適な置換基には、ハロゲン、−Ｒ●、−（ハロＲ●）、−ＯＨ、−ＯＲ●、−Ｏ（ハロＲ●）、−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、−ＮＨ２、−ＮＨＲ●、−ＮＲ● ２、または−ＮＯ２が挙げられ、その際、各Ｒ●は非置換であり、または「ハロ」が先行する場合、１以上のハロゲンによってのみ置換され、独立してＣ１-４の脂肪族化合物、−ＣＨ２Ｐｈ、−Ｏ（ＣＨ２）０-１Ｐｈ、または飽和、部分不飽和の５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環である。
「任意で置換された」基の置換可能な窒素上の好適な置換基には、−Ｒ†、−ＮＲ† ２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ†、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ†、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ†、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ†、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ†、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ† ２、−Ｃ（Ｓ）ＮＲ† ２、−Ｃ（ＮＨ）ＮＲ† ２、または−Ｎ（Ｒ†）Ｓ（Ｏ）２Ｒ†が挙げられ、その際、各Ｒ†は独立して水素、以下で定義されるように置換され得るＣ１-６の脂肪族化合物、非置換の−Ｏｐｈ、または飽和、部分不飽和の非置換５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環であり、または上記の定義にもかかわらず、その介在原子と一緒にＲ†の２つの独立した存在は、窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有する非置換の３−１２員環の飽和、部分不飽和のまたはアリールの単環式若しくは二環式環を形成する。
Ｒ†の脂肪族基上の好適な置換基は独立してハロゲン、Ｒ●、−（ハロＲ●）、−ＯＨ、−ＯＲ●、−Ｏ（ハロＲ●）、−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、−ＮＨ２、−ＮＨＲ●、−ＮＲ● ２、または−ＮＯ２であり、その際、Ｒ●は非置換であり、または「ハロ」が先行する場合、１以上のハロゲンによってのみ置換され、独立してＣ１-４の脂肪族化合物、−ＣＨ２Ｐｈ、−Ｏ（ＣＨ２）０-１Ｐｈ、または飽和、部分不飽和の５−６員環、または窒素、酸素若しくはイオウから独立して選択される０〜４のヘテロ原子を有するアリール環である。
別の態様では、本開示は「薬学上許容可能な」組成物を提供し、それは、１以上の薬学上許容可能なキャリア（添加剤）及び／または希釈剤と一緒に製剤化される、本明細書で記載される、治療上有効な量の化合物の１以上を含む。詳細に記載されるように、本開示の医薬組成物は、以下：経口投与、たとえば、水薬（水性または非水性の溶液または懸濁液）、錠剤、たとえば、頬内、舌下及び全身性の吸収を目的としたもの、ボーラス、粉剤、顆粒剤、舌に適用するためのペースト；たとえば、無菌の溶液または懸濁液または徐放性製剤のような皮下、筋肉内、静脈内または硬膜外の注射による非経口投与；たとえば、皮膚、肺または口腔に適用するためのクリーム、軟膏または徐放性の貼付剤またはスプレーのような局所投与；たとえば、ペッサリー、クリームまたは泡状物のような膣内または直腸内に；舌下で；眼内に；皮内に；または鼻内に、肺に及び他の粘膜表面に適合させるものを含む、固体形態または液体形態での投与のために特に製剤化され得る。
語句「薬学上許容可能な」は、理に適った利益／リスクの比と釣り合って、過度の毒性、刺激、アレルギー反応、または他の問題または合併症が起きないで、健康な医学的判断の範囲内でヒト及び動物の組織との接触に使用するのに好適なそれら化合物、物質、組成物及び／または剤形を指すのに本明細書で採用される。
語句「薬学上許容可能なキャリア」は本明細書で使用されるとき、１つの臓器または体の一部から別の臓器または体の一部に主題の化合物を運ぶまたは輸送するのに含まれる、薬学上許容可能な物質、組成物またはビヒクル、たとえば、液体または固体の充填剤、希釈剤、賦形剤または溶媒を被包する物質を意味する。各キャリアは、製剤の他の成分と適合性であり、患者に対して有害ではないという意味で「許容可能」でなければならない。薬学上許容可能なキャリアとして役立つことができる物質の一部の例には、たとえば、ラクトース、グルコース及びスクロースのような糖類；たとえば、コーンスターチ及びジャガイモデンプンのようなデンプン；たとえば、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、エチルセルロース及びセルロースアセテートのようなセルロース及びその誘導体；粉末化トラガカント；麦芽；ゼラチン；タルク；たとえば、ココアバター及び坐薬ワックスのような賦形剤；たとえば、ピーナッツ油、綿実油、ベニバナ油、ゴマ油、オリーブ油、コーン油及び大豆油のような油；たとえば、プロピレングリコールのようなグリコール；たとえば、グリセリン、ソルビトール、マンニトール及びポリエチレングリコールのようなポリオール；たとえば、オレイン酸エチル及びラウリン酸エチルのようなエステル；寒天；たとえば、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムのような緩衝剤；アルギン酸；発熱物質を含まない水；等張生理食塩水；リンガー溶液；エチルアルコール；ｐＨ緩衝化溶液；ポリエステル、ポリカーボネート及び／またはポリ無水物；及び医薬製剤で採用される他の非毒性の適合性の物質が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、用語「薬学上許容可能な塩」は、理に適った利益／リスクの比と釣り合って、過度の毒性、刺激、アレルギー反応等が起きないで、健康な医学的判断の範囲内でヒト及び下等動物の組織との接触に使用するのに好適なそれらの塩を指す。薬学上許容可能な塩は当該技術で周知である。たとえば、Ｓ．Ｍ．Ｂｅｒｇｅらは、参照によって本明細書に組み入れられるＪ．Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９７７，６６，１−１９にて薬学上許容可能な塩を詳細に記載している。本発明の薬学上許容可能な塩には、好適な無機及び有機の酸及び塩基に由来するものが挙げられる。薬学上許容可能な非毒性の酸付加塩の例は、たとえば、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸及び過塩素酸のような無機酸と共にまたはたとえば、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸またはマロン酸のような有機酸と共に形成される、またはイオン交換のような当該技術で使用される他の方法を使用することによって形成されるアミノ基の塩である。他の薬学上許容可能な塩には、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、樟脳酸塩、樟脳スルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコヘプタン酸塩、グリセロリン酸塩、グルコン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヨウ化水素酸塩、２−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、２−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、３−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩等が挙げられる。
適当な塩基に由来する塩には、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩及びＮ＋（Ｃ１-４アルキル）４塩が挙げられる。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩には、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等が挙げられる。さらなる薬学上許容可能な塩には、適宜、非毒性のアンモニウム、四級アンモニウム及び、たとえば、ハロゲン化合物、水酸化物、カルボン酸、硫酸、リン酸、硝酸、低級アルキルスルホン酸及びアリールスルホン酸のような対イオンを用いて形成されるアミンカチオンが挙げられる。
特定の実施形態では、化合物の中性形態は、塩を塩基または酸に接触させ、従来の方法で親化合物を単離することによって再生される。一部の実施形態では、化合物の親形態は特定の物性、たとえば、極性溶媒における溶解性で種々の塩の形態とは異なる。
本明細書で記載されるような合成法は種々の保護基を利用することを当業者は十分に理解するであろう。本明細書で使用されるとき、用語「保護基」によって特定の官能部分、たとえば、Ｏ、ＳまたはＮが覆い隠されるまたは遮断されて、所望であれば、多官能性化合物における別の反応部位で反応が選択的に行われることを可能にすることを意味する。好適な保護基は当該技術で周知であり、それにはその全体が参照によって本明細書に組み入れられるＰｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｔ．Ｗ．Ｇｒｅｅｎｅ及びＰ．Ｇ．Ｍ．Ｗｕｔｓ，第３版，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，１９９９にて詳細に記載されたものが挙げられる。特定の実施形態では、保護基は良好な収率で選択的に反応して予測される反応に対して安定である保護された基質を提供し；保護基は好ましくは、他の官能基を攻撃しない容易に利用できる、好ましくは非毒性の試薬によって選択的に取り外し可能であり；保護基は分離可能な誘導体を形成し（さらに好ましくは新しい立体中心を生成することなく）；且つ保護基は好ましくは最小限の追加の官能性を有して反応のさらなる部位を回避する。本明細書で詳述するように酸素、イオウ、窒素及び炭素の保護基が利用され得る。非限定例の目的で、ヒドロキシル保護基には、メチル、メトキシルメチル（ＭＯＭ）、メチルチオメチル（ＭＴＭ）、ｔ−ブチルチオメチル、（フェニルジメチルシリル）メトキシメチル（ＳＭＯＭ）、ベンジルオキシメチル（ＢＯＭ）、ｐ−メトキシベンジルオキシメチル（ＰＭＢＭ）、（４−メトキシフェノキシ）メチル（ｐ−ＡＯＭ）、グアイアコルメチル（ＧＵＭ）、ｔ−ブトキシメチル、４−ペンテニルオキシメチル（ＰＯＭ）、シロキシメチル、２−メトキシエトキシメチル（ＭＥＭ）、２，２，２−トリクロロエトキシメチル、ビス（２−クロロエトキシ）メチル、２−（トリメチルシリル）エトキシメチル（ＳＥＭＯＲ）、テトラヒドロピラニル（ＴＨＰ）、３−ブロモテトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、１−メトキシシクロヘキシル、４−メトキシテトラヒドロピラニル（ＭＴＨＰ）、４−メトキシテトラヒドロチオピラニル、Ｓ，Ｓ−二酸化４−メトキシテトラヒドロチオピラニル、１−［（２−クロロ−４−メチル）フェニル］−４−メトキシピペリジン−４−イル（ＣＴＭＰ）、１，４−ジオキサン−２−イル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフラニル、２，３，３ａ，４，５，６，７，７ａ−オクタヒドロ−７，８，８−トリメチル−４，７−メタノベンゾフラン−２−イル、１−エトキシエチル、１−（２−クロロエトキシ）エチル、１−メチル−１−メトキシエチル、１−メチル−１−ベンジルオキシエチル、１−メチル−１−ベンジルオキシ−２−フルオロエチル、２，２，２−トリクロロエチル、２−トリメチルシリルエチル、２−（フェニルセレニル）エチル、ｔ−ブチル、アリル、ｐ−クロロフェニル、ｐ−メトキシフェニル、２，４−ジニトロフェニル、ベンジル、ｐ−メトキシベンジル、３，４−ジメトキシベンジル、ｏ−ニトロベンジル、ｐ−ニトロベンジル、ｐ−ハロベンジル、２，６−ジクロロベンジル、ｐ−シアノベンジル、ｐ−フェニルベンジル、２−ピコリル、４−ピコリル、３−メチル−２−ピコリルＮ−オキシド、ジフェニルメチル、ｐ，ｐ’−ジニトロベンズヒドリル、５−ジベンゾスベリル、トリフェニルメチル、α−ナフチルジフェニルメチル、ｐ−メトキシフェニルジフェニルメチル、ジ（ｐ−メトキシフェニル）フェニルメチル、トリ（ｐ−メトキシフェニル）メチル、４−（４’−ブロモフェナシルオキシフェニル）ジフェニルメチル、４，４’，４’’−トリス（４，５−ジクロロフタリミドフェニル）メチル、４，４’，４’’−トリス（レブリノイルオキシフェニル）メチル、４，４’，４’’−トリス（ベンゾイルオキシフェニル）メチル、３−（イミダゾール−１−イル）ビス（４’，４’’−ジメトキシフェニル）メチル、１，１−ビス（４−メトキシフェニル）−１’−ピレニルメチル、９−アントリル、９−（９−フェニル）キサンテニル、９−（９−フェニル−１０−オキソ）アントリル、１，３−ベンゾジチオラン−２−イル、Ｓ，Ｓ−二酸化ベンズイソチアゾリル、トリメチルシリル（ＴＭＳ）、トリエチルシリル（ＴＥＳ）、トリイソプロピルシリル（ＴＩＰＳ）、ジメチルイソプロピルシリル（ＩＰＤＭＳ）、ジエチルイソプロピルシリル（ＤＥＩＰＳ）、ジメチルヘキシルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）、ｔ−ブチルジフェニルシリル（ＴＢＤＰＳ）、トリベンジルシリル、トリ−ｐ−キシリルシリル、トリフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル（ＤＰＭＳ）、ｔ−ブチルメトキシフェニルシリル（ＴＢＭＰＳ）、ギ酸塩、ベンゾイルギ酸塩、酢酸塩、クロロ酢酸塩、ジクロロ酢酸塩、トリクロロ酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、メトキシ酢酸塩、トリフェニルメトキシ酢酸塩、フェノキシ酢酸塩、ｐ−クロロフェノキシ酢酸塩、３−フェニルプロピオン酸塩、４−オキソペンタン酸塩（レブリン酸塩）、４，４−（エチレンジチオ）ペンタン酸塩（レブリノイルジチオアセタール）、ピバロン酸塩、アダマントエート、クロトン酸塩、４−メトキシクロトン酸塩、安息香酸塩、ｐ−フェニル安息香酸塩、２，４，６−トリメチル安息香酸塩（メシトエート）、アルキルメチル炭酸塩、９−フルオレニルメチル炭酸塩（Ｆｍｏｃ）、アルキルエチル炭酸塩、アルキル２，２，２−トリクロロエチル炭酸塩（Ｔｒｏｃ）、２−（トリメチルシリル）エチル炭酸塩（ＴＭＳＥＣ）、２−（フェニルスルホニル）エチル炭酸塩（Ｐｓｅｃ）、２−（トリフェニルホスフォニオ）エチル炭酸塩（Ｐｅｏｃ）、アルキルイソブチル炭酸塩、アルキルビニル炭酸塩、アルキルアリル炭酸塩、アルキルｐ−ニトロフェニル炭酸塩、アルキルベンジル炭酸塩、アルキルｐ−メトキシベンジル炭酸塩、アルキル３，４−ジメトキシベンジル炭酸塩、アルキルｏ−ニトロベンジル炭酸塩、アルキルｐ−ニトロベンジル炭酸塩、アルキルＳ−ベンジルチオ炭酸塩、４−エトキシ−１−ナフトチル炭酸塩、メチルジチオ炭酸塩、２−ヨード安息香酸塩、４−アジド酪酸塩、４−ニトロ−４−メチルペンタン酸塩、ｏ−（ジブロモメチル）安息香酸塩、２−ホルミルベンゼンスルホン酸塩、２−（メチルチオメトキシ）エチル、４−（メチルチオメトキシ）酪酸塩、２−（メチルチオメトキシメチル）安息香酸塩、２，６−ジクロロ−４−メチルフェノキシ酢酸塩、２，６−ジクロロ−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノキシ酢酸塩、２，４−ビス（１，１−ジメチルプロピル）フェノキシ酢酸塩、クロロジフェニル酢酸塩、イソ酪酸塩、モノコハク酸塩、（Ｅ）−２−メチル−２−ブテン酸塩、ｏ−（メトキシカルボニル）安息香酸塩、α−ナフトエ酸塩、硝酸塩、アルキルＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルホスホロジアミデート、アルキルＮ−フェニルカルバメート、ホウ酸塩、ジメチルホスフィノチオイル、アルキル２，４−ジニトロフェニルスルフェン酸塩、硫酸塩、メタンスルホン酸塩（メシレート）、ベンジルスルホン酸塩、及びトシレート（Ｔｓ）が挙げられる。１，２−または１，３−ジオールを保護することについては、保護基には、メチレンアセタール、エチリデンアセタール、１−ｔ−ブチルエチリデンケタール、１−フェニルエチリデンケタール、（４−メトキシフェニル）エチリデンアセタール、２，２，２−トリクロロエチリデンアセタールアセトニド、シクロペンチリデンケタール、シクロヘキシリデンケタール、シクロヘプチリデンケタール、ベンジリデンアセタール、ｐ−メトキシアセタール、３，４−ジメトキシベンジリデンアセタール、２−ニトロベンジリデンアセタール、メトキシメチレンアセタール、エトキシメチレンアセタール、α−メトキシベンジリデンオルソエステル、α−（Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノ）ベンジリデン誘導体、２−オキサシクロペンチリデンオルソエステル、ジ−ｔ−ブチルシリレン基（ＤＴＢＳ）、１，３−（１，１，３，３−テトライソプロピルジシロキサニリデン）誘導体（ＴＩＰＤＳ）、環状炭酸塩、環状ボロン酸塩、エチルボロン酸塩、及びフェニルボロン酸塩が挙げられる。例となる保護基を本明細書で詳述するが、本発明はこれらの保護基に限定されるように意図されるのではなく、むしろ上記の基準を用いて種々の追加の同等の保護基を容易に特定することができ、本発明の方法で利用することができることが十分に理解されるであろう。さらに、種々の保護基はＧｒｅｅｎｅ及びＷｕｔｓ（上記）によって記載されている。
記号
は、未知のまたは混合された立体化学を描くための結合として使用される場合を除いて、分子または化学式の残りに対する化学部分の結合の点を示す。
本明細書で使用されるとき、用語「単離される」は、（１）当初生成されたとき（自然であろうと及び／または実験の設定であろうと）それが会合していた成分の少なくとも一部から分離されている、及び／または（２）ヒトの手によって設計され、作製され、調製され、及び／または製造されている物質及び／または実体を指す。単離された物質及び／または実体は、それらが当初会合していた他の成分の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％から、または約９９％を上回って分離され得る。一部の実施形態では、単離された化学物質は、約８０％、約８５％、約９０％、約９１％、９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％純粋であり、または約９９％を上回って純粋である。本明細書で使用されるとき、物質は、それが実質的に他の成分を含まなければ「純粋」である。一部の実施形態では、当業者によって理解されるであろうように、物質は１以上のキャリアまたは賦形剤（たとえば、緩衝液、溶媒、水等）のような特定の他の成分と組み合わせた後、「単離された」または「純粋」であるとさえ見なされ；そのような実施形態では、物質の単離または純粋の比率はそのようなキャリアまたは賦形剤を含めないで算出される。一部の実施形態では、単離には共有結合の崩壊が関与するまたはそれが必要とされる（たとえば、さらに長いポリペプチドからポリペプチドドメインを単離するために及び／またはオリゴヌクレオチドまたは核酸からヌクレオチド配列要素を単離するために）。
用語「調節因子」は、調節因子が存在しない場合さもなければ匹敵する条件下で認められるものと比べて、当該活性が認められる系の存在がその活性のレベル及び／または性質における変化と相関する実体を指すのに使用される。一部の実施形態では、調節因子は、調節因子が存在しない場合さもなければ匹敵する条件下で認められるものと比べて、その存在下で活性が上昇するという点で活性化因子またはアゴニストである。一部の実施形態では、調節因子は、調節因子が存在しない場合さもなければ匹敵する条件と比べて、その存在下で活性が低下するという点で阻害剤またはアンタゴニストである。一部の実施形態では、調節因子は、その活性に興味がある標的実体と直接相互作用する。一部の実施形態では、調節因子は、その活性に興味がある標的実体と間接的に（すなわち、標的実体と相互作用する中間体物質と直接）相互作用する。一部の実施形態では、調節因子は当該標的実体のレベルに影響を及ぼし；代わりにまたはさらに、一部の実施形態では、調節因子は標的実体のレベルに影響を及ぼすことなく当該標的実体の活性に影響を及ぼす。一部の実施形態では、調節因子は当該標的実体のレベル及び活性の双方に影響を及ぼすので、活性において認められる差異は、レベルにおいて認められる差異によってすべて説明されるわけではなくまたはそれとすべて同じというわけではない。本明細書で使用されるとき、「活性」は分子、化合物、細胞、組織または臓器によって実行される任意の過程である。そのような過程は触媒的であってもよいし、非触媒的であってもよい。たとえば、本発明のｃＧＡＳ分子は酵素として作用してもよく、そのようなものとして酵素活性を有し得る。
用語「核酸」はその最も広い意味で、ヌクレオチドのポリマーを含む化合物及び／または物質を含む。これらのポリマーはポリヌクレオチドと呼ばれることが多い。本発明の例となる核酸またはポリヌクレオチドには、リボ核酸（ＲＮＡ）、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、トレオース核酸（ＴＮＡ）、グリコール核酸（ＧＮＡ）、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、ロックド核酸（ＬＮＡ、β−Ｄ−リボ配置を有するＬＮＡ、α−Ｌ−リボ配置を有するα−ＬＮＡ（ＬＮＡのジアステレオマー）、２’−アミノ官能化を有する２’−アミノ−ＬＮＡ、及び２’−アミノ官能化を有する２’−アミノ−α−ＬＮＡを含む）またはそれらのハイブリッドが挙げられるが、これらに限定されない。
本開示は修飾されたヌクレオシド及びヌクレオチドを提供する。本明細書で記載されるように、「ヌクレオシド」は、有機塩基（たとえば、プリンまたはピリミジン）またはその誘導体（本明細書では「核酸塩基」とも呼ばれる）との組み合わせで糖分子（たとえば、ペントースまたはリボース）またはその誘導体を含有する化合物として定義される。本明細書で記載されるように、「ヌクレオチド」はリン酸基を含むヌクレオシドとして定義される。修飾されたヌクレオチドは本明細書で記載されるように、普通の方法によって（たとえば、１以上の修飾されたまたは非天然のヌクレオチドを含むように化学的に、酵素的にまたは組換えで）合成され得る。
修飾されたヌクレオチドの塩基対合は、標準のアデノシン−チミン、アデノシン−ウラシルまたはグアノシン−シトシンの塩基対合だけでなく、ヌクレオチドと非標準のまたは修飾された塩基を含む修飾されたヌクレオチドとの間で形成される塩基対合も包含し、その際、水素結合ドナーと水素結合アクセプターの配置は非標準の塩基と標準の塩基の間、または２つの相補性の非標準の塩基構造間の水素結合を可能にする。そのような非標準の塩基対合の例は、修飾されたヌクレオチド、イノシンとアデニン、シトシンまたはウラシルとの間での塩基対合である。
修飾されたヌクレオシド及びヌクレオチドは修飾された核酸塩基を含むことができる。ＲＮＡにて見いだされる核酸塩基の例にはアデニン、グアニン、シトシン及びウラシルが挙げられるが、これらに限定されない。ＤＮＡにて見いだされる核酸塩基の例にはアデニン、グアニン、シトシン及びチミンが挙げられるが、これらに限定されない。
文脈から明瞭であるように、一部の実施形態では、「核酸」は個々の核酸残基（たとえば、ヌクレオチド及び／またはヌクレオシド）を指し、一部の実施形態では、「核酸」は個々の核酸残基を含むオリゴヌクレオチド鎖を指す。一部の実施形態では、「核酸」はＲＮＡでありまたはＲＮＡを含み；一部の実施形態では、「核酸」はＤＮＡでありまたはＤＮＡを含む。一部の実施形態では、核酸は１以上の天然の核酸残基である、それを含む、またはそれから成る。一部の実施形態では、核酸は１以上の核酸類似体である、それを含む、またはそれから成る。一部の実施形態では、核酸類似体はそれがホスホジエステル主鎖を利用しないという点で核酸とは異なる。たとえば、一部の実施形態では、核酸は「ペプチド核酸」であり、それを含み、またはそれから成り、それは当該技術で既知であり、主鎖にてホスホジエステル結合の代わりにペプチド結合を有し、本発明の範囲内であると見なされる。代わりにまたはさらに、一部の実施形態では、核酸はホスホジエステル結合ではなく１以上のホスホロチオエート結合及び／または５’−Ｎ−ホスホロアミダイト結合を有する。一部の実施形態では、核酸は１以上の天然のヌクレオシド（たとえば、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシン及びデオキシシチジン）である、それを含む、またはそれから成る。一部の実施形態では、核酸は１以上のヌクレオシド類似体（たとえば、２−アミノアデノシン、２−チオチミジン、イノシン、ピロロ−ピリミジン、３−メチルアデノシン、５−メチルシチジン、Ｃ−５プロピニル−シチジン、Ｃ−５プロピニル−ウリジン、２−アミノアデノシン、Ｃ５−ブロモウリジン、Ｃ５−フルオロウリジン、Ｃ５−ヨードウリジン、Ｃ５−プロピニル−ウリジン、Ｃ５−プロピニル−シチジン、Ｃ５−メチルシチジン、２−アミノアデノシン、７−デアザアデノシン、７−デアザグアノシン、８−オキソアデノシン、８−オキソグアノシン、Ｏ（６）−メチルグアニン、２−チオシチジン、メチル化塩基、挿入塩基、及びそれらの組み合わせ）である、それを含む、またはそれから成る。一部の実施形態では、核酸は、天然の核酸におけるものに比べて１以上の修飾された糖（たとえば、２’−フルオロリボース、リボース、２’−デオキシリボース、アラビノース及びヘキソース）を含む。一部の実施形態では、核酸はＲＮＡまたはタンパク質のような機能的な遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有する。一部の実施形態では、核酸は、天然供給源からの単離、相補性の鋳型に基づく重合による酵素的合成（生体内または試験管内）、組換え細胞または組換え系における複製、及び化学的な合成の１以上によって調製される。一部の実施形態では、核酸は少なくとも２（ジヌクレオチドまたはジヌクレオシド）、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２０、２２５、２５０、２７５、３００、３２５、３５０、３７５、４００、４２５、４５０、４７５、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、５０００以上の残基の長さである。
用語「ポリペプチド」は本明細書で使用されるとき一般に、互いにペプチド結合で連結された少なくとも３つのアミノ酸のポリマーという当該技術で認識された意味を有する。一部の実施形態では、その用語はポリペプチドの特定の機能的なクラス、たとえば、受容体、酵素、シグナル伝達タンパク質、構造タンパク質、自己抗原ポリペプチド、ニコチン性アセチルコリン受容体ポリペプチド、同種抗原ポリペプチド等を指すのに使用される。そのようなクラスのそれぞれについて、本明細書は、クラス内の既知の例となるポリペプチドのアミノ酸配列の幾つかの例を提供する；一部の実施形態では、そのような既知のポリペプチドはクラスのための参照ポリペプチドである。一部の例では、コードされるポリペプチドは約５０アミノ酸より小さく、そのとき、ポリペプチドはペプチドと呼ばれる。ポリペプチドがペプチドであるならば、それは少なくとも約２、３、４または少なくとも５のアミノ酸残基の長さである。従って、ポリペプチドには、遺伝子産物、天然に存在するポリペプチド、合成のポリペプチド、前述のホモログ、オルソログ、パラログ、断片及び他の同等物、変異体及び類似体が含まれる。ポリペプチドは単一分子であってもよいし、たとえば、二量体、三量体若しくは四量体のような多重分子複合体であってもよい。それらはまた単鎖またはたとえば、抗体若しくはインスリンのような多連鎖のポリペプチドであってもよく、会合してもよくまたは連結されてもよい。最も一般的なジスルフィド結合は多連鎖ポリペプチドにて見いだされる。用語、ポリペプチドは１以上のアミノ酸残基が相当する天然に存在するアミノ酸の人工的な化学類似体であるアミノ酸ポリマーにも適用され得る。一部の実施形態では、用語「ポリペプチド」は関連する参照ポリペプチドとの有意な配列の相同性または同一性を示すクラスの任意のメンバーを指す。多数の実施形態では、そのようなメンバーは参照ポリペプチドと有意な活性も共有する。たとえば、一部の実施形態では、メンバーのポリペプチドは、少なくとも約３０〜４０％であり、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％以上であることが多い参照ポリペプチドとの配列の相同性または同一性の全体的な程度を示し、及び／または９０％またはさらに９５％、９６％、９７％、９８％、または９９％を上回ることが多い非常に高い配列同一性を示す少なくとも１つの領域（すなわち、特徴的な配列要素を含むことが多い保存された領域）を含む。そのような保存された領域は普通、少なくとも３〜４、及び２０以上までが多いアミノ酸を包含し；一部の実施形態では、保存された領域は少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５以上の連続するアミノ酸の少なくとも１つのストレッチを包含する。一部の実施形態では、本明細書で記載されるような有用なポリペプチドは親ポリペプチドの断片を含み得るまたはそれから成り得る。一部の実施形態では、本明細書で記載されるような有用なポリペプチドは、複数の断片を含んでもよくまたはそれから成ってもよく、そのそれぞれは、当該ポリペプチドで見いだされる互いに対して異なる空間配置にて同じ親ポリペプチドにて見いだされる（たとえば、親にて直接連結される断片は当該ポリペプチドにて空間的に離れてもよく、逆も同様であり、及び／または親におけるよりも当該ポリペプチドにて断片が異なる順で存在し得る）ので、当該ポリペプチドはその親ポリペプチドの誘導体である。
用語「ポリペプチド変異体」はネイティブのまたは参照の配列とはアミノ酸配列で異なる分子を指す。アミノ酸配列の変異体は、ネイティブのまたは参照の配列と比べて、アミノ酸配列内にて特定の位置で置換、欠失及び／または挿入を持ち得る。普通、変異体はネイティブのまたは参照の配列に対して少なくとも約５０％の同一性（相同性）を持ち、好ましくはそれらは、ネイティブのまたは参照の配列に対して少なくとも約８０％、さらに好ましくは少なくとも約９０％同一性（相同性）であるであろう。
一部の実施形態では、「変異体模倣体」が提供される。本明細書で使用されるとき、用語「変異体模倣体」は活性化された配列を模倣する１以上のアミノ酸を含有するものである。たとえば、グルタミン酸塩はホスホロ−スレオニン及び／またはホスホロ−セリンの模倣体として役立ち得る。或いは、変異体模倣体は模倣体を含有する脱活性化産物または不活化産物を生じてもよく、たとえば、フェニルアラニンはチロシンについて不活化する置換として作用してもよく；またはアラニンはセリンについて不活化する置換として作用してもよい。
アミノ酸配列に適用するとき「相同性」は、配列を並べ、必要に応じてギャップを導入し最大比率の相同性を達成した後、第２の配列のアミノ酸配列における残基と同一である候補アミノ酸配列における残基の比率として定義される。配列比較のための方法及びコンピュータプログラムは当該技術で周知である。相同性は同一性比率の算出に依存するが、算出に導入されるギャップ及びペナルティのために値が異なり得ることが理解される。
「ホモログ」によって、それがポリペプチド配列に適用されるとき、第２の種の第２の配列に対して実質的な同一性を有する他の種の相当する配列を意味する。
ポリペプチドの文脈における「類似体」は、１以上のアミノ酸の変化、たとえば、アミノ酸残基の置換、付加または欠失によって異なり、親ポリペプチドまたは出発ポリペプチドの特性の１以上を依然として維持するポリペプチド変異体を含むことにする。
本明細書で使用されるとき、用語「タンパク質」は、ポリペプチド（すなわち、互いにペプチド結合によって連結される少なくとも２つのアミノ酸の列）を指す。タンパク質は、アミノ酸以外の部分を含んでもよく（たとえば、糖タンパク質、プロテオグリカン等であってもよい）、及び／またはさもなければ、処理されてもよくまたは修飾されてもよい。当業者は、「タンパク質」が細胞によって産生されるとき完全なポリペプチド鎖であることができ（シグナル配列を伴ったまたは伴わない）、またはその特徴的な部分であることができることを十分に理解するであろう。当業者は、タンパク質が時には、たとえば、１以上のジスルフィド結合によって連結されるまたは他の手段によって会合する１を超えるポリペプチド鎖を含むことができることを十分に理解するであろう。ポリペプチドはＬ−アミノ酸、Ｄ−アミノ酸または双方を含有してもよく、当該技術で既知の種々のアミノ酸修飾または類似体のいずれかを含有してもよい。有用な修飾には、たとえば、末端のアセチル化、アミド化、メチル化等が挙げられる。一部の実施形態では、タンパク質は天然のアミノ酸、非天然のアミノ酸、合成のアミノ酸、及びそれらの組み合わせを含み得る。用語「ペプチド」は一般に、約１００未満のアミノ酸、約５０未満のアミノ酸、２０未満のアミノ酸または１０未満のアミノ酸の長さを有するポリペプチドを指すのに使用される。一部の実施形態では、タンパク質は抗体、抗体断片、生物学的に活性のあるその一部、及び／または特徴的なその一部である。
語句「非経口投与」及び「非経口で投与される」は本明細書で使用されるとき、腸投与及び局所投与以外の、普通注射による投与の方式を意味し、それには限定しないで静脈内、筋肉内、クモ膜下、嚢内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、表皮下、関節内、被膜下、クモ膜下、髄腔内、及び胸骨下の注射及び注入が挙げられる。
語句「全身性投与」、「全身性に投与される」、「末梢性投与」及び「末梢性に投与される」は本明細書で使用されるとき、中枢神経系に直接投与する以外の化合物、薬剤または他の物質の投与、たとえば、皮下投与を意味し、それが患者の系に入り、従って代謝及び他の類似の過程の対象となる。
用語「苦痛緩和」は疾患の症状及び／または治療計画の副作用の緩和に焦点を絞るが、治癒的ではない治療を指す。
用語「治療剤」または「治療法」は対象に投与すると、治療効果、診断効果及び／または予防効果を有し、及び／または所望の生物学的な効果及び／または薬学上の効果を引き出す任意の化学物質を指す。
本明細書で使用されるとき、「治療上有効な量」は治療計画の一部として投与した場合、所望の生物反応を引き出す物質（たとえば、治療剤、組成物及び／または製剤）の量を意味する。一部の実施形態では、物質の治療上有効な量は、疾患、障害及び／または状態を患っているまたはそれに感受性である対象に投与した場合、その疾患、障害及び／または状態を治療するのに十分である量である。当業者によって十分に理解されるように、物質の有効量は、所望の生物学的な評価項目、送達される物質、標的の細胞または組織等のような因子に応じて変化し得る。たとえば、疾患、障害及び／または状態を治療するのに有効な製剤における化合物の量は、その疾患、障害及び／または状態の１以上の症状または特徴を緩和する、改善する、和らげる、抑制する、予防する、その発症を遅らせる、その重症度を軽減する及び／またはその発生を減らす量である。一部の実施形態では、治療上有効な量は単回用量で投与され；一部の実施形態では、治療上有効な量を送達するのに複数の単位用量が必要とされる。
本明細書で使用されるとき、用語「治療する」、「治療」または「治療すること」は、部分的にまたは完全に、疾患、障害及び／または状態の１以上の症状または特徴を緩和する、改善する、和らげる、抑制する、予防する、その発症を遅らせる、その重症度を軽減する及び／またはその発生を減らすのに使用される方法を指す。治療は、疾患、障害及び／または状態の兆候を呈さない対象に投与され得る。一部の実施形態では、治療は、疾患、障害及び／または状態に関連する病的状態を発生するリスクを減らす目的で、疾患、障害及び／または状態の早期の兆候のみを呈する対象に投与され得る。
表現「単位用量」は本明細書で使用されるとき、治療される対象に適する製剤の物理的に別個の単位を指す。しかしながら、本発明の製剤の１日の総使用量は健全な医学的判断の範囲内で主治医によって決定されることが理解されるであろう。特定の対象または生物のための特定の有効な用量レベルは、治療される障害及び障害の重症度；採用される特定の活性化合物の活性；採用される特定の化合物；対象の年齢、体重、全身状態、性別及び食事；投与の時間；採用される特定の活性化合物の排泄の速度；治療の持続時間；採用される特定の化合物との併用でまたはそれと同時に使用される薬剤及び／または追加の治療剤、並びに医療技術で周知の類似の因子を含む種々の因子に左右され得る。特定の単位用量は治療上有効な量の治療剤を含有してもよいし、または含有しなくてもよい。
本明細書で使用されるとき、用語「患者」または「対象」は治療が投与されるヒトまたは非ヒト動物（たとえば、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマまたは霊長類）を指す。多数の実施形態では、患者はヒトである。ヒトは出生前及び出生後の形態を含む。一部の実施形態では、患者は疾患、障害及び／または状態の診断または治療のために医療提供者に提示しているヒトである。一部の実施形態では、患者は疾患、障害及び／または状態の１以上の症状または特徴を提示する。一部の実施形態では、患者は疾患、障害または状態の症状または特徴を提示しない。一部の実施形態では、患者は疾患、障害または状態に対する感受性に特徴的な１以上の特徴またはそのリスクを持つ誰かである。
本明細書で使用されるとき、用語「試料」または「生物試料」は、その組織、細胞または成分部分（たとえば、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、羊水、羊膜臍帯血、尿、膣液及び精液）のサブセットを指す。試料にはさらに、生物全体または組織のサブセットから調製されるホモジネート、溶解物または抽出物、たとえば、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚、呼吸器、腸及び消化管の外部切片、涙液、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、組織を含むが、これらに限定されない細胞または成分の一部、または分画またはその一部が挙げられる。試料はさらに、たとえば、タンパク質または核酸の分子のような細胞性の成分を含有し得る栄養ブロスまたはゲルのような培地を指す。
本明細書で使用されるとき、「安定な」は、反応混合物からの有用な程度の純度までの単離を乗り切るのに十分に堅牢であり、好ましくは有効な治療剤に製剤化することが可能である化合物または分子を指す。或いは、化合物または分子は、それが選択される時点、事象または局在化に先立って実質的な分解を受けることなく任意の処理、損傷または利用に耐えるのに十分に堅牢であれば安定であると言われ得る。
本明細書で使用されるとき、用語「安定化する」、「安定化された」、「安定化された領域」は安定にするまたは安定になることを意味する。
疾患、障害及び／または状態を「患って」いる個体はその疾患、障害及び／または状態の１以上の症状があると診断されている及び／またはそれを提示する。
疾患、障害及び／または状態に「感受性」である個体はその疾患、障害及び／または状態であるとは診断されていない。一部の実施形態では、疾患、障害及び／または状態に感受性である個体はその疾患、障害及び／または状態の症状を呈し得る。一部の実施形態では、疾患、障害及び／または状態に感受性である個体はその疾患、障害及び／または状態の症状を呈さなくてもよい。一部の実施形態では、疾患、障害及び／または状態に感受性である個体はその疾患、障害及び／または状態を発症するであろう。一部の実施形態では、疾患、障害及び／または状態に感受性である個体はその疾患、障害及び／または状態を発症しないであろう。
用語「コンピュータで読み取り可能な媒体」は本明細書で使用されるとき、電源を入れない場合でさえ、デジタルデータを保持する不揮発性（すなわち、二次保存）のコンピュータデータの保存及び／またはメモリを指す。コンピュータで読み取り可能な媒体の例には、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、フラッシュメモリ（すなわち、固体状態のメモリ）、強誘電体ＲＡＭ（Ｆ−ＲＡＭ）、磁気抵抗性ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、光学ディスク、独立型ＲＡＭディスク、ＺＩＰデバイス、磁気テープ及びホログラムメモリが挙げられるが、これらに限定されない。
用語「コンピュータシステム」または「コンピュータ」は本明細書で使用されるとき、本開示にて記載される技法を実施するのに使用することができるコンピュータ装置を指す。例となるコンピュータ装置２５００及び可動式コンピュータ装置を図Ｓ１１にて示す。
本明細書で使用されるとき、組成物の、用語「結晶構造」は組成物の原子についての三次元位置情報（すなわち、配位）の描写が保存されるコンピュータで読み取り可能な媒体を意味するべきである。
本明細書で使用されるとき、用語「ドッキング」は、距離配置またはエネルギーに基づいて結合ポケット、ドメイン、分子または分子複合体またはその一部にて化学物質を配向する、回転する、変換することを指す。ドッキングは、結合ポケット、ドメイン、分子または分子複合体またはその一部の球体中心のセットに一致する化学物質の原子のセットを見いだす距離配置法によって実施され得る。Ｍｅｎｇら．Ｊ．Ｃｏｍｐ．Ｃｈｅｍ．４：５０５−５２４（１９９２）を参照のこと。球体中心は結合ポケット、ドメイン、分子または分子複合体またはその一部にて原子（水素原子を除外して）からの所与の長さの追加区域を提供することによって生成される。化学物質を配向させてドッキングを促進しながら、リアルタイム相互作用のエネルギー計算、エネルギーの最小化または剛体最小化（Ｇｓｃｈｗｅｎｄら，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ、９：１７５−１８６（１９９６））を行うことができる。たとえば、相互作用ドッキング実験は最小抵抗の経路を追跡するように設計することができる。相互作用ドッキング実験におけるユーザーがエネルギーを増やすように行動を起こせば、系はその行動に抵抗するであろう。しかしながら、ユーザーがエネルギーを減らすように行動を起こせば、系は高い応答性によってその行動の方を好むであろう（Ｃｏｈｅｎら，Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．３３：８８９−８９４（１９９０））。ドッキングは、分子親和性ポテンシャルを用いた迅速なエネルギー評価にＭｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ検索法を組み合わせることによっても実施することができる。Ｇｏｏｄｓｅｌｌ及びＯｌｓｏｎ，Ｐｒｏｔｅｉｎｓ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ ８：１９５−２０２（１９９０）を参照のこと。分子親和性ポテンシャルを用いた迅速エネルギー評価にＭｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ検索法を組み合わせることによってもドッキングを実施することができる。ＧｏｏｄｓｅｌｌおよびＯｌｓｏｎ，Ｐｒｏｔｅｉｎｓ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ、８：１９５−２０２（１９９０）を参照のこと。ドッキング機能を実施するソフトウエアのプログラムにはＭＡＴＣＨＭＯＬ（Ｃｏｒｙら，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｇｒａｐｈｉｃｓ、２：３９（１９８４）；ＭＯＬＦＩＴ（Ｒｅｄｉｎｇｔｏｎ，Ｃｏｍｐｕｔ．Ｃｈｅｍ．１６：２１７（１９９２））及びＤＯＣＫ（Ｍｅｎｇら，上記）が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、用語「設計される」は、（ｉ）その構造がヒトの手によって選択されるまたは選択された；（ｉｉ）ヒトの手を必要とする過程によって製造される及び／または（ｉｉｉ）天然の物質及び他の既知の化学物質とは異なる化学物質を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「保存環境」は二次保存、すなわち、長期の持続する保存を含む環境を含む。一部の実施形態では、保存環境はコンピュータで読み取り可能な媒体を含む。一部の実施形態では、保存環境は多重チャンネルのコンテクストアウェア情報通信環境（すなわち、クラウド演算）を確立するためのネットワーク環境を含む。たとえば、図Ｓ１１は多重チャンネルのコンテクストアウェア情報通信環境を確立するためのネットワーク環境のブロック図である。
本明細書で使用されるとき、用語「実質的に」は、当該特徴または当該特性の全体のまたはほぼ全体の範囲または程度を示す量的な状態を指す。生物学的技術分野における当業者は、生物学的な及び化学的な現象が、仮にあるとしても稀にしか完了せず及び／または完全性に向かわず、または全体的な結果を達成しない若しくは回避しないことを理解するであろう。従って、用語「実質的に」は多数の生物学的な及び化学的な現象において固有の完全性の潜在的な欠如を捉えるために本明細書で使用される。
本発明の化合物及び組成物
当該技術の開示に反して驚くべきことに、細胞質ＤＮＡに反応してＩ型インターフェロン誘導を生じる後生動物の環状ジヌクレオチドのセカンドメッセンジャーのファミリーの創始メンバーは従来知られていなかった独特の特徴を含むことが発見されている。これらの洞察は今や、特定された分子の類似体、模倣体及び／または模倣剤を設計し、親分子または親分子の構造に基づいて設計される分子を研究及び開発にてさらに使用する機会を提供する。
ｃＧＡＭＰの類似体、模倣体、模倣剤及び修飾体
ｃＧＡＭＰまたは環状ＧＡＭＰと呼ばれるセカンドメッセンジャーのファミリーは、少なくとも１つのグアニン（Ｇ）及び１つのアデニン（Ａ）ヌクレオチドを有し、環状の方式で連結されると定義される環状構造の１以上を含む。２つのヌクレオチド間の連結には主鎖結合形成に対する糖が関与する。本発明によれば、ｃＧＡＭＰファミリーの４つの一次親メンバーが存在する。これらには、［ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］］、［ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］］、［ｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］］、及び［ｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］］が挙げられる。さらに、対のヌクレオチドのそれぞれはｓｙｎまたはａｎｔｉのグリコシドねじれ配向性を採用し得る。
本明細書で使用されるとき、用語「ｃＧＡＭＰ」は考えられるねじれ配向性のいずれかと同様にファミリーの親分子のいずれかを指す。ファミリーの個々のメンバーは糖／主鎖の結合の形態と呼ばれてもよく、たとえば、新しく発見されたセカンドメッセンジャー［ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］］は糖／主鎖の結合を形成する糖環の位置を参照して「２−プライム−３’プライム」異性体と呼ばれてもよい。他の異性体も同様に命名され得る。まとめて、ｃＧＡＭＰファミリーの野生型、類似体、模倣体または模倣化した型である本発明の化合物は「ｃＧＭＰ化合物」の群と呼ばれる。
本明細書で提供される教示によって、当業者は今や、ｃＧＡＳ酵素のアゴニストまたはアンタゴニストである調節因子として使用するために、及び最終的にはインターフェロンのシグナル伝達に関連する生理的事象の下流の調節因子として使用するために親分子のいずれかに対する類似体、模倣体または修飾体を設計し得る。線状型もｃＧＡＳ酵素活性またはインターフェロンのシグナル伝達に関連するｃＧＡＳまたは下流のシグナル伝達事象のアゴニスト、アンタゴニストまたは競合阻害剤としても設計され得る。
本発明は、変異体及び誘導体を含む核酸に基づいた幾つかの型の化合物または組成物を熟考する。これらには、置換、挿入、欠失及び共有結合の変異体及び誘導体が含まれる。用語「誘導体」は用語「変異体」と同義に使用されるが、参照分子または出発分子に比べて多少なりとも修飾されている及び／または変化している分子を一般に指す。
本明細書で使用されるとき、「類似体」は、親分子または出発分子の特性の１以上を依然として維持する、１以上の変化、たとえば、置換、付加または欠失によって異なるｃＧＡＭＰ変異体を含むことにする。類似体は通常、本明細書で記載されるもののような構造／活性の関係（ＳＡＲ）を用いて設計される。
ｃＧＡＳのタンパク質、変異体、誘導体及び突然変異体
ネイティブの及び種々の結合状態での幾つかのタンパク質結晶構造を手中にして、ｃＧＡＳ酵素の変異体、誘導体または突然変異体を設計することによってこれらのタンパク質の構造を活用することが可能である。そのようなものとして、ｃＧＡＳ酵素ポリペプチドはその変異体、誘導体及び突然変異体を含めて本発明の化合物と見なされる。これらの変異体、誘導体及び突然変異体は研究ツールとして、たとえば、キットまたはアッセイにて、または治療法の供給源として有用である。この目的で、抗体の作出のための抗原として、または断片が活性に関連する構造要素を維持する場合、結合、触媒若しくは輸送が酵素自体の調節因子としてまたはｄｓＤＮＡの代理としても使用されようがされまいが、ｃＧＡＳポリペプチドまたは変異体、誘導体及び突然変異体の断片または一部が使用され得る。まとめて、ｃＧＡＳの野生型、変異体、誘導体または突然変異体である本発明の化合物は「ｃＧＡＳ分子」の群と呼ばれる。ｃＧＡＳ分子は、ｃＧＡＳ分子の一部若しくは断片を含んでもよく、または本明細書で開示される結晶構造によって定義されるような異なる構造から生じるｃＧＡＳ分子に由来する混合されたドメインまたは断片を含んでもよい。
本発明は、変異体及び誘導体を含むポリペプチドに基づく幾つかの型の組成物を熟考する。これらには、置換、挿入、欠失及び共有結合の変異体及び誘導体が含まれる。用語「誘導体」は用語「変異体」と同義に使用されるが、参照分子または出発分子に比べて多少なりとも修飾されている及び／または変化している分子を一般に指す。
そのようなものとして、参照配列、特に本明細書で開示されるポリペプチド配列に関して置換、挿入及び／または付加、欠失及び共有結合の修飾を含有するポリペプチドをコードするｃＧＡＳは本発明の範囲内に含められる。たとえば、配列タグまたは１以上のリジンのようなアミノ酸を本発明のペプチド配列に付加することができる（たとえば、Ｎ末端またはＣ末端にて）。配列タグはペプチドの精製または局在判定に使用することができる。リジンを用いてペプチドの溶解性を高め、またはビオチン化を可能にすることができる。或いは、ペプチドまたはタンパク質のアミノ酸配列のカルボキシ末端またはアミノ末端の領域に位置するアミノ酸残基を任意で欠失させて切り詰めた配列を提供する。配列の使用に応じて、たとえば、可溶性であるまたは固体支持体に連結されるさらに大きな配列の一部としての配列の発現に応じて特定のアミノ酸（たとえば、Ｃ末端またはＮ末端の残基）を代わりに欠失させ得る。
「置換変異体」はポリペプチドを指す場合、ネイティブな配列または出発配列における少なくとも１つのアミノ酸残基を取り外している及び異なるアミノ酸を同じ位置でその場所に挿入しているものである。置換は、分子におけるたった１つのアミノ酸が置換されている単一であってもよく、またはそれらは２以上のアミノ酸が同一分子で置換されている複数であってもよい。
本明細書で使用されるとき、用語「保存的なアミノ酸置換」は、類似のサイズ、電荷または極性を持つ異なるアミノ酸による配列にて正常に存在するアミノ酸の置換を指す。保存的置換の例には、イソロイシン、バリン及びロイシンのような非極性（疎水性）残基の別の非極性残基についての置換が挙げられる。同様に、保存的置換の例には、アルギニン及びリジンの間、アルギニンとリジンの間、グルタミンとアスパラギンの間、及びグリシンとセリンの間のような、１つの極性残基（親水性）の別への置換が挙げられる。さらに、リジン、アルギニン若しくはヒスチジンのような塩基性残基の別の残基についての置換、またはアスパラギン酸若しくはグルタミン酸のような酸性残基の別の残基についての置換は、保存的置換の追加の例である。非保存的置換の例には、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、メチオニンのような非極性（疎水性）アミノ酸残基のシステイン、グルタミン、グルタミン酸若しくはリジンのような極性（親水性）残基についての置換、及び／または極性残基の非極性残基についての置換が挙げられる。
「挿入変異体」はポリペプチドを指す場合、ネイティブ配列または出発配列における特定の位置でのアミノ酸にすぐ隣接して挿入される１以上のアミノ酸を伴うものである。「すぐ隣接して」はアミノ酸のαカルボキシまたはαアミノの官能基に接続してを意味する。
「欠失変異体」はポリペプチドを指す場合、ネイティブ配列または出発配列における１以上のアミノ酸が取り外されたものである。普通、欠失変異体は分子の特定の領域で欠失させられた１以上のアミノ酸を有するであろう。
「共有結合性誘導体」はポリペプチドを指す場合、有機タンパク質様または非タンパク質様の誘導体化剤によるネイティブタンパク質または出発タンパク質の修飾及び／または翻訳後修飾を含む。共有結合性の修飾は従来、選択された側鎖または末端残基と反応することが可能である有機誘導体化剤とタンパク質の標的アミノ酸残基を反応させることによって、または選択された組換え宿主細胞で機能する翻訳後修飾のメカニズムを利用することによって導入される。得られる共有結合性誘導体は、生物活性、免疫アッセイ、または組換え糖タンパク質の免疫親和性精製のための抗タンパク質抗体の調製のために重要な残基を特定することに向けられるプログラムで有用である。そのような修飾は当該技術の普通の技量の範囲内であり、過度の実験を行うことなく実施される。
特定の翻訳後修飾は発現されたポリペプチドに対する組換え宿主細胞の作用の結果である。グルタミニル残基及びアスパラギニル残基は相当するグルタミル残基及びアスパルチル残基に翻訳後脱アミド化されることが多い。或いは、これらの残基は穏やかな酸性条件下で脱アミド化される。これらの残基のいずれかの形態が本発明に従って作出されるポリペプチドに存在し得る。
他の翻訳後修飾には、プロリン及びリジンのヒドロキシル化、セリル残基またはスレオニル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リジン、アルギニン及びヒスチジンの側鎖のαアミノ基のメチル化が挙げられる（その内容が全体として参照によって組み入れられるＴ．Ｅ．Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎ，Ｐｒｏｔｅｉｎｓ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ＆ Ｃｏ．，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，ｐｐ．７９−８６（１９８３））。
「特徴」はポリペプチドを指す場合、分子の異なるアミノ酸配列に基づく部分として定義される。本発明によってコードされるｃＧＡＳポリペプチドの特徴には、表面表示、局所立体構造形状、折り畳み、ループ、半ループ、ドメイン、半ドメイン、部位、末端、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「表面表示」は最外部表面に現れるタンパク質のポリペプチドに基づく部分を指す。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「局所立体構造形状」はタンパク質の定義できる空間内に局在するタンパク質のポリペプチドに基づく構造表示を意味する。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「折り畳み」はエネルギー最小化の際のアミノ酸配列の得られる立体構造を指す。折り畳みは折り畳み過程の二次または三次のレベルで生じ得る。二次レベルの折り畳みの例にはβシート及びα螺旋が挙げられる。三次折り畳みの例にはエネルギー力の凝集または分離のために形成されるドメイン及び領域が挙げられる。この方法で形成される領域には疎水性ポケット及び親水性ポケット等が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、用語「旋回」はそれがタンパク質の立体構造に関するとき、ペプチドまたはポリペプチドの主鎖の方向を変える屈曲を意味し、１、２、３以上のアミノ酸残基が関与し得る。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「ループ」は、ペプチドまたはポリペプチドの主鎖の方向を反転するのに役立ち得るポリペプチドの構造的な特徴を指す。ループがポリペプチドで見いだされ、主鎖の方向を変えるだけである場合、それは４以上のアミノ酸残基を含み得る。Ｏｌｉｖａらは少なくとも５つのクラスのタンパク質ループを特定している（Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．２６６（４）：８１４−８３０；１９９７）。ループは開放されてもよいし、閉鎖されてもよい。閉鎖されたループまたは「環状」のループは架橋された部分間で２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれを超えるアミノ酸を含み得る。そのような架橋部分はジスルフィド結合を有するポリペプチドにて典型的なシステイン−システイン架橋（Ｃｙｓ−Ｃｙｓ）を含んでもよく、または代わりに架橋部分は、たとえば、本明細書で使用されるジブロモジリルのような非タンパク質に基づき得る。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「半ループ」は、それが由来するループの少なくとも半分の数のアミノ酸残基を有する特定されたループの一部を指す。ループは常に偶数のアミノ酸残基を含有するとは限らないことが理解される。従って、ループが奇数のアミノ酸を含有する場合または含むと特定される場合、奇数の数のループの半ループは整数部分を含む、またはループの次の整数部分（ループのアミノ酸の数／２±０．５アミノ酸）を含むであろう。たとえば、７アミノ酸ループとして特定されたループは３アミノ酸または４アミノ酸の半ループを生じ得る（７／２＝３．５±０．５＝３または４）。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「ドメイン」は、１以上の特定可能な構造上のまたは機能的な特徴または特性（たとえば、結合能、タンパク質−タンパク質の相互作用のための部位として役立つ）を有するポリペプチドのモチーフを指す。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「半ドメイン」は、それが由来するドメインとしてのアミノ酸残基の数の少なくとも半分を有する特定されたドメインの一部を意味する。ドメインは常に偶数のアミノ酸残基を含有し得るとは限らないことが理解される。従って、ドメインが奇数のアミノ酸を含有する場合または含むと特定される場合、奇数の数のドメインの半ドメインは整数部分を含む、またはドメインの次の整数部分（ドメインのアミノ酸の数／２±０．５アミノ酸）を含むであろう。たとえば、７アミノ酸ドメインとして特定されたドメインは３アミノ酸または４アミノ酸の半ドメインを生じ得る（７／２＝３．５±０．５＝３または４）。サブドメインはドメインまたは半ドメインの範囲内で特定されてもよく、これらのサブドメインは、それらが由来するドメインまたは半ドメインで特定される構造的または機能的な特性のすべて未満を持つことも理解される。本明細書のドメイン型のいずれかを含むアミノ酸がポリペプチドの主鎖に沿って連続する必要がないことも理解される（すなわち、非隣接アミノ酸は構造的に折り畳んでドメイン、半ドメインまたはサブドメインを作出し得る）。
ポリペプチドを指す場合、本明細書で使用されるとき、用語「部位」はアミノ酸に基づく実施形態に関するとき、「アミノ酸残基」及び「アミノ酸側鎖」と同義で使用される。部位は、本発明のポリペプチドに基づく分子の範囲内で修飾され、操作され、変化させ、誘導体化させ、または変えさせてもよいペプチドまたはポリペプチドの中での位置を表す。
本明細書で使用されるとき、用語「末端（複数）」または「末端（単数）」はポリペプチドを指す場合、ペプチドまたはポリペプチドの先端を指す。そのような先端はペプチドまたはポリペプチドの最初の部位または最後の部位のみに限定されないが、末端領域の追加のアミノ酸を含み得る。本発明のポリペプチドに基づく分子は、Ｎ末端（遊離のアミノ基（ＮＨ２）を持つアミノ酸によって終結する）及びＣ末端（遊離のカルボキシル基（ＣＯＯＨ）を持つアミノ酸によって終結する）の双方を有することを特徴とする。本発明のタンパク質は場合によっては、ジスルフィド結合または非共有結合力によって一緒にされる複数のポリペプチド鎖で構成される（多量体、オリゴマー）。これらの種類のタンパク質は複数のＮ末端及びＣ末端を有するであろう。或いは、ポリペプチドの末端は、場合によっては、有機抱合体のような非ポリペプチド系の部分によってそれらが開始するまたは終了するように修飾され得る。
特徴のいずれかがいったん、本発明のポリペプチドの所望の成分として特定されるまたは定義されると、移動させること、交換すること、反転すること、欠失させることまたは複製することによってこれらの特徴の幾つかの操作及び／または修飾のいずれかが実施され得る。さらに特徴の操作は本発明の分子に対する修飾と同じ結果を生じ得ることが理解される。たとえば、ドメインを欠失させることが関与した操作は、完全長未満の分子をコードする核酸の修飾と同じように分子の長さに変化を生じる。
修飾及び操作は、たとえば、部位特異的変異誘発のような、しかし、これに限定されない当該技術で既知の方法によって達成することができる。次いで、たとえば、本明細書で記載されるものまたは当該技術で既知の他の好適なスクリーニング法のような試験管内または生体内のアッセイを用いて、得られる修飾された分子を活性について調べ得る。
本発明によれば、ポリペプチドは何回もの実験を介して発見されるコンセンサス配列を含み得る。本明細書で使用されるとき、「コンセンサス」配列は１以上の部位で変動性を可能にする配列の共有する集団を代表する単一の配列である。
当業者によって認識されるように、タンパク質断片、機能的なタンパク質ドメイン及び相同性のタンパク質は本発明の当該ポリペプチドの範囲内にあるとも見なされる。たとえば、本明細書で提供されるのは、参照タンパク質、長さ１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００または１００を超えるアミノ酸の任意のタンパク質断片（参照ポリペプチド配列より少なくともアミノ酸残基１つ短い、しかし、さもなければ同一であるポリペプチド配列を意味する）である。別の例では、本明細書で記載される配列のいずれかに対して約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％または約１００％同一である約２０、約３０、約４０、約５０、または約１００アミノ酸のストレッチを含む任意のタンパク質を本発明に従って利用することができる。特定の実施形態では、本発明に従って利用されるポリペプチドは、本明細書で提供されるまたは参照される配列のいずれかで示されるように２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれを超える突然変異を含む。
抗体
一部の実施形態では、ｃＧＡＭＰ化合物またはｃＧＡＳ分子を用いて抗体を生成し得る。そのようなものとして、そのように生成される抗体は本発明のさらなる化合物及び組成物と見なされる。本明細書で使用されるとき、用語「抗体」には、モノクローナル抗体（免疫グロブリンＦｃ領域を有する完全長の抗体を含む）、多エピトープ特異性を持つ抗体組成物、多重特異性抗体（たとえば、二重特異性抗体、ダイアボディ、及び単鎖抗体）と同様に抗体断片が含まれる。用語「免疫グロブリン」（Ｉｇ）は本明細書では「抗体」と相互交換可能に使用される。本明細書で使用されるとき、用語「モノクローナル抗体」は実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体を指し、すなわち、集団を構成する個々の抗体は、軽微な量で存在し得る考えられる天然に存在する突然変異及び／または翻訳後修飾（たとえば、異性体化、アミド化）を除いて同一である。モノクローナル抗体は高度に特異的であり、単一の抗原部位に向けられる。
本明細書のモノクローナル抗体は、重鎖及び／または軽鎖の一部が特定の種に由来するまたは特定の抗体のクラス若しくはサブクラスに属する抗体における相当する配列と同一であるまたは相同である一方で、鎖の残りが別の種に由来するまたは別の抗体のクラス若しくはサブクラスに属する抗体における相当する配列と同一であるまたは相同である「キメラ」抗体（免疫グロブリン）、並びに所望の生物活性を示す限りそのような抗体の断片を特に含む。本明細書の当該キメラ抗体には、非ヒト霊長類（たとえば、旧世界サル、類人猿等）に由来する可変ドメイン抗原結合配列及びヒトの定常領域配列を含む「霊長類化」抗体が挙げられるが、これらに限定されない。
「抗体断片」はインタクトな抗体の一部、好ましくはインタクトな抗体の抗原結合領域及び／または可変領域を含む。抗体断片の例には、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、及びＦｖ断片、ダイアボディ、線状抗体、ナノ抗体、単鎖抗体分子及び抗体断片から形成される多重特異性抗体が挙げられる。
それぞれα、δ、ε、γ及びμと命名された重鎖を含む免疫グロブリンＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ及びＩｇＭの５つのクラスのいずれかが本発明の化合物または分子によって生成され得る。
理論によって束縛されることを望まないが、本明細書で開示されるｃＧＡＭＰ化合物またはｃＧＡＳ分子を用いて生成される抗体は改善された治療有効性を生じると考えられる。
本発明の抗体を利用して、たとえば、血液、循環器、ＣＮＳ、中毒（抗毒素を含む）、皮膚科学、内分泌学、消化器、医用画像、筋骨格、腫瘍学、免疫学、炎症、呼吸、感覚及び抗感染のような、しかし、これらに限定されない多数の治療領域にて状態または疾患を治療し得る。
一実施形態では、抗体の変異体には、置換変異体、保存的アミノ酸置換、挿入変異体、欠失変異体及び／または共有結合性の誘導体も挙げられ得るが、これらに限定されない。
ワクチン
本明細書で使用されるとき、「ワクチン」は特定の疾患または感染性因子に対する免疫を改善する生物製剤である。本発明によれば、及び理論によって束縛されることを望まないが、本発明のｃＧＡＭＰ化合物またはｃＧＡＳ分子の利用をワクチンとしてまたはワクチンアジュバントとして使用し得ると考えられる。
本発明のワクチンを利用して、たとえば、循環器、ＣＮＳ、皮膚科学、内分泌学、腫瘍学、免疫学及び自己免疫、炎症、呼吸及び抗感染のような、しかし、これらに限定されない多数の治療領域にて状態または疾患を治療し得る。
ＡＬＢ化合物
一部の実施形態では、本発明は以下の特徴：
Ａ−−−Ｌ−−−Ｂ
を含む構造を有するｃＧＡＭＰを結合するポリペプチドの調節因子を提供するが、
式中、
ＡはｃＧＡＳのアデノシン結合部位に適合する部分でありまたはそれを含み；
ＢはｃＧＡＳのグアノシン結合部位に適合する部分でありまたはそれを含み；
任意でＬは、ＡとＢが適当な相互作用を採用してｃＧＡＳを結合するのを可能にする方法でＡとＢを連結するリンカー部分である。
一部の実施形態では、ｃＧＡＭＰを結合するポリペプチドはｃＧＡＳである。一部の実施形態では、ｃＧＡＭＰを結合するポリペプチドはＳＴＩＮＧである。
一部の実施形態では、Ａは以下で定義されるような環Ａであり、単一で及び組み合わせで本明細書のクラス及びサブクラスにて記載される。一部の実施形態では、Ａは任意で、Ｓｅｒ１９９、Ｓｅｒ４２０、Ｌｙｓ４０２、Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ｔｙｒ４２１、Ａｒｇ３６４、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される１以上の部位にてｃＧＡＳとの１以上の相互作用を行う。一部の実施形態では、Ａは任意で、Ｔｙｒ４２１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される１以上の部位にてｃＧＡＳとの１以上の相互作用を行う。
一部の実施形態では、Ｂは以下で定義されるような環Ｂであり、単一で及び組み合わせで本明細書のクラス及びサブクラスにて記載される。一部の実施形態では、Ｂは任意で、Ｔｙｒ４２１、Ｔｈｒ１９７、Ｓｅｒ３６６、Ｓｅｒ３６８、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される１以上の部位にてｃＧＡＳとの１以上の相互作用を行う。
一部の実施形態では、リンカー部分は、ＡとＢを共有結合させるのに好適な、ＡとＢが適当な相互作用を採用してｃＧＡＳを結合するのを可能にするリンカーである。一部の実施形態では、リンカーはＡ及び／またはＢと一緒に１以上のリン酸基を任意で含有するヌクレオシドを含む。一部の実施形態では、リンカーはＡ及びＢと一緒に１以上のリン酸基を任意で含有する環状ジヌクレオシドを含む。一部の実施形態では、調節因子は環状ＧＭＰ-ＡＭＰ類似体である。
一部の実施形態では、リンカー部分は１以上のリボースまたはリン酸基を含む。一部の実施形態では、そのようなリボース及びリン酸基は環ＡまたはＢと共にリボヌクレオチドを形成する。一部の実施形態では、調節因子は１以上の修飾されたリボヌクレオチドを含む。修飾されたリボヌクレオチドは当該技術分野で周知であり、それにはリン酸基、リボース基、ヌクレオチド塩基の基及びそれらの組み合わせへの修飾が挙げられる。本発明は、本明細書で記載される調節因子及び化合物のための考えられる修飾されたリボヌクレオチドすべてを熟考する。一部の実施形態では、これらの修飾は生体内で化合物の安定性を高める。一部の実施形態では、修飾はホスホジエステラーゼに対する化合物の復元力を高める。
一部の実施形態では、リンカーは修飾されたホスホジエステル基を含む。そのような修飾は当該技術分野で既知であり、限定しないで、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノ−アルキルホスホトリエステル、３’−アルキレンホスホネート、５’−アルキレンホスホネート及びキラルホスホネートを含むメチル及び他のアルキルホスホネート、ホスフィネート、３’−アミノホスホルアミデート及びアミノアルキルホスホルアミデートを含むホスホルアミデート、チオノホスホルアミデート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、セレノホスフェート、ボラノホスフェート及びそれらの組み合わせによるホスホジエステルの置換が挙げられる。一部の実施形態では、ホスホジエステルはホスホルアミデートに修飾される。好適なホスホルアミデートには限定しないで、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるｗｗｗ．ｇｌｅｎｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃｏｍ／Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ／ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＬｉｓｔｉｎｇ．ｐｈｐにて利用可能な列記されたものが挙げられる。
一部の実施形態では、リンカーはリンを含まない。一部の実施形態では、リンカーは、短鎖アルキルまたはシクロアルキルヌクレオシド間結合、混合ヘテロ原子及びアルキルまたはシクロアルキルヌクレオシド間結合、または１以上の短鎖ヘテロ原子のまたは複素環のヌクレオシド間結合を含む。これらには、モルフォリノ結合を有するもの（ヌクレオシドの糖部分から部分的に形成される）；シロキサン部分；硫化物、スルホキシド及びスルホンの部分；アミド、カルボキシレート、ホルムアセチル及びチオホルムアセチルの部分；メチレンホルムアセチル及びチオホルムアセチルの部分；リボアセチル部分；アルケン含有部分；スルファメート部分；メチレンイミノ及びメチレンヒドラジノ部分；スルホネート及びスルホンアミド部分；アミド部分；及び混合されたＮ、Ｏ、Ｓ及びＣＨ２の成分部分を有するその他が挙げられる。
加えて、ホスホジエステルリンカーを修飾して化合物の安定性を改善し得る。たとえば、特定の例では、Ｐ＝Ｏ結合を生体内でのヌクレアーゼによる分解に感受性ではないＰ＝Ｓ結合に変更する。特定の例では、ヌクレオチドの糖部分のＣ−２ヒドロキシル基をアルキルエーテルまたはヘテロアルキルエーテルに変換する。この修飾はオリゴヌクレオチドが核酸分解する傾向を少なくする。
追加のホスホジエステル修飾は、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるＤｅｌｌｉｎｇｅｒら．Ｃｕｒｒ．Ｐｒｏｔｏｃ．Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｃｈｅｍ．２００４、Ｏｃｔ；Ｃｈａｐｔｅｒ ４：Ｕｎｉｔ ４；Ｍａｒｓｈａｌｌら．Ｓｃｉｅｎｃｅ．１９９３、Ｍａｒ．１２；２５９（５１０１）：１５６４−７０によって記載されている。
リンカー部分は１以上の修飾されたリボース部分も含み得る。一部の実施形態では、リンカーは、２’または３’位での以下：ＯＨ；Ｆ；Ｏ−、Ｓ−、またはＮ−アルキル；Ｏ−、Ｓ−、またはＮ−アルケニル；Ｏ−、Ｓ−またはＮ−アルキニル；またはＯ−アルキル−Ｏ−アルキルの１つで修飾されたリボースを含み、その際、アルキル、アルケニル及びアルキニルは置換されたまたは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキルまたはＣ２〜Ｃ１０アルケニル及びアルキニルであり得る。一部の実施形態では、２’または３’の修飾には２’−Ｏ−Ｍｅ、２’−Ｏ−ＭＯＥ、２’−Ｏ−アリル、２’−Ｏ−ジニトロホスフェート、２’−フルオロ、２’−チオ、２’−アミノエチル、２’−グアニジノプロピルが挙げられる。一部の実施形態では、２’または３’の修飾にはＯ［（ＣＨ２）ｎＯ］ｍＣＨ３、Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣＨ３、Ｏ（ＣＨ２）ｎＮＨ２、Ｏ（ＣＨ２）ｎＣＨ３、Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＮＨ２、及びＯ（ＣＨ２）ｎＯＮ［（ＣＨ２）ＣＨ３］２が挙げられ、その際、ｎ及びｍは１〜約１０である。一部の実施形態では、リンカーは、２’または３’位にてＣ１〜Ｃ１０低級アルキル、置換された低級アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリル、アラルキル、Ｏ−アルカリルまたはＯ−アラルキル、ＳＨ、ＳＣＨ３、ＯＣＮ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＮ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＳＯＣＨ３、ＳＯ２ＣＨ３、ＯＮＯ２、ＮＯ２、Ｎ３、ＮＨ２、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルカリル、アミノアルキルアミノ、ポリアルキルアミノ、置換されたシリル、ＲＮＡ−切断基、レポーター基、挿入剤、オリゴヌクレオチドの薬物動態特性を改善する基、またはオリゴヌクレオチドの薬物動力学特性を改善する基、及び類似の特性を有する他の置換基によって修飾されたリボースを含む。一部の実施形態では、修飾には２’−Ｏ−メトキシエチル（２’−Ｏ-ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ３、２’−Ｏ−（２−メトキシエチル）または２’−メトキシエトキシまたは２’−ＭＯＥとしても知られる）（Ｍａｒｔｉｎら，Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，１９９５，７８，４８６−５０４）、すなわち、アルコキシアルコキシ基が挙げられる。さらに好まれる修飾には、２’−ジメチルアミノオキシエトキシ、すなわち、２’−ＤＭＡＯＥとしても知られるＯ（ＣＨ２）２ＯＮ（ＣＨ３）２基、及び２’−ジメチルアミノ−エトキシエトキシ（２’−Ｏ−ジメチル−アミノ−エトキシ−エチルまたは２’−ＤＭＡＥＯＥとしても当該技術分野で知られる）、すなわち、２’−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）２が挙げられる。リンカーリボースに対する他の修飾には、２’−メトキシ（２’−Ｏ−ＣＨ３）、２’−アミノプロポキシ（２’−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、２’−アリル（２’−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２）、２’−Ｏ−アリル（２’−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ２）及び２’−フルオロ（２’−Ｆ）が挙げられる。２’−修飾はアラビノ（上）位またはリボ（下）位であり得る。一部の実施形態では、２’−アラビノ修飾は２’−Ｆである。
類似の修飾は、オリゴヌクレオチドの他の位置、特に３’末端ヌクレオチドの糖の３’位、及び５’位にても行い得る。オリゴヌクレオチドはペントフラノシル糖の代わりにシクロブチル部分のような糖部分も有し得る。
一部の実施形態では、リンカーリボースは、２’−ヒドロキシル基が糖環の３’または４’炭素原子に連結され、それによって二環式の糖部分を形成するロックド核酸（ＬＮＡ）に修飾される。結合は好ましくは、２’酸素原子と４’炭素原子を架橋するメチレン（−ＣＨ２−）ｎ基であり、ｎは１または２である。ＬＮＡ及びその調製は、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられる国際特許出願ＷＯ９８／３９３５２及びＷＯ９９／１４２２６にて記載されている。一部の実施形態では、ＬＮＡは
部分：
を形成する。
特定の実施形態では、リンカーはヘキソース部分を含む。一部の実施形態では、ヘキソースはグルコースまたはマンノースである。特定の例では、リボース糖部分はシクロヘキセニル基または多環式ヘテロアルキル環で置き換えられる。一部の実施形態では、リボース糖部分はモルフォリノ基で置き換えられる。追加のリボース修飾は、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるＥｎｇｅｌｓ，Ｎｅｗ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．３０，３，ｐ．３０２（２０１３）によって議論されている。
一部の実施形態では、ＡまたはＢは未修飾である核酸塩基またはアデニン（Ａ）及びグアニン（Ｇ）、及びピリミジン塩基チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）から選択される天然の核酸塩基である。一部の実施形態では、ＡまたはＢは修飾された核酸塩基である。修飾された核酸塩基は当該技術で既知であり、それには限定しないで、たとえば、５−メチルシトシン（５−ｍｅ−Ｃ）、５−ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン、ヒポキサンチン、２−アミノアデニン、アデニン及びグアニンの６−メチル及び他のアルキル誘導体、アデニン及びグアニンの２−プロピル及び他のアルキル誘導体、２−チオウラシル、２−チオチミン及び２−チオシトシン、５−ハロウラシル及びシトシン、５−プロピニル（−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ３）ウラシル及びシトシン及びピリミジン塩基の他のアルキニル誘導体、６−アゾウラシル、シトシン及びチミン、５−ウラシル（シュードウラシル）、４−チオウラシル、８−ハロ、８−アミノ、８−チオール、８−チオアルキル、８−ヒドロキシル及び他の８−置換アデニン及びグアニン、５−ハロ、特に５−ブロモ、５−トリフルオロメチル及び他の５−置換ウラシル及びシトシン、７−メチルグアニン及び７−メチルアデニン、２−Ｆ−アデニン、２−アミノ−アデニン、８−アザグアニン及び８−アザアデニン、７−デアザグアニン及び７−デアザアデニン及び３−デアザグアニン及び３−デアザアデニンのような合成の及び天然の核酸塩基が挙げられるが、これらに限定されない。さらなる修飾された核酸塩基には、フェノキサジンシチジン（１Ｈ−ピリミド［５，４−ｂ］［１，４］ベンゾキサジン−２（３Ｈ）−オン）、フェノチアジンシチジン（１Ｈ−ピリミド［５，４−ｂ］［１，４］ベンゾチアジン−２（３Ｈ）−オン）、置換されたフェノキサジンシチジン（たとえば、９−（２−アミノエトキシ）−Ｈ−ピリミド［５，４−ｂ］［１，４］ベンゾキサジン−２（３Ｈ）−オン）のようなＧ−クランプ、カルバゾールシチジン（２Ｈ−ピリミド［４，５−ｂ］インドール−２−オン）、ピリドインドールシチジン（Ｈ−ピリド［３’，２’：４，５］ピロロ［２，３−ｄ］ピリミジン−２−オン）のような三環式ピリミジンが挙げられる。修飾された核酸塩基には、プリン塩基またはピリミジン塩基が他の複素環、たとえば、７−デアザアデニン、７−デアザグアノシン、２−アミノピリジン及び２−ピリドンで置き換えられているものも挙げられ得る。さらなる核酸塩基には、米国特許第３，６８７，８０８号にて開示されたもの、Ｔｈｅ Ｃｏｎｃｉｓｅ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ Ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｐａｇｅｓ ８５８−８５９， Ｋｒｏｓｃｈｗｉｔｚ，Ｊ．Ｉ．，編．Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，１９９０にて開示されたもの、Ｅｎｇｌｉｓｃｈら，Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｃｈｅｍｉｅ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９１，３０，６１３によって開示されたもの、及びＳａｎｇｈｖｉ，Ｙ．Ｓ．，Ｃｈａｐｔｅｒ １５，Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐａｇｅｓ ２８９−３０２，Ｃｒｏｏｋｅ，Ｓ．Ｔ．ａｎｄ Ｌｅｂｌｅｕ，Ｂ．，編，ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，１９９３によって開示されたものが挙げられる。一部の実施形態では、非天然の核酸塩基はジフルオロトリル、ニトロピロリルまたはニトロイミダゾリルである。特定の実施形態では、非天然の核酸塩基は、７−デアザアデニン、３−デアザアデニン、Ｎ１−メチル−グアノシン、６−チオグアノシン、２−ピリミジノン、４−チオウリジン、２−ピリジノン、５−プロピニル−ウリジン、イミダゾール−４−カルボキサミド、５−ニトロインドール、３−ニトロピロール、２−アミノプリン、５−メチル−２−ピリミジノン、Ｎ３−チオエチルチミジン、６−チオプリン、５−ヨードウリジン、８−アジドアデノシン、５−メルカプトウリジンであり、または５−ブロモウラシル、ジアミノプリン、２−チオウラシル、４−チオウラシル、シュードウラシル、ジフルオロトルエン、及びジヒドロウラシルに由来するものである。追加の修飾された核酸塩基には、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるｗｗｗ．ｇｌｅｎｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃｏｍ／Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ／ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＬｉｓｔｉｎｇ．ｐｈｐ及びｗｗｗ．ｔｈｅｒｍｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂｉｏ．ｃｏｍ／ｒｎａ−ｐｒｉｃｉｎｇ−ａｎｄ−ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ／にて見いだされるものが挙げられる。追加の修飾は、Ｖｅｒｍａら．Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．１９９８．６７：９９−１３４によって議論されている。
一部の実施形態では、リンカー部分はリボヌクレオチドのホスホジエステル基及びリボース基の双方を置き換える基を含む。そのようなリンカーの１つはペプチド核酸（ＰＮＡ）と呼ばれる。ＰＮＡ化合物では、オリゴヌクレオチドの普通の糖主鎖がアミド含有主鎖、たとえば、アミノエチルグリシン主鎖で置き換えられる。核酸塩基は保持され、主鎖のアミド部分のアザ窒素原子に直接または間接的に結合される。ＰＮＡ化合物の調製を教示する代表的な米国特許には、そのそれぞれが参照によって本明細書に組み入れられる米国特許第５，５３９，０８２号；同第５，７１４，３３１号；及び同第５，７１９，２６２号が挙げられるが、これらに限定されない。ＰＮＡ化合物のさらなる教示は、Ｎｉｅｌｓｅｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９１，２５４，１４９７−１５００；Ｎｉｅｌｓｅｎら，Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．，１９９７，２６，７３−７８；Ｓｈａｋｅｅｌら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第８１巻，第６号，Ｊｕｎｅ、２００６，ｐｐ．８９２−８９９（８）；Ｎｉｅｌｓｅｎ，ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＆ ＢＩＯＤＩＶＥＲＳＩＴＹ−Ｖｏｌ．７（２０１０），ｐ．７８６にて見いだすことができる。
これら及び他の好適なリンカーは、そのそれぞれの内容全体が参照によって本明細書に組み入れられる米国特許第７，３６５，０５８号、同第８，１０１，３４８号、同第８，０８８，９０２号、同第７，５７９，４５１号、同第７，５８２，７４４号、同第８，３３４，３７３号、同第８，０１７，７６２号、同第７，９１９，６１２号、同第７，８１２，１４９号及び同第７，７２３，５０８号にて議論されている。
一部の実施形態では、本発明は式Ｉの化合物または薬学上許容可能なその塩を提供する。
式中
環Ａは、
から成る群から選択され；
環Ｂは、
から成る群から選択され；
Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して−ＣＲ−または−Ｎ−であり；
Ｘ３は−Ｃ（Ｒ）２−、−Ｏ−、または−ＮＲ−であり；
Ｘａ及びＸｂは独立して−Ｃ（Ｒ）２−、−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
Ｘａ１及びＸｂ１は独立して−Ｃ（Ｒ）−または−Ｎ−であり；
Ｘｃ及びＸｄは、存在する場合、独立して任意で置換された酸素、任意で置換されたイオウ、置換された窒素原子、ＢＨ３、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物であり；
Ｘｅ及びＸｆはそれぞれ独立して−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
Ｗはそれぞれ独立してＰまたはＳであり；
Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルから成る群から選択され；
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１０、及びＲ１１はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または、Ｃ１−１２脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の二環式炭素環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する複素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する二環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；
Ｒ８及びＲ９は存在する場合、それぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物から成る群から選択され；
Ｒはそれぞれ独立して、水素若しくは、Ｃ１−６脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の炭素環式環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する単環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から成る群から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；または：
同じ窒素上の２つのＲ基はその介在原子と一緒になって、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−４のヘテロ原子を有する任意で置換された３−７員環の飽和または部分不飽和の環、またはヘテロアリール環を形成し；並びに
Ｒａは酸素保護基またはＲである。
一部の実施形態では、環Ａは
である。
一部の実施形態では、環Ａは
である。
一部の実施形態では、環Ａは
である。
一部の実施形態では、環Ｂは
である。
一部の実施形態では、環Ｂは
である。
一部の実施形態では、Ｘ１は−ＣＲ−である。一部の実施形態では、Ｘ１は−Ｎ−である。一部の実施形態では、Ｘ２は−ＣＲ−である。一部の実施形態では、Ｘ２は−Ｎ−である。一部の実施形態では、Ｘ３は−Ｃ（Ｒ）２−である。一部の実施形態では、Ｘ３は−Ｏ−である。一部の実施形態では、Ｘ３は−ＮＲ−である。
特定の実施形態では、Ｘａは−Ｃ（Ｒ）２−である。特定の実施形態では、Ｘａは−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−である。特定の実施形態では、Ｘａは−Ｏ−である。特定の実施形態では、Ｘａは−Ｓ−である。特定の実施形態では、Ｘａは−Ｓ（Ｏ）−である。
特定の実施形態では、Ｘａは−Ｓ（Ｏ）２−である。特定の実施形態では、Ｘａは−ＮＲ−である。
特定の実施形態では、Ｘｂは−Ｃ（Ｒ）２−である。特定の実施形態では、Ｘｂは−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−である。特定の実施形態では、Ｘｂは−Ｏ−である。特定の実施形態では、Ｘｂは−Ｓ−である。特定の実施形態では、Ｘｂは−Ｓ（Ｏ）−である。特定の実施形態では、Ｘｂは−Ｓ（Ｏ）２−である。特定の実施形態では、Ｘｂは−ＮＲ−である。
特定の実施形態では、Ｘａ１は−Ｃ（Ｒ）−である。特定の実施形態では、Ｘａ１は−Ｎ−である。特定の実施形態では、Ｘｂ１は−Ｃ（Ｒ）−である。特定の実施形態では、Ｘｂ１は−Ｎ−である。
一部の実施形態では、Ｘｃは酸素である。一部の実施形態では、Ｘｃはイオウである。Ｘｃが酸素またはイオウである特定の実施形態では、酸素原子またはイオウ原子は負の形式電荷を持ち得ることが十分に理解されるであろう。一部の実施形態では、Ｘｃは置換された窒素原子である。一部の実施形態では、窒素は独立して水素または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族基で置換される。一部の実施形態では、Ｘｃは任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｘｄは酸素である。一部の実施形態では、Ｘｄはイオウである。Ｘｄが酸素またはイオウである特定の実施形態では、酸素原子またはイオウ原子は負の形式電荷を持ち得ることが十分に理解されるであろう。一部の実施形態では、Ｘｄは置換された窒素原子である。一部の実施形態では、窒素は独立して水素または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族基で置換される。一部の実施形態では、Ｘｄは任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｘｅは−Ｏ−である。一部の実施形態では、Ｘｅは−Ｓ−である。一部の実施形態では、Ｘｅは−Ｎ（Ｒ）−である。
一部の実施形態では、Ｘｆは−Ｏ−である。一部の実施形態では、Ｘｆは−Ｓ−である。一部の実施形態では、Ｘｆは−Ｎ（Ｒ）−である。
一部の実施形態では、ＷはＰである。他の実施形態では、ＷはＳである。
一部の実施形態では、Ｒ１は水素、ハロゲン、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルである。一部の実施形態では、Ｒ１は水素である。一部の実施形態では、Ｒ１はハロゲンである。一部の実施形態では、Ｒ１は−ＯＲａである。一部の実施形態では、Ｒ１は−ＯＨである。一部の実施形態では、Ｒ１はフルオロである。一部の実施形態では、Ｒ１はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１はＣ１−６脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１はＣ１−３脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１はメチルである。一部の実施形態では、Ｒ１はＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルである。一部の実施形態では、Ｒ１はメトキシ−エチルである。
一部の実施形態では、Ｒ２は水素、ハロゲン、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルである。一部の実施形態では、Ｒ２は水素である。一部の実施形態では、Ｒ２はハロゲンである。一部の実施形態では、Ｒ２は−ＯＲａである。一部の実施形態では、Ｒ２は−ＯＨである。一部の実施形態では、Ｒ２はフルオロである。一部の実施形態では、Ｒ２はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ２はＣ１−６脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ２はＣ１−３脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ２はメチルである。一部の実施形態では、Ｒ２はＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルである。一部の実施形態では、Ｒ２はメトキシ−エチルである。
一部の実施形態では、Ｒ３は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。特定の実施形態では、Ｒ３は水素である。一部の実施形態では、Ｒ３はハロゲンである。特定の実施形態では、Ｒ３は−ＮＯ２である。一部の実施形態では、Ｒ３は−ＣＮである。特定の実施形態では、Ｒ３は−ＯＲである。一部の実施形態では、Ｒ３はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ３はＣ１−６脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ４は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。特定の実施形態では、Ｒ４は水素である。一部の実施形態では、Ｒ４はハロゲンである。特定の実施形態では、Ｒ４は−ＮＯ２である。一部の実施形態では、Ｒ４は−ＣＮである。特定の実施形態では、Ｒ４は−ＯＲである。一部の実施形態では、Ｒ４はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ４はＣ１−６脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ５は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。特定の実施形態では、Ｒ５は水素である。一部の実施形態では、Ｒ５はハロゲンである。特定の実施形態では、Ｒ５は−ＮＯ２である。一部の実施形態では、Ｒ５は−ＣＮである。特定の実施形態では、Ｒ５は−ＯＲである。一部の実施形態では、Ｒ５はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ５はＣ１−６脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ６は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。特定の実施形態では、Ｒ６は水素である。一部の実施形態では、Ｒ６はハロゲンである。特定の実施形態では、Ｒ６は−ＮＯ２である。一部の実施形態では、Ｒ６は−ＣＮである。特定の実施形態では、Ｒ６は−ＯＲである。一部の実施形態では、Ｒ６はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ６はＣ１−６脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ７は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。特定の実施形態では、Ｒ７は水素である。一部の実施形態では、Ｒ７はハロゲンである。特定の実施形態では、Ｒ７は−ＮＯ２である。一部の実施形態では、Ｒ７は−ＣＮである。特定の実施形態では、Ｒ７は−ＯＲである。一部の実施形態では、Ｒ７はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ７はＣ１−６脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ８が存在する。他の実施形態では、Ｒ８は存在しない。一部の実施形態では、Ｒ８は水素である。一部の実施形態では、Ｒ８はハロゲンである。一部の実施形態では、Ｒ８は−ＯＲａである。一部の実施形態では、Ｒ８は任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ８はＣ１−６脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ８はＣ１−３脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ９が存在する。他の実施形態では、Ｒ９は存在しない。一部の実施形態では、Ｒ９は水素である。一部の実施形態では、Ｒ９はハロゲンである。一部の実施形態では、Ｒ９は−ＯＲａである。一部の実施形態では、Ｒ９は任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ９はＣ１−６脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ９はＣ１−３脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ１０は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１０は、任意で置換されたフェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する３−７員環の飽和または部分不飽和の複素環、または窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環である。特定の実施形態では、Ｒ１０は水素である。一部の実施形態では、Ｒ１０はハロゲンである。一部の実施形態では、Ｒ１０はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１０はＣ１−６脂肪族化合物である。
一部の実施形態では、Ｒ１１は水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１１は、任意で置換されたフェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する３−７員環の飽和または部分不飽和の複素環、または窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環である。特定の実施形態では、Ｒ１１は水素である。一部の実施形態では、Ｒ１１はハロゲンである。一部の実施形態では、Ｒ１１はＣ１−１２脂肪族化合物である。一部の実施形態では、Ｒ１１はＣ１−６脂肪族化合物である。
本明細書で描かれる化合物については、負に荷電するリン酸塩が示される場合、本開示はそのような化合物の遊離の形態及び塩の形態の双方、及びその互変異性体を熟考することが十分に理解されるであろう。一部の実施形態では、提供される化合物は遊離のリン酸の電荷のバランスを取る１以上のプロトン化した窒素を有し得る。
一部の実施形態では、本発明は式ＩＩの化合物または薬学上許容可能なその塩を提供する。
式中、環Ａ、環Ｂ、Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、Ｘａ１、Ｘｂ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｗ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、及びＲ１１のそれぞれは上記で定義された通りであり、本明細書のクラス及びサブクラスにて単一で及び組み合わせでの双方で記載される。
一部の実施形態では、提供される化合物は、
以外である。
一部の実施形態では、提供される化合物は式Ｉ−ａまたはＩＩ−ａのもの、
または薬学上許容可能なその塩である。
一部の実施形態では、提供される化合物は式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩまたはＩＸのもの、
または薬学上許容可能なその塩であり、式中、環Ａ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｘ２、及びＸ３のそれぞれは上記で定義された通りであり、本明細書のクラス及びサブクラスにて単一で及び組み合わせでの双方で記載される。
一部の実施形態では、提供される化合物は式Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶまたはＸＶＩのもの、
または薬学上許容可能なその塩であり、式中、環Ａ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｘ２、及びＸ３のそれぞれは上記で定義された通りであり、本明細書のクラス及びサブクラスにて単一で及び組み合わせでの双方で記載される。
一部の実施形態では、提供される化合物は、
または薬学上許容可能なその塩から選択され、式中、環Ａ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｘ２、及びＸ３のそれぞれは上記で定義された通りであり、本明細書のクラス及びサブクラスにて単一で及び組み合わせでの双方で記載される。
一部の実施形態では、提供される化合物は、
または薬学上許容可能なその塩から選択され、式中、環Ａ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｘ２、及びＸ３のそれぞれは上記で定義された通りであり、本明細書のクラス及びサブクラスにて単一で及び組み合わせでの双方で記載される。
一部の実施形態では、提供される化合物は、
または薬学上許容可能なその塩から選択される。
直前の段落で描かれた化合物は他の慣例を用いて描かれ得ることが十分に理解されるであろう。たとえば、以下の２つの化合物は化学構造及び立体化学において同等であると見なされる。
一部の実施形態では、提供される化合物は単離された形態である。一部の実施形態では、提供される化合物は純粋である。
医薬組成物
提供される医薬組成物は、経口剤形、局所クリーム、局所貼付剤、イオントフォレーシスの形態、坐薬、鼻内スプレー及び吸入剤、点眼剤、眼内注入形態、デポー形態、と同様に注射及び点滴用の溶液を含む種々の形態であることができる。医薬組成物を調製する方法は当該技術分野で周知である。
医薬組成物は通常、所望の治療効果を達成する一方で有害な副作用を回避するまたはできるだけ抑えるのに有効な量で本明細書で記載される活性剤を含有する。活性剤の薬学上許容可能な製剤及び塩が本明細書で提供され、当該技術で周知である。ｃＧＡＳ調節因子等の投与については、治療上有効であり、有害な副作用がほとんどないまたはない望ましく投与される量が選択される。特定の疾患、障害または状態の治療に有効である治療用組成物または医薬組成物の量は、疾患の性質及び重症度、作用の標的部位、対象の体重、対象が従う特別の食事、使用される併用薬、投与経路及び当業者によって認識される他の因子に左右される。投与量は、疾患の程度及び対象に由来する異なるパラメータのような従来の因子に従って臨床家が適合させることができる。有効な用量は試験管内の試験系または動物モデルの試験系に由来する用量反応曲線から外挿され得る（たとえば、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるＵ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ， Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ“Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ：Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓａｆｅ Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｄｏｓｅ ｉｎ Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｔｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ ｉｎ Ａｄｕｌｔ Ｈｅａｌｔｈｙ Ｖｏｌｕｎｔｅｅｒｓ”，Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，Ｊｕｌｙ ２００５によって記載されたように）。
種々の送達系が知られており、本明細書で記載される活性剤またはそれを含む医薬組成物を投与するのに使用することができる。
本明細書で記載される医薬組成物は、腸管、消化管、硬膜外、経口、経皮、硬膜外（硬膜外）、脳内（脳の中に）、脳室内（脳室の中に）、経皮（皮膚への塗布）、皮内（皮膚自体の中に）、皮下（皮膚の下に）、鼻内投与（鼻を介して）、静脈内（静脈の中に）、動脈内（動脈の中に）、筋肉内（筋肉の中に）、心臓内（心臓の中に）、骨内点滴（骨髄の中に）、クモ膜下（脊柱管の中に）、腹腔内（腹膜内への点滴または注射）、膀胱内注入、硝子体内（眼を介して）、陰茎海綿体内（陰茎の付け根の中に）、膣内投与、子宮内、羊水外投与、経皮（全身分布のための無傷な皮膚を介した拡散）、吹送（吸引）、舌下、口唇下、浣腸、点眼（結膜の中に）または点耳を含むが、これらに限定されない好適な経路によって投与することができる。特定の実施形態では、組成物は、脳血管関門、血管バリアまたは他の上皮バリアをそれが交差できるような方法で投与され得る。当該技術で周知の他の送達系を、たとえば、水溶液、微細粒子またはマイクロカプセルにおけるカプセル化を介した、本明細書で記載される医薬組成物の送達に使用することができる。本発明の医薬組成物は制御された放出系で送達することもできる。たとえば、ポリマー物質を使用することができる（たとえば、Ｓｍｏｌｅｎ及びＢａｌｌ，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｒｕｇ Ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，Ｄｒｕｇ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，１９８４，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ；Ｒａｎａｄｅ及びＨｏｌｌｉｎｇｅｒ，Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ ｓｅｒｉｅｓ，２００３，２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，ＣＲＲＣ Ｐｒｅｓｓを参照）。或いは、ポンプが使用され得る（Ｓａｕｄｅｋら，Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．３２１：５７４（１９８９））。本明細書で記載される組成物は、薬剤の制御放出を達成するのに有用な生分解性ポリマー、たとえば、ポリ乳酸、ポリオルソエステル、架橋両親媒性ブロックコポリマー及びヒドロゲル、ポリヒドロキシ酪酸、及びポリジヒドロピランのクラスにカップリングもされ得る。
上述のように、医薬組成物は望ましくは薬学上許容可能なキャリアを含む。用語、キャリアは調節因子が共に投与される希釈剤、補助剤、賦形剤またはビヒクルを指す。そのような医薬キャリアには、たとえば、水及び、鉱物油、植物油（たとえば、大豆油またはコーン油）、動物油または合成起源の油を含む油のような無菌の液体が挙げられる。水性のグリセロール及びデキストロースの溶液並びに生理食塩水溶液も本発明の医薬組成物の液体キャリアとして採用され得る。キャリアの選択は、たとえば、ペプチド、ペプチド誘導体またはペプチド模倣体の性質、その溶解性及び他の生理的特性、並びに送達及び適用の標的部位のような当該技術で十分に認識される因子に左右される。好適な医薬キャリアの例は、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ ｂｙ Ａｌｆｏｎｓｏ Ｒ．Ｇｅｎｎａｒｏ，２００３，第２１版 ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙにて記載されている。さらに経口投与に好適なキャリアは当該技術で既知であり、たとえば、その開示が参照によって本明細書に組み入れられる米国特許第６，０８６，９１８号、同第６，６７３，５７４号、同第６，９６０，３５５号及び同第７，３５１，７４１号及びＷＯ２００７／１３１２８６にて記載されている。
医薬製剤に組み込まれ得るさらなる薬学上好適な物質には、傍細胞吸収を高めることを意図したものを含む吸収増強剤、ｐＨ調節剤及び緩衝液、浸透圧調整剤、保存剤、安定剤、抗酸化剤、界面活性剤、増粘剤、皮膚軟化剤、分散剤、風味剤、着色剤及び湿潤剤が挙げられる。
好適な医薬賦形剤の例には、水、グルコース、スクロース、ラクトース、グリコール、エタノール、モノステアリン酸グリセロール、ゼラチン、デンプン粉（たとえば、米粉）、胡粉、ステアリン酸ナトリウム、麦芽、塩化ナトリウム等が挙げられる。調節因子を含む医薬組成物は溶液、カプセル、錠剤、クリーム、ジェル、粉末、徐放製剤等の形態を取ることができる。組成物は、従来の結合剤及びトリグリセリドのようなキャリアによって坐薬として製剤化することができる（Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ ｂｙ Ａｌｆｏｎｓｏ Ｒ．Ｇｅｎｎａｒｏ，２００３，第２１版 ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙを参照）。そのような組成物は、対象に適正な投与の形態を提供できるように、好適な量のキャリアと一緒に治療上有効な量の治療用組成物を含有する。製剤は、投与の方式及び作用の標的部位（たとえば、特定の臓器または細胞型）に適合するように設計される。
本明細書で記載される活性剤を含む医薬組成物は中性または塩の形態として製剤化される組成物も含む。薬学上許容可能な塩には、遊離のアミノ基と共に生じるもの及び遊離のカルボキシル基と反応するものが挙げられる。製薬業界で一般に使用される非毒性のアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウム塩には、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、アンモニウム及びプロタミン亜鉛塩が挙げられ、それらは当該技術で周知の方法によって調製される。挙げられるのはまた、非毒性の酸付加塩であり、それらは一般に本発明の化合物を好適な有機酸または無機酸と反応させることによって調製される。代表的な塩には、臭化水素酸塩、塩酸塩、吉草酸塩、シュウ酸塩、オレイン酸塩、ラウリル酸塩、ホウ酸塩、安息香酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、酢酸塩、リン酸塩、トシル酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、ナプシル酸塩等が挙げられる。
本発明に従って使用され得る充填剤または結合剤の例には、アカシア、アルギン酸、リン酸カルシウム（二塩基）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、デキストリン、デキストレート、スクロース、チロース、アルファ化デンプン、硫酸カルシウム、アミロース、グリシン、ベントナイト、マルトース、ソルビトール、エチルセルロース、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二ナトリウム、ピロ亜硫酸二ナトリウム、ポリビニルアルコール、ゼラチン、グルコース、グアーゴム、液状グルコース、圧縮性糖、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、マルトデキストリン、酸化ポリエチレン、ポリメタクリレート、ポビドン、アルギン酸ナトリウム、トラガカント、微細結晶セルロース、デンプン及びゼインが挙げられる。特定の実施形態では、充填剤または結合剤は微細結晶セルロースである。
使用され得る崩壊剤の例には、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース（低置換）、微細結晶セルロース、粉末化セルロース、コロイド状酸化ケイ素、ナトリウムクロスカルメロース、クロスポビドン、メチルセルロース、ポラクリリンカリウム、ポビドン、アルギン酸ナトリウム、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプン、二亜硫酸二ナトリウム、二ナトリウムエダタミル、エデト酸二ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（ＥＤＴＡ）架橋のポリビニルピロリドン、アルファ化デンプン、カルボキシメチルデンプン、ナトリウムカルボキシメチルデンプン、微細結晶セルロースが挙げられる。
潤滑剤の例には、ステアリン酸カルシウム、カノーラ油、パルミトステアリン酸グリセリル、水素添加植物油（Ｉ型）、酸化マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、鉱物油、ポロキサマー、ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸フマル酸ナトリウム、ステアリン酸、タルク及びステアリン酸亜鉛、二ヘプタン酸グリセリル、ラウリル硫酸マグネシウム、ホウ酸、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム／酢酸ナトリウム（組み合わせで）、ＤＬ−ロイシンが挙げられる。
シリカ流量調整剤の例には、コロイド状二酸化ケイ素、ケイ酸マグネシウムアルミニウム及びグアーゴムが挙げられる。別の最も好まれるシリカ流量調整剤は二酸化ケイ素から成る。
安定剤の例には、アカシア、アルブミン、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ベントナイト、リン酸二カルシウム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、コロイド状二酸化ケイ素、シクロデキストリン、モノステアリン酸グリセリル、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、三ケイ酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、プロピレングリコール、アルギン酸プロピレングリコール、アルギン酸ナトリウム、カルナウバ蝋、キサンタンゴム、デンプン、ステアリン酸塩、ステアリン酸、ステアリン酸モノグリセリド及びステアリルアルコールが挙げられる。
一部の実施形態では、本発明は本明細書で記載される活性剤を含有する経口製剤を熟考する。たとえば、本明細書で記載される医薬組成物はシクロデキストリンまたはシクロデキストリン誘導体を含み得る。シクロデキストリンは一般に１−＞４結合した５以上のα−Ｄ−グリコピラノシド単位で構成される。通常、シクロデキストリンは環にて６〜８の単位で多数のグルコース単量体を含有して錐体形状を生成する（α−シクロデキストリン：６員環の糖環分子；β−シクロデキストリン：７員環の糖環分子；γ−シクロデキストリン：８員環の糖環分子）。例となるシクロデキストリン及びシクロデキストリン誘導体は、そのそれぞれの内容全体が参照によって本明細書に組み入れられる米国特許第７，７２３，３０４号、米国特許出願公開第２０１０／０１９６４５２号及び米国特許出願公開第２０１０／０１４４６２４号にて開示されている。たとえば、一部の実施形態では、本発明に係るシクロデキストリンはアルキル化シクロデキストリン、ヒドロキシアルキル化シクロデキストリンまたはアシル化シクロデキストリンである。一部の実施形態では、シクロデキストリンはヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリンである。例となるシクロデキストリン誘導体は、そのそれぞれの内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるＳｚｅｊｔｌｉ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ，（１９９８），９８，１７４３−１７５３；及びＳｚｅｎｔｅ，Ｌ．及びＳｚｅｊｔｌｉ，Ｊ．，Ａｄｖａｎｃｅ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ，３６（１９９９）１７−２８にて記載されている。シクロデキストリン誘導体の例には、メチル化シクロデキストリン（たとえば、ＲＡＭＥＢ；無作為メチル化β−シクロデキストリン）；ヒドロキシアルキル化シクロデキストリン（ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン及びヒドロキシプロピルγ−シクロデキストリン）；アセチル化シクロデキストリン（アセチル−γ−シクロデキストリン）；反応性シクロデキストリン（クロロトリアジニルβ−シクロデキストリン）；及び分岐シクロデキストリン（グルコシル−及びマルトシルβ−シクロデキストリン）；アセチル−γ−シクロデキストリン；アセチル−β−シクロデキストリン、スルホブチル−βシクロデキストリン、硫酸化α−，β−及びγ−シクロデキストリン；スルホアルキル化シクロデキストリン；及びヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリンが挙げられる。
投薬
通常、０．００１〜１００ｍｇ／ｋｇ／日の範囲に及ぶ量での本明細書で記載される活性剤が対象に投与される。たとえば、一部の実施形態では、約０．０１ｍｇ／ｋｇ／日〜約２５ｍｇ／ｋｇ／日、約１ｍｇ／ｋｇ／日〜約２０ｍｇ／ｋｇ／日、０．２ｍｇ／ｋｇ／日〜約１０ｍｇ／ｋｇ／日、約０．０２ｍｇ／ｋｇ／日〜約０．１ｍｇ／ｋｇ／日、または約１ｍｇ／ｋｇ／日〜約１００ｍｇ／ｋｇ／日が対象に投与される。一部の実施形態では、約１０μｇ／ｋｇ／日、５０μｇ／ｋｇ／日、１００μｇ／ｋｇ／日、２００μｇ／ｋｇ／日、３００μｇ／ｋｇ／日、４００μｇ／ｋｇ／日、５００μｇ／ｋｇ／日、６００μｇ／ｋｇ／日、７００μｇ／ｋｇ／日、８００μｇ／ｋｇ／日、９００μｇ／ｋｇ／日、または１０００μｇ／ｋｇ／日の量での本明細書で記載される活性剤が対象に投与される。
一部の実施形態では、化合物は、約１〜１，０００μｇ／ｋｇ／日（たとえば、約１〜９００μｇ／ｋｇ／日、１〜８００μｇ／ｋｇ／日、１〜７００μｇ／ｋｇ／日、１〜６００μｇ／ｋｇ／日、１〜５００μｇ／ｋｇ／日、１〜４００μｇ／ｋｇ／日、１〜３００μｇ／ｋｇ／日、１〜２００μｇ／ｋｇ／日、１〜１００μｇ／ｋｇ／日、１〜９０μｇ／ｋｇ／日、１〜８０μｇ／ｋｇ／日、１〜７０μｇ／ｋｇ／日、１〜６０μｇ／ｋｇ／日、１〜５０μｇ／ｋｇ／日、１〜４０μｇ／ｋｇ／日、１〜３０μｇ／ｋｇ／日、１〜２０μｇ／ｋｇ／日、１〜１０μｇ／ｋｇ／日の範囲に及ぶ）の範囲に及ぶ有効用量で投与される。一部の実施形態では、化合物は約１〜５００μｇ／ｋｇ／日の範囲に及ぶ有効用量で投与される。一部の実施形態では、化合物は約１〜１００μｇ／ｋｇ／日の範囲に及ぶ有効用量で投与される。一部の実施形態では、化合物は約１〜６０μｇ／ｋｇ／日の範囲に及ぶ有効用量で投与される。一部の実施形態では、化合物は約１、２、４、６、８、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、または１、０００μｇ／ｋｇ／日から選択される有効用量で投与される。
一部の実施形態では、化合物の治療上有効な量は、約１０〜１，０００ｍｇ（たとえば、約２０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、３０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、４０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、５０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、６０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、７０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、８０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、９０ｍｇ〜１，０００ｍｇ、約１０〜９００ｍｇ、１０〜８００ｍｇ、１０〜７００ｍｇ、１０〜６００ｍｇ、１０〜５００ｍｇ、１００〜１，０００ｍｇ、１００〜９００ｍｇ、１００〜８００ｍｇ、１００〜７００ｍｇ、１００〜６００ｍｇ、１００〜５００ｍｇ、１００〜４００ｍｇ、１００〜３００ｍｇ、２００〜１０００ｍｇ、２００〜９００ｍｇ、２００〜８００ｍｇ、２００〜７００ｍｇ、２００〜６００ｍｇ、２００〜５００ｍｇ、２００〜４００ｍｇ、３００〜１０００ｍｇ、３００〜９００ｍｇ、３００〜８００ｍｇ、３００〜７００ｍｇ、３００〜６００ｍｇ、３００〜５００ｍｇ、４００ｍｇ〜１，０００ｍｇ、５００ｍｇ〜１，０００ｍｇ、１００ｍｇ〜９００ｍｇ、２００ｍｇ〜８００ｍｇ、３００ｍｇ〜７００ｍｇ、４００ｍｇ〜７００ｍｇ、及び５００ｍｇ〜６００ｍｇ）の範囲に及ぶ量であり得る。一部の実施形態では、化合物は、約１０ｍｇ、５０ｍｇ、１００ｍｇ、１５０ｍｇ、２００ｍｇ、２５０ｍｇ、３００ｍｇ、３５０ｍｇ、４００ｍｇ、４５０ｍｇ、５００ｍｇ、５５０ｍｇ、６００ｍｇ、６５０ｍｇ、７００ｍｇ、７５０ｍｇ、８００ｍｇの量またはそれを上回る量で存在する。一部の実施形態では、化合物は、約１，０００ｍｇ、９５０ｍｇ、９００ｍｇ、８５０ｍｇ、８００ｍｇ、７５０ｍｇ、７００ｍｇ、６５０ｍｇ、６００ｍｇ、５５０ｍｇ、５００ｍｇ、４５０ｍｇ、４００ｍｇ、３５０ｍｇ、３００ｍｇ、２５０ｍｇ、２００ｍｇ、１５０ｍｇ、または１００ｍｇの量でまたはそれを下回る量で存在する。一部の実施形態では、本明細書で記載される治療上有効な量は単回用量で提供される。一部の実施形態では、本明細書で記載される治療上有効な量は１日で提供される。
他の実施形態では、治療上有効な量は、たとえば、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜５００ｍｇ／ｋｇ体重、たとえば、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜４００ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜３００ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜２００ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜１００ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜９０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜８０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜７０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜６０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜５０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜４０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜３０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜２５ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜２０ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜１５ｍｇ／ｋｇ体重、約０．００１ｍｇ／ｋｇ体重〜１０ｍｇ／ｋｇ体重であり得る。一部の実施形態では、本明細書で記載される治療上有効な量は単回用量で提供される。一部の実施形態では、本明細書で記載される治療上有効な量は１日で提供される。
さらに他の実施形態では、治療上有効な量は、たとえば、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．１ｍｇ／ｋｇ体重、たとえば、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０９ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０８ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０７ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０６ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０５ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜約０．０４ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０３ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０２ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１９ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１８ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１７ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１６ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１５ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１４ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１３ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１２ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１１ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．０１ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００９ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００８ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００７ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００６ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００５ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００４ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００３ｍｇ／ｋｇ体重、約０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重〜０．００２ｍｇ／ｋｇ体重であり得る。一部の実施形態では、治療上有効な量は、０．０００１ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００２ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００３ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００４ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００５ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００６ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００７ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００８ｍｇ／ｋｇ体重、０．０００９ｍｇ／ｋｇ体重、０．００１ｍｇ／ｋｇ体重、０．００２ｍｇ／ｋｇ体重、０．００３ｍｇ／ｋｇ体重、０．００４ｍｇ／ｋｇ体重、０．００５ｍｇ／ｋｇ体重、０．００６ｍｇ／ｋｇ体重、０．００７ｍｇ／ｋｇ体重、０．００８ｍｇ／ｋｇ体重、０．００９ｍｇ／ｋｇ体重、０．０１ｍｇ／ｋｇ体重、０．０２ｍｇ／ｋｇ体重、０．０３ｍｇ／ｋｇ体重、０．０４ｍｇ／ｋｇ体重、０．０５ｍｇ／ｋｇ体重、０．０６ｍｇ／ｋｇ体重、０．０７ｍｇ／ｋｇ体重、０．０８ｍｇ／ｋｇ体重、０．０９ｍｇ／ｋｇ体重、または０．１ｍｇ／ｋｇ体重であり得る。特定の個体にとっての有効量は個体のニーズに応じて経時的に変化することができる（たとえば、増えるまたは減る）。一部の実施形態では、本明細書で記載される治療上有効な量は単回用量で提供される。一部の実施形態では、本明細書で記載される治療上有効な量は１日で提供される。
一部の実施形態では、本明細書で記載されるような化合物を含む製剤は単回用量として投与される。一部の実施形態では、本明細書で記載されるような化合物を含む製剤は定期的な間隔で投与される。「間隔」での投与は本明細書で使用されるとき、治療上有効な量が定期的に（１回用量と区別されるように）投与されることを示す。間隔は標準の臨床技術によって決定することができる。一部の実施形態では、本明細書で記載されるような化合物を含む製剤は、２ヵ月に１回、毎月、月に２回、３週に１回、２週に１回、毎週、週に２回、週に３回、毎日、１日２回、または６時間ごとに投与される。単一個体にとっての投与間隔は固定された間隔である必要はないが、その個体のニーズに応じて経時的に変化することができる。
本明細書で使用されるとき、用語「２ヵ月に１回」は２ヵ月当たり１回の投与（すなわち、２ヵ月ごとに１回）を意味し；用語「毎月」は１ヵ月に１回の投与を意味し；用語「３週に１回」は３週間当たり１回の投与（すなわち、３週ごとに１回）を意味し；用語「２週に１回」は２週間当たり１回の投与（すなわち、２週ごとに１回）を意味し；用語「毎週」は１週間に１回の投与を意味し；用語「毎日」は１日当たり１回の投与を意味する。
一部の実施形態では、本明細書で記載されるような化合物を含む製剤は、無制限に定期的な間隔で投与される。一部の実施形態では、本明細書で記載されるような化合物を含む製剤は、定義された期間の間、定期的な間隔で投与される。一部の実施形態では、本明細書で記載されるような化合物を含む製剤は定期的な間隔で、５年間、４年間、３年間、２年間、１年間、１１ヵ月間、１０ヵ月間、９ヵ月間、８ヵ月間、７ヵ月間、６ヵ月間、５ヵ月間、４ヵ月間、３ヵ月間、２ヵ月間、１ヵ月間、３週間、２週間、１週間、６日間、５日間、４日間、３日間、２日間、または１日間投与される。
使用方法
特定の実施形態では、提供される化合物は医療で有用である。一部の実施形態では、提供される化合物は免疫性の疾患、障害または状態を治療することにおいて有用である。一部の実施形態では、本発明は、それを必要とする対象に提供される化合物またはその医薬組成物を投与することを含む、免疫性の疾患、障害または状態の治療または予防のための方法を提供する。
一部の実施形態では、免疫性の疾患、障害または状態は自己免疫性の疾患、障害または状態である。特定の実施形態では、免疫性の疾患、障害または状態は、以下：自己免疫障害（たとえば、糖尿病、ループス、多発性硬化症、乾癬、関節リウマチ）；炎症性障害（たとえば、関節炎、骨盤炎症性疾患）；感染性疾患（たとえば、ウイルス感染（たとえば、ＨＩＶ、ＨＣＶ、ＲＳＶ）、細菌感染、真菌感染、敗血症）；神経障害（たとえば、アルツハイマー病、ハンチントン病、自閉症、デュシエンヌ筋ジストロフィー）；循環器障害（たとえば、アテローム性硬化症、高コレステロール血症、血栓症、凝固障害、たとえば、黄斑変性症のような血管形成障害）；増殖性障害（たとえば、癌、良性新生物）；呼吸器障害（たとえば、慢性閉塞性肺疾患）；消化器障害（たとえば、炎症性大腸疾患、潰瘍）；筋骨格障害（たとえば、線維筋痛、関節炎）；内分泌、代謝及び栄養の障害（たとえば、糖尿病、骨粗鬆症）；泌尿器障害（たとえば、腎疾患）；精神障害（たとえば、鬱病、統合失調症）；皮膚障害（たとえば、創傷、湿疹）；血液及びリンパ系の障害（たとえば、貧血、血友病）；等の１以上を含むが、これらに限定されない種々の疾患、障害または状態のいずれかから成る群から選択される。一部の実施形態では、免疫性の疾患、障害または状態はｃＧＡＳの活性化が原因となる、それによって持続される、またはそれに関連する。一部の実施形態では、免疫性の疾患、障害または状態はＳＴＩＮＧの活性化が原因となる、それによって持続される、またはそれに関連する。
一部の実施形態では、自己免疫性の障害または疾患は、急性播種性脳脊髄炎（ＡＤＥＭ）、アジソン病、無ガンマグロブリン血症、円形脱毛症、筋委縮性側索硬化症（Ｇｅｈｒｉｇ’ｓ病、運動ニューロン病）、強直性脊椎炎、抗リン脂質症候群、抗合成酵素症候群、アトピー性アレルギー、アトピー性皮膚炎、自己免疫性再生不良性貧血、自己免疫性心筋症、自己免疫性腸疾患、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性肝炎、自己免疫性内耳疾患、自己免疫性リンパ増殖性症候群、自己免疫性末梢神経障害、自己免疫性膵炎、自己免疫性多内分泌症候群、自己免疫性プロゲステロン皮膚炎、自己免疫性血小板減少性紫斑症、自己免疫性蕁麻疹、自己免疫性ブドウ膜炎、Ｂａｌｏ病／Ｂａｌｏ同心性硬化症、Ｂｅｈｃｅｔ’ｓ病、Ｂｅｒｇｅｒ’ｓ病、Ｂｉｃｋｅｒｓｔａｆｆ’ｓ脳炎、Ｂｌａｕ症候群、Ｂｕｌｌｏｕｓ類天疱瘡癌、Ｃａｓｔｌｅｍａｎ’ｓ病、Ｃｅｌｉａｃ病、Ｃｈａｇａｓ病、慢性炎症性脱髄性多発性神経障害、慢性再発性多発性骨髄炎、慢性閉塞性肺疾患、Ｃｈｕｒｇ−Ｓｔｒａｕｓｓ症候群、瘢痕性類天疱瘡Ｃｏｇａｎ症候群、寒冷凝集素症、補体成分２欠乏症、接触皮膚炎、頭部動脈炎、ＣＲＥＳＴ症候群、クローン病（特発性炎症性大腸疾患、「ＩＢＤ」）、クッシング症候群、皮膚白血球破砕性血管炎、Ｄｅｇｏ’ｓ病、疱疹状皮膚炎、皮膚筋炎、Ｉ型糖尿病、びまん性皮膚全身性硬化症、Ｄｒｅｓｓｌｅｒ’ｓ症候群、薬剤誘発性ループス、円盤状エリテマトーデス、湿疹、子宮内膜症、腱付着部炎関連の関節炎、好酸球性筋膜炎、好酸球性胃腸炎、後天性表皮水疱症、結節性紅斑、胎児赤芽球症、本態性混合型クリオグロブリン血症、Ｅｖａｎ’ｓ症候群、進行性骨化性線維形成異常症、線維化性肺胞炎（または特発性肺線維症）、胃炎、消化管類天疱瘡、糸球体腎炎、Ｇｏｏｄｐａｓｔｕｒｅ’ｓ症候群、Ｇｒａｖｅ’ｓ病、Ｇｕｉｌｌａｉｎ−Ｂａｒｒｅ症候群（ＧＢＳ）、ハシモト脳症、ハシモト甲状腺炎、Ｈｅｎｏｃｈ−Ｓｃｈｏｎｌｅｉｎ紫斑症、妊娠性疱疹、別名妊娠性類天疱瘡、汗腺膿瘍、Ｈｕｇｈｅｓ−Ｓｔｏｖｉｎ症候群、低ガンマグロブリン血症、特発性炎症性脱髄疾患、特発性肺線維症、特発性血小板減少性紫斑症、ＩｇＡ腎症、封入体筋炎、慢性炎症性脱髄性多発性神経障害、間質性膀胱炎、若年性特発性関節炎、別名若年性関節リウマチ、カワサキ病、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｅａｔｏｎ筋無力症候群、白血球破砕性血管炎、扁平苔癬、硬化性苔癬、線状ＩｇＡ疾患（ＬＡＤ）、ルポイド肝炎、別名自己免疫肝炎、全身性エリテマトーデス、Ｍａｊｅｅｄ症候群、Ｍｅｎｉｅｒｅ’ｓ病、顕微鏡レベルの多発性血管炎、Ｍｉｌｌｅｒ−Ｆｉｓｈｅｒ症候群、Ｇｕｉｌｌａｉｎ−Ｂａｒｒｅ症候群を参照、混合型結合組織病、限局性強皮症、Ｍｕｃｈａ−Ｈａｂｅｒｍａｎｎ病、別名急性痘瘡状苔癬状粃糠疹、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、発作性睡眠、視神経脊髄炎（また、Ｄｅｖｉｃ’ｓ疾患）、神経性筋緊張病、眼瘢痕性類天疱瘡、オプソクローヌス・ミオクローヌス症候群、Ｏｒｄ’ｓ甲状腺炎、回帰性リウマチ、ＰＡＮＤＡＳ（連鎖球菌に関連する小児自己免疫性神経精神障害）、傍腫瘍性小脳変性症、発作性夜間ヘモグロビン尿症（ＰＮＨ）、Ｐａｒｒｙ−Ｒｏｍｂｅｒｇ症候群、Ｐａｒｓｏｎａｇｅ−Ｔｕｒｎｅｒ症候群、扁平部炎、尋常性天疱瘡、悪性貧血、静脈周囲脳脊髄炎、ＰＯＥＭＳ症候群、結節性多発動脈炎、リウマチ性多発筋痛、多発性筋痛、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、進行性炎症性神経障害、乾癬、乾癬性関節炎、壊疽性膿皮症、赤芽球癆、Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ’ｓ脳炎、Ｒａｙｎａｕｄ現象、再発性多発性軟骨炎、Ｒｅｉｔｅｒ’ｓ症候群、脚不穏症症候群、後腹膜線維化症、関節リウマチ、リウマチ熱、サルコイドーシス、統合失調症、Ｓｃｈｍｉｄｔ症候群、Ｓｃｈｎｉｔｚｌｅｒ症候群、強膜炎、強皮症、血清病、シェーグレン症候群、脊椎関節症、Ｓｔｉｌｌ’ｓ病、亜急性細菌性心内膜炎（ＳＢＥ）、Ｓｕｓａｃ’ｓ症候群、Ｓｗｅｅｔ’ｓ症候群、シデナム舞踏病、ＰＡＮＤＡＳを参照、交感性眼炎、全身性エリテマトーデス、Ｔａｋａｙａｓｕ’ｓ動脈炎、一過性動脈炎（「巨細胞動脈炎」としても知られる）、血小板減少症、Ｔｏｌｏｓａ−Ｈｕｎｔ症候群、横断性脊髄炎、潰瘍性結腸炎（特発性炎症性大腸疾患「ＩＢＤ」の２つの型の１つ）、混合型結合組織疾患とは異なる未分化結合組織疾患、未分化脊椎関節症、蕁麻疹様血管炎、血管炎、白斑及びＷｅｇｅｎｅｒ’ｓ肉芽腫症から選択される。
特定の実施形態では、それを必要とする患者への化合物の投与はｃＧＡＳ活性の低下を生じる。一部の実施形態では、それを必要とする患者への化合物の投与はＳＴＩＮＧ活性の低下を生じる。
一部の実施形態では、提供される方法で使用される化合物は化学合成によって調製される。
特定の実施形態では、本発明は提供される化合物にｃＧＡＳを接触させることを含むｃＧＡＳを阻害する方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は提供される化合物を患者に投与することを含む患者にてｃＧＡＳを阻害する方法を提供する。特定の実施形態では、本発明は提供される化合物にＳＴＩＮＧを接触させることを含むＳＴＩＮＧを阻害する方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は提供される化合物を患者に投与することを含む患者にてＳＴＩＮＧを阻害する方法を提供する。
特定の実施形態では、本発明はｃＧＡＳポリペプチドの活性を調節する方法を提供し、該方法は、本明細書で記載される方法によって設計されたｃＧＡＳ調節因子にｃＧＡＳポリペプチドを接触させることを含み、調節剤はｃＧＡＳの既知の調節因子、基質または産物ではない。一部の実施形態では、調節剤は提供される化合物である。
キット
本発明は本発明の方法を好都合に及び／または効果的に実施するための種々のキットを提供する。通常、キットは、ユーザーが対象の複数の治療を行う及び／または複数の実験を行うのを可能にする十分な量及び／または数の成分を含むであろう。
態様の１つでは、本発明は本発明の分子（上述のような化合物及び組成物）を含むキットを提供する。一実施形態では、キットは１以上の機能的な抗体またはその機能断片を含む。
本発明のキットは、１以上のｃＧＡＭＰ親分子、またはその模倣体、類似体若しくは変異体を含み得る。キットはまた本明細書で記載されるｃＧＡＳの変異体、誘導体または突然変異体も含み得る。キットはさらに包装及び指示書及び／または製剤組成物を形成する送達剤を含み得る。送達剤は、生理食塩水、緩衝化溶液、液体または本明細書で開示される送達剤を含み得る。
一実施形態では、緩衝化溶液には塩化ナトリウム、塩化カルシウム、リン酸塩及び／またはＥＤＴＡが含まれ得る。別の実施形態では、緩衝化溶液には、生理食塩水、２ｍＭのカルシウムを伴う生理食塩水、５％スクロース、２ｍＭのカルシウムを伴う５％スクロース、５％マンニトール、２ｍＭのカルシウムを伴う５％マンニトール、リンガーの乳酸塩、塩化ナトリウム、２ｍＭのカルシウムを伴う塩化ナトリウム及びマンノースが含まれ得るが、これらに限定されない（たとえば、その全体が参照によって本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第２０１２０２５８０４６号を参照）。さらなる実施形態では、緩衝溶液を沈殿させ得るまたは凍結乾燥させ得る。一貫した、再現性のある高い濃度の生理食塩水または単純な緩衝液製剤を可能にするための各成分の量を変化させ得る。ある期間にわたって及び／または種々の条件下で緩衝溶液にて化合物または組成物の安定性を高めるためにも成分を変化させ得る。態様の１つでは、本発明は、標的細胞に導入された際、付随するシグナル伝達経路を研究するのに有効な量で提供される、ｃＧＡＳ活性またはｃＧＡＭＰシグナル伝達に関連する研究適用のためのキットを提供する。キットはさらに本明細書で記載される第２のまたはさらなる化合物または組成物を含み得る。そのような第２のまたはさらなる分子は免疫応答または炎症反応を調節してもよく、または１以上の治療用分子を含んでもよい。一実施形態では、キットは少なくとも１つのｃＧＡＳポリペプチド及び少なくとも１つのｃＧＡＭＰ分子を含む。一実施形態では、本発明のキットは包装及び指示書を含む。
ｃＧＡＳ結晶構造
とりわけ、本発明は、本明細書で記載されるようなｃＧＡＳポリペプチドを含む結晶性（すなわち、少なくとも１つの結晶を含有する）または結晶化可能な組成物を提供する（補完物質を含む、Ｇａｏら．Ｃｅｌｌ、１５３，１０９４−１１０７（２０１３）も参照のこと）。一部の実施形態では、そのような提供される組成物はｃＧＡＳポリペプチドから成るまたは本質的に成る。一部の実施形態では、組成物は、それがたった１つのポリペプチド、１以上の溶媒及び任意で塩及び／または金属を含むのであれば、ｃＧＡＳポリペプチド「から成る」と見なされる。一部の実施形態では、そのような提供される組成物は、１以上の他のポリペプチドのような１以上の他の剤（たとえば、１以上の潜在的なまたは実際のｃＧＡＳ結合相手のポリペプチドまたは核酸）、及び／または１以上の相互作用剤（たとえば、小分子）を含む。
本発明はまたｃＧＡＳポリペプチド結晶及び／またはそのセットの構造情報及び／または解析も提供する。一部の実施形態では、そのような構造情報には、回折パターン及び／または配位、と同様にデータセット、画像、モデル及び／またはそのまたはそれから生成されたグラフ表示が挙げられるが、これらに限定されない。一部の実施形態では、そのようなグラフ表示には、たとえば、空間充填モデル、分子表面表示、シェルまたは境界モデル、リボンモデル、棒モデル及び／またはそれらの組み合わせが挙げられ得る。
一部の実施形態では、提供される情報は、１以上の結合相手及び／または相互作用剤の存在下または非存在下で互いに異なる構造間でまたは構造の間で認められる差異であるまたは差異を含む。一部の実施形態では、提供される情報は、１以上の結合相手及び／または１以上の調節因子の存在下または非存在下で互いに異なる構造間でまたは構造の間で認められる差異であるまたは差異を含む。
一部の実施形態では、そのような構造情報及び／または解析は、有形的表現媒体（たとえば、コンピュータで読み取り可能な媒体）または保存環境にて具体化され得る。従って、本発明は、種々の適用のいずれかにて、たとえば、コンピュータシステムによってまたはそれと共にｃＧＡＳポリペプチド結晶の構造情報と同様にその使用の具体的な実施形態を提供する。たとえば、一部の実施形態では、そのような構造情報及び／または解析は、コンピュータシステムまたはその上で実行するプログラムによってアクセスされてもよく、それにまたはそれから転送されてもよく、及び／またはさもなければそれによって利用されてもよい。
構造に基づく薬剤設計
一部の実施形態では、本開示はｃＧＡＳ調節因子を特定する及び／または特徴付けるためのシステムを提供する。一部の実施形態では、本開示は
（ａ）少なくとも１つの潜在的な相互作用部位を含むｃＧＡＳ結晶の画像を提供する工程と；
（ｂ）潜在的なｃＧＡＳ調節因子の構造要素である少なくとも１つの部分を画像にてドッキングさせる工程と；
（ｃ）潜在的な部分／相互作用部位の相互作用の１以上の特徴を評価する工程とを
含むｃＧＡＳ調節因子を設計するまたは特徴付ける方法を提供する。
一部の実施形態では、少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｓｅｒ１９９、Ｓｅｒ４２０、Ｌｙｓ４０２、Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ｔｙｒ４２１、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が挙げられる。特定の実施形態では、少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｔｙｒ４２１、Ｔｈｒ１９７、Ｓｅｒ３６６、Ｓｅｒ３６８、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が挙げられる。特定の実施形態では、少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｔｙｒ４２１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が挙げられる。一部の実施形態では、少なくとも１つの潜在的な相互作用部位にはＡｒｇ１６１が挙げられる。一部の実施形態では、調節因子は本明細書で開示される化合物である。
一部の実施形態では、１以上の特徴には、部分と潜在的な相互作用部位との間の空間的な分離；潜在的な部分と相互作用部位の相互作用のエネルギー、及び／またはそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの特徴が挙げられる。
一部の実施形態では、方法はさらに、ｃＧＡＳ結晶の画像にドッキングされた部分を含む潜在的なｃＧＡＳ調節因子の画像を提供する工程を含む。一部の実施形態では、方法はさらに、結合した既知の調節因子、基質または産物を含むｃＧＡＳ結晶のそれと画像を比較する工程を含む。
コンピュータシステム
当業者によって十分に理解されるように、本開示を読んで、一部の態様では、本発明はコンピュータで実施される発明での使用に理想的に適合する。図Ｓ１０で示すように、例となるクラウドコンピューティング環境２４００の実施を示し、記載する。クラウドコンピューティング環境２４００には、１以上の資源提供者２４０２ａ、２４０２ｂ、２４０２ｃ（まとめて２４０２）が含まれ得る。各資源提供者２４０２はコンピューティング資源を含み得る。一部の実施形態では、コンピューティング資源には、データを処理するのに使用されるハードウエア及び／またはソフトウエアが含まれ得る。たとえば、コンピューティング資源には、アルゴリズム、コンピュータプログラム及び／またはコンピュータアプリケーションを実行することが可能であるハードウエア及び／またはソフトウエアが含まれ得る。一部の実施では、例となるコンピューティング資源には、保存能力及び検索能力を伴ったアプリケーションサービス及び／またはデータベースが挙げられ得る。各資源提供者２４０２はクラウドコンピューティング環境２４００における任意の他の資源提供者２４０２に接続され得る。一部の実施では、資源提供者２４０２はコンピュータネットワーク２４０８にわたって接続され得る。各資源提供者２４０２はコンピュータネットワーク２４０８にわたって１以上のコンピューティングデバイス２４０４ａ、２４０４ｂ、２４０４ｃ（まとめて２４０４）に接続され得る。
クラウドコンピューティング環境２４００には資源管理者２４０６が含まれ得る。資源管理者２４０６は、コンピュータネットワーク２４０８にわたって資源提供者２４０２及びコンピューティングデバイス２４０４に接続され得る。一部の実施では、資源管理者２４０６は、１以上の資源提供者２４０２によるコンピューティング資源の１以上のコンピューティングデバイス２４０４への提供を促進し得る。資源管理者２４０６は、特定のコンピューティングデバイス２４０４からコンピューティング資源についての要求を受け取り得る。資源管理者２４０６は、コンピューティングデバイス２４０４によって要求されるコンピューティング資源を提供することが可能である１以上の資源提供者２４０２を特定し得る。資源管理者２４０６は、資源提供者２４０２を選択してコンピューティング資源を提供する。資源管理者２４０６は、資源提供者２４０２と特定のコンピューティングデバイス２４０４との接続を円滑にし得る。一部の実施では、資源管理者２４０６は、特定の資源提供者２４０２と特定のコンピューティングデバイス２４０４との接続を確立し得る。一部の実施では、資源管理者２４０６は、要求されたコンピューティング資源によって特定のコンピューティングデバイス２４０４を特定の資源提供者２４０２にリダイレクトし得る。
図Ｓ１１は、本開示で記載される技術を実施するのに使用することができるコンピューティングデバイス２５００と可動式コンピューティングデバイス２５５０の例を示す。コンピューティングデバイス２５００は、たとえば、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、パーソナルデジタル補助、サーバー、ブレードサーバー、大型汎用コンピュータ及び他の適当なコンピュータのような種々の形態のデジタルコンピュータを表すように意図される。可動式コンピューティングデバイス２５５０は、たとえば、パーソナルデジタル補助、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、及び他の類似のコンピューティングデバイスのような種々の形態の可動式デバイスを表すように意図される。ここで示す構成要素、その接続及び関係、及びその機能は例示のみとし、限定とはしないことにする。
コンピューティングデバイス２５００には、プロセッサ２５０２、メモリ２５０４、保存装置２５０６、メモリ２５０４と複数の高速拡張ポート２５１０を接続する高速インターフェース２５０８、及び低速拡張ポート２５１４と保存装置２５０６を接続する低速インターフェース２５１２が含まれる。プロセッサ２５０２、メモリ２５０４、保存装置２５０６、高速インターフェース２５０８、高速拡張ポート２５１０及び低速インターフェース２５１２のそれぞれは種々のバス用いて互いに連結され、共通のマザーボードにてまたは適宜他の方法で搭載され得る。プロセッサ２５０２は、コンピューティングデバイス２５００内でのメモリ２５０４または保存装置２５０６に保存された指示を含む実行のための指示を処理し、たとえば、高速インターフェース２５０８に連結されたディスプレイ２５１６のような外部入力／出力装置にてＧＵＩのためのグラフ情報を提示することができる。他の実施では、複数のメモリ及びメモリの種類と共に、適宜、複数のプロセッサ及び／または複数のバスが使用され得る。また、複数のコンピューティングデバイスが必要な操作（たとえば、サーバーバンク、ブレードサーバーの群、または多プロセッサシステム）の一部を提供する各デバイスと接続され得る。
メモリ２５０４はコンピューティングデバイス２５００内で情報を保存する。一部の実施では、メモリ２５０４は揮発性のメモリユニット（単数）またはユニット（複数）である。一部の実施では、メモリ２５０４は不揮発性のメモリユニット（単数）またはユニット（複数）である。メモリ２５０４は、たとえば、磁気ディスクまたは光ディスクのようなコンピュータで読み取り可能な媒体の別の形態でもあり得る。
保存装置２５０６はコンピューティングデバイス２５００に大量保存を提供することが可能である。一部の実施では、保存装置２５０６は、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク装置、光学ディスク装置またはテープ装置、フラッシュメモリまたは他の類似の固体メモリ装置、または保存領域ネットワークまたは他の構成における装置を含む数々の装置のようなコンピュータで読み取り可能な媒体であり得る、またはそれを含有し得る。指示は情報キャリアにて保存することができる。指示は、１以上の処理装置（たとえば、プロセッサ２５０２）によって実行される場合、たとえば、上述のもののような１以上の方法を実施する。たとえば、コンピュータまたは機械で読み取り可能な媒体のような１以上の保存装置（たとえば、メモリ２５０４、保存装置２５０６またはプロセッサ上のメモリ２５０２）によっても指示を保存することができる。
高速インターフェース２５０８はコンピューティングデバイス２５００の帯域消費型操作を管理する一方で低速インターフェース２５１２は低い帯域消費型操作を管理する。そのような機能の割り当ては例示に過ぎない。一部の実施では、高速インターフェース２５０８はメモリ２５０４、ディスプレイ２５１６（たとえば、グラフィックプロセッサまたは加速器を介して）及び高速拡張ポート２５１０に連結され、それは種々の拡張カード（示さず）を許容し得る。実施では、低速インターフェース２５１２は保存装置２５０６及び低速拡張ポート２５１４に連結される。種々のコミュニケーションポート（たとえば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を含み得る低速拡張ポート２５１４は、１以上の入力／出力装置、たとえば、キーボード、ポインティング装置、スキャナー、またはネットワークアダプタを介してスイッチ若しくはルータのようなネットワーク形成装置に連結され得る。
図に示すように多数の異なる形態でコンピューティングデバイス２５００を実施し得る。たとえば、標準のサーバー２５２０として、またはそのようなサーバーの群にて複数回、それを実施し得る。加えて、ノート型パソコン２５２２のようなパソコンにてそれは実施され得る。それはラックサーバーシステム２５２４の一部としても実施され得る。或いは、コンピューティングデバイス２５００の成分を可動式コンピューティングデバイス２５５０のような可動式デバイス（示さず）における他の成分と組み合わせ得る。そのようなデバイスのそれぞれは１以上のコンピューティングデバイス２５００及び可動式コンピューティングデバイス２５５０を含有してもよく、システム全体は互いに通信する複数のコンピューティングデバイスで構成され得る。
可動式コンピューティングデバイス２５５０には、他の成分の中でプロセッサ２５５２、メモリ２５６４、ディスプレイ２５５４のような入力／出力装置、通信インターフェース２５６６、及び送受信機２５６８が含まれる。可動式コンピューティングデバイス２５５０にも保存装置、たとえば、マイクロ装置または他の装置が提供されて追加の保存を提供し得る。プロセッサ２５５２、メモリ２５６４、ディスプレイ２５５４、通信インターフェース２５６６、及び送受信機２５６８のそれぞれは種々のバスを使用して互いに連結され、成分の幾つかは共通のマザーボードにてまたは適宜他の方法で搭載され得る。
プロセッサ２５５２は可動式コンピューティングデバイス２５５０内にてメモリ２５６４に保存された指示を含めて指示書を実行することができる。プロセッサ２５５２は、別々の及び複数のアナログ及びデジタルのプロセッサを含むチップのチップセットとして実施され得る。プロセッサ２５５２は、たとえば、ユーザーのインターフェース、可動式コンピューティングデバイス２５５０によるアプリケーションの実行、及び可動式コンピューティングデバイス２５５０によるワイヤレスの通信の制御のような可動式コンピューティングデバイス２５５０の他の成分の協調を提供する。
プロセッサ２５５２は、ディスプレイ２５５４に連結された制御インターフェース２５５８及びディスプレイインターフェース２５５６を介してユーザーと通信し得る。ディスプレイ２５５４は、たとえば、ＴＦＴ（薄層トランジスタ液晶ディスプレイ）ディスプレイまたはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ、または他の適当なディスプレイ技術であり得る。ディスプレイインターフェース２５５６は、グラフ及び他の情報をユーザーに提示するためにディスプレイ２５５４を作動させるための適当な回路を含み得る。制御インターフェース２５５８はユーザーからの指令を受け取り、それをプロセッサ２５５２への服従に変換し得る。加えて、外部インターフェース２５６２は可動式コンピューティングデバイス２５５０の他のデバイスとも近隣領域通信を可能にできるようにプロセッサ２５５２との通信を提供し得る。外部インターフェース２５６２は、たとえば、一部の実施では有線の通信を提供し、または他の実施ではワイヤレスの通信を提供してもよく、複数のインターフェースも使用されてもよい。
メモリ２５６４は可動式コンピューティングデバイス２５５０内で情報を保存する。メモリ２５６４は、コンピュータで読み取り可能な媒体（単数）若しくは媒体（複数）、揮発性のメモリユニット（単数）若しくはユニット（複数）、または非揮発性のメモリユニット（単数）若しくはユニット（複数）の１以上として実施することができる。拡張メモリ２５７４も提供され、たとえば、ＳＩＭＭ（単一インラインメモリモジュール）カードインターフェースを含み得る拡張インターフェース２５７２を介して可動式コンピューティングデバイス２５５０に接続され得る。拡張メモリ２５７４は可動式コンピューティングデバイス２５５０のために余分な保存空間を提供してもよく、または可動式コンピューティングデバイス２５５０のためのアプリケーションまたは他の情報を保存してもよい。特に、拡張メモリ２５７４は上述の過程を実施するまたは補完する指示を含み、セキュリティ情報も含み得る。従って、たとえば、拡張メモリ２５７４は可動式コンピューティングデバイス２５５０のためのセキュリティモジュールとして提供されてもよく、可動式コンピューティングデバイス２５５０の安全な使用を可能にする指示でプログラムされ得る。加えて、ハッキングできない方法でＳＩＭＭカード上で情報を特定することを配置することのような追加の情報と共に、ＳＩＭＭカードを介して安全なアプリケーションが提供され得る。
メモリには、以下で議論されるように、たとえば、フラッシュメモリ及び／またはＮＶＲＡＭメモリ（非揮発性のランダムアクセスメモリ）が挙げられ得る。一部の実施では、指示は情報キャリアにて保存される。指示は、１以上の処理装置（たとえば、プロセッサ２５５２）によって実行されると、上述のもののような１以上の方法を実施する。指示はまた、たとえば、１以上のコンピュータまたは機械で読み取り可能な媒体（たとえば、メモリ２５６４、拡張メモリ２５７４またはプロセッサ２５５２上のメモリ）のような１以上の保存装置によって保存することもできる。一部の実施では、指示は伝播シグナルにて、たとえば、送受信機２５６８または外部インターフェース２５６２によって受け取ることができる。
可動式コンピューティングデバイス２５５０は、必要に応じてデジタルシグナル処理回路を含み得る通信インターフェース２５６６を介してワイヤレスで通信し得る。通信インターフェース２５６６は種々のモードまたはプロトコールのもとで、たとえば、とりわけ、ＧＳＭ（登録商標）音声電話（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＥＭＳ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、またはＭＭＳメッセージ交換（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＣＤＭＡ（コード分割複数アクセス）、ＴＤＭＡ（時間分割複数アクセス）、ＰＤＣ（パーソナルデジタル携帯）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（広帯域コード分割複数アクセス）、ＣＤＭＡ２０００、またはＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）のもとで通信を提供し得る。そのような通信は、たとえば、ラジオ周波数を用いて送受信機２５６８を介して生じ得る。加えて、短距離通信は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、または他のそのような送受信機（示さず）を用いて生じ得る。加えて、ＧＰＳ（全地球測位システム）レシーバーモジュール２５７０は追加のナビゲーション及び位置に関連するワイヤレスデータを可動式コンピューティングデバイス２５５０に提供してもよく、それは可動式コンピューティングデバイス２５５０上で実行するアプリケーションによって適宜使用され得る。
可動式コンピューティングデバイス２５５０は、音声コーデック２５６０を用いて可聴性にも通信してもよく、それはユーザーからの音声情報を受け取り、それを利用可能なデジタル情報に変換し得る。音声コーデック２５６０は同様に、たとえば、可動式コンピューティングデバイス２５５０の送受話器にてスピーカーを介してユーザーのための可聴性の音声を生成し得る。そのような音声には音声通話が挙げられてもよく、記録された音声が挙げられてもよく（たとえば、音声メッセージ、音楽ファイル等）、及び可動式コンピューティングデバイス２５５０で操作するアプリケーションによって生成される音声も挙げられてもよい。
可動式コンピューティングデバイス２５５０は、図で示されるように多数の異なる形態で実施され得る。たとえば、それは携帯電話２５８０として実施され得る。それはまた、スマートフォン２５８２、パーソナルデジタル補助、または他の類似の可動式デバイスの一部としても実施され得る。
ここで記載されるシステム及び技術の種々の実施は、デジタル電子回路、集積回路、特に設計されたＡＳＩＣ（アプリケーションに特異的な集積回路）、コンピュータのハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア及び／またはそれらの組み合わせにて実現することができる。これらの種々の実施には、特定のまたは一般的な目的であり得る、連結されて、保存システムである少なくとも１つの入力デバイス及び１つの出力デバイスからデータ及び指示を受け取り、データ及び指示をそれに伝達する少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステムで実行可能である及び／または解釈可能である１以上のコンピュータプログラムでの実施を挙げることができる。
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウエア、ソフトウエアアプリケーションまたはコードとしても知られる）はプログラム可能なプロセッサ用の機械命令を含み、高レベルの手続き型プログラミング言語及び／またはオブジェクト指向プログラミング言語及び／またはアセンブリ／機械言語にて実施することができる。本明細書で使用されるとき、機械で読み取り可能な媒体及びコンピュータで読み取り可能な媒体は、機械で読み取り可能なシグナルとして機械命令を受け取る機械で読み取り可能な媒体を含む、機械命令及び／またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するのに使用されるコンピュータプログラム産物、装置及び／またはデバイス（たとえば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラム可能な論理デバイス（ＰＬＤ））を指す。用語、機械で読み取り可能なシグナルは機械命令及び／またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するのに使用されるシグナルを指す。
ユーザーとの相互関係を提供するために、ユーザーに情報を提示するためのディスプレイ装置（たとえば、ＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニター）及びユーザーがコンピュータに入力を提供することができるキーボードと印刷装置（たとえば、マウスまたはトラックボール）を有するコンピュータにて本明細書で記載されるシステム及び技法を実施することができる。他の種類のデバイスを用いて同様にユーザーとの相互関係を提供することができ；たとえば、ユーザーに提供されるフィードバックは感覚的なフィードバックの形態（たとえば、視覚フィードバック、聴覚フィードバックまたは触覚フィードバック）であることができ、ユーザーからの入力は音響、音声または触知の入力を含む任意の形態で受け取られ得る。
バックエンド成分（たとえば、データサーバーとして）を含む、またはミドルウエア成分（たとえば、アプリケーションサーバー）を含む、またはフロントエンド成分（たとえば、それを介してユーザーがここで記載されるシステム及び技法の実施と相互関係することができる図式的なユーザーのインターフェースまたはウェブのブラウザーを有するクライアントのコンピュータ）を含む、またはバックエンド成分、ミドルウエア成分若しくはフロントエンド成分の組み合わせを含むコンピューティングシステムにてここで記載されるシステム及び技法を実施することができる。デジタルデータ通信の形態または媒体（たとえば、通信ネットワーク）によってシステムの成分を相互接続することができる。通信ネットワークの例にはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）及びインターネットが挙げられる。
コンピューティングシステムにはクライアント及びサーバーが含まれる。クライアント及びサーバーは一般に互いに遠隔であり、通常、通信ネットワークを介して相互に関係する。クライアント及びサーバーの関係は各コンピュータ上で実行し、互いにクライアント／サーバーの関係を有するコンピュータプログラムのお蔭で生じる。
特定の実施形態では、本発明は、ｃＧＡＳの結晶構造またはその配位が具体化される及び／または表示されるコンピュータ及びコンピュータで読み取り可能な媒体を含むシステムを提供する。
一部の実施形態では、本発明は、ｃＧＡＳ調節因子を設計する及び／または特徴付ける方法を提供し、その方法は
（ｉ）提供されるシステムを用いてｃＧＡＳ調節因子の１以上の構造的特徴を評価する工程と、
（ｉｉ）１以上の試験管内の、生体内のまたは細胞に基づくアッセイを行ってｃＧＡＳ調節因子を特徴付ける工程とを含む。
一部の実施形態では、方法はさらにｃＧＡＳ調節因子と既知のｃＧＡＳ調節因子、基質または産物との間で競合実験を行う工程を含む。一部の実施形態では、方法はさらに、阻害剤の三次元形状を定義する工程を含む。
一部の実施形態では、本発明は、ｃＧＡＳ阻害剤の設計または特徴付けを行うために一連の情報を含有し、ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有するコンピュータシステムを提供し、一連の情報は
（ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる部分へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
（ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる部分へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
（ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む。
一部の実施形態では、本発明は、ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含有するコンピュータで読み取り可能な保存媒体を提供し、一連の情報は
（ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
（ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
（ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む。
一部の実施形態では、本発明は、ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含むコンピュータ間でインターネットを通じて伝播する電子シグナルまたは搬送波を提供し、一連の情報はディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含有するコンピュータで読み取り可能な保存媒体を含み、一連の情報は、
（ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
（ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
（ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む。
以下の配位は、当業者が精通し、本明細書で参照される表１〜７に対応するＲＣＳＢタンパク質データバンクに寄託されている。補完物質を含めて、その内容全体が参照によって本明細書に組み入れられるＧａｏら．Ｃｅｌｌ、１５３，１０９４−１１０７（２０１３）も参照のこと。さらに、図１〜４、７及びＳ１〜Ｓ４を保証する文脈で、２０１３年５月３日に出願された米国特許出願第６１／８１９，３６９号の表１〜７で提示されたデータは参照によって本明細書に組み入れられる。
実施例１
結晶構造
タンパク質の発現及び精製
マウスｃＧＡＳをコードする遺伝子はＯｐｅｎ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社から購入した。ｃＧＡＳの完全長及び残基１４７〜５０７に相当する配列を改変ｐＲＳＦＤｕｅｔ−１ベクター（Ｎｏｖａｇｅｎ）に挿入したが、その中でｃＧＡＳはユビキチン様のプロテアーゼ（ＵＬＰ１）の切断部位によって先行するＨｉｓ６ＳＵＭＯタグから分離された。その後、配列決定によって遺伝子配列を確認した。融合タンパク質をＢＬ２１（ＤＥ３）ＲＩＬ細胞株にて発現させた。ＯＤ６００でおよそ０．６に達するまで細胞を３７℃で増殖させた。次いで温度を１８℃に移し、０．３ｍＭの最終濃度で培養培地にイソプロピルβ−Ｄ−１−チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を添加することによって細胞を誘導した。誘導の後、細胞を一晩増殖させた。Ｎｉ−ＮＴＡ親和性カラムによって融合タンパク質を精製した。４０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、０．３ＭのＮａＣｌ、１ｍＭのＤＴＴ、ｐＨ７．５を含有する緩衝液に対する透析の間にＵＬＰ１切断によってＨｉｓ６−ＳＵＭＯタグを取り除いた。透析の後、タンパク質試料をさらにヘパリンカラム、その後の１６／６０Ｇ２００Ｓｕｐｅｒｄｅｘカラムによって分画した。ｃＧＡＳ（完全長）及びｃＧＡＳ（１４７〜５０７）の最終試料は約３０ｍｇのタンパク質、２０ｍＭのＴｒｉｓ，３００ｍＭのＮａＣｌ、１ｍＭのＤＴＴ、ｐＨ７．５を含有する。Ｓｅ／メチオニン置換したタンパク質をＳｅ／メチオニン（Ｓｉｇｍａ）含有のＭ９培地で発現させ、野生型タンパク質に用いたのと同じプロトコールを用いて精製した。突然変異体はすべてクローニングし、野生型タンパク質の調製に用いたのと同じプロトコールを用いて精製した。
結晶化
遊離な状態でのｃＧＡＳ（１４７〜５０７）の結晶化については、タンパク質を先ず約１５ｍｇ／ｍｌに希釈し、次いで懸滴蒸気拡散法を用いることによって４℃にて等容量のリザーバ溶液（０．１ＭのＨＥＰＥＳ、０．１ＭのＭｇＡｃ２、２０％のＰＥＧ３３５０、ｐＨ７．６）と混合した。
ｃＧＡＳ（１４７〜５０７）-ｄｓＤＮＡ二元複合体については、１：１．２のモル比でタンパク質を１６-ｂｐのＤＮＡ（いずれかの末端で１−ｎｔ５’−オーバーハング：上の鎖５’−ＡＡＡＴＴＧＣＣＧＡＡＧＡＣＧＡＡ−３’；下の鎖５’−ＴＴＴＣＧＴＣＴＴＣＧＧＣＡＡＴＴ−３’）と直接混合することによって試料を調製した。１μｌのｃＧＡＳ／ｄｓＤＮＡ溶液と１μｌのリザーバ溶液（０．１ＭのＭＥＳ、８％ＭＰＤ、ｐＨ６．６）から混合された液滴から２０℃にて懸滴蒸気拡散法によって結晶を生成させた。ｄｓＤＮＡとの複合体におけるＳｅ／メチオニン置換されたｃＧＡＳ（１４７〜５０７）の結晶を同じ条件下で成長させた。
１：１．２のモル比でタンパク質をｄｓＤＮＡと混合することによってｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＡＴＰ、ｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＧＴＰ及びｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−３’−ｄＧＴＰの三元複合体を調製し、ＡＴＰ／ＧＴＰ／３’−ｄＧＴＰ（５ｍＭ）及びＭｇＣｌ２（１０ｍＭ）の存在下で室温にて０．５時間インキュベートした。ｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＡＴＰ複合体についての結晶は、１μｌのｃＧＡＳ−ｄｓＤＮＡ−ＡＴＰ溶液と１μｌのリザーバ溶液（０．１ＭのＨＥＰＥＳ，０．２ＭのＣａＡｃ２，２０％のＰＥＧ３００，ｐＨ７．７）から混合した液滴から２０℃にて懸滴蒸気拡散法によって生成した。ｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＧＴＰ及びｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−３’−ｄＧＴＰの複合体については、結晶は、等容量のリザーバ溶液（ＧＴＰについては：０．１ＭのＮａＡｃ，１０％ＭＰＤ，ｐＨ５．０；３’−ｄＧＴＰについては：０．１ＭのＮａＡｃ，１２％ＭＰＤ，ｐＨ５．２）を試料と混合することによって２０℃にて座滴蒸気拡散法によって生成させた。
１：１．２のモル比でタンパク質をｄｓＤＮＡと混合することによってｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＧＭＰ＋ＡＴＰ及びｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＧＴＰ＋ＡＴＰの三元複合体を調製し、次いで室温にてＧＭＰ／ＧＴＰ（５ｍＭ）、ＡＴＰ（５ｍＭ）及びＭｇＣｌ２（１０ｍＭ）と共に０．５時間インキュベートした。ｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ｄｓＤＮＡ−ＧＭＰ＋ＡＴＰ複合体の結晶は、等容量のリザーバ溶液（０．１ＭのＭＥＳ，４０％ＭＰＤ，ｐＨ６．０）と混合したｃＧＡＳ−ｄｓＤＮＡ−ＧＭＰ＋ＡＴＰ溶液の液滴から２０℃にて座滴蒸気拡散法によって生成させた。ｃＧＡＳ（１４７〜５０７）−ＤＮＡ−ＧＴＰ＋ＡＴＰ複合体の結晶は、等容量のリザーバ溶液（０．１ＭのＨＥＰＥＳ，０．２ＭのＭｇＣｌ２，３０％ＰＥＧ３００，ｐＨ７．５）を試料と混合することによって２０℃にて座滴蒸気拡散法によって２週間かけて生成させた。
構造決定
遊離の状態の重原子派生結晶はリザーバ溶液にて５ｍＭのチメロサールに２４時間浸すことによって生成させた。遊離の状態（ネイティブ及びＨｇ派生の双方）及びＤＮＡに結合した状態（ネイティブ及びＳｅ派生の双方）におけるｃＧＡＳ（１４７〜５０７）の回折データセットをＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙで集めた。三元複合体すべてのデータセットはＡｒｇｏｎｎｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ ＬａｂｏｒａｔｏｒｙでのＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｓｏｕｒｃｅ（ＡＰＳ）にて回収した。ＨＫＬ２０００プログラム（Ｏｔｗｉｎｏｗｓｋｉ ａｎｄ Ｍｉｎｏｒ， １９９７）を用いて回折データに索引を付け、それを統合し、スケール化した。プログラムＰＨＥＮＩＸ（Ａｄａｍｓら，２０１０）にて実施されたように、単一波長異常分散法を用いて遊離状態でのＨｇ置換されたｃＧＡＳ（１４７−５０７）及びＤＮＡを結合した状態でのＳｅ置換されたｃＧＡＳ（１４７−５０７）の構造を双方とも解いた。プログラムＣＯＯＴ（Ｅｍｓｌｅｙら，２０１０）を用いてモデル構築を行い、プログラムＰＨＥＮＩＸ（Ａｄａｍｓら，２０１０）を用いて構造微細化を行った。データ収集の統計並びに遊離の構造及び二元構造の微細化を表Ｓ１にて示す。検索モデルとして二元構造を用いてＰＨＡＳＥＲ（ＭｃＣｏｙら，２００７）における分子置換法を用いて三元複合体すべての構造を解いた。プログラムＣＯＯＴ（Ｅｍｓｌｅｙら，２０１０）を用いてモデル構築を行い、プログラムＰＨＥＮＩＸ（Ａｄａｍｓら，２０１０）を用いて構造の微細化を行った。データ収集の統計及び微細化を表Ｓ２及びＳ３にて示す。
環状ＧＭＰ／ＡＭＰシンターゼ（ｃＧＡＳ）の構造
我々は、遊離の状態における（図１Ａ及びＳ１Ｂ）ｃＧＡＳ（構築物１４７〜５０７）（図Ｓ１Ａ）の２．０Åの結晶構造を解いた。タンパク質は、ヌクレオチジルトランスフェラーゼスーパーファミリーのメンバーに特徴的な混合α／βトポロジー（図１Ａ；表Ｓ１におけるx線統計）と共に二葉性の足場を採用する。ＤＡＬＩ検索は、ｃＧＡＳの折り畳みに最も密接に似る、１５．１のＺスコアと３．８Åのｒ．ｍ．ｓ．ｄを持つヌクレオチジルトランスフェラーゼの折り畳み（ＰＤＢ：４ＡＴ８）（Ｗｏｌｋｏｗｉｃｚ及びＣｏｏｋ，２０１２）を含有するＩＬＦ２／ＮＦ４５を同定した。加えて、ヒトのオリゴアデニレート合成酵素１（ＯＡＳ１）（ＰＤＢ：１ＰＸ５）（Ｈａｒｔｍａｎｎら．２００３）は１３．３のＺスコアと４．１Åのｒ．ｍ．ｓ．ｄ，を示した（図Ｓ１Ｃにおける立体での遊離の状態でのｃＧＡＳとＯＡＳ１の比較）。
結合したｄｓＤＮＡを伴ったｃＧＡＳの二元複合体の構造
我々は、１６ｂｐの相補性ｄｓＤＮＡ（いずれかの末端ｄの１ｎｔの５’オーバーハングを加える）に結合したｃＧＡＳを共結晶化し、２．１Åの分解能で（表Ｓ１におけるＸ線統計）二元複合体の構造を解いた。二元複合体の構造を図１Ｂにて示す。二元ｃＧＡＳ／ｄｓＤＮＡ複合体における分子間接触の大半（図１Ｃにて要約された）はｃＧＡＳとＤＮＡの糖／リン酸主鎖との間であり（図Ｓ２Ａ、Ｂ）、塩基特異的な接触は１つに過ぎない（図Ｓ２Ｂ）。遊離の状態（明灰色）とｄｓＤＮＡに結合した状態（暗灰色）におけるｃＧＡＳの重ね合わせた構造を図１Ｄにて示す。触媒性のＧｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３及びＡｓｐ３０７の残基を含有するβシート断片（図１Ｅ）内に見ることができるように二元ｄｓＤＮＡ複合体の形成には、同様にＳｅｒ１９９を含有する触媒ポケット内のループと螺旋の断片（図１Ｆ）についても、大きな立体構造変化がある。従って、βシート断片は、塩基特異的な認識に関与するＡｒｇ１６１で９．２Åであるように（図Ｓ２Ｄ）、ループ断片内のＴｒｙ及びＬｙｓ残基で１７．６Åまでであるように（図Ｓ２Ｅ）、複合体形成の際、５．１Å移動する（図Ｓ２Ｃ）。同等に重要な、非常に狭い入口は遊離の状態にてｃＧＡＳについて触媒ポケットに繋がる（図１Ｇ）一方で、この入口はＤＮＡとの二元複合体にて十分に広がった（図１Ｈ）。ｄｓＤＮＡに結合した状態でのｃＧＡＳの折り畳みは、ｄｓＤＮＡに結合した状態プラス２’−ｄＡＴＰ（ＰＤＢ：４ＩＧ８）（Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）にてＯＡＳ１について最近報告されたものに類似する（図Ｓ２Ｄにおける立体での複合体におけるタンパク質の比較；２つのタンパク質の折り畳みの間での１８．２のＺスコアと３．２Åのｒ．ｍ．ｓ．ｄ．）。
ｄｓＤＮＡ及び結合したＡＴＰを伴ったｃＧＡＳの三元複合体の構造
我々は、ｄｓＤＮＡとＡＴＰに結合したｃＧＡＳを共結晶化し、２．４Åの分解能で三元複合体の構造を解いた。ＡＴＰは三元複合体におけるｃＧＡＳの内部の中に位置する触媒ポケットにて結合される（図２Ａ）。図２Ｂで示すように結合したＡＴＰを含有する三元複合体（図２Ａ）とのｃＧＡＳとｄｓＤＮＡの二元複合体のそっくりな重ね合わせがあり、いずれかのβシート断片における本質的に最少の立体構造変化は、三元複合体形成の際に触媒ポケット（図２Ｄ）を形成する触媒の酸性残基（図２Ｃ）またはループと螺旋の断片を支える。唯一の顕著な変化は、三元複合体における他の２つの酸性残基に向かうＧｌｕ２１１の側鎖の動きである（図２Ｃ）。ＡＴＰの三リン酸基は極性の側鎖（Ｓｅｒ１９９、Ｓｅｒ４２０及びＬｙｓ４０２）に水素結合する一方で、２つの結合カチオン（暫定的にＭｇ２＋に割り当てられる）は三リン酸と触媒酸性残基（Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３及びＡｓｐ３０７）との間での相互作用のために架橋の役割を果たす（図２Ｅ）。加えて、結合したＡＴＰのアデニン環は、一方向ではＴｙｒ４２１の上に重なり、他方の方向では、Ａｒｇ３６４のグアニジニウム基の上に部分的に重なり合う（図２Ｆ）。
我々が三元複合体の２．４Åの構造で今回説明されない追加の弱い電子密度（図２Ｇにおける暗灰色の輪郭）を観察することが言及されるべきである。追加の密度は、適度（３０％）の占有率を持つ水分子またはＡＭＰ分子のいずれかであり得る。三元複合体の触媒ポケットをのぞき込む結合したＡＴＰの図を図２Ｈにて示す。
ｄｓＤＮＡ及び結合した５’ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧを伴ったｃＧＡＳの三元複合体の構造
我々は、ｄｓＤＮＡとＧＴＰに結合したｃＧＡＳを共結晶化し、１．９Åの分解能で三元複合体の構造を解いた。三元複合体の構造を図３Ａ（表Ｓ２におけるＸ線統計）にて示す。特に、結合したリガンド５’ｐｐｐＧｐＧ（図３Ａにおける空間を満たす表示での触媒ポケットに位置すると示された）を得る触媒ポケットにてホスホジエステル結合の形成が生じた。重要なことに、結合した５’ｐｐｐＧｐＧによる二元複合体から三元複合体への事態の推移で最小限の立体構造変化が生じた（図Ｓ３Ａ〜Ｃ）。
際立って、５’ｐｐｐＧｐＧのＧｐＧ結合は予想された３’，５’ではなく２’，５’であり、加えて第１と第２のＧ残基はそれぞれｓｙｎ及びａｎｔｉのグリコシドねじれ配向を採用する（図Ｓ３Ｄ）。５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの三リン酸基は２つのカチオンと配位し（図３Ｂ）、第１のＧはＴｙｒ４２１に重なる一方で、第２のＧは、極性側鎖を伴う水素結合（Ｔｈｒ１９７、Ｓｅｒ３６６及びＳｅｒ３６８）に対してＷａｔｓｏｎ／Ｃｒｉｃｋ端を使用し、Ａｒｇ３６４を伴う水素結合に対してＨｏｏｇｓｔｅｅｎ端を使用する（図３Ｃ）。観察された５’−ｐｐｐＧ（ｓｙｎ）（２’，５’）ｐＧ（ａｎｔｉ）トポロジーは、三元複合体の１．９Å構造における反応のこの中間体の観察された明瞭な密度のために高い程度の信頼性で追跡することができる（図３Ｄにおける２Ｆｏ−Ｆｃマップ、図Ｓ３Ｅで示すＦｏ−Ｆｃオミットマップの２つの図を伴う）。示される三元複合体の触媒ポケットをのぞき込む結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの図は図３Ｅである。我々は、ｃＧＡＳとｄｓＤＮＡを伴った各三元複合体にて結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの構造を重ね合わせ、結合した５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの第１のＧが結合したＡＴＰの面に位置することを認めた（図Ｓ３Ｆ）。２つの結合したカチオンは、オミットマップ（図Ｓ３Ｇ）及び各カチオンの周りの８面体の配位（図Ｓ３Ｈ、Ｉ）に基づいて暫定的にＭｇ２＋に割り当てた。
我々はまた、３’−ｄＧＴＰを伴った三元複合体の結晶を成長させ、この複合体（表Ｓ２におけるＸ線統計）の２．１Å構造にて関連する５’−ｐｐｐｄＧ（２’，５’）ｐｄＧ中間体（３’，５’連結を形成することができない）の形成を観察した。
ｄｓＤＮＡ及び結合した５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡを伴ったｃＧＡＳの三元複合体の構造
我々は、ｄｓＤＮＡ、ＧＭＰ及びＡＴＰの存在下でｃＧＡＳを結晶化し、２．３Åの分解能で複合体の構造を解いた（表Ｓ３における構造統計）。ＧＴＰではなくＧＭＰを用いることによって、我々は、第１のホスホジエステル結合の形成に続く中間体を捕捉することを期待し、実際、５’−ｐＧ（ｓｙｎ）（２’，５’）ｐＡ（ａｎｔｉ）の結合した線状産物を観察した（図３Ｆ、Ｇ）。産物における三リン酸部分の非存在下ではＭｇ２＋カチオンは認められなかった。特に、ｄｓＤＮＡ、ＧＴＰ及びＡＭＰを伴ったｃＧＡＳの結晶化の試みはほんのわずかしか回折しない（１２Åの分解能）結晶しか得られなかった。我々は、図３Ｈで示すように中間体５’−ｐｐｐＧ（ｓｙｎ）（２’，５’）ｐＧ（ａｎｔｉ）（暗灰色で）及び５’−ｐＧ（ｓｙｎ）（２’，５’）ｐＡ（ａｎｔｉ）（明灰色で）の良好な重ね合わせを観察した。
ｄｓＤＮＡ及び結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を伴ったｃＧＡＳの三元複合体の構造
我々は、ｄｓＤＮＡ、ＧＴＰ及びＡＴＰを伴ったｃＧＡＳを結晶化し、２．３Åの分解能で複合体の構造を解いた。これらの結晶は、２、３日以内で成長した上述の他の結晶とは異なって、成長するのに２週間かかった。三元複合体の構造を図４Ａにて示す（表Ｓ３におけるＸ線統計）。最も予想外に、図４Ａにおける空間充填表示で示された結合した小さなリガンドは環状ジヌクレオチドである。特に、二元複合体から結合した環状ジヌクレオチドを伴った三元複合体への事態の推移にて立体構造の変化は起きず、Ｇｌｕ２１１の側鎖でさえ同一の配向を採用した（図Ｓ４Ａ〜Ｃ）。
重要なことに、我々は、曖昧さなしで結合した環状ジヌクレオチドにおけるＧｐＡ段階を追跡することができ（Ｇの３’−ＯＨを追跡できる）、この結合が２’，５’であることを立証することができる（図Ｓ４Ｄ）。他方で、結合した環状ジヌクレオチドにおけるＡｐＧ段階での結合は、観察された密度に基づいて２’，５’または３’，５’のいずれかであり、構造に基づくのみでは確実に割り当てることができない。我々は、後で概略される証拠に基づいてＡｐＧ段階での３’，５’連結による純化を企て、ＧｐＡ段階における２’，５’連結及びＡｐＧ段階における３’，５’連結によって図４及びＳ４にて図面を作成した。我々は、Ｇのアミノ基について観察された密度に基づいてＡからＧを区別することができ、双方とも結合した環状ジヌクレオチド｛ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］｝にてａｎｔｉ配置を採用することを言及することができる（図Ｓ４Ｄ）。結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＡ残基はＴｙｒ４２１に重なる（図４Ｂ、Ｃ）一方で、結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＧ残基はＡｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７及びＡｒｇ３６４の側鎖への水素結合を介してその場で係留される（図４Ｂ、Ｃ）。さらに、Ａ残基及びＧ残基は部分的に互いに重なる。結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の２Ｆｏ−Ｆｃ電子密度は図４Ｄに示し、オミットマップは図Ｓ４Ｅにて示す。三元複合体の触媒ポケットをのぞき込む結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の図は図４Ｅに示し、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］は開口部の一端に向かって結合する。我々は、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］が三リン酸を含有しないことを考えて結合したカチオンも観察せず、Ｇ塩基はＡｓｐ２１３及びＡｓｐ３０７と直接配位する（図４Ｃ）。我々は、ｃＧＡＳとｄｓＤＮＡによる各三元複合体にて結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］とＡＴＰの構造を重ね合わせ、結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＡが結合したＡＴＰの面に位置することを観察した（図Ｓ４Ｆ）。
ＧｐＡ段階にて２’，５’連結を及びＡｐＧ段階にて３’，５’連結を強調するｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の図を図４Ｆにて示す。我々は、５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡ線状産物を伴った三元複合体では、それはＴｙｒ４２１に重なるＧ塩基である（図３Ｇ及び４Ｇ）一方で、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］産物を伴った三元複合体では、それはＴｙｒ４２１に重なるＡ塩基である（図４Ｃ、Ｈ）ことを言及する。従って、線状産物及び環状最終産物は触媒ポケットの中で異なる配置を採用する。
実施例２
ｃＧＡＳ活性の生化学的な特徴付け
構造的な結果を検証するために、我々は薄層クロマトグラフィを用いた活性アッセイを確立し（図Ｓ５）、精製した組換えの完全長の及び切り詰めたｃＧＡＳタンパク質を用いてＡＴＰ及びＧＴＰからの環状ジヌクレオチドｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成をモニターした。ｃＧＡＳは活性のためにｄｓＤＮＡ及びＭｇ２＋またはＭｎ２＋を必要とした（図５Ａ〜Ｂ）。我々は、ｓｄＤＮＡの長さの関数としてｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成を調べ、３６ｂｐ以上のｓｄＤＮＡが最適であることを見いだしたが、結晶学が引き出す一部の活性には１６ｂｐのｄｓＤＮＡを用いた（図Ｓ６Ａ）。二本鎖ＲＮＡ、ＤＮＡ／ＲＮＡ二本鎖または一本鎖のＤＮＡ若しくはＲＮＡは環状ジヌクレオチドの形成を刺激しなかった（図５Ｂ）。この実験で使用した特定のｓｓＤＮＡについて検出された微量のｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］は配列相補性の伸長に起因し、８−オキソグアニン（８−オキソＧ）によるＧの置換は予測された相互作用を不安定化し、残留ｃＧＡＳ活性を排除するのに十分だった。ｄｓＤＮＡ内での８−オキソＧによるグアニンの置換はｃＧＡＳ活性を変化させなかった。
我々は複数の代謝回転の条件下でｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を得るｃＧＡＳの活性を定量した。元々のＡＴＰ及びＧＴＰの７８％余り（ｓ．ｄ．±２．６％、ｎ＝５）が４０分以内にｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］に変換され、０．１９分−１の推定観察速度定数をもたらし、酵素分子当たり７５０を超える代謝回転を含んだ。
中間体形成の順を決定するために、我々は先ず、ＧＭＰまたはＧＤＰによってＧＴＰを置換した（図５Ｃ）。双方の化合物はそれぞれ５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡ産物及び５’−ｐｐＧ（２’，５’）ｐＡ中間体の形成をもたらし、５’−ｐｐＧ（２’，５’）ｐＡのみがさらに反応し、少ない量の環状ジヌクレオチドを生じることができた。ＡＤＰまたはＡＭＰによるＡＴＰの置換は産物または中間体の形成を生じず、ＡＤＰだけが（ＧＴＰと共に）低レベルのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の生成をもたらした。
ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成へのＧＴＰ及びＡＴＰの２’−または３’−ヒドロキシル（ＯＨ）基の関与を判定するために、我々は、ｃＧＡＳの基質として２’−及び３’−デオキシグアノシン三リン酸及び２’−及び３’−デオキシアデノシン三リン酸を調べた（図５Ｄ及びＳ６Ｂ）。３’−ｄＧＴＰとは異なって、２’−ｄＧＴＰが環状ジヌクレオチドを形成できなかったということは、グアノシンの２’−ＯＨはアデノシンの５’位でのα−リン酸との結合の形成に必要とされたことを示す。対照的に、２’−ｄＡＴＰ＋ＧＴＰが顕著に多い産物を生じたけれども、２’−及び３’−ｄＡＴＰは双方とも環状ＧＡ−ジヌクレオチドの顕著に少ない形成をもたらした。双方の場合で我々は、リボース中間体（５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＡ、レーン１）すべてよりやや速く移動する５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐｄＡ反応中間体（図５Ｄ、レーン２及び３）の蓄積を認めた。
実施例３
ｄｓＤＮＡ依存性のｃＧＡＳ活性によって形成される産物としてのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の同定
Ｊｏｎｅｓ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（Ｇａｆｆｎｅｙら．２０１０；Ｇａｆｆｎｅｙ ａｎｄ Ｊｏｎｅｓ，２０１２）によって以前報告された手順を用いて、図Ｓ７で示す３つの異性体ｃＧＡＭＰ分子、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］（ＧｐＡ及びＡｐＧ段階での２’，５’連結）６、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］（ＧｐＡ段階での２’，５’及びＡｐＧ段階での３’，５’）１１及びｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］（ＧｐＡ及びＡｐＧ段階での３’，５’）１５の合成及び精製を行った。スルー結合連続性を用いた異核ＮＭＲ解析から３つの異性体ｃＧＡＭＰ分子６、１１及び１５（図Ｓ７）の独自性を検証した。ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］についての実験ＮＭＲのデータを図Ｓ８にまとめ、表Ｓ４で列記された３つの異性体ｃＧＭＰすべてについてプロトンと炭素の化学シフトを伴う。
我々は、逆相高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）を用いてｄｓＤＮＡ依存性のｃＧＡＳ活性によって生成される産物を解析し、化学的に合成されたｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］及びｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］化合物とその溶出特性を比較した（図６Ａ及びＳ６Ｄ）。目立ったピークは正確に２３．５分でＨＰＬＣシステムから一貫して溶出し、それはｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の溶出特性に相当した。ｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］またはｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］との同時注入は、化学合成されたｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］との同時注入とは異なって、ｃＧＡＳ反応産物が同時溶出しないことを明らかにした。
試験管内で作製された環状ジヌクレオチドが結晶学的に決定された分子と一致することを明らかにするために、我々は、ＤＮＡ、ＡＴＰ及びＧＴＰと共に同時インキュベートされた溶解されたｃＧＡＳ結晶をＨＰＬＣによって解析した（図６Ｂ）。前述同様に同時注入された参照分子であるｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］とは異なって、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］に相当するピークが認められた。さらに長い保持時間の追加の同定されていないピークも見られた。たぶん、結晶化緩衝液及び／または添加剤を起源とするこれらの同定されない化合物はＨＰＬＣ解析に先立つ結晶の洗浄にもかかわらず完全には取り除かれなかった。
加えて、ｃＧＡＳが生成したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］をＨＰＬＣによって精製し、一次元ＮＭＲ解析に供した。糖Ｈ１’の領域におけるそのＮＭＲスペクトルは化学的に合成された標準のｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のそれと同一であり、化学的に合成されたｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（２’，５’）ｐ］及びｃ［Ｇ（３’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］とは異なる（図６Ｃ）。従って、ＨＰＬＣ（図６Ａ）及びＮＭＲ（図６Ｃ）の双方は独立してｃＧＡＳによって生成される産物がｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］であることを検証している。
実施例４
ｃＧＡＳ突然変異体タンパク質の機能的な解析
我々は次に、試験管内でｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を形成する及び細胞にてＩ型インターフェロンの経路を刺激するその能力におけるｃＧＡＳでの突然変異の生化学的な及び機能的な結果を解析した。我々は、共結晶構造がｄｓＤＮＡの結合またはｃＧＡＳの活性に関与することを明らかにしているアミノ酸残基に相当するアラニン置換突然変異を生成した。試験管内のｃＧＡＳ活性のアッセイについては、我々は６つの組換え変異体ｃＧＡＳ形態を生成し、精製した；４つはｄｓＤＮＡ結合を除くと予測され；２つの点突然変異体タンパク質は潜在的にカギとなる触媒残基でアラニンによって置換された。変異体ｃＧＡＳタンパク質とのＤＮＡのインキュベートは、２つの変異体（Ｒ１６１Ａ、Ｓ１９９Ａ、図７Ａ）以外のすべてについてｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］をほとんど形成しなかったまたは形成しなかった。
細胞におけるｃＧＡＳの機能に対する影響を評価するために、我々は、哺乳類細胞における発現のためにｃＧＡＳの追加のアラニン変異体を生成した。完全長のｃＧＡＳ変異体をＳＴＩＮＧ及びＩＦＮ−βのルシフェラーゼレポーターと一緒にＨＥＫ２９３細胞にて一時的に発現させた。このアッセイでは、ｃＧＡＳは同時形質移入されたＤＮＡプラスミドにはめ込まれ、ＷＴのｃＧＡＳの発現は対照プラスミドに比べて１５倍近く高いルシフェラーゼ活性を生じた（図７Ｂ）。ＤＮＡ塩基との直接的な相互作用にのみ関与するＡｒｇ１６１を含むＤＮＡ結合残基の単一変異は、ｃＧＡＳ活性を損傷するには十分ではなかった。しかしながら、いずれかのＤＮＡ鎖における２または３の連続するホスホジエステルとの相互作用の除去（図１Ｃ、Ｓ２Ｂ〜Ｃ）は、低下したまたは完全に無効にされたｃＧＡＳ機能を生じた（図７Ｂ）。触媒部位では、二価のカチオンの結合に影響する単一変異Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３またはＡｓｐ３０７はすべて非機能的ｃＧＡＳを生じた（図７Ｃ）。さらに、ｃＧＡＳ活性の無効化は、（ｉ）ＡＴＰ（またはＧＴＰ）のγリン酸の結合（Ｌｙｓ４０２、Ｓｅｒ４２０；図２Ｅ、３Ｂ）、（ｉｉ）ＡＴＰアデノシンの結合（Ｇｌｕ３７１、Ｌｙｓ４２４；図２Ｆ）、または（ｉｉｉ）ＡＴＰ及びｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の塩基の積み重ね（Ａｒｇ３６４、Ｔｙｒ４２１；図２Ｆ、４Ｂ）に関与する双方のアミノ酸残基の変異を必要としたが、これらの残基の単一変異はｃＧＡＳの機能をやや損傷するに過ぎなかった（図７Ｃ）。Ｇｌｙ１９８及びＳｅｒ１９９はリガンド結合の際に十分な立体構造変化を受けることが見いだされた高度に保存された残基である（図１Ｆ、２Ｄ）。にもかかわらず、単一変異Ｇ１９８Ａ及びＳ１９９ＡはｃＧＡＳの機能を激しく損傷することはないが、これらの位置の二重変異は機能的ではなかった（図Ｓ６Ｅ）。同様に、高度に可動性のＧｌｙ１９８の立体的に制約されるプロリンへの変換はｃＧＡＳ活性を無効にした（図Ｓ６Ｅ）。
実施例５
複合体形成の際のｃＧＡＳにおける構造遷移、結合形成及び中間体の構造遷移に関する研究
我々の構造研究は、ｃＧＡＳがｄｓＤＮＡの結合の際、顕著な立体構造変化を受け（図１Ｄ）、それによってそれは触媒残基Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７と同様にＳｅｒ１９９を再配置する（図１Ｅ、Ｆ）一方で、同時に触媒ポケットに自由にアクセスする（図１Ｇ、Ｈ）という事実を強調している。要するに、ｃＧＡＳはｄｓＤＮＡをはめ込む場合にのみ触媒上要求にかなう立体構造を採用し、それによって細胞質ｄｓＤＮＡセンサーとしてのその役割を説明する。それに反して、Ｇｌｕ２１１の側鎖に制約される最小限に過ぎない立体構造変化は、ｃＧＡＳとｄｓＤＮＡの二元複合体からＡＴＰ（図２Ｂ〜Ｄ）及びＧＴＰ（ポケットがオフ経路の中間体５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）Ｇを含有する場合；図Ｓ３Ａ〜Ｃ）を伴った三元複合体に事態が推移する場合に観察され、ＡＴＰ＋ＧＴＰを伴った三元複合体の形成（ポケットが産物ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を含有する場合、図Ｓ４Ａ〜Ｃ）の際、Ｇｌｕ２１１の側鎖でさえ、変化は観察されない。
触媒ポケットにおけるホスホジエステル結合の形成
構造と機能の実験は双方とも、追加の成分の非存在下でｄｓＤＮＡのｃＧＡＳへの結合の後、触媒ポケットにてホスホジエステル結合の形成を立証した。ｄｓＤＮＡとＧＴＰの存在下でのｃＧＡＳに関する構造研究は線状反応中間体５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧの蓄積を同定した（図３Ｂ、Ｃ）一方で、ＧＭＰとＡＴＰの存在下で線状反応産物５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡの蓄積を同定した。特定の理論に制約されることを望まないが、第１のＧがｓｙｎであり、距離が第２のＧの２’−ＯＨ（または３’−ＯＨ）と三リン酸部分のα−リン酸の間で長いことを考えると、前者の中間体はオフ経路であるので、環状産物を形成する第２のホスホジエステル結合の形成について損傷されると考えられる。にもかかわらず、これらの結果は、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成が、環状ジヌクレオチドを得るための順次のホスホジエステル結合の形成を含む段階的な方法で生じる可能性があることを示唆している。それに反して、ｄｓＤＮＡ、ＧＴＰ及びＡＴＰの存在下でのｃＧＡＳに関する構造試験は、中間体の蓄積なしで且つ順次のホスホジエステル結合の対の形成を含むオン経路反応と矛盾せずにｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］（図４Ｂ、Ｃ）の形成を生じた。
結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＧ残基及びＡ残基の位置決め
ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＧ残基及びＡ残基はｃＧＡＳとｄｓＤＮＡを伴った三元複合体の構造にて異なる位置を採用する。結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＡ残基はＴｙｒ４２１に重なり（図４Ｂ）、ＡＴＰ複合体（図２Ｆ）におけるアデニン及び５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ（図３Ｃ）と５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡ（図３Ｇ）の複合体における第１の塩基を占有する。結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＡ残基は分子間水素結合に関与しないのでピリミジン（ＣまたはＵ）残基によってさえ置き換えられる可能性がある。それに反して、部分的にＡ残基と重なる結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］のＧ残基は、そのＷａｔｓｏｎ／Ｃｒｉｃｋ及びＨｏｏｇｓｔｅｅｎの端（図４Ｂ、Ｃ）を含む分子間水素結合のネットワークを形成し、他の３つの塩基（Ｃ、Ａ及びＵ）のいずれによっても置き換えることができない。従って、ｃＧＡＳ−結合のポケットはＧとＡの間で区別するので独特の配向でｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を結合することができる異なる認識要素を有する。
結晶学的なデータに一致して、生化学的な結果は、ｃＧＡＳとこの塩基の間で構造に認められる複雑なアミノ酸の相互作用と矛盾することなく、ＧＴＰに対する強い優先性を示す。ＧＴＰのみとのｃＧＡＳのインキュベートは、ＧＴＰにＣＴＰまたはＵＴＰのいずれかを加えた場合と同様に、環状ジヌクレオチドの形成をもたらすことができる（図Ｓ６Ｃ）。ＡＴＰのみでは環状産物または中間体産物は得られないが、ＵＴＰとのインキュベートが一部の環状産物の形成を生じるということは、はるかに低い反応速度ではあるが、ＵＴＰもＧＴＰを置換することができることを示唆している。合わせて、これらの知見は、ｃＧＡＳが第１のグアノシンに比べて第２のヌクレオチドについてさらに緩和された要件を有することを示している。
線状５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡ産物と環状ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］産物の構造的な比較
我々は、オフ経路の線状５’−ｐＧ（ｓｙｎ）（２’，５’）ｐＡ（ａｎｔｉ）産物（図３Ｆ、Ｇ）と環状５’−ｐＧ（ａｎｔｉ）（２’，５’）Ａ（ａｎｔｉ）産物（図４Ｂ、Ｃ）の間で触媒ポケットの中での配置で著しい差異を観察している。前者の場合、Ｔｙｒ４２１に重なるのはＧ塩基である（図３Ｇ）が、後者の場合、Ｔｙｒ４２１に重なるのはＡ塩基である（図４Ｃ）。線状５’−ｐＧ（２’，５’）ｐＡを図４Ｇで示し、環状ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］を図４Ｈで示す場合、２つの配置を立体で比較する。これは、中間体が環化反応に先立って触媒ポケットの中で完全なフリップオーバーによってその配向を再配置しなければならない可能性があることを暗示している。これは、触媒ポケットに並ぶ３つの塩基性（Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３及びＡｓｐ３０７）及び１つの極性（Ｓｅｒ１９９）のアミノ酸から判断して、触媒残基の単一セットしかないので、第１のホスホジエステル結合の形成に続いて中間体は環化を完了するために第２のホスホジエステル結合の形成を円滑にするように並び直さなければならない可能性があるので、さほど驚くべきではあり得ない。
ホスホジエステル結合
細胞質ｄｓＤＮＡセンサーｃＧＡＳによって生成されるセカンドメッセンジャーとしての環状ＧＡＭＰの同定をもたらす早期の研究の明瞭な前提（Ｓｕｎら．２０１３；Ｗｕら．２０１３）は、双方のホスホジエステル結合が３’，５’の性質のものであるということだった。そのような３’，５’連結はＳＴＩＮＧ（Ｙｉｎら、２０１０；Ｏｕｙｇａｎｇら．２０１２；Ｈｕａｎｇら．２０１２；Ｓｈｕら．２０１２）及びリボスイッチ（Ｓｍｉｔｈら．２００９；Ｋｕｌｓｈｉｎａら．２００９）の双方に結合する細菌のセカンドメッセンジャーｃ−ジ−ＧＭＰの構造で以前観察されている。にもかかわらず、利用された質量分光分析のアプローチ（Ｗｕら．２０１３）は環状ＧＡＭＰのホスホジエステル結合の一方または双方について２’，５’連結と３’，５’連結との間で区別することができない。
オフ経路の産物が触媒ポケットで生じる場合の、ｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡ及びＧＴＰの構造から現れた２’，５’連結の最初の指摘は５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ結合を示した（図３Ｂ、Ｃ）。加えて、ｐＧ（２’，５’）ｐＡはｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡ及びＧＭＰ＋ＡＴＰの構造で認められた（図３Ｆ、Ｇ）。さらに重要なことに、２’，５’連結もｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡ及びＧＴＰ＋ＡＴＰの構造における触媒ポケットでの結合したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］産物のＧｐＡ段階について認められた（図４Ｂ、Ｃ）。
我々の当初の生化学的な解析は、ＧＴＰとＡＴＰの間での２’，５’連結が、グアノシンに戻るアデノシンの環化に先立って先ず起きることを示した。この証拠はさらに、２’−ｄＡＴＰの２’−ｄＧＴＰとのインキュベートが環状反応産物を形成するように反応しないという所見によって支持された（図Ｓ６）。第２の段階では、２’−ｄＡＴＰの利用について目に見える優先性はあったけれども、アデノシンの２’または３’ＯＨを介した環状ジヌクレオチドの形成は、酸素の除去を介して他の位置が遮断された場合でさえ、進行することができる。いずれの場合も環状ジヌクレオチドの生成が非常に不十分であるということは、双方の位置が効率の高いリン酸の加水分解及び環化について遷移状態の形成に関与し得ることを示唆している。この理解しにくい結果は、アデノシンからグアノシンへの接続に関する三元構造のデータと併せて、ｃＧＡＳが最終的に環化について２’，５’連結または３’，５’連結を生成するのに優先性を有するのかどうかをさらに調べるように我々を駆り立てた。
我々は、２つの環状ＧＡジヌクレオチド参照分子（双方とも２’，５’連結または双方とも３’，５’連結）とは異なり、ｄｓＤＮＡ依存性のｃＧＡＳ活性の産物としてのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］と一致する単一のＨＰＬＣピークを観察した（図６Ａ）。この結論を独立したＮＭＲ試験から検証した（図６Ｃ）。環状ジヌクレオチドの生物学的生産は原核細胞から真核細胞まで進化的に保存されていると思われるが、化学的な連結に基づくその形成ははっきりと異なる。ｃＧＡＳの場合、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成はＯＡＳによって生成される２’，５’オリゴアデニレートに類似すると思われるが、細菌のシクラーゼによって生成される３’，５’ジヌクレオチド連結（Ｓａｄｌｅｒ及びＷｉｌｌｉａｍｓ，２００８；Ｋｏｄｙｍら．２００９；Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）にも類似すると思われる。
ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］における２’，５’（ＧＡ段階）連結及び３’，５’（ＡＧ段階）の連結の潜在的な利益
何故ｃＧＡＳが２’，５’（ＧｐＡ段階）及び３’，５’（ＡｐＧ段階）の環状ＧＡジヌクレオチドの双方を生成するのを好むのかは明らかではない。２’，５’ホスホジエステル結合は稀であり、そのような連結を加水分解できることが知られているヌクレアーゼはほとんどない（Ｋｕｂｏｔａら．２００４）。特定の理論によって束縛されることを望まないで、２’，５’連結は、細胞にて大きな安定性を助長してセカンドメッセンジャーの効果的な伝達を可能にし得るが、３’，５’連結は多数の従来のエンドヌクレアーゼによる分解を促進して長いインターフェロンの応答を防ぐ。総合すれば、我々の構造と機能の研究は、後生動物のｃＧＡＭＰの化学的性質を同定し、Ｉ型インターフェロン経路を活性化するセカンドメッセンジャーにおける２’，５’連結の役割を強調している。
ｃＧＡＳ−ｄｓＤＮＡ結合変異体の意味
構造研究によって、ｃＧＡＳ−ｄｓＤＮＡ複合体の形成における分子間のタンパク質−ＤＮＡの接触が同定されている（図１Ｃ）。これらは主として静電気的な性質であり、ＤＮＡのホスホジエステル主鎖の非特異的な認識が関与するので、試験管内のアッセイ（図７Ａ）及び細胞アッセイ（図７Ｂ）によってそれらを３組の三重変異体に分類し、Ｓ１６５Ａ、Ｎ１７２Ａ、Ｋ３７２Ａ三重変異体、Ｎ１９６Ａ、Ｙ２００Ａ、Ｋ３７２Ａ三重変異体及びＲ１５８Ａ、Ｒ１６１Ａ、Ｋ３９５Ａ三重変異体についてはインターフェロン産生を刺激する活性及び能力の完全な欠如、及びＳ１６５Ａ、Ｎ１７２Ａ、Ｙ２００Ａ三重変異体については活性の部分的欠如を立証した。これは、ｃＧＡＳの触媒活性についてｃＧＡＳとｄｓＤＮＡの間での複合体形成の重要性を強化している。
ｃＧＡＳ触媒ポケット変異体の意味
結合したＮＴＰを伴ったｃＧＡＳとｄｓＤＮＡの三元複合体の構造研究によってＧｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７がホスホジエステル結合の形成について重要な触媒残基として同定されている。これら３つの触媒酸性残基はすべて試験管内のアッセイ（図７Ａ；Ｇｌｕ２１１Ａ）または細胞性のアッセイ（図７Ｃ；３つの触媒残基すべて）にて観察されたようにＡｌａによる置換で機能的に効力をなくす一方で、Ｓ１９９Ａは実質的な活性を保持した。Ｔｙｒ４２１はＡとの重なり相互作用に関与する一方で、Ａｒｇ３６４はｃＧＡＭＰ三元複合体にてＧと水素結合される（図４Ｂ、Ｃ）。二重変異体Ｙ４２１Ａ、Ｒ３６４Ａは細胞性アッセイにて活性の大半の喪失を生じる（図７Ｃ）。
二価カチオンの役割
リガンドを伴ったｄｓＤＮＡに結合したｃＧＡＳの三元複合体の構造研究は、ＡＴＰ（図２Ｅ、Ｆ）及び５’−ｐｐｐＧ（２’，５’）ｐＧ（図３Ｂ、Ｃ）の三リン酸部分が１対のカチオン（暫定的にＭｇ２＋に割り当てられた）に配位することを示している。実際、機能的な研究はホスホジエステル結合の形成に対する二価のカチオンの重要性を強調している。二価カチオンの削除またはＥＤＴＡの使用はｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成を妨げるのに対してＭｇ２＋及びＭｎ２＋はｃＧＡＳ活性を助長する（図５Ａ）。
細胞質ｄｓＲＮＡセンサーＯＡＳ１との比較
我々の寄与に並行した研究では、ＡＴＰを線状２’，５’連結オリゴアデニレートに重合するｄｓＲＮＡセンサーであるヒトのオリゴアデニレート合成酵素１（ＯＡＳ１）の性状分析に関して構造研究及び生化学的アッセイが最近報告されている（Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）。結晶学的な研究は、遊離の状態から結合したｄｓＤＮＡと２’−ｄＡＴＰを伴った三元複合体への事態の推移にてＯＡＳ１における構造推移を明白に実証したが、それはｄｓＤＮＡと結合したリガンドを伴ったｃＧＡＳの複合体形成に関するこの研究にて我々によって観察されたものに類似するパターンに従う。従って、ＯＡＳ１の３つの触媒Ｇｌｕ残基がｄｓＲＮＡと２’−ｄＡＴＰを伴った三元複合体の形成の際、非常に近接し、それによって、ｃＧＡＳシステムで我々が観察しているものに類似する、２つのＭｇ２＋イオンと２’−ｄＡＴＰの結合についての配位構造を創る（Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）。利用できる構造が遊離のＯＡＳ１（Ｈａｒｔｍａｎｎら．２００３）及びｄｓＤＮＡと結合したリガンドを伴うその三元複合体（Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）だったに過ぎないことを考えると、これらの著者は、遊離のＯＡＳ１からｄｓＤＮＡを伴った二元複合体への変換及び２’−ｄＡＴＰの存在下での二元複合体から三元複合体への変換を反映する段階間で構造遷移がどのように区分化されるかを決定する位置にはいなかった。細胞質ｄｓＤＮＡセンサーであるｃＧＡＳに関する我々の結果は、主要な構造遷移が遊離の状態からｄｓＤＮＡを結合する複合体へのＯＡＳ１の変換を含む段階について制約される可能性が最も高く、三元複合体を形成するための２’−ｄＡＴＰの付加では最小限の変化であることを示唆している。
上述の類似性に加えて、ｃＧＡＳはｄｓＤＮＡ二本鎖の中心断片の中でｄｓＤＮＡの糖−リン酸主鎖を標的とする（図１Ｃ）一方で、ＯＡＳ１は３０Åで分離された２つの副溝断片を接触させることによってｄｓＤＮＡの糖／リン酸主鎖を標的とする（Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）という点で、ｃＧＡＳｄｓＤＮＡセンサー（我々の研究）とＯＡＳ１ｄｓＤＮＡセンサー（Ｄｏｎｏｖａｎら．２０１３）の間にはタンパク質／核酸の認識原理にも差異がある。ｄｓＲＮＡとｄｓＤＮＡの螺旋パラメータは非常に異なり、タンパク質−ｄｓＲＮＡ（Ｌｕｎｄｅら．２００７にて概説された）複合体及びタンパク質−ｄｓＤＮＡ（Ｈｕｆｆｍａｎ及びＢｒｅｎｎａｎ，２００２にて概説された）複合体では異なる認識原理が使用される。にもかかわらず、共通する原理を利用して決定的な触媒部位の構造を生成し、それは今度は核酸認識（細胞質におけるｄｓＲＮＡまたはｄｓＤＮＡ）を、Ｉ型インターフェロン応答（ｃＧＡＳ）及びＲＮＡ分解酵素Ｌの活性化（ＯＡＳ１）含む抗ウイルス状態に繋がる下流事象のカスケードに結び付ける。
さらに、ＯＡＳ１が介在する線状の２’，５’連結イソ−ＲＮＡの形成はｃＧＡＳによるＧｐＡ段階での２’，５’連結を含有するｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成と同等である。従って、細菌のセカンドメッセンジャーであるｃ−ジ−ＧＭＰについて以前観察されたような３’，５’連結の以前の唯一の強調（Ｒｏｍｌｉｎｇら．２０１３にて概説された）とは違って、我々は後生動物のセカンドメッセンジャーであるｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］がＧｐＡ段階での２’，５’及びＡｐＧ段階での３’，５’を含む混合された連結を利用することを強調する。
ｃＧＡＳは段階的なホスホジエステル結合の形成について単一の活性部位を含有する
以前の研究は、ジグアニレートシクラーゼ（ＰｌｅＤ）が頭尾ホモ二量体を形成しその界面に反応中心を形成するので、中間体はｃ−ジ−ＧＭＰを形成するための経路でその配向を変化させなくてもよいことを立証した（Ｃｈａｎら．２００４）。それに反して、ｃＧＡＳ、ｄｓＤＮＡ及び結合したリガンドの三元複合体の我々の現在の研究では、我々は結晶において二量体またはさらに高次のオリゴマー形成の証拠を観察していない。さらに、我々の構造におけるリガンド結合ポケットはｃＧＡＳトポロジーの中に埋められ、ＰｌｅＤのように（Ｃｈａｎら．２００４）表面には位置しない。
実際、ｃＧＡＳは順次ホスホジエステル結合の形成の段階について単一の活性中心を含有するが、それは、リガンドがＧＴＰとＡＴＰであり、先ず生じるＧｐＡ連結が２’，５’であり、２番目に生じるＡｐＧ連結が３’，５’であり、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の生成を生じることを考えると全く顕著な特徴である。特定の理論に束縛されることを望まないで、我々は、図７ＤにおけるｄｓＤＮＡ結合のｃＧＡＳの単一の触媒ポケットの中でのＧＴＰとＡＴＰからのｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成のためのモデルの要点をまとめる。このモデルでは、第１の段階には５’−ｐｐｐＧｐＡ中間体の形成が関与し、第２の段階でｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の形成が続く。結合したリガンドはｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］形成の経路にて２回のフリップオーバーを受けると考えられることにも留意のこと。
ジヌクレオチドシクラーゼＤｎｃＶの意味
早期の研究では、細菌のジヌクレオチドシクラーゼＤｎｃＶは環状ＧＭＰ−ＡＭＰ（ｃＧＡＭＰ）を生成することが示された（Ｄａｖｉｓら．２０１２）。ｃＧＡＭＰの形成に関するこの最初の報告はこの細菌系におけるホスホジエステル結合の対の性質に関して興味深い疑問を生じる。
実施例６
合成されたｃＧＡＭＰ連結異性体のＮＭＲスペクトル解析
凍結乾燥したｃＧＡＭＰ連結異性体を１０ｍＭのＫ２ＨＰＯ４−ＫＨ２ＰＯ４（ｐＨ６．６）緩衝液における９９．９％Ｄ２Ｏに溶解した。ＮＭＲ実験はすべてＮｅｗ Ｙｏｒｋ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ＣｅｎｔｅｒにてＢｒｕｋｅｒ ９００ＭＨｚ分光光度計によって３５℃で実施する。ＨＭＢＣ（絶対値モード処理による２ｓのリサイクル遅延、０．８ｓの１Ｈ取得時間、２０ｍｓの１３Ｃ取得時間、相−非感受性の１３Ｃ取得及び逆位相１Ｈ検出）、二重量子でフィルターをかけたＣＯＳＹスペクトル（２ｓのリサイクル遅延、０．８ｓの直接取得時間、１２ｍｓの間接取得時間）、及びＨＳＱＣ実験（１ｓのリサイクル遅延、４８ｍｓの１Ｈ取得時間、２０ｍｓの１３Ｃ取得時間）に基づいて共鳴配置を行う。水で予備飽和した１Ｄのプロトンのスペクトルを、合成されたｃＧＡＭＰ連結異性体の標準について８走査及び生物酵素的に作製されたｃＧＡＳ反応について１２８走査にわたって蓄積する。
実施例７
薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）解析
ＴＬＣアッセイのためのオリゴヌクレオチドの調製
ｃＧＡＳヌクレオチジルトランスフェラーゼ活性の生化学アッセイに使用したオリゴヌクレオチドを表Ｓ６で列記する。オリゴデオキシヌクレオチドは３４００ＤＮＡ合成機（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて社内で合成し、オリゴリボヌクレオチドは購入した（Ｄｈａｒｍａｃｏｎ）。二本鎖ＤＮＡ、ＲＮＡ及びＤＮＡ／ＲＮＡ二本鎖は、Ｐｅｌｔｉｅｒ ｔｈｅｒｍｏｙｃｌｅｒ（ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）にて９５℃で開始し、その後秒当たり０．１℃で２５℃まで低下させるインキュベートによって等モル濃度で７０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ７．６，１０ｍＭのＭｇＣｌ２，５ｍＭのＤＴＴにてアニーリングし、使用前にアガロースゲル電気泳動によってアニーリングについて検証した。
ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］形成のＴＬＣ解析
切り詰めた変異体型１〜６を含む精製した組換えの完全長（ｆｌ、アミノ酸１〜５０７）及び切り詰めた（ｔｒ、アミノ酸１４７〜５０７）マウスｃＧＡＳを、１μＭのｃＧＡＳ、３．３μＭのｄｓＤＮＡ、５ｍＭのＭｇＣｌ２、１５０ｍＭのＮａＣｌ、２０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、２５℃でｐＨ７．５、１ｍＭのＤＴＴ、１０％グリセロール、１ｍＭの各ヌクレオチド（通常、ＡＴＰ及びＧＴＰ）、及びα３２Ｐまたはγ３２Ｐ放射性標識のＮＴＰまたはｄＮＴＰを含有する２０μＬの反応物にて３７℃で４０分間インキュベートした。５０ｍＭのＥＤＴＡ２０μＬの添加によって反応を止めた。２μＬの反応溶液を高速ＴＬＣプレート（ＨＰＴＬＣシリカゲル、６０Åの孔、Ｆ２５４、１０×１０ｃｍ，カタログ番号１．０５６２８．０００１，ＥＭＤ Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）上でスポットにし、２５℃にて１時間、産物を溶媒１（ＮＨ４ＨＣＯ３：Ｃ２Ｈ５ＯＨ：Ｈ２Ｏ［０．２Ｍ：３０％：７０％］，ｗ：ｖ：ｖ）または溶媒２（ＮＨ４ＨＣＯ３：Ｃ２Ｈ５ＯＨ：Ｈ２Ｏ［０．０２５Ｍ：３０％：７０％］，ｗ：ｖ：ｖ）で分離した。ＵＶ（２５４ｎｍ）及びホスホルイメージング（Ｔｙｐｈｏｏｎ ＦＬＡ ９５００，ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）によって反応産物を視覚化した。Ａｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ及びＩｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ ＣＳ５を用いて画像を処理した。使用したＴＬＣの条件は３’，５’ｃＡＭＰを分離するのに確立されたプロトコール（Ｈｉｇａｓｈｉｄａら、２０１２）に大部分基づいた。
実施例８
ｃＧＡＳ反応産物の定量
ＨＰＬＣからの精製の後、ＦＩＪＩ（ＩｍａｇｅＪ １．４７ｉ）を用いて、または分光光度計で（２６０ｎｍでの吸光度、Ｅ２６０＝２５．４×１０３）、ＴＬＣ実験のデンシトメータ解析によって、生成されたｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の収量を算出した。デンシトメータ解析については、レーン（ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］プラス残りのα３２Ｐ標識したＡＴＰまたはＧＴＰ）当たりの総放射線活性に関してα３２Ｐ標識したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の分画を計算した。
実施例９
高速液体クロマトグラフィ解析のためのｃＧＡＳ反応産物の調製
試験管内で生成したｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］の反応産物、または洗浄し、溶解したｃＧＡＳ結晶を２５単位のベンゾナーゼ（Ｎｏｖａｇｅｎ、カタログ番号７０７４６）によって３７℃で３０分間処理し、９５℃で１０分間、熱不活化し、次いで２１，０００ｇにて１５分間遠心分離し（Ｓｏｒｖａｌｌ Ｌｅｇｅｎｄ Ｍｉｃｒｏ ２１Ｒ， Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）；上清をＨＰＬＣ解析に用いた。３〜８ナノモルの化学的に合成されたすべて３’，５’のｃＧＡＭＰ、すべて２’，５’のｃＧＡＭＰ、またはｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］と共にまたはそれを伴わずに、反応産物を、Ｃ１８カラム（２５ｃｍ×４．５ｍｍ、５μＭの孔、Ｓｕｐｅｌｃｏ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）を用いた逆相ＨＰＬＣ（ＡＫＴＡ Ｐｕｒｉｆｉｅｒ，ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）解析に供した。ＵＶ２６０ｎｍ及び２８０ｎｍで検体をモニターした。０−１０％の溶媒Ｂ（２カラム容量）、１０−５０％溶媒Ｂ（２カラム容量）２段階線状勾配を用いた；溶媒Ａ（酢酸トリエチルアンモニウム：アセトニトリル：Ｈ２Ｏ［０．１Ｍ：３％：９７％］、ｗ：ｖ：ｖ）及び溶媒Ｂ（メタノール：アセトニトリル：Ｈ２Ｏ［４５％：４５％：１０：］、ｖ：ｖ：ｖ）。
１Ｄ ＮＭＲ解析のためのｃＧＡＳ反応産物の調製
ＨＰＬＣによる分画に先立って、試験管内で生成されたｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］反応産物１００μｌを前のようにベンゾナーゼ処理し、熱処理した。３回の一連のＨＰＬＣ実行を行い（２回の４０μl及び１回の２０μlの反応注入）、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］に相当するピークを１５ｍlのファルコンチューブに回収した（およそ合計４．５ｍＬ）。室温にて完全な乾燥までの３日間の真空遠心（Ｖａｃｕｆｕｇｅ，Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ）によって溶媒の除去を達成した。
実施例１０
細胞性アッセイ
ｃＧＡＳ点突然変異体の生成
マウスのｃＧＡＳ ＣＤＳを改変したｐＭＡＸクローニングベクター（Ａｍａｘａ，Ｃｏｌｏｇｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）に挿入した。Ｐｆｕ Ｕｌｔｒａ Ｈｏｔ Ｓｔａｒｔ ＤＮＡポリメラーゼ（Ａｇｉｌｅｎｔ）またはＫＯＤ Ｈｏｔ Ｓｔａｒｔ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｍｅｒｃｋ，Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いたＱｕｉｋｃｈａｎｇｅ法（Ａｇｉｌｅｎｔ，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）を用いて部位特異的変異誘発を行った。マウスのＳＴＩＮＧ ＣＤＳ及びホタルルシフェラーゼ（Ｐｒｏｍｅｇａ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）をＥＦ１／プロモータ／改変ｐＬｅｎｔｉ６（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）発現プラスミドにクローニングした。ｐＧＬ３ ＩＦＮ−βＧｌｕｃレポーターはＢｒｉａｎ Ｍｏｎｋｓ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｎａｔｅ Ｉｍｍｕｎｉｔｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｂｏｎｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手した。構築物はすべてＣＤＳの配列決定によって検証した。
ルシフェラーゼアッセイ
Ｔｒａｎｓ−ＩＴ ＬＴ１（ＭｉｒｕｓＢｉｏ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）を用いて、ｐＧＬ３−ＩＦＮβ−Ｇｌｕｃ（５０ｎｇ）、ｐＬｅｎｔｉ−ＥＦ１−Ｆｌｕｃ（２５ｎｇ）、ｐＬｅｎｔｉ−ＥＦ１−ｍＳＴＩＮＧ（２５ｎｇ）及びｃＧＡＳ−発現プラスミド（２５ｎｇ、ｐＭＡＸ−ｃＧＡＳのＷＴまたは変異体）または対照プラスミドｐＭＡＸ−ＧＦＰ（Ａｍａｘａ）の混合物で９６穴プレートのウェル当たり３×１０４個のＨＥＫ２９３細胞に３つ組で逆形質移入した。３６時間後、受動溶解緩衝液にて細胞を溶解した。それぞれの基質、Ｄ−ルシフェリン及びセレンテラジン（ＰＪＫ ＧｍｂＨ，Ｋｌｅｉｎｂｌｉｔｔｅｒｓｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いてＥｎＶｉｓｉｏｎリーダー（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）にてホタル及びガウシアのルシフェラーゼ活性を測定した。ＩＦＮβ−Ｇｌｕｃの値を構成的なホタルルシフェラーゼの値に対して基準化し、対照プラスミドｐＭＡＸ−ＧＦＰに関して誘導倍率を算出した。
実施例１１
環状ＧＡ−ジヌクレオチドの合成
Ｊｏｎｅｓ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（Ｇａｆｆｎｅｙら．２０１０；Ｇａｆｆｎｅｙ ａｎｄ Ｊｏｎｅｓ、２０１２）によって以前報告された手順を用いて、すべて２’，５’のｃＧＡＭＰ（６，図Ｓ７）、ｃ［Ｇ（２’，５’）ｐＡ（３’，５’）ｐ］（１１，図Ｓ７）、及びすべて３’，５’のｃＧＡＭＰ（１５，図Ｓ７）の調製を行った。５ｍＬのＣＨ３ＣＮと水（０．０２８ｍＬ，１．６ミリモル，２当量）に溶解したアデノシンホスホルアミダイト１または７（０．７８４ｇ，０．７９３ミリモル）にトリフルオロ酢酸ピリジニウム（０．１８４ｇ，０．９５ミリモル，１．２当量）を加えた。１分後、６ｍＬのｔｅｒｔ−ＢｕＮＨ２を加えた。さらに１０分後、混合物を濃縮した。１０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２に溶解した残留物にＨ２Ｏ（０．１４ｍＬ，７．９ミリモル，１０当量）を加え、その後ＣＨ２Ｃｌ２中の１０ｍＬの６％ジクロロ酢酸（ＤＣＡ，７．５ミリモル）を加えた。１０分後、ピリジン（１．２ｍＬ，１５ミリモル，ＤＣＡに対して２当量）の添加によって反応を止めた。次いで混合物を濃縮し、残留物を７ｍＬのＣＨ３ＣＮに溶解し、再び濃縮した。
この過程を２回以上繰り返し、最後にＡＨ−ホスホネート２または８を２ｍＬで残した。この溶液に３ｍＬのＣＨ３ＣＮ中のＧアミダイト３または１２（１．００ｇ，１．０３ミリモル，１．３当量）の無水溶液を加えた。２分後、デカン中の水酸化ｔｅｒｔ−ブチル５．５Ｍ（０．４３ｍＬ，２．４ミリモル，３当量）を加えた。３０分後、０．５ｍＬのＨ２Ｏに溶解した０．２０ｇのＮａＨＳＯ３を加えた。混合物を５分間撹拌し、次いで濃縮した。残留油を１４ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２に溶解し、その後Ｈ２Ｏ（０．１５ｍＬ，８．５ミリモル，１０当量）、次いでＣＨ２Ｃｌ２中の１４ｍＬの６％ＤＣＡ（９．８ミリモル）を加えた。１０分後、９ｍＬのピリジンで反応を止めた。混合物を小容量に濃縮し、２５ｍＬ以上のピリジンを加え、溶液を再び濃縮し、線状の二量体４、９または１３を１７ｍＬで残した。この溶液に、５，５−ジメチル−２−オキソ−２−クロロ−１，３，２−ジオキサホスフィナン（ＤＭＯＣＰ，９５％試薬の０．５４ｇ，２．８ミリモル，３．５当量）を加えた。１０分後、Ｈ２Ｏ（０．５０ｍＬ，２８ミリモル，ＤＭＯＣＰに対して１０当量）の添加によって反応を止め、直ちにＩ２（０．２６ｇ，１．０ミリモル，１．３当量）を加えた。５分後、０．１７ｇのＮａＨＳＯ３を含有する１２０ｍＬのＨ２Ｏに混合物を注いだ。撹拌の５分後、３．４ｇのＮａＨＣＯ３をゆっくり加えた。撹拌の５分以上後、固形物を含有する水溶液を１３５ｍＬの１：１のＥｔＯＡｃ：Ｅｔ２Ｏで区分化した。分離した水性層を次いで３５ｍＬの１：１のＥｔＯＡｃ：Ｅｔ２Ｏで区分化した。
５、１０または１４を含有する有機層を合わせ、油に濃縮した。１４については、油を５ｍＬのＣＨ３ＣＮに溶解し、５ｍＬのｔｅｒｔ−ＢｕＮＨ２の１０分間の添加によってシアノエチル基を取り除いた。ＣＨ２Ｃｌ２中０〜２５％のＣＨ３ＯＨの勾配を用いて８０ｇのＳｉＯ２カラムにて５０分間かけて残留物を精製した。５及び１０はｔｅｒｔ−ＢｕＮＨ２の処理を行わずにＳｉＯ２にて直接精製した。それぞれの場合、精製後の残留物を無水ＥｔＯＨ中の２１ｍＬのＣＨ３ＣＨ２（３３重量％、１６８ミリモル、アミノ保護基に対して２１２当量）で処理した。室温で４時間後、混合物を固体に濃縮し、そこに３ｍＬのピリジンと１ｍＬのＥｔ３Ｎを加えた。混合物を油に濃縮し、この過程を２回以上繰り返し、ｔｅｒｔ−ＢｕＮＨ３＋をＥｔ３ＮＨ＋塩に変換した。油に１ｍＬのピリジンを加え、フラスコを５５℃の油槽に入れた。Ｅｔ３Ｎ（７．５ｍＬ）及びＥｔ３Ｎ・３ＨＦ（２．６ｍＬ，４８ミリモルのＦ−，それぞれＴＢＳに対して３０当量）を同時に加えた。混合物を５５℃で撹拌した。３時間後、フラスコを油槽から取り出し、撹拌している混合物にＨＰＬＣ等級のアセトン（７０ｍＬ）を加えた。１０分後、濾過によって固形物を回収し、アセトンの３ｍＬ部分で５回洗浄し、デシケータにてＫＯＨ上で一晩乾燥させた。この過程によって純粋な１５が得られたが、６及び１１は０．１ＭのＮＨ４ＨＣＯ３中の２〜２０％のＣＨ３ＣＮの勾配を用いて１９×３００ｍｍのＰｒｅｐ Ｎｏｖａ−Ｐａｋ Ｃ１８カラムで精製した。
Ａｔｌａｎｔｉｓ Ｃ１８カラム、１００Å、４．６ｍｍ×５０ｍｍ、３．０μｍを用い、光ダイオードアレイ検出器を伴ったＷａｔｅｒｓ２９６５システムで分析用逆相ＨＰＬＣを行った。流速１．０ｍＬ／分でＣＨ３ＣＮと０．１Ｍの酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液（ｐＨ６．８）の勾配を用いた。Ｗａｔｅｒｓ Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ単一四重極ＬＣＺシステムを用いて低分解能のＥＳＩ−ＭＳを常法的に取得した。６、１１及び１５のＬＣＭＳはｍ／ｚ（Ｍ−Ｈ）６７３を提示した（Ｃ２０Ｈ２３Ｎ１０Ｏ１３Ｐ２ −についての計算値：６７３）。
実施例１２
ｃＧＡＭＰ化合物によるマウスα−インターフェロン及びヒトＣＸＣＬ１０のＳＴＩＮＧ依存性の誘導
ＴＨＰ−１の培養及びアッセイ条件
１０％ＦＢＳ、ピルビン酸ナトリウム及びペニシリン／ストレプトマイシン（Ｇｉｂｃｏ，Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を伴ったＲＰＭＩ１６４０にてＴＨＰ−１細胞を培養した。１００μＬの培地にて９６穴プレートのウェル当たり８×１０４個の細胞を入れ、３７℃／５％ＣＯ２にて２時間平衡化した。マクロファージ様の細胞を生成するために、１０ｎｇ／ｍＬのＰＭＡ（Ｓｉｇｍａ）によって８×１０４個のＴＨＰ−１細胞を一晩分化させ、培地を交換し、刺激の前にさらに２４時間インキュベートした。
ＢＭＤＭの培養及びアッセイ条件
骨髄由来のマクロファージ細胞をＣ５７ＢＬ／６マウスの大腿骨から洗い出した。赤血球を溶解し（ＰｈａｒｍＬｙｓｅ，ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）、３０％のＬ９２９上清を伴ったＤＭＥＭ、１０％ＦＢＳ、ピルビン酸ナトリウム及びペニシリン／ストレプトマイシン（Ｇｉｂｃｏ， Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）にてペトリ皿当たり１×１０７個の細胞をインキュベートした。ＰＢＳ、２ｍＭのＥＤＴＡによって細胞を回収し、９６穴プレートのウェル当たり１×１０５個の密度で細胞を入れた。示したｃＧＡＭＰ濃度の存在下で３０分間、ＢＭＤＭにジギトニンを浸透させ、または対照処理し、次いで新鮮な培地を補完した。１８時間後、上清を採取し、ＥＬＩＳＡによってサイトカインを測定した。
細胞の透過化／刺激
環状ジヌクレオチドの送達のための細胞の透過化は以前記載された（Ｗｏｏｄｗａｒｄら，２０１０）ように行った。手短には、上清を取り除き、細胞を５μＬのＰｅｒｍ緩衝液（５０ｍＭのＨＥＰＥＳ、ｐＨ７．０、１００ｍＭのＫＣｌ、３ｍＭのＭｇＣｌ２、１ｍＭのＡＴＰ、０．１ｍＭのＧＴＰ、０．１ｍＭのＤＴＴ、８５ｍＭのスクロース，０．２％ＢＳＡ）、±１０μｇ／ｍlのジギトニン及び連続希釈したｃＧＡＭＰ異性体で覆い、その後３７℃で３０分間インキュベートした。次いでＰｅｒｍ緩衝液を取り除き、事前に温めた１００μＬの培地で細胞を回収した。光学顕微鏡及びＣｅｌｌ Ｔｉｔｅｒ Ｂｌｕｅ（Ｒｏｃｈｅ）によってモニターしたとき、未処理に比べて透過化した細胞の生存率は＞５０％だった。
刺激の１６時間後に上清を回収し、それぞれＥＬＩＳＡ及びＨＥＫ−Ｂｌｕｅ（商標）ＩＦＮ−α／βバイオアッセイによってサイトカインを測定した。
ＥＬＩＳＡ
ヒトＣＸＣＬ−１０は製造元の推奨に従ってＥＬＩＳＡ（ＢＤ Ｏｐｔｅｉａ ｈｕｍａｎ ＩＰ−１０ ＥＬＩＳＡ−Ｓｅｔ）によって測定した。マウスＩｆｎａはサンドイッチＥＬＩＳＡによって測定し：モノクローナルラット抗Ｉｆｎａ（クローンＲＭＭＡ−１）を捕捉抗体として使用し、組換えＩｆｎａは基準として用い、Ｉｆｎａに対するポリクローナルのウサギ血清を検出に用い（すべてＰＢＬ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ，Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ，ＵＳＡから）、その後、抗ウサギＨＲＰ（Ｂｉｏ−Ｒａｄ）を用いた。
用量応答曲線の適合
Ｇｒａｐｈ Ｐａｄ Ｐｒｉｓｍ（Ｇｒａｐｈ Ｐａｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｌａ Ｊｏｌｌａ、ＣＡ，ＵＳＡ）によって４パラメータのＳ字用量応答曲線及びＥＣ５０値を解析した。
太字及び下線のヌクレオチドは、別々に生成された修飾されたオリゴで利用された８−オキソグアノシンを表す。オリゴヌクレオチドは社内の３４００ＤＮＡ合成機（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）にて合成したまたは購入した（Ｄｈａｒｍａｃｏｎ）。
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Ｔａｋａｏｋａ，Ａ．，Ｗａｎｇ，Ｚ．，Ｃｈｏｉ，Ｍ．Ｋ．，Ｙａｎａｉ，Ｈ．，Ｎｅｇｉｓｈｉ，Ｈ．，Ｂａｎ，Ｔ．，Ｌｕ，Ｙ．，Ｍｉｙａｇｉｓｈｉ，Ｍ．，Ｋｏｄａｍａ，Ｔ．，Ｈｏｎｄａ，Ｋ．，ら．（２００７）．ＤＡＩ （ＤＬＭ−１／ＺＢＰ１） ｉｓ ａ ｃｙｔｏｓｏｌｉｃ ＤＮＡ ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ａｎ ａｃｔｉｖａｔｏｒ ｏｆ ｉｎｎａｔｅ ｉｍｍｕｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｎａｔｕｒｅ，４４８，５０１−５０５．
Ｕｎｔｅｒｈｏｌｚｎｅｒ，Ｌ．，Ｋｅａｔｉｎｇ，Ｓ．Ｅ．，Ｂａｒａｎ，Ｍ．，Ｈｏｒａｎ，Ｋ．Ａ．，Ｊｅｎｓｅｎ，Ｓ．Ｂ．，Ｓｈａｒｍａ，Ｓ．，Ｓｉｒｏｉｓ，Ｃ．Ｍ．，Ｊｉｎ，Ｔ．，Ｌａｔｚ，Ｅ．，Ｘｉａｏ，Ｔ．Ｓ．，ら．（２０１０）．ＩＦＩ１６ ｉｓ ａｎ ｉｎｎａｔｅ ｉｍｍｕｎｅ ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ＤＮＡ．Ｎａｔ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１１，９９７−１００４．
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Ｗｏｏｄｗａｒｄ，Ｊ．Ｊ．，Ｉａｖａｒｏｎｅ，Ａ．Ｔ．，及びＰｏｒｔｎｏｙ，Ｄ．Ａ．（２０１０）．ｃ−ｄｉ−ＡＭＰ Ｓｅｃｒｅｔｅｄ ｂｙ Ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ Ａｃｔｉｖａｔｅｓ ａ Ｈｏｓｔ Ｔｙｐｅ Ｉ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｓｃｉｅｎｃｅ，（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｙ ３２８，１７０３-１７０５．
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Ｙｉｎ，Ｑ．，Ｔｉａｎ，Ｙ．，Ｋａｂａｌｅｅｓｗａｒａｎ，Ｖ．，Ｊｉａｎｇ，Ｘ．，Ｔｕ，Ｄ．，Ｅｃｋ，Ｍ．Ｊ．，Ｃｈｅｎ，Ｚ．Ｊ．，及びＷｕ，Ｈ．（２０１２）．Ｃｙｃｌｉｃ ｄｉ−ＧＭＰ ｓｅｎｓｉｎｇ ｖｉａ ｔｈｅ ｉｎｎａｔｅ ｉｍｍｕｎｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ＳＴＩＮＧ．Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ，４６，７３５−７４５．
Ｚｈａｎｇ，Ｚ．，Ｙｕａｎ，Ｂ．，Ｂａｏ，Ｍ．，Ｌｕ，Ｎ．，Ｋｉｍ，Ｔ．，及びＬｉｕ，Ｙ．Ｊ．（２０１１）．Ｔｈｅ ｈｅｌｉｃａｓｅ ＤＤＸ４１ ｓｅｎｓｅｓ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ＤＮＡ ｍｅｄｉａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｄａｐｔｏｒ ＳＴＩＮＧ ｉｎ ｄｅｎｄｒｉｔｉｃ ｃｅｌｌｓ．Ｎａｔ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１２，９５９−９６５．
Ｚｈｏｎｇ，Ｂ．，Ｙａｎｇ，Ｙ．，Ｌｉ，Ｓ．，Ｗａｎｇ，Ｙ．Ｙ．，Ｌｉ，Ｙ．，Ｄｉａｏ，Ｆ．，Ｌｅｉ，Ｃ．，Ｈｅ，Ｘ．，Ｚｈａｎｇ，Ｌ．，Ｔｉｅｎ，Ｐ．，ら．（２００８）．Ｔｈｅ ａｄａｐｔｏｒ ｐｒｏｔｅｉｎ ＭＩＴＡ ｌｉｎｋｓ ｖｉｒｕｓ−ｓｅｎｓｉｎｇ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｔｏ ＩＲＦ３ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ．Ｉｍｍｕｎｉｔｙ，２９，５３８−５５０．
均等物及び範囲
当業者はわずかな日常的な実験を用いて、本明細書で記載される本発明に係る特定の実施形態に対する多数の均等物を認識するであろうし、突き止めることができるであろう。本発明の範囲は上記の説明に限定されるようには意図されるものではなく、むしろ添付の請求項で述べられる通りである。
請求項では、たとえば、「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」のような冠詞は、反対に示されないまたは文脈から明らかではない限り、１または複数を意味し得る。群の１以上のメンバー間での「または」を含む請求項または説明は、反対に示されないまたは文脈から明らかではない限り、群のメンバーの１、１を超える、またはすべてが存在するならば、所与の産物または工程にて満たされる、採用される、またはさもなければそれに関連すると見なされる。本発明は、群の正確に１つのメンバーが所与の産物または工程にて存在する、採用される、またはさもなければそれに関連する実施形態を含む。本発明は、１を超えるまたはすべての群のメンバーが所与の産物または工程にて存在する、採用される、またはさもなければそれに関連する実施形態を含む。
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は開放的であり、追加の要素または工程の包含を許容するが要求しないことが意図される。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が本明細書で使用される場合、用語「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」も包含され、開示される。
範囲が与えられる場合、端点が含まれる。さらに、特に示されないまたは文脈及び当業者の理解から明らかではない限り、範囲として表現される値は本発明の異なる実施形態にて言及される範囲の範囲内での任意の特定の値または部分的な範囲を仮定することができ、文脈が明瞭に指示しない限り、範囲の下限の単位の小数第１位まで仮定することができることが理解されるべきである。
加えて、従来技術の範囲に入る本発明の特定に実施形態は請求項の１以上から明白に除外され得ることが理解されるべきである。そのような実施形態は当業者に既知であると思われるので、それらは除外が本明細書で明白に言及されていなくても除外され得る。本発明の組成物の特定の実施形態（たとえば、核酸またはそれによってコードされるタンパク質；任意の製造方法；任意の使用方法等）は、従来技術の存在に関係しようとすまいと、任意の理由で１以上の請求項から除外することができる。
引用されたすべての情報源、たとえば、参考文献、出版物、データベース、データベースの実体及び本明細書で引用された技術は、引用にて明白に言及されていなくても参照によって本出願に組み入れられる。引用された情報源と本出願の矛盾した発言の場合、本出願における発言が制御すべきである。
節及び表の見出しは限定することを意図するものではない。
本発明は、とりわけ、以下で詳細に記載されるような新規の環状−ＧＭＰ−ＡＭＰ（ｃＧＡＭＰ）の類似体、模倣体、模倣剤及び変異体を提供する。これらのｃＧＡＭＰの化合物及び組成物は、とりわけ、研究ツールの設計において、研究ツールとして、及びｃＧＡＳのアゴニストやアンタゴニストを含む酵素調節因子のような治療手段として有用である。本発明はまた、環状−ＧＭＰ−ＡＭＰシンターゼ（ｃＧＡＳ）の結晶学的データも提供する。これらの結晶学的データは、研究、治療及び／または診断の分野で有用であるｃＧＡＭＰ化合物または小分子のような調節因子（アゴニストやアンタゴニスト）を設計するための基礎を提供する。
本発明は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
以下の特徴：
Ａ−−−−−Ｌ−−−−−Ｂ
を含む構造を有するｃＧＡＳの調節因子であって、
式中、
ＡはｃＧＡＳのアデノシン結合部位に適合する部分でありまたはそれを含み；
ＢはｃＧＡＳのグアノシン結合部位に適合する部分でありまたはそれを含み；
Ｌは、ＡとＢが適当な相互作用を採用してｃＧＡＳを結合するのを可能にする方法でＡとＢを連結するリンカー部分である、前記調節因子。
（項目２）
化合物が

または薬学上許容可能なその塩以外であるという条件で、
式Ｉの化合物または薬学上許容可能なその塩：

（式中
環Ａは、

から成る群から選択され；
環Ｂは、

から成る群から選択され；
Ｘ １ 及びＸ ２ はそれぞれ独立して−ＣＲ−または−Ｎ−であり；
Ｘ ３ は−Ｃ（Ｒ） ２ −、−Ｏ−、または−ＮＲ−であり；
Ｘ ａ 及びＸ ｂ は独立して−Ｃ（Ｒ） ２ −、−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ） ２ −、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
Ｘ ａ１ 及びＸ ｂ１ は独立して−Ｃ（Ｒ）−または−Ｎ−であり；
Ｘ ｃ 及びＸ ｄ は、存在する場合、独立して任意で置換された酸素、任意で置換されたイオウ、置換された窒素原子、ＢＨ ３ 、または任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物であり；
Ｘ ｅ 及びＸ ｆ はそれぞれ独立して−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
Ｗはそれぞれ独立してＰまたはＳであり；
Ｒ １ 及びＲ ２ はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ ２ 、−ＣＮ、−ＯＲ ａ 、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ ２ Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ） ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、及び任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物またはＣ １−４ アルコキシ−Ｃ １−４ アルキルから成る群から選択され；
Ｒ ３ 、Ｒ ４ 、Ｒ ５ 、Ｒ ６ 、Ｒ ７ 、Ｒ １０ 、及びＲ １１ はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ ２ 、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ ２ Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ） ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、または、Ｃ １−１２ 脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の二環式炭素環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する複素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する二環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；
Ｒ ８ 及びＲ ９ は存在する場合、それぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ ２ 、−ＣＮ、−ＯＲ ａ 、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ ２ Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ） ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、及び任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物から成る群から選択され；
Ｒはそれぞれ独立して、水素若しくは、Ｃ １−６ 脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の炭素環式環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する単環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から成る群から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；または
同じ窒素上の２つのＲ基はその介在原子と一緒になって、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−４のヘテロ原子を有する任意で置換された３−７員環の飽和または部分不飽和の環、またはヘテロアリール環を形成し；並びに
Ｒ ａ は酸素保護基またはＲである）。
（項目３）
化合物が、

以外であるという条件で
式ＩＩの化合物または薬学上許容可能なその塩：

（式中、
環Ａは、

から成る群から選択され；
環Ｂは、

から成る群から選択され；
Ｘ １ 及びＸ ２ はそれぞれ独立して−ＣＲ−または−Ｎ−であり；
Ｘ ３ は−Ｃ（Ｒ） ２ −、−Ｏ−、または−ＮＲ−であり；
Ｘ ａ 及びＸ ｂ は独立して−Ｃ（Ｒ） ２ −、−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ） ２ −、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
Ｘ ａ１ 及びＸ ｂ１ は独立して−Ｃ（Ｒ）−または−Ｎ−であり；
Ｘ ｃ 及びＸ ｄ は、存在する場合、独立して任意で置換された酸素、任意で置換されたイオウ、置換された窒素原子、ＢＨ ３ 、または任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物であり；
Ｘ ｅ 及びＸ ｆ はそれぞれ独立して−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
Ｗはそれぞれ独立してＰまたはＳであり；
Ｒ １ 及びＲ ２ はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ ２ 、−ＣＮ、−ＯＲ ａ 、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ ２ Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ） ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、及び任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物またはＣ １−４ アルコキシ−Ｃ １−４ アルキルから成る群から選択され；
Ｒ ３ 、Ｒ ４ 、Ｒ ５ 、Ｒ ６ 、Ｒ ７ 、Ｒ １０ 、及びＲ １１ はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ ２ 、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ ２ Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ） ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、または、Ｃ １−１２ 脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の二環式炭素環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する複素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する二環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；
Ｒ ８ 及びＲ ９ は存在する場合、それぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ ２ 、−ＣＮ、−ＯＲ ａ 、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ ２ Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ） ２ Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｎ（Ｒ） ２ 、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ ２ Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ） ２ 、及び任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物から成る群から選択され；
Ｒはそれぞれ独立して、水素若しくは、Ｃ １−６ 脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の炭素環式環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する単環複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から成る群から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；または：
同じ窒素上の２つのＲ基はその介在原子と一緒になって、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−４のヘテロ原子を有する任意で置換された３−７員環の飽和または部分不飽和の環、またはヘテロアリール環を形成し；並びに
Ｒ ａ は酸素保護基またはＲである）。
（項目４）
環Ａが

である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目５）
環Ａが、

である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目６）
環Ａが

である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目７）
環Ｂが

である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目８）
環Ｂが

である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目９）
各Ｘ １ が−Ｎ−である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１０）
各Ｘ ２ が−Ｎ−である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１１）
Ｘ ３ が−ＮＲ−である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１２）
Ｘ ａ が−Ｏ−である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１３）
Ｘ ｂ が−Ｏ−である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１４）
Ｘ ａ１ 及びＸ ｂ１ が−Ｃ（Ｒ）−である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１５）
Ｘ ｃ 及びＸ ｄ が双方とも酸素である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１６）
Ｘ ｅ 及びＸ ｆ が双方とも酸素である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１７）
Ｒ １ が、水素、ハロゲン、−ＯＲ ａ 、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、及び任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物またはＣ １−４ アルコキシ−Ｃ １−４ アルキルから成る群から選択される上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目１８）
Ｒ １ が−ＯＨである項目１７に記載の化合物。
（項目１９）
Ｒ ２ が、水素、ハロゲン、−ＯＲ ａ 、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ） ２ 、及び任意で置換されたＣ １−１２ 脂肪族化合物またはＣ １−４ アルコキシ−Ｃ １−４ アルキルから成る群から選択される上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目２０）
Ｒ ２ が−ＯＨである項目１９に記載の化合物。
（項目２１）
Ｒ ａ がＲである項目１７または１９に記載の化合物。
（項目２２）
Ｒ ３ 、Ｒ ５ 及びＲ ７ がそれぞれ独立して水素、ハロゲン及び任意で置換されたＣ １−６ 脂肪族化合物から成る群から選択される上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目２３）
Ｒ ３ 、Ｒ ５ 及びＲ ７ がそれぞれ水素である項目２２に記載の化合物。
（項目２４）
Ｒ ４ 及びＲ ６ がそれぞれ独立して水素、ハロゲン及び−Ｎ（Ｒ） ２ から成る群から選択される上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目２５）
Ｒ ４ 及びＲ ６ がそれぞれ−ＮＨ ２ である項目２４に記載の化合物。
（項目２６）
Ｒ ８ 及びＲ ９ が水素である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目２７）
Ｒ １０ 及びＲ １１ が水素である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目２８）
ＷがＰである上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目２９）
Ｒが水素である上記項目のいずれか１項に記載の化合物。
（項目３０）
化合物が式Ｉ−ａのもの

である項目１、２または４〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
（項目３１）
化合物が、式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、またはＩＸのもの


または薬学上許容可能なその塩である項目１、２または４〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
（項目３２）
化合物が式ＩＩ−ａのもの

または薬学上許容可能なその塩である項目１または３〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
（項目３３）
化合物が、式Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ、またはＸＶＩのもの



または薬学上許容可能なその塩である項目１または３〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
（項目３４）
化合物

または薬学上許容可能なその塩。
（項目３５）
化合物が、

または薬学上許容可能なその塩である項目３４に記載の化合物。
（項目３６）
化合物

または薬学上許容可能なその塩。
（項目３７）
化合物が、

または薬学上許容可能なその塩である項目３６に記載の化合物。
（項目３８）
単離された形態における項目３４〜３７のいずれか１項に記載の化合物。
（項目３９）
精製された形態における項目３８に記載の化合物。
（項目４０）
項目１〜３９のいずれか１項に記載の化合物及び薬学上許容可能なキャリアを含む医薬組成物。
（項目４１）
免疫性の疾患、障害または状態の治療方法または予防方法であって、それを必要とする対象に項目１〜３９のいずれか１項に記載の化合物または項目４０に記載の医薬組成物を投与することを含む、前記方法。
（項目４２）
免疫性の疾患、障害または状態が自己免疫性の疾患、障害または状態である項目４１に記載の方法。
（項目４３）
免疫性の疾患、障害または状態が、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、及びエカルディ・グティエール症候群から成る群から選択される項目４１または４２に記載の方法。
（項目４４）
免疫性の疾患、障害または状態が炎症を特徴とする項目４１に記載の方法。
（項目４５）
免疫性の疾患、障害または状態がｃＧＡＳの活性化が原因で生じる、それによって持続されるまたはそれに関連する項目４１に記載の方法。
（項目４６）
免疫性の疾患、障害または状態がＳＴＩＮＧの活性化が原因で生じる、それによって持続されるまたはそれに関連する項目４１に記載の方法。
（項目４７）
化合物の投与がｃＧＡＳ活性の低下を生じる項目４１に記載の方法。
（項目４８）
化合物の投与がＳＴＩＮＧ活性の低下を生じる項目４１に記載の方法。
（項目４９）
化合物が化学合成によって調製される項目４１〜４８のいずれか１項に記載の方法。
（項目５０）
ｃＧＡＳの阻害方法であって、項目１〜３９のいずれか１項に記載の化合物にｃＧＡＳを接触させることを含む、前記方法。
（項目５１）
ＳＴＩＮＧの阻害方法であって、項目１〜３９のいずれか１項に記載の化合物にＳＴＩＮＧを接触させることを含む、前記方法。
（項目５２）
ｃＧＡＳ調節因子の設計方法または特徴付け方法であって、
（ａ）少なくとも１つの潜在的な相互作用部位を含むｃＧＡＳ結晶の画像を提供する工程と；
（ｂ）潜在的なｃＧＡＳ調節因子の構造要素である少なくとも１つの部分を画像にてドッキングさせる工程と；
（ｃ）潜在的な部分／相互作用部位の相互作用の１以上の特徴を評価する工程とを
含む、前記方法。
（項目５３）
少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｓｅｒ１９９、Ｓｅｒ４２０、Ｌｙｓ４０２、Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ｔｙｒ４２１、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が含まれる項目５２に記載の方法。
（項目５４）
少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｔｙｒ４２１、Ｔｈｒ１９７、Ｓｅｒ３６６、Ｓｅｒ３６８、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が含まれる項目５２または５３に記載の方法。
（項目５５）
少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｔｙｒ４２１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が含まれる項目５２、５３または５４に記載の方法。
（項目５６）
少なくとも１つの潜在的な相互作用部位にはＡｒｇ１６１が含まれる項目５２に記載の方法。
（項目５７）
調節因子が、項目１〜３９のいずれか１項に記載の化合物である項目５２〜５５のいずれか１項に記載の方法。
（項目５８）
１以上の特徴には、部分と潜在的な相互作用部位との間の空間的な分離；潜在的な部分と相互作用部位の相互作用のエネルギー、及び／またはそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの特徴が含まれる項目５２〜５７のいずれか１項に記載の方法。
（項目５９）
ｃＧＡＳ結晶の画像とドッキングさせた部分を含む潜在的なｃＧＡＳ調節因子の画像を提供する工程をさらに含む項目５２〜５７のいずれか１項に記載の方法。
（項目６０）
結合した既知の調節因子、基質または産物を含むｃＧＡＳ結晶のそれと画像を比較する工程をさらに含む項目５９に記載の方法。
（項目６１）
ｃＧＡＳ結晶の構造または配位が組み込まれる及び／または表示されるコンピュータまたはコンピュータで読み取り可能な媒体を含むシステム。
（項目６２）
ｃＧＡＳ調節因子の設計方法及び／または特徴付け方法であって、
（ｉ）ｃＧＡＳ調節因子の１以上の構造的特徴を評価するために項目５１に記載のシステムを使用する工程と
（ｉｉ）ｃＧＡＳ調節因子を特徴付けるために１以上の試験管内の、生体内のまたは細胞に基づくアッセイを行う工程とを含む、前記方法。
（項目６３）
ｃＧＡＳ調節因子と既知のｃＧＡＳの調節因子、基質または産物との間での競合実験を行う工程をさらに含む項目５２〜６０または６２のいずれか１項に記載の方法。
（項目６４）
方法がさらに、阻害剤の三次元形状を定義する工程を含む項目６３に記載の方法。
（項目６５）
表１、２、３、４、５、６または７のいずれか１つの構造配位によって特徴付けられる三次元構造を有する結合ポケットで結合することを特徴とするｃＧＡＳの阻害剤。
（項目６６）
設計されたｃＧＡＳ阻害剤であって、表１、２、３、４、５、６または７のいずれか１つの結晶学的配位を含み、前記結晶学的配位が表１、２、３、４、５、６または７に係るアミノ酸の主鎖原子から約１．５Å以下のほぼ二乗平方根偏差の範囲内にある、前記阻害剤。
（項目６７）
ｃＧＡＳ阻害剤の設計または特徴付けを行うために一連の情報を含有し、ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有するコンピュータシステムであって、前記一連の情報が
（ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる部分へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
（ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる部分へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
（ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む、前記コンピュータシステム。
（項目６８）
ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含有するコンピュータで読み取り可能な保存媒体であって、前記一連の情報が
（ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
（ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
（ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む、前記コンピュータで読み取り可能な保存媒体。
（項目６９）
ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含むコンピュータ間でインターネットを通じて伝播する電子シグナルまたは搬送波であって、前記一連の情報がディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含有するコンピュータで読み取り可能な保存媒体を含み、前記一連の情報が、
（ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
（ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
（ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む、前記電子シグナルまたは搬送波。
（項目７０）
ｃＧＡＳポリペプチドの活性の調節方法であって、前記方法が、項目５２に記載のｃＧＡＳ調節因子にｃＧＡＳポリペプチドを接触させることを含み、調節剤がｃＧＡＳの既知の調節因子、基質または産物ではない、前記方法。
（項目７１）
調節剤が項目１〜３９のいずれか１項に記載の化合物である項目７０に記載の方法。
（項目７２）
ｃＧＡＳポリペプチドを含むまたはｃＧＡＳポリペプチドから成る結晶組成物または結晶可能な組成物。
（項目７３）
項目７２に記載の組成物の作製方法。
（項目７４）
項目７２に記載の組成物の使用方法。
（項目７５）
対象におけるインターフェロンのレベルの低下方法であって、前記対象をｃＧＡＳのアンタゴニストに接触させることを含む、前記方法。
（項目７６）
前記アンタゴニストが、分子のｃＧＡＭＰファミリーの異性体の類似体、模倣体または変異体である項目７５に記載の方法。
（項目７７）
個体にてサイトカインの特性を変える方法であって、分子のｃＧＡＭＰファミリーの異性体の類似体、模倣体または変異体であるｃＧＡＳのアンタゴニストに前記個体を接触させることを含む、前記方法。
（項目７８）
１以上のｃＧＡＭＰ化合物と任意で１以上のｃＧＡＳ分子を含むキット。

Claims (78)

  1. 以下の特徴：
    Ａ−−−−−Ｌ−−−−−Ｂ
    を含む構造を有するｃＧＡＳの調節因子であって、
    式中、
    ＡはｃＧＡＳのアデノシン結合部位に適合する部分でありまたはそれを含み；
    ＢはｃＧＡＳのグアノシン結合部位に適合する部分でありまたはそれを含み；
    Ｌは、ＡとＢが適当な相互作用を採用してｃＧＡＳを結合するのを可能にする方法でＡとＢを連結するリンカー部分である、前記調節因子。
  2. 化合物が
    または薬学上許容可能なその塩以外であるという条件で、
    式Ｉの化合物または薬学上許容可能なその塩：
    （式中
    環Ａは、
    から成る群から選択され；
    環Ｂは、
    から成る群から選択され；
    Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して−ＣＲ−または−Ｎ−であり；
    Ｘ３は−Ｃ（Ｒ）２−、−Ｏ−、または−ＮＲ−であり；
    Ｘａ及びＸｂは独立して−Ｃ（Ｒ）２−、−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
    Ｘａ１及びＸｂ１は独立して−Ｃ（Ｒ）−または−Ｎ−であり；
    Ｘｃ及びＸｄは、存在する場合、独立して任意で置換された酸素、任意で置換されたイオウ、置換された窒素原子、ＢＨ３、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物であり；
    Ｘｅ及びＸｆはそれぞれ独立して−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
    Ｗはそれぞれ独立してＰまたはＳであり；
    Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルから成る群から選択され；
    Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１０、及びＲ１１はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または、Ｃ１−１２脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の二環式炭素環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する複素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する二環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；
    Ｒ８及びＲ９は存在する場合、それぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物から成る群から選択され；
    Ｒはそれぞれ独立して、水素若しくは、Ｃ１−６脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の炭素環式環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する単環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から成る群から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；または
    同じ窒素上の２つのＲ基はその介在原子と一緒になって、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−４のヘテロ原子を有する任意で置換された３−７員環の飽和または部分不飽和の環、またはヘテロアリール環を形成し；並びに
    Ｒａは酸素保護基またはＲである）。
  3. 化合物が、
    以外であるという条件で
    式ＩＩの化合物または薬学上許容可能なその塩：
    （式中、
    環Ａは、
    から成る群から選択され；
    環Ｂは、
    から成る群から選択され；
    Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して−ＣＲ−または−Ｎ−であり；
    Ｘ３は−Ｃ（Ｒ）２−、−Ｏ−、または−ＮＲ−であり；
    Ｘａ及びＸｂは独立して−Ｃ（Ｒ）２−、−Ｃ（Ｒ）＝Ｃ（Ｒ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
    Ｘａ１及びＸｂ１は独立して−Ｃ（Ｒ）−または−Ｎ−であり；
    Ｘｃ及びＸｄは、存在する場合、独立して任意で置換された酸素、任意で置換されたイオウ、置換された窒素原子、ＢＨ３、または任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物であり；
    Ｘｅ及びＸｆはそれぞれ独立して−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ）−であり；
    Ｗはそれぞれ独立してＰまたはＳであり；
    Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルから成る群から選択され；
    Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１０、及びＲ１１はそれぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、または、Ｃ１−１２脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の単環式炭素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の二環式炭素環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する複素環、７−１０員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する二環式複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；
    Ｒ８及びＲ９は存在する場合、それぞれ独立して水素、ハロゲン、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ、−ＣＯ２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）Ｒ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、−Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｃ＝ＮＯＲ、−Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、−Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、−ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物から成る群から選択され；
    Ｒはそれぞれ独立して、水素若しくは、Ｃ１−６脂肪族化合物、フェニル、３−７員環の飽和または部分不飽和の炭素環式環、３−７員環の飽和または部分不飽和の、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−２のヘテロ原子を有する単環複素環、及び窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−３のヘテロ原子を有する５−６員環のヘテロアリール環から成る群から選択される任意で置換された基から成る群から選択され；または：
    同じ窒素上の２つのＲ基はその介在原子と一緒になって、窒素、酸素またはイオウから独立して選択される１−４のヘテロ原子を有する任意で置換された３−７員環の飽和または部分不飽和の環、またはヘテロアリール環を形成し；並びに
    Ｒａは酸素保護基またはＲである）。
  4. 環Ａが
    である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  5. 環Ａが、
    である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  6. 環Ａが
    である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  7. 環Ｂが
    である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  8. 環Ｂが
    である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  9. 各Ｘ１が−Ｎ−である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  10. 各Ｘ２が−Ｎ−である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  11. Ｘ３が−ＮＲ−である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  12. Ｘａが−Ｏ−である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  13. Ｘｂが−Ｏ−である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  14. Ｘａ１及びＸｂ１が−Ｃ（Ｒ）−である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  15. Ｘｃ及びＸｄが双方とも酸素である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  16. Ｘｅ及びＸｆが双方とも酸素である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  17. Ｒ１が、水素、ハロゲン、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルから成る群から選択される上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  18. Ｒ１が−ＯＨである請求項１７に記載の化合物。
  19. Ｒ２が、水素、ハロゲン、−ＯＲａ、−ＳＲ、−Ｎ（Ｒ）２、及び任意で置換されたＣ１−１２脂肪族化合物またはＣ１−４アルコキシ−Ｃ１−４アルキルから成る群から選択される上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  20. Ｒ２が−ＯＨである請求項１９に記載の化合物。
  21. ＲａがＲである請求項１７または１９に記載の化合物。
  22. Ｒ３、Ｒ５及びＲ７がそれぞれ独立して水素、ハロゲン及び任意で置換されたＣ１−６脂肪族化合物から成る群から選択される上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  23. Ｒ３、Ｒ５及びＲ７がそれぞれ水素である請求項２２に記載の化合物。
  24. Ｒ４及びＲ６がそれぞれ独立して水素、ハロゲン及び−Ｎ（Ｒ）２から成る群から選択される上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  25. Ｒ４及びＲ６がそれぞれ−ＮＨ２である請求項２４に記載の化合物。
  26. Ｒ８及びＲ９が水素である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  27. Ｒ１０及びＲ１１が水素である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  28. ＷがＰである上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  29. Ｒが水素である上記請求項のいずれか１項に記載の化合物。
  30. 化合物が式Ｉ−ａのもの
    である請求項１、２または４〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
  31. 化合物が、式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、またはＩＸのもの
    または薬学上許容可能なその塩である請求項１、２または４〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
  32. 化合物が式ＩＩ−ａのもの
    または薬学上許容可能なその塩である請求項１または３〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
  33. 化合物が、式Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ、またはＸＶＩのもの
    または薬学上許容可能なその塩である請求項１または３〜２９のいずれか１項に記載の化合物。
  34. 化合物
    または薬学上許容可能なその塩。
  35. 化合物が、
    または薬学上許容可能なその塩である請求項３４に記載の化合物。
  36. 化合物
    または薬学上許容可能なその塩。
  37. 化合物が、
    または薬学上許容可能なその塩である請求項３６に記載の化合物。
  38. 単離された形態における請求項３４〜３７のいずれか１項に記載の化合物。
  39. 精製された形態における請求項３８に記載の化合物。
  40. 請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物及び薬学上許容可能なキャリアを含む医薬組成物。
  41. 免疫性の疾患、障害または状態の治療方法または予防方法であって、それを必要とする対象に請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物または請求項４０に記載の医薬組成物を投与することを含む、前記方法。
  42. 免疫性の疾患、障害または状態が自己免疫性の疾患、障害または状態である請求項４１に記載の方法。
  43. 免疫性の疾患、障害または状態が、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、及びエカルディ・グティエール症候群から成る群から選択される請求項４１または４２に記載の方法。
  44. 免疫性の疾患、障害または状態が炎症を特徴とする請求項４１に記載の方法。
  45. 免疫性の疾患、障害または状態がｃＧＡＳの活性化が原因で生じる、それによって持続されるまたはそれに関連する請求項４１に記載の方法。
  46. 免疫性の疾患、障害または状態がＳＴＩＮＧの活性化が原因で生じる、それによって持続されるまたはそれに関連する請求項４１に記載の方法。
  47. 化合物の投与がｃＧＡＳ活性の低下を生じる請求項４１に記載の方法。
  48. 化合物の投与がＳＴＩＮＧ活性の低下を生じる請求項４１に記載の方法。
  49. 化合物が化学合成によって調製される請求項４１〜４８のいずれか１項に記載の方法。
  50. ｃＧＡＳの阻害方法であって、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物にｃＧＡＳを接触させることを含む、前記方法。
  51. ＳＴＩＮＧの阻害方法であって、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物にＳＴＩＮＧを接触させることを含む、前記方法。
  52. ｃＧＡＳ調節因子の設計方法または特徴付け方法であって、
    （ａ）少なくとも１つの潜在的な相互作用部位を含むｃＧＡＳ結晶の画像を提供する工程と；
    （ｂ）潜在的なｃＧＡＳ調節因子の構造要素である少なくとも１つの部分を画像にてドッキングさせる工程と；
    （ｃ）潜在的な部分／相互作用部位の相互作用の１以上の特徴を評価する工程とを
    含む、前記方法。
  53. 少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｓｅｒ１９９、Ｓｅｒ４２０、Ｌｙｓ４０２、Ｇｌｕ２１１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ｔｙｒ４２１、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が含まれる請求項５２に記載の方法。
  54. 少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｔｙｒ４２１、Ｔｈｒ１９７、Ｓｅｒ３６６、Ｓｅｒ３６８、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が含まれる請求項５２または５３に記載の方法。
  55. 少なくとも１つの潜在的な相互作用部位には、Ｔｙｒ４２１、Ａｓｐ２１３、Ａｓｐ３０７、Ａｒｇ３６４及びそれらの組み合わせから成る群から選択される部位が含まれる請求項５２、５３または５４に記載の方法。
  56. 少なくとも１つの潜在的な相互作用部位にはＡｒｇ１６１が含まれる請求項５２に記載の方法。
  57. 調節因子が、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物である請求項５２〜５５のいずれか１項に記載の方法。
  58. １以上の特徴には、部分と潜在的な相互作用部位との間の空間的な分離；潜在的な部分と相互作用部位の相互作用のエネルギー、及び／またはそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの特徴が含まれる請求項５２〜５７のいずれか１項に記載の方法。
  59. ｃＧＡＳ結晶の画像とドッキングさせた部分を含む潜在的なｃＧＡＳ調節因子の画像を提供する工程をさらに含む請求項５２〜５７のいずれか１項に記載の方法。
  60. 結合した既知の調節因子、基質または産物を含むｃＧＡＳ結晶のそれと画像を比較する工程をさらに含む請求項５９に記載の方法。
  61. ｃＧＡＳ結晶の構造または配位が組み込まれる及び／または表示されるコンピュータまたはコンピュータで読み取り可能な媒体を含むシステム。
  62. ｃＧＡＳ調節因子の設計方法及び／または特徴付け方法であって、
    （ｉ）ｃＧＡＳ調節因子の１以上の構造的特徴を評価するために請求項５１に記載のシステムを使用する工程と
    （ｉｉ）ｃＧＡＳ調節因子を特徴付けるために１以上の試験管内の、生体内のまたは細胞に基づくアッセイを行う工程とを含む、前記方法。
  63. ｃＧＡＳ調節因子と既知のｃＧＡＳの調節因子、基質または産物との間での競合実験を行う工程をさらに含む請求項５２〜６０または６２のいずれか１項に記載の方法。
  64. 方法がさらに、阻害剤の三次元形状を定義する工程を含む請求項６３に記載の方法。
  65. 表１、２、３、４、５、６または７のいずれか１つの構造配位によって特徴付けられる三次元構造を有する結合ポケットで結合することを特徴とするｃＧＡＳの阻害剤。
  66. 設計されたｃＧＡＳ阻害剤であって、表１、２、３、４、５、６または７のいずれか１つの結晶学的配位を含み、前記結晶学的配位が表１、２、３、４、５、６または７に係るアミノ酸の主鎖原子から約１．５Å以下のほぼ二乗平方根偏差の範囲内にある、前記阻害剤。
  67. ｃＧＡＳ阻害剤の設計または特徴付けを行うために一連の情報を含有し、ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有するコンピュータシステムであって、前記一連の情報が
    （ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる部分へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
    （ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる部分へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
    （ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
    （ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む、前記コンピュータシステム。
  68. ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含有するコンピュータで読み取り可能な保存媒体であって、前記一連の情報が
    （ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
    （ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
    （ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
    （ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む、前記コンピュータで読み取り可能な保存媒体。
  69. ディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含むコンピュータ間でインターネットを通じて伝播する電子シグナルまたは搬送波であって、前記一連の情報がディスプレイユニットを含むユーザーインターフェースを有する一般目的のコンピュータについて一連の情報を含有するコンピュータで読み取り可能な保存媒体を含み、前記一連の情報が、
    （ｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を入力するための論理回路と；
    （ｉｉ）ｃＧＡＳタンパク質を結合することが知られる化学物質へのｃＧＡＳタンパク質の結合に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤を設計するための論理回路と；
    （ｉｉｉ）候補ｃＧＡＳ阻害剤へのｃＧＡＳタンパク質の結合に関する情報を判定するための論理回路と；
    （ｉｖ）工程（ｉｉｉ）での判定に基づいて候補ｃＧＡＳ阻害剤のｃＧＡＳ阻害特性に関する結論を出すための論理回路とを含む、前記電子シグナルまたは搬送波。
  70. ｃＧＡＳポリペプチドの活性の調節方法であって、前記方法が、請求項５２に記載のｃＧＡＳ調節因子にｃＧＡＳポリペプチドを接触させることを含み、調節剤がｃＧＡＳの既知の調節因子、基質または産物ではない、前記方法。
  71. 調節剤が請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物である請求項７０に記載の方法。
  72. ｃＧＡＳポリペプチドを含むまたはｃＧＡＳポリペプチドから成る結晶組成物または結晶可能な組成物。
  73. 請求項７２に記載の組成物の作製方法。
  74. 請求項７２に記載の組成物の使用方法。
  75. 対象におけるインターフェロンのレベルの低下方法であって、前記対象をｃＧＡＳのアンタゴニストに接触させることを含む、前記方法。
  76. 前記アンタゴニストが、分子のｃＧＡＭＰファミリーの異性体の類似体、模倣体または変異体である請求項７５に記載の方法。
  77. 個体にてサイトカインの特性を変える方法であって、分子のｃＧＡＭＰファミリーの異性体の類似体、模倣体または変異体であるｃＧＡＳのアンタゴニストに前記個体を接触させることを含む、前記方法。
  78. １以上のｃＧＡＭＰ化合物と任意で１以上のｃＧＡＳ分子を含むキット。
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