JP2017525750A - ジスルフィド含有タンパク質からコンジュゲートを作製するための方法 - Google Patents

ジスルフィド含有タンパク質からコンジュゲートを作製するための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、少なくとも4つの接触可能なシステイン残基を有するタンパク質からタンパク質コンジュゲートを調製する方法を提供する。一実施形態では、4つの還元可能なジスルフィド連結部を有する抗体を還元し、4対の遊離システインを得る。遊離システインの各対は1,3−ジハロアセトンまたは類似の反応剤と反応させて、各対の硫黄原子を、反応性ケトンを有する3炭素テザーを介して相互に連結する。一対のこれらの反応性ケトンは相互に連結し、単一のペイロード分子を結合するために使用され、したがって抗体を2つのペイロード基にコンジュゲートする。この方法は、抗体あたり2つのペイロードの比に対する高い選択性を有する安定化抗体コンジュゲートをもたらす。

Description

[背景技術]
広範な種類の化学的部分(「ペイロード」)が、酵素、抗体、および他のポリペプチドまたはタンパク質に共有結合し、コンジュゲートを形成してきた。ペイロードは、それらが結合しているタンパク質を位置付けるため(例えば、標識)、タンパク質の物理化学的性質もしくは安定性を改変するため(例えば、PEG化)、タンパク質を別の分子もしくはタンパク質に結合することを可能にするため(コンジュゲートを別の化合物または別のコンジュゲートに連結するための官能基またはカップリング基)、またはペイロードもしくはタンパク質の機能もしくは活性を改変するために(例えば、ワクチンコンジュゲート)使用され得る。タンパク質は、また、抗体−薬物コンジュゲート(ADC)など、結合したペイロードを特定の組織または細胞種に送達する担体としても作用し得る。タンパク質に有用に連結され得る部類のペイロードとしては、検出可能な部分(標識)、タンパク質を表面または別の化合物に結合するアンカー部分、タンパク質にコンジュゲートされた場合に免疫応答を誘発する抗原、化学相補性のカップリングパートナー(coupling partner)と容易に反応する(したがって、タンパク質を別の構成体(entity)に連結する)カップリング基、ならびに細胞毒(cytotoxins)および他の生物活性剤などの治療的な部分が挙げられる。
これらの多様な構造を、制御して、再現可能にタンパク質に結合させることは、特にそれらが治療剤として使用される場合に、コンジュゲートが正確に機能するためにしばしば重大な意味を持つ。ADCにおいて、例えば、抗体に結合したペイロード化合物の数を注意深く制御することが重要であるが、担体が大きな複合タンパク質であるためそれは容易ではない。例えば、特定の標的、リンカー、および細胞毒により、有効性、安定性、および安全性などの要因の均衡を保つため、ADCの最適なDAR(drug to antibody ratio:薬物抗体比)は1から6以上まで異なってもよい。ADCが、異なる薬物/抗体比(DAR)を有する混合物として作製される場合、分離が難しく、生成物の一貫性が、治療および調節双方の理由から重要である。したがって、薬物−抗体比の良好な制御、ならびに有効なコンジュゲートおよびペイロード結合点の一貫した配置を有するADCを生成する方法が必要である。
これらの問題のいくつかに対処するために、ペイロードをタンパク質に結合するいくつもの方法が開発されてきた。例えば、Sletten, E. M. and Bertozzi, C. R. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6974-6998;Basle', E.; Joubert, N.; Pucheault, M. Chemistry & Biology 2010, 17, 213-227;およびHermanson, G. T. Bioconjugate Techniques, 2nd ed.; Academic Press: San Diego, CA, 2008参照。最も一般的なコンジュゲート方法は、多くの天然タンパク質において天然に存在する特定のアミノ酸の化学反応性に依拠し、リシンおよびシステインは、ペイロードをタンパク質に連結するための反応部位を与えるため、しばしば使用される。タンパク質は、しばしば結合されるペイロードの最適な数よりも多くのリシンを有するが、一貫した均質な生成物をもたらすために、利用可能なリシンの全てを占拠するのに十分なペイロード部分を加えることは、最適な有効性に対して過剰のペイロード分子を加える可能性があり、部分的なローディング(loading)は典型的には、様々な理由で問題となり得る不均質な生成物をもたらし、最初に商業化されたADCであるMylotarg(商標)の場合、例えば、ADC製品の不均質さは、製品を登録から取り下げる決定をもたらす問題の一因になったように思われる。Fuenmayor, et al., Cancers, vol.3, 3370-93 (2011)。
天然タンパク質におけるシステインの出現頻度は、リシンの出現頻度より低く、システインは、十分な数が利用できる場合コンジュゲートの部位として使用するのに好適となり得る。存在するシステインが少な過ぎる場合、標準的なタンパク質修飾方法により1つまたは複数を挿入し得る。しかし、システインの挿入またはジスルフィドの除去による天然タンパク質配列の修飾を避けることがしばしば好ましい。ジスルフィドを還元することにより、ジスルフィドを2つの遊離システインに変換することは難しくないが、そうすることは、タンパク質の二次または三次構造を破壊する可能性がある。
タンパク質上のジスルフィドを還元することにより形成されるシステイン残基の間にテザーを挿入するためのいくつかの方法が報告されている。この手法は、典型的な抗体構造が、タンパク質工学を使わずに利用され得る4つの還元可能な鎖間ジスルフィドを含有するため、ADC製造に特に魅力的である。そのようなコンジュゲートのために使用される1つの方法は、スルホン置換メタクリレート誘導体を含む。米国特許出願公開第2006/0210526号明細書。この方法は、第二の硫黄原子のアルキル化が起こる前に除去ステップを必要とする反応性中間体を形成する。その多段プロセスの条件は、システイン間のリンカー(テザー)の不完全な形成をもたらす可能性があり、反応条件はタンパク質の変性を起こし得る。別の手法は、マレイミド誘導体、例えば3,4−ジブロモマレイミドを使用する。国際公開第2011/018613号パンフレット。しかし、このプロセスで形成されるコンジュゲートは、マレイミド環へのチオールのマイケル付加が可逆的であるため、安定性の問題を受ける可能性があり、その結果、硫黄原子間のテザーまたはペイロードそれ自体が失われ得る。したがって、有効なコンジュゲート、安定性、および一貫したペイロード/タンパク質比も提供しながら、鎖間ジスルフィドの安定化効果を諦めることなくジスルフィド基をコンジュゲート部位に変える新規の方法が必要である。本発明は、このようなADCを作製するための有用な方法を提供する。
一態様では、本発明は、抗体上の2つのジスルフィドを使用して、ペイロードをタンパク質に連結し、タンパク質コンジュゲートを形成する方法を提供する。該方法は、ジスルフィドを還元して遊離チオール基を与えるステップ、および2つのチオール基を、それらがジスルフィドを形成した場合に占拠するほぼ同じ位置にそれらを保持する橋かけ基と相互に結び付けるステップを含む。システイン基を、それらのほぼ同じ位置に保持することは、ジスルフィドの還元時に起こり得るタンパク質の構造への任意の有害効果を最小限にする。2つのチオール基を相互に連結するために導入されるテザーは、対象のペイロードを結合するのに使用され得る反応性官能基を含有する。いくつかの実施形態では、テザーはヒドロキシルアミン基とオキシム連結部(linkage)を形成するのに十分反応性であるカルボニル基を含有し、ペイロードはそのような連結部を形成することにより活性化タンパク質にコンジュゲートされる。例えば、還元タンパク質はジクロロアセトンまたはジブロモアセトンなどの1,3−ジハロアセトンと反応し、それにより2個の硫黄原子を相互に連結する3炭素テザーを挿入することができる。これはジスルフィドの効果、すなわちジスルフィドが存在した場合に有したものと非常に類似した構造のタンパク質を保持することを適切に模倣している可能性があるが、ジスルフィドよりも優れた安定性ならびにペイロードに結合する場所も与える。本発明の方法および組成物において使用されるテザーは、化学的な反応性官能基を与え、2つのシステインの硫黄原子間にこの種のテザーを含有するタンパク質は、本明細書において活性化タンパク質と呼ばれる。各ケトンがペイロードを結合するために使用され得るが、本発明において2つのそのようなケトンまたは他のテザー形成基(tethering groups)は、ペイロードに新しい結合点を与える橋かけ基と共に連結される。2つのS−Sテザーを使用して、1つのペイロードを担持する橋かけ基を結合した結果として、所与のポリペプチドにおけるペイロード化合物の数は、コンジュゲート方法において使用されるジスルフィドの数の半分である。本明細書における図面は、本発明のコンジュゲートの略図を提供する。ジスルフィドを使用して、コンジュゲートを形成する他の方法は、国際公開第2014/083505号パンフレットおよびPCT/IB2014/066300に記載される。国際公開第2014/083505号パンフレットおよびPCT/IB2014/066300の全内容および優先権書類は、全ての目的に関して参照により本明細書に明確に組み込まれる。
これらの方法は、2つ以上の接触可能なジスルフィド連結部を有する任意のタンパク質に適用でき、500Daを超える、典型的には2,000Daを超える分子量を有し、ジスルフィドが本来の形態または活性な形態のタンパク質に存在する、天然タンパク質に通常有用である。該方法は、1つを超えるジスルフィド、2〜10個など、または典型的には最大6個のジスルフィド基(その少なくとも2つは、従来のジスルフィド還元剤により還元されるのに十分接触可能である)を含有するタンパク質と共に使用され得る。これらの方法は、利用されるジスルフィド基のそれぞれの対に少なくとも1つのペイロードを含有するコンジュゲートをもたらし、コンジュゲートはタンパク質の本来の構造または活性な構造を実質的に保持する。
図1はどのようにジスルフィドが活性化され、ポリペプチド−ペイロードコンジュゲートを作製するために使用され得るかを例示するスキームを示す図である。 図2はコンジュゲートを形成するための本発明の方法において使用され得る鎖間ジスルフィドの存在および位置を例示する、一般的な抗体の図解を提供する図である。 図3Aは活性化ポリペプチド、および本発明のポリペプチド−ペイロードコンジュゲートを作製するために使用されるジスルフィドを有する抗体のサブユニットを表す図である。 図3Bは活性化ポリペプチド、および本発明のポリペプチド−ペイロードコンジュゲートを作製するために使用されるジスルフィドを有する抗体のサブユニットを表す図である。 図3Cは活性化ポリペプチド、および本発明のポリペプチド−ペイロードコンジュゲートを作製するために使用されるジスルフィドを有する抗体のサブユニットを表す図である。 Fc、12、および14(実施例1)のSDS−PAGEゲルを示す図である。 実施例2の生成物のSDS−PAGEゲルを示す図である。 実施例4および5の生成物のSDS−PAGEゲルを示す図である。
本明細書で使用される「タンパク質」およびポリペプチドは、アミド(ペプチド)結合により連結された10個以上のアミノ酸残基を含有するペプチドを指す。タンパク質またはポリペプチドは単一の連続した鎖であってよく、自然に会合して安定な複合体を形成する2つ以上の鎖を含んでもよく、環状ポリペプチドであるか、環状ポリペプチドを含んでよい。典型的には、本明細書に記載のタンパク質は、天然に存在するアミノ酸を主として含むか、または天然に存在するアミノ酸のみを含むが、本明細書に記載の方法は、1つまたは複数の非天然アミノ酸を含有するポリペプチドでも同等に有用である。通常(必ずしもそうではないが)、アミノ酸はほとんどが、または完全にL配置を有し、一般の「必須」アミノ酸から選択される。該方法は、2つ以上のペプチド鎖を含有するポリペプチド複合体との使用にも好適であり、本発明の方法のために使用されるジスルフィド結合は鎖間または鎖内ジスルフィドであってよい。
略語
DCM ジクロロメタン
DIC ジイソプロピルカルボジイミド
DIPEA ジイソプロピルエチルアミン
EDT エタンジチオール
HBTU N,N,N’,N’−テトラメチル−O−(1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)ウロニウムヘキサフルオロリン酸
MeCN アセトニトリル
NMP N−メチルピロリジノン
PBS リン酸緩衝化生理食塩水
TCEP トリス(カルボキシエチル)ホスフィン
TFA トリフルオロ酢酸
TIPS トリイソプロピルシラン
本発明の一実施形態の例を図3A〜3Cに示す。図は一般的な抗体を模式的に示し、4つの鎖間ジスルフィド結合を示す。一実施形態では、鎖間ジスルフィドは全て還元され、ジスルフィド由来の8つの遊離チオールを有する還元タンパク質を形成している。次いで還元ポリペプチドは、ジハロアセトンまたは類似のビス求電子剤(例えば、1,3−ジクロロアセトンまたは1,3−ジブロモアセトン)と反応して、活性化タンパク質を形成することができ、ここでチオールの各対は官能化されたテザーを介して相互に連結され、この例におけるテザーは、シッフ塩基の形成に対して反応性である遊離ケトン基を含有する。次いで、ビスアルコキシアミン橋かけ基を活性化ポリペプチドのケトンと反応させ、ここで単一のペイロード基は橋かけ基に結合する。
本発明の方法は、ジスルフィドの硫黄原子間に他のテザー形成基と共に使用することもできる。例えば、環状基を用いてスルフヒドリル基を相互に結び付ける方法は、当技術分野において公知であり、環窒素にペイロードが結合したジブロモマレイミドを用いる。これらは、ここに描いたように、リンカー部分を相互に結び付けて、1つのペイロード化合物を担持する橋かけを形成することにより、本発明のコンジュゲートの生成に適応できる。この二重の結合は、ペイロード(細胞毒)を早まって放出し得る、マレイミド環上へのSの可逆的なマイケル付加によって起こる可能性のある問題も減らすはずである。4個の硫黄原子で結合したコンジュゲートでは、ペイロードの早まった放出のリスクは減少するはずである。
同様に、置換したメタクリレートからマイケル付加/脱離によりペイロードを連結するために、一対の硫黄原子を用いる方法も当技術分野において公知であり、本発明のコンジュゲートを提供するように適応できる。1つのペイロードを、メタクリレートのカルボキシレートを介して連結する代わりに、2つのメタクリレート基を、ここに示すように、タンパク質とのコンジュゲート前後のいずれかで相互に橋かけすることができる。
本発明の方法は、タンパク質を変性することなく還元し得る少なくとも2つのジスルフィド連結部を含有する、または1,3−ジハロアセトン反応剤との反応により対で連結され得る4つ以上の遊離システイン残基を含有する、ほとんどのポリペプチドからコンジュゲートを形成するための使用に好適である。典型的には、ポリペプチドは本明細書に記載の条件下でチオールがジクロロアセトンまたはジブロモアセトンと反応し、2つのチオールの少なくとも50%の架橋をもたらし、架橋の程度はしばしば少なくとも約70%、80%、または90%であるものである。
相互に連結される一対のシステインは、単一のポリペプチド鎖上に存在することができ、またはポリペプチド複合体を形成する別々のポリペプチド鎖上に存在することができる。特定の実施形態では、該方法は2〜6個のジスルフィド連結部または4〜8個の遊離システイン残基を有するタンパク質またはポリペプチドを利用し、ジスルフィドの少なくとも2つの還元を含む。ジスルフィド含有ポリペプチドは、単一のポリペプチド配列内に一対のジスルフィド連結部を含有する、ジスルフィド(または2つ以上のジスルフィド)が1つのポリペプチド配列を別のアミノ酸またはポリペプチドに連結するポリペプチド複合体を含む、少なくとも10個のアミノ酸残基、好ましくは少なくとも50個のアミノ酸を有する任意のポリペプチドであってよく、ただし、硫黄原子間にテザーを挿入するためにジスルフィドを還元するときに、複合体が急速に解離しないものとする。本発明の方法において使用する典型的なタンパク質としては、約50〜約5000個のアミノ酸、典型的には少なくとも100個のアミノ酸および最大約2000個を含有する環状ペプチドおよび線状ペプチド、例えば、酵素または受容体などの機能性タンパク質;少なくとも2つのジスルフィド連結部(2つの別個のポリペプチド鎖をしばしば連結している)を有するタンパク質複合体;構造タンパク質;ワクチンの足場として使用されるCRM197またはアジュバント活性を有する他のタンパク質などのタンパク質;および特に、少なくとも2つの還元可能なジスルフィド結合、例えばFcを有する抗体または抗体断片が挙げられる。これらの方法に特に有用なタンパク質としては、抗体、特に操作された抗体を含むモノクローナル抗体、改変抗体、および2つの鎖間ジスルフィドを有する抗体断片;CRM197などのワクチン担体タンパク質;および少なくとも2つのジスルフィド連結部または少なくとも4つのシステイン残基を有し、500と500,000の間、典型的には1,000と200,000の間の分子量を有する単鎖タンパク質が挙げられる。抗体または他のタンパク質を操作して、例えば、2つ以上のシステイン残基を導入する方法、および抗体を修飾する方法は、当技術分野において周知である。
該方法は、当技術分野において公知の方法により容易に還元される2〜4個の接触可能な鎖間ジスルフィド結合を有する、IgGおよびFcを含む、少なくとも2つの還元可能なジスルフィドを含有する抗体または抗体サブユニットで特に有用である。
本発明の方法および組成物において使用するジスルフィド含有タンパク質のジスルフィド連結部は、還元されて4つ以上の遊離チオール基を形成し、そのような還元のための方法は、当技術分野において周知である。いくつかの実施形態では、還元は、タンパク質の周囲の溶媒に容易に接触可能なジスルフィド連結部を選択的に還元する還元剤を使用して実施される。1つの好適な還元剤は、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)およびその塩である−Analytical Biochemistry 273, 73-80 (1999)参照。ジチオトレイトール、2−メルカプトエタノール、システアミン、およびジチオブチルアミンなどの他の公知のジスルフィド還元剤(JM Perkel, Chem. Eng'g News, Feb. 29, 2012;Lukesh, et al., J. Am. Chem. Soc., 134, 4057-59(2012))ならびにトリブチルホスフィンなどのトリアルキルホスフィン(国際公開第2008/157380号パンフレット)も使用できる。
連結基L、LおよびLは、TおよびTをAに連結する、およびAをペイロードRに連結する任意の好適な有機連結部であってよい。LおよびLの好適な例としては、同一または異なっていてもよく、[T]−(CH1〜6−[A]、[T]−(CH1〜6C(=O)−[A]、[T]−(CH1〜6C(=O)−NH−[A]、[T]−(CH)C(=O)−O−[A]、[T]−(CHCHO)−[A]、[T]−フェニル−C(O)NH−[A]、およびこれらの組み合わせが挙げられ、ここで、nは典型的には1〜20であり、[T]および[A]はそれぞれリンカーのどの末端が基TまたはTに結合され、どの末端が基Aに連結するかを示す。Lの好適な連結部のいくつかの例としては、[A]−C(=O)(CH1〜6−[R]、[A]−CHC(=O)−[R]、[A]−CHC(=O)−NH−[R]、[A]−CHC(=O)−O−[R]、[A]−(CHCHO)−[R]、[A]−フェニル−C(O)NH−[R]などが挙げられ、ここで、nは典型的には1〜20であり、[A]および[R]はそれぞれリンカーのどの末端が基Aに結合され、どの末端がペイロードRに連結するかを示す。いくつかの実施形態では、リンカーLは、コンジュゲート上のペイロードローディングを増加させるために2つのペイロードを結合することができる。他の実施形態では、リンカーLは、コンジュゲート上のペイロードローディングを増加させるために3つのペイロードを結合することができる。1つを超えるペイロードが所与のリンカーに結合される場合、ペイロードは同一または異なっていてよい。好適なリンカーはまた、これらの基の構成成分の組み合わせも含み:リンカーの性質は本発明の実行にとって重要ではなく、少なくとも1つのペイロードRへの結合のための方法の便利さおよび入手可能性、またはコンジュゲートの所望の物理化学的性質、またはその意図された使用に基づくことができる。好適なリンカーの選択は、通常の技量のレベル内であり、ペイロードRの構造、およびペイロードRをリンカーLに結合するために修飾する利用可能な方法、ならびに計画する用途にとって開裂可能なリンカーの使用が望ましいかどうかに依存する。典型的には、リンカーはアミドまたはエステル基を介して一端または両端で結合され、しばしば、リンカーLはプロテアーゼまたはエステラーゼ活性により生体内での溶解を可能にするペプチド結合を含有し(例えば、カテプシンBにより開裂されるジペプチドのval−cit、または同様にカテプシンBにより開裂可能なGly−phe−leu−gly)またはエステルを含有し;任意選択でリンカーは1つまたは複数のエチレンオキシド単位(−OCHCH−);多くの実施形態では、リンカーは少なくとも1つおよび最大6個のアミノ酸部分を含有する。リンカーL、L、およびLの好適な実施形態は、以下の群;
(a)結合、−O−、−S−、−S−S−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−NH−C(O)−NH−、−C(O)−NH−、−NH−C(O)−、
(b)(C〜C20)アルキレン、(C〜C20)アルケニレン、(C〜C20)アルキニレン、−Z−(C〜C20)アルキレン−、−Z−(C〜C20)アルケニレン、−Z−(C〜C20)アルキニレン、(C〜C20)アルキレン−Z−(C〜C20)アルキレン、(C〜C20)アルケニレン−Z−(C〜C20)アルケニレン、(C〜C20)アルキニレン−Z−(C〜C20)アルキニレン、[式中、Zは−C(O)−、−NH−、−N(C〜C)アルキル)−、−NH−C(O)−NH−、−C(O)−NH−、−NH−C(O)−、(C〜C)シクロアルキレン、フェニレン、ヘテロアリーレン、またはヘテロシクレンであり、前記(C〜C20)アルキレン、前記(C〜C20)アルケニレン、および前記(C〜C20)アルキニレン部分はそれぞれ独立に、酸素原子が少なくとも1個および好ましくは2個の炭素原子により分けられるように、前記部分内に内部分散された1個または複数の酸素原子を任意選択で含有する]、
(c)(C〜C)シクロアルキレン、(C〜C)シクロアルキレン−Y−(C〜C)シクロアルキレン、−Y−(C〜C)シクロアルキレン、フェニレン、−Y−フェニレン、フェニレン−Y−フェニレン、ヘテロアリーレン、Y−ヘテロアリーレン、ヘテロアリーレン−Y−ヘテロアリーレン、ヘテロシクレン、−Y−ヘテロシクレン、またはヘテロシクレン−Y−ヘテロシクレン、[式中、Yは、(C〜C20)アルキレン、(C〜C20)アルケニレン、(C〜C20)アルキニレン、−O−、−C(O)−、−S−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−NH−C(O)−NH−、−C(O)−NH−、または−NH−C(O)−であり、前記(C〜C)シクロアルキレン、前記フェニレン、前記ヘテロアリーレン、および前記ヘテロシクレン部分は、それぞれ独立に、ハロ、(C〜C)アルキル、またはハロ置換(C〜C)アルキルから選択される1〜3個の置換基で任意選択で置換される]、
(d)−[OCHCH−(式中、vは1〜20、好ましくは1〜10である)、および
(e)1〜100個のアミノ酸、好ましくは1〜30個または1〜6個のアミノ酸を含むペプチド
から選択される1つまたは複数の構成成分も含み得る。
さらに、Lは、Val−Cit(バリン−シトルリン、カテプシンBにより選択的に開裂されるジペプチド)、またはval−cit−PABC(バリン−シトルリンp−アミノベンジルカルバメート、Bioconjugate Chem. 19(10), 1960-63 (2008)参照)、ジスルフィド、またはこの式:
(式中、[A]は式(I)における基Aへの結合点を示し、[R]はペイロードRへの結合点を表す)に存在するリンカーなどの、グルクロニダーゼにより開裂されるリンカーなどの開裂可能なリンカーであってよい、またはそれを含んでよい。(ACS Med. Chem. Letters, vol. 1, 277-280 (2010))。このような開裂可能なリンカーは好ましくは式(I)におけるLとして使用されるが、Lおよび/またはLとしても使用され得る。
ペイロード(R)は、タンパク質に結合するのに有用である任意の部分であってよい。タンパク質に有用に結合され得る化合物の多くの例は、当技術分野において公知である。例には、金属イオンを結合し、コンジュゲートの検出性をもたらすキレート剤を含む、使用者がタンパク質を位置付けまたは同定することを可能にする標識部分;タンパク質の精製もしくは単離、またはその表面への固定を容易にする、ビオチンまたはアビジン、ポリヌクレオチド、抗体またはその断片、5〜15個のアミノ酸残基を含有するポリ−Argまたはポリ−lysなどの結合部分;脂肪酸基またはポリエチレングリコール(PEG)などの性質改変基;特定の種類の細胞またはバクテリアに特有である多糖または細胞表面タンパク質などの抗原性基;修飾タンパク質またはペプチドが別の分子に結合することによる、二重特異性抗体など、より複雑なコンジュゲートの作製を可能にするカップリング基(図2参照);ならびに医薬化合物を含む生物活性化合物、および所望の効果をもたらし得る所望の組織または細胞までタンパク質上でヒッチハイクできる放射性核種ならびに細胞毒が挙げられる。これらのヒッチハイクする化合物は、それらがタンパク質またはその部分にコンジュゲートされたままで作用できるか、連結基が生体内で容易に開裂できるものである場合、それらの化合物は最初にタンパク質から離れ得る。これらの方法での使用に好適な医薬ペイロードとしては、微小管重合阻害剤、トポイソメラーゼI阻害剤、挿入剤、細胞内シグナル伝達経路の阻害剤、キナーゼ阻害剤、およびDNA小溝結合剤が挙げられ、マイタンシノイド、アウリスタチン、カリチアマイシン、プシンベリン(psymberins)、ジュオカルマイシン、アントラサイクリン、カンプトテシン、ドキソルビシン、タキソール、ピロロベンゾジアゼピンなどの化合物の部類が挙げられる。
治療的または診断的用途を有するこれらの医薬ペイロードの具体的な例としては、パクリタキセル、ドセタキセル、エトポシド、テノポシド(tenoposide)、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ミトラマイシン、アクチノマイシン、グルコルチコイド(glucorticoid)、ピューロマイシン、エピルビシン、シクロフォスファミド、メトトレキサート、シタラビン、f−フルオロウラシル、プラチン、ストレプトゾトシン、ミノマイシンC、アントラサイクリン、ダクチノマイシン、またはアクチノマイシン、ブレオマイシン、ミトラマイシン、アントラマイシン、ジュオカルマイシン、イフォスファミド、ミトキサントロン、ダウノマイシン、カルミノマイシン、アニモテリン、メルファラン、エスペラミシン、レキシトロプシン、アウリスタチン(例えば、アウリスタチンE、アウリスタチンF、AEB、AEVB、AEFP、MMAE、MMAF)、エロイトロビン、ネトロプシン、ポドフィロトキシン、マイタンシノイド(maytansiods)(マイタンシンおよびDM1を含む)、およびコンブレタスタチン(combretestatins)が挙げられる。
ペイロードとして使用され得る好適なカップリング基(コンジュゲートを別の部分にカップリングするのに使用され得る基)としては、マレイミド、チオール、α−ハロケトン(例えば、−C(=O)−CH−X、ここでXはクロロ、ブロモ、またはヨードである)、カルボン酸、アミン、ヒドロキシル、アルケン、アルキン(銅不含「クリック」化学で使用され得る環状オクチンを含む)、アジドなどが挙げられる。これらのカップリング基を使用して、本発明のコンジュゲートを相補的カップリング基を有する他の化合物に連結するための方法は、当技術分野において周知であり、チオールのマレイミドへのマイケル付加、チオールのα−ハロケトンでのアルキル化、アミンとカルボン酸の間のアミド結合形成、1,2,3−トリアゾール環を形成することによってアジドをアルキンに連結するための「クリック」化学(例えば、Meldal, et al., Chem Rev., vol.108, 2952-3015 (2008)参照)、および「銅不含クリック」化学が挙げられる。例えば、Meeuwissen, et al. Polymer Chemistry, vol.3, 1783-95 (2012)参照。「相補的」カップリング基は、容易に化合して共有結合を形成する2つのカップリング基、例えば前述した対(アミドを形成するためのカルボキシレート+アミン;1,2,3−トリアゾールを形成するためのアジド+アルキン;チオールがマイケル付加を介して二重結合に付加する、マレイミド+チオール;チオールのアルキル化によってα−チオケトンを形成するα−ハロケトン+チオールなど)である。特定の例において、ペイロード(R)として役立つためのカップリング基は、ハロゲン、−C≡CH、−C=CH、−OH、−SH、−SO−CH=CH、−O−NH、−N、−O−P(O)(OH)、−C(O)−H、−C(O)−CH、−NH−C(O)−CH−I、マレイミジル、3,5−ジオキソ−1,2,4−トリアゾリジン−4−イル、1H−ピロール−2,5−ジオン−1−イル、ピリジン−2−イル−ジスルファニル、テトラヒドロ−1H−チエノ[3,4−d]イミダゾール−2(3H)−オン−4−イル、1−カルボニルオキシ−2,5−ジオキソピロリジン、1−カルボニルオキシ−2,5−ジオキソピロリジン−3−スルホン酸ナトリウム、−SSR、−C(O)−OR、−N(R)H、−NH−N(R)Hからなる群から選択され、ここでRは、Hまたは(C〜C)アルキル、および−C(O)−Rであり、Rは、H、(C〜C)アルキル、ハロ置換(C〜C)アルキル、−CH=CH、N(R)H、または−NH−N(R)Hである。
以下に挙げる実施形態は本発明の特定の態様を例示する。
1.
(式中、円は、示したもの以外の修飾を含み得るポリペプチドまたはポリペプチド複合体を表し、
各Sは、ポリペプチドまたはポリペプチド複合体のシステイン残基の硫黄原子であり、
およびTは、それぞれ1〜5個の炭素原子を介して2個の硫黄原子を連結するテザーを表し、TはLにも結合し、TはLにも結合しており、
およびLはそれぞれ、TまたはTをそれぞれAに連結する連結基を表し、
は、AをRに連結する連結基であり、
Aは、L、L、およびLを連結する基を表し、
Rは、ペイロードまたはペイロードを結合するための反応性官能基を表す)
を含むポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
2.ポリペプチドが抗体または抗体Fcである、実施形態1のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
3.TおよびTのそれぞれが、結合した硫黄原子同士を連結する3炭素原子の鎖を含む、実施形態1または2のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
4.Tが、式−CH−C(=N−O−[L])−CH−(式中[L]は、TのLへの結合点を示す)の基を表す、実施形態1〜3のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
5.Tが、式−CH−C(=N−O−[L])−CH−(式中[L]は、TのLへの結合点を示す)の基を表す、実施形態1〜4のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
6.LおよびLが同一である、実施形態1〜5のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
7.ポリペプチドが抗体または抗体Fcであり、コンジュゲートしていない抗体または抗体FcにおいてTに結合する2個の硫黄原子がジスルフィド結合を形成する、実施形態1〜6のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
8.ポリペプチドが抗体または抗体Fcであり、コンジュゲートしていないポリペプチドにおいてTに結合する2個の硫黄原子がジスルフィド結合を形成する、実施形態1〜7のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
9.Rが、治療剤、検出可能な標識、抗原、または結合基を表す、実施形態1〜8のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
10.Rが、細胞毒を表す、実施形態9のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
11.Aが、N、CH、フェニル、C3〜6シクロアルキル、または環員としてN、O、およびSから選択される最大2個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロ環基もしくはヘテロアリール基である、実施形態1〜10のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
12.式
(式中、円は抗体を表す)
のものである、実施形態1〜11のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
13.式(IIa)
(式中、Rは、治療剤、検出可能な標識、またはN、COOH、NH、SH、−S−Ar、マレイミド、およびHC≡C−から選択される官能基であり、Arはフェニルまたはピリジルを表し、
、L、およびLは、連結基であり、
Aは、N、CH、フェニル、C3〜6シクロアルキル、または環員としてN、O、およびSから選択される最大2個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロ環基もしくはヘテロアリール基である)
の化合物またはその塩。
14.LおよびLが同一である、実施形態13の化合物。
15.Rが細胞毒である、実施形態13または14の化合物。
16.Lが、−(CH1〜6−、−(CHCHO)1〜6−、および−(OCHCH1〜6−から選択される少なくとも1つの基を含む、実施形態13または14の化合物。
17.式
(式中、Rは、Hまたは(C〜C)アルキルである)
のものである、実施形態13〜16のいずれか1つの化合物。
18.R−L−が、式R−Z−C(=O)−(式中、Zは、−(CH1〜6−、−(CHCHO)1〜6−、および−(OCHCH1〜6−から選択される少なくとも1つの基を含む)のものである、実施形態13〜17のいずれか1つの化合物。
19.式(IIa)または(IIIb):
(式中、円は、挿入したカルボニル基により活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を表し、各Sは、ポリペプチドまたはポリペプチド複合体に含まれるシステイン残基の硫黄原子を表す)
の活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を実施形態13〜18のいずれか1つの化合物と接触させるステップを含む、ポリペプチド−ペイロードコンジュゲートを調製する方法。
20.ポリペプチドまたはポリペプチド複合体が、抗体または抗体のFc部分である、実施形態19の方法。
21.抗体または抗体Fcの少なくとも2つのジスルフィド結合を還元して、還元されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を作製するステップと、
還元されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体をジクロロアセトンと接触させて、活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を提供するステップと
を含む方法により、活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を調製するステップをさらに含む、実施形態19または20の方法。
22.実施形態1〜11のいずれかのポリペプチド−ペイロードコンジュゲートおよび少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤、または緩衝液を含む医薬組成物。
本発明の方法は、修飾されるタンパク質のジスルフィドを還元するステップと、2つの遊離チオール基を含有する還元タンパク質を形成するステップを含む。還元タンパク質を、還元タンパク質上の両方の遊離チオールと反応することができる官能化されたテザー形成化合物(tethering compound)と接触させて、コンジュゲートに好適であるテザー上に少なくとも1つの官能基も保持しながら、遊離チオールを相互につなぐ;または、代わりに、結合される基が、テザー形成基がタンパク質に付加される前にテザー形成基にすでに連結されていてもよい。いくつかの実施形態では、テザー上の官能基はカルボニル基、例えば、遊離チオールが1,3−ジハロケトンと反応することができる場合に得られるケトンである(図1参照)。遊離チオールは、強力に求核性であるため、それらは、ハロゲン化アルキルまたはトシル酸アルキルなどの求電子剤と、脱離基の置換および硫黄−炭素共有結合の形成を含む非可逆反応を介して容易に反応する。官能化されたカルボニル含有テザー形成化合物のいくつかの好適な例としては、1,3−ジクロロアセトンおよび1,3−ジブロモアセトンが挙げられる。これらの試薬は、スルフヒドリルを相互につなぐことによって小さな環状ペプチドにおけるジスルフィド部分の安定化をもたらすのに使用されてきた。例えば、国際公開第2008/157380号パンフレット(ジクロロアセトンと還元環状ペンタペプチドとの反応、それに続くカルボニルの還元)を参照。1,3−ジヒドロキシアセトンのスルホン酸エステル(例えば、メシル酸エステル、トリフル酸エステル、フェニルスルホン酸エステル、トシル酸エステルなど)も使用され得る。これらの試薬は、還元タンパク質の遊離チオールに対して十分に反応性であるため、適度に迅速な反応をもたらして、相互につないだ2つのシステイン残基を備えた活性化タンパク質を形成し、ここで遊離チオールのそれぞれは、官能化されたテザー形成基に共有結合される。
還元タンパク質および官能化されたテザー形成化合物は、テザー形成化合物と還元タンパク質の2つの遊離チオールの間の反応を促進するのに好適な条件下で、特に以前はジスルフィド結合で連結された両方の遊離チオールを、今度は直接的ジスルフィド結合に代わってそれらを連結する短いテザーを用いてもう一度相互に結び付けるようにテザー形成化合物の単一分子と反応させるのに有利である濃度および温度の条件下で接触させる。この反応は、図1に例示するように、2個の硫黄原子間に官能化されたテザー[−CHC(O)−CH−]を有する活性化タンパク質を形成する。図1のテザーは、クリーンで効率的なシッフ塩基形成化学反応を介してペイロードを効率的に結合するのに使用できるカルボニルを含む。
本発明のため、少なくとも2つのジスルフィドが還元されコンジュゲートのために使用される。図1に示すように、テザー形成基がコンジュゲート部位として役立つ反応性ケトンを含有する場合、タンパク質は、典型的には、通常同一である2つのテザー形成基で活性化される。2つの活性化テザー形成基は、次いで2つのアミノオキシ基を有する橋かけ試薬との反応により相互に連結される−図3参照。橋かけ基は、次いでペイロードに結合点を与える。
本考察全体を通して、タンパク質は、たとえそれが円または球として示されていても、10個よりも少ないアミノ酸の小さなポリペプチド、あるいは大きな酵素または2つ以上のサブユニットもしくはポリペプチド鎖の複合体であってよいと理解される。ジスルフィドの2個の硫黄原子は、多重複合体の1つのサブユニット上にあってよいか、またはタンパク質複合体の異なる鎖上にあってよい。本明細書に記載の形質転換に関与するジスルフィドに加えて、タンパク質はまた、還元され得るか、またはタンパク質内でのそれらの位置により還元される可能性のない、他のジスルフィド連結部も含有し得る。本発明の方法は、公知の方法を利用して、タンパク質の全体的形状および機能を維持するために、または相互に連結された2つのサブユニットを複数サブユニット複合体中に保持するために必須である可能性がある「埋め込まれた」ジスルフィドをしばしば還元することなく、折りたたまれたタンパク質の表面付近の溶媒に接触可能なジスルフィド連結部を選択的に還元することができる。
一度、活性化タンパク質が形成されると、ペイロードは、テザーが反応性ケトンを含有する場合、オキシム形成など好適な方法によって結合され得る。図3A〜3Cおよび実施例のいくつかにおいて例示するように、ペイロードを含有するビスアミノオキシ化合物は1つのステップで付加され得る;代わりに、官能基を有するアルコキシアミンは、テザーに付加され、官能基は、続くステップにおいてペイロードを結合するために使用され得る。
典型的には、活性化タンパク質は、活性化タンパク質の精製も単離もすることなく、ペイロードを含有するアミノオキシ化合物、またはペイロードを結合するために使用できる基と接触する。実施例は、まずタンパク質上に反応基を導入すること、次いで反応基を用いて細胞毒を結合することを例示する。
下記の実施例では、以下のHPLC方法が使用される。
方法A;
溶離液A:水+0.1%ギ酸、溶離液B:アセトニトリル+0.08%ギ酸
グラジエント:2分間でBを3から80%へ−流速1.0ml/分、カラム:Proswift Monolith 4.6×50mm、40℃
方法B;
溶離液A:水+0.1%ギ酸、溶離液B:アセトニトリル+0.04%ギ酸
グラジエント:2分間でBを3から80%へ−流速1.0ml/分、カラム:Proswift Monolith 4.6×50mm、40℃
方法C;
溶離液A:水+3.75mM酢酸アンモニウム+2%アセトニトリル、溶離液B:アセトニトリル
グラジエント:1.7分間でBを2から98%へ−流速1.0ml/分、カラム:Acquity CSH 2.1×50mm、50℃
方法D(HRMS);
溶離液A:水+0.05%ギ酸+3.75mM酢酸アンモニウム、溶離液B:アセトニトリル+0.04%ギ酸
グラジエント:4.4分間でBを2から98%へ−流速1.0ml/分、カラム:Acquity CSH 2.1×50mm、50℃
アミノオキシ化合物の調製
NHS−PEG−アジド(50mg、0.129mmol)およびトリエチルアミン(72μL、0.515mmol)を、ジクロロメタン(1.3mL)中1,7−ビス−Boc−1,4,7−トリアザヘプタン(47mg、0.155mmol)に添加した。得られた混合物を室温で1時間撹拌した。塩化ナトリウム飽和水溶液を添加し、混合物をジクロロメタンで2回抽出し、合わせた抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過および濃縮後、残留物をシリカゲルクロマトグラフィー(0〜40%、v/v、酢酸エチル/ヘプタン)により精製し、標題化合物1(30mg、40%)を得た。LC−MS(M+1)577.4、t=1.20分。HRMS:C2549(MH+)の計算値577.3561、実測値577.3548。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm 1.44 (br. s., 18 H) 2.63 (t, J=6.28 Hz, 2 H) 3.27 - 3.34 (m, 4 H) 3.40 (t, J=5.04 Hz, 2 H) 3.46 - 3.51 (m, 4 H) 3.54 - 3.72 (m, 14 H) 3.80 (t, J=6.33 Hz, 2 H) 5.11 (br. s., 1 H) 5.18 (br. s., 1 H).
N,N−ビス(2−アミノエチル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド二塩酸塩(2)
ジオキサン(130μL、0.52mmol)中HCl 4Nを1(30mg、0.052mmol)のジクロロメタン(1mL)中溶液に滴下添加した。得られた混合物を室温で30分間撹拌し、次いで減圧下で濃縮し、標題化合物N,N−ビス(2−アミノエチル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド二塩酸塩(2、14mg、60%)を得た。LC−MS(M+1)377.3、t=0.44分
1−アジド−N,N−ビス(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(3)
2,5−ジオキソピロリジン−1−イル 1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−カルボン酸メチルエステル(35mg、0.069mmol)およびトリエチルアミン(17μL、0.125mmol)をN,N−ビス(2−アミノエチル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド二塩酸塩(2、14mg、0.031mmol)のジクロロメタン中溶液に添加した。得られた混合物を室温で16時間撹拌し、次いで減圧下で濃縮した。標題化合物1−アジド−N,N−ビス(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(3、0.031mmol)が得られた。LC−MS(M+1)1163.6、t=1.12分。
N,N−ビス(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(4)
ヒドラジン一水和物(61μL、1.24mmol)を、1−アジド−N,N−ビス(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(3、0.031mmol)のジクロロメタン(0.6mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で1時間撹拌し、次いで減圧下で濃縮した。得られた残留物を分取HPLC(15〜40%、v/v、アセトニトリル/(5mM NHOH水溶液))により精製し、合わせた溶離物を濃縮して、標題化合物N,N−ビス(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(4、13mg、46%)を得た。LC−MS(M+1)903.6、t=0.65分。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm 2.41 - 2.53 (m, 4 H) 2.66 (t, J=6.42 Hz, 2 H) 3.37 - 3.45 (m, 6 H) 3.45 - 3.54 (m, 4 H) 3.56 - 3.71 (m, 44 H) 3.71 - 3.76 (m, 4 H) 3.78 (t, J=6.37 Hz, 2 H) 3.86 (br. s., 4 H).
ジ−tert−ブチル(((6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(5)
スクシンイミジル6−(3−[2−ピリジルジチオ]−プロピオンアミド)ヘキサン酸(50mg、0.118mmol)およびトリエチルアミン(65μL、0.47mmol)を、1,7−ビス−Boc−1,4,7−トリアザヘプタン(43mg、0.141mmol)のジクロロメタン(1.2mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で1時間撹拌した。N,N−ジイソプロピルエチルアミン(82μL、0.47mmol)を添加し、混合物を室温で16時間撹拌した。塩化ナトリウム飽和水溶液を添加し、次いで混合物をジクロロメタンで2回抽出した。合わせた抽出物を、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過および濃縮後、残留物をシリカゲルクロマトグラフィー(0〜5%、v/v、メタノール/ジクロロメタン)により精製して、ジ−tert−ブチル(((6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(5、42mg、58%)を無色の固体として得た。LC−MS(M+1)614.3、t=1.21分。HRMS:C2848(MH+)の計算値614.3046、実測値614.3065。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm 1.31 - 1.74 (m, 24 H) 2.37 (t, J=7.03 Hz, 2 H) 2.64 (t, J=6.72 Hz, 2 H) 3.11 (t, J=6.72 Hz, 2 H) 3.20 - 3.38 (m, 6 H) 3.44 - 3.50 (m, 4 H) 5.20 - 5.34 (m, 2 H) 6.78 (br. s., 1 H) 7.19 (br. s., 1 H) 7.74 (br. s., 2 H) 8.50 (d, J=3.42 Hz, 1 H).
中間体N,N−ビス(2−アミノエチル)−6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサンアミド二塩酸塩(6)の調製
ジオキサン(171μL、0.68mmol)中HCl 4Nをジ−tert−ブチル(((6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(5、42mg、0.068mmol)のジクロロメタン(0.7mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で30分間撹拌し、次いで減圧下で濃縮し、標題化合物N,N−ビス(2−アミノエチル)−6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサンアミド二塩酸塩(6、0.068mmol)を得た。LC−MS(M+1)414.2、t=0.52分。
1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−N−(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(7)
2,5−ジオキソピロリジン−1−イル 1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−カルボン酸メチルエステル(76mg、0.150mmol)およびトリエチルアミン(38μL、0.272mmol)をN,N−ビス(2−アミノエチル)−6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサンアミド二塩酸塩(6、0.068mmol)のジクロロメタン(1.4mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で16時間撹拌した。塩化ナトリウム飽和水溶液を添加し、混合物をジクロロメタンで2回抽出した。合わせた抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過および濃縮後、残留物をシリカゲルクロマトグラフィー(0〜10%、v/v、メタノール/ジクロロメタン)により精製して、1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−N−(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(7、47mg、58%)を透明な油状物として得た。LC−MS(M+1)1200.4、t=1.13分。HRMS:C567818(MH+)の計算値1200.4845、実測値1200.4943。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm 1.31 - 1.74 (m, 6 H) 2.40 (t, J=7.21 Hz, 2 H) 2.43 - 2.57 (m, 4 H) 2.66 (t, J=6.72 Hz, 2 H) 3.12 (t, J=6.97 Hz, 2 H) 3.29 (q, J=6.44 Hz, 2 H) 3.35 - 3.55 (m, 9 H) 3.55 - 3.67 (m, 19 H) 3.67 - 3.80 (m, 8 H) 3.88 (td, J=4.43, 2.26 Hz, 4 H) 4.33 - 4.44 (m, 4 H) 6.96 (br. s., 1 H) 6.99 - 7.10 (m, 1 H) 7.24 (br. s., 2 H) 7.73 - 7.83 (m, 6 H) 7.83 - 7.91 (m, 4 H) 8.51 (d, J=4.77 Hz, 1 H).
ジ−tert−ブチル(((6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(8)
チオフェノール(101μL、0.98mmol)をジ−tert−ブチル(((6−(3−(ピリジン−2−イルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(5、60mg、0.098mmol)のジクロロメタン(0.98mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で30分間撹拌し、混合物を減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルクロマトグラフィー((10〜100%、v/v、酢酸エチル/ヘプタン)により精製して、ジ−tert−ブチル(((6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(8、35mg、58%)を透明な油状物として得た。LC−MS(M+1)613.2、t=1.38分。HRMS:C2949(MH+)の計算値613.3094、実測値613.3097。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm 1.29 - 1.55 (m, 22 H) 1.55 - 1.78 (m, 2 H) 2.35 (t, J=7.20 Hz, 2 H) 2.56 (t, J=7.01 Hz, 2 H) 3.03 (t, J=7.01 Hz, 2 H) 3.16 - 3.36 (m, 6 H) 3.37 - 3.53 (m, 4 H) 7.14 - 7.30 (m, 1 H) 7.30 - 7.41 (m, 2 H) 7.47 - 7.59 (m, 2 H).
中間体N,N−ビス(2−アミノエチル)−6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサンアミド二塩酸塩(9)の調製
ジオキサン(143μL、0.57mmol)中HCl 4Nをジ−tert−ブチル(((6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)アザンジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ジカルバメート(8、35mg、0.057mmol)のジクロロメタン(0.6mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で30分間撹拌し、混合物を減圧下で濃縮し、N,N−ビス(2−アミノエチル)−6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサンアミド二塩酸塩(9、0.057mmol)を得た。LC−MS(M+1)413.2、t=0.67分。
1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−N−(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(10)
2,5−ジオキソピロリジン−1−イル 1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−カルボン酸メチルエステル(87mg、0.171mmol)およびトリエチルアミン(39μL、0.285mmol)を、N,N−ビス(2−アミノエチル)−6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサンアミド二塩酸塩(9、0.057mmol)のジクロロメタン(0.6mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で1時間撹拌した。塩化ナトリウム飽和水溶液を添加し、混合物をジクロロメタンで2回抽出した。合わせた抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過および濃縮後、残留物をシリカゲルクロマトグラフィー(0〜10%、v/v、メタノール/ジクロロメタン)により精製し、1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−N−(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(10、45mg、66%)を透明な油状物として得た。LC−MS(M+1)1199.3、t=1.25分。HRMS:C577918(MH+)の計算値1199.4892、実測値1199.4955。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm 1.32 - 1.44 (m, 2 H) 1.44 - 1.60 (m, 4 H) 2.41 (t, J=7.40 Hz, 2 H) 2.49 (d, J=4.89 Hz, 4 H) 2.60 (br. s., 2 H) 3.04 (t, J=7.09 Hz, 2 H) 3.25 (d, J=4.40 Hz, 2 H) 3.44 (d, J=6.85 Hz, 6 H) 3.52 (br. s., 3 H) 3.56 - 3.78 (m, 27 H) 3.88 (td, J=4.31, 2.75 Hz, 4 H) 4.30 - 4.45 (m, 4 H) 7.18 - 7.38 (m, 3 H) 7.55 (dd, J=6.91, 1.65 Hz, 2 H) 7.71 - 7.82 (m, 4 H) 7.82 - 7.91 (m, 4 H)
中間体1−(アミノオキシ)−N−(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(11)の調製
ヒドラジン一水和物(74μL、1.501mmol)を、1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−N−(1−((1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)オキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(10、45mg、0.038mmol)のジクロロメタン(0.75mL)中溶液に添加した。得られた混合物を室温で30分間撹拌し、次いで減圧下で濃縮した。残留物を分取HPLC(15〜40%、v/v、アセトニトリル/(5mM NHOH水溶液))により精製した。濃縮後、1−(アミノオキシ)−N−(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(11、12mg、34%)を得た。LC−MS((M/2)+1)470.6、t=1.15分。
生体直交性(bioorthogonal)官能基(複数可)を有するコンジュゲートの調製
IgGからのFcの調製
0.61mLのTris 0.1M pH8.0およびLys−C(100μLの0.1mg/mL水中溶液)をIgG(0.639mLの78.26mg/mL PBS中溶液 pH7.4、0.336μmol)に順に添加した。得られた混合物を37℃で45分間インキュベートした。セファロースビーズに固定化したプロテインAを混合物に添加し、続いてPBS緩衝液で3回洗浄し、Lys−CおよびFab断片を除去した。次いで、Fcを、グリシン0.1M pH2.5を2回添加し、Tris 1M pH8.0へ溶出することにより解離した。溶出したFcは、Amicon 10K MWCO遠心濾過機を使用してPBS pH7.4に緩衝液交換し、Fc(700μL、19.6mg/mL、13.7mg、77%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):50410。
12の調製
900μLのTris 0.25M pH7.4およびDMSO(120μL、0.019mmol)中1,3−ジクロロアセトンをFc(10mg、0.189μmol)の510μL PBS pH7.4中溶液に4℃で順に添加した。混合物を4℃で10分間かき混ぜ、次いで水中TCEP.HCl(180μL、1.887μmol)を滴下添加した。混合物を4℃で20時間かき混ぜた。混合物をZeba 7K MWCO(Molecular Weight Cut Off:分画分子量)スピンカラムに3回通し、12(1.8mL、5.35mg/mL、9.63mg、96%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):50521。
修飾抗Her2 IgG(13)の調製
DMSO(9.72μL、1.53μmol)中1,3−ジクロロアセトンを抗Her2 IgG(1.5mg、0.010μmol)の82μLのTris(0.25M、pH7.4)中溶液に4℃で添加した。混合物を4℃で10分間かき混ぜ、次いで水中TCEP.HCl(14.62μL、0.153μmol)を滴下添加した。得られた混合物を4℃で20時間かき混ぜ、次いでZeba 7K MWCOスピンカラムに連続して3回通し、修飾抗Her2 IgG 13(110μL、11.6mg/mL、1.27mg、85%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):145401。
[実施例1]
Fc−アジドコンジュゲート(14)の調製
0.4mLのPBS pH7.4、N,N−ビス(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(4、52μLの30mg/mL DMSO中溶液、1.55mg、1.717μmol)、およびDMSO中3,5−ジアミノ安息香酸(130μL、0.172mmol)を12(9.1mg、0.172μmol)の1.7mLのPBS(pH7.4)中溶液に室温で順に添加した。混合物を20℃で16時間かき混ぜ、次いで洗浄緩衝液としてPBS用いてAmicon ultra 10K MWCO遠心濾過機を使用して濃縮し、標題化合物14(310μL、27mg/mL、8.37mg、90%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):51388。Fcおよび12と共に反応生成物のSDS−PAGEについては図4を参照。
[実施例2]
ジアジド官能基を有する抗Her2 IgGの調製(15)
N,N−ビス(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−3,6,9,12−テトラオキサ−16−アザオクタデカン−18−イル)−1−アジド−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(4、1.81μLの30mg/mL DMSO中溶液、54μg、0.060μmol)、およびDMSO中3,5−ジアミノ安息香酸(2.28μL、3.00μmol)を38μLのPBS(pH7.4)中修飾抗Her2 IgG(13、441μg、0.003μmol)に室温で順に添加した。得られた混合物を20℃で16時間かき混ぜ、次いでZeba 7K MWCOスピンカラムに連続して3回通し、標題化合物(15、125μL、3.05mg/mL、380μg、85%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):147132。抗体単独(TBS)および本明細書に含まれない別のTBSコンジュゲートと共に、この生成物のSDS−PAGEについては図5を参照。
[実施例3]
フェニルジスルフィドを有する抗Her2 IgG(16)の調製
1−(アミノオキシ)−N−(1−(アミノオキシ)−15−オキソ−19−(6−(3−(フェニルジスルファニル)プロパンアミド)ヘキサノイル)−3,6,9,12−テトラオキサ−16,19−ジアザヘニコサン−21−イル)−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカン−15−アミド(11、8.44μLの30mg/mL DMSO中溶液、253μg、0.269μmol)およびDMSO中3,5−ジアミノ安息香酸(5.12μL、6.74μmol)を135μLのPBS(pH7.4)中修飾抗Her2 IgG(13、2mg、0.013μmol)に室温で添加した。混合物を20℃で16時間かき混ぜ、次いでZeba 7K MWCOスピンカラムに連続して3回通し、標題化合物16(150μL、9.24mg/mL、1.4mg、69%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):147204。
細胞毒ペイロードを有するコンジュゲートの調製
[実施例5]
抗Her2 IgG−ジMMAF 17の調製
TCEP.HClの水中溶液(0.88μL、0.092μmol)を、75μLのPBS(pH7.4)中−フェニルジスルフィド16を有する抗Her2 IgG(0.69mg、0.0046μmol)に室温で滴下添加した。得られた混合物を20℃で20分間かき混ぜ、次いでZeba 7K MWCOスピンカラム(PBS 0.1M+EDTA 10mM、pH7.4であらかじめ平衡化した)に連続して3回通した。(S)−2−((2R,3S)−3−((R)−1−((3R,4S,5S)−4−((R)−2−((S)−2−(6−(2,5−ジオキソ−2,5−ジヒドロ−1H−ピロール−1−イル)−N−メチルヘキサンアミド)−3−メチルブタンアミド)−N,3−ジメチルブタンアミド)−3−メトキシ−5−メチルへプタノイル)ピロリジン−3−イル)−3−メトキシ−2−メチルプロパンアミド)−3−フェニルプロパン酸(DMSO中4.27μL、0.092μmol、20mg/mL)を次いで添加し、混合物を20℃で16時間かき混ぜた。混合物をZeba 7K MWCOスピンカラムに連続して3回通し、標題化合物17(100μL、4.93mg/mL、493μg、70%)を得た。LCMS ESI(PNGase Fによる脱グリコシル化後):146987(ピーク強度より10%、抗Her2 IgGリンカー、+0 MMAF)、148839(ピーク強度より90%、抗Her2 IgG−ジMMAF、+2 MMAF)。最終生成物の平均DARは、ESI−MSピークに基づいて1.8と予測される。前駆体および抗Her2 IgGと共に、この生成物のSDS−PAGEについては図6を参照。
SDS PAGEのための還元試料の調製(還元ゲル手順):タンパク質(5μg、0.00017μmol)のPBS溶液にTCEP HCl溶液(1μl、0.5M、0.5μmol)を添加した。得られた混合物を37℃で30分間インキュベートした。

Claims (23)

  1. (式中、円は、示したもの以外の修飾を含み得るポリペプチドまたはポリペプチド複合体を表し、
    各Sは、前記ポリペプチドまたはポリペプチド複合体のシステイン残基の硫黄原子であり、
    およびTはそれぞれ、1〜5個の炭素原子を介して2個の硫黄原子を連結するテザーを表し、TはLにも結合し、TはLにも結合しており、
    およびLはそれぞれ、TまたはTをそれぞれAに連結する連結基を表し、
    はAをRに連結する連結基であり、
    Aは、L、L、およびLを連結する基を表し、および
    Rは、ペイロードまたはペイロードを結合するための反応性官能基を表す)
    を含むポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  2. 前記ポリペプチドが抗体または抗体Fcである、請求項1に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  3. およびTのそれぞれが、前記結合した硫黄原子同士を連結する3炭素原子の鎖を含む、請求項2に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  4. が、式−CH−C(=N−O−[L])−CH−(式中[L]は、TのLへの結合点を示す)の基を表す、請求項1に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  5. が、式−CH−C(=N−O−[L])−CH−(式中[L]は、TのLへの結合点を示す)の基を表す、請求項4に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  6. およびLが同一である、請求項5に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  7. 前記ポリペプチドが抗体または抗体Fcであり、Tに結合する前記2個の硫黄原子が、コンジュゲートしていない抗体または抗体Fcにおいてジスルフィド結合を形成する、請求項6に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  8. 前記ポリペプチドが抗体または抗体Fcであり、Tに結合する前記2個の硫黄原子が、コンジュゲートしていないポリペプチドにおいてジスルフィド結合を形成する、請求項7に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  9. Rが、治療剤、検出可能な標識、抗原、または結合基を表す、請求項8に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  10. Rが細胞毒を表す、請求項9に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  11. Aが、N、CH、フェニル、C3〜6シクロアルキル、または環員としてN、O、およびSから選択される最大2個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロ環基もしくはヘテロアリール基である、請求項10に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。

  12. (式中、円は抗体を表す)
    のものである、請求項11に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲート。
  13. 式(IIa)
    (式中、Rは、治療剤、検出可能な標識、またはN、COOH、NH、SH、−S−Ar、マレイミド、およびHC≡C−から選択される官能基であり、Arはフェニルまたはピリジルを表し、
    、L、およびLは、連結基であり、
    Aは、N、CH、フェニル、C3〜6シクロアルキル、または環員としてN、O、およびSから選択される最大2個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロ環基もしくはヘテロアリール基である)
    の化合物またはその塩。
  14. およびLが同一である、請求項13に記載の化合物。
  15. Rが細胞毒である、請求項14に記載の化合物。
  16. が、−(CH1〜6−、−(CHCHO)1〜6−、および−(OCHCH1〜6−から選択される少なくとも1つの基を含む、請求項14に記載の化合物。
  17. が、−C(O)−、−NHC(O)−、−C(O)NH−、および−S−から選択される少なくとも1つの基を含む、請求項14に記載の化合物。

  18. のものであり、Rが、Hまたは(C〜C)アルキルである、請求項13〜17のいずれか1項に記載の化合物。
  19. R−L−が、式R−Z−C(=O)−(式中、Zは、−(CH1〜6−、−(CHCHO)1〜6−、および−(OCHCH1〜6−から選択される少なくとも1つの基を含む)のものである、請求項18に記載の化合物。
  20. 式(IIIa)または(IIIb):
    (式中、円は、挿入したカルボニル基により活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を表し、各Sは、前記ポリペプチドまたはポリペプチド複合体に含まれるシステイン残基の硫黄原子を表す)
    の活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を請求項19に記載の化合物と接触させるステップを含む、ポリペプチド−ペイロードコンジュゲートを調製する方法。
  21. 前記ポリペプチドまたはポリペプチド複合体が、抗体または抗体のFc部分である、請求項20に記載の方法。
  22. 抗体または抗体Fcの少なくとも2つのジスルフィド結合を還元して、還元されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を作製するステップと、
    前記還元されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体をジクロロアセトンと接触させて、前記活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を提供するステップと
    を含む方法により、前記活性化されたポリペプチドまたはポリペプチド複合体を調製するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
  23. 請求項1に記載のポリペプチド−ペイロードコンジュゲートおよび少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤、または緩衝液を含む医薬組成物。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10588980B2 (en) 2014-06-23 2020-03-17 Novartis Ag Fatty acids and their use in conjugation to biomolecules
WO2018009916A1 (en) 2016-07-07 2018-01-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Antibody adjuvant conjugates
WO2018187856A1 (en) * 2017-04-12 2018-10-18 Kardium Inc. Medical device systems and methods including helically configured or twisted, non-helically configured elongate members
EP3937984A1 (en) 2019-03-15 2022-01-19 Bolt Biotherapeutics, Inc. Immunoconjugates targeting her2
FR3131836A1 (fr) * 2022-01-17 2023-07-21 Mc Saf Conjugués anticorps-médicament pour utilisation thérapeutique
FR3131835A1 (fr) * 2022-01-17 2023-07-21 Mc Saf Procédé de préparation de conjugués anticorps-médicament
CN117147824A (zh) * 2022-05-29 2023-12-01 菲鹏生物股份有限公司 一种抗体缀合物及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013190292A2 (en) * 2012-06-19 2013-12-27 Polytherics Limited Novel process for preparation of antibody conjugates and novel antibody conjugates
WO2014064423A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Polytherics Limited Drug-protein conjugates
WO2014064424A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Polytherics Limited Drug-protein conjugates
WO2014083505A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Novartis Ag Methods for making conjugates from disulfide-containing proteins

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2204726A1 (en) * 1994-11-09 1996-12-27 Robin E. Offord Functionalized polymers for site-specific attachment
GB0316294D0 (en) 2003-07-11 2003-08-13 Polytherics Ltd Conjugated biological molecules and their preparation
US8673848B2 (en) * 2012-01-27 2014-03-18 Novartis Ag Synthetic apelin mimetics for the treatment of heart failure
US20090131306A1 (en) 2007-06-15 2009-05-21 Adherex Technologies, Inc. Chemically modified cyclic peptides containing cell adhesion recognition (car) sequences and uses therefor
DK2889624T3 (en) 2009-08-10 2018-12-10 Ucl Business Plc Reversible covalent bonding of functional molecules
EP2822597A1 (en) * 2012-03-09 2015-01-14 UCL Business Plc. Chemical modification of antibodies

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013190292A2 (en) * 2012-06-19 2013-12-27 Polytherics Limited Novel process for preparation of antibody conjugates and novel antibody conjugates
WO2014064423A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Polytherics Limited Drug-protein conjugates
WO2014064424A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Polytherics Limited Drug-protein conjugates
WO2014083505A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Novartis Ag Methods for making conjugates from disulfide-containing proteins

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIOCONJUGATE CHEMISTRY, vol. 23, JPN6019023681, 2012, pages 2262 - 2277, ISSN: 0004061335 *
ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY, vol. 12, no. 16, JPN5017003816, 18 February 2014 (2014-02-18), pages 2606 - 2614, ISSN: 0004186617 *
TETRAHEDRON LETTERS, vol. 55, JPN6019023676, 1 March 2014 (2014-03-01), pages 2270 - 2273, ISSN: 0004186616 *
TETRAHEDRON, vol. 52, no. 43, JPN6019023679, 1996, pages 13751 - 13766, ISSN: 0004186618 *

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