JP2018025399A - Hydro-polysulfide detection fluorescence probe - Google Patents

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泰照 浦野
Yasuteru Urano
泰照 浦野
真子 神谷
Mako Kamiya
真子 神谷
啓太郎 梅澤
Keitaro Umezawa
啓太郎 梅澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new fluorescence probe for detecting and visualizing intracellular hydro-polysulfide selectively and reversibly.SOLUTION: There is provided a fluorescence probe containing a compound expressed by the chemical formula (I) or a salt thereof (in which X denotes Si(R)(R), and Rand Rdenote H or an alkyl group).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、−SSH基を有する化合物であるハイドロポリスルフィド検出用の新規な蛍光プローブに関する。より詳細には、可逆的にかつリアルタイムにハイドロポリスルフィドを検出するための蛍光プローブ、当該蛍光プローブを用いた検出方法、及び当該プローブを含む検出キットに関する。 The present invention relates to a novel fluorescent probe for detecting hydropolysulfide, which is a compound having a —S n SH group. More specifically, the present invention relates to a fluorescent probe for reversibly detecting hydropolysulfide in real time, a detection method using the fluorescent probe, and a detection kit including the probe.

硫黄元素を含む低分子化合物は、細胞内レドックス環境の恒常性維持のために重要な役割を担っており、近年、活性イオウ種(Reactive Sulfur Species: RSS)の生化学、医学的な研究が注目されている。例えば、多硫化物に代表されるようなゼロ価の硫黄(Sulfane Sulfur)や、その一種である強力な求核物質(抗酸化的物質)であるハイドロパースルフィド(Cys-SSH、GSSHなど)やハイドロポリスルフィド(GSSSH、GSSSSHなど)の細胞内・生体内での重要な役割が明らかになってきている。また、タンパク質を構成するシステインのポリスルフィド化が活性イオウ種のレドックスに重要な役割を示すことや、神経細胞内の代謝過程で多硫化水素(H2S3など)の生成が認められるなどの報告が近年なされている。 Low molecular weight compounds containing elemental sulfur play an important role in maintaining the homeostasis of the intracellular redox environment. In recent years, biochemical and medical research on reactive sulfur species (RSS) has attracted attention. Has been. For example, zero-valent sulfur as represented by polysulfide (Sulfane Sulfur), and hydropersulfide (Cys-SSH, GSSH, etc.) The important role of hydropolysulfides (GSSSH, GSSSSH, etc.) in cells and in vivo has become clear. In addition, reports that polysulfidation of cysteine that constitutes protein plays an important role in the redox of active sulfur species, and that hydrogen sulfide (H 2 S 3 etc.) is produced during metabolic processes in neurons. Has been made in recent years.

それゆえ、かかる活性イオウ種、特に、ハイドロポリスルフィドと酸化ストレスとの因果関係や疾患との関連性を調査するために、細胞内のハイドロポリスルフィドを検出及び分析し得る手法の開発が求められている。しかしながら、
細胞を破砕して成分を抽出する破壊的分析手法に頼らざるを得ないのが現状であり、細胞を生きたまま可視化する手段が乏しい。
Therefore, in order to investigate the causal relationship between such active sulfur species, especially hydropolysulfide and oxidative stress, and the relationship with diseases, development of a method capable of detecting and analyzing intracellular hydropolysulfide is required. . However,
At present, there is no choice but to rely on a destructive analysis technique that crushes cells and extracts components, and there are few means for visualizing the cells alive.

これに対し、近年、ハイドロポリスルフィド検出用の蛍光プローブの開発が試みられているものの(例えば、非特許文献1〜3)、これら既存のプローブでは、ハイドロポリスルフィドに対する選択性に乏しく、また、応答の可逆性を持たないため細胞内での時間経過的な濃度変化を可視化することはできないなどの問題点があった。   On the other hand, although development of fluorescent probes for detecting hydropolysulfide has been attempted in recent years (for example, Non-Patent Documents 1 to 3), these existing probes have poor selectivity for hydropolysulfide and have a high response. Since it has no reversibility, there is a problem that it is impossible to visualize changes in concentration over time in cells.

W. Chenら、Chem. Sci.、 2013、 4、 2892-2896W. Chen et al., Chem. Sci., 2013, 4, 2892-2896 C. Liuら、 J. Am. Chem. Soc.、 2014、 136、 7257-7260C. Liu et al., J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 7257-7260 W. Chenら、Angew. Chem. Int. Ed. 、 2015、54、13961-13965W. Chen et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 13961-13965

国際公開WO2015/129705号公報International Publication WO2015 / 129705

そこで、本発明は、選択的かつ可逆的に細胞内ハイドロポリスルフィドを検出・可視化するための新規蛍光プローブを提供することを課題とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel fluorescent probe for selectively and reversibly detecting and visualizing intracellular hydropolysulfide.

本発明者らは、これまでに、グルタチオン等の−SH基を含有する化合物を可逆的に検出可能な、ローダミン骨格を有する蛍光プローブを既に開発しているが(特許文献1)。ここで、グルタチオンは細胞内において約0.5〜10mM存在するのに対し、ハイドロポリスルフィドは細胞内において、約1〜10μM、臓器内で約数10μM程度と極めて微量である。したがって、グルタチオン等の−SH基を含有する化合物が存在する環境下において、分子内に1以上の−S−S−結合を有するハイドロポリスルフィドを定量的に検出するための蛍光プローブには、少なくとも1000倍以上のハイドロポリスルフィド選択性が求められる。これに対し、今般、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、ローダミン骨格の蛍光団の構造を工夫することによって、ハイドロポリスルフィドを可逆的かつ濃度依存的に蛍光応答として検出することができ、かつ大過剰のグルタチオン等の−SH基含有化合物の存在下であってもハイドロポリスルフィドを選択的に検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。さらに、当該蛍光団をアクセプターとする蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)型蛍光プローブを開発し、生細胞におけるハイドロポリスルフィド濃度変化のリアルタイムイメージングを達成できることも見出したものである。   The present inventors have already developed a fluorescent probe having a rhodamine skeleton capable of reversibly detecting a compound containing an —SH group such as glutathione (Patent Document 1). Here, glutathione is present in cells in an amount of about 0.5 to 10 mM, whereas hydropolysulfide is in a very small amount of about 1 to 10 μM in cells and about several tens of μM in organs. Therefore, a fluorescent probe for quantitatively detecting a hydropolysulfide having one or more —S—S— bonds in the molecule in an environment where a compound containing an —SH group such as glutathione exists is at least 1000 Double or more hydropolysulfide selectivity is required. On the other hand, as a result of intensive studies to solve the above problems, hydropolysulfide can be detected as a fluorescence response in a reversible and concentration-dependent manner by devising the structure of the rhodamine skeleton fluorophore. It was found that hydropolysulfide can be selectively detected even in the presence of a —SH group-containing compound such as a large excess of glutathione, and the present invention has been completed. Furthermore, the present inventors have developed a fluorescence resonance energy transfer (FRET) type fluorescent probe using the fluorophore as an acceptor, and found that real-time imaging of hydropolysulfide concentration change in living cells can be achieved.

すなわち、本発明は、一態様において、
<1>以下の式(I)で表される化合物又はその塩を含む、ハイドロポリスルフィド検出用蛍光プローブ:

Figure 2018025399
〔式中、
Xは、Si(R)(R)を表し(ここで、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又はアルキル基を表す);
は、水素原子、シアノ基、又はそれぞれ置換されていてもよいアルキル基、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基、アミド基、及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜4個の同一又は異なる置換基を表し;
は、ハロゲン原子、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、又はアルコキシ基を表し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、又はヒドロキシル基、ハロゲン原子、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、スルホ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜3個の同一又は異なる置換基を表し;
、R、R及びRは、いずれもアルキル基を表し、
ここで、R又はRは、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む環構造を形成してもよく、
又はRは、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む環構造を形成してもよい。〕;
<2>R、R、R及びRが、いずれもメチル基である、上記<1>に記載の蛍光プローブ;
<3>Rが、塩素原子、メチル基、又はメトキシ基である、上記<1>に記載の蛍光プローブ;
<4>R又はRが、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む5員環を形成し;及び/又は、R又はRが、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む5員環を形成している、上記<1>に記載の蛍光プローブ;
<5>Rが、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のドナーとなる蛍光団を有する、上記<1>〜<4>のいずれか1に記載の蛍光プローブ;及び
<6>前記蛍光団が、キサンテン骨格を有する化合物である、上記<5>に記載の蛍光プローブ
を提供するものである。 That is, the present invention in one aspect,
<1> A fluorescent probe for detecting hydropolysulfide, comprising a compound represented by the following formula (I) or a salt thereof:
Figure 2018025399
[Where,
X represents Si (R a ) (R b ) (where R a and R b each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group);
R 1 is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a cyano group, or an optionally substituted alkyl group, carboxyl group, ester group, alkoxy group, amide group, and azide group. Represents the same or different substituents;
R 2 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, or an alkoxy group;
R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an independently substituted alkyl group, a sulfo group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or an azide group. Represents 1 to 3 identical or different substituents selected from
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 all represent an alkyl group,
Here, R 5 or R 6 together with R 3 may form a ring structure containing a nitrogen atom to which they are bonded,
R 7 or R 8 may be combined with R 4 to form a ring structure containing a nitrogen atom to which they are bonded. ];
<2> The fluorescent probe according to <1>, wherein R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are all methyl groups;
<3> The fluorescent probe according to <1>, wherein R 2 is a chlorine atom, a methyl group, or a methoxy group;
<4> R 5 or R 6 together with R 3 form a 5-membered ring containing the nitrogen atom to which they are attached; and / or R 7 or R 8 together with R 4 respectively And forming a 5-membered ring containing a nitrogen atom to which they are bonded; the fluorescent probe according to <1>above;
<5> The fluorescent probe according to any one of <1> to <4>, wherein R 1 has a fluorophore serving as a donor of fluorescence resonance energy transfer (FRET); and <6> the fluorophore is The fluorescent probe according to <5>, which is a compound having a xanthene skeleton, is provided.

また、別の態様において、本発明は、
<7>上記<1>〜<6>のいずれか1に記載の蛍光プローブを用いる、ハイドロポリスルフィドの検出方法;
<8>前記ハイドロポリスルフィドと前記蛍光プローブとの反応による蛍光応答又は吸光度変化を観測することにより、前記ハイドロポリスルフィドの存在を検出することを特徴とする、上記<7>に記載の検出方法;
<9>前記蛍光応答が、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による蛍光変化である、上記<8>に記載の検出方法;
<10>蛍光イメージング手段を用いて前記蛍光応答を可視化することを特徴とする、上記<8>に記載の検出方法;及び
<11>上記<1>〜<6>のいずれか1に記載の蛍光プローブを含む、ハイドロポリスルフィドの検出用キット
を提供するものである。
In another aspect, the present invention provides:
<7> A method for detecting hydropolysulfide using the fluorescent probe according to any one of <1> to <6>above;
<8> The detection method according to <7>, wherein the presence of the hydropolysulfide is detected by observing a fluorescence response or a change in absorbance due to a reaction between the hydropolysulfide and the fluorescent probe;
<9> The detection method according to <8>, wherein the fluorescence response is a fluorescence change caused by fluorescence resonance energy transfer (FRET);
<10> The detection method according to <8> above, wherein the fluorescence response is visualized using a fluorescence imaging means; and <11> any one of <1> to <6> above A kit for detecting a hydropolysulfide including a fluorescent probe is provided.

本発明によれば、ハイドロポリスルフィドを可逆的かつ濃度依存的に蛍光応答により検出することができ、生細胞において選択的かつ可逆的にハイドロポリスルフィドの検出及び可視化が可能となる。特に、本発明の蛍光プローブは、大過剰のグルタチオン等の−SH基含有化合物の存在下であっても、分子内に1以上の−S−S−結合を有するハイドロポリスルフィドを1000倍以上の選択性で選択的に検出可能であり、その解離定数(K)が細胞内のハイドロポリスルフィド濃度の範囲内であるため、生細胞イメージングにも好適である。 According to the present invention, hydropolysulfide can be detected reversibly and in a concentration-dependent manner by a fluorescence response, and the detection and visualization of hydropolysulfide can be performed selectively and reversibly in living cells. In particular, the fluorescent probe of the present invention can select a hydropolysulfide having one or more —SS—bonds in the molecule 1000 times or more even in the presence of a large excess of an —SH group-containing compound such as glutathione. Since the dissociation constant (K d ) is within the range of intracellular hydropolysulfide concentration, it is suitable for live cell imaging.

本発明の検出方法は、通常の細胞イメージングが行える顕微鏡で施行可能であり、特別な機器を必要としない。また経時的な定量が可能であることより同一細胞において種々の刺激を与えたり、繰り返し付加した場合のハイドロポリスルフィドの低下や酸化ストレス暴露からの回復の経過をとらえることができる。本発明の基礎研究上、産業上の利用価値、経済効果は極めて大きいものといえる。   The detection method of the present invention can be performed with a microscope capable of normal cell imaging, and does not require any special equipment. In addition, since quantification over time is possible, it is possible to grasp the decrease in hydropolysulfide and the recovery from oxidative stress exposure when various stimuli are given or repeatedly added to the same cell. From the basic research of the present invention, it can be said that the industrial utility value and the economic effect are extremely large.

図1は、本発明の蛍光プローブである化合物1(2Me SiR650)の化学構造式と、その二硫化ナトリウム(Na2S2)添加に伴う吸収スペクトル変化を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a chemical structural formula of Compound 1 (2Me SiR650), which is a fluorescent probe of the present invention, and a change in absorption spectrum associated with the addition of sodium disulfide (Na 2 S 2 ). 図2は、本発明の蛍光プローブである化合物1(2Me SiR650)の二硫化ナトリウム(Na2S2)添加に伴う蛍光スペクトル変化を示した図である。FIG. 2 is a graph showing changes in the fluorescence spectrum associated with the addition of sodium disulfide (Na 2 S 2 ) to compound 1 (2Me SiR650), which is the fluorescent probe of the present invention. 図3は、本発明の蛍光プローブ化合物1に二硫化ナトリウム(Na2S2)を添加し、その後、N−エチルマレイミド(NEM)を添加した際の吸収スペクトル強度変化の時間依存性を示したグラフである。FIG. 3 shows the time dependence of the change in absorption spectrum intensity when sodium disulfide (Na 2 S 2 ) is added to the fluorescent probe compound 1 of the present invention and then N-ethylmaleimide (NEM) is added. It is a graph. 図4aは、本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)におけるFRET型発光機構の概略図;図4bは、本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)の二硫化ナトリウム(Na2S2)添加に伴う吸収スペクトル変化を示した図;図4cは、本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)の二硫化ナトリウム(Na2S2)添加に伴う蛍光スペクトル変化を示した図;図4dは、図4cにおける短波長側ピークと等蛍光点の蛍光強度比の変化をプロットした図である。FIG. 4a is a schematic diagram of the FRET type luminescence mechanism in Compound 5 (TMR-SiR650) which is a fluorescent probe of the present invention; FIG. 4b is a sodium disulfide (5) of Compound 5 (TMR-SiR650) which is a fluorescent probe of the present invention. Na 2 S 2) Figure showing the absorption spectrum changes due to the addition; Figure 4c, disodium sulfide (Na 2 S 2) fluorescent spectra change with the addition of a fluorescent probe that compounds of the present invention 5 (TMR-SiR650) FIG. 4d is a graph plotting the change in the fluorescence intensity ratio between the short wavelength side peak and the isofluorescent point in FIG. 4c. 図5は、本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)に二硫化ナトリウム(Na2S2)及びチオール基のスカベンジャーであるN−エチルマレイミド(NEM)を投与した際のA549細胞の蛍光イメージングの時間変化(図5a)及びその際の蛍光強度の時間変化(図5b)を示した図である。FIG. 5 shows A549 cells obtained by administering sodium disulfide (Na 2 S 2 ) and thiol group scavenger N-ethylmaleimide (NEM) to compound 5 (TMR-SiR650) which is a fluorescent probe of the present invention. It is the figure which showed the time change (FIG. 5a) of the fluorescence imaging, and the time change (FIG. 5b) of the fluorescence intensity in that case. 図6は、本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)にBnSSH及びN−エチルマレイミド(NEM)を投与した際のA549細胞の蛍光イメージングの時間変化(図6a)及びその際の蛍光強度の時間変化を示した図(図6b);BnSSH投与後に洗浄した場合の蛍光イメージングの時間変化(図6c)及びその際の蛍光強度の時間変化(図6d)を示した図である。FIG. 6 shows temporal changes in fluorescence imaging of A549 cells when BnSSH and N-ethylmaleimide (NEM) were administered to Compound 5 (TMR-SiR650), which is the fluorescent probe of the present invention (FIG. 6a), and the fluorescence at that time. The figure which showed the time change of an intensity | strength (FIG. 6b); It is the figure which showed the time change (FIG. 6c) of the fluorescence imaging at the time of washing | cleaning after BnSSH administration (FIG. 6c) and the fluorescence intensity at that time (FIG. 6d). 図7は、本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)に膜透過性グルタチオン(GSH(Et))、二硫化ナトリウム(Na2S2)、BnSSHを添加した際のA549細胞び蛍光イメージング画像(図7a)及びシグナルレシオ値の変化を示す図(図7b)である。FIG. 7 shows the fluorescence of A549 cells when membrane-permeable glutathione (GSH (Et)), sodium disulfide (Na 2 S 2 ), and BnSSH are added to compound 5 (TMR-SiR650), which is the fluorescent probe of the present invention. It is a figure (Drawing 7b) which shows a change of an imaging picture (Drawing 7a) and a signal ratio value. 図8は、A549細胞における本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)の蛍光イメージング画像における阻害剤処理による変化(図8a)及びその際のシグナルレシオ値の変化を示す図(図8b)である。FIG. 8 is a diagram showing a change (FIG. 8a) in the fluorescence imaging image of Compound 5 (TMR-SiR650), which is a fluorescent probe of the present invention in A549 cells, (FIG. 8a) and a change in signal ratio value at that time (FIG. 8b). ). 図9は、A549細胞における本発明の蛍光プローブである化合物5(TMR−SiR650)の蛍光イメージング画像におけるsiRNA処理による変化(図8a)及びその際のシグナルレシオ値の変化を示す図(図8b)である。FIG. 9 is a diagram showing changes in the fluorescence imaging image of the compound 5 (TMR-SiR650), which is the fluorescent probe of the present invention in A549 cells (FIG. 8a), and changes in the signal ratio at that time (FIG. 8b). It is.

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The scope of the present invention is not limited to these descriptions, and other than the following examples, the scope of the present invention can be appropriately changed and implemented without departing from the spirit of the present invention.

1.定義
本明細書中において、「ハイドロポリスルフィド」(Hydropolysulfide:単にポリスルフィドと略される場合もある)とは、分子内に1以上の−S−S−結合を有し、一般式R−SSHで表される硫黄化合物である。n=1の場合、ハイドロパースルフィド(Hydropersulfide: 単にパースルフィドと略される場合もある)と呼ばれ、また、Rが水素の場合は、多硫化水素(Hydrogen polysulfide)と呼ばれる。本明細書中では、ハイドロポリスルフィドは、これらハイドロパースルフィドと多硫化水素の双方を含むものとし、まとめてR−SSHと記載する場合がある。以下に代表的な化合物例を示すが、これらに限定されるものではない。ハイドロポリスルフィドの詳しい定義やその他の具体例は、例えば、T. V. Mishaninaら、Nat. Chem. Biol.、2015、11、457-464;C.-M. Parkら、Mol. BioSyst. 、2015、11、1775-1785;或いは、T. S. Baileyら、 Free Radical Biol. Med. 、2015、89、662-667を参照することができる。

Figure 2018025399
1. Definitions In this specification, “hydropolysulfide” (sometimes abbreviated simply as polysulfide) has one or more —S—S— bonds in the molecule and has the general formula R—S n SH. It is a sulfur compound represented by these. When n = 1, it is called hydropersulfide (sometimes abbreviated simply as persulfide), and when R is hydrogen, it is called hydrogen polysulfide (Hydrogen polysulfide). In this specification, hydro polysulfide is intended to include both of these hydro Perth sulfide and polysulfide hydrogen, collectively may be referred to as R-S n SH. Although the typical compound example is shown below, it is not limited to these. Detailed definitions and other specific examples of hydropolysulfides can be found in, for example, TV Mishanina et al., Nat. Chem. Biol., 2015, 11, 457-464; C.-M. Park et al., Mol. BioSyst., 2015, 11, 1775-1785; alternatively, TS Bailey et al., Free Radical Biol. Med., 2015, 89, 662-667.
Figure 2018025399

本明細書中において、「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を意味する。   In the present specification, the “halogen atom” means a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.

本明細書中において、「アルキル」は直鎖状、分枝鎖状、環状、又はそれらの組み合わせからなる脂肪族炭化水素基のいずれであってもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、例えば、炭素数1〜20個(C1〜20)、炭素数1〜15個(C1〜15)、炭素数1〜10個(C1〜10)である。炭素数を指定した場合は、その数の範囲の炭素数を有する「アルキル」を意味する。例えば、C1〜8アルキルには、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、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、neo−ペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル等が含まれる。本明細書において、アルキル基は任意の置換基を1個以上有していてもよい。そのような置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシルなどを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アルキル基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アルキル部分を含む他の置換基(例えばアルコシ基、アリールアルキル基など)のアルキル部分についても同様である。 In the present specification, “alkyl” may be any of an aliphatic hydrocarbon group composed of linear, branched, cyclic, or a combination thereof. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, for example, 1-20 carbon atoms (C 1-20), 1 to 15 carbon atoms (C 1 to 15), 1 to 10 carbon atoms (C 1 to 10 ). When the number of carbons is specified, it means “alkyl” having the number of carbons within the range. For example, C 1-8 alkyl includes methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neo-pentyl, n-hexyl, isohexyl, n-heptyl, n-octyl and the like are included. In the present specification, the alkyl group may have one or more arbitrary substituents. Examples of such a substituent include, but are not limited to, an alkoxy group, a halogen atom, an amino group, a mono- or di-substituted amino group, a substituted silyl group, and acyl. When the alkyl group has two or more substituents, they may be the same or different. The same applies to the alkyl part of other substituents containing an alkyl part (for example, an alkoxy group, an arylalkyl group, etc.).

本明細書において、ある官能基について「置換されていてもよい」と定義されている場合には、置換基の種類、置換位置、及び置換基の個数は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン原子、スルホ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、オキソ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。これらの置換基にはさらに置換基が存在していてもよい。このような例として、例えば、ハロゲン化アルキル基、ジアルキルアミノ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。   In the present specification, when a functional group is defined as “may be substituted”, the type of substituent, the substitution position, and the number of substituents are not particularly limited, and two or more substitutions are made. If they have groups, they may be the same or different. Examples of the substituent group include, but are not limited to, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, a sulfo group, an amino group, an alkoxycarbonyl group, and an oxo group. These substituents may further have a substituent. Examples of such include, but are not limited to, a halogenated alkyl group, a dialkylamino group, and the like.

本明細書中において、「アルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有している直鎖又は分枝鎖の炭化水素基をいう。例えば、その非限定的な例として、ビニル、アリル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1,3−ブタンジエニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1,3−ペンタンジエニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、5−ヘキセニル及び1,4−ヘキサンジエニル)を含む。二重結合についてシス配座またはトランス配座のいずれであってもよい。   In the present specification, “alkenyl” refers to a linear or branched hydrocarbon group having at least one carbon-carbon double bond. For example, as non-limiting examples, vinyl, allyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1,3-butanedienyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl 4-pentenyl, 1,3-pentanedienyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl and 1,4-hexanedienyl). The double bond may be either cis or trans conformation.

本明細書中において、「アルキニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を有している直鎖又は分枝鎖の炭化水素基をいう。例えば、その非限定的な例として、エチニル、プロピニル、2−ブチニルおよび3−メチルブチニルなどがあるを含む。   In the present specification, “alkynyl” refers to a linear or branched hydrocarbon group having at least one carbon-carbon triple bond. For example, non-limiting examples include ethynyl, propynyl, 2-butynyl and 3-methylbutynyl.

本明細書中において、「シクロアルキル」は、上記のアルキルよりなる単環または多環式の非芳香環系をいう。当該シクロアルキルは、置換されていないか同一もしくは異なっても良い1以上の置換基によって置換されていることができ、単環式シクロアルキルの非限定的な例には、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルなどがあり、多環式のシクロアルキルの非限定的な例には、1−デカリニル、2−デカリニル、ノルボルニル、アダマンチルなどが挙げられる。また、当該シクロアルキルは、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含むヘテロシクロアルキルであってもよい。ヘテロシクロアルキル環中の任意の−NHは、例えば−N(Boc)基、−N(CBz)基および−N(Tos)基としてのように保護されていてもよく、環中の窒素原子または硫黄原子が対応するN−オキシド、S−オキシドまたはS,S−ジオキシドへ酸化されたものであってもよい。例えば、単環式ヘテロシクロアルキルの非限定的な例には、ジアザパニル、ピペリジニル、ピロリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、チアゾリジニル、1,4−ジオキサニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオフェニル、ラクタムおよびラクトン等が挙げられる。   In the present specification, “cycloalkyl” refers to a monocyclic or polycyclic non-aromatic ring system composed of the above alkyl. The cycloalkyl can be unsubstituted or substituted by one or more substituents, which can be the same or different, and non-limiting examples of monocyclic cycloalkyl include cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl Non-limiting examples of polycyclic cycloalkyl include 1-decalinyl, 2-decalinyl, norbornyl, adamantyl and the like. In addition, the cycloalkyl may be a heterocycloalkyl containing one or more hetero atoms (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom) as ring-constituting atoms. Any —NH in the heterocycloalkyl ring may be protected, for example as a —N (Boc) group, —N (CBz) group and —N (Tos) group, a nitrogen atom in the ring or The sulfur atom may be oxidized to the corresponding N-oxide, S-oxide or S, S-dioxide. For example, non-limiting examples of monocyclic heterocycloalkyl include diazapanyl, piperidinyl, pyrrolidinyl, piperazinyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, thiazolidinyl, 1,4-dioxanyl, tetrahydrofuranyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrothiophenyl, lactam and Examples include lactones.

本明細書中において、「シクロアルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む、単環または多環式の非芳香環系をいう。当該シクロアルケニルは、置換されていないか同一もしくは異なっても良い1以上の置換基によって置換されていることができ、単環式のシクロアルケニルの非限定的な例には、シクロペンテニル、シクロヘキセニルおよびシクロヘプタ−1,3−ジエニルなどがあり、多環式のシクロアルケニルの非限定的な例には、ノルボルニレニル等が挙げられる。また、当該シクロアルキルは、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含むヘテロシクロアルケニルであってもよいヘテロシクロアルケニル環中の窒素原子または硫黄原子を、対応するN−オキシド、S−オキシドまたはS,S−ジオキシドへ酸化してもよい。   As used herein, “cycloalkenyl” refers to a monocyclic or polycyclic non-aromatic ring system containing at least one carbon-carbon double bond. The cycloalkenyl may be unsubstituted or substituted by one or more substituents, which may be the same or different, and non-limiting examples of monocyclic cycloalkenyl include cyclopentenyl, cyclohexenyl And cyclohepta-1,3-dienyl, and non-limiting examples of polycyclic cycloalkenyl include norbornylenyl and the like. In addition, the cycloalkyl may be a heterocycloalkenyl which may be a heterocycloalkenyl containing one or more heteroatoms (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom) as a ring-constituting atom. Atoms may be oxidized to the corresponding N-oxide, S-oxide or S, S-dioxide.

本明細書中において、「アリール」は単環式又は縮合多環式の芳香族炭化水素基のいずれであってもよく、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含む芳香族複素環であってもよい。この場合、これを「ヘテロアリール」または「ヘテロ芳香族」と呼ぶ場合もある。アリールが単環および縮合環のいずれである場合も、すべての可能な位置で結合しうる。単環式のアリールの非限定的な例としては、フェニル基(Ph)、チエニル基(2−又は3−チエニル基)、ピリジル基、フリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピラゾリル基、2−ピラジニル基、ピリミジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピリダジニル基、3−イソチアゾリル基、3−イソオキサゾリル基、1,2,4−オキサジアゾール−5−イル基又は1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基等が挙げられる。縮合多環式のアリールの非限定的な例としては、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−インデニル基、2−インデニル基、2,3−ジヒドロインデン−1−イル基、2,3−ジヒドロインデン−2−イル基、2−アンスリル基、インダゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、1,2−ジヒドロイソキノリル基、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリル基、インドリル基、イソインドリル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、ベンゾフラニル基、2,3−ジヒドロベンゾフラン−1−イル基、2,3−ジヒドロベンゾフラン−2−イル基、2,3−ジヒドロベンゾチオフェン−1−イル基、2,3−ジヒドロベンゾチオフェン−2−イル基、ベンゾチアゾリル基、ベンズイミダゾリル基、フルオレニル基又はチオキサンテニル基等が挙げられる。本明細書において、アリール基はその環上に任意の置換基を1個以上有していてもよい。該置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシルなどを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アリール基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アリール部分を含む他の置換基(例えばアリールオキシ基やアリールアルキル基など)のアリール部分についても同様である。   In the present specification, “aryl” may be either a monocyclic or condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group, and a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom) as a ring constituent atom Etc.) may be an aromatic heterocyclic ring. In this case, it may be referred to as “heteroaryl” or “heteroaromatic”. Whether aryl is a single ring or a fused ring, it can be attached at all possible positions. Non-limiting examples of monocyclic aryl include phenyl group (Ph), thienyl group (2- or 3-thienyl group), pyridyl group, furyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, pyrazolyl group, 2-pyrazinyl Group, pyrimidinyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, pyridazinyl group, 3-isothiazolyl group, 3-isoxazolyl group, 1,2,4-oxadiazol-5-yl group or 1,2,4-oxadiazole-3 -An yl group etc. are mentioned. Non-limiting examples of fused polycyclic aryl include 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-indenyl, 2-indenyl, 2,3-dihydroinden-1-yl, 2,3 -Dihydroinden-2-yl group, 2-anthryl group, indazolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, 1,2-dihydroisoquinolyl group, 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolyl group, indolyl group, Isoindolyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, benzofuranyl group, 2,3-dihydrobenzofuran-1-yl group, 2,3-dihydrobenzofuran-2-yl group, 2,3-dihydrobenzothiophen-1-yl group, 2 , 3-Dihydrobenzothiophen-2-yl group, benzothiazolyl group, benzimidazolyl group, fluorenyl group, thioxanthenyl group, etc. And the like. In the present specification, an aryl group may have one or more arbitrary substituents on the ring. Examples of the substituent include, but are not limited to, an alkoxy group, a halogen atom, an amino group, a mono- or di-substituted amino group, a substituted silyl group, and acyl. When the aryl group has two or more substituents, they may be the same or different. The same applies to the aryl moiety of other substituents containing the aryl moiety (for example, an aryloxy group and an arylalkyl group).

本明細書中において、「アリールアルキル」は、上記アリールで置換されたアルキルを表す。アリールアルキルは、任意の置換基を1個以上有していてもよい。該置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシル基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アシル基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アリールアルキルの非限定的な例としては、ベンジル基、2−チエニルメチル基、3−チエニルメチル基、2−ピリジルメチル基、3−ピリジルメチル基、4−ピリジルメチル基、2−フリルメチル基、3−フリルメチル基、2−チアゾリルメチル基、4−チアゾリルメチル基、5−チアゾリルメチル基、2−オキサゾリルメチル基、4−オキサゾリルメチル基、5−オキサゾリルメチル基、1−ピラゾリルメチル基、3−ピラゾリルメチル基、4−ピラゾリルメチル基、2−ピラジニルメチル基、2−ピリミジニルメチル基、4−ピリミジニルメチル基、5−ピリミジニルメチル基、1−ピロリルメチル基、2−ピロリルメチル基、3−ピロリルメチル基、1−イミダゾリルメチル基、2−イミダゾリルメチル基、4−イミダゾリルメチル基、3−ピリダジニルメチル基、4−ピリダジニルメチル基、3−イソチアゾリルメチル基、3−イソオキサゾリルメチル基、1,2,4−オキサジアゾール−5−イルメチル基又は1,2,4−オキサジアゾール−3−イルメチル基等が挙げられる。   In the present specification, “arylalkyl” represents an alkyl substituted with the above aryl. The arylalkyl may have one or more arbitrary substituents. Examples of the substituent include, but are not limited to, an alkoxy group, a halogen atom, an amino group, a mono- or di-substituted amino group, a substituted silyl group, and an acyl group. When the acyl group has two or more substituents, they may be the same or different. Non-limiting examples of arylalkyl include benzyl group, 2-thienylmethyl group, 3-thienylmethyl group, 2-pyridylmethyl group, 3-pyridylmethyl group, 4-pyridylmethyl group, 2-furylmethyl group, 3-furylmethyl group, 2-thiazolylmethyl group, 4-thiazolylmethyl group, 5-thiazolylmethyl group, 2-oxazolylmethyl group, 4-oxazolylmethyl group, 5-oxazolylmethyl group, 1-pyrazolylmethyl group 3-pyrazolylmethyl group, 4-pyrazolylmethyl group, 2-pyrazinylmethyl group, 2-pyrimidinylmethyl group, 4-pyrimidinylmethyl group, 5-pyrimidinylmethyl group, 1-pyrrolylmethyl group, 2-pyrrolylmethyl group, 3-pyrrolylmethyl group 1-imidazolylmethyl group, 2-imidazolylmethyl group, 4-imidazolylmethyl 3-pyridazinylmethyl group, 4-pyridazinylmethyl group, 3-isothiazolylmethyl group, 3-isoxazolylmethyl group, 1,2,4-oxadiazol-5-ylmethyl group Or a 1,2,4-oxadiazol-3-ylmethyl group etc. are mentioned.

同様に、本明細書中において、「アリールアルケニル」は、上記アリールで置換されたアルケニルを表す。   Similarly, in the present specification, “arylalkenyl” represents alkenyl substituted with aryl.

本明細書中において、「アルコキシ基」とは、前記アルキル基が酸素原子に結合した構造であり、例えば直鎖状、分枝状、環状又はそれらの組み合わせである飽和アルコキシ基が挙げられる。例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、シクロプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、シクロブトキシ基、シクロプロピルメトキシ基、n−ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロプロピルエチルオキシ基、シクロブチルメチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロプロピルプロピルオキシ基、シクロブチルエチルオキシ基又はシクロペンチルメチルオキシ基等が好適な例として挙げられる。   In the present specification, the “alkoxy group” is a structure in which the alkyl group is bonded to an oxygen atom, and examples thereof include a saturated alkoxy group that is linear, branched, cyclic, or a combination thereof. For example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, cyclopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, s-butoxy group, t-butoxy group, cyclobutoxy group, cyclopropylmethoxy group, n- Pentyloxy, cyclopentyloxy, cyclopropylethyloxy, cyclobutylmethyloxy, n-hexyloxy, cyclohexyloxy, cyclopropylpropyloxy, cyclobutylethyloxy or cyclopentylmethyloxy are preferred Take as an example.

本明細書中において、「アルキレン」とは、直鎖状または分枝状の飽和炭化水素からなる二価の基であり、例えば、メチレン、1−メチルメチレン、1,1−ジメチルメチレン、エチレン、1−メチルエチレン、1−エチルエチレン、1,1−ジメチルエチレン、1,2−ジメチルエチレン、1,1−ジエチルエチレン、1,2−ジエチルエチレン、1−エチル−2−メチルエチレン、トリメチレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、1,1−ジメチルトリメチレン、1,2−ジメチルトリメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、1−エチルトリメチレン、2−エチルトリメチレン、1,1−ジエチルトリメチレン、1,2−ジエチルトリメチレン、2,2−ジエチルトリメチレン、2−エチル−2−メチルトリメチレン、テトラメチレン、1−メチルテトラメチレン、2−メチルテトラメチレン、1,1−ジメチルテトラメチレン、1,2−ジメチルテトラメチレン、2,2−ジメチルテトラメチレン、2,2−ジ−n−プロピルトリメチレン等が挙げられる。   In the present specification, “alkylene” is a divalent group consisting of a linear or branched saturated hydrocarbon, such as methylene, 1-methylmethylene, 1,1-dimethylmethylene, ethylene, 1-methylethylene, 1-ethylethylene, 1,1-dimethylethylene, 1,2-dimethylethylene, 1,1-diethylethylene, 1,2-diethylethylene, 1-ethyl-2-methylethylene, trimethylene, 1 -Methyltrimethylene, 2-methyltrimethylene, 1,1-dimethyltrimethylene, 1,2-dimethyltrimethylene, 2,2-dimethyltrimethylene, 1-ethyltrimethylene, 2-ethyltrimethylene, 1,1 -Diethyltrimethylene, 1,2-diethyltrimethylene, 2,2-diethyltrimethylene, 2-ethyl-2-methyltrimethyl , Tetramethylene, 1-methyltetramethylene, 2-methyltetramethylene, 1,1-dimethyltetramethylene, 1,2-dimethyltetramethylene, 2,2-dimethyltetramethylene, 2,2-di-n-propyl Trimethylene and the like.

本明細書中において、「アルケニレン」とは、直鎖状または分枝状の少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有している不飽和炭化水素からなる二価の基であり、例えば、エテニレン、1−メチルエテニレン、1−エチルエテニレン、1,2−ジメチルエテニレン、1,2−ジエチルエテニレン、1−エチル−2−メチルエテニレン、プロペニレン、1−メチル−2−プロペニレン、2−メチル−2−プロペニレン、1,1−ジメチル−2−プロペニレン、1,2−ジメチル−2−プロペニレン、1−エチル−2−プロペニレン、2−エチル−2−プロペニレン、1,1−ジエチル−2−プロペニレン、1,2−ジエチル−2−プロペニレン、1−ブテニレン、2−ブテニレン、1−メチル−2−ブテニレン、2−メチル−2−ブテニレン、1,1−ジメチル−2−ブテニレン、1,2−ジメチル−2−ブテニレン等が挙げられる。   In the present specification, “alkenylene” is a divalent group consisting of an unsaturated hydrocarbon having at least one linear or branched carbon-carbon double bond, such as ethenylene. 1-methylethenylene, 1-ethylethenylene, 1,2-dimethylethenylene, 1,2-diethylethenylene, 1-ethyl-2-methylethenylene, propenylene, 1-methyl-2-propenylene, 2-methyl -2-propenylene, 1,1-dimethyl-2-propenylene, 1,2-dimethyl-2-propenylene, 1-ethyl-2-propenylene, 2-ethyl-2-propenylene, 1,1-diethyl-2-propenylene 1,2-diethyl-2-propenylene, 1-butenylene, 2-butenylene, 1-methyl-2-butenylene, 2-methyl-2-butenylene, , 1-dimethyl-2-butenylene, 1,2-dimethyl-2-butenylene, and the like.

本明細書中において、「アリーレン」及び「アリールアルキレン」は、それぞれ上記「アリール」及び「アリールアルキル」に基づく二価の基を意味する。同様に、「オキシアルキレン」及び「アリーレンオキシ」は、それぞれ上記「アルコキシ」及び「アリールオキシ」に基づく二価の基を意味する。   In the present specification, “arylene” and “arylalkylene” mean a divalent group based on the above “aryl” and “arylalkyl”, respectively. Similarly, “oxyalkylene” and “aryleneoxy” mean a divalent group based on the above “alkoxy” and “aryloxy”, respectively.

本明細書中において用いられる「アミド」とは、RNR’CO−(R=アルキルの場合、アルカミノカルボニル−)およびRCONR’−(R=アルキルの場合、アルキルカルボニルアミノ−)の両方を含む。   As used herein, “amide” includes both RNR′CO— (when R = alkyl, alkaminocarbonyl-) and RCONR′- (where R = alkyl, alkylcarbonylamino-).

本明細書中において用いられる「エステル」とは、ROCO−(R=アルキルの場合、アルコキシカルボニル−)およびRCOO−(R=アルキルの場合、アルキルカルボニルオキシ−)の両方を含む。   As used herein, “ester” includes both ROCO— (in the case of R = alkyl, alkoxycarbonyl-) and RCOO— (in the case of R = alkyl, alkylcarbonyloxy-).

本明細書中において、「環構造」という用語は、二つの置換基の組み合わせによって形成される場合、複素環または炭素環基を意味し、そのような基は飽和、不飽和、または芳香族であることができる。従って、上記において定義した、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、及びヘテロアリールを含むものである。例えば、シクロアルキル、フェニル、ナフチル、モルホリニル、ピペルジニル、イミダゾリル、ピロリジニル、およびピリジルなどが挙げられる。本明細書中において、置換基は、別の置換基と環構造を形成することができ、そのような置換基同士が結合する場合、当業者であれば、特定の置換、例えば水素への結合が形成されることを理解できる。従って、特定の置換基が共に環構造を形成すると記載されている場合、当業者であれば、当該環構造は通常の化学反応によって形成することができ、また容易に生成することを理解できる。かかる環構造およびそれらの形成過程はいずれも、当業者の認識範囲内である。   As used herein, the term “ring structure”, when formed by a combination of two substituents, means a heterocyclic or carbocyclic group, such group being saturated, unsaturated, or aromatic. Can be. Accordingly, it includes cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, and heteroaryl as defined above. Examples include cycloalkyl, phenyl, naphthyl, morpholinyl, piperidinyl, imidazolyl, pyrrolidinyl, pyridyl and the like. In the present specification, a substituent can form a ring structure with another substituent, and when such substituents are bonded to each other, those skilled in the art will recognize a specific substitution, such as bonding to hydrogen. Can be understood. Therefore, when it is described that specific substituents together form a ring structure, those skilled in the art can understand that the ring structure can be formed by an ordinary chemical reaction and can be easily generated. Both such ring structures and their process of formation are within the purview of those skilled in the art.

2.本発明のハイドロポリスルフィド検出用蛍光プローブ
本発明の蛍光プローブは、一態様において、以下の式(I)で表される構造を有する化合物を含むものである。

Figure 2018025399
2. Fluorescent probe for detecting hydropolysulfide according to the present invention In one aspect, the fluorescent probe according to the present invention includes a compound having a structure represented by the following formula (I).
Figure 2018025399

上記式(I)において、Xは、Si(R)(R)を表す。ここで、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又はアルキル基を表す。R及びRが、アルキル基である場合、それらは1以上の置換基を有することができ、そのような置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基などを1個又は2個以上有していてもよい。R及びRは、いずれもメチル基であることが好ましい。また、場合によっては、R及びRは互いに結合して環構造を形成していてもよい。例えば、R及びRがともにアルキル基である場合に、R及びRが互いに結合してスピロ炭素環を形成することができる。形成される環は、例えば5ないし8員環程度であることが好ましい。Xは、好ましくは、Si(CHである。 In the above formula (I), X represents Si (R a ) (R b ). Here, R a and R b each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. When R a and R b are alkyl groups, they can have one or more substituents, and examples of such substituents include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, hydroxyl groups, carboxyl groups, You may have 1 or 2 or more amino groups, sulfo groups, etc. R a and R b are preferably both methyl groups. In some cases, R a and R b may be bonded to each other to form a ring structure. For example, when R a and R b are both alkyl groups, R a and R b can be bonded to each other to form a spirocarbocycle. The ring formed is preferably about 5 to 8 membered ring, for example. X is preferably Si (CH 3 ) 2 .

は、水素原子、シアノ基、又はそれぞれ置換されていてもよいアルキル基(例えば、「置換されていてもよいアルキル基」には、フルオロアルキル等のハロアルキルが含まれ得る)、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基、アミド基、及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜4個の同一又は異なる置換基を表す。Rが水素原子以外である場合、そのベンゼン環における位置は特に限定されないが、Rを有する置換基に対してメタ位であることが好ましい。また、ベンゼン環上に2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。細胞内におけるプローブ分子の局在化を抑制する観点からは、Rは、例えば、イミノ二酢酸エステルであることが好ましい。 R 1 represents a hydrogen atom, a cyano group, or an optionally substituted alkyl group (for example, the “optionally substituted alkyl group” may include haloalkyl such as fluoroalkyl), a carboxyl group, 1 to 4 identical or different substituents independently selected from the group consisting of an ester group, an alkoxy group, an amide group, and an azide group. When R 1 is other than a hydrogen atom, the position in the benzene ring is not particularly limited, but is preferably a meta position with respect to the substituent having R 2 . Moreover, when it has two or more substituents on the benzene ring, they may be the same or different. From the viewpoint of suppressing localization of the probe molecule in the cell, R 1 is preferably, for example, iminodiacetic ester.

また、後述のように、Rが、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のドナーとなる蛍光団を有することもできる。この場合、典型的には、Rはアミド基が好適であり、当該アミド基を介してドナーとなる蛍光団が連結することができる。かかる蛍光団としては、式(I)におけるローダミン類似骨格部位をアクセプターとして、それに対するドナーとなり得る蛍光団であれば、FRETに関する技術分野において公知の蛍光団を用いることができる。その非限定的な例としては、ピレン、ペリレン、クマリン、フルオレセイン、ローダミン、シアニン、ボロンジピロメテン(BODIPY)、オキサジンなどを挙げることができる。好ましくは、そのような蛍光団はキサンテン骨格を有する化合物であり、例えば、テトラメチルローダミンである。 Further, as will be described later, R 1 may have a fluorophore serving as a donor of fluorescence resonance energy transfer (FRET). In this case, typically, R 1 is preferably an amide group, and a fluorophore serving as a donor can be linked via the amide group. As such a fluorophore, a fluorophore known in the technical field related to FRET can be used as long as it is a fluorophore that can serve as a donor for the rhodamine-like skeleton site in formula (I). Non-limiting examples include pyrene, perylene, coumarin, fluorescein, rhodamine, cyanine, boron dipyrromethene (BODIPY), oxazine, and the like. Preferably, such a fluorophore is a compound having a xanthene skeleton, such as tetramethylrhodamine.

は、ハロゲン原子、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、又はアルコキシ基を表す。好ましくは、塩素原子、メチル基、又はメトキシ基である。 R 2 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, or an alkoxy group. Preferably, they are a chlorine atom, a methyl group, or a methoxy group.

及びRは、それぞれ独立に、水素原子、又はヒドロキシル基、ハロゲン原子、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、スルホ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜3個の同一又は異なる置換基を表す。好ましくは、R及びRは、いずれも水素原子である。また、上記Rと同様に、R又はRが、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のドナーとなる蛍光団を有することもできる。 R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an independently substituted alkyl group, a sulfo group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or an azide group. Represents 1 to 3 identical or different substituents. Preferably, R 3 and R 4 are both hydrogen atoms. Similarly to R 1 , R 3 or R 4 may have a fluorophore that serves as a donor for fluorescence resonance energy transfer (FRET).

、R、R及びRは、いずれもアルキル基を表す。ここで、R又はRは、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む環構造を形成してもよい。その場合、RとR、又はRとRの組み合わせのいずれか一方のみが環構造を形成してもよいし、いずれもが環構造を形成してもよい。当該環構造には、上記窒素原子以外の更なるヘテロ原子を含むこともできる。 R 5 , R 6 , R 7 and R 8 all represent an alkyl group. Here, R 5 or R 6 may be combined with R 3 to form a ring structure containing a nitrogen atom to which they are bonded. In that case, only one of R 5 and R 3 or a combination of R 6 and R 3 may form a ring structure, or both may form a ring structure. The ring structure may contain further hetero atoms other than the nitrogen atom.

同様に、R又はRのいずれかがアルキル基の場合に、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む環構造を形成してもよい。その場合、RとR、又はRとRの組み合わせのいずれか一方のみが環構造を形成してもよいし、いずれもが環構造を形成してもよい。当該環構造には、上記窒素原子以外の更なるヘテロ原子を含むこともできる。 Similarly, when either R 7 or R 8 is an alkyl group, it may be combined with R 4 to form a ring structure containing the nitrogen atom to which they are attached. In that case, only one of R 7 and R 4 , or a combination of R 8 and R 4 may form a ring structure, or both may form a ring structure. The ring structure may contain further hetero atoms other than the nitrogen atom.

好ましくは、R、R、R及びRは、いずれもメチル基である。 Preferably, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are all methyl groups.

本発明のハイドロポリスルフィド検出用蛍光プローブとして特に適切な式(I)の化合物の具体例としては、

Figure 2018025399
が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。 Specific examples of compounds of formula (I) that are particularly suitable as fluorescent probes for detecting hydropolysulfides of the present invention include:
Figure 2018025399
Is mentioned. However, it is not limited to these.

上記式(I)で表される化合物は、R及びRが連結するN原子において1価の正電荷を有するため、通常は塩として存在する。そのような塩としては、塩基付加塩、酸付加塩、アミノ酸塩などを挙げることができる。塩基付加塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などの金属塩、アンモニウム塩、又はトリエチルアミン塩、ピペリジン塩、モルホリン塩などの有機アミン塩を挙げることができ、酸付加塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの鉱酸塩、カルボン酸塩、トリフルオロ酢酸塩、メタンスルホン酸塩、パラトルエンスルホン酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩などの有機酸塩を挙げることができる。アミノ酸塩としてはグリシン塩などを例示することができる。もっとも、これらの塩に限定されることはない。 Since the compound represented by the above formula (I) has a monovalent positive charge at the N atom to which R 7 and R 8 are linked, it usually exists as a salt. Examples of such salts include base addition salts, acid addition salts, amino acid salts and the like. Examples of the base addition salt include metal salts such as sodium salt, potassium salt, calcium salt, magnesium salt, ammonium salt, or organic amine salts such as triethylamine salt, piperidine salt, morpholine salt, and acid addition salt. As, for example, mineral acid salts such as hydrochloride, sulfate, and nitrate, carboxylate, trifluoroacetate, methanesulfonate, paratoluenesulfonate, citrate, oxalate, and other organic acid salts Can be mentioned. Examples of amino acid salts include glycine salts. However, it is not limited to these salts.

式(I)で表される化合物は、置換基の種類に応じて1個または2個以上の不斉炭素を有する場合があり、光学異性体又はジアステレオ異性体などの立体異性体が存在する場合がある。純粋な形態の立体異性体、立体異性体の任意の混合物、ラセミ体などはいずれも本発明の範囲に包含される。   The compound represented by the formula (I) may have one or more asymmetric carbons depending on the type of substituent, and there are stereoisomers such as optical isomers or diastereoisomers. There is a case. Pure forms of stereoisomers, any mixture of stereoisomers, racemates, and the like are all within the scope of the present invention.

式(I)で表される化合物又はその塩は、水和物又は溶媒和物として存在する場合もあるが、これらの物質はいずれも本発明の範囲に包含される。溶媒和物を形成する溶媒の種類は特に限定されないが、例えば、エタノール、アセトン、イソプロパノールなどの溶媒を例示することができる。   The compound represented by the formula (I) or a salt thereof may exist as a hydrate or a solvate, and any of these substances is included in the scope of the present invention. Although the kind of solvent which forms a solvate is not specifically limited, For example, solvents, such as ethanol, acetone, isopropanol, can be illustrated.

上記の蛍光プローブは、必要に応じて試薬の調製に通常用いられる添加剤を配合して組成物として用いてもよい。例えば、生理的環境で用いるための添加剤として、溶解補助剤、pH調節剤、緩衝剤、等張化剤などの添加剤を用いることができ、これらの配合量は当業者に適宜選択可能である。これらの組成物は、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤、錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として提供され得る。   The above-described fluorescent probe may be used as a composition by blending additives usually used in the preparation of reagents as required. For example, additives such as solubilizers, pH adjusters, buffers, and tonicity agents can be used as additives for use in a physiological environment, and the amount of these can be appropriately selected by those skilled in the art. is there. These compositions can be provided as a composition in an appropriate form such as a powder-form mixture, a lyophilized product, a granule, a tablet, or a liquid.

本明細書の実施例には、式(I)で表される本発明の化合物に包含される代表的化合物についての製造方法が具体的に示されているので、当業者は本明細書の開示を参照することにより、及び必要に応じて出発原料や試薬、反応条件などを適宜選択することにより、式(I)に包含される任意の化合物を容易に製造することができる。   In the examples of the present specification, production methods for representative compounds included in the compounds of the present invention represented by the formula (I) are specifically shown. Any compound included in the formula (I) can be easily produced by referring to, and appropriately selecting starting materials, reagents, reaction conditions and the like as necessary.

3.本発明の蛍光プローブを用いたハイドロポリスルフィドの検出方法
本発明の蛍光プローブは、式(I)で示されるキサンテン様の縮合環の9位が、以下の平衡式に示すように、ハイドロポリスルフィドのS−SR基により濃度依存的に求核攻撃されると可視光領域の吸収及び蛍光とも消失するという機構を用いるものである(ここで、ハイドロポリスルフィドを「R−SSH」と示している。)。当該反応は可逆性を有する。これにより、1以上の−S−S−結合を有するハイドロポリスルフィドを可逆的、経時的、かつ定量的に検出をすることができるのである。なお、上述のとおり、当該「ハイドロポリスルフィド」の例としては、ハイドロパースルフィドと多硫化水素の双方を含み、広くR−SSHの構造を有する化合物を含むことができ、以下の反応が進行する限り、これらの化合物等についても本発明の蛍光プローブが適用可能である。

Figure 2018025399
3. Method for Detecting Hydropolysulfide Using Fluorescent Probe of the Present Invention The fluorescent probe of the present invention has a hydropolysulfide S-position as shown in the following equilibrium formula at the 9-position of the xanthene-like condensed ring represented by the formula (I). A mechanism is used in which absorption and fluorescence in the visible light region disappear when a concentration-dependent nucleophilic attack is caused by the -SR group (herein, hydropolysulfide is indicated as "R-SSH"). The reaction is reversible. Thereby, the hydropolysulfide having one or more -SS-bonds can be detected reversibly, with time, and quantitatively. As described above, examples of the “hydropolysulfide” include both hydropersulfide and hydrogen polysulfide, and can broadly include compounds having a structure of R—S n SH, and the following reaction proceeds. As long as this is the case, the fluorescent probe of the present invention can be applied to these compounds and the like.
Figure 2018025399

ここで、ハイドロポリスルフィドは細胞内では約1〜10μM、臓器内では約数10μMと極めて微量であるのに対し、グルタチオンは細胞内では約0.5〜10mMの濃度で存在するため、グルタチオン等の−SH基を含有する化合物が存在する環境下において、分子内に1以上の−S−S−結合を有するハイドロポリスルフィドを定量的に検出するための蛍光プローブには、少なくとも1000倍以上のハイドロポリスルフィド選択性が必要となる。本発明では、驚くべきことに、グルタチオンに対する蛍光プローブ分子と比較的類似する分子骨格を有するにもかかわらず、ハイドロポリスルフィドを特異的に検出することが可能な蛍光プローブ分子を見出したものである。より詳細には、必ずしも理論に拘束されるものではないが、本発明は、式(I)におけるXとしてSi原子を用い、Rを特定の置換基とし、さらに、R、R、R及びRをいずれもアルキル基とした構造の分子を用いることで、大過剰にするグルタチオン(約0.5〜10mM)には応答を示さずハイドロポリスルフィドに対して高い選択性を示し、かつ細胞内のハイドロポリスルフィド濃度に対して低い解離定数K(10μM前後)が得られる蛍光プローブ分子を見出した点に特徴を有する。 Here, hydropolysulfide is very small amount of about 1 to 10 μM in cells and about several tens of μM in organs, whereas glutathione is present in cells at a concentration of about 0.5 to 10 mM. A fluorescent probe for quantitatively detecting a hydropolysulfide having one or more -SS-bonds in a molecule in an environment where a compound containing an -SH group exists includes at least a 1000-fold or more hydropolysulfide Selectivity is required. The present invention has surprisingly found a fluorescent probe molecule capable of specifically detecting hydropolysulfide despite having a molecular skeleton relatively similar to the fluorescent probe molecule for glutathione. More specifically, although not necessarily bound by theory, the present invention uses a Si atom as X in formula (I), R 2 is a specific substituent, and R 5 , R 6 , R By using a molecule having a structure in which both 7 and R 8 are alkyl groups, glutathione (approximately 0.5 to 10 mM) in a large excess does not show a response and exhibits high selectivity for hydropolysulfide, and It is characterized in that it has found a fluorescent probe molecule that provides a low dissociation constant K d (around 10 μM) with respect to the intracellular hydropolysulfide concentration.

また、式(I)の分子内に蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のドナーとなり得る更なる蛍光団を設けることによって、式(I)のローダミン類似骨格がアクセプターとなる蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)によって、ハイドロポリスルフィドとの反応を発光波長変化として検出することも可能となる。すなわち、ハイドロポリスルフィドが存在しない環境では、ローダミン類似骨格に固有の蛍光波長における発光が見られるが、式(I)の化合物とハイドロポリスルフィドとの反応によって、当該ローダミン類似骨格由来の蛍光が消光するとともに、上記ドナー蛍光団に固有の蛍光波長における発光が増大することによって、ハイドロポリスルフィドの検出を蛍光発光として検出することができるのである。そのため、ドナー蛍光団の蛍光スペクトルは、ローダミン類似骨格の吸収スペクトルと重なり、また、ドナー蛍光団の蛍光波長は、ローダミン類似骨格の蛍光波長とは異なる波長領域であることが好ましい。上記のように、かかるドナー蛍光団は、FRETに関する技術分野において公知の蛍光団を用いることができ、例えば、ピレン、ペリレン、クマリン、フルオレセイン、ローダミン、シアニン、ボロンジピロメテン(BODIPY)、オキサジンなどを挙げることができる。好ましくは、テトラメチルローダミンである。典型的には、かかる蛍光団は、Rのアミド基を介して式(I)の化合物に導入することができる。 Further, by providing a further fluorophore that can serve as a donor of fluorescence resonance energy transfer (FRET) in the molecule of formula (I), the fluorescence resonance energy transfer (FRET) in which the rhodamine-like skeleton of formula (I) serves as an acceptor. It is also possible to detect the reaction with hydropolysulfide as a change in emission wavelength. That is, in an environment where no hydropolysulfide exists, light emission at a fluorescence wavelength unique to the rhodamine-like skeleton is observed, but the reaction from the compound of formula (I) with hydropolysulfide quenches the fluorescence derived from the rhodamine-like skeleton. By increasing the emission at the fluorescence wavelength inherent to the donor fluorophore, the detection of hydropolysulfide can be detected as the fluorescence emission. Therefore, the fluorescence spectrum of the donor fluorophore overlaps with the absorption spectrum of the rhodamine-like skeleton, and the fluorescence wavelength of the donor fluorophore is preferably in a wavelength region different from the fluorescence wavelength of the rhodamine-like skeleton. As described above, the donor fluorophore may be a fluorophore known in the technical field related to FRET, such as pyrene, perylene, coumarin, fluorescein, rhodamine, cyanine, boron dipyrromethene (BODIPY), oxazine, and the like. Can be mentioned. Tetramethylrhodamine is preferable. Typically, such fluorophores can be introduced into compounds of formula (I) via the amide group of R 1 .

以上の発光機構に従い、本発明のハイドロポリスルフィドの検出方法では、ハイドロポリスルフィドと前記蛍光プローブとの反応による蛍光応答又は吸光度変化を観測することにより、ハイドロポリスルフィドの存在を検出することを特徴とする。本明細書において「検出」という用語は、定量、定性など種々の目的の測定を含めて最も広義に解釈されるべきである。上述のように、前記蛍光応答が、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による蛍光変化であることが好ましい。   According to the above light emission mechanism, the hydropolysulfide detection method of the present invention is characterized in that the presence of hydropolysulfide is detected by observing a fluorescence response or a change in absorbance due to a reaction between the hydropolysulfide and the fluorescent probe. In this specification, the term “detection” should be interpreted in the broadest sense including measurement for various purposes such as quantification and qualitative. As described above, the fluorescence response is preferably a fluorescence change caused by fluorescence resonance energy transfer (FRET).

蛍光応答を観測する手段は、広い測定波長を有する蛍光光度計を用いることができるが、前記蛍光応答を2次元画像として表示可能な蛍光イメージング手段を用いて可視化することもできる。蛍光イメージングの手段を用いることによって、蛍光応答を二次元で可視化できるため、ハイドロポリスルフィドを瞬時に視認することが可能となる。蛍光イメージング装置としては、当該技術分野において公知の装置を用いることができる。   As a means for observing the fluorescence response, a fluorometer having a wide measurement wavelength can be used, but it is also possible to visualize the fluorescence response using a fluorescence imaging means capable of displaying the fluorescence response as a two-dimensional image. By using the fluorescence imaging means, the fluorescence response can be visualized in two dimensions, so that the hydropolysulfide can be viewed instantaneously. As the fluorescence imaging apparatus, an apparatus known in the technical field can be used.

測定対象であるハイドロポリスルフィド試料と蛍光プローブを接触させる手段としては、代表的には、蛍光プローブを含む溶液を試料添加、塗布、或いは噴霧することが挙げられるが、上記試料の形態や測定環境等に応じて適宜選択することが可能である。   The means for bringing the hydropolysulfide sample to be measured into contact with the fluorescent probe typically includes adding, applying, or spraying a solution containing the fluorescent probe, but the sample form, measurement environment, etc. It is possible to select appropriately according to the situation.

本発明の蛍光プローブの適用濃度は特に限定されないが、例えば0.1〜10μM程度の濃度の溶液を適用することができる。   The application concentration of the fluorescent probe of the present invention is not particularly limited, but for example, a solution having a concentration of about 0.1 to 10 μM can be applied.

本発明の蛍光プローブとしては、上記式(I)で表される化合物又はその塩をそのまま用いてもよいが、必要に応じて、試薬の調製に通常用いられる添加剤を配合して組成物として用いてもよい。例えば、生理的環境で試薬を用いるための添加剤として、溶解補助剤、pH調節剤、緩衝剤、等張化剤などの添加剤を用いることができ、これらの配合量は当業者に適宜選択可能である。これらの組成物は、一般的には、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤、錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として提供されるが、使用時に注射用蒸留水や適宜の緩衝液に溶解して適用すればよい。   As the fluorescent probe of the present invention, the compound represented by the above formula (I) or a salt thereof may be used as it is, but if necessary, an additive usually used for the preparation of a reagent is blended as a composition. It may be used. For example, additives such as a solubilizer, pH adjuster, buffer, and isotonic agent can be used as an additive for using the reagent in a physiological environment. Is possible. These compositions are generally provided as a composition in an appropriate form such as a mixture in powder form, a lyophilized product, a granule, a tablet, or a liquid, but distilled water for injection or an appropriate buffer at the time of use. It is sufficient to dissolve and apply to.

4.本発明の蛍光プローブを用いたハイドロポリスルフィドの検出用キット
本発明の検出方法においては、上記蛍光プローブを含むハイドロポリスルフィドの検出用キットを用いることが好ましい。当該キットにおいて、通常、本発明の蛍光プローブは溶液として調製されているが、例えば、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤、錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として提供され、使用時に注射用蒸留水や適宜の緩衝液に溶解して適用することもできる。
4). Kit for detecting hydropolysulfide using the fluorescent probe of the present invention In the detection method of the present invention, it is preferable to use a kit for detecting hydropolysulfide containing the fluorescent probe. In the kit, the fluorescent probe of the present invention is usually prepared as a solution. However, for example, it is provided as a composition in an appropriate form such as a mixture in powder form, a lyophilized product, a granule, a tablet, or a liquid. It can also be applied by dissolving in distilled water for injection or an appropriate buffer.

また、当該キットには、必要に応じてそれ以外の試薬等を適宜含んでいてもよい。例えば、添加剤として、溶解補助剤、pH調節剤、緩衝剤、等張化剤などの添加剤を用いることができ、これらの配合量は当業者に適宜選択可能である。   In addition, the kit may appropriately contain other reagents as necessary. For example, additives such as solubilizers, pH adjusters, buffers, and isotonic agents can be used as additives, and the amount of these additives can be appropriately selected by those skilled in the art.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these.

[試薬、装置等]
以下に示す反応に用いる有機溶媒は、すべて脱水グレードのものを用いた。市販の原料は試薬メーカー(和光純薬株式会社、東京化成工業株式会社、関東化学株式会社、Sigma-Aldrich Co. Ltd., Acros Co. Ltd.)より購入した。
[Reagents, equipment, etc.]
The organic solvents used in the reactions shown below were all dehydrated grades. Commercial raw materials were purchased from reagent manufacturers (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Kanto Chemical Co., Ltd., Sigma-Aldrich Co. Ltd., Acros Co. Ltd.).

高速液体クロマトグラフィーによる精製は、以下の装置およびカラムを用いた。
・ポンプ:PU-2080およびPU-2087(日本分光株式会社)
・検出器:MD-2010(日本分光株式会社)
・カラム:Inertsil ODS-3(10 x 250 mm or 20 x 250 mm, GL Science Inc.)
The following apparatus and column were used for purification by high performance liquid chromatography.
・ Pump: PU-2080 and PU-2087 (JASCO Corporation)
・ Detector: MD-2010 (JASCO Corporation)
Column: Inertsil ODS-3 (10 x 250 mm or 20 x 250 mm, GL Science Inc.)

HPLCによる分離精製に際しては、特に断りがない限り以下の溶媒A、B及びCを用い、これらを任意の組成で混合して精製を行った。
A: 精製水(1%アセトニトリル、0.1% トリフルオロ酢酸を含む)
B: アセトニトリル(1%精製水を含む)
C: 精製水(0.2M 酢酸-トリエチルアミンを含む)
HPLC分離における送液は、それぞれ25 ml/min (ポンプ:PU-2087, カラム:20 x 250 mm)、5 ml/min (ポンプ:PU-2080, カラム:10 x 250 mm)、1 ml/min (ポンプ:PU-2080, カラム:4.6 x 200 mm)にて行った。中圧カラムクロマトグラフィーによる精製は、YFLC-Al580(山善株式会社)を用いて行った。
In the separation and purification by HPLC, the following solvents A, B and C were used and purified by mixing them in an arbitrary composition unless otherwise specified.
A: Purified water (containing 1% acetonitrile, 0.1% trifluoroacetic acid)
B: Acetonitrile (including 1% purified water)
C: Purified water (including 0.2M acetic acid-triethylamine)
For HPLC separation, the flow rate is 25 ml / min (pump: PU-2087, column: 20 x 250 mm), 5 ml / min (pump: PU-2080, column: 10 x 250 mm), 1 ml / min, respectively. (Pump: PU-2080, column: 4.6 x 200 mm). Purification by medium pressure column chromatography was performed using YFLC-Al580 (Yamazen Co., Ltd.).

NMR測定は、AVANCE III 400 Nanobay (Bruker, Co. Ltd.) を用いて行った(400 MHz for 1H NMR, 101 MHz for 13C NMR)。質量分析測定は、MicrOTOF (ESI-TOF, Bruker, Co. Ltd.)を用いて行った。High-resolution MS (HRMS)測定に際しては、外部標準物質としてギ酸ナトリウムを用いた。   NMR measurement was performed using AVANCE III 400 Nanobay (Bruker, Co. Ltd.) (400 MHz for 1H NMR, 101 MHz for 13C NMR). Mass spectrometric measurements were performed using MicrOTOF (ESI-TOF, Bruker, Co. Ltd.). For high-resolution MS (HRMS) measurement, sodium formate was used as an external standard.

以下の実施例において用いた略語は、以下のとおりである。
THF: テトラヒドロフラン
DMF: N,N-ジメチルホルムアミド
TFA: トリフルオロ酢酸
Abbreviations used in the following examples are as follows.
THF: tetrahydrofuran
DMF: N, N-dimethylformamide
TFA: trifluoroacetic acid

1.蛍光プローブの合成
本発明の式(I)の化合物である以下の化合物1〜5を合成した。

Figure 2018025399
これらのうち、化合物1と4は、公知の文献(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (11), pp 5029‐5031)に記載の合成例に基づいて合成した。また、以下の合成例で用いた化合物のうち、化合物A1はJ. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (11), pp 5029‐5031、化合物C1はBioorg. Med. Chem. Lett. 21, 2869-2872 (2011)、化合物C3はWO2015/129705の実施例の記載の手法に基づいてそれぞれ合成した。 1. Synthesis of fluorescent probe The following compounds 1 to 5, which are compounds of the formula (I) of the present invention, were synthesized.
Figure 2018025399
Of these, compounds 1 and 4 were synthesized based on synthesis examples described in known literature (J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (11), pp 5029-5031). Of the compounds used in the following synthesis examples, compound A1 is J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (11), pp 5029-5031, and compound C1 is Bioorg. Med. Chem. Lett. 21, 2869-2872 (2011), Compound C3 was synthesized based on the procedure described in the examples of WO2015 / 129705.

化合物2の合成
以下のスキームに従って、本発明の蛍光プローブである化合物2を合成した。

Figure 2018025399
Synthesis of Compound 2 Compound 2, which is a fluorescent probe of the present invention, was synthesized according to the following scheme.
Figure 2018025399

2-ブロモアニソール(50 mg, 0.293 mmol, 8.4 eq.)をTHF(2 ml)に溶かし、アルゴン雰囲気下、‐78 oCで10分間撹拌した。1 M sec-ブチルリチウム シクロヘキサン/n-ヘキサン溶液(250 μl, 0.250 mmol, 7.1 eq.)をゆっくり加え、10分間撹拌した。化合物A1(10 mg, 0.035 mmol, 1 eq.)をTHF(2 ml)に溶かして加え、‐78 oCで1時間、室温で6時間撹拌した。1 N 塩酸を加えて酸性にし、次いで飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、ジクロロメタンで2回抽出し、得られた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧除去した。得られた残渣をHPLCで精製し(A/B = 90/10 to 10/90, 25 min)、目的化合物(2) (15.3 mg, 94%)を青色固体として得た。
1H NMR (CD3OD): δ 7.56 (dt, J = 7.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.32 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.22‐7.16 (m, 3H) 7.15 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.08 (dd, J = 7.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 6.75 (dd, J = 9.6 Hz, 2.8 Hz, 2H), 3.71 (s, 3H), 3.34 (s, 12H), 0.61 (s, 3H), 0.58 (s, 3H).; 13C NMR (CD3OD) δ 169.5, 158.1, 155.7, 149.4, 142.7, 131.8, 131.4, 129.2, 129.1, 121.8, 121.4, 114.9, 112.3, 56.2, 40.8, -1.0, -1.4 ppm.
2-Bromoanisole (50 mg, 0.293 mmol, 8.4 eq.) Was dissolved in THF (2 ml) and stirred at −78 ° C. for 10 minutes under an argon atmosphere. 1 M sec-butyllithium cyclohexane / n-hexane solution (250 μl, 0.250 mmol, 7.1 eq.) Was slowly added and stirred for 10 minutes. Compound A1 (10 mg, 0.035 mmol, 1 eq.) Dissolved in THF (2 ml) was added, and the mixture was stirred at −78 ° C. for 1 hour and at room temperature for 6 hours. Add 1 N hydrochloric acid to acidify, then add saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, extract twice with dichloromethane, wash the resulting organic phase with saturated brine, dry over anhydrous sodium sulfate, and remove the solvent under reduced pressure . The obtained residue was purified by HPLC (A / B = 90/10 to 10/90, 25 min) to obtain the target compound (2) (15.3 mg, 94%) as a blue solid.
1 H NMR (CD 3 OD): δ 7.56 (dt, J = 7.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.32 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.22-7.16 (m, 3H) 7.15 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.08 (dd, J = 7.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 6.75 (dd, J = 9.6 Hz, 2.8 Hz, 2H), 3.71 (s, 3H), 3.34 (s, 12H) , 0.61 (s, 3H), 0.58 (s, 3H) .; 13 C NMR (CD 3 OD) δ 169.5, 158.1, 155.7, 149.4, 142.7, 131.8, 131.4, 129.2, 129.1, 121.8, 121.4, 114.9, 112.3 , 56.2, 40.8, -1.0, -1.4 ppm.

化合物3の合成
以下のスキームに従って、本発明の蛍光プローブである化合物3を合成した。

Figure 2018025399
Synthesis of compound 3
According to the following scheme, Compound 3, which is a fluorescent probe of the present invention, was synthesized.
Figure 2018025399

2-クロロフェニルボロン酸を110℃にて6時間減圧乾燥させ、化合物B1を白色固体として得た。化合物B1は分離精製せず、そのまま次の反応に用いた。
化合物A1 (30 mg, 0.092 mmol, 1 eq.)を脱酸素アセトニトリル(10 ml)に溶かし、アルゴン雰囲気下、室温にて撹拌した。トリフルオロメタンスルホン酸無水物(20 μl, 0.112 mmol, 1.2 eq.)をゆっくり加え、室温にてさらに15分撹拌した後、化合物B1(61.1 mg, 0.144 mmol, 1.6 eq.)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(13.1 mg, 0.018 mmol, 0.2 eq.)、および炭酸ナトリウム(62.3 mg, 0.587 mmol, 6.2 eq.)を加え、70℃にて終夜撹拌した。室温に戻し、反応溶液に水を加え、ジクロロメタンで2回抽出し、得られた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧除去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ジクロロメタン/メタノール = 100/0 to 90/10)およびHPLCで精製し(A/B = 90/10 to 10/90, 25 min)、目的化合物3 (3.0 mg, 6%)を青色固体として得た。
1H NMR (CD3OD): δ 7.65 (dd, J = 8.0 Hz, 1.4 Hz, 1H), 7.59 (ddd, J = 8.0 Hz, 7.3 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.53 (dt, J = 1.4 Hz. 7.3 Hz, 1H), 7.37 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.32 (dd, J = 7.3 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 6.80 (dd, J = 9.6 Hz, 2.8 Hz, 2H), 3.36 (s, 12H), 0.613 (s, 3H), 0.598 (s, 3H).; 13C NMR (CD3OD): δ 167.0 (C), 155.8 (C), 149.5 (C), 142.0 (CH), 139.3 (C), 134.1 (C), 132.2 (CH), 131.7 (CH), 130.9 (CH), 128.4 (C), 128.1 (CH), 122.3 (CH), 115.3 (CH), 40.9 (CH3), ‐1.1 (CH3), ‐1.4 (CH3).; HRMS-ESI (m/z): [M]+ calcd for C25H28ClN2Si: 419.17048; found: 419.16962 (0.9 mDa, 2.0 ppm).
2-Chlorophenylboronic acid was dried under reduced pressure at 110 ° C. for 6 hours to obtain Compound B1 as a white solid. Compound B1 was used in the next reaction without separation and purification.
Compound A1 (30 mg, 0.092 mmol, 1 eq.) Was dissolved in deoxygenated acetonitrile (10 ml) and stirred at room temperature under an argon atmosphere. Slowly add trifluoromethanesulfonic anhydride (20 μl, 0.112 mmol, 1.2 eq.) And stir for another 15 minutes at room temperature, then compound B1 (61.1 mg, 0.144 mmol, 1.6 eq.), Bis (triphenylphosphine) ) Palladium (II) dichloride (13.1 mg, 0.018 mmol, 0.2 eq.) And sodium carbonate (62.3 mg, 0.587 mmol, 6.2 eq.) Were added, and the mixture was stirred at 70 ° C. overnight. After returning to room temperature, water was added to the reaction solution, and the mixture was extracted twice with dichloromethane. The obtained organic phase was washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: dichloromethane / methanol = 100/0 to 90/10) and HPLC (A / B = 90/10 to 10/90, 25 min) to obtain the target compound 3. (3.0 mg, 6%) was obtained as a blue solid.
1 H NMR (CD 3 OD): δ 7.65 (dd, J = 8.0 Hz, 1.4 Hz, 1H), 7.59 (ddd, J = 8.0 Hz, 7.3 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.53 (dt, J = 1.4 Hz.7.3 Hz, 1H), 7.37 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.32 (dd, J = 7.3 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.04 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 6.80 (dd , J = 9.6 Hz, 2.8 Hz, 2H), 3.36 (s, 12H), 0.613 (s, 3H), 0.598 (s, 3H) .; 13 C NMR (CD 3 OD): δ 167.0 (C), 155.8 (C), 149.5 (C), 142.0 (CH), 139.3 (C), 134.1 (C), 132.2 (CH), 131.7 (CH), 130.9 (CH), 128.4 (C), 128.1 (CH), 122.3 (CH), 115.3 (CH), 40.9 (CH 3 ), -1.1 (CH 3 ), -1.4 (CH 3 ) .; HRMS-ESI (m / z): [M] + calcd for C 25 H 28 ClN 2 Si: 419.17048; found: 419.16962 (0.9 mDa, 2.0 ppm).

化合物5の合成
以下のスキームに従って、本発明の蛍光プローブである化合物5を合成した。

Figure 2018025399
Synthesis of compound 5
According to the following scheme, Compound 5, which is a fluorescent probe of the present invention, was synthesized.
Figure 2018025399

[化合物C2の合成]
化合物C1(323 mg, 1.20 mmol, 3.2 eq.)をTHF(10 ml)に溶かし、アルゴン雰囲気下、‐78 oCで10分間撹拌した。1.1 M sec-ブチルリチウム シクロヘキサン/ノルマルヘキサン溶液(550 μl, 0.61 mmol, 2.0 eq.)をゆっくり加え、10分間撹拌した。化合物A1 (122 mg, 0.376 mmol, 1 eq.)をTHF(5 ml)に溶かして加え、‐78 oCで1時間、室温で2時間撹拌した。1 N 塩酸を加えて酸性にし、次いで飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、ジクロロメタンで2回抽出し、得られた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧除去した。得られた化合物をトリフルオロ酢酸(2 ml)に溶かし、室温にて30分撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をHPLCで精製し(A/B = 90/10 to 10/90, 25 min)、目的化合物C2 (126 mg, 60%)を青紫色固体として得た。
1H NMR (CD3OD): δ 7.97 (s, 1H), 7.93 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.36 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.12 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.07 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 6.77 (dd, J = 9.6 Hz, 2.8 Hz, 2H), 3.34 (s, 12H), 2.05 (s, 3H), 0.62 (s, 3H), 0.60 (s, 3H).; 13C NMR (CD3OD): δ 173.5 (C), 170.6 (C), 155.8 (C), 149.4 (C), 142.34 (C), 142.24 (CH), 138.7 (C), 136.7 (C), 132.1 (CH), 129.8 (CH), 128.3 (CH), 127.7 (C), 122.2 (CH), 115.3 (CH), 40.9 (CH3), 19.5 (CH3), ‐1.1 (CH3), ‐1.3 (CH3).; HRMS-ESI (m/z): [M]+ calcd for C27H31N2O2Si: 443.21493; found: 443.21524 (‐0.3 mDa, ‐0.7 ppm).
[Synthesis of Compound C2]
Compound C1 (323 mg, 1.20 mmol, 3.2 eq.) Was dissolved in THF (10 ml) and stirred at −78 ° C. for 10 minutes under an argon atmosphere. 1.1 M sec-butyllithium cyclohexane / normal hexane solution (550 μl, 0.61 mmol, 2.0 eq.) Was slowly added and stirred for 10 minutes. Compound A1 (122 mg, 0.376 mmol, 1 eq.) Was added by dissolving in THF (5 ml), and the mixture was stirred at −78 ° C. for 1 hour and at room temperature for 2 hours. Add 1 N hydrochloric acid to acidify, then add saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, extract twice with dichloromethane, wash the resulting organic phase with saturated brine, dry over anhydrous sodium sulfate, and remove the solvent under reduced pressure . The obtained compound was dissolved in trifluoroacetic acid (2 ml) and stirred at room temperature for 30 minutes. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by HPLC (A / B = 90/10 to 10/90, 25 min) to obtain the target compound C2 (126 mg, 60%) as a blue-violet solid. .
1 H NMR (CD 3 OD): δ 7.97 (s, 1H), 7.93 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.36 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.12 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.07 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 6.77 (dd, J = 9.6 Hz, 2.8 Hz, 2H), 3.34 (s, 12H), 2.05 (s, 3H), 0.62 (s, 3H) , 0.60 (s, 3H) .; 13 C NMR (CD 3 OD): δ 173.5 (C), 170.6 (C), 155.8 (C), 149.4 (C), 142.34 (C), 142.24 (CH), 138.7 (C), 136.7 (C), 132.1 (CH), 129.8 (CH), 128.3 (CH), 127.7 (C), 122.2 (CH), 115.3 (CH), 40.9 (CH 3 ), 19.5 (CH 3 ) , -1.1 (CH 3 ), -1.3 (CH 3 ) .; HRMS-ESI (m / z): [M] + calcd for C 27 H 31 N 2 O 2 Si: 443.21493; found: 443.21524 (-0.3 mDa , -0.7 ppm).

[化合物5の合成]
化合物C2 (5.3 mg, 9 μmol, 1 eq.)、化合物C3(7.0 mg, 9 μmol, 1 eq.)およびヘキサフルオロリン酸(ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウム(9.1 mg, 17 μmol, 1.9 eq.) をDMF (500 μl)に溶かし、室温にて撹拌した. N,N-ジイソプロピルエチルアミン (15 μl, 85 μmol, 9.4 eq.)を加えてさらに室温で2時間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をHPLCにて分離精製し (1回目; A/B = 90/10 to 10/90, 25 min: 2回目; C/B = 90/10 to 10/90, 40 min) 、目的化合物5(6.4 mg, 59%) を濃紫色固体として得た。
1H NMR (CD3OD): δ 8.77 (d, J = 1.7 Hz, 1H), 8.70 (d, J = 8.0 Hz, 1H, -CONH-), 8.49 (d, J = 8.0 Hz, 1H, -CONH-), 8.31 (dd, J = 8.0 Hz, 1.7 Hz, 1H), 7.91 (s, 1H), 7.87 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.57 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.38 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.26 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 9.5 Hz, 2H), 7.07 (dd, J = 9.5 Hz, 2.4 Hz, 2H), 7.05 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 7.02 (d, J = 2.3 Hz, 2H), 6.79 (dd, J = 9.7 Hz, 2.8 Hz, 2H), 4.07 ‐ 4.01 (m, 2H), 3.66 (s, 3H), 3.36 (s, 12H), 3.33 (s, 12H), 2.18 ‐ 2.16 (m, 4H), 2.12 (s, 3H), 1.69 ‐ 1.64 (m, 4H), 0.627 (s, 3H), 0.612 (s, 3H). 13C NMR (CD3OD): δ 169.3 (C), 168.9 (C), 167.5 (C), 166.4 (C), 159.9 (C), 159.08 (C), 159.05 (C), 155.9 (C), 149.5 (C), 143.4 (C), 142.0 (CH), 138.0 (C), 137.9 (C), 137.6 (C), 136.5 (C), 132.7 (CH), 132.4 (CH), 132.08 (CH), 131.94 (C), 131.83 (CH), 131.1 (CH), 130.5 (CH), 130.2 (CH), 128.1 (C), 125.8 (CH), 122.3 (CH), 115.7 (CH), 115.3 (CH), 114.7 (C), 53.1 (CH3), 50.2 (CH), 49.9 (CH), 40.97 (CH3), 40.94 (CH3), 32.34 (CH2), 32.32 (CH2), 19.5 (CH3), ‐1.1 (CH3), ‐1.3 (CH3).; HRMS-ESI (m/z): [M]2+/2 calcd for C59H66N6O5Si: 483.24265; found: 483.24277 (‐0.1 mDa, ‐0.3 ppm).
[Synthesis of Compound 5]
Compound C2 (5.3 mg, 9 μmol, 1 eq.), Compound C3 (7.0 mg, 9 μmol, 1 eq.) And hexafluorophosphate (benzotriazol-1-yloxy) tripyrrolidinophosphonium (9.1 mg, 17 μmol) , 1.9 eq.) Was dissolved in DMF (500 μl) and stirred at room temperature. N, N-Diisopropylethylamine (15 μl, 85 μmol, 9.4 eq.) Was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was separated and purified by HPLC (first time; A / B = 90/10 to 10/90, 25 min: second time; C / B = 90/10 to 10 / 90, 40 min), and the target compound 5 (6.4 mg, 59%) was obtained as a dark purple solid.
1 H NMR (CD 3 OD): δ 8.77 (d, J = 1.7 Hz, 1H), 8.70 (d, J = 8.0 Hz, 1H, -CONH-), 8.49 (d, J = 8.0 Hz, 1H,- CONH-), 8.31 (dd, J = 8.0 Hz, 1.7 Hz, 1H), 7.91 (s, 1H), 7.87 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.57 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.38 (d, J = 2.8 Hz, 2H), 7.26 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 9.5 Hz, 2H), 7.07 (dd, J = 9.5 Hz, 2.4 Hz, 2H) , 7.05 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 7.02 (d, J = 2.3 Hz, 2H), 6.79 (dd, J = 9.7 Hz, 2.8 Hz, 2H), 4.07-4.01 (m, 2H), 3.66 (s, 3H), 3.36 (s, 12H), 3.33 (s, 12H), 2.18-2.16 (m, 4H), 2.12 (s, 3H), 1.69-1.64 (m, 4H), 0.627 (s, 3H .), 0.612 (s, 3H ) 13 C NMR (CD 3 OD): δ 169.3 (C), 168.9 (C), 167.5 (C), 166.4 (C), 159.9 (C), 159.08 (C), 159.05 (C), 155.9 (C), 149.5 (C), 143.4 (C), 142.0 (CH), 138.0 (C), 137.9 (C), 137.6 (C), 136.5 (C), 132.7 (CH), 132.4 (CH), 132.08 (CH), 131.94 (C), 131.83 (CH), 131.1 (CH), 130.5 (CH), 130.2 (CH), 128.1 (C), 125.8 (CH), 122.3 (CH), 115.7 (CH), 115.3 (CH), 114.7 (C), 53.1 (CH 3 ), 50.2 (CH), 49.9 (CH), 40.97 (CH 3 ), 40.94 (CH 3 ), 3 2.34 (CH 2 ), 32.32 (CH 2 ), 19.5 (CH 3 ), -1.1 (CH 3 ), -1.3 (CH 3 ) .; HRMS-ESI (m / z): [M] 2+ / 2 calcd for C 59 H 66 N 6 O 5 Si: 483.24265; found: 483.24277 (-0.1 mDa, -0.3 ppm).

ハイドロポリスルフィドに対する蛍光アッセイ
実施例1で合成した蛍光プローブ化合物である化合物1(2Me SiR650)に、ハイドロポリスルフィドとして市販品である二硫化ナトリウム(Na2S2)を作用させ、その蛍光アッセイを行った。紫外―可視吸光分光分析および蛍光分光分析は、Shimadzu UV-2450 (島津製作所)およびHitachi F-7000(日立製作所)を用いて行った。溶液条件は、蛍光プローブの濃度は1μM、0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4)、0.1%のDMSOを含む溶液を用いた。添加する二硫化ナトリウムの濃度を0〜200μMの範囲で変化させた際の吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定した。励起波長は620nmとした。得られた結果を図1及び2に示す。
Fluorescence assay for hydropolysulfide Compound 1 (2Me SiR650), which is the fluorescent probe compound synthesized in Example 1, was reacted with sodium disulfide (Na 2 S 2 ), which is a commercial product, as a hydropolysulfide, and the fluorescence assay was performed. . Ultraviolet-visible absorption spectroscopy and fluorescence spectroscopy were performed using Shimadzu UV-2450 (Shimadzu Corporation) and Hitachi F-7000 (Hitachi Corporation). As the solution conditions, a fluorescent probe concentration was 1 μM, 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.4), and a solution containing 0.1% DMSO was used. An absorption spectrum and a fluorescence spectrum were measured when the concentration of sodium disulfide to be added was changed in the range of 0 to 200 μM. The excitation wavelength was 620 nm. The obtained results are shown in FIGS.

図1及び2に示すように、二硫化ナトリウムの添加によって吸収及び蛍光強度の顕著な減少が認められた。吸収ピーク波長(646nm)及び蛍光ピーク波長(667nm)の強度変化の二硫化ナトリウム濃度依存性をプロットし、解離定数Kd,H2S2(μM)を算出した結果、10μMが得られた。 As shown in FIGS. 1 and 2, a significant decrease in absorption and fluorescence intensity was observed with the addition of sodium disulfide. As a result of plotting the sodium disulfide concentration dependence of the intensity change of the absorption peak wavelength (646 nm) and the fluorescence peak wavelength (667 nm) and calculating the dissociation constant K d, H2S2 (μM), 10 μM was obtained.

また、−SH結合を有するグルタチオン(GSH)に対する選択性を比較するため、化合物1にグルタチオンを作用させ同様の蛍光アッセイを行った結果、解離定数Kd,GSH(mM)は>100mMが得られた。 In addition, in order to compare the selectivity for glutathione (GSH) having -SH bond, compound 1 was allowed to act on glutathione and the same fluorescence assay was performed. As a result, the dissociation constant K d, GSH (mM) was> 100 mM. It was.

同様に、他のプローブである化合物2(2OMe SiR650)、化合物3(2Cl SiR650)、化合物4(2Me SiR700)、化合物6(2F SiR650)についても、同条件でアッセイを行った結果をあわせて表1に示す。また、蛍光団の構造が異なる、すなわち、フェニルの2’位の置換基R(式(I)のRに相当)及びアミノ基における置換基R’(式(I)のR、R、R及びRに相当)が異なる比較例化合物1〜6についても同条件でアッセイを行った結果を表1に示す。 Similarly, other probes, Compound 2 (2OMe SiR650), Compound 3 (2Cl SiR650), Compound 4 (2Me SiR700), and Compound 6 (2F SiR650), are also shown in the table. It is shown in 1. Further, the structure of the fluorophore is different, that is, the substituent R at the 2′-position of phenyl (corresponding to R 2 of the formula (I)) and the substituent R ′ in the amino group (R 5 and R 6 of the formula (I)) Table 1 shows the results of assaying under the same conditions for Comparative Compounds 1 to 6 having different R, R 7 and R 8 equivalents).

Figure 2018025399
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表1の結果から、グルタチオンに対するハイドロポリスルフィド(二硫化ナトリウム)の選択性(Kd,GSH/Kd,H2S2)について、化合物1〜4は1000倍以上の選択性を示すことが分かった。特に化合物1では、グルタチオンに対するハイドロポリスルフィドの選択性が10,000倍以上であり、かつ、ハイドロポリスルフィドに対する解離定数Kd,H2S2が10μMであり細胞内におけるハイドロポリスルフィドの濃度(約1〜10μM)でも検出可能であるという結果が得られた。すなわち、これらの蛍光プローブは、細胞内におけるハイドロポリスルフィドの検出に有用であることが実証された。 From the results shown in Table 1, it was found that the compounds 1 to 4 showed a selectivity of 1000 times or more with respect to the selectivity ( Kd, GSH / Kd, H2S2 ) of hydropolysulfide (sodium disulfide) with respect to glutathione. Particularly in Compound 1, the selectivity of hydropolysulfide to glutathione is 10,000 times or more, and the dissociation constant K d, H2S2 for hydropolysulfide is 10 μM, and the concentration of hydropolysulfide in the cell (about 1 to 10 μM) The result was detectable. That is, it was demonstrated that these fluorescent probes are useful for detection of hydropolysulfides in cells.

他のハイドロポリスルフィドに対する蛍光アッセイ
上記で用いた二硫化ナトリウムに替えて、市販品である三硫化ナトリウム(Na2S3)、四硫化ナトリウム(Na2S4)および、合成化合物である4-trimethylsilyl benzylpersulfide (BnSSH, 下図)への応答性を評価した。蛍光プローブとしては、化合物1を使用した。

Figure 2018025399
Fluorescence assay for other hydropolysulfides Instead of sodium disulfide used above, commercially available sodium trisulfide (Na 2 S 3 ), sodium tetrasulfide (Na 2 S 4 ), and synthetic compound 4-trimethylsilyl The responsiveness to benzylpersulfide (BnSSH, below) was evaluated. Compound 1 was used as a fluorescent probe.
Figure 2018025399

その結果、Na2S3, Na2S4, BnSSHに対していずれも濃度依存的な吸光/蛍光の減少を確認し、解離定数Kはそれぞれ5μM、5μM、11μMと算出された。これらの結果より、本発明の蛍光プローブは、R−SSHで表される他のハイドロポリスルフィドも検出可能であることが確認された。 As a result, concentration-dependent decrease in absorbance / fluorescence was confirmed for Na 2 S 3 , Na 2 S 4 and BnSSH, and the dissociation constants K d were calculated as 5 μM, 5 μM and 11 μM, respectively. These results, the fluorescent probe of the present invention, it was confirmed other hydro polysulfide represented by R-S n SH can also be detected.

蛍光応答の可逆性の評価
蛍光プローブとハイドロポリスルフィドの反応が可逆性であることを、上記BnSSH(5μM)の添加及びチオール基のスカベンジャー(0.1又は1mM)を添加した際の吸光度変化を観測することにより評価を行なった。測定は化合物1を用いて行なった。溶液条件は、蛍光プローブの濃度は1μM、0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4)、0.1%のDMSO及び0.1%のTriton−Xを含む溶液を用いた。結果を図3に示す。
Evaluation of reversibility of fluorescence response Observed change in absorbance upon addition of BnSSH (5 μM) and addition of thiol group scavenger (0.1 or 1 mM) to confirm that the reaction between the fluorescent probe and hydropolysulfide is reversible. The evaluation was performed. The measurement was performed using Compound 1. As the solution conditions, a fluorescent probe concentration was 1 μM, a solution containing 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.4), 0.1% DMSO and 0.1% Triton-X was used. The results are shown in FIG.

図3の結果から、これらの蛍光プローブは、ハイドロポリスルフィドであるBnSSHと速やかに応答し、BnSSH量に依存して吸光度の変化が生じることが分かった。さらに、チオールのスカベンジャーであるN−エチルマレイミド(NEM)を加えることで、吸光度がBnSSH無添加時と同じ値まで戻ることから、ハイドロポリスルフィドに対する応答性が可逆的であることを確認した。   From the results in FIG. 3, it was found that these fluorescent probes responded quickly to BnSSH, which is a hydropolysulfide, and a change in absorbance occurred depending on the amount of BnSSH. Furthermore, by adding N-ethylmaleimide (NEM), which is a thiol scavenger, the absorbance returned to the same value as when BnSSH was not added, so it was confirmed that the responsiveness to hydropolysulfide was reversible.

FRETセンサーとしての評価
細胞イメージングの際には、2波長の励起または蛍光の比を取ってイメージングをする手法(レシオイメージング)が非常によく用いられる手法である。そこで、分子内のドナー蛍光団を有するプローブである、実施例1で合成した化合物5(TMR−SiR650)について、FRETの原理に基づき1波長励起−2波長蛍光を示すFRET型蛍光プローブとして機能するか検証した。化合物5は、化合物1に短波長側の蛍光団(ドナー)としてテトラメチルローダミン(TMR, TAMRA)を導入したものである。
In evaluation cell imaging as a FRET sensor , a technique (ratio imaging) in which imaging is performed by taking a ratio of excitation or fluorescence of two wavelengths is a very frequently used technique. Therefore, the compound 5 (TMR-SiR650) synthesized in Example 1, which is a probe having an intramolecular donor fluorophore, functions as a FRET-type fluorescent probe exhibiting one-wavelength excitation and two-wavelength fluorescence based on the FRET principle. I verified. Compound 5 is obtained by introducing tetramethylrhodamine (TMR, TAMRA) into compound 1 as a fluorophore (donor) on the short wavelength side.

化合物5を用いて、実施例2と同様にNa2S2添加に伴う吸収及び蛍光スペクトル変化を測定した。溶液条件は、蛍光プローブの濃度を1μM、0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4)、0.1%のDMSO、0.1%Triton−Xを含む溶液を用いた。添加するNa2S2の濃度を0〜100μMの範囲で変化させた。励起波長は550nmとした。得られた結果を図4に示す。 Using compound 5, the absorption and fluorescence spectrum changes accompanying the addition of Na 2 S 2 were measured in the same manner as in Example 2. As the solution conditions, a solution containing a fluorescent probe concentration of 1 μM, 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.4), 0.1% DMSO, and 0.1% Triton-X was used. The concentration of Na 2 S 2 to be added was changed in the range of 0 to 100 μM. The excitation wavelength was 550 nm. The obtained results are shown in FIG.

図4c及び4dに示すとおり、Na2S2添加に伴って長波長側ピークの蛍光強度が減少するとともに、短波長側ピークの蛍光強度の増加が得られた。そのKd,H2S2もおおよそ11μMと、化合物1単体の場合とほぼ変わらないことが分かった。この結果は、当該蛍光プローブ(化合物5)では、実施例2のような消光型の検出ではなく、FRETの機構によって発光型(波長変化型)によって生理的濃度のハイドロポリスルフィド検出が達成できることを示すものである。 As shown in FIGS. 4c and 4d, the fluorescence intensity of the long wavelength peak decreased with the addition of Na 2 S 2 and the fluorescence intensity of the short wavelength peak increased. The Kd, H2S2 was also about 11 μM, which was found to be almost the same as in the case of Compound 1 alone. This result shows that the fluorescent probe (compound 5) can achieve detection of a physiological concentration of hydropolysulfide by the luminescence type (wavelength change type) by the FRET mechanism, not by the quenching type detection as in Example 2. Is.

蛍光プローブ化合物による細胞イメージング
次に、蛍光プローブとして化合物5を用いて細胞における各種蛍光イメージングを行った。測定は、共焦点顕微鏡を用いて行なった。
Cell Imaging with Fluorescent Probe Compound Next, various fluorescence imaging in cells was performed using Compound 5 as a fluorescent probe. The measurement was performed using a confocal microscope.

ア)可逆性評価1:Na 2 S 2 /NEMよる評価
二硫化ナトリウム(Na2S2)と、チオール基のスカベンジャーであるN−エチルマレイミド(NEM)によるシグナルの可逆性について、潅流装置を設置した共焦点顕微鏡にて評価した。結果を図5に示す。
A) Reversibility evaluation 1: Evaluation by Na 2 S 2 / NEM A perfusion device was installed for signal reversibility by sodium disulfide (Na 2 S 2 ) and N-ethylmaleimide (NEM), a thiol group scavenger. Was evaluated with a confocal microscope. The results are shown in FIG.

測定条件は以下のとおりである。
〔実験条件〕
・使用細胞: A549
・使用ディッシュ: 35 mmガラスボトムディッシュ、観察面:14 mm
・染色条件: 1 μM TMR-SiR650 in HBSS (including 0.01% Pluronic F-127 and 0.1% DMSO), 10 min, 37oC→ washing x3 → imaging
・送液条件 Solution A: HBSS
Solution B: 10 μM Na2S2 in HBSS
Solution C: 50 μM NEM (0.1% DMSO) in HBSS
・流速: 4 ml/min
・撮像間隔: 5秒
〔顕微鏡設定条件〕
・励起波長: 550 nm, 20%
・検出波長: Ch1: 560 ‐ 640 nm (Gain: 700 V), Ch2: 650 ‐ 750 nm (Gain: 950 V)
・ピンホール: 2 airy
The measurement conditions are as follows.
[Experimental conditions]
・ Cells used: A549
・ Dish used: 35 mm glass bottom dish, observation surface: 14 mm
Staining conditions: 1 μM TMR-SiR650 in HBSS (including 0.01% Pluronic F-127 and 0.1% DMSO), 10 min, 37 o C → washing x3 → imaging
・ Liquid feeding conditions Solution A: HBSS
Solution B: 10 μM Na 2 S 2 in HBSS
Solution C: 50 μM NEM (0.1% DMSO) in HBSS
・ Flow rate: 4 ml / min
・ Imaging interval: 5 seconds [microscope setting conditions]
・ Excitation wavelength: 550 nm, 20%
・ Detection wavelength: Ch1: 560-640 nm (Gain: 700 V), Ch2: 650-750 nm (Gain: 950 V)
・ Pinhole: 2 airy

図5aに示すとおり、二硫化ナトリウムの投与後速やかに蛍光像が観察され、また、図5bに示すようにN−エチルマレイミド(NEM)添加によるグルタチオン枯渇条件下において蛍光強度の増大が認められたことから、リアルタイムでの可逆的イメージングが達成できることを実証した。   As shown in FIG. 5a, a fluorescence image was observed immediately after administration of sodium disulfide, and as shown in FIG. 5b, an increase in fluorescence intensity was observed under the condition of glutathione depletion by adding N-ethylmaleimide (NEM). This demonstrates that reversible imaging in real time can be achieved.

イ)可逆性評価2:BnSSH/NEMによる評価
次に、二硫化ナトリウムの替えて、4-trimethylsilyl benzylpersulfide (BnSSH)を用いて実験を行った。
〔実験条件〕
送液条件以外は、上記に同じ
・送液条件 Solution A: HBSS
Solution B: 10 μM BnSSH in HBSS (0.1% DMSO)
Solution C: 50 μM NEM (0.1% DMSO) in HBSS
B) Reversibility evaluation 2: Evaluation by BnSSH / NEM Next, an experiment was conducted using 4-trimethylsilyl benzylpersulfide (BnSSH) instead of sodium disulfide.
[Experimental conditions]
Same as above except for the conditions for liquid delivery. Solution A: HBSS
Solution B: 10 μM BnSSH in HBSS (0.1% DMSO)
Solution C: 50 μM NEM (0.1% DMSO) in HBSS

NEMを用いて可逆性を評価したところ、細胞内のBnSSH濃度の急激な変化をリアルタイムにモニタリングできることを確認した(図6a, b)。さらに、NEMではなく、細胞の培地による洗浄という形でのBnSSHの除去を行ったところ、可逆的サイクルを示しつつ、レシオ値がプラトーに達するポイントが、可逆サイクルごとに上昇した(図6c, d)。この結果は、BnSSHに含まれる硫黄元素が内在性のグルタチオンやシステインに保持されてGSSHやCys-SSHという形で蓄積されていることを示唆していると思われる。以上に示した秒スケールでのハイドロポリスルフィドの可逆的イメージングの実証は、従来達成されていないものである。   When reversibility was evaluated using NEM, it was confirmed that rapid changes in intracellular BnSSH concentration could be monitored in real time (FIGS. 6a and b). Furthermore, when BnSSH was removed in the form of washing with cell culture medium instead of NEM, the point at which the ratio value reached a plateau increased with each reversible cycle while showing a reversible cycle (FIGS. 6c, d). ). This result seems to suggest that the sulfur element contained in BnSSH is retained in endogenous glutathione and cysteine and accumulated in the form of GSSH and Cys-SSH. The demonstration of reversible imaging of hydropolysulfides on the second scale shown above has not been achieved so far.

ウ)細胞内におけるハイドロポリスルフィドの選択性評価
細胞内においても、グルタチオンに対するハイドロポリスルフィド選択性を有することを、膜透過性グルタチオン(グルタチオンモノエチルエーテル: GSH(Et))を用いて検証した。実験条件は以下のとおりである。結果を図7に示す。
〔実験プロトコル〕
染色条件などは上記ア同じ。Ibidi 8 wellを使用。
Before: Imaging of A549 in HBSS (図7a上段)

NEM: Replacement to HBSS in 100 μM NEM (0.1% DMSO), imaged in 3 min. (図7a中段)

Stimulation: Washing with HBSS x2, stimulation with the following reagents, then imaging in 5 min. (図7a下段)
・ HBSS (control)
・ 10 mM GSH(Et) in HBSS
・ 10 μM Na2S2 in HBSS
・ 10 μM BnSSH in HBSS
C) Selectivity evaluation of hydropolysulfide in cells It was verified by using membrane-permeable glutathione (glutathione monoethyl ether: GSH (Et)) that the cells have hydropolysulfide selectivity for glutathione. The experimental conditions are as follows. The results are shown in FIG.
[Experiment protocol]
The staining conditions are the same as above. Ibidi 8 well is used.
Before: Imaging of A549 in HBSS (the upper part of Fig. 7a)

NEM: Replacement to HBSS in 100 μM NEM (0.1% DMSO), imaged in 3 min.

Stimulation: Washing with HBSS x2, stimulation with the following reagents, then imaging in 5 min. (Bottom of Fig. 7a)
・ HBSS (control)
・ 10 mM GSH (Et) in HBSS
・ 10 μM Na 2 S 2 in HBSS
・ 10 μM BnSSH in HBSS

図7bに示すように、いったんNEMにより細胞内チオール成分(R-SSH、GSH、Cysなどを含む)を除去し、10 mM(細胞内濃度相当)のGSH(Et)を添加しても化合物5はほとんどシグナル変化を示さなかった。一方で、その1,000倍薄い濃度のNa2S2およびBnSSH(10 μM: 細胞内濃度相当)を添加したところ、顕著なレシオ値増加を認めた。この結果より、化合物5は、細胞内に多量に存在するGSHの影響を受けることなく、微量なハイドロポリスルフィドを選択的に検出・可視化していることを実証した。 As shown in FIG. 7b, compound 5 can be obtained by removing intracellular thiol components (including R-SSH, GSH, Cys, etc.) once with NEM and adding 10 mM (equivalent to intracellular concentration) of GSH (Et). Showed little signal change. On the other hand, when Na 2 S 2 and BnSSH (10 μM: equivalent to intracellular concentration) of 1,000 times thinner concentration were added, a significant increase in the ratio value was recognized. From this result, it was demonstrated that Compound 5 selectively detected and visualized a trace amount of hydropolysulfide without being affected by GSH present in a large amount in the cell.

エ)内在性のハイドロポリスルフィド成分の濃度変化の検出
上記ウ)では、外部からのハイドロポリスルフィドの添加に対して、劇的なレシオ変化が見られることを実証した。次に、実際に細胞内に予め存在しているハイドロポリスルフィドの濃度変化を化合物5を用いて可視化できるかを検証した。
D) Detection of change in concentration of endogenous hydropolysulfide component In the above c), it was demonstrated that a dramatic ratio change was observed with respect to external addition of hydropolysulfide. Next, it was verified whether or not the concentration change of hydropolysulfide actually existing in cells can be visualized using Compound 5.

当該実験では、T. Idaら, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A, 2014, 111, 7606-7611で提唱されているモデル実験を採用した。この非特許文献によると、細胞内でのCys-SSH合成にはxCT, SNAT2, CBS, CSEというタンパク質が関わっていると述べられている。   In this experiment, a model experiment proposed by T. Ida et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A, 2014, 111, 7606-7611 was adopted. According to this non-patent document, it is stated that proteins such as xCT, SNAT2, CBS, and CSE are involved in intracellular Cys-SSH synthesis.

したがって、これらのタンパク質に阻害をかけることで、CysSSHの量の変化が見られれば、内在性のCysSSH濃度変化の可視化を達成できたことになる。そこで、これらのタンパク質に対する阻害剤およびsiRNAによる阻害実験を検証した。阻害剤に関しては、以下のとおりである。siRNAは、InvitrogenないしはSanta Cruzより購入した。
・xCT阻害剤: Sulfasalazine (SSZ)
・CBS/CSE阻害剤: Propargylglycine (PAG) or β-cyanoalanine (BCA)
Therefore, by inhibiting these proteins, if a change in the amount of CysSSH is seen, visualization of changes in the endogenous CysSSH concentration can be achieved. Therefore, the inhibition experiments with inhibitors and siRNA against these proteins were verified. The inhibitor is as follows. siRNA was purchased from Invitrogen or Santa Cruz.
XCT inhibitor: Sulfasalazine (SSZ)
・ CBS / CSE inhibitor: Propargylglycine (PAG) or β-cyanoalanine (BCA)

〔プロトコル:阻害剤〕
・ A549 cells seeded on a ibidi 8-well plate were treated with the following inhibitors for 4 hr at 37oC.
Control: no treatment
Inhibition of xCT: 10 μM SSZ
Inhibition of CBS/CSE: 1 mM PAG or BCA
・ Cells were washed with FBS-free HBSS, then probe (1 μM, in HBSS including 0.1% DMSO and 0.01% Pluronic F-127) was loaded for 10 min.
・ Cells were washed with HBSS x2 and replaced to HBSS, then imaged.

〔プロトコル:siRNA〕
・ A549 cells (〜20% confl.) seeded on a ibidi 8-well plate and incubated overnight.
・ siRNA (for xCT, SNAT2, CBS, CSE) was treated under the following condition.
siRNA for xCT and SNAT2: 10 nM for 72 hrs
siRNA for CBS and CSE: 30 or 60 nM for 24 hrs
・ Cells were washed with FBS-free HBSS, then probe (1 μM, in HBSS including 0.1% DMSO and 0.01% Pluronic F-127) was loaded for 10 min.
・ Cells were washed with HBSS x2 and replaced to HBSS, then imaged.
[Protocol: Inhibitor]
A549 cells seeded on a ibidi 8-well plate were treated with the following inhibitors for 4 hr at 37 o C.
Control: no treatment
Inhibition of xCT: 10 μM SSZ
Inhibition of CBS / CSE: 1 mM PAG or BCA
・ Cells were washed with FBS-free HBSS, then probe (1 μM, in HBSS including 0.1% DMSO and 0.01% Pluronic F-127) was loaded for 10 min.
・ Cells were washed with HBSS x2 and replaced to HBSS, then imaged.

[Protocol: siRNA]
・ A549 cells (~ 20% confl.) Seeded on a ibidi 8-well plate and alternatively overnight.
・ SiRNA (for xCT, SNAT2, CBS, CSE) was treated under the following condition.
siRNA for xCT and SNAT2: 10 nM for 72 hrs
siRNA for CBS and CSE: 30 or 60 nM for 24 hrs
・ Cells were washed with FBS-free HBSS, then probe (1 μM, in HBSS including 0.1% DMSO and 0.01% Pluronic F-127) was loaded for 10 min.
・ Cells were washed with HBSS x2 and replaced to HBSS, then imaged.

阻害剤およびsiRNAによる阻害実験の結果をそれぞれ図8及び9に示す。図8及び9の結果より、無処置の細胞に比べて、各種阻害剤ないしsiRNAで処置した細胞においては、有意な差のあるレシオの低下が認められた。これは明らかに、Cys-SSH合成の阻害によるCys-SSH量の低下を反映していると考察されるため、化合物5は、内在性のCys-SSH量の変化を可視化するのに十分な応答性を持つ蛍光プローブであることが実証された。 The results of inhibition experiments with inhibitors and siRNA are shown in FIGS. 8 and 9, respectively. From the results shown in FIGS. 8 and 9, there was a significant difference in the ratio reduction in cells treated with various inhibitors or siRNA compared to untreated cells. This is clearly considered to reflect a decrease in the amount of Cys-SSH due to inhibition of Cys-SSH synthesis, so that compound 5 has a response sufficient to visualize changes in the amount of endogenous Cys-SSH. It was proved to be a fluorescent probe having the property.

以上の結果は、本発明の蛍光プローブは、ハイドロポリスルフィドを選択的かつ可逆的に可視化する、極めて実用性の高い蛍光プローブであることを実証するものである。   The above results demonstrate that the fluorescent probe of the present invention is a highly practical fluorescent probe that selectively and reversibly visualizes hydropolysulfide.

Claims (11)

以下の式(I)で表される化合物又はその塩を含む、ハイドロポリスルフィド検出用蛍光プローブ:
Figure 2018025399
〔式中、
Xは、Si(R)(R)を表し(ここで、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又はアルキル基を表す);
は、水素原子、シアノ基、又はそれぞれ置換されていてもよいアルキル基、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基、アミド基、及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜4個の同一又は異なる置換基を表し;
は、ハロゲン原子、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、又はアルコキシ基を表し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、又はヒドロキシル基、ハロゲン原子、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、スルホ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜3個の同一又は異なる置換基を表し;
、R、R及びRは、いずれもアルキル基を表し、
ここで、R又はRは、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む環構造を形成してもよく、
又はRは、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む環構造を形成してもよい。〕
A fluorescent probe for detecting hydropolysulfide comprising a compound represented by the following formula (I) or a salt thereof:
Figure 2018025399
[Where,
X represents Si (R a ) (R b ) (where R a and R b each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group);
R 1 is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a cyano group, or an optionally substituted alkyl group, carboxyl group, ester group, alkoxy group, amide group, and azide group. Represents the same or different substituents;
R 2 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, or an alkoxy group;
R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an independently substituted alkyl group, a sulfo group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or an azide group. Represents 1 to 3 identical or different substituents selected from
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 all represent an alkyl group,
Here, R 5 or R 6 together with R 3 may form a ring structure containing a nitrogen atom to which they are bonded,
R 7 or R 8 may be combined with R 4 to form a ring structure containing a nitrogen atom to which they are bonded. ]
、R、R及びRが、いずれもメチル基である、請求項1に記載の蛍光プローブ。 The fluorescent probe according to claim 1, wherein R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are all methyl groups. が、塩素原子、メチル基、又はメトキシ基である、請求項1に記載の蛍光プローブ。 The fluorescent probe according to claim 1, wherein R 2 is a chlorine atom, a methyl group, or a methoxy group. 又はRが、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む5員環を形成し;及び/又は、R又はRが、それぞれRと一緒になって、それらが結合する窒素原子を含む5員環を形成している、請求項1に記載の蛍光プローブ。 R 5 or R 6 together with R 3 each form a 5-membered ring containing the nitrogen atom to which they are attached; and / or R 7 or R 8 together with R 4 respectively The fluorescent probe according to claim 1, which forms a 5-membered ring containing a nitrogen atom to which they are bonded. が、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)のドナーとなる蛍光団を有する、請求項1〜4のいずれか1に記載の蛍光プローブ。 The fluorescent probe according to any one of claims 1 to 4, wherein R 1 has a fluorophore serving as a donor of fluorescence resonance energy transfer (FRET). 前記蛍光団が、キサンテン骨格を有する化合物である、請求項5に記載の蛍光プローブ。   The fluorescent probe according to claim 5, wherein the fluorophore is a compound having a xanthene skeleton. 請求項1〜6のいずれか1に記載の蛍光プローブを用いる、ハイドロポリスルフィドの検出方法。   A method for detecting hydropolysulfide using the fluorescent probe according to claim 1. 前記ハイドロポリスルフィドと前記蛍光プローブとの反応による蛍光応答又は吸光度変化を観測することにより、前記ハイドロポリスルフィドの存在を検出することを特徴とする、請求項7に記載の検出方法。   The detection method according to claim 7, wherein the presence of the hydropolysulfide is detected by observing a fluorescence response or a change in absorbance due to a reaction between the hydropolysulfide and the fluorescent probe. 前記蛍光応答が、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による蛍光変化である、請求項8に記載の検出方法。   The detection method according to claim 8, wherein the fluorescence response is a fluorescence change caused by fluorescence resonance energy transfer (FRET). 蛍光イメージング手段を用いて前記蛍光応答を可視化することを特徴とする、請求項8に記載の検出方法。   The detection method according to claim 8, wherein the fluorescence response is visualized using a fluorescence imaging means. 請求項1〜6のいずれか1に記載の蛍光プローブを含む、ハイドロポリスルフィドの検出用キット。   A kit for detecting hydropolysulfide, comprising the fluorescent probe according to any one of claims 1 to 6.
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