JP2018145126A - Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity - Google Patents

Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity Download PDF

Info

Publication number
JP2018145126A
JP2018145126A JP2017040165A JP2017040165A JP2018145126A JP 2018145126 A JP2018145126 A JP 2018145126A JP 2017040165 A JP2017040165 A JP 2017040165A JP 2017040165 A JP2017040165 A JP 2017040165A JP 2018145126 A JP2018145126 A JP 2018145126A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
salt
alkyl group
hydrogen atom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017040165A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
泰照 浦野
Yasuteru Urano
泰照 浦野
真子 神谷
Mako Kamiya
真子 神谷
優五 栗木
Yugo KURIKI
優五 栗木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Tokyo NUC
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Tokyo NUC filed Critical University of Tokyo NUC
Priority to JP2017040165A priority Critical patent/JP2018145126A/en
Publication of JP2018145126A publication Critical patent/JP2018145126A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity that can be applied to a wide range of carboxypeptidases.SOLUTION: The present invention provides a compound represented by formula (I) or a salt thereof (NH-L1 and NH-L2 independently represent an amino acid residue, a peptide or a C1-6 aminoalkyl group, where, at least one of NH-L1 and NH-L2 is an amino acid residue or, preferably, the same amino acid residue, or particularly preferably, a phenylalanine residue, a leucine residue or a lysine residue).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規なカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブに関する。   The present invention relates to a novel fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity.

カルボキシペプチダーゼは、ペプチド鎖のC末端から1つもしくは複数のアミノ酸を認識し切断する酵素群の総称である。これまで、生体内の様々な生命現象や疾患との関連が多数報告されており、Angiotensin converting enzyme(ACE)の阻害剤が高血圧治療薬として広く使用されていること、Prostate membrane specific antigen(PSMA)が前立腺がん、Carboxypeptidase Aが膵疾患のバイオマーカーとなっていることなどから、生物学研究のみならず創薬および診断の観点からも非常に重要な酵素群である。   Carboxypeptidase is a general term for a group of enzymes that recognize and cleave one or more amino acids from the C-terminus of a peptide chain. Many relations with various biological phenomena and diseases in the living body have been reported so far, and inhibitors of angiotensin converting enzyme (ACE) are widely used as antihypertensive drugs, Prostate membrane specific antigen (PSMA) Is a very important group of enzymes not only from biological research but also from the viewpoint of drug discovery and diagnosis, because it is a prostate cancer and Carboxypeptidase A is a biomarker of pancreatic disease.

その重要性ゆえ、これまで数々のカルボキシペプチダーゼの酵素活性を検出する手法が開発されてきた。その中には、感度に優れる蛍光法を用いた手法もいくつか報告されているが、それらのほとんどは酵素反応生成物の誘導体化もしくは抽出といった煩雑な操作を有している。例えば、蛍光法によりカルボキシぺプチダーゼの酵素活性を検出する手法としては、Dns−Ala−Argを用いたカルボキシぺプチダーゼMの活性検出法(非特許文献1)や、ペプチド性基質を用いた酵素反応とそれに引き続く誘導体化を利用したAngiotensin converting enzymeの活性検出法(非特許文献2)などが挙げられる。   Due to its importance, a number of techniques for detecting the enzymatic activity of carboxypeptidases have been developed so far. Among them, some techniques using a fluorescence method with excellent sensitivity have been reported, but most of them have complicated operations such as derivatization or extraction of enzyme reaction products. For example, as a method for detecting the enzyme activity of carboxypeptidase by a fluorescence method, a method for detecting the activity of carboxypeptidase M using Dns-Ala-Arg (Non-patent Document 1), or an enzyme reaction using a peptide substrate. And angiotensin converting enzyme activity detection method using non-patent document 2 using the subsequent derivatization.

また、基質が酵素によって代謝されることで蛍光が上昇するタイプの蛍光性基質もわずかながら報告されており、例えば、基質が酵素に代謝されることで蛍光上昇を観測可能な方法としては、カルボキシぺプチダーゼA活性検出の例(非特許文献3)やAngiotensin converting enzyme活性検出の例(非特許文献4)をはじめとするFRETを原理とした蛍光性基質を用いたものが報告されている。しかしながら、これらの分子設計においては、酵素認識部位を蛍光団もしくは消光団といった蛍光制御部位として用いているために、活性を検出可能な酵素群が著しく限られる、といった問題点を有する。
また、上述した全ての例において蛍光検出のためには紫外光励起が必要であることも細胞毒性の観点から問題であると言える。
In addition, a few types of fluorescent substrates in which fluorescence is increased by the metabolism of the substrate by the enzyme have been reported. For example, as a method for observing the increase in fluorescence by the metabolism of the substrate to the enzyme, carboxy Examples using a fluorescent substrate based on the principle of FRET have been reported, including an example of detecting peptidase A activity (Non-patent Document 3) and an example of detecting angiotensin converting enzyme activity (Non-patent Document 4). However, in these molecular designs, since the enzyme recognition site is used as a fluorescence control site such as a fluorophore or a quencher, there is a problem that the number of enzymes capable of detecting the activity is extremely limited.
Moreover, it can be said that it is a problem from the viewpoint of cytotoxicity that ultraviolet light excitation is necessary for fluorescence detection in all the above-described examples.

本発明者等の研究グループでは、微小ながんを可視化するために、タンパク質のアミノ末端の加水分解を行うアミノペプチダーゼ蛍光プローブを開発してきた。上記のように、カルボキシ末端の加水分解酵素であるカルボキシペプチダーゼも重要な生体機能に関ることが知られているが、これまで、カルボキシペプチダーゼ活性を生細胞やin vivoで検出可能な蛍光プローブは開発されていない。   The research group of the present inventors has developed an aminopeptidase fluorescent probe that hydrolyzes the amino terminus of a protein in order to visualize minute cancers. As mentioned above, carboxypeptidase, a hydrolase at the carboxy terminus, is also known to be involved in important biological functions. Until now, fluorescent probes capable of detecting carboxypeptidase activity in living cells or in vivo Not developed.

Journal of Biological Chemistry, 1990, 25, 15083Journal of Biological Chemistry, 1990, 25, 15083 Journal of neurochemistry, 1972, 10, 2443Journal of neurochemistry, 1972, 10, 2443 Analytical biochemistry, 1972, 1, 56Analytical biochemistry, 1972, 1, 56 European Journal of Biochemistry, 1978, 87, 265European Journal of Biochemistry, 1978, 87, 265

本発明は、幅広いカルボキシペプチダーゼに適用可能な、新規なカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity that can be applied to a wide range of carboxypeptidases.

本発明者等は、鋭意検討を行った結果、ローダミン骨格に最適な分子内スピロ環化特性を見せる求核性置換基を導入することにより、カルボキシペプチダーゼ全般に適用可能な蛍光プローブ設計法の確立に成功し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies, the present inventors have established a fluorescent probe design method applicable to carboxypeptidases in general by introducing a nucleophilic substituent that exhibits optimal intramolecular spirocyclization properties to the rhodamine skeleton. Successfully completed the present invention.

即ち、本発明は、
[1]以下の一般式(I):

Figure 2018145126
(式中、
は、水素原子を示すか、又はベンゼン環上に存在する1ないし4個の同一又は異なる一価の置換基を示し:
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3の分枝鎖を有してもよい炭素数1〜7のアルキル基、エチル基、フェニルメチル基、4−ヒドロキシフェニルメチル基、1−ハイドロキシエチル基、又は−(CH2−Z基を表し、nは1〜4の数を表し、Zはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、メチルチオ基、グアニジノ基、カルバモイル基、又は窒素原子を1〜3個有してもよい5員環若しくは6員環又は5員環と6員環から構成される縮合複素環を示し;
Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、Ge(R)(R)、P(=O)R又はSeから選択され、
ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいアリール基であり、Rは、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいフェニル基であり;
Yは、NH、O、S又はNRから選択され、
ここで、NRは、置換されていてもよいアミノ基又は置換されていてもよいアミド基を表し;
式(I)のNH−LおよびNH−Lは、それぞれ独立に、アミノ酸残基、ペプチド、又は炭素数1〜6のアミノアルキル基を表し、ただし、NH−L及びNH−Lの少なくとも1つはアミノ酸残基である;
mは、1〜3の整数を表す;
で表される化合物又はその塩。
[2]YはNHである、[1]に記載の化合物又はその塩。
[3]NH−L及びNH−Lは、同一又は異なるアミノ酸残基である、[1]又は[2]に記載の化合物又はその塩。
[4]NH−L及びNH−Lは、同一のアミノ酸残基である、[3]に記載の化合物又はその塩。
[5]NH−L及びNH−Lの両方が、フェニルアラニン残基、ロイシン残基又はリジン残基である、[4]に記載の化合物又はその塩。
[6]Xは酸素原子である、[1]〜[5]のいずれか1項に記載の化合物又はその塩。
[7][1]〜[6]のいずれか1項に記載の化合物又はその塩を含むカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。
[8]細胞内のカルボキシペプチダーゼを検出する方法であって、(a)[7]に記載の蛍光プローブを細胞内に導入する工程、及び(b)当該蛍光プローブが細胞内で発する蛍光を測定することを含む方法。
[9]以下の一般式(III):
Figure 2018145126
(式中、
は、水素原子を示すか、又はベンゼン環上に存在する1ないし4個の同一又は異なる一価の置換基を示し:
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3の分枝鎖を有してもよい炭素数1〜7のアルキル基、エチル基、フェニルメチル基、4−ヒドロキシフェニルメチル基、1−ハイドロキシエチル基、又は−(CH2−Z基を表し、nは1〜4の数を表し、Zはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、メチルチオ基、グアニジノ基、カルバモイル基、又は窒素原子を1〜3個有してもよい5員環若しくは6員環又は5員環と6員環から構成される縮合複素環を示し;
Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、Ge(R)(R)、P(=O)R又はSeから選択され、
ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいアリール基であり、Rは、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいフェニル基であり;
Yは、NH、O、S又はNRから選択され、
ここで、NRは、置換されていてもよいアミノ基又は置換されていてもよいアミド基を表し;
mは、1〜3の整数を表す;
で表される化合物又はその塩。
を提供するものである。 That is, the present invention
[1] The following general formula (I):
Figure 2018145126
(Where
R 1 represents a hydrogen atom or 1 to 4 identical or different monovalent substituents present on the benzene ring:
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may have a branched chain having 1 to 3 carbon atoms, an ethyl group, a phenylmethyl group, or 4-hydroxyphenylmethyl. Represents a group, 1-hydroxyethyl group, or — (CH 2 ) n —Z group, n represents a number of 1 to 4, and Z represents a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group, a methylthio group, a guanidino group. , A carbamoyl group, or a 5- or 6-membered ring optionally having 1 to 3 nitrogen atoms, or a condensed heterocyclic ring composed of a 5-membered ring and a 6-membered ring;
X is selected from an oxygen atom, Si (R a ) (R b ), C (R a ) (R b ), Ge (R a ) (R b ), P (═O) R c or Se;
Here, R a and R b are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted aryl group, and R c is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted group. An optionally substituted phenyl group;
Y is selected from NH, O, S or NR;
Here, NR represents an amino group which may be substituted or an amide group which may be substituted;
NH-L 1 and NH-L 2 in formula (I) each independently represent an amino acid residue, a peptide, or an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, provided that NH-L 1 and NH-L 2 At least one of the is an amino acid residue;
m represents an integer of 1 to 3;
Or a salt thereof.
[2] The compound or salt thereof according to [1], wherein Y is NH.
[3] The compound or a salt thereof according to [1] or [2], wherein NH-L 1 and NH-L 2 are the same or different amino acid residues.
[4] The compound or a salt thereof according to [3], wherein NH-L 1 and NH-L 2 are the same amino acid residue.
[5] The compound or salt thereof according to [4], wherein both NH-L 1 and NH-L 2 are a phenylalanine residue, a leucine residue, or a lysine residue.
[6] The compound or a salt thereof according to any one of [1] to [5], wherein X is an oxygen atom.
[7] A fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity comprising the compound or salt thereof according to any one of [1] to [6].
[8] A method for detecting intracellular carboxypeptidase, wherein (a) the step of introducing the fluorescent probe according to [7] into the cell, and (b) measurement of fluorescence emitted from the fluorescent probe in the cell. A method comprising:
[9] The following general formula (III):
Figure 2018145126
(Where
R 1 represents a hydrogen atom or 1 to 4 identical or different monovalent substituents present on the benzene ring:
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may have a branched chain having 1 to 3 carbon atoms, an ethyl group, a phenylmethyl group, or 4-hydroxyphenylmethyl. Represents a group, 1-hydroxyethyl group, or — (CH 2 ) n —Z group, n represents a number of 1 to 4, and Z represents a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group, a methylthio group, a guanidino group. , A carbamoyl group, or a 5- or 6-membered ring optionally having 1 to 3 nitrogen atoms, or a condensed heterocyclic ring composed of a 5-membered ring and a 6-membered ring;
X is selected from an oxygen atom, Si (R a ) (R b ), C (R a ) (R b ), Ge (R a ) (R b ), P (═O) R c or Se;
Here, R a and R b are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted aryl group, and R c is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted group. An optionally substituted phenyl group;
Y is selected from NH, O, S or NR;
Here, NR represents an amino group which may be substituted or an amide group which may be substituted;
m represents an integer of 1 to 3;
Or a salt thereof.
Is to provide.

本発明により、幅広いカルボキシペプチダーゼに適用可能なカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを提供することができる。   According to the present invention, a fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity applicable to a wide range of carboxypeptidases can be provided.

酵素添加の前後でのプローブの蛍光スペクトルを示す。(a)は、AMRBC−PheとカルボキシペプチダーゼAについての測定結果であり、(b)は、AMRBC−LysとカルボキシペプチダーゼBについての測定結果である。The fluorescence spectrum of the probe before and after enzyme addition is shown. (A) is a measurement result about AMRBC-Phe and carboxypeptidase A, (b) is a measurement result about AMRBC-Lys and carboxypeptidase B. 酵素との反応後のプローブのUPLC分析の結果を示す。(a)は、AMRBC−PheとカルボキシペプチダーゼAについての測定結果であり、(b)は、AMRBC−LysとカルボキシペプチダーゼBについての測定結果である。The result of the UPLC analysis of the probe after reaction with an enzyme is shown. (A) is a measurement result about AMRBC-Phe and carboxypeptidase A, (b) is a measurement result about AMRBC-Lys and carboxypeptidase B.

本明細書において、「アルキル基」又はアルキル部分を含む置換基(例えばアルコキシ基など)のアルキル部分は、特に言及しない場合には例えば炭素数1〜6個、好ましくは炭素数1〜4個、更に好ましくは炭素数1〜3個程度の直鎖、分枝鎖、環状、又はそれらの組み合わせからなるアルキル基を意味している。より具体的には、アルキル基として、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、シクロプロピルメチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基などを挙げることができる。   In the present specification, the “alkyl group” or the alkyl part of a substituent containing an alkyl part (for example, an alkoxy group or the like) unless otherwise specified, for example, has 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, More preferably, it means an alkyl group composed of a linear, branched, cyclic, or combination thereof having about 1 to 3 carbon atoms. More specifically, as the alkyl group, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, cyclopropyl A methyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, etc. can be mentioned.

本明細書において「ハロゲン原子」という場合には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでもよく、好ましくはフッ素原子、塩素原子、又は臭素原子である。   In the present specification, the term “halogen atom” may be any of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, preferably a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom.

本発明の1つの実施態様は、以下の一般式(I)で表される化合物又はその塩である。

Figure 2018145126
One embodiment of the present invention is a compound represented by the following general formula (I) or a salt thereof.
Figure 2018145126

一般式(I)において、Rは、水素原子を示すか、又はベンゼン環上に存在する1ないし4個の同一又は異なる一価の置換基を示す。
は、同一であっても異なっていてもよい。
In the general formula (I), R 1 represents a hydrogen atom or 1 to 4 identical or different monovalent substituents present on the benzene ring.
R 1 may be the same or different.

が示す一価の置換基の種類は特に限定されないが、例えば、炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアルケニル基、炭素数1〜6個のアルキニル基、炭素数1〜6個のアルコキシ基、水酸基、カルボキシ基、スルホニル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、アミノ基、アミド基、アルキルアミド基からなる群から選ばれることが好ましい。
これらの一価の置換基は更に任意の置換基を1個又は2個以上有していてもよい。例えば、Rが示すアルキル基にはハロゲン原子、カルボキシ基、スルホニル基、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよく、例えばRが示すアルキル基はハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基、又はアミノアルキル基などであってもよい。また、例えばRが示すアミノ基には1個又は2個のアルキル基が存在していてもよく、Rが示すアミノ基はモノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基であってもよい。更に、Rが示すアルコキシ基が置換基を有する場合としては、例えば、カルボキシ置換アルコキシ基又はアルコキシカルボニル置換アルコキシ基などが挙げられ、より具体的には4−カルボキシブトキシ基又は4−アセトキシメチルオキシカルボニルブトキシ基などを挙げることができる。
Although the kind of monovalent substituent represented by R 1 is not particularly limited, for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 1 to 6 carbon atoms, carbon It is preferably selected from the group consisting of several to six alkoxy groups, hydroxyl groups, carboxy groups, sulfonyl groups, alkoxycarbonyl groups, halogen atoms, amino groups, amide groups, and alkylamide groups.
These monovalent substituents may further have one or more arbitrary substituents. For example, the alkyl group represented by R 1 may have one or more halogen atoms, carboxy groups, sulfonyl groups, hydroxyl groups, amino groups, alkoxy groups, and the like. For example, the alkyl group represented by R 1 is a halogen atom. An alkyl group, a hydroxyalkyl group, a carboxyalkyl group, or an aminoalkyl group may be used. Further, for example, the amino group represented by R 1 may be present one or two alkyl groups, an amino group represented by R 1 may be a monoalkylamino group or a dialkylamino group. Furthermore, examples of the case where the alkoxy group represented by R 1 has a substituent include a carboxy-substituted alkoxy group or an alkoxycarbonyl-substituted alkoxy group, and more specifically, a 4-carboxybutoxy group or 4-acetoxymethyloxy. A carbonyl butoxy group etc. can be mentioned.

本発明の好ましい側面においては、Rは何れも水素原子である。 In a preferred aspect of the present invention, each R 1 is a hydrogen atom.

一般式(I)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示す。
又はRがアルキル基を示す場合には、該アルキル基にはハロゲン原子、カルボキシ基、スルホニル基、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよく、例えばR又はRが示すアルキル基はハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基などであってもよい。R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子であることが好ましく、R及びRがともに水素原子である場合、又はR及びRがともにフッ素原子又は塩素原子である場合がより好ましい。
In general formula (I), R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom.
When R 2 or R 3 represents an alkyl group, the alkyl group may contain one or more halogen atoms, carboxy groups, sulfonyl groups, hydroxyl groups, amino groups, alkoxy groups, For example, the alkyl group represented by R 2 or R 3 may be a halogenated alkyl group, a hydroxyalkyl group, a carboxyalkyl group, or the like. R 2 and R 3 are preferably each independently a hydrogen atom or a halogen atom. When R 2 and R 3 are both hydrogen atoms, or R 2 and R 3 are both fluorine atoms or chlorine atoms. More preferred.

一般式(I)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示すが、R及びRについて説明したものと同様である。R及びRが共に水素原子であるか、共に塩素原子であるか、又は共にフッ素原子であることが好ましい。 In the general formula (I), R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom, and are the same as those described for R 4 and R 5. . R 4 and R 5 are preferably both hydrogen atoms, both chlorine atoms, or both fluorine atoms.

Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、Ge(R)(R)、P(=O)R又はSeから選択される。
本発明の好ましい態様においては、Xは、酸素原子である。
X is selected from an oxygen atom, Si (R a ) (R b ), C (R a ) (R b ), Ge (R a ) (R b ), P (═O) R c or Se.
In a preferred embodiment of the present invention, X is an oxygen atom.

及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいアリール基である。R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜3個のアルキル基であることが好ましく、R及びRがともにメチル基であることがより好ましい。R及びRが示すアルキル基にはハロゲン原子、カルボキシ基、スルホニル基、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよく、例えばR及びRが示すアルキル基はハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基などであってもよい。R及びRがアリール基を示す場合には、アリール基は単環の芳香族基又は縮合芳香族基のいずれであってもよく、アリール環は1個又は2個以上の環構成ヘテロ原子(例えば窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子など)を含んでいてもよい。アリール基としてはフェニル基が好ましい。アリール環上には1個又は2個以上の置換基が存在していてもよい。置換基としては、例えばハロゲン原子、カルボキシ基、スルホニル基、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよい。 R a and R b are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted aryl group. R a and R b are each independently preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably both R a and R b are methyl groups. The alkyl group represented by R a and R b may contain one or more halogen atoms, carboxy groups, sulfonyl groups, hydroxyl groups, amino groups, alkoxy groups, and the like, for example, R a and R b represent The alkyl group may be a halogenated alkyl group, a hydroxyalkyl group, a carboxyalkyl group, or the like. When R a and R b represent an aryl group, the aryl group may be either a monocyclic aromatic group or a condensed aromatic group, and the aryl ring has one or more ring-constituting heteroatoms. (For example, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom) may be contained. The aryl group is preferably a phenyl group. One or more substituents may be present on the aryl ring. As the substituent, for example, one or two or more halogen atoms, carboxy groups, sulfonyl groups, hydroxyl groups, amino groups, alkoxy groups and the like may be present.

は、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいフェニル基である。フェニル基の置換基としては、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基などが挙げられる。
合成上の導入のし易さの点から、Rは、好ましくはメチル基又はフェニル基である。また、Rがメチル基である方が水溶性は高いため、より好ましい。
R c is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted phenyl group. Examples of the substituent for the phenyl group include a methyl group, a hydroxy group, and a methoxy group.
From the viewpoint of ease of introduction in the synthesis, R c is preferably a methyl group or a phenyl group. In addition, it is more preferable that R c is a methyl group because of high water solubility.

一般式(I)の化合物は、キサンテン骨格とこれに結合しているベンゼン環の間にYを含むスピロ環を形成していることを1つの特徴としている。カルボキシペプチダーゼ活性検出蛍光プロ―ブに要求される特性の一つとして、酵素反応前後で蛍光が増大することが挙げられるが、酵素反応前後において、蛍光団側からみると、カルボキシペプチダーゼはアミド→カルボキシレートの構造変化を引き起こすが、この構造変化では電子吸引性の変化が小さく、ダイナミックな蛍光増大を得ることは困難であると予想された。そこで、ローダミン骨格に分子内スピロ環を導入することで、アミド→カルボキシレートの電子吸引性の変化をスピロ環化平衡の変化に変換することにより、ローダミン骨格が閉環体(無蛍光)→開環体(蛍光性)の構造変化を起こし、酵素反応前後で蛍光を増大させることが可能である。   One feature of the compound of the general formula (I) is that a spiro ring containing Y is formed between the xanthene skeleton and the benzene ring bonded thereto. One characteristic required of a fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity is that fluorescence increases before and after the enzyme reaction. From the fluorophore side before and after the enzyme reaction, carboxypeptidase is amide → carboxyl. The rate change caused a structural change, but with this structural change, the electron withdrawing change was small, and it was expected that it was difficult to obtain a dynamic fluorescence increase. Therefore, by introducing an intramolecular spiro ring into the rhodamine skeleton, the change in the electron-withdrawing property of amide → carboxylate into a change in the spiro cyclization equilibrium makes the rhodamine skeleton ring-closed (non-fluorescent) → ring-opened. It is possible to cause structural changes in the body (fluorescence) and increase fluorescence before and after the enzyme reaction.

一般式(I)において、Yは、NH、O、S又はNRから選択される。ここで、NRは、置換されていてもよいアミノ基又は置換されていてもよいアミド基を表す。
本発明の1つの好ましい態様においては、YはNHである。理論に拘束されることを意図するものではないが、YがNHであると、後述する一般式(I)の化合物の開環体においてアミノ基は求核性がより強い分子内求核種として機能することから、生理的条件(pHが7.5付近)における閉環体の割合が優位に高くなり、プローブとして有効に使用することができる。
In general formula (I), Y is selected from NH, O, S or NR. Here, NR represents an amino group which may be substituted or an amide group which may be substituted.
In one preferred embodiment of the invention, Y is NH. Although not intended to be bound by theory, when Y is NH, the amino group functions as an intramolecular nucleophilic species having a higher nucleophilicity in the ring-opened form of the compound of the general formula (I) described later. Therefore, the ratio of the ring-closed body under physiological conditions (pH around 7.5) is significantly increased, and can be used effectively as a probe.

一般式(I)において、mは1〜3の整数を表す。好ましくは、mは1である。   In general formula (I), m represents an integer of 1 to 3. Preferably, m is 1.

一般式(I)において、−NH−CH(R)C(=O)NH−L及び−NH−CH(R)C(=O)NH−Lの部分は、酵素(カルボキシペプチダーゼ)により基質として認識される部分を表す。ここで、NH−L及びNH−Lの少なくとも1つはアミノ酸残基である。
本発明においては、ローダミン骨格の3位と6位のアミノ基の部分にヒプリルアミノ酸に類似した構造を有する上記の部位を導入することで、カルボキシペプチダーゼに基質として認識させる機能を持たせたものである。
In the general formula (I), —NH—CH (R 6 ) C (═O) NH—L 1 and —NH—CH (R 7 ) C (═O) NH—L 2 are an enzyme (carboxypeptidase). ) Represents a portion recognized as a substrate. Here, at least one of NH-L 1 and NH-L 2 is an amino acid residue.
In the present invention, by introducing the above site having a structure similar to hippuryl amino acid into the amino group at the 3rd and 6th positions of the rhodamine skeleton, the carboxypeptidase has a function of recognizing as a substrate. It is.

及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜3の分枝鎖を有してもよい炭素原子数1〜7のアルキル基、エチル基、フェニルメチル基、4−ヒドロキシフェニルメチル基、1−ハイドロキシエチル基、又は−(CH2−Z基を表し、nは1〜4の数を表し、Zはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、メチルチオ基、グアニジノ基、カルバモイル基、又は窒素原子を1〜3個有してもよい5員環若しくは6員環又は5員環と6員環から構成される縮合複素環を示す。
本発明の1つの好ましい態様においては、R及びRは何れも水素原子である。
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may have a branched chain having 1 to 3 carbon atoms, an ethyl group, a phenylmethyl group, 4-hydroxy Represents a phenylmethyl group, a 1-hydroxyethyl group, or a — (CH 2 ) n —Z group, n represents a number of 1 to 4, and Z represents a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group, a methylthio group, A fused heterocycle composed of a guanidino group, a carbamoyl group, or a 5-membered ring or 6-membered ring which may have 1 to 3 nitrogen atoms, or a 5-membered ring and a 6-membered ring.
In one preferred embodiment of the present invention, R 6 and R 7 are both hydrogen atoms.

一般式(I)において、式(I)のNH−L及びNH−Lは、それぞれ独立に、アミノ酸残基、ペプチド、又は炭素数1〜6のアミノアルキル基を表す。ただし、NH−L及びNH−Lの少なくとも1つはアミノ酸残基である。
アミノ酸残基としては、任意のアミノ酸残基から選択することができるが、好ましくは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基又はリジン残基である。
In General Formula (I), NH-L 1 and NH-L 2 in Formula (I) each independently represent an amino acid residue, a peptide, or an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, at least one of NH-L 1 and NH-L 2 is an amino acid residue.
The amino acid residue can be selected from any amino acid residue, and is preferably a phenylalanine residue, a leucine residue or a lysine residue.

本発明の好ましい態様においては、NH−L及びNH−Lは、同一又は異なるアミノ酸残基である。
また、本発明のより好ましい態様においては、NH−L及びNH−Lは、同一のアミノ酸残基である。
In a preferred embodiment of the invention, NH-L 1 and NH-L 2 are the same or different amino acid residues.
In a more preferred embodiment of the present invention, NH-L 1 and NH-L 2 are the same amino acid residue.

本発明のもう1つの実施態様は、以下の一般式(II)で表される化合物又はその塩である。

Figure 2018145126
Another embodiment of the present invention is a compound represented by the following general formula (II) or a salt thereof.
Figure 2018145126

一般式(II)における、R〜R、X、Y、NH−L、NH−L及びmは、一般式(I)で説明したのと同様である。 In the general formula (II), R 1 to R 7 , X, Y, NH—L 1 , NH—L 2 and m are the same as described in the general formula (I).

一般式(II)の化合物は、一般式(I)の化合物の開環体に相当する。一般式(I)と(II)の化合物は、平衡状態をとり、特に水溶液中においてはpHに依存してこれらの割合が変化する。   The compound of general formula (II) corresponds to a ring-opened product of the compound of general formula (I). The compounds of the general formulas (I) and (II) take an equilibrium state, and these ratios change depending on pH, particularly in an aqueous solution.

一般式(II)の化合物の好ましい非限定的な例は以下の通りである。

Figure 2018145126
Figure 2018145126
Preferred non-limiting examples of compounds of general formula (II) are:
Figure 2018145126
Figure 2018145126

本発明のもう1つの実施態様は、以下の一般式(III)で表される化合物又はその塩である。

Figure 2018145126
Another embodiment of the present invention is a compound represented by the following general formula (III) or a salt thereof.
Figure 2018145126

一般式(II)における、R〜R、X、Y及びmは、一般式(I)で説明したのと同様である。 R 1 to R 7 , X, Y, and m in the general formula (II) are the same as those described in the general formula (I).

一般式(III)で表される化合物又はその塩は、一般式(I)の化合物とカルボキシペプチダーゼとの反応生成物に相当する。   The compound represented by the general formula (III) or a salt thereof corresponds to a reaction product of the compound of the general formula (I) and carboxypeptidase.

本発明の一般式(I)、(II)及び(III)の化合物は、酸付加塩又は塩基付加塩として存在することができる。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、又はメタンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩などの有機酸塩などを挙げることができ、塩基付加塩としては、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などの有機アミン塩などを挙げることができる。これらのほか、グリシンなどのアミノ酸との塩を形成する場合もある。本発明の一般式(I)、(II)及び(III)の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、これらの物質も本発明の範囲内である。   The compounds of general formulas (I), (II) and (III) of the present invention can exist as acid addition salts or base addition salts. Examples of the acid addition salt include mineral acid salts such as hydrochloride, sulfate, and nitrate, or organic acid salts such as methanesulfonate, p-toluenesulfonate, oxalate, citrate, and tartrate. Examples of the base addition salt include metal salts such as sodium salt, potassium salt, calcium salt, and magnesium salt, organic amine salts such as ammonium salt, and triethylamine salt. In addition to these, a salt with an amino acid such as glycine may be formed. The compounds of general formulas (I), (II) and (III) or salts thereof of the present invention may exist as hydrates or solvates, and these substances are also within the scope of the present invention.

本発明の一般式(I)、(II)及び(III)の化合物は、置換基の種類により、1個又は2個以上の不斉炭素を有する場合があるが、1個又は2個以上の不斉炭素に基づく光学活性体や2個以上の不斉炭素に基づくジアステレオ異性体などの立体異性体のほか、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 compounds of the general formulas (I), (II) and (III) of the present invention may have one or more asymmetric carbons depending on the type of substituent, but one or two or more asymmetric carbons may be present. In addition to stereoisomers such as optically active substances based on asymmetric carbon and diastereoisomers based on two or more asymmetric carbons, any mixture of stereoisomers, racemates, etc. are all within the scope of the present invention. Is included.

本発明の一般式(I)及び(II)の化合物の代表的化合物の製造方法を本明細書の実施例に具体的に示した。従って、当業者は、これらの説明をもとにして、反応原料、反応条件、反応試薬などを適宜選択して、必要に応じてこれらの方法に修飾や改変を加えることにより、一般式(I)及び(II)で表される化合物を製造することができる。   The production methods of representative compounds of the compounds of the general formulas (I) and (II) of the present invention are specifically shown in the examples of this specification. Accordingly, those skilled in the art can appropriately select reaction raw materials, reaction conditions, reaction reagents, and the like based on these explanations, and modify or modify these methods as necessary, so that the general formula (I ) And (II) can be produced.

本発明のもう1つの実施態様は、一般式(I)の化合物又はその塩を含むカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブである。   Another embodiment of the present invention is a fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity comprising a compound of general formula (I) or a salt thereof.

本発明のカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブは、幅広いカルボキシペプチダーゼの検出に適用することが可能である。例えば、カルボキシペプチダーゼA、カルボキシペプチダーゼB、カルボキシペプチダーゼM等に適用することができる。   The fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity of the present invention can be applied to detection of a wide range of carboxypeptidases. For example, it can be applied to carboxypeptidase A, carboxypeptidase B, carboxypeptidase M and the like.

本発明のもう1つの実施態様は、細胞内のカルボキシペプチダーゼを検出する方法であって、(a)本発明の蛍光プローブを細胞内に導入する工程、及び(b)当該蛍光プローブが細胞内で発する蛍光を測定すること含む方法である。   Another embodiment of the present invention is a method for detecting carboxypeptidase in a cell, wherein (a) the step of introducing the fluorescent probe of the present invention into the cell, and (b) the fluorescent probe is intracellular. Measuring the emitted fluorescence.

本発明の蛍光プローブの使用方法は特に限定されず、従来公知の蛍光プローブと同様に用いることが可能である。通常は、生理食塩水や緩衝液などの水性媒体、又はエタノール、アセトン、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの水混合性の有機溶媒と水性媒体との混合物などに一般式(I)又は(II)で表される化合物又はそれらの塩を溶解し、細胞や組織を含む適切な緩衝液中にこの溶液を添加して、蛍光スペクトルを測定すればよい。本発明の蛍光プローブを適切な添加物と組み合わせて組成物の形態で用いてもよい。例えば、緩衝剤、溶解補助剤、pH調節剤などの添加物と組み合わせることができる。   The method of using the fluorescent probe of the present invention is not particularly limited, and can be used in the same manner as conventionally known fluorescent probes. In general, an aqueous medium such as physiological saline or buffer, or a mixture of an aqueous medium such as ethanol, acetone, ethylene glycol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide and an aqueous medium and the like represented by the general formula (I) or ( The compound represented by II) or a salt thereof is dissolved, this solution is added to an appropriate buffer containing cells and tissues, and the fluorescence spectrum is measured. The fluorescent probe of the present invention may be used in the form of a composition in combination with appropriate additives. For example, it can be combined with additives such as a buffer, a solubilizing agent and a pH adjuster.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.

[合成実施例1]
以下のスキーム1により、本発明の化合物である化合物5(AMRBC−Phe)及び化合物6(AMRBC−Lys)を合成した。
[Synthesis Example 1]
According to the following scheme 1, compound 5 (AMBC-Phe) and compound 6 (AMRBC-Lys), which are compounds of the present invention, were synthesized.

スキーム1.AMRBC−Phe(5)及びAMRBC−Lys(6)の合成

Figure 2018145126
(a) 1) MeOH, H2SO4, reflux, 2) LAH, THF, y. 56 % in 2 steps (b) TBS-Cl, Imidazole, DMF, y. 94 % (c) 1) glyoxylic acid, AcOH, EtOH, 2) 2-picoline borane, 3) MeOH, H2SO4, y. 20 % in 3 steps (d) 1) DPPA, DBU, THF, 2) PPh3, THF, H2O, 3) Chloranil, DCM, 4) NaOH, MeOH, H2O, y. 19 % in 4 steps (e) 1) H-Phe-OtBu-HCl, HATU, DIEA, DMF 2) TFA, MeCN, y. 68 % in 2 steps (f) H-Lys(Boc)-OtBu-HCl, HATU, DIEA, DMF 2) TFA, MeCN, y. 73 % in 2 steps
Scheme 1. Synthesis of AMRBC-Phe (5) and AMRBC-Lys (6)
Figure 2018145126
(a) 1) MeOH, H 2 SO 4 , reflux, 2) LAH, THF, y. 56% in 2 steps (b) TBS-Cl, Imidazole, DMF, y. 94% (c) 1) glyoxylic acid, AcOH, EtOH, 2) 2-picoline borane, 3) MeOH, H 2 SO 4 , y. 20% in 3 steps (d) 1) DPPA, DBU, THF, 2) PPh3, THF, H 2 O, 3) Chloranil, DCM, 4) NaOH, MeOH, H 2 O, y. 19% in 4 steps (e) 1) H-Phe-OtBu-HCl, HATU, DIEA, DMF 2) TFA, MeCN, y. 68% in 2 steps (f) H-Lys (Boc) -OtBu-HCl, HATU, DIEA, DMF 2) TFA, MeCN, y. 73% in 2 steps

化合物1の合成
Rhodamine110Chloride 1127mg(3.12mmol、1eq)をメタノール180mLに溶解し、硫酸9mLを加えた後にアルゴン雰囲気下で80℃で一晩撹拌した。室温まで冷却した後、反応溶媒を減圧除去し、残渣を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて中和後、濾過した。濾過して得られた個体をメタノールに溶解させ回収し、メタノールを減圧除去した。残渣をテトラヒドロフラン200mLに溶解させ、氷浴下で撹拌させながら水素化リチウムアルミニウム1545mg(40.7mmol,13eq)を加えアルゴン雰囲気下、アルミホイルで遮光して一晩室温で撹拌した。反応溶液を氷浴下で撹拌しながらメタノール30mLを加えた後、反応溶媒を減圧除去した。残渣に飽和ロッシェル塩水溶液200mLと酢酸エチル100mLを加えてアルゴン雰囲気下、アルミホイルで遮光して一晩撹拌した。反応溶液から分液操作で酢酸エチル層を抽出した後に酢酸エチルを減圧除去し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製して(ジクロロメタン/メタノール=90/10)目的化合物(557mg、56%)を得た。
1H NMR (300 MHz, CD3OD): δ 4.63 (s, 2H), 5.38 (s, 1H), 6.30 (dd, 2H, J = 2.1, 9.0 Hz), 6.41 (d, 2H, J = 2.1 Hz), 6.64 (d, 2H, J = 9.0 Hz), 7.04-7.08 (m, 1H), 7.14-7.16 (m, 2H), 7.39-7.42 (m, 1H)
13C NMR (100 MHz, CD3OD): δ 40.2, 63.0, 103.4, 112.2, 115.4, 127.3, 128.7, 128.9, 131.2, 131.9, 145.7, 148.5, 152.8
HRMS (ESI+): calcd for [M+H]+, 319.14018 ; found, 319.14465 (-4.48 mmu)
Synthesis of Compound 1 Rhodamine 110 Chloride 1127 mg (3.12 mmol, 1 eq) was dissolved in 180 mL of methanol, 9 mL of sulfuric acid was added, and the mixture was stirred overnight at 80 ° C. under an argon atmosphere. After cooling to room temperature, the reaction solvent was removed under reduced pressure, and the residue was neutralized with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and then filtered. The solid obtained by filtration was dissolved in methanol and collected, and the methanol was removed under reduced pressure. The residue was dissolved in 200 mL of tetrahydrofuran, 1545 mg (40.7 mmol, 13 eq) of lithium aluminum hydride was added while stirring in an ice bath, and the mixture was stirred overnight at room temperature while being protected from light with aluminum foil under an argon atmosphere. While stirring the reaction solution in an ice bath, 30 mL of methanol was added, and then the reaction solvent was removed under reduced pressure. 200 mL of saturated Rochelle salt aqueous solution and 100 mL of ethyl acetate were added to the residue, and the mixture was stirred overnight under an argon atmosphere while being shielded from light with aluminum foil. The ethyl acetate layer was extracted from the reaction solution by liquid separation, and then the ethyl acetate was removed under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (dichloromethane / methanol = 90/10) to obtain the target compound (557 mg, 56%). .
1 H NMR (300 MHz, CD 3 OD): δ 4.63 (s, 2H), 5.38 (s, 1H), 6.30 (dd, 2H, J = 2.1, 9.0 Hz), 6.41 (d, 2H, J = 2.1 Hz), 6.64 (d, 2H, J = 9.0 Hz), 7.04-7.08 (m, 1H), 7.14-7.16 (m, 2H), 7.39-7.42 (m, 1H)
13 C NMR (100 MHz, CD 3 OD): δ 40.2, 63.0, 103.4, 112.2, 115.4, 127.3, 128.7, 128.9, 131.2, 131.9, 145.7, 148.5, 152.8
HRMS (ESI + ): calcd for [M + H] + , 319.14018; found, 319.14465 (-4.48 mmu)

化合物2の合成
化合物1 557mg(1.75mmol、1eq)、t−ブチルジメチルシリルクロライド402mg(2.66mmol、1.5eq)、イミダゾール242mg(3.55mmol、2eq)をN.N’−ジメチルホルムアミド25mLに溶解させ、アルゴン雰囲気下、アルミホイルで遮光して4時間撹拌した。水を100mL加えた後、酢酸エチルを加え分液操作で酢酸エチル層を抽出した。酢酸エチルを減圧除去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して(酢酸エチル/ヘキサン=2/3)目的化合物(713mg、94%)を得た。
1H NMR (400 MHz, aceton-d6 ): δ 0.11 (s, 6H), 0.98 (s,9H), 4.72 (s, 4H), 4.79 (s, 2H), 5.44 (s, 1H), 6.35 (dd, 2H, J = 2.9, 10.7 Hz), 6.46 (d, 2H, J = 2.9 Hz), 6.71 (d, 2H, J = 10.7 Hz), 7.22-7.29 (m, 3H), 7.53-7.57 (m, 1H)
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ-5.47, 18.3, 25.9, 39.1, 62.9, 102.0, 110.6, 114.1, 126.4, 127.2, 127.4, 130.4, 130.7, 138.5, 143.9, 146.0, 151.3
HRMS (ESI+): calcd for [M+H]+, 433.23113 ; found, 433.23114 (0.01 mmu)
Synthesis of Compound 2 Compound 557 mg (1.75 mmol, 1 eq), t-butyldimethylsilyl chloride 402 mg (2.66 mmol, 1.5 eq), imidazole 242 mg (3.55 mmol, 2 eq) The resultant was dissolved in 25 mL of N′-dimethylformamide, and stirred for 4 hours while being shielded from light with aluminum foil under an argon atmosphere. After adding 100 mL of water, ethyl acetate was added and the ethyl acetate layer was extracted by liquid separation operation. Ethyl acetate was removed under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate / hexane = 2/3) to obtain the desired compound (713 mg, 94%).
1 H NMR (400 MHz, aceton-d 6 ): δ 0.11 (s, 6H), 0.98 (s, 9H), 4.72 (s, 4H), 4.79 (s, 2H), 5.44 (s, 1H), 6.35 (dd, 2H, J = 2.9, 10.7 Hz), 6.46 (d, 2H, J = 2.9 Hz), 6.71 (d, 2H, J = 10.7 Hz), 7.22-7.29 (m, 3H), 7.53-7.57 ( m, 1H)
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ-5.47, 18.3, 25.9, 39.1, 62.9, 102.0, 110.6, 114.1, 126.4, 127.2, 127.4, 130.4, 130.7, 138.5, 143.9, 146.0, 151.3
HRMS (ESI + ): calcd for [M + H] + , 433.23113; found, 433.23114 (0.01 mmu)

化合物3の合成
化合物2 432mg(1.00mmol、1eq)、9Mグリオキシル酸水溶液300μL(3.00mmol、3eq)をエタノール4.95mLと酢酸50μLの混合溶媒に溶解させ、アルゴン雰囲気下、アルミホイルで遮光して1時間撹拌した。反応溶液へ2−ピコリンボラン641mg(6.00mmol、6eq)を加えてさらにアルゴン雰囲気下、アルミホイルで遮光して終夜撹拌した。酢酸エチルおよび飽和クエン酸水溶液を加えた後、分液操作で酢酸エチル層を抽出した。抽出した有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させたのち、減圧除去によって溶媒を除いた。残渣をメタノール50mLおよび硫酸2.5mLに溶解させた後、アルゴン雰囲気下において加熱還流し終夜撹拌した。反応溶液を室温まで冷まして溶媒を減圧除去し、酢酸エチルを加えた後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液によって溶液を中和し、分液操作によって酢酸エチル層を抽出した。抽出した有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させたのち、減圧除去によって溶媒を除いた。残渣をアミノシリカゲルカラムクロマトグラフィーで(酢酸エチル/ヘキサン=2/1→酢酸エチル)一部精製した。目的化合物を含む画分を集めた後に減圧除去によって溶媒を除き、残渣をGPCリサイクルカラムを用いて精製して目的化合物(88mg、19%)を得た。
1H NMR (300 MHz, CDCl3 ): δ 3.76 (s, 6H), 3.86 (s, 4H), 4.56 (s, 2H), 5.33 (s, 1H), 6.19 (dd, 2H, J = 2.6, 8.4 Hz), 6.26 (d, 2H, J = 2.2 Hz), 6.65 (d, 2H, J = 8.1 Hz), 7.17-7.20 (m, 3H), 7.34-7.39 (m, 1H)
13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ39.6, 45.6, 52.2, 62.9, 99.7, 109.1, 114.0, 126.8, 128.1, 129.2, 130.1, 131.2, 138.2, 144.6, 146.8, 151.3, 171.4
HRMS (ESI+): calcd for [M+Na]+, 485.16886 ; found, 485.16633 (-2.52 mmu)
Compound 3 Synthesis Compound 2 432 mg (1.00 mmol, 1 eq) and 9 M glyoxylic acid aqueous solution 300 μL (3.00 mmol, 3 eq) were dissolved in a mixed solvent of ethanol 4.95 mL and acetic acid 50 μL, and light-shielded with aluminum foil under an argon atmosphere. And stirred for 1 hour. To the reaction solution, 641 mg (6.00 mmol, 6 eq) of 2-picoline borane was added, and the mixture was further stirred overnight under light shielding with aluminum foil under an argon atmosphere. After adding ethyl acetate and a saturated aqueous citric acid solution, the ethyl acetate layer was extracted by a liquid separation operation. The extracted organic layer was dried over sodium sulfate, and then the solvent was removed by removing under reduced pressure. The residue was dissolved in 50 mL of methanol and 2.5 mL of sulfuric acid, heated under reflux in an argon atmosphere, and stirred overnight. The reaction solution was cooled to room temperature, the solvent was removed under reduced pressure, ethyl acetate was added, the solution was neutralized with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and the ethyl acetate layer was extracted by liquid separation operation. The extracted organic layer was dried over sodium sulfate, and then the solvent was removed by removing under reduced pressure. The residue was partially purified by amino silica gel column chromatography (ethyl acetate / hexane = 2/1 → ethyl acetate). The fractions containing the target compound were collected, the solvent was removed by removal under reduced pressure, and the residue was purified using a GPC recycling column to obtain the target compound (88 mg, 19%).
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ 3.76 (s, 6H), 3.86 (s, 4H), 4.56 (s, 2H), 5.33 (s, 1H), 6.19 (dd, 2H, J = 2.6, 8.4 Hz), 6.26 (d, 2H, J = 2.2 Hz), 6.65 (d, 2H, J = 8.1 Hz), 7.17-7.20 (m, 3H), 7.34-7.39 (m, 1H)
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ39.6, 45.6, 52.2, 62.9, 99.7, 109.1, 114.0, 126.8, 128.1, 129.2, 130.1, 131.2, 138.2, 144.6, 146.8, 151.3, 171.4
HRMS (ESI + ): calcd for [M + Na] + , 485.16886; found, 485.16633 (-2.52 mmu)

化合物4の合成
化合物3 88mg(0.190mmol、1eq)、ジフェニルリン酸アジド163μL(0.758mmol、4eq)、ジアザビシクロウンデセン114μL(0.816mmol、4.3eq)をテトラヒドロフラン15mLに溶解した後、アルゴン雰囲気下65℃で終夜攪拌した。反応液に酢酸エチルおよび飽和塩化アンモニウム水溶液を加えた後、分液操作で酢酸エチル層を抽出した。抽出した有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させたのち、減圧除去によって溶媒を除いた。アミノシリカゲルカラムクロマトグラフィーで(酢酸エチル/ヘキサン=2/1)で一部精製したのち、目的化合物を含む画分を集め減圧除去によって溶媒を除いた。残渣へテトラヒドロフラン10mLおよび水1mLの混合溶媒を加え、さらにトリフェニルホスフィン100mg(0.381mmol、2eq)を加えてアルゴン雰囲気下で加熱還流し終夜攪拌した。反応溶液を室温まで冷まして溶媒を減圧除去し、残渣をアミノシリカゲルカラムクロマトグラフィーで(ジクロロメタン→ジクロロメタン/メタノール=9/1)一部精製した後、目的化合物を含む画分を集め減圧除去によって溶媒を除いた。残渣をジクロロメタン5mLへ溶解させ、クロラニル47mg(0.191mmol、1eq)を加えて30分攪拌した。溶媒を減圧除去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで(ジクロロメタン/メタノール=95/5)で一部精製した後、目的化合物を含む画分を集め減圧除去によって溶媒を除いた。残渣をメタノール5mLに溶解させ、そこへ0.5M水酸化ナトリウム水溶液を加えて30分攪拌した。2M塩酸で中和した後、溶媒を減圧除去し、HPLC(eluent A(HO 0.1% TFA) and eluent B(CHCN 80%、HO 20%、0.1% TFA)(A/B=80/20 for 6min、then 0/100 in 36min))で精製し目的化合物(26mg、25%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CD3OD+NaOD ): δ 3.54 (s, 4H), 4.16 (s, 2H), 6.20 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 6.23 (t, 3H, J = 2.4 Hz), 6.46 (d, 2H, J = 8.8 Hz), 6.74 (d, 1H, J = 7.3 Hz), 7.14 (t, 1H, J = 6.8 Hz), 7.22 (td, 1H, J = 1.0, 7.3 Hz), 7.29 (d, 1H, J = 7.3 Hz)
13C NMR (100 MHz, CD3OD+NaOD): δ30.7, 51.2, 67.6, 99.7, 110.6, 116.5, 123.0, 125.8, 128.6, 128.8, 130.0, 142.6, 149.0, 150.5, 153.4, 178.1
HRMS (ESI+): calcd for [M+H]+, 432.15595 ; found, 432.15567 (-0.27 mmu)

Figure 2018145126
Synthesis of Compound 4 Compound 88 88 mg (0.190 mmol, 1 eq), diphenyl phosphate azide 163 μL (0.758 mmol, 4 eq), diazabicycloundecene 114 μL (0.816 mmol, 4.3 eq) were dissolved in tetrahydrofuran 15 mL. And stirred at 65 ° C. overnight under an argon atmosphere. Ethyl acetate and a saturated aqueous ammonium chloride solution were added to the reaction solution, and then the ethyl acetate layer was extracted by a liquid separation operation. The extracted organic layer was dried over sodium sulfate, and then the solvent was removed by removing under reduced pressure. After partial purification by amino silica gel column chromatography (ethyl acetate / hexane = 2/1), fractions containing the target compound were collected and the solvent was removed by removal under reduced pressure. To the residue was added a mixed solvent of 10 mL of tetrahydrofuran and 1 mL of water, 100 mg (0.381 mmol, 2 eq) of triphenylphosphine was further added, and the mixture was heated to reflux under an argon atmosphere and stirred overnight. The reaction solution is cooled to room temperature, the solvent is removed under reduced pressure, the residue is partially purified by amino silica gel column chromatography (dichloromethane → dichloromethane / methanol = 9/1), fractions containing the target compound are collected, and the solvent is removed by removing under reduced pressure. Was excluded. The residue was dissolved in 5 mL of dichloromethane, 47 mg (0.191 mmol, 1 eq) of chloranil was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. After removing the solvent under reduced pressure, the residue was partially purified by silica gel column chromatography (dichloromethane / methanol = 95/5), fractions containing the target compound were collected, and the solvent was removed by removing under reduced pressure. The residue was dissolved in 5 mL of methanol, 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes. After neutralization with 2M hydrochloric acid, the solvent was removed under reduced pressure, and HPLC (eluent A (H 2 O 0.1% TFA) and eluent B (CH 3 CN 80%, H 2 O 20%, 0.1% TFA) (A / B = 80/20 for 6 min, then 0/100 in 36 min)) to obtain the target compound (26 mg, 25%).
1 H NMR (400 MHz, CD 3 OD + NaOD ): δ 3.54 (s, 4H), 4.16 (s, 2H), 6.20 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 6.23 (t, 3H, J = 2.4 Hz), 6.46 (d, 2H, J = 8.8 Hz), 6.74 (d, 1H, J = 7.3 Hz), 7.14 (t, 1H, J = 6.8 Hz), 7.22 (td, 1H, J = 1.0, 7.3 Hz), 7.29 (d, 1H, J = 7.3 Hz)
13 C NMR (100 MHz, CD 3 OD + NaOD): δ30.7, 51.2, 67.6, 99.7, 110.6, 116.5, 123.0, 125.8, 128.6, 128.8, 130.0, 142.6, 149.0, 150.5, 153.4, 178.1
HRMS (ESI + ): calcd for [M + H] + , 432.15595; found, 432.15567 (-0.27 mmu)
Figure 2018145126

化合物5の合成
化合物4 8.5mg(0.016mmol、1eq)、H−Phe−OtBu塩酸塩9.4mg(0.036mmol、2.3eq)、N,N’−ジイソプロピルエチルアミン14.2μL(0.080mmol、5eq)をN,N’−ジメチルホルムアミド1mLに溶解させ、そこへHATU 15.4mg(0.041mmol、2.6eq)を加え、3時間攪拌した。反応溶液に酢酸エチルおよび飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、分液操作によって酢酸エチル層を抽出した。抽出した有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させたのち、減圧除去によって溶媒を除いた。残渣をアセトニトリル1mLおよびトリフルオロ酢酸2mLに溶解させ、1時間攪拌した。減圧除去によって溶媒を除いた後、HPLC(eluent A(HO 0.1% TFA) and eluent B(CHCN 80%、HO 20%、0.1% TFA)(A/B=80/20 for 10min、then 0/100 in 35min))で精製し目的化合物(8.9mg、68%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD+NaOD) δ: 2.84-2.89 (2H, m), 3.01 (t, 2H, J = 4.1 Hz), 3.04 (t, 2H, J = 4.1 Hz), 3.51 (dd, 2H, J = 17.1, 11.2 Hz), 3.66 (dd, 2H,J = 17.6, 4.9 Hz), 4.22 (s, 2H), 4.43-4.47 (m, 2H), 6.05 (dd, 1H, J = 8.8, 2.4 Hz), 6.13-6.16 (m, 1H), 6.22 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 6.50 (dd, 2H, J = 8.3, 4.4 Hz), 6.78 (d, 1H, J = 7.3 Hz), 6.86-6.88 (m, 2H), 6.92-6.94 (m, 8H), 7.16 (t, 1H, J = 7.1 Hz), 7.26 (td, 1H, J = 7.3, 1.0 Hz), 7.34 (d, 1H, J = 7.8 Hz), 13C-NMR (100 MHz, CD3OD+NaOD) δ: 39.4, 51.4, 56.9, 67.5, 99.9, 100.6, 110.1, 110.9, 117.5, 117.7, 123.2, 125.8, 127.3, 128.7, 129.0, 129.2, 130.4, 130.6, 149.0, 149.9, 150.0, 153.1, 153.1, 171.8, 177.9 (diastereomer mixture), HRMS (ESI+): calcd for [M+H]+, 726.29277 ; found, 726.29199 (-0.89 mmu)

Figure 2018145126
Compound 5 Synthesis Compound 4 8.5 mg (0.016 mmol, 1 eq), H-Phe-OtBu hydrochloride 9.4 mg (0.036 mmol, 2.3 eq), N, N′-diisopropylethylamine 14.2 μL (0. 080 mmol, 5 eq) was dissolved in 1 mL of N, N′-dimethylformamide, and 15.4 mg (0.041 mmol, 2.6 eq) of HATU was added thereto, followed by stirring for 3 hours. Ethyl acetate and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution were added to the reaction solution, and the ethyl acetate layer was extracted by a liquid separation operation. The extracted organic layer was dried over sodium sulfate, and then the solvent was removed by removing under reduced pressure. The residue was dissolved in 1 mL of acetonitrile and 2 mL of trifluoroacetic acid and stirred for 1 hour. After removing the solvent by removal under reduced pressure, HPLC (eluent A (H 2 O 0.1% TFA) and eluent B (CH 3 CN 80%, H 2 O 20%, 0.1% TFA) (A / B = 80/20 for 10 min, then 0/100 in 35 min)) to obtain the target compound (8.9 mg, 68%).
1 H-NMR (400 MHz, CD 3 OD + NaOD) δ: 2.84-2.89 (2H, m), 3.01 (t, 2H, J = 4.1 Hz), 3.04 (t, 2H, J = 4.1 Hz), 3.51 (dd, 2H, J = 17.1, 11.2 Hz), 3.66 (dd, 2H, J = 17.6, 4.9 Hz), 4.22 (s, 2H), 4.43-4.47 (m, 2H), 6.05 (dd, 1H, J = 8.8, 2.4 Hz), 6.13-6.16 (m, 1H), 6.22 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 6.50 (dd, 2H, J = 8.3, 4.4 Hz), 6.78 (d, 1H, J = 7.3 Hz), 6.86-6.88 (m, 2H), 6.92-6.94 (m, 8H), 7.16 (t, 1H, J = 7.1 Hz), 7.26 (td, 1H, J = 7.3, 1.0 Hz), 7.34 ( d, 1H, J = 7.8 Hz), 13 C-NMR (100 MHz, CD 3 OD + NaOD) δ: 39.4, 51.4, 56.9, 67.5, 99.9, 100.6, 110.1, 110.9, 117.5, 117.7, 123.2, 125.8, 127.3, 128.7, 129.0, 129.2, 130.4, 130.6, 149.0, 149.9, 150.0, 153.1, 153.1, 171.8, 177.9 (diastereomer mixture), HRMS (ESI + ): calcd for [M + H] + , 726.29277; found, 726.29199 (-0.89 mmu)
Figure 2018145126

化合物6の合成
化合物4 4.2mg(0.0077mmol、1eq)、H−Lys(Boc)−OtBu塩酸塩6.4mg(0.019mmol、2.5eq)、N,N’−ジイソプロピルエチルアミン6.5μL(0.037mmol、4.8eq)をN,N’−ジメチルホルムアミド1mLに溶解させ、そこへHATU 7.2mg(0.019mmol、2.5eq)を加え、90分間攪拌した。反応溶液に酢酸エチルおよび飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、分液操作によって酢酸エチル層を抽出した。抽出した有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させたのち、減圧除去によって溶媒を除いた。残渣をアセトニトリル1mLおよびトリフルオロ酢酸2mLに溶解させ、2時間攪拌した。減圧除去によって溶媒を除いた後、HPLC(eluent A(HO 0.1% TFA) and eluent B(CHCN 80%、HO 20%、0.1% TFA)(A/B=90/10 for 10min、then 0/100 in 35min))で精製し目的化合物(4.8mg、73%)を得た。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD+NaOD) δ: 1.22-1.24 (4H, m), 1.32-1.40 (4H, m), 1.59-1.69 (2H, m), 1.78-1.87 (2H, m), 2.47 (4H, q, J = 7.1 Hz), 3.68 (2H, d, J = 17.6 Hz), 3.82 (2H, d, J = 17.2, Hz), 4.27-4.31 (4H, m), 6.30-6.34 (4H, m), 6.60 (2H, t, J = 8.8 Hz), 6.82 (1H, d, J = 7.3 Hz), 7.23 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.31 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.38 (1H, d, J = 7.3 Hz).
13C-NMR (100 MHz, CD3OD+NaOD) δ: 23.8, 23.9, 33.8, 42.5, 42.6, 51.3, 55.9, 67.4, 99.8, 100.0, 110.7, 111.0, 116.8, 117.7, 117.8, 119.7, 123.2, 125.7, 128.8, 128.9, 130.3, 130.4, 142.5, 148.7, 150.0, 153.1, 153.2, 163.0, 163.3, 172.7, 178.7 (diastereomer mixture)
HRMS (ESI+): calcd for [M+H]+, 688.34587 ; found, 688.34498 (-0.89 mmu)

Figure 2018145126
Compound 6 Synthesis Compound 4 4.2 mg (0.0077 mmol, 1 eq), H-Lys (Boc) -OtBu hydrochloride 6.4 mg (0.019 mmol, 2.5 eq), N, N′-diisopropylethylamine 6.5 μL (0.037 mmol, 4.8 eq) was dissolved in 1 mL of N, N′-dimethylformamide, and 7.2 mg (0.019 mmol, 2.5 eq) of HATU was added thereto, followed by stirring for 90 minutes. Ethyl acetate and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution were added to the reaction solution, and the ethyl acetate layer was extracted by a liquid separation operation. The extracted organic layer was dried over sodium sulfate, and then the solvent was removed by removing under reduced pressure. The residue was dissolved in 1 mL of acetonitrile and 2 mL of trifluoroacetic acid and stirred for 2 hours. After removing the solvent by removal under reduced pressure, HPLC (eluent A (H 2 O 0.1% TFA) and eluent B (CH 3 CN 80%, H 2 O 20%, 0.1% TFA) (A / B = 90/10 for 10 min, then 0/100 in 35 min)) to obtain the target compound (4.8 mg, 73%).
1 H-NMR (400 MHz, CD 3 OD + NaOD) δ: 1.22-1.24 (4H, m), 1.32-1.40 (4H, m), 1.59-1.69 (2H, m), 1.78-1.87 (2H, m ), 2.47 (4H, q, J = 7.1 Hz), 3.68 (2H, d, J = 17.6 Hz), 3.82 (2H, d, J = 17.2, Hz), 4.27-4.31 (4H, m), 6.30- 6.34 (4H, m), 6.60 (2H, t, J = 8.8 Hz), 6.82 (1H, d, J = 7.3 Hz), 7.23 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.31 (1H, t, J = 7.0 Hz), 7.38 (1H, d, J = 7.3 Hz).
13 C-NMR (100 MHz, CD 3 OD + NaOD) δ: 23.8, 23.9, 33.8, 42.5, 42.6, 51.3, 55.9, 67.4, 99.8, 100.0, 110.7, 111.0, 116.8, 117.7, 117.8, 119.7, 123.2, 125.7, 128.8, 128.9, 130.3, 130.4, 142.5, 148.7, 150.0, 153.1, 153.2, 163.0, 163.3, 172.7, 178.7 (diastereomer mixture)
HRMS (ESI + ): calcd for [M + H] + , 688.34587; found, 688.34498 (-0.89 mmu)
Figure 2018145126

カルボキシぺプチダーゼ活性検出の機能機序
各カルボキシペプチダーゼが基質とするアミノ酸をAMRBC−COOHに縮合させた蛍光プローブ(AMRBC−PheもしくはAMRBC−Lys)から、二段階の酵素反応によってアミノ酸が切り出されることにより、AMRBC−COOHが生成する。反応前の蛍光プローブは生理的条件下で大部分が無色・無蛍光の閉環体構造で存在する一方、反応生成物のAMRBC−COOHは約50%の分子が強蛍光性の開環体として存在するため、酵素反応によって蛍光の上昇が観測できる。
下記スキーム2においては嵩高いアミノ酸を基質とするカルボキシペプチダーゼAに対するプローブとしてAMRBC−Phe、塩基性アミノ酸を基質とするカルボキシペプチダーゼBに対するプローブとしてAMRBC−Lysを示している。
Functional mechanism of carboxypeptidase activity detection By cutting out amino acids from a fluorescent probe (AMRBC-Phe or AMRBC-Lys) in which amino acids used as substrates by each carboxypeptidase are condensed with AMRBC-COOH by a two-step enzymatic reaction , AMRBC-COOH is produced. Pre-reaction fluorescent probes are mostly colorless and non-fluorescent ring-closed structures under physiological conditions, while the reaction product AMRBC-COOH contains approximately 50% of the molecules as strong fluorescent ring-opened bodies Therefore, an increase in fluorescence can be observed by the enzyme reaction.
In the following scheme 2, AMRBC-Phe is shown as a probe for carboxypeptidase A using a bulky amino acid as a substrate, and AMRBC-Lys is shown as a probe for carboxypeptidase B using a basic amino acid as a substrate.

スキーム2:カルボキシペプチダーゼA又はBとのAMRBC誘導体の酵素反応

Figure 2018145126
Scheme 2: Enzymatic reaction of AMRBC derivatives with carboxypeptidase A or B
Figure 2018145126

[実施例1]
AMRBC−COOH(4)、AMRBC−Phe(5)、AMRBC−Lys(6)の吸収・蛍光スペクトル測定
AMRBC−COOH、AMRBC−Phe、AMRBC−Lysの吸収・蛍光スペクトル測定結果を表1に示す。同表の結果から、蛍光プローブであるAMRBC−Phe(5)およびAMRBC−Lys(6)は生理的条件下において大部分が無色・無蛍光性の閉環体、AMRBC−COOH(4)は約50%が強蛍光性の開環体をとることが明らかとなった。尚、吸収スペクトルの測定はUV−1800(SIMADZU)、蛍光スペクトルの測定はF−7000(HITACHI)を用いて行った。
[Example 1]
Absorption / fluorescence spectrum measurement of AMRBC-COOH (4), AMRBC-Phe (5), AMRBC-Lys (6) Table 1 shows the results of absorption / fluorescence spectrum measurement of AMRBC-COOH, AMRBC-Phe, and AMRBC-Lys. From the results in the table, the fluorescent probes AMRBC-Phe (5) and AMRBC-Lys (6) are mostly colorless and non-fluorescent ring-closed under physiological conditions, and AMRBC-COOH (4) is about 50 % Were taken to have a strong fluorescent ring-opening. The absorption spectrum was measured using UV-1800 (SIMADZU), and the fluorescence spectrum was measured using F-7000 (HITACHI).

Figure 2018145126
(a)0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)中で測定した。
(b)0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)中で測定した。
(c)0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)中で測定した。
(d)フルオレセイン(Φfl=0.85)を参照として用いて決定した相対量子収率
Figure 2018145126
(A) Measured in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0).
(B) Measured in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.5).
(C) Measured in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 5.5).
(D) Relative quantum yield determined using fluorescein (Φ fl = 0.85) as a reference.

[実施例2]
酵素アッセイ
AMRBC−Phe(5)に対してカルボキシペプチダーゼA、AMRBC−Lys(6)に対してカルボキシペプチダーゼBを適用したところ、酵素反応による蛍光上昇が観測された。尚、酵素反応前後の蛍光スペクトルは以下のように測定した。
[Example 2]
When carboxypeptidase A was applied to the enzyme assay AMRBC-Phe (5) and carboxypeptidase B was applied to the AMRBC-Lys (6), an increase in fluorescence due to the enzyme reaction was observed. The fluorescence spectra before and after the enzyme reaction were measured as follows.

(1)5μM AMRBC−PheおよびAMRBC−LysのPBS(−)溶液260μLを用意した。
(2)(1)のうち80μLをPBS(−)で800μLに希釈し、酵素反応前の蛍光スペクトルとして測定した。
(3)(1)のうち180μLに8.8μgの酵素(AMRBC−Phe溶液にはカルボキシペプチダーゼA、AMRBC−Lys溶液にはカルボキシペプチダーゼB)を添加し、37℃でインキュベートした(AMRBC−Pheは2.5時間、AMRBC−Lysは4時間)。
(4)(3)のインキュベート後の溶液のうち80μLをPBS(−)で800μLに希釈し、酵素反応後の蛍光スペクトルとして測定した。
(1) 260 μL of 5 μM AMRBC-Phe and AMRBC-Lys in PBS (−) were prepared.
(2) 80 μL of (1) was diluted to 800 μL with PBS (−) and measured as a fluorescence spectrum before the enzyme reaction.
(3) In 180 μL of (1), 8.8 μg of enzyme (carboxypeptidase A for AMRBC-Phe solution, carboxypeptidase B for AMRBC-Lys solution) was added and incubated at 37 ° C. (AMRBC-Phe is 2.5 hours, 4 hours for AMRBC-Lys).
(4) 80 μL of the solution after incubation in (3) was diluted to 800 μL with PBS (−) and measured as a fluorescence spectrum after the enzyme reaction.

また、LC−MSでの分析により酵素反応生成物がAMRBC−COOH()であることを確認し、Lineweaver−Burk Plotによる見かけの酵素反応速度定数も算出した。 Moreover, it confirmed that the enzyme reaction product was AMRBC-COOH ( 4 ) by the analysis by LC-MS, and the apparent enzyme-reaction rate constant by Lineweaver-Burk Plot was also computed.

酵素添加の前後でのプローブの蛍光スペクトルを図1に示す。(a)は、AMRBC−PheとカルボキシペプチダーゼAについての測定結果であり、(b)は、AMRBC−LysとカルボキシペプチダーゼBについての測定結果である。励起波長は530nmである。
図2は、酵素との反応後のプローブのUPLC分析の結果を示す。(a)は、AMRBC−PheとカルボキシペプチダーゼAについての測定結果であり、(b)は、AMRBC−LysとカルボキシペプチダーゼBについての測定結果である。
表2は、各プローブの酵素反応速度定数を示す。
The fluorescence spectra of the probe before and after the enzyme addition are shown in FIG. (A) is a measurement result about AMRBC-Phe and carboxypeptidase A, (b) is a measurement result about AMRBC-Lys and carboxypeptidase B. The excitation wavelength is 530 nm.
FIG. 2 shows the results of UPLC analysis of the probe after reaction with the enzyme. (A) is a measurement result about AMRBC-Phe and carboxypeptidase A, (b) is a measurement result about AMRBC-Lys and carboxypeptidase B.
Table 2 shows the enzyme reaction rate constant of each probe.

Figure 2018145126
Figure 2018145126

本発明の蛍光プローブは、ターゲットとするカルボキシペプチダーゼによって認識されるアミノ酸を有し、標的カルボキシペプチダーゼとの反応前は無色・無蛍光であるが、酵素との反応により、可視光領域の吸収と蛍光が回復した。また、本発明の蛍光プローブをin vitro酵素系に適用した結果、標的カルボキシペプチダーゼ活性を迅速に蛍光検出できることが示された。   The fluorescent probe of the present invention has an amino acid that is recognized by the target carboxypeptidase and is colorless and non-fluorescent before the reaction with the target carboxypeptidase. However, the reaction with the enzyme causes absorption and fluorescence in the visible light region. Recovered. In addition, as a result of applying the fluorescent probe of the present invention to an in vitro enzyme system, it was shown that the target carboxypeptidase activity can be rapidly detected by fluorescence.

(産業上の利用可能性)
本発明の蛍光プローブは、世界初のカルボキシペプチダーゼ蛍光プローブであり、種々の疾患細胞だけでなく、臨床検体上の興味あるカルボキシペプチダーゼ活性を検出できる可能性がある。このことから、従来法では明らかにできていなかった疾患特異的な酵素活性が明らかにされ、その結果、本ターゲットを活用した可視化手法の確立に加えて、創薬ターゲットとしても極めて有効であることが期待される。
(Industrial applicability)
The fluorescent probe of the present invention is the world's first carboxypeptidase fluorescent probe, and has the potential to detect carboxypeptidase activity of interest on clinical specimens as well as various diseased cells. This reveals disease-specific enzyme activity that could not be clarified by conventional methods. As a result, in addition to establishing a visualization method using this target, it is extremely effective as a drug discovery target. There is expected.

Claims (9)

以下の一般式(I):
Figure 2018145126
(式中、
は、水素原子を示すか、又はベンゼン環上に存在する1ないし4個の同一又は異なる一価の置換基を示し:
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3の分枝鎖を有してもよい炭素数1〜7のアルキル基、エチル基、フェニルメチル基、4−ヒドロキシフェニルメチル基、1−ハイドロキシエチル基、又は−(CH2−Z基を表し、nは1〜4の数を表し、Zはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、メチルチオ基、グアニジノ基、カルバモイル基、又は窒素原子を1〜3個有してもよい5員環若しくは6員環又は5員環と6員環から構成される縮合複素環を示し;
Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、Ge(R)(R)、P(=O)R又はSeから選択され、
ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいアリール基であり、Rは、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいフェニル基であり;
Yは、NH、O、S又はNRから選択され、
ここで、NRは、置換されていてもよいアミノ基又は置換されていてもよいアミド基を表し;
式(I)のNH−LおよびNH−Lは、それぞれ独立に、アミノ酸残基、ペプチド、又は炭素数1〜6のアミノアルキル基を表し、ただし、NH−L及びNH−Lの少なくとも1つはアミノ酸残基である;
mは、1〜3の整数を表す;
で表される化合物又はその塩。
The following general formula (I):
Figure 2018145126
(Where
R 1 represents a hydrogen atom or 1 to 4 identical or different monovalent substituents present on the benzene ring:
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may have a branched chain having 1 to 3 carbon atoms, an ethyl group, a phenylmethyl group, or 4-hydroxyphenylmethyl. Represents a group, 1-hydroxyethyl group, or — (CH 2 ) n —Z group, n represents a number of 1 to 4, and Z represents a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group, a methylthio group, a guanidino group. , A carbamoyl group, or a 5- or 6-membered ring optionally having 1 to 3 nitrogen atoms, or a condensed heterocyclic ring composed of a 5-membered ring and a 6-membered ring;
X is selected from an oxygen atom, Si (R a ) (R b ), C (R a ) (R b ), Ge (R a ) (R b ), P (═O) R c or Se;
Here, R a and R b are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted aryl group, and R c is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted group. An optionally substituted phenyl group;
Y is selected from NH, O, S or NR;
Here, NR represents an amino group which may be substituted or an amide group which may be substituted;
NH-L 1 and NH-L 2 in formula (I) each independently represent an amino acid residue, a peptide, or an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, provided that NH-L 1 and NH-L 2 At least one of the is an amino acid residue;
m represents an integer of 1 to 3;
Or a salt thereof.
YはNHである、請求項1に記載の化合物又はその塩。   The compound or a salt thereof according to claim 1, wherein Y is NH. NH−L及びNH−Lは、同一又は異なるアミノ酸残基である、請求項1又は2に記載の化合物又はその塩。 NH-L 1 and NH-L 2 are the same or different amino acid residue, or a salt thereof according to claim 1 or 2. NH−L及びNH−Lは、同一のアミノ酸残基である、請求項3に記載の化合物又はその塩。 The compound according to claim 3 or a salt thereof, wherein NH-L 1 and NH-L 2 are the same amino acid residue. NH−L及びNH−Lの両方が、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、又はリジン残基である、請求項4に記載の化合物又はその塩。 Both NH-L 1 and NH-L 2 is a phenylalanine residue, a leucine residue or a lysine residue, a compound or a salt thereof according to claim 4. Xは酸素原子である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物又はその塩。   X is an oxygen atom, The compound or its salt of any one of Claims 1-5. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物又はその塩を含むカルボキシペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。   A fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity, comprising the compound according to any one of claims 1 to 6 or a salt thereof. 細胞内のカルボキシペプチダーゼを検出する方法であって、(a)請求項7に記載の蛍光プローブを細胞内に導入する工程、及び(b)当該蛍光プローブが細胞内で発する蛍光を測定することを含む方法。   A method for detecting intracellular carboxypeptidase, comprising: (a) introducing the fluorescent probe according to claim 7 into a cell; and (b) measuring fluorescence emitted from the fluorescent probe in the cell. Including methods. 以下の一般式(III):
Figure 2018145126
(式中、
は、水素原子を示すか、又はベンゼン環上に存在する1ないし4個の同一又は異なる一価の置換基を示し:
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基又はハロゲン原子を示し;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3の分枝鎖を有してもよい炭素数1〜7のアルキル基、エチル基、フェニルメチル基、4−ヒドロキシフェニルメチル基、1−ハイドロキシエチル基、又は−(CH2−Z基を表し、nは1〜4の数を表し、Zはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、メチルチオ基、グアニジノ基、カルバモイル基、又は窒素原子を1〜3個有してもよい5員環若しくは6員環又は5員環と6員環から構成される縮合複素環を示し;
Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、Ge(R)(R)、P(=O)R又はSeから選択され、
ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいアリール基であり、Rは、炭素数1〜6個のアルキル基又は置換されていてもよいフェニル基であり;
Yは、NH、O、S又はNRから選択され、
ここで、NRは、置換されていてもよいアミノ基又は置換されていてもよいアミド基を表し;
mは、1〜3の整数を表す;
で表される化合物又はその塩。
The following general formula (III):
Figure 2018145126
(Where
R 1 represents a hydrogen atom or 1 to 4 identical or different monovalent substituents present on the benzene ring:
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom;
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may have a branched chain having 1 to 3 carbon atoms, an ethyl group, a phenylmethyl group, or 4-hydroxyphenylmethyl. Represents a group, 1-hydroxyethyl group, or — (CH 2 ) n —Z group, n represents a number of 1 to 4, and Z represents a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group, a methylthio group, a guanidino group. , A carbamoyl group, or a 5- or 6-membered ring optionally having 1 to 3 nitrogen atoms, or a condensed heterocyclic ring composed of a 5-membered ring and a 6-membered ring;
X is selected from an oxygen atom, Si (R a ) (R b ), C (R a ) (R b ), Ge (R a ) (R b ), P (═O) R c or Se;
Here, R a and R b are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted aryl group, and R c is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted group. An optionally substituted phenyl group;
Y is selected from NH, O, S or NR;
Here, NR represents an amino group which may be substituted or an amide group which may be substituted;
m represents an integer of 1 to 3;
Or a salt thereof.
JP2017040165A 2017-03-03 2017-03-03 Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity Pending JP2018145126A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017040165A JP2018145126A (en) 2017-03-03 2017-03-03 Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017040165A JP2018145126A (en) 2017-03-03 2017-03-03 Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018145126A true JP2018145126A (en) 2018-09-20

Family

ID=63589581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017040165A Pending JP2018145126A (en) 2017-03-03 2017-03-03 Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018145126A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109929548A (en) * 2019-04-15 2019-06-25 济南大学 A kind of novel near infrared fluorescent probe for Carboxypeptidase A detection
WO2020095946A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-14 国立大学法人 東京大学 Novel fluorescent probe
WO2020111279A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 国立大学法人 東京大学 Fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020095946A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-14 国立大学法人 東京大学 Novel fluorescent probe
WO2020111279A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 国立大学法人 東京大学 Fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity
JPWO2020111279A1 (en) * 2018-11-30 2021-10-14 国立大学法人 東京大学 Fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity
JP7525161B2 (en) 2018-11-30 2024-07-30 国立大学法人 東京大学 Fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity
CN109929548A (en) * 2019-04-15 2019-06-25 济南大学 A kind of novel near infrared fluorescent probe for Carboxypeptidase A detection
CN109929548B (en) * 2019-04-15 2020-10-09 济南大学 Novel near-infrared fluorescent probe for detecting carboxypeptidase A

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6351511B2 (en) Synthesis of asymmetric Si rhodamine and rhodol
US9329184B2 (en) Fluorescent probe
JP5588962B2 (en) Fluorescent probe for protease measurement
US9610366B2 (en) Method for diagnosing cancer
US10383956B2 (en) Fluorescent probe for detecting dipeptidyl peptidase IV
JP2018145126A (en) Fluorescent probe for detection of carboxypeptidase activity
JP4402191B2 (en) Zinc fluorescent probe
US9250232B2 (en) Fluorescent probe
JP7339675B2 (en) Fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity
JP6675125B2 (en) pH-dependent fluorescent compound
EP3981778A1 (en) Fluorescent probe for detection of enpp activity
JP5360609B2 (en) Reagent for low oxygen environment measurement
JP4929452B2 (en) New coumarin derivatives
JP7525161B2 (en) Fluorescent probe for detecting carboxypeptidase activity
JP2024126464A (en) Raman probe for detecting compounds containing -SH groups
JP2009275006A (en) Reagent for measuring hypoxic environment
JP2015179081A (en) Fluorescence probe for enzyme activity detection