JP2022135954A - protein folding agent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タンパク質のフォールディング剤に関する。 The present invention relates to protein folding agents.
タンパク質は,製剤を中心に広く産業で利用される材料である。タンパク質が個々の機
能、活性を発揮するためには天然構造の形成が必須であることから、効率的な天然構造へ
のフォールディング技術はタンパク質の産業利用において、コスト削減等に直結し重要で
ある。したがって、天然構造への酸化的フォールディング促進剤は、タンパク質製剤の大
規模生産に有益である。例えば、インスリンや免疫グロブリン等重要なタンパク質製剤の
酸化的フォールディングプロセスにおいては、天然型ジスルフィド結合の導入を伴う天然
構造形成が律速段階反応となっている。
Proteins are materials that are widely used in industry, mainly for pharmaceuticals. Since the formation of a native structure is essential for proteins to exert their individual functions and activities, techniques for efficient folding into the native structure are important in the industrial use of proteins, directly linked to cost reduction and the like. Therefore, oxidative folding promoters to the native structure are beneficial for large-scale production of protein pharmaceuticals. For example, in the oxidative folding process of important protein pharmaceuticals such as insulin and immunoglobulins, native structure formation with the introduction of native disulfide bonds is the rate-limiting step reaction.
酸化的フォールディングプロセスの典型的な制御法として、ジスルフィド結合のシャッ
フリングがある。フォールディング過程に還元剤と酸化剤を共存させ、ジスルフィド結合
の形成と切断を繰り返し起こすことで、最安定な天然構造へと導く方法である。その際用
いられる典型的な還元剤と酸化剤は、それぞれ、グルタチオン(GSH)、β-メルカプトエ
タノール(β-ME)、及びジチオスレイトール(DTT)と、グルタチオン酸化体(GSSG)で
ある。例えばRNase Aの場合、GSH/GSSG存在下、及び非存在下(空気下)での回収収率が
比較されており、GSH/GSSG存在下の方が、フォールディング初期過程における同一時間で
の酵素活性は約2倍高く、活性回復の速さ(1/2活性回復時間)は約2.8倍速い(非
特許文献1)。また、酸化的フォールディングにおいて用いられる小分子還元剤(及びこ
れと組み合わせる酸化剤)として、GSH/GSSG(非特許文献1)、GSH+(±)-トランス
-1,2-ビス(2-メルカプトアセトアミド)シクロヘキサン(BMC)/GSSG(非特許文
献2)、芳香族チオール及びその二硫化物(Aromatic thiols and their disulfides)(
非特許文献3)、環状セレノキシド(Cyclic selenoxide)(非特許文献4)、Cys-XX-Cy
s構造(Xは任意のアミノ酸であり、Cysはシステインである)を有するペプチド(非特許
文献5)、セレノグルタチオン(Seleno glutathione)(非特許文献6)や、セレノール
含有ペプチド(非特許文献7)が知られる。しかしながら、環状セレノキシド及びセレノ
グルタチオンについては、重金属セレンを用いることによる毒性の問題があった。またBM
Cについては、GSHに対する補助剤として用いられるためGSH/GSSG系に比べ多種多量の添加
剤を加える必要がある点で問題があった。芳香族チオールについては、ベンゼン環を持つ
物質であることから、タンパク質への疎水性相互作用による非特異的吸着が起こり得る点
で問題であった。Cys-XX-Cys構造を有するペプチドについては、プロテアーゼのコンタミ
ネーションによる分解等の構造不安定性、またその合成にかかる高いコストが問題であっ
た。また、システアミン等の低分子チオールは、高い揮発性に伴う強い悪臭が問題であっ
た。また、これら既存の化合物を用いた場合には、酸化的フォールディング中間体の凝集
抑制効果が低く、このことは収率を下げる一因となっていた。
A typical control method for the oxidative folding process is the shuffling of disulfide bonds. In this method, a reducing agent and an oxidizing agent are allowed to coexist during the folding process, and the formation and cleavage of disulfide bonds are repeatedly caused, leading to the most stable natural structure. Typical reducing and oxidizing agents used therein are glutathione (GSH), β-mercaptoethanol (β-ME) and dithiothreitol (DTT), and oxidized glutathione (GSSG), respectively. For example, in the case of RNase A, the recovery yields in the presence and absence of GSH/GSSG (under air) were compared, and the enzyme activity at the same time in the initial folding process was higher in the presence of GSH/GSSG. is about 2 times higher, and the speed of activity recovery (1/2 activity recovery time) is about 2.8 times faster (Non-Patent Document 1). In addition, GSH/GSSG (Non-Patent Document 1), GSH + (±)-trans-1,2-bis(2-mercaptoacetamide) are used as small-molecule reducing agents (and oxidizing agents combined therewith) used in oxidative folding. Cyclohexane (BMC) / GSSG (Non-Patent Document 2), aromatic thiols and their disulfides (Aromatic thiols and their disulfides) (
Non-Patent Document 3), Cyclic selenoxide (Non-Patent Document 4), Cys-XX-Cy
Peptides having an s structure (X is an arbitrary amino acid and Cys is cysteine) (Non-Patent Document 5), selenoglutathione (Non-Patent Document 6), and selenol-containing peptides (Non-Patent Document 7) is known. However, cyclic selenoxide and selenoglutathione have had toxicity problems due to the use of heavy metal selenium. Also BM
Since C is used as an adjuvant for GSH, there was a problem in that it was necessary to add various and large amounts of additives compared to the GSH/GSSG system. Aromatic thiol is a substance with a benzene ring, so there is a problem that non-specific adsorption to proteins due to hydrophobic interaction may occur. Peptides with the Cys-XX-Cys structure have problems of structural instability such as degradation due to protease contamination and high cost for their synthesis. In addition, low-molecular-weight thiols such as cysteamine have a problem of strong odor associated with high volatility. In addition, when these existing compounds are used, the effect of suppressing the aggregation of oxidative folding intermediates is low, which has been a factor in lowering the yield.
したがって、従来技術の問題点を回避しつつ、高い効率でタンパク質をフォールディン
グすることが可能なタンパク質のフォールディング剤が望まれていた。
Therefore, there has been a demand for a protein folding agent capable of folding proteins with high efficiency while avoiding the problems of the prior art.
それ故、本発明は、高い効率でタンパク質をフォールディングすることが可能なタンパ
ク質のフォールディング剤を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a protein folding agent capable of folding proteins with high efficiency.
本発明者らは、上記課題を解決するための手段を種々検討した結果、特定の構造を有す
る化合物、及びその塩及び溶媒和物を用いることにより、高い効率で、すなわち高収率及
び/又は高速で、タンパク質にジスルフィド結合を導入することができることを見出し、
本発明を完成した。
As a result of various studies on means for solving the above problems, the present inventors have found that by using a compound having a specific structure, and salts and solvates thereof, high efficiency, that is, high yield and / or found that disulfide bonds can be introduced into proteins at high speed,
We have completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1]下記式:
X1、X2及びX3は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
Y1は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基であり、
Z1、Z2、Z3、Z4及びZ5は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原
子を含んでいてもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数1~24個のアルキル基であり、
M-は、それぞれ独立して、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンである]
で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分
として含むタンパク質のフォールディング剤。
[2]式(1)ないし(7)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択され
る少なくとも1種を有効成分として含む、上記[1]に記載のタンパク質のフォールディ
ング剤。
[3]式(8)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択さ
れる少なくとも1種を有効成分として含む、上記[1]に記載のタンパク質のフォールデ
ィング剤。
[4]式(1)ないし(7)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択され
る少なくとも1種;並びに式(8)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び
溶媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分として含む、上記[1]に記載のタン
パク質のフォールディング剤。
[5]上記[1]に定義される式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩
及び溶媒和物から選択される少なくとも1種の存在下で、アンフォールディングされたタ
ンパク質を処理する工程を含む、タンパク質のフォールディング方法。
[6]上記[1]に定義される式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩
及び溶媒和物から選択される少なくとも1種の存在下で、アンフォールディングされたタ
ンパク質を処理する工程を含む、タンパク質の再生方法。
[7]上記[1]に定義される式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩
及び溶媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分として含むタンパク質の可溶化剤
。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] the following formula:
X 1 , X 2 and X 3 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Y 1 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms,
each M − is independently a chloride ion, a bromide ion, or an iodine ion]
A protein folding agent comprising, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by and salts and solvates thereof.
[2] The protein folding agent according to [1] above, which contains as an active ingredient at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof.
[3] The protein folding agent according to [1] above, which contains as an active ingredient at least one selected from compounds represented by formulas (8) to (14), and salts and solvates thereof.
[4] at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof; and compounds represented by formulas (8) to (14), and salts thereof and a solvate as an active ingredient, the protein folding agent according to [1] above.
[5] A protein unfolded in the presence of at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14) defined in [1] above, and salts and solvates thereof A protein folding method comprising the step of treating.
[6] A protein unfolded in the presence of at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14) defined in [1] above, and salts and solvates thereof A method for refolding a protein, comprising the step of treating.
[7] A protein solubilizer comprising, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14) defined in [1] above, and salts and solvates thereof.
本発明によるタンパク質のフォールディング剤によれば、高い効率でタンパク質をフォ
ールディングすることができる。
The protein folding agent of the present invention can fold proteins with high efficiency.
以下、実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on embodiments.
本発明はタンパク質のフォールディング剤に関する。本発明のタンパク質のフォールデ
ィング剤は式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選
択される少なくとも1種を有効成分として含む。本発明のタンパク質のフォールディング
剤によれば、従来のグルタチオンを用いる系に比べ、高い効率で、すなわち高収率及び/
又は高速で、タンパク質にジスルフィド結合を導入することができ、これにより、タンパ
ク質の酸化的フォールディングを高い効率で進行させることが可能となる。このことは、
製剤等に用いられるタンパク質の生産にかかる時間の短縮及び収量の向上につながるため
、タンパク質製剤の大規模生産及び生産コストの低下という効果が得られる。以下、式(
1)ないし(7)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物を単に「チオール化合物
」ともいい、また、式(8)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和
物を単に「ジスルフィド化合物」ともいう。
The present invention relates to protein folding agents. The protein folding agent of the present invention contains, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14), and salts and solvates thereof. According to the protein folding agent of the present invention, compared to the conventional system using glutathione, it is highly efficient, that is, high yield and/or
Alternatively, disulfide bonds can be introduced into proteins at high speed, allowing oxidative folding of proteins to proceed with high efficiency. This is
Since it leads to shortening of the time required for production of proteins used in formulations and the like and improvement in yield, effects of large-scale production of protein formulations and reduction in production cost can be obtained. Below, the formula (
1) The compounds represented by to (7) and salts and solvates thereof are also simply referred to as "thiol compounds", and the compounds represented by formulas (8) to (14) and salts and solvates thereof The substance is also simply called a "disulfide compound".
上記チオール化合物は、下記式:
X1、X2及びX3は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
Y1は、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~10個のアルキ
レン基であり、
Z1、Z2、Z3、Z4及びZ5は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原
子を含んでいてもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数1~24個のアルキル基であり、
M-は、それぞれ独立して、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンである]
で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物である。一般にチオール化合物は悪臭を発
するが、上記チオール化合物はいずれも悪臭が抑えられており、この点は応用する上で従
来の関連化合物に対して利点を有する。また、上記チオール化合物はタンパク質と比べて
十分に小さい分子であるため、ジスルフィド結合導入反応を行った後にサイズ排除クロマ
トグラフィーや透析を用いてタンパク質からの分離を容易に行うことができる。
The thiol compound has the following formula:
X 1 , X 2 and X 3 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Y 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms,
each M − is independently a chloride ion, a bromide ion, or an iodine ion]
is a compound represented by and salts and solvates thereof. Generally, thiol compounds emit offensive odors, but all of the above thiol compounds have suppressed offensive odors, which is advantageous over conventional related compounds in terms of application. In addition, since the thiol compound is a sufficiently small molecule compared to proteins, it can be easily separated from proteins using size exclusion chromatography or dialysis after disulfide bond introduction reaction.
上記ジスルフィド化合物は、下記式:
X1、X2及びX3は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
Y1は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基であり、
Z1、Z2、Z3、Z4及びZ5は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原
子を含んでいてもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数1~24個のアルキル基であり、
M-は、それぞれ独立して、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンである]
で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物である。また、上記ジスルフィド化合物は
タンパク質と比べて十分に小さい分子であるため、ジスルフィド結合導入反応を行った後
にサイズ排除クロマトグラフィーや透析を用いてタンパク質からの分離を容易に行うこと
ができる。
The disulfide compound has the formula:
X 1 , X 2 and X 3 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Y 1 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms,
each M − is independently a chloride ion, a bromide ion, or an iodine ion]
A compound represented by and salts and solvates thereof. In addition, since the disulfide compound is a molecule that is sufficiently smaller than a protein, it can be easily separated from the protein using size exclusion chromatography or dialysis after the disulfide bond introduction reaction.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の一実施形態は、式(1)ないし(7)で表
される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種;並びに式(8
)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくと
も1種を有効成分として含むことを特徴とする。本実施形態のタンパク質のフォールディ
ング剤に含まれる上記チオール化合物と上記ジスルフィド化合物とのモル比は、効率的に
フォールディングが進行する限り特に制限されないが、例えば、1:1~20:1である
ことが好ましく、2:1~10:1であることがさらに好ましい。本実施形態のタンパク
質のフォールディング剤は、上記チオール化合物と上記ジスルフィド化合物が混合された
状態で販売又は流通されるものであっても、キット又はセット等として、それぞれ別個に
包装された状態で販売又は流通されるものであってもよい。
One embodiment of the protein folding agent of the present invention is at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof;
) to (14), and at least one selected from salts and solvates thereof as an active ingredient. The molar ratio of the thiol compound and the disulfide compound contained in the protein folding agent of the present embodiment is not particularly limited as long as the folding proceeds efficiently, but is, for example, 1:1 to 20:1. Preferably, it is more preferably 2:1 to 10:1. The protein folding agent of the present embodiment may be sold or distributed in a state in which the thiol compound and the disulfide compound are mixed, or may be sold or distributed separately as a kit, set, or the like. It may be distributed.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の別の一実施形態は、式(1)ないし(7)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分として含むことを特徴とする。本実施形態のタンパク質のフォールディング剤は、式(8)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種と併用することができる。この場合、本実施形態のタンパク質のフォールディング剤に含まれる上記チオール化合物と併用する上記ジスルフィド化合物とのモル比は、効率的にフォールディングが進行する限り特に制限されないが、例えば、1:1~20:1であることが好ましく、2:1~10:1であることがさらに好ましい。上記チオール化合物を含む本タンパク質のフォールディング剤は、別途入手した上記ジスルフィド化合物とともにタンパク質のフォールディング反応に用いることができる。また、併用するジスルフィド化合物は、GSSG等の従来から用いられているものでもよく、この場合の好ましい実施形態は別段の記載がない限り上記ジスルフィド化合物についての記載を引用するものとする。 Another embodiment of the protein folding agent of the present invention comprises, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof. Characterized by The protein folding agent of the present embodiment can be used in combination with at least one selected from compounds represented by formulas (8) to (14), and salts and solvates thereof. In this case, the molar ratio of the thiol compound contained in the protein folding agent of the present embodiment and the disulfide compound used in combination is not particularly limited as long as the folding proceeds efficiently. 1 is preferred, and 2:1 to 10:1 is more preferred. The protein folding agent containing the above thiol compound can be used in a protein folding reaction together with the separately obtained disulfide compound. The disulfide compound to be used in combination may be a conventionally used one such as GSSG, and the preferred embodiment in this case refers to the above disulfide compound unless otherwise specified.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の別の一実施形態は、式(8)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分として含むことを特徴とする。本実施形態のタンパク質のフォールディング剤は、式(1)ないし(7)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種と併用することができる。この場合、併用する上記チオール化合物と本実施形態のタンパク質のフォールディング剤に含まれる上記ジスルフィド化合物とのモル比は、効率的にフォールディングが進行する限り特に制限されないが、例えば、1:1~20:1であることが好ましく、2:1~10:1であることがさらに好ましい。上記ジスルフィド化合物を含む本タンパク質のフォールディング剤は、別途入手した上記チオール化合物とともにタンパク質のフォールディング反応に用いることができる。また、併用するチオール化合物は、GSH等の従来から用いられているものでもよく、この場合の好ましい実施形態は別段の記載がない限り上記チオール化合物についての記載を引用するものとする。 Another embodiment of the protein folding agent of the present invention comprises, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by formulas (8) to (14), and salts and solvates thereof. Characterized by The protein folding agent of the present embodiment can be used in combination with at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof. In this case, the molar ratio between the thiol compound used in combination and the disulfide compound contained in the protein folding agent of the present embodiment is not particularly limited as long as the folding proceeds efficiently. 1 is preferred, and 2:1 to 10:1 is more preferred. The present protein folding agent containing the disulfide compound can be used in a protein folding reaction together with the separately obtained thiol compound. In addition, the thiol compound to be used in combination may be a conventionally used one such as GSH, and the preferred embodiment in this case shall refer to the description of the above thiol compound unless otherwise specified.
本明細書において、「有効成分」とは、タンパク質をフォールディングする過程で、そ
の過程のある状態のタンパク質に作用する物質及び当該物質に作用する物質であって、タ
ンパク質のフォールディングを促進させる機能を有するものをいう。本明細書において、
「タンパク質のフォールディング」には、(1)タンパク質を還元変性によりアンフォー
ルディングする工程、及び(2)アンフォールディングされたタンパク質に対して酸化的
フォールディングを行う工程を含むものとする。本発明のタンパク質のフォールディング
剤は、上記チオール化合物及び上記ジスルフィド化合物が、特に工程(2)の酸化的フォ
ールディング反応において、それぞれ還元剤及び酸化剤として機能してタンパク質にジス
ルフィド結合を導入することにより、高い効率でタンパク質をフォールディングすること
ができる。
As used herein, the term "active ingredient" refers to a substance that acts on a protein in a certain state during the protein folding process and a substance that acts on the substance, and has the function of promoting protein folding. say something In this specification,
"Protein folding" includes the steps of (1) unfolding the protein by reductive denaturation and (2) oxidative folding of the unfolded protein. In the protein folding agent of the present invention, the thiol compound and the disulfide compound function as a reducing agent and an oxidizing agent, respectively, particularly in the oxidative folding reaction of step (2) to introduce disulfide bonds into the protein. It can fold proteins with high efficiency.
上記チオール化合物及び上記ジスルフィド化合物を合成するに当たっては、当業者にと
って一般的な有機合成法を適宜採用して行うことができる。具体的には、下記実施例にお
いて示す式(1)~(7)で表されるチオール化合物、及び式(8)~(14)で表され
るジスルフィド化合物に該当する化合物の製造方法を参照することができる。
In synthesizing the thiol compound and the disulfide compound, a general organic synthesis method for those skilled in the art can be appropriately employed. Specifically, refer to the methods for producing compounds corresponding to thiol compounds represented by formulas (1) to (7) and disulfide compounds represented by formulas (8) to (14) shown in the examples below. be able to.
上記チオール化合物及び上記ジスルフィド化合物は、いずれも塩の形態や溶媒和物の形
態であってもよい。上記塩としては、特に制限されず、例えば、ナトリウムやカリウム等
のアルカリ金属との塩;マグネシウムやカルシウム等のアルカリ土類金属との塩;アンモ
ニウム塩;又は塩酸、燐酸、硝酸、硫酸、亜硫酸等の無機酸との塩;ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、リンゴ
酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の有
機酸との塩等が挙げられる。また上記溶媒和物としては、水和物、アルコール(例えば、
メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール)、アセトン、テトラヒドロ
フラン、ジオキサン、DMF、DMSO等の溶媒との溶媒和物が挙げられる。
Both the thiol compound and the disulfide compound may be in the form of salts or solvates. The above salts are not particularly limited, and examples include salts with alkali metals such as sodium and potassium; salts with alkaline earth metals such as magnesium and calcium; ammonium salts; salts with inorganic acids; Examples thereof include salts with organic acids such as fluoroacetic acid. Examples of the solvates include hydrates and alcohols (e.g.,
methanol, ethanol, propanol, isopropanol), acetone, tetrahydrofuran, dioxane, DMF, DMSO and the like.
上記「分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~10個のアルキレ
ン基」の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、
n-ブチレン基、イソブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、イソペン
チレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基
、デシレン基、ポリオキシアルキレン基(ここで、アルキレンは、例えばエチレン基、プ
ロピレン基である)が挙げられるが、これに限定されるものではない。ポリオキシアルキ
レン基としては、これに限定されるものではないが、*-(CH2CH2O)a-(ここ
で、aは1~5の整数であり、*は、X1、X2及びX3については-NH2との結合点
、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミダゾール環との結合点、Z2、
Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す)、*-(OCH2CH2)
b-(ここで、bは1~5の整数であり、*は、X1、X2及びX3については-NH2
との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミダゾール環との結合
点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す)、*-(CH2
CH2CH2O)c-(ここで、cは1~3の整数であり、*は、X1、X2及びX3に
ついては-NH2との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミダ
ゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す
)、*-(OCH2CH2CH2)d-(ここで、dは1~3の整数であり、*は、X1
、X2及びX3については-NH2との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1
についてはイミダゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環
との結合点を示す)が挙げられる。
Specific examples of the above-mentioned "alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain" include methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group,
n-butylene group, isobutylene group, tert-butylene group, n-pentylene group, isopentylene group, neopentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, polyoxyalkylene group (where alkylene is , for example, an ethylene group or a propylene group), but is not limited thereto. Examples of polyoxyalkylene groups include, but are not limited to, *-(CH 2 CH 2 O)a- (where a is an integer of 1 to 5, * is X 1 , X 2 and X 3 is the point of attachment to —NH 2 , Y 1 is the point of attachment to —SH, Z 1 is the point of attachment to the imidazole ring, Z 2 ,
Z 3 , Z 4 and Z 5 indicate the bonding point with the pyridine ring), *-(OCH 2 CH 2 )
b—where b is an integer from 1 to 5 and * is —NH 2 for X 1 , X 2 and X 3
, the point of bonding to —SH for Y 1 , the point of bonding to the imidazole ring for Z 1 , the point of bonding to the pyridine ring for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 ), *-( CH2
CH 2 CH 2 O)c— (where c is an integer from 1 to 3, * is the point of attachment to —NH 2 for X 1 , X 2 and X 3 and —SH for Y 1 point of attachment to the imidazole ring for Z 1 , point of attachment to the pyridine ring for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 ), *-(OCH 2 CH 2 CH 2 )d- (where d is an integer from 1 to 3 and * is X 1
, the point of attachment with —NH 2 for X 2 and X 3 , the point of attachment with —SH for Y 1 , Z 1
for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 are binding points to the pyridine ring).
また、本明細書に記載される「分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでいてもよい炭素
数1~6個のアルキレン基」の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基
、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペ
ンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基、ポリオキシアルキレ
ン基(ここで、アルキレンは、例えばエチレン基、プロピレン基である)が挙げられるが
、これに限定されるものではない。ポリオキシアルキレン基としては、これに限定される
ものではないが、*-(CH2CH2O)a-(ここで、aは1~3の整数であり、*は
、X1、X2及びX3については-NH2との結合点、Y1については-SHとの結合点
、Z1についてはイミダゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリ
ジン環との結合点を示す)、*-(OCH2CH2)b-(ここで、bは1~3の整数で
あり、*は、X1、X2及びX3については-NH2との結合点、Y1については-SH
との結合点、Z1についてはイミダゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5につ
いてはピリジン環との結合点を示す)、*-(CH2CH2CH2O)c-(ここで、c
は1又は2であり、*は、X1、X2及びX3については-NH2との結合点、Y1につ
いては-SHとの結合点、Z1についてはイミダゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4
及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す)、*-(OCH2CH2CH2)d-
(ここで、dは1又は2であり、*は、X1、X2及びX3については-NH2との結合
点、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミダゾール環との結合点、Z2
、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す)が挙げられる。
Further, specific examples of the "alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain" described in this specification include methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, n-butylene group, isobutylene group, tert-butylene group, n-pentylene group, isopentylene group, neopentylene group, hexylene group, polyoxyalkylene group (where alkylene is, for example, ethylene group, propylene group is), but is not limited to this. Examples of polyoxyalkylene groups include, but are not limited to, *-(CH 2 CH 2 O)a- (where a is an integer of 1 to 3, * is X 1 , X 2 and the point of bonding with —NH 2 for X 3 , the point of bonding with —SH for Y 1 , the point of bonding with the imidazole ring for Z 1 , the pyridine ring for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 *—(OCH 2 CH 2 )b— (where b is an integer from 1 to 3 and * is for X 1 , X 2 and X 3 to —NH 2 point of attachment, -SH for Y 1
, the point of attachment to the imidazole ring for Z 1 , the point of attachment to the pyridine ring for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 ), *-(CH 2 CH 2 CH 2 O) c- (where c
is 1 or 2, * is the point of attachment to —NH 2 for X 1 , X 2 and X 3 , the point of attachment to —SH for Y 1 , the point of attachment to the imidazole ring for Z 1 , Z2 , Z3 , Z4
and Z 5 indicates the point of attachment to the pyridine ring), *-(OCH 2 CH 2 CH 2 )d-
(where d is 1 or 2, * is the point of attachment to —NH 2 for X 1 , X 2 and X 3 , the point of attachment to —SH for Y 1 , the imidazole ring for Z 1 The point of attachment with, Z 2
, Z 3 , Z 4 and Z 5 indicate the bonding point with the pyridine ring).
また、本明細書に記載される「分子鎖中に1又は2個の酸素原子を含んでいてもよい炭
素数1~4個のアルキレン基」の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン
基、イソプロピレン基、ポリオキシアルキレン基(ここで、アルキレンは、例えばエチレ
ン基、プロピレン基である)が挙げられるが、これに限定されるものではない。ポリオキ
シアルキレン基としては、これに限定されるものではないが、*-(CH2CH2O)a
-(ここで、aは1又は2の整数であり、*は、X1、X2及びX3については-NH2
との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミダゾール環との結合
点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す)、*-(OCH
2CH2)b-(ここで、bは1又は2の整数であり、*は、X1、X2及びX3につい
ては-NH2との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミダゾー
ル環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示す)、
*-(CH2CH2CH2O)c-(ここで、cは1であり、*は、X1、X2及びX3
については-NH2との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1についてはイミ
ダゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合点を示
す)、*-(OCH2CH2CH2)d-(ここで、dは1であり、*は、X1、X2及
びX3については-NH2との結合点、Y1については-SHとの結合点、Z1について
はイミダゾール環との結合点、Z2、Z3、Z4及びZ5についてはピリジン環との結合
点を示す)が挙げられる。
Further, specific examples of the "alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms in the molecular chain" described in this specification include methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, polyoxyalkylene group (where alkylene is, for example, ethylene group, propylene group), but is not limited thereto. Examples of polyoxyalkylene groups include, but are not limited to, *-(CH 2 CH 2 O)a
- (where a is an integer of 1 or 2 and * is -NH 2 for X 1 , X 2 and X 3
, the point of bonding to —SH for Y 1 , the point of bonding to the imidazole ring for Z 1 , the point of bonding to the pyridine ring for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 ), *-(OCH
2 CH 2 )b- (where b is an integer of 1 or 2, * is the point of attachment to —NH 2 for X 1 , X 2 and X 3 and —SH for Y 1 point, the point of attachment to the imidazole ring for Z 1 , the point of attachment to the pyridine ring for Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 ),
*-(CH 2 CH 2 CH 2 O)c- (where c is 1 and * is X 1 , X 2 and X 3
-NH2 for Y1, -SH for Y1, imidazole ring for Z1 , pyridine ring for Z2 , Z3 , Z4 and Z5 points), *-(OCH 2 CH 2 CH 2 )d- (where d is 1, * is the point of attachment to -NH 2 for X 1 , X 2 and X 3 , Y 1 is a bonding point with —SH, Z 1 is a bonding point with an imidazole ring, and Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 are bonding points with a pyridine ring).
上記「炭素数1~24個のアルキル基」の具体例としては、メチル基、エチル基、n-
プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-へプチル基、n-オ
クチル基、n-ノニル基、n-デシル、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデ
シル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデ
シル、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-イコシル基、n-ヘンイコシル基、
n-ドコシル基、n-トリコシル基、n-テトラコシル基等が挙げられるが、これに限定
されるものではない。
Specific examples of the "alkyl group having 1 to 24 carbon atoms" include a methyl group, an ethyl group, n-
Propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl, n-undecyl group, n-dodecyl group, n- tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-icosyl group, n-henicosyl group,
Examples include, but are not limited to, n-docosyl group, n-tricosyl group, n-tetracosyl group and the like.
本発明のタンパク質のフォールディング剤に用いる上記チオール化合物と上記ジスルフ
ィド化合物の組み合わせは、特に制限されないが、酸化的フォールディング反応における
ジスルフィド結合のシャッフリングにおいて、上記チオール化合物と上記ジスルフィド化
合物とをそれぞれ還元剤と酸化剤として効率的に作用させる観点から、対応関係にある組
み合わせ(例えば式(1)で表されるチオール化合物とそのジスルフィド体である式(8
)で表されるジスルフィド化合物との組み合わせ)で含まれる、又は併用されることが好
ましい。但し、チオール化合物又はジスルフィド化合物の一方を本発明のタンパク質のフ
ォールディング剤の有効成分とする場合であっても、フォールディング工程において、フ
ォールディング液中にチオール化合物とジスルフィド化合物との両方を平衡状態にて存在
させ、ジスルフィド結合のシャッフリングにおける還元剤と酸化剤として機能させること
もできる。
The combination of the thiol compound and the disulfide compound used in the protein folding agent of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of efficiently acting as an agent, a combination having a corresponding relationship (for example, a thiol compound represented by formula (1) and its disulfide form of formula (8
) in combination with a disulfide compound represented by ), or is preferably used in combination. However, even when one of the thiol compound and the disulfide compound is used as an active ingredient of the protein folding agent of the present invention, both the thiol compound and the disulfide compound are present in equilibrium in the folding solution in the folding step. can also act as reducing and oxidizing agents in disulfide bond shuffling.
一般に酸化的フォールディングプロセスで過渡的に生成される反応中間体は凝集性が高
く、収率を減少させる要因となる。したがって、タンパク質の酸化的フォールディングの
収率を向上させる観点から、本発明のタンパク質のフォールディング剤は反応中間体の凝
集を抑制する機能を持つものであることが好ましい。尚、このような性質を有する本発明
のタンパク質のフォールディング剤の有効成分又は併用される成分であるチオール化合物
及びジスルフィド化合物はタンパク質の可溶化剤の有効成分として用いることができる。
Reaction intermediates that are transiently produced in the oxidative folding process are generally highly cohesive and cause a decrease in yield. Therefore, from the viewpoint of improving the yield of protein oxidative folding, the protein folding agent of the present invention preferably has a function of suppressing aggregation of reaction intermediates. The thiol compound and disulfide compound, which are the active ingredients of the protein folding agent of the present invention having such properties or are used in combination, can be used as the active ingredients of the protein solubilizer.
また、本発明のタンパク質のフォールディング剤は、天然構造に加えて非天然構造を速
やかに生成するという観点から、極めて速くジスルフィド結合を導入する高い活性を有す
ることが好ましい。タンパク質は、天然構造と非天然構造とで、全く異なる生化学的性質
を示す。タンパク質製剤の場合、天然型では期待される薬効を示す反面、非天然型では低
い薬効、さらには重篤な副作用を生む可能性もある。したがって、本発明のタンパク質の
フォールディング剤は、非天然構造タンパク質の生化学的性質を調べ、タンパク質製剤中
に不純物として含まれ得る非天然構造タンパク質(ミスフォールドタンパク質)が有する
薬効による潜在的な副作用を網羅的に解明する観点から、多種の非天然構造タンパク質を
一度に与える機能を有することが好ましい。従来技術において、複数のシステインペアを
持つタンパク質に対し、多種の非天然構造体を一度に生成させる化合物は報告がない。非
天然構造タンパク質を優先的に与える手法として、タンパク質内の一部のシステイン残基
をセレノシステイン残基に置き換える手法が報告されている(N.Metanis et al., Angew.
Chem.Int.Ed. 2012 51:5585-88)。しかし、この方法はタンパク質自体を構造変換するも
のである。また生体内セレン含有のセレノプロテインは数種しか報告例がなく、これらセ
レノプロテインの生理的な機能が未だ不明であることや、過剰のセレン摂取がヒトにとっ
て有害であることを考慮すると、セレン含有低分子化合物について薬理的な応用は難しい
と考えられる。
In addition, the protein folding agent of the present invention preferably has high activity to introduce disulfide bonds very quickly, from the viewpoint of rapidly forming non-natural structures in addition to natural structures. Proteins exhibit quite different biochemical properties in native and non-native structures. In the case of protein formulations, while the natural type exhibits expected efficacy, the non-natural type may produce low efficacy and even serious side effects. Therefore, the protein folding agent of the present invention examines the biochemical properties of non-naturally occurring structural proteins, and investigates potential side effects due to the efficacy of non-naturally occurring structural proteins (misfolded proteins) that may be contained as impurities in protein preparations. From the viewpoint of comprehensive elucidation, it is preferable to have the function of providing various non-natural structural proteins at once. In the prior art, there is no report on a compound that simultaneously produces a variety of non-natural structures for proteins having multiple cysteine pairs. As a method for preferentially producing non-natural structural proteins, a method of replacing some cysteine residues in the protein with selenocysteine residues has been reported (N.Metanis et al., Angew.
Chem. Int. Ed. 2012 51:5585-88). However, this method converts the structure of the protein itself. In addition, only a few types of selenoproteins containing selenium in vivo have been reported, and the physiological functions of these selenoproteins are still unknown. Pharmacological application of low-molecular-weight compounds is considered difficult.
さらには、本発明のタンパク質のフォールディング剤は、凝集を抑制しつつ非天然構造
タンパク質を生じさせる機能を有することが好ましい。一般に非天然構造タンパク質は凝
集性が高く、測定系を著しく制限するため研究が困難だったが、上記機能を有することは
、非天然構造タンパク質が持つ生化学的性質や細胞毒性を簡便な系で調べる上で有利であ
り、よって、非天然構造タンパク質が原因となるフォールディング病の治療法等の研究に
役立つものと考えられる。尚、このような性質を有する本発明のタンパク質のフォールデ
ィング剤の有効成分又は併用される成分であるチオール化合物及びジスルフィド化合物は
非天然構造タンパク質の可溶化剤の有効成分として用いることができる。
Furthermore, the protein folding agent of the present invention preferably has a function of suppressing aggregation while producing a non-natural structural protein. In general, non-natural structural proteins are highly agglutinative, which significantly limits measurement systems, making research difficult. This is advantageous for investigation, and is therefore expected to be useful in research on therapeutic methods for folding diseases caused by non-natural structural proteins. The thiol compound and disulfide compound, which are the active ingredients of the protein folding agent of the present invention having such properties or are used in combination, can be used as the active ingredients of the solubilizer for proteins with non-natural structures.
本発明のタンパク質のフォールディング剤を用いてフォールディングする対象のタンパ
ク質は、少なくとも1つのジスルフィド結合を含むものであれば特に制限されず、天然又
は人造(化学合成法、発酵法、遺伝子組み換え法)等の由来や製造方法の別にかかわらず
、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、及びこれらの複合体が含まれる。タンパク質の
種類は問わず、例えば細胞内タンパク質、細胞外タンパク質、膜タンパク質、及び核内タ
ンパク質がいずれも含まれる。具体的には、以下に示す酵素、組み換えタンパク質及び抗
体等が挙げられる。
The target protein to be folded using the protein folding agent of the present invention is not particularly limited as long as it contains at least one disulfide bond. Peptides, polypeptides, proteins, and complexes thereof are included regardless of origin or production method. Proteins of any kind are included, for example, intracellular proteins, extracellular proteins, membrane proteins, and intranuclear proteins. Specifically, the following enzymes, recombinant proteins, antibodies, and the like are included.
酵素としては、加水分解酵素、異性化酵素、酸化還元酵素、転移酵素、合成酵素及び脱
離酵素等が挙げられる。加水分解酵素としては、プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、ア
ミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、グルコアミラーゼ等が挙げられる。異性化酵素として
は、グルコースイソメラーゼが挙げられる。酸化還元酵素としては、プロテインジスルフ
ィドイソメラーゼ、ペルオキシダーゼ等が挙げられる。転移酵素としては、アシルトラン
スフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ等が挙げられる。合成酵素としては、脂肪酸シ
ンターゼ、リン酸シンターゼ、クエン酸シンターゼ等が挙げられる。脱離酵素としては、
ペクチンリアーゼ等が挙げられる。
Examples of enzymes include hydrolases, isomerases, oxidoreductases, transferases, synthases, and lyases. Hydrolytic enzymes include protease, serine protease, amylase, lipase, cellulase, glucoamylase and the like. Isomerases include glucose isomerase. The oxidoreductase includes protein disulfide isomerase, peroxidase and the like. Transferases include acyltransferase, sulfotransferase and the like. Synthetic enzymes include fatty acid synthase, phosphate synthase, citrate synthase, and the like. As a releasing enzyme,
pectin lyase and the like.
組み換えタンパク質としては、タンパク製剤、ワクチン等が挙げられる。大腸菌等の原
核生物や酵母等の真核生物や無細胞抽出系等の異種発現系を用いて遺伝子工学的に生産さ
れた組み換えタンパク質は、しばしば不溶性で不活性の凝集体、いわゆる封入体として得
られるため、本発明のタンパク質のフォールディング剤を好適に使用することができる。
タンパク製剤としては、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターロイキン1
~12、成長ホルモン、エリスロポエチン、インスリン、顆粒状コロニー刺激因子(G-
CSF)、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)、ディフェンシン、ナトリウム利
尿ペプチド、血液凝固第2因子、ソマトメジン、グルカゴン、成長ホルモン放出因子、血
清アルブミン、カルシトニン等が挙げられる。ワクチンとしては、A型肝炎ワクチン、B
型肝炎ワクチン、C型肝炎ワクチン等が挙げられる。抗体としては、特に限定はないが、
医療用抗体が挙げられる。
Recombinant proteins include protein formulations, vaccines, and the like. Recombinant proteins produced by genetic engineering using prokaryotes such as E. coli, eukaryotes such as yeast, or heterologous expression systems such as cell-free extraction systems are often obtained as insoluble and inert aggregates, so-called inclusion bodies. Therefore, the protein folding agent of the present invention can be preferably used.
As protein preparations, interferon α, interferon β,
~12, growth hormone, erythropoietin, insulin, granular colony stimulating factor (G-
CSF), tissue plasminogen activator (TPA), defensins, natriuretic peptides,
Examples include hepatitis vaccine, hepatitis C vaccine, and the like. Antibodies are not particularly limited, but
Medical antibodies are included.
本発明のタンパク質のフォールディング剤を酸化的フォールディングに用いる場合、本
発明のタンパク質のフォールディング剤の存在下で、アンフォールディングされたタンパ
ク質を処理する工程(以下、単に処理工程ともいう)、例えばアンフォールディングされ
たタンパク質と、本発明のタンパク質のフォールディング剤と、場合により併用するチオ
ール化合物又はジスルフィド化合物とをフォールディング緩衝液中に配合して撹拌等によ
り混合することにより行う。
When the protein folding agent of the present invention is used for oxidative folding, a step of treating the unfolded protein in the presence of the protein folding agent of the present invention (hereinafter simply referred to as a treatment step), for example, The protein, the folding agent for the protein of the present invention, and optionally a thiol compound or disulfide compound used in combination are blended in a folding buffer and mixed by stirring or the like.
タンパク質のアンフォールディングは、当業者にとって一般的な方法を適宜採用して行
うことができる。例えば、塩酸グアニジン、尿素、チオ尿素又はこれらの併用によりアン
フォールディングされたタンパク質を得ることができる。その他下記実施例「8)還元変
性タンパク質の作成」に記載した方法にてタンパク質のアンフォールディングを行うこと
もできる。
Protein unfolding can be carried out by appropriately adopting a general method for those skilled in the art. For example, guanidine hydrochloride, urea, thiourea, or a combination thereof can be used to obtain unfolded proteins. In addition, protein unfolding can also be performed by the method described in the following example "8) Production of reduction-denatured protein".
上記処理工程の処理時間は、目的のタンパク質が高い効率で得られるよう適宜調整する
ことができる。また温度は、対象とするタンパク質の熱耐性に応じて適宜選択することが
でき、例えば、0~100℃の範囲、好ましくは4~40℃の範囲である。
The treatment time of the above treatment steps can be appropriately adjusted so that the target protein can be obtained with high efficiency. Moreover, the temperature can be appropriately selected according to the thermotolerance of the target protein, and is, for example, in the range of 0 to 100°C, preferably in the range of 4 to 40°C.
上記処理工程において使用されるチオール化合物と酸化剤であるジスルフィド化合物(
合計量)の濃度は特に制限されないが、例えば、対象タンパク質を含む溶液(例えばフォ
ールディング緩衝液)に対して、通常0.01~100mMである。また、上記対象タン
パク質を含む溶液(例えばフォールディング緩衝液)中に含まれるアンフォールディング
タンパク質の濃度は、通常0.01~100μMである。
A thiol compound and an oxidizing agent disulfide compound (
Although the concentration of total amount) is not particularly limited, it is usually 0.01 to 100 mM in a solution containing the target protein (eg, folding buffer). In addition, the concentration of the unfolded protein contained in the solution containing the target protein (for example, folding buffer) is usually 0.01 to 100 μM.
上記処理工程における対象タンパク質を含む溶液(例えばフォールディング緩衝液)に
おいて、還元剤であるチオール化合物(合計量)と酸化剤であるジスルフィド化合物(合
計量)とのモル比は、目的のタンパク質を得るためのジスルフィド結合の導入が効率的に
進行する限り特に制限されないが、例えば、1:1~20:1である。
In the solution containing the target protein in the above treatment step (e.g., folding buffer), the molar ratio of the thiol compound (total amount) as a reducing agent and the disulfide compound (total amount) as an oxidizing agent is adjusted to obtain the target protein. is not particularly limited as long as the introduction of the disulfide bond of is progressing efficiently, but it is, for example, 1:1 to 20:1.
上記フォールディング緩衝液は、目的のタンパク質の機能を失わせるような濃度及び組
成でなければ特に限定されず、具体的には、トリス緩衝液、MES緩衝液及びトリシン緩
衝液等のアミン系緩衝液、リン酸緩衝液、又は各種Good’s buffer等が挙げ
られる。上記フォールディング緩衝液のpHは、通常pH4~10、好ましくはpH5~
9の範囲、さらに好ましくはpH7~9の範囲で調整することができる。
The folding buffer is not particularly limited as long as it has a concentration and composition that do not impair the function of the target protein. Specifically, amine buffers such as Tris buffer, MES buffer and Tricine buffer Phosphate buffer, various Good's buffers, and the like are included. The pH of the folding buffer is usually
pH can be adjusted in the range of 9, more preferably in the range of pH 7-9.
上記フォールディング緩衝液には、本発明のタンパク質のフォールディング剤と、必要
により併用するチオール化合物又はジスルフィド化合物の他に、種々の添加物を添加する
ことができる。そのような添加物としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム等の塩類;
クエン酸塩、リン酸塩、及び酢酸塩等の緩衝液;水酸化ナトリウム等の塩基類;塩酸や酢
酸等の酸類;メタノール、エタノール、プロパノール等の有機溶媒等が挙げられる。また
、上記緩衝剤には、本発明のフォールディング剤及び上記添加物の他に、界面活性剤、p
H調整剤、又はタンパク質安定化剤を配合することもできる。当業者であれば適宜その使
用量を調節することができる。
Various additives can be added to the folding buffer, in addition to the protein folding agent of the present invention and, if necessary, the thiol compound or disulfide compound used in combination. Such additives include salts such as sodium chloride and calcium chloride;
buffers such as citrate, phosphate, and acetate; bases such as sodium hydroxide; acids such as hydrochloric acid and acetic acid; organic solvents such as methanol, ethanol, and propanol; In addition to the folding agent of the present invention and the above additives, the buffering agent includes a surfactant, p
H regulators or protein stabilizers can also be incorporated. A person skilled in the art can appropriately adjust the amount used.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分又は併用される成分である、式(
1)~(7)で表されるチオール化合物、及び式(8)~(14)で表されるジスルフィ
ド化合物について以下に説明する。
Formula (
The thiol compounds represented by 1) to (7) and the disulfide compounds represented by formulas (8) to (14) are described below.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(1
)及び下記ジスルフィド化合物(8):
X1は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基であり、
Y1は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基である]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、酸化的フォールディングにより天然
構造タンパク質を高収率で得る観点から好ましい。この場合のフォールディングの対象と
なるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウ
シ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合
体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスルフィド結合を
有するタンパク質、例えばRNase A等の4本のジスルフィド結合を有するものが好ましい
。
The following thiol compound (1
) and the following disulfide compound (8):
each X 1 is independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Y 1 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain]
, and the above combinations as components used in combination are preferable from the viewpoint of obtaining a native structural protein at a high yield by oxidative folding. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. From the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, such as RNase A and the like, having four disulfide bonds are preferred.
また上記化合物又は組み合わせは、酸化的フォールディングの反応中間体の凝集を抑制
して天然構造タンパク質を高収率で得る観点から好ましい。この場合のフォールディング
の対象となるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNas
e A、ウシ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺
伝子複合体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスルフィ
ド結合を有するタンパク質、例えばウシ膵臓トリプシン阻害剤等の3本のジスルフィド結
合を有するものが好ましい。
Moreover, the above compound or combination is preferable from the viewpoint of suppressing aggregation of reaction intermediates of oxidative folding and obtaining a native structural protein at a high yield. The protein to be folded in this case is not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNAs
eA, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc., and from the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, such as bovine pancreatic trypsin Those having three disulfide bonds, such as inhibitors, are preferred.
また上記化合物又は組み合わせは、酸化的フォールディングにより天然構造タンパク質
を高収率かつ高速で得る観点から好ましい。この場合のフォールディングの対象となるタ
ンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウシ膵臓
トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合体、免
疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、β2-ミクログロブリン(β2m)等
の1つのジスルフィド結合を有するタンパク質が好ましい。
In addition, the above compounds or combinations are preferred from the viewpoint of obtaining the native structural protein at high yield and speed by oxidative folding. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. From the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having one disulfide bond such as β 2 -microglobulin (β2m) are preferred.
上記のような効果を得る観点から、X1は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の
酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい
。また、上記のような効果を得る観点から、Y1は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含
んでいてもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は
2個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好
ましい。
From the viewpoint of obtaining the effects described above, X 1 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain, and More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms. Further, from the viewpoint of obtaining the above effects, Y 1 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain, and the molecular chain More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms therein.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(2
)及び下記ジスルフィド化合物(9):
X2及びX3は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよ
い炭素数1~10個のアルキレン基である]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、酸化的フォールディングにおいて、
極めて速くジスルフィド結合を導入し、多種の非天然構造体を一度に生成させる観点から
好ましい。この場合のフォールディングの対象となるタンパク質としては、特に制限され
ず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウシ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログ
ロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記
効果を得る観点から、複数のジスルフィド結合を有するタンパク質、例えばウシ膵臓トリ
プシン阻害剤等の3本のジスルフィド結合を有するものが好ましい。
The following thiol compounds (2
) and the following disulfide compound (9):
X 2 and X 3 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain]
, and the above combination as a component used together, in oxidative folding,
It is preferable from the viewpoint of rapidly introducing disulfide bonds and generating a variety of non-natural structures at once. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. From the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, for example, those having three disulfide bonds, such as bovine pancreatic trypsin inhibitor, are preferred.
また上記化合物又は組み合わせは、酸化的フォールディングにおいて、凝集を抑制しつ
つ非天然構造タンパク質を生じさせる観点から好ましい。この場合のフォールディングの
対象となるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase
A、ウシ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝
子複合体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスルフィド
結合を有するタンパク質、例えばウシ膵臓トリプシン阻害剤等の3本のジスルフィド結合
を有するものが好ましい。
In addition, the above compound or combination is preferable from the viewpoint of producing a non-natural structural protein while suppressing aggregation in oxidative folding. The protein to be folded in this case is not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase
A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin and the like. Those having three disulfide bonds, such as agents, are preferred.
また上記化合物又は組み合わせは、酸化的フォールディングにより天然構造タンパク質
を高収率かつ高速で得る観点から好ましい。この場合のフォールディングの対象となるタ
ンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウシ膵臓
トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合体、免
疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、β2-ミクログロブリン(β2m)等
の1つのジスルフィド結合を有するタンパク質が好ましい。
In addition, the above compounds or combinations are preferred from the viewpoint of obtaining the native structural protein at high yield and speed by oxidative folding. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. From the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having one disulfide bond such as β 2 -microglobulin (β2m) are preferred.
上記のような効果を得る観点から、X2は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の
酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい
。また、上記のような効果を得る観点から、X3は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含
んでいてもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は
2個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好
ましい。
From the viewpoint of obtaining the effects described above, X 2 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain. More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms. Further, from the viewpoint of obtaining the effects described above, X 3 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain. More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms therein.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(3
)及び下記ジスルフィド化合物(10):
Z1は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基である]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、酸化的フォールディングにより天然
構造タンパク質を高収率で得る観点から好ましい。この場合のフォールディングの対象と
なるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウ
シ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合
体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスルフィド結合を
有するタンパク質、例えばRNase A等の4本のジスルフィド結合を有するものが好ましい
。
The following thiol compounds (3
) and the following disulfide compound (10):
Z 1 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain]
, and the above combinations as components used in combination are preferable from the viewpoint of obtaining a native structural protein at a high yield by oxidative folding. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. From the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, such as RNase A and the like, having four disulfide bonds are preferred.
上記のような効果を得る観点から、Z1は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の
酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい
。
From the viewpoint of obtaining the effects described above, Z 1 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain, and More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(4
)及び下記ジスルフィド化合物(11):
Z2は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基である]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、酸化的フォールディングを促進させ
る観点から好ましい。この場合のフォールディングの対象となるタンパク質は特に制限さ
れず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウシ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクロ
グロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合体、免疫グロブリン等が挙げられる。
上記のような効果を得る観点から、Z2は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでいて
もよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の酸
素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい。
The following thiol compounds (4
) and the following disulfide compound (11):
Z 2 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain]
, and the above combinations as components used in combination are preferable from the viewpoint of promoting oxidative folding. The protein to be folded in this case is not particularly limited, and includes the above proteins, RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, and the like. be done.
From the viewpoint of obtaining the above effects, Z 2 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain, and More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(5
)及び下記ジスルフィド化合物(12):
Z3は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基である]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、酸化的フォールディングにより天然
構造タンパク質を短時間かつ高収率で得る観点から好ましい。この場合のフォールディン
グの対象となるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRN
ase A、ウシ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合
遺伝子複合体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスルフ
ィド結合を有するタンパク質、例えばRNase A等の4本のジスルフィド結合を有するもの
が好ましい。
The following thiol compounds (5
) and the following disulfide compound (12):
Z 3 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain]
, and the above combination as components used in combination are preferable from the viewpoint of obtaining the native structural protein in a short time and at a high yield by oxidative folding. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RN
ase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulins, etc., and from the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, such as RNase A, etc. Those having four disulfide bonds of are preferred.
上記のような効果を得る観点から、Z3は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の
酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい
。
From the viewpoint of obtaining the effects described above, Z 3 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain. More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(6
)及び下記ジスルフィド化合物(13):
Z4は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基であり、
R1は、それぞれ独立して、炭素数1~24個のアルキル基であり、
M-は、それぞれ独立して、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンである]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、タンパク質の酸化的フォールディン
グにより天然構造タンパク質を高収率で得る観点から好ましい。この場合のフォールディ
ングの対象となるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらには
RNase A、ウシ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適
合遺伝子複合体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスル
フィド結合を有するタンパク質、例えばRNase A等の4本のジスルフィド結合を有するも
のが好ましい。
The following thiol compounds (6
) and the following disulfide compound (13):
each Z 4 is independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
each R 1 is independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms,
each M − is independently a chloride ion, a bromide ion, or an iodine ion]
, and the above combinations as components used in combination are preferable from the viewpoint of obtaining a native structural protein at a high yield by oxidative folding of the protein. The protein to be folded in this case is not particularly limited, and the proteins described above, as well as
RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulins, etc., and from the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, such as RNase A, etc. Those having four disulfide bonds of are preferred.
上記のような効果を得る観点から、Z4は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の
酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい
。また上記のような効果を得る観点から、R1は、炭素数1~6個のアルキル基であるこ
とが好ましく、炭素数1又は2個のアルキル基であることがさらに好ましい。また上記の
ような効果を得る観点から、M-は、塩素イオン又はヨウ素イオンであることが好ましい
。
From the viewpoint of obtaining the effects described above, Z 4 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain. More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms. From the viewpoint of obtaining the above effects, R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. Moreover, from the viewpoint of obtaining the above effects, M − is preferably a chloride ion or an iodine ion.
また、上記チオール化合物(6)及び上記ジスルフィド化合物(13)、並びにこの組
み合わせは、R1基の疎水性相互作用により水中で集合してミセルを形成し、ミセルの疎
水性内部空間と親水性表面の両親媒性効果により変性タンパク質及びタンパク質フォール
ディング中間状態の凝集を抑制するため、高い効率でタンパク質にジスルフィド結合を導
入することにより酸化的フォールディングを促進させることもできる。この場合、R1は
、炭素数3~18個のアルキル基であることが好ましく、炭素数4~12個のアルキル基
であることがさらに好ましい。この場合のフォールディングの対象となるタンパク質とし
ては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウシ膵臓トリプシン阻
害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合体、免疫グロブリン
等が挙げられる。
In addition, the thiol compound (6) and the disulfide compound (13), as well as the combination thereof, aggregate in water to form micelles due to the hydrophobic interaction of the R 1 groups, and the hydrophobic inner space and hydrophilic surface of the micelles Since the amphiphilic effect of β suppresses aggregation of denatured proteins and intermediate states of protein folding, oxidative folding can also be promoted by introducing disulfide bonds into proteins with high efficiency. In this case, R 1 is preferably an alkyl group having 3 to 18 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. are mentioned.
本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分としての下記チオール化合物(7
)及び下記ジスルフィド化合物(14):
Z5は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基であり、
R2は、それぞれ独立して、炭素数1~24個のアルキル基であり、
M-は、それぞれ独立して、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンである]
、並びに併用される成分としての上記組み合わせは、酸化的フォールディングにより天然
構造タンパク質を高収率で得る観点から好ましい。この場合のフォールディングの対象と
なるタンパク質としては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウ
シ膵臓トリプシン阻害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合
体、免疫グロブリン等が挙げられ、上記効果を得る観点から、複数のジスルフィド結合を
有するタンパク質、例えばRNase A等の4本のジスルフィド結合を有するものが挙げられ
る。
The following thiol compounds (7
) and the following disulfide compound (14):
each Z 5 is independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
each R 2 is independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms,
each M − is independently a chloride ion, a bromide ion, or an iodine ion]
, and the above combinations as components used in combination are preferable from the viewpoint of obtaining a native structural protein at a high yield by oxidative folding. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. From the viewpoint of obtaining the above effects, proteins having multiple disulfide bonds, such as RNase A and the like, having four disulfide bonds are included.
上記のような効果を得る観点から、Z5は、分子鎖中に1~3個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~6個のアルキレン基であることが好ましく、分子鎖中に1又は2個の
酸素原子を含んでいてもよい炭素数1~4個のアルキレン基であることがさらに好ましい
。また上記のような効果を得る観点から、R2は、炭素数1~6個のアルキル基であるこ
とが好ましく、炭素数1又は2個のアルキル基であることがさらに好ましい。また上記の
ような効果を得る観点から、M-は、ヨウ素イオンであることが好ましい。
From the viewpoint of obtaining the effects described above, Z 5 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain 1 to 3 oxygen atoms in the molecular chain, and More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may contain 1 or 2 oxygen atoms. From the viewpoint of obtaining the above effects, R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. Moreover, from the viewpoint of obtaining the above effects, M − is preferably an iodine ion.
また、上記チオール化合物(7)及び上記ジスルフィド化合物(14)、並びにこの組
み合わせは、R2基の疎水性相互作用により水中で集合してミセルを形成し、ミセルの疎
水性内部空間と親水性表面の両親媒性効果により変性タンパク質及びタンパク質フォール
ディング中間状態の凝集を抑制するため、高い効率でタンパク質にジスルフィド結合を導
入することにより酸化的フォールディングを促進させることもできる。この場合、R2は
、炭素数3~18個のアルキル基であることが好ましく、炭素数4~12個のアルキル基
であることがさらに好ましい。この場合のフォールディングの対象となるタンパク質とし
ては、特に制限されず、上述したタンパク質、さらにはRNase A、ウシ膵臓トリプシン阻
害剤、β2-ミクログロブリン、インスリン、主要組織適合遺伝子複合体、免疫グロブリン
等が挙げられる。
In addition, the thiol compound (7) and the disulfide compound (14), as well as the combination thereof, aggregate in water to form micelles due to the hydrophobic interaction of the R2 groups, and the hydrophobic inner space and hydrophilic surface of the micelles Since the amphiphilic effect of β suppresses aggregation of denatured proteins and intermediate states of protein folding, oxidative folding can also be promoted by introducing disulfide bonds into proteins with high efficiency. In this case, R 2 is preferably an alkyl group having 3 to 18 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms. Proteins to be folded in this case are not particularly limited, and the proteins described above, as well as RNase A, bovine pancreatic trypsin inhibitor, β 2 -microglobulin, insulin, major histocompatibility complex, immunoglobulin, etc. are mentioned.
本発明は、式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から
選択される少なくとも1種の存在下で、アンフォールディングされたタンパク質を処理す
る工程を含む、タンパク質のフォールディング方法にも関する。本発明のフォールディン
グ方法における、上記化合物の存在下で、アンフォールディングされたタンパク質を処理
する工程(以下、単に処理工程ともいう)としては、アンフォールディングされたタンパ
ク質と上記化合物とを接触させる工程が挙げられ、具体的には、アンフォールディングさ
れたタンパク質と上記化合物とをフォールディング緩衝液中に配合して撹拌等により混合
する工程、さらには、当該工程の後、必要によりフォールディングをより十分に進めるた
めに一定時間静置する工程も含まれる。本発明のフォールディング方法の好ましい態様は
、別段の記載がない限り、上記本発明のフォールディング剤についての記載を引用するも
のとする。
The present invention provides a protein comprising a step of treating the unfolded protein in the presence of at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14), and salts and solvates thereof. It also relates to the folding method of In the folding method of the present invention, the step of treating the unfolded protein in the presence of the compound (hereinafter also simply referred to as the treatment step) includes a step of contacting the unfolded protein with the compound. Specifically, a step of blending the unfolded protein and the compound in a folding buffer and mixing by stirring or the like, furthermore, after this step, if necessary, in order to promote folding more sufficiently A step of standing still for a certain period of time is also included. Preferred embodiments of the folding method of the present invention refer to the description of the folding agent of the present invention, unless otherwise specified.
本発明は、式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から
選択される少なくとも1種の存在下で、アンフォールディングされたタンパク質を処理し
てフォールディングする工程を含む、タンパク質の再生方法にも関する。本発明のタンパ
ク質の再生方法は、上記化合物の存在下で、アンフォールディングされたタンパク質を処
理してフォールディングする工程(以下、単に処理工程ともいう)、さらには、当該工程
の後、必要によりフォールディングされたタンパク質を単離する工程(以下、単離工程と
もいう)も含まれる。本発明のタンパク質の再生方法の好ましい態様は、別段の記載がな
い限り、上記本発明のフォールディング剤及び本発明のフォールディング方法についての
記載を引用するものとする。
The present invention comprises a step of treating and folding an unfolded protein in the presence of at least one compound selected from compounds represented by formulas (1) to (14), and salts and solvates thereof. It also relates to methods for renaturing proteins, including: The method for refolding the protein of the present invention includes a step of treating the unfolded protein to fold it in the presence of the above compound (hereinafter, simply referred to as a treatment step), and further folding is performed after the step, if necessary. It also includes a step of isolating the protein (hereinafter also referred to as an isolation step). Preferred embodiments of the protein renaturation method of the present invention refer to the descriptions of the folding agent of the present invention and the folding method of the present invention, unless otherwise specified.
上記単離工程としては、例えば上記フォールディング工程で得られたタンパク質懸濁液
から、目的とする正常タンパク質(フォールディングタンパク質)を、カラムクロマトグ
ラフィー等を用いて単離することが挙げられる。カラムクロマトグラフィーに使用される
充填剤としてはシリカ、デキストラン、アガロース、セルロース、アクリルアミド、ビニ
ルポリマー等が挙げられる。商業的に入手できる市販品としては、Sephadexシリ
ーズ、Sephacrylシリーズ、Sepharoseシリーズ(以上、Pharma
cia社)、Bio-Gelシリーズ(Bio-Rad社)等を挙げることができる。ま
た透析法により目的とする正常タンパク質(フォールディングタンパク質)を単離しても
よい。
Examples of the isolation step include isolation of the target normal protein (folded protein) from the protein suspension obtained in the folding step, using column chromatography or the like. Fillers used in column chromatography include silica, dextran, agarose, cellulose, acrylamide, vinyl polymers and the like. Commercially available products include the Sephadex series, the Sephacryl series, and the Sepharose series (all of which are Pharma
cia), Bio-Gel series (Bio-Rad), and the like. Alternatively, the target normal protein (folded protein) may be isolated by dialysis.
また本発明は、式(1)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物
から選択される少なくとも1種を有効成分として含むタンパク質の可溶化剤にも関する。
本発明の可溶剤によれば、天然構造又は非天然構造のタンパク質の凝集を抑制し、可溶化
することができる。本発明のタンパク質のフォールディング剤について上に説明したよう
に、本発明のタンパク質のフォールディング剤の有効成分又は併用される成分である式(
1)ないし(7)で表されるチオール化合物、及び式(8)ないし(14)で表されるジ
スルフィド化合物は、天然構造又は非天然構造のタンパク質の凝集を抑制する機能、特に
はタンパク質の酸化的フォールディングにおいて生成される反応中間体及び天然構造のタ
ンパク質の凝集を抑制する機能、並びに1種以上の非天然構造のタンパク質を生成させる
酸化的フォールディング反応において非天然構造のタンパク質の凝集を抑制する機能を有
するため、可溶化剤として機能する。式(1)ないし(14)で表される化合物、及び対
象のタンパク質等についての好ましい態様は、本発明のタンパク質のフォールディング剤
について上述した記載を引用するものとする。
The present invention also relates to a protein solubilizer containing, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14), salts and solvates thereof.
According to the solubilizer of the present invention, it is possible to suppress the aggregation of proteins with natural or non-natural structures and solubilize them. As described above for the protein folding agent of the present invention, the formula (
The thiol compounds represented by 1) to (7) and the disulfide compounds represented by formulas (8) to (14) have the function of suppressing aggregation of proteins with natural or non-natural structures, particularly protein oxidation. A function of suppressing aggregation of reaction intermediates and proteins with native structures generated in oxidative folding, and a function of suppressing aggregation of proteins with non-natural structures in oxidative folding reactions that generate one or more proteins with non-natural structures. and thus functions as a solubilizer. For preferred embodiments of the compounds represented by formulas (1) to (14) and the target protein, etc., the above description of the protein folding agent of the present invention should be referred to.
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲は
これら実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
1)LDA-SH(2-((2-アミノエチル)アミノ)エタン-1-チオール)及びLDA-SSの合成
上記化合物(それぞれ式(1)及び(8)で表される化合物に該当する)を以下のスキ
ームにより合成した。
1-1)化合物2の合成
窒素雰囲気下、氷浴上で化合物1(1.90 g、18.3 mmol、東京化成工業)を脱水塩化メ
チレン(25 mL、関東化学)に溶解させた。そこに(Boc)2O(5.22 g、23.9 mmol、関東化
学)を加えた後、室温へ昇温させた。19時間後、溶媒を減圧留去し、水(25 mL)を加
え、酢酸エチル(25 mL、2回、キシダ化学)で抽出した。抽出した酢酸エチル溶液を飽和
食塩水(25 mL)で洗浄した。回収した酢酸エチル溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化学)
を加えた後、濾過した。濾液を減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(
関東化学)によって化合物2を得た。収量:3.62 g、収率:65%。
1-1) Synthesis of
was added and then filtered. After the filtrate was distilled off under reduced pressure, it was subjected to silica gel column chromatography (
Kanto Kagaku) gave
1-2)化合物3の合成
室温、窒素雰囲気下で、N-クロロスクシンイミド(NCS、0.849 g、6.36 mmol、キシダ
化学)を脱水テトラヒドロフラン(THF、36 mL、関東化学)に溶解させた。そこにPPh3(
1.67 g、6.38 mmol、富士フイルム和光純薬)の脱水THF溶液(13 mL)を滴下した。20
分後、化合物2(1.75 g、5.74 mmol)の脱水THF溶液(13 mL)を滴下した。11時間後
、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化学)にかけ
ることにより、化合物3を得た。収量:0.60 g、収率:32%。
1-2) Synthesis of compound 3 N-chlorosuccinimide (NCS, 0.849 g, 6.36 mmol, Kishida Chemical) was dissolved in dehydrated tetrahydrofuran (THF, 36 mL, Kanto Chemical) at room temperature under a nitrogen atmosphere. There PPh 3 (
A dehydrated THF solution (13 mL) of 1.67 g, 6.38 mmol, Fujifilm Wako Pure Chemical) was added dropwise. 20
After a minute, a dehydrated THF solution (13 mL) of compound 2 (1.75 g, 5.74 mmol) was added dropwise. After 11 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure.
1-3)化合物4の合成
室温、窒素雰囲気下で化合物3(0.597 g、1.85 mmol)を脱水N,N-ジメチルホルムアミ
ド(DMF、3 mL、関東化学)に溶解させた。そこにチオ酢酸カリウム(AcSK、0.285 g、2.
50 mmol、東京化成工業)を加えた後、90℃へ昇温した。12時間後、水(20 mL)を加え
た後、酢酸エチル(25 mL、2回、キシダ化学)で抽出した。抽出した酢酸エチル溶液を飽
和食塩水(25 mL)で洗浄した。回収した酢酸エチル溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化学
)を加えた後、濾過した。濾液を減圧留去した。得られた残渣に対し、室温、窒素雰囲気
下で脱水メタノール(5 mL、関東化学)を加え、炭酸ナトリウム(0.757 g、5.48 mmol、
キシダ化学)を加えた。1時間後、塩酸(1 M、キシダ化学)をpHが8から9になるまで加
えた。反応混合物に水(25 mL)を加え、塩化メチレン(25 mL、3回、AGC)で抽出した。
抽出した塩化メチレン溶液を飽和食塩水(25 mL、2回)で洗浄した。回収した塩化メチ
レン溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加えた後、濾過した。濾液を減圧留去し、残
渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化学)にかけることにより、化合物4を
得た。収量:0.257 g、収率:43%。
1-3) Synthesis of
50 mmol, Tokyo Kasei Kogyo) was added, and then the temperature was raised to 90°C. After 12 hours, water (20 mL) was added, followed by extraction with ethyl acetate (25 mL, twice, Kishida Chemical). The extracted ethyl acetate solution was washed with saturated brine (25 mL). Sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the collected ethyl acetate solution and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure. Dehydrated methanol (5 mL, Kanto Kagaku) was added to the resulting residue at room temperature under a nitrogen atmosphere, and sodium carbonate (0.757 g, 5.48 mmol,
Kishida Chemical) was added. After 1 hour, hydrochloric acid (1 M, Kishida Chemical) was added until the pH was 8-9. Water (25 mL) was added to the reaction mixture and extracted with methylene chloride (25 mL, 3 times, AGC).
The extracted methylene chloride solution was washed with saturated brine (25 mL, twice). Sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the recovered methylene chloride solution and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain
1-4)化合物5の合成
化合物4(0.257 g、0.803 mmol)を空気中室温で酢酸エチル(5.0 mL、関東化学)に
溶解させた。そこにヨウ化ナトリウム(6.9 mg、46 μmol、キシダ化学)を加えた後、30
%過酸化水素水(30 mL、キシダ化学)を加えた。1時間撹拌後、水(20 mL)を加え、酢
酸エチル(50 mL、2回、キシダ化学)で抽出した。抽出した酢酸エチル溶液を飽和食塩水
(25 mL)で洗浄した。回収した酢酸エチル溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加え
た後、濾過した。濾液を減圧留去し、化合物5を得た。収量:0.241 g、収率:94%。
1-4) Synthesis of
% hydrogen peroxide solution (30 mL, Kishida Chemical) was added. After stirring for 1 hour, water (20 mL) was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate (50 mL, twice, Kishida Chemical). The extracted ethyl acetate solution was washed with saturated brine (25 mL). After sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the recovered ethyl acetate solution, the mixture was filtered. The filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain
1-5)LDA-SSの合成
化合物5(256 mg、0.401 mmol)を空気中室温で塩化メチレン(3 mL、AGC)に溶解さ
せた。そこにトリフルオロ酢酸(2 mL、キシダ化学)を加えた。1時間撹拌後、溶媒を減
圧留去した。残渣に塩化メチレン(10 mL、AGC)を加え、水(10 mL)で抽出した。抽出
した水溶液を減圧留去し、高速液体クロマトグラフィー(装置:日本分光、PU-4086、UV-
4075、カラム:TA12S05-2520WX)によってLDA-SSを得た。収量:87 mg、収率:60%。
1-5) Synthesis of LDA-SS Compound 5 (256 mg, 0.401 mmol) was dissolved in methylene chloride (3 mL, AGC) at room temperature in air. Trifluoroacetic acid (2 mL, Kishida Chemical) was added thereto. After stirring for 1 hour, the solvent was distilled off under reduced pressure. Methylene chloride (10 mL, AGC) was added to the residue and extracted with water (10 mL). The extracted aqueous solution was distilled off under reduced pressure and subjected to high-performance liquid chromatography (equipment: JASCO Corporation, PU-4086, UV-
4075, column: TA12S05-2520WX) to obtain LDA-SS. Yield: 87 mg, Yield: 60%.
1-6)LDA-SHの合成
LDA-SS (76 mg、0.632 mmol)を室温、窒素雰囲気下で水(2 mL)に溶解させた。そこ
にジチオスレイトール(112 mg、0.726 mmol、ナカライテスク)を加えた。24時間撹拌後
、高速液体クロマトグラフィー(装置:日本分光、PU-4086、UV-4075、カラム:TA12S05-
2520WX)によってLDA-SHを得た。収量:33 mg、収率:43%。
1-6) Synthesis of LDA-SH
LDA-SS (76 mg, 0.632 mmol) was dissolved in water (2 mL) at room temperature under nitrogen atmosphere. Dithiothreitol (112 mg, 0.726 mmol, Nacalai Tesque) was added thereto. After stirring for 24 hours, high-performance liquid chromatography (equipment: JASCO, PU-4086, UV-4075, column: TA12S05-
2520WX) to obtain LDA-SH. Yield: 33 mg, Yield: 43%.
2)BDA-SH(1,3-ジアミノプロパン-2-チオール)及びBDA-SSの合成
上記化合物(それぞれ式(2)及び(9)で表される化合物に該当する)を以下のスキ
ームにより合成した。
2-1)化合物7の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物6(0.539 g、5.98 mmol)を脱水メタノール(30 mL、関
東化学)に溶解させた。45℃に昇温後、(Boc)2O(2.84 g、13.0 mmol、関東化学)、トリ
エチルアミン(6.91 mL、シグマ)を加えた。20時間後、溶媒を減圧留去し、得られた
残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化学)にかけることによって化合物7
を得た。収量:1.72 g、収率:99%。
2-1) Synthesis of Compound 7 Compound 6 (0.539 g, 5.98 mmol) was dissolved in dehydrated methanol (30 mL, Kanto Kagaku) at room temperature under a nitrogen atmosphere. After heating to 45°C, (Boc) 2 O (2.84 g, 13.0 mmol, Kanto Kagaku) and triethylamine (6.91 mL, Sigma) were added. After 20 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain Compound 7.
got Yield: 1.72 g, Yield: 99%.
2-2)化合物8の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物7(1.57g、5.41 mmol)を脱水塩化メチレン(57 mL、関
東化学)に溶解させた。0℃に降温後、トリエチルアミン(2.20 mL、シグマ)、メシルク
ロリド(0.544 mL、7.03 mmol、東京化成工業)を加えた。5時間撹拌後、水(30 mL)を
加え、塩化メチレン(30 mL、2回、AGC)で抽出した。回収した塩化メチレン溶液を、飽
和重曹水(10 mL)、飽和食塩水(10 mL)で洗浄後、硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加
え、濾過した。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化
学)にかけることにより、化合物8を得た。収量:1.64 g、収率:82%。
2-2) Synthesis of Compound 8 Compound 7 (1.57 g, 5.41 mmol) was dissolved in dehydrated methylene chloride (57 mL, Kanto Kagaku) at room temperature under a nitrogen atmosphere. After cooling to 0°C, triethylamine (2.20 mL, Sigma) and mesyl chloride (0.544 mL, 7.03 mmol, Tokyo Chemical Industry) were added. After stirring for 5 hours, water (30 mL) was added and extracted with methylene chloride (30 mL, twice, AGC). The recovered methylene chloride solution was washed with saturated aqueous sodium bicarbonate (10 mL) and saturated brine (10 mL), added with sodium sulfate (Kishida Chemical), and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain compound 8. Yield: 1.64 g, Yield: 82%.
2-3)化合物9の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物8(0.756g、2.05 mmol)を脱水N,N-ジメチルホルムアミ
ド(DMF、13 mL、関東化学)に溶解させた。チオ酢酸カリウム(0.392 g、3.428 mmol、
東京化成工業)、トリエチルアミン(0.30 mL、シグマ)を加えた。60℃で13時間撹拌
後、水(50 mL)を加え、酢酸エチル(50 mL、3回、キシダ化学)で抽出した。回収した
酢酸エチル溶液を、水(50 mL、2回)、飽和食塩水(10 mL)で洗浄後、硫酸ナトリウム
(キシダ化学)を加え、濾過した。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト
グラフィー(関東化学)にかけることにより、チオアセチル中間体を得た。窒素雰囲気下
、室温でチオアセチル中間体(0.346 g、0.994 mmol)を脱水メタノール(3 mL、関東化
学)に溶解させ、炭酸カリウム(0.414 g、2.998 mmol、キシダ化学)を加えた。2時間
撹拌後、溶媒を減圧留去した。水(10 mL)を加え、塩化メチレン(10 mL、3回、AGC)で
抽出した。回収した塩化メチレン溶液を、飽和塩化アンモニウム水溶液(10 mL、キシダ
化学)、飽和食塩水(10 mL)で洗浄後、硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加え、濾過し
た。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化学)にかけ
ることにより、化合物9を得た。収量:0.275 g、収率:43%。
2-3) Synthesis of Compound 9 Compound 8 (0.756 g, 2.05 mmol) was dissolved in dehydrated N,N-dimethylformamide (DMF, 13 mL, Kanto Kagaku) at room temperature under a nitrogen atmosphere. potassium thioacetate (0.392 g, 3.428 mmol,
Tokyo Kasei Kogyo) and triethylamine (0.30 mL, Sigma) were added. After stirring at 60°C for 13 hours, water (50 mL) was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate (50 mL, 3 times, Kishida Chemical). The collected ethyl acetate solution was washed with water (50 mL, twice) and saturated brine (10 mL), added with sodium sulfate (Kishida Chemical), and filtered. The filtrate was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain a thioacetyl intermediate. The thioacetyl intermediate (0.346 g, 0.994 mmol) was dissolved in dehydrated methanol (3 mL, Kanto Kagaku) at room temperature under a nitrogen atmosphere, and potassium carbonate (0.414 g, 2.998 mmol, Kishida Chemical) was added. After stirring for 2 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. Water (10 mL) was added and extracted with methylene chloride (10 mL, 3 times, AGC). The recovered methylene chloride solution was washed with saturated aqueous ammonium chloride solution (10 mL, Kishida Chemical Co., Ltd.) and saturated brine (10 mL), added with sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.), and filtered. The filtrate was distilled off under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain compound 9. Yield: 0.275 g, Yield: 43%.
2-4)化合物10の合成
室温で化合物9(0.279 g、0.897 mmol)を酢酸エチル(5 mL、関東化学)に溶解させ
、ヨウ化ナトリウム(11.8 mg、0.079 mmol、キシダ化学)、30%過酸化水素水(0.05 mL
、キシダ化学)を加えた。1時間撹拌後、水(30 mL)を加え、酢酸エチル(30 mL、2回
)で抽出した。回収した酢酸エチル溶液を飽和食塩水(10 mL)で洗浄後、硫酸ナトリウ
ムを加え、濾過した。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(
関東化学)にかけることにより、化合物10を得た。収量:0.274 g、収率:99%。
2-4) Synthesis of
, Kishida Chemical) was added. After stirring for 1 hour, water (30 mL) was added and extracted with ethyl acetate (30 mL, twice). The collected ethyl acetate solution was washed with saturated brine (10 mL), added with sodium sulfate, and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (
Kanto Kagaku),
2-5)BDA-SSの合成
化合物10(0.274 g、0.449 mmol)を塩化メチレン(5 mL、AGC)に溶解させ、0℃に
降温した。トリフルオロ酢酸(1 mL、キシダ化学)を加えた後、室温へ昇温した。2時間
撹拌後、溶媒を減圧留去した。得られた残渣にクロロホルム(10 mL、キシダ化学)を加
え、水(10 mL)で抽出した。得られた水溶液の溶媒を減圧留去し、残渣に塩酸(1 M、5
mL、キシダ化学)を加えた。1時間撹拌後、溶媒を減圧留去し、BDA-SSを得た。収量:0.
103 g、収率:64%。
2-5) Synthesis of BDA-SS Compound 10 (0.274 g, 0.449 mmol) was dissolved in methylene chloride (5 mL, AGC) and cooled to 0°C. After adding trifluoroacetic acid (1 mL, Kishida Chemical), the temperature was raised to room temperature. After stirring for 2 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. Chloroform (10 mL, Kishida Chemical) was added to the resulting residue, and the mixture was extracted with water (10 mL). The solvent of the resulting aqueous solution was distilled off under reduced pressure, and the residue was treated with hydrochloric acid (1 M, 5
mL, Kishida Chemical) was added. After stirring for 1 hour, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain BDA-SS. Yield: 0.
103 g, yield: 64%.
2-6)BDA-SHの合成
窒素雰囲気下、室温でBDA-SS(92.3 mg、0.259 mmol)を水(3 mL)に溶解させ、ジチ
オスレイトール(183 mg、1.19 mmol、ナカライテスク)を加えた。24時間撹拌後、クロ
ロホルム(キシダ化学)と1-プロパノール(キシダ化学)混合溶媒(1:5、5 mL)を加
え、水(5 mL)で抽出した。得られた水溶液の溶媒を減圧留去し、BDA-SHを得た。収量:
85.5 mg、収率:93%。
2-6) Synthesis of BDA-SH Under a nitrogen atmosphere, BDA-SS (92.3 mg, 0.259 mmol) was dissolved in water (3 mL) at room temperature, and dithiothreitol (183 mg, 1.19 mmol, Nacalai Tesque) was added. rice field. After stirring for 24 hours, a mixed solvent of chloroform (Kishida Chemical) and 1-propanol (Kishida Chemical) (1:5, 5 mL) was added, and the mixture was extracted with water (5 mL). The solvent of the obtained aqueous solution was distilled off under reduced pressure to obtain BDA-SH. yield:
85.5 mg, yield: 93%.
3)ImdM-SH((1H-イミダゾール-4-イル)メタンチオール)及びImdM-SSの合成
上記化合物(それぞれ式(3)及び(10)で表される化合物に該当する)を以下のス
キームにより合成した。
3-1)化合物12の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物11(5.512 g、57.36 mmol、東京化成工業)を脱水エタ
ノール(100 mL、関東化学)に溶解させた。0℃に降温後、水素化ホウ素ナトリウム(2.1
65 g、57.24 mmol、東京化成工業)を加えた。3時間撹拌後、水(10 mL)を加え、溶媒
を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化学)にか
けることにより、化合物12を得た。収量:4.10 g、収率:73%。
3-1) Synthesis of
65 g, 57.24 mmol, Tokyo Kasei Kogyo) was added. After stirring for 3 hours, water (10 mL) was added and the solvent was distilled off under reduced pressure.
3-2)化合物13の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物12(0.565 g、5.76 mmol)を脱水テトラヒドロフラン(
1.7 mL、関東化学)、トリエチルアミン(0.85 mL、シグマ)に溶解させた。(Boc)2O(1.
37 g、6.28 mmol、関東化学)の脱水テトラヒドロフラン溶液(8.1 mL、関東化学)を滴
下した。13時間撹拌後、溶媒を減圧留去し、水(15 mL)を加え、塩化メチレン(20 mL、
5回、キシダ化学)で抽出した。回収した塩化メチレン溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化
学)を加え、濾過した。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー
(関東化学)にかけることにより、化合物13を得た。収量:0.763 g、収率:67%。
3-2) Synthesis of
1.7 mL, Kanto Kagaku) and triethylamine (0.85 mL, Sigma). (Boc) 2O (1.
37 g, 6.28 mmol, Kanto Kagaku) in dehydrated tetrahydrofuran (8.1 mL, Kanto Kagaku) was added dropwise. After stirring for 13 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure, water (15 mL) was added, and methylene chloride (20 mL,
It was extracted 5 times with Kishida Chemical). Sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the recovered methylene chloride solution and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain
3-3)化合物14の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物13(0.917 g、4.63 mmol)を脱水塩化メチレン(8.4 mL
、関東化学)、脱水N,N-ジメチルホルムアミド(DMF、0.2 mL、関東化学)に溶解させた
。0℃に降温後、塩化オキサリル(1.22 g、9.58 mmol、キシダ化学)の脱水塩化メチレン
溶液(7.0 mL、関東化学)を滴下した。室温に昇温後、1.5時間撹拌後、水(15 mL)を加
え、塩化メチレン(15 mL、2回、キシダ化学)で抽出した。回収した塩化メチレン溶液に
硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加え、濾過した。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲル
カラムクロマトグラフィー(関東化学)にかけることにより、化合物14を得た。収量:
0.432 g、収率:43%。
3-3) Synthesis of
, Kanto Kagaku) and dehydrated N,N-dimethylformamide (DMF, 0.2 mL, Kanto Kagaku). After cooling to 0°C, a dehydrated methylene chloride solution (7.0 mL, Kanto Kagaku) of oxalyl chloride (1.22 g, 9.58 mmol, Kishida Chemical) was added dropwise. After raising the temperature to room temperature and stirring for 1.5 hours, water (15 mL) was added, and the mixture was extracted with methylene chloride (15 mL, twice, Kishida Chemical). Sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the recovered methylene chloride solution and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain
0.432 g, yield: 43%.
3-4)化合物15の合成
窒素雰囲気下、室温で化合物14(0.168 g、0.774 mmol)を脱水アセトン(4.7 mL、
関東化学)に溶解させた。ヨウ化ナトリウム(0.233 g、1.55 mmol、キシダ化学)、チオ
酢酸カリウム(0.142 g、1.25 mmol、東京化成工業)を加えた。21時間撹拌後、水(20
mL)を加え、酢酸エチル(30 mL、2回、キシダ化学)で抽出した。回収した酢酸エチル
溶液を飽和食塩水(10 mL)で洗浄後、硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加え、濾過した
。濾液を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(関東化学)にかける
ことにより、化合物15を得た。収量:0.140 g、収率:70%。
3-4) Synthesis of
Kanto Kagaku). Sodium iodide (0.233 g, 1.55 mmol, Kishida Chemical) and potassium thioacetate (0.142 g, 1.25 mmol, Tokyo Chemical Industry) were added. After stirring for 21 hours, water (20
mL) was added and extracted with ethyl acetate (30 mL, twice, Kishida Chemical). The collected ethyl acetate solution was washed with saturated brine (10 mL), added with sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.), and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain
3-5)ImdM-SSの合成
窒素雰囲気下、室温で化合物15(0.911 g、3.55 mmol)を脱水メタノール(10 mL、
関東化学)に溶解させ、炭酸カリウム(1.00 g、7.24 mmol、キシダ化学)を加えた。3時
間撹拌後、溶媒を減圧留去し、水(10 mL)を加え、塩酸(1 M)で中和した。クロロホル
ム(キシダ化学)と1-プロパノール(キシダ化学)混合溶媒(3:1、25 mL、4回)で抽
出した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣を逆相高速液体クロマトグラフィー(装置:日
本分光、PU-4086、UV-4075、カラム:TA12S05-2520WX)によって精製し、ImdM-SSを得た
。収量:27 mg、収率:4%。
3-5) Synthesis of ImdM-SS Compound 15 (0.911 g, 3.55 mmol) was added to dehydrated methanol (10 mL,
Kanto Kagaku), and potassium carbonate (1.00 g, 7.24 mmol, Kishida Kagaku) was added. After stirring for 3 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure, water (10 mL) was added, and the mixture was neutralized with hydrochloric acid (1 M). Extraction was performed with a mixed solvent of chloroform (Kishida Chemical) and 1-propanol (Kishida Chemical) (3:1, 25 mL, 4 times). The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by reverse-phase high-performance liquid chromatography (device: JASCO Corporation, PU-4086, UV-4075, column: TA12S05-2520WX) to obtain ImdM-SS. Yield: 27 mg, Yield: 4%.
3-6)ImdM-SHの合成
窒素雰囲気下、室温でImdM-SS(0.105 g、0.464 mmol)を水(7 mL)に溶解させ、ジチ
オスレイトール(123 mg、0.797 mmol、ナカライテスク)を加えた。7時間撹拌後、クロ
ロホルム(キシダ化学)と1-プロパノール(キシダ化学)混合溶媒(9:1、25 mL、4回
)を加え、抽出した。硫酸ナトリウムを加え、濾過し、濾液を減圧留去し、得られた残渣
を逆相高速液体クロマトグラフィー(装置:日本分光、PU-4086、UV-4075、カラム:TA12
S05-2520WX)によって精製し、ImdM-SHを得た。収量:38 mg、収率:18%。
3-6) Synthesis of ImdM-SH ImdM-SS (0.105 g, 0.464 mmol) was dissolved in water (7 mL) at room temperature under a nitrogen atmosphere, and dithiothreitol (123 mg, 0.797 mmol, Nacalai Tesque) was added. rice field. After stirring for 7 hours, a mixed solvent of chloroform (Kishida Chemical) and 1-propanol (Kishida Chemical) (9:1, 25 mL, 4 times) was added for extraction. Sodium sulfate was added and filtered, the filtrate was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was subjected to reverse phase high performance liquid chromatography (device: JASCO Corporation, PU-4086, UV-4075, column: TA12
S05-2520WX) to give ImdM-SH. Yield: 38 mg, Yield: 18%.
4)pPyM-SH(パラ-ピリジン-4-イルメタンチオール)及びpPyM-SSの合成
上記化合物(それぞれ式(4)及び(11)で表される化合物に該当する)を以下のス
キームにより合成した。
4-1)pPyM-SHの合成
化合物16(2.175 g、13.26 mmol)を水に溶解させ、チオ尿素(1.450 g、19.04 mmol
、キシダ化学)を加えた。90℃に昇温後、1.5時間撹拌し、室温へ降温した。水酸化ナト
リウム(2.058 g、51.45 mmol、キシダ化学)を加え、22時間撹拌後、tert-ブチルメチ
ルエーテル(30 mL、2回、関東化学)で洗浄した。得られた水溶液を塩酸(1 M、キシダ
化学)で中和し、クロロホルム(30 mL、キシダ化学)で抽出した。硫酸ナトリウム(キ
シダ化学)を加え、濾過した。濾液を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィー(関東化学)で精製し、pPyM-SHを得た。収量:459 mg、収率:14%。
4-1) Synthesis of pPyM-SH Compound 16 (2.175 g, 13.26 mmol) was dissolved in water and thiourea (1.450 g, 19.04 mmol)
, Kishida Chemical) was added. After heating to 90°C, the mixture was stirred for 1.5 hours and then cooled to room temperature. Sodium hydroxide (2.058 g, 51.45 mmol, Kishida Chemical) was added, and after stirring for 22 hours, washed with tert-butyl methyl ether (30 mL, twice, Kanto Chemical). The resulting aqueous solution was neutralized with hydrochloric acid (1 M, Kishida Chemical) and extracted with chloroform (30 mL, Kishida Chemical). Sodium sulfate (Kishida Chemical) was added and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (Kanto Kagaku) to obtain pPyM-SH. Yield: 459 mg, Yield: 14%.
4-2)pPyM-SSの合成
pPyM-SH(51 mg、0.41 mmol)を水(1 mL)に溶解させ、30%過酸化水素水(1 mL、キシ
ダ化学)を加えた。14時間撹拌後、塩化メチレン(10 mL、3回、キシダ化学)で抽出した
。硫酸ナトリウムを加え、濾過した。濾液を減圧留去し、pPyM-SSを得た。収量:46 mg、
収率:91%。
4-2) Synthesis of pPyM-SS
pPyM-SH (51 mg, 0.41 mmol) was dissolved in water (1 mL), and 30% hydrogen peroxide solution (1 mL, Kishida Chemical) was added. After stirring for 14 hours, it was extracted with methylene chloride (10 mL, 3 times, Kishida Chemical). Sodium sulfate was added and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure to obtain pPyM-SS. Yield: 46 mg,
Yield: 91%.
5)oPyM-SH(オルト-ピリジン-2-イルメタンチオール)及びoPyM-SSの合成
上記化合物(それぞれ式(5)及び(12)で表される化合物に該当する)を以下のス
キームにより合成した。
5-1)oPyM-SHの合成
化合物17(1.035 g、6.309 mmol、東京化成工業)を水に溶解させ、チオ尿素(0.713
g、9.36 mmol、キシダ化学)を加えた。90℃に昇温後、1時間撹拌し、室温へ降温した。
水酸化ナトリウム(1.00 g、25.0 mmol、キシダ化学)を加え、9時間撹拌後、tert-ブチ
ルメチルエーテル(40 mL、関東化学)で洗浄した。得られた水溶液を塩酸(1 M、キシダ
化学)で中和し、塩化メチレン(30 mL、3回、キシダ化学)で抽出した。回収した塩化メ
チレン溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加え、濾過した。濾液を減圧留去し、得ら
れた残渣(oPyM-SH粗生成物)を高速液体クロマトグラフィー(装置:日本分光、PU-4086
、UV-4075、カラム:TA12S05-2520WX)で精製し、oPyM-SHを得た。収量:113 mg、収率:
8%。
5-1) Synthesis of oPyM-SH Compound 17 (1.035 g, 6.309 mmol, Tokyo Chemical Industry) was dissolved in water, and thiourea (0.713
g, 9.36 mmol, Kishida Chemical) was added. After heating to 90°C, the mixture was stirred for 1 hour and then cooled to room temperature.
Sodium hydroxide (1.00 g, 25.0 mmol, Kishida Chemical) was added, and after stirring for 9 hours, washed with tert-butyl methyl ether (40 mL, Kanto Chemical). The resulting aqueous solution was neutralized with hydrochloric acid (1 M, Kishida Chemical) and extracted with methylene chloride (30 mL, 3 times, Kishida Chemical). Sodium sulfate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the recovered methylene chloride solution and filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the resulting residue (oPyM-SH crude product) was subjected to high-performance liquid chromatography (device: JASCO Corporation, PU-4086
, UV-4075, column: TA12S05-2520WX) to obtain oPyM-SH. Yield: 113 mg, Yield:
8%.
5-2)oPyM-SSの合成
上記手法で得られたoPyM-SH粗生成物を、30%過酸化水素水(8 mL、キシダ化学)に溶解
させ、1時間室温で撹拌した。クロロホルム(30 mL、3回、キシダ化学)で抽出し、回収
したクロロホルム溶液に硫酸ナトリウム(キシダ化学)を加え、濾過した。濾液を減圧留
去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(富士シリシア化学)で精製
し、oPyM-SSを得た。収量:916 mg、収率:58%。
5-2) Synthesis of oPyM-SS The oPyM-SH crude product obtained by the above method was dissolved in 30% hydrogen peroxide solution (8 mL, Kishida Chemical) and stirred at room temperature for 1 hour. Extraction was performed with chloroform (30 mL, 3 times, Kishida Chemical), sodium sulfate (Kishida Chemical) was added to the recovered chloroform solution, and the mixture was filtered. The filtrate was distilled off under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (Fuji Silysia Chemical) to obtain oPyM-SS. Yield: 916 mg, Yield: 58%.
6)pPyM-SH-NMe・M((4-(メルカプトメチル)-1-メチルピリジン-1-イウム)ハライド)及
びpPyM-SS-NMe・Mの合成
上記化合物(それぞれ式(6)及び(13)で表される化合物に該当する)を以下のス
キームにより合成した。
Synthesis of pPyM-SS-NMe·M and pPyM-SS-NMe·M The above compounds (corresponding to compounds represented by formulas (6) and (13), respectively) were synthesized according to the following scheme.
6-1)pPyM-SS-NMe・I(4,4'-(ジスルファンジイルビス(メチレン))ビス(1-メチルピリ
ジン-1-イウム)ジヨージド)の合成
上記手法で得られたpPyM-SS(254 mg、1.02 mmol)をアセトニトリル(3.0 mL、キシダ
化学)とアセトン(3 mL、キシダ化学)に溶解させ、ヨードメタン(1.503 g、10.59 mmo
l、東京化成)を加えた。60℃に昇温後、16時間撹拌し、室温へ降温した。生じた沈殿
を濾過し、得られた残渣からpPyM-SS-NMe・Iを得た。収量:446 mg、収率:82%。
6-1) Synthesis of pPyM-SS-NMe I (4,4'-(disulfanediylbis(methylene))bis(1-methylpyridin-1-ium)diiodide) pPyM- SS (254 mg, 1.02 mmol) was dissolved in acetonitrile (3.0 mL, Kishida Chemical) and acetone (3 mL, Kishida Chemical) and iodomethane (1.503 g, 10.59 mmol)
l, Tokyo Kasei) was added. After the temperature was raised to 60°C, the mixture was stirred for 16 hours and cooled to room temperature. The resulting precipitate was filtered, and pPyM-SS-NMe·I was obtained from the resulting residue. Yield: 446 mg, Yield: 82%.
6-2)pPyM-SS-NMe・Cl(4,4'-(ジスルファンジイルビス(メチレン))ビス(1-メチルピ
リジン-1-イウム)ジクロリド)の合成
pPyM-SS-NMe・I(192 mg、0.361 mmol)を水(3.5 mL)に溶解させ、塩化銀(I)(115
mg、0.805 mmol、キシダ化学)を加えた。暗所下、室温で4時間撹拌した後、生じた沈
殿を濾過した。濾液を減圧留去し、エタノール(2 mL、キシダ化学)を加え、生じた沈殿
を濾過した。濾液を減圧留去し、pPyM-SS-NMe・Clを得た。収量:80 mg、収率:63%。
6-2) Synthesis of pPyM-SS-NMe Cl (4,4'-(disulfanediylbis(methylene))bis(1-methylpyridin-1-ium)dichloride)
Dissolve pPyM-SS-NMe I (192 mg, 0.361 mmol) in water (3.5 mL) and add silver(I) chloride (115
mg, 0.805 mmol, Kishida Chemical) was added. After stirring for 4 hours at room temperature in the dark, the resulting precipitate was filtered. The filtrate was evaporated under reduced pressure, ethanol (2 mL, Kishida Chemical) was added, and the resulting precipitate was filtered. The filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain pPyM-SS-NMe.Cl. Yield: 80 mg, Yield: 63%.
6-3)pPyM-SH-NMe・Cl((4-(メルカプトメチル)-1-メチルピリジン-1-イウム)クロリ
ド)の合成
pPyM-SS-NMe・Cl(39 mg、0.141 mmol)を脱気した水(2.1 mL)に溶解させ、ジチオス
レイトール(DTT、29 mg、0.187 mmol、ナカライテスク)を加えた。室温で6時間撹拌し
た後、減圧留去し、得られた残渣(pPyM-SH-NMe・Cl粗生成物)を高速液体クロマトグラ
フィー(装置:日本分光、PU-4086、UV-4075、カラム:TA12S05-2520WX)で精製し、pPyM
-SH-NMe・Clを得た。収量:40 mg、収率:81%。
6-3) Synthesis of pPyM-SH-NMe Cl ((4-(mercaptomethyl)-1-methylpyridin-1-ium) chloride)
pPyM-SS-NMe.Cl (39 mg, 0.141 mmol) was dissolved in degassed water (2.1 mL), and dithiothreitol (DTT, 29 mg, 0.187 mmol, Nacalai Tesque) was added. After stirring at room temperature for 6 hours, it was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue (pPyM-SH-NMe·Cl crude product) was subjected to high-performance liquid chromatography (device: JASCO Corporation, PU-4086, UV-4075, column: TA12S05-2520WX) and pPyM
-SH-NMe.Cl was obtained. Yield: 40 mg, Yield: 81%.
6-4)pPyM-SH-NMe・I((4-(メルカプトメチル)-1-メチルピリジン-1-イウム)ヨージド
)の合成
上記手法で得られたpPyM-SS-NMe・I(104 mg、0.195 mmol)を脱気した水(3.1 mL)に
溶解させ、ジチオスレイトール(DTT、125 mg、0.809 mmol、ナカライテスク)を加えた
。室温で3時間撹拌した後、2M塩酸(1 mL、キシダ化学)を加え、減圧留去し、得られ
た残渣(pPyM-SH-NMe・I粗生成物)を高速液体クロマトグラフィー(装置:日本分光、PU
-4086、UV-4075、カラム:TA12S05-2520WX)で精製し、pPyM-SH-NMe・Iを得た。収量:23
mg、収率:22%。
6-4) Synthesis of pPyM-SH-NMe I ((4-(mercaptomethyl)-1-methylpyridin-1-ium) iodide) pPyM-SS-NMe I (104 mg, 0.195 mmol) was dissolved in degassed water (3.1 mL) and dithiothreitol (DTT, 125 mg, 0.809 mmol, Nacalai Tesque) was added. After stirring at room temperature for 3 hours, 2M hydrochloric acid (1 mL, Kishida Chemical Co., Ltd.) was added and evaporated under reduced pressure. Spectroscopy, PU
-4086, UV-4075, column: TA12S05-2520WX) to obtain pPyM-SH-NMe·I. Yield: 23
mg, Yield: 22%.
7)oPyM-SH-NMe・M((2-(メルカプトメチル)-1-メチルピリジン-1-イウム)ハライド)及
びoPyM-SS-NMe・M(2,2'-(ジスルファンジイルビス(メチレン))ビス(1-メチルピリジン-1
-イウム)ハライド)の合成
上記化合物(それぞれ式(7)及び(14)で表される化合物に該当する)を以下のス
キームにより合成した。
and oPyM-SS-NMe M (2,2'-(disulfanediylbis(methylene))bis(1-methylpyridine-1
-ium)halide) The above compounds (corresponding to the compounds represented by formulas (7) and (14), respectively) were synthesized according to the following scheme.
7-1)oPyM-SS-NMe・I(2,2'-(ジスルファンジイルビス(メチレン))ビス(1-メチルピリ
ジン-1-イウム)ジヨージド)の合成
上記手法で得られたoPyM-SS(739 mg、2.97 mmol)をアセトニトリル(9.7 mL、キシダ
化学)とアセトン(10 mL、キシダ化学)に溶解させ、ヨードメタン(4.434 g、31.24 mm
ol、東京化成)を加えた。65℃に昇温後、16時間撹拌し、室温へ降温した。生じた沈殿
を濾過し、得られた残渣からoPyM-SS-NMe・Iを得た。収量:1.286 g、収率:81%。
7-1) Synthesis of oPyM-SS-NMe I (2,2'-(disulfanediylbis(methylene))bis(1-methylpyridin-1-ium)diiodide) oPyM- SS (739 mg, 2.97 mmol) was dissolved in acetonitrile (9.7 mL, Kishida Chemical) and acetone (10 mL, Kishida Chemical) and iodomethane (4.434 g, 31.24 mm
ol, Tokyo Kasei) was added. After the temperature was raised to 65°C, the mixture was stirred for 16 hours and cooled to room temperature. The resulting precipitate was filtered, and oPyM-SS-NMe·I was obtained from the obtained residue. Yield: 1.286 g, Yield: 81%.
7-2)oPyM-SH-NMe・I((2-(メルカプトメチル)-1-メチルピリジン-1-イウム)ヨージド
)の合成
oPyM-SS-NMe・I(108 mg、0.203 mmol)を脱気した水(3 mL)に溶解させ、ジチオスレ
イトール(DTT、130 mg、0.840 mmol、ナカライテスク)を加えた。室温で5時間撹拌し
た後、2M塩酸(1 mL、キシダ化学)を加え、塩化メチレン(20 mL、5回、キシダ化学)
で洗浄した。回収した水溶液を減圧留去し、得られた残渣(oPyM-SH-NMe・I粗生成物)を
高速液体クロマトグラフィー(装置:日本分光、PU-4086、UV-4075、カラム:TA12S05-25
20WX)で精製し、oPyM-SH-NMe・Iを得た。収量:80 mg、収率:74%。
7-2) Synthesis of oPyM-SH-NMe I ((2-(mercaptomethyl)-1-methylpyridin-1-ium) iodide)
oPyM-SS-NMe•I (108 mg, 0.203 mmol) was dissolved in degassed water (3 mL) and dithiothreitol (DTT, 130 mg, 0.840 mmol, Nacalai Tesque) was added. After stirring at room temperature for 5 hours, 2M hydrochloric acid (1 mL, Kishida Chemical) was added, and methylene chloride (20 mL, 5 times, Kishida Chemical) was added.
washed with The collected aqueous solution was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue (oPyM-SH-NMe/I crude product) was subjected to high-performance liquid chromatography (device: JASCO Corporation, PU-4086, UV-4075, column: TA12S05-25
20WX) to obtain oPyM-SH-NMe·I. Yield: 80 mg, Yield: 74%.
8)還元変性タンパク質の作成
モデル基質としてウシ膵臓トリプシン阻害剤(Bovine Pancreas Trypsin Inhibitor:BP
TI) (下記参考文献1及び2を参照した)、RNase A(下記参考文献3を参照した)、及
びβ2-ミクログロブリン(β2-microglobulin: β2m)を採用した。BPTIとRNase Aはそれ
ぞれ3本、4本のジスルフィド結合を有すタンパク質であり、当該分野におけるモデル基質
として一般である。また、β2mは1本のジスルフィド結合を持つモデル基質として採用し
た。
8) Bovine Pancreas Trypsin Inhibitor (BP) as a model substrate for preparation of reduced denatured protein
TI) (see
BPTI(タカラバイオ社)の還元変性体(3つのジスルフィド結合の還元体)を作製する
ために、BPTI 10 mgを8 M尿素、20 mM DTT存在下pH 8.0、50℃で3時間インキュベートし
、逆相HPLCによって精製した。MALDI-TOF/MSによって精製標品の全てのジスルフィド結合
が切断されたことを確認した後、凍結乾燥し、-80℃で保存した(下記参考文献1を参照
した)。
To prepare a reduced denatured form of BPTI (Takara Bio Inc.) (a reduced form of three disulfide bonds), 10 mg of BPTI was incubated in the presence of 8 M urea, 20 mM DTT, pH 8.0, 50°C for 3 hours, and reversed. Purified by phase HPLC. After confirming by MALDI-TOF/MS that all disulfide bonds in the purified preparation had been cleaved, the purified preparation was freeze-dried and stored at -80°C (see
RNase A (sigma)の還元変性体(4つのジスルフィド結合の還元体)を作製するために
、RNase A 8 mgを6 Mグアニジン塩酸、100 mM DTT存在下pH 8.7、25℃で2時間インキュベ
ートし、10 mM HClで透析した。さらに2回透析を行い、DTT等を除いて溶液を10 mM HClに
交換した(下記参考文献3を参照した)。
In order to prepare a reduced form of RNase A (sigma) (reduced form of four disulfide bonds), 8 mg of RNase A was incubated in the presence of 6 M guanidine hydrochloride and 100 mM DTT at pH 8.7 and 25°C for 2 hours. Dialyzed with 10 mM HCl. Dialysis was performed twice more, and the solution was exchanged to 10 mM HCl to remove DTT and the like (see
β2mは大腸菌発現系によりリコンビナントとして発現させ、集菌後の菌体に破砕液A(5
0 mM Tris-HCl pH 8.1、300 mM NaCl)に懸濁後、超音波破砕した。遠心分離後に得られ
た画分を8 M尿素、20 mM DTT存在下pH 8.0、50℃で3時間インキュベートし、Cosmosil 5C
18‐AR‐II columnを用いた逆相カラムクロマトグラフィー(Hitachi)で精製した。
β2m was expressed as a recombinant in an E. coli expression system, and lysate A (5
After being suspended in 0 mM Tris-HCl (pH 8.1, 300 mM NaCl), it was sonicated. The fractions obtained after centrifugation were incubated in the presence of 8 M urea, 20 mM DTT, pH 8.0, at 50°C for 3 hours, followed by Cosmosil 5C
It was purified by reversed-phase column chromatography (Hitachi) using an 18 -AR-II column.
参考文献1:M. Okumura, H. Kadokura, S. Hashimoto, K. Yutani, S. Kanemura, T.
Hikima, Y. Hidaka, L. Ito, K. Shiba, S. Masui, D. Imai, S. Imaoka, H. Yamaguchi,
K. Inaba, Inhibition of the functional interplay between endoplasmic reticulum
(ER) oxidoreduclin-1α (Ero1α) and protein-disulfide isomerase (PDI) by the end
ocrine disruptor bisphenol A. J Biol Chem. 2014 289(39):27004-27018.
参考文献2:J.S. Weissman, P.S. Kim, Reexamination of the folding of BPTI: pre
dominance of native intermediates. Science 1991 253(5026):1386-93.
参考文献3:M.M. Lyles, H.F. Gilbert Catalysis of the oxidative folding of rib
onuclease A by protein disulfide isomerase: dependence of the rate on the compos
ition of the redox buffer. Biochemistry. 1991 30(3):613-9.
Reference 1: M. Okumura, H. Kadokura, S. Hashimoto, K. Yutani, S. Kanemura, T.
Hikima, Y. Hidaka, L. Ito, K. Shiba, S. Masui, D. Imai, S. Imaoka, H. Yamaguchi,
K. Inaba, Inhibition of the functional interplay between endoplasmic reticulum
(ER) oxidoreduclin-1α (Ero1α) and protein-disulfide isomerase (PDI) by the end
ocrine disruptor bisphenol A. J Biol Chem. 2014 289(39):27004-27018.
Reference 2: JS Weissman, PS Kim, Reexamination of the folding of BPTI: pre
dominance of native intermediates. Science 1991 253(5026):1386-93.
Reference 3: MM Lyles, HF Gilbert Catalysis of the oxidative folding of rib
onuclease A by protein disulfide isomerase: dependence of the rate on the compos
ition of the redox buffer. Biochemistry. 1991 30(3):613-9.
9)還元変性BPTIへのジスルフィド結合導入能の評価
上記8)で調製した還元変性BPTI 30 μMに対し、チオール化合物1 mM/0.2 mM ジスル
フィド化合物の以下の組み合わせ:
比較例1:GSH(nakalai)/GSSG(nakalai)
実施例1:LDA-SH/LDA-SS
実施例2:BDA-SH/BDA-SS
を含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を30℃でインキュベートし、フォ
ールディング反応を行った。経時的に反応液を分取し、等量の1N HClを加え、チオール基
とジスルフィド結合交換反応をクエンチした。反応液中における分子種(図1A参照)を
同定するため、逆相HPLCに供した。逆相HPLCを用いた解析は、図1A及び図1Bで示すよ
うに、BPTIがフォールディングする際の各ジスルフィド結合種を分離、同定でき、経時変
化におけるジスルフィド結合架橋位置を追跡できる。
9) Evaluation of Ability to Introduce Disulfide Bonds into Reduction-denatured BPTI The following combinations of 1 mM thiol compound/0.2 mM disulfide compound were added to 30 μM reduction-denatured BPTI prepared in 8) above:
Comparative Example 1: GSH (nakalai)/GSSG (nakalai)
Example 1: LDA-SH/LDA-SS
Example 2: BDA-SH/BDA-SS
A buffer containing 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl was incubated at 30°C to carry out the folding reaction. The reaction solution was sampled over time, and an equal volume of 1N HCl was added to quench the thiol group and disulfide bond exchange reaction. In order to identify the molecular species (see FIG. 1A) in the reaction solution, reverse phase HPLC was performed. As shown in FIGS. 1A and 1B, analysis using reversed-phase HPLC can separate and identify each disulfide bond species when BPTI folds, and track disulfide bond cross-linking positions over time.
逆相HPLCの測定・分析条件を以下に示す:
カラムはTSKgel Protein C4-300 column(4.6×150mm;Tosoh Bioscience)を使用し、2
29nmの吸光度で検出した。0.05% トリフルオロ酢酸を含む水溶液(A液)と、0.05% トリ
フルオロ酢酸を含むアセトニトリル溶液(B液)の混合について、混合液におけるB液の
割合の容量増加率が0~15分まで1%/分、15~115分まで0.5%/分となる直線濃度勾配で展開
した。
Measurement and analysis conditions for reversed-phase HPLC are shown below:
A TSKgel Protein C4-300 column (4.6 x 150 mm; Tosoh Bioscience) was used.
Detected by absorbance at 29 nm. Regarding the mixing of an aqueous solution (A solution) containing 0.05% trifluoroacetic acid and an acetonitrile solution (B solution) containing 0.05% trifluoroacetic acid, the volume increase rate of the ratio of B solution in the mixed solution is 1% from 0 to 15 minutes. /min, developed with a linear concentration gradient of 0.5%/min from 15 to 115 min.
GSH/GSSGを用いた場合(比較例1)、フォールディング反応時間60分の天然型(N)の
収率は26%であった(図2A)。また、LDA-SH/LDA-SSを用いた場合(実施例1)、フォー
ルディング反応時間60分の天然型(N)の収率は31%であった(図2B)。このことから、
LDA-SHがGSHよりも高いフォールディング促進効果を有することが示された。
When GSH/GSSG was used (Comparative Example 1), the yield of native form (N) was 26% with a folding reaction time of 60 minutes (Fig. 2A). In addition, when LDA-SH/LDA-SS was used (Example 1), the yield of native form (N) was 31% after a folding reaction time of 60 minutes (Fig. 2B). From this,
It was shown that LDA-SH has a higher folding promoting effect than GSH.
BDA-SH/BDA-SSを用いた場合(実施例2)、反応開始1分でBPTIの還元変性体(全てチ
オール基)であるRが消失し、天然型(N)が生成しており、極めて速くジスルフィド結合
の導入が行われていることがわかる(図2C)。また、非天然構造のBPTI(図2C中NonN
で示される)も多種類同時に生成していることがわかる。通常、非天然型のジスルフィド
結合が起きたタンパク質は凝集性を示す。しかしながら、このようにHPLCによる測定に供
することができることから、BDA-SH/BDA-SSは非天然型のBPTIの凝集性を抑制し、可溶化
剤としての特性を有することがわかった。
When BDA-SH/BDA-SS was used (Example 2), R, which is a reductive modified form of BPTI (all thiol groups), disappeared after 1 minute from the start of the reaction, and a natural form (N) was produced. It can be seen that the disulfide bond is introduced very quickly (Fig. 2C). In addition, the non-natural structure BPTI (NonN in Fig. 2C)
) are also generated at the same time. Generally, proteins with non-natural disulfide bonds show aggregation. However, it was found that BDA-SH/BDA-SS inhibits the aggregation of non-natural BPTI and has properties as a solubilizer, since it can be subjected to HPLC measurement.
10)RNase A活性評価1
フォールディング促進効果を評価するために、上記8)で調製したRNase Aの活性回復
測定を行った。チオール化合物1 mM/ジスルフィド化合物0.2 mMの以下の組み合わせ:
比較例2:GSH/GSSG
実施例3:LDA-SH/LDA-SS
の存在下で8 μM RNase Aを含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を30℃
でインキュベートした。経時的に反応液を分取し、RNase Aの基質となるシチジン 2′:3
′-環状一リン酸(cytidine 2′:3′-cyclic monophosphate: cCMP)を含む同緩衝液で希
釈し、最終濃度4 μM RNase A、0.4 mM cCMPとした。分光光度計により284 nmの吸光度の
変化を測定し、天然構造へフォールディングされたRNase Aの核酸分解活性を定量した。
10) RNase
In order to evaluate the folding-promoting effect, the RNase A activity recovery assay prepared in 8) above was performed. The following combinations of 1 mM thiol compounds/0.2 mM disulfide compounds:
Comparative Example 2: GSH/GSSG
Example 3: LDA-SH/LDA-SS
buffer (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing 8 µM RNase A in the presence of
was incubated with Aliquot the reaction mixture over time and extract
′-
図3に示す通り、3時間インキュベート後のRNase Aの回復活性は、0.2 mM GSSGの場合
(14%)及びGSH/GSSG(比較例2)の場合(33%)と比較して、LDA-SH/LDA-SS(実
施例3)存在下では42%と、高い回復活性を示した。このことから、LDA-SH/LDA-SSが
フォールディング促進効果を有することが示された。
As shown in Figure 3, the recovery activity of RNase A after 3 hours of incubation was higher than that of LDA-SH compared with 0.2 mM GSSG (14%) and GSH/GSSG (Comparative Example 2) (33%). In the presence of /LDA-SS (Example 3), it showed a high recovery activity of 42%. This indicated that LDA-SH/LDA-SS has a folding promoting effect.
11)還元変性β2mへのジスルフィド結合導入能の評価
上記8)で調製した還元変性β2m 10 μMに対し、チオール化合物1 mM/0.2 mM ジスル
フィド化合物の以下の組み合わせ:
比較例3:GSH/GSSG
実施例4:LDA-SH/LDA-SS
実施例5:BDA-SH/BDA-SS
を含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を30℃でインキュベートし、フォ
ールディング反応を行った。経時的に反応液を分取し、6 M グアニジン塩酸、1.5 M HCl
を等量加え、ジスルフィド結合導入反応をクエンチした。反応液中における分子種を同定
するため、逆相HPLCに供しβ2mの酸化型(N)、還元型(R)を分析した(図4A~C及び
図5)。酸化型(N)、還元型(R)の分子種は、MALDI-TOF/MSによって同定した。
11) Evaluation of Ability to Introduce Disulfide Bonds into Reduced-denatured β2m The following combinations of 1 mM thiol compound/0.2 mM disulfide compound were added to 10 μM reduced-denatured β2m prepared in 8) above:
Comparative Example 3: GSH/GSSG
Example 4: LDA-SH/LDA-SS
Example 5: BDA-SH/BDA-SS
A folding reaction was carried out by incubating a buffer solution (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing The reaction solution was collected over time and added to 6 M guanidine hydrochloride and 1.5 M HCl.
was added to quench the disulfide bond introduction reaction. In order to identify the molecular species in the reaction mixture, the oxidized (N) and reduced (R) forms of β2m were analyzed by reverse-phase HPLC (Figs. 4A to 4C and Fig. 5). Oxidized (N) and reduced (R) molecular species were identified by MALDI-TOF/MS.
逆相HPLCの測定・分析条件を以下に示す:カラムは5C18-AR2 column(4.6×150mm;
Nacalai tesque)を使用し、229nmの吸光度で検出した。0.1% トリフルオロ酢酸を含む水
溶液(A液)と、0.1% トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル溶液(B液)の混合につ
いて、混合液におけるB液の割合の容量増加率が0~10分まで1%/分、10~35分まで0.5%/
分となる直線濃度勾配で展開した。
The measurement and analysis conditions for reversed-phase HPLC are shown below: The column is a 5C18-AR2 column (4.6 × 150 mm;
Nacalai tesque) was used and detected at absorbance at 229 nm. Regarding the mixing of an aqueous solution containing 0.1% trifluoroacetic acid (liquid A) and an acetonitrile solution containing 0.1% trifluoroacetic acid (liquid B), the volume increase rate of the proportion of liquid B in the mixed solution is 1% from 0 to 10 minutes. /min, 0.5% from 10 to 35 min/
It was developed with a linear concentration gradient of minutes.
図4A~C及び図5より、GSH/GSSGを用いた場合(比較例3)、フォールディング反応
時間60分の収率は36%であった。LDA-SH/LDA-SSを用いた場合(実施例4)、フォールディ
ング反応時間60分の収率は95%であった。BDA-SH/BDA-SSを用いた場合(実施例5)、フォ
ールディング反応時間60分の収率は100%であった。
4A to 4C and 5, when GSH/GSSG was used (Comparative Example 3), the yield was 36% with a folding reaction time of 60 minutes. When LDA-SH/LDA-SS was used (Example 4), the yield was 95% with a folding reaction time of 60 minutes. When BDA-SH/BDA-SS was used (Example 5), the yield was 100% with a folding reaction time of 60 minutes.
この結果から、還元変性β2mへのジスルフィド結合導入反応を擬一次反応として反応速
度定数を算出したところ、GSSG: 1.12 ×10-4、LDA-SS: 6.96 ×10-4、BDA-SS: 3.59 ×1
0-2となり、GSH/GSSG(比較例3)と比較して、LDA-SH/LDA-SS(実施例4)が6.2倍、BDA
-SH/BDA-SS(実施例5)が約320倍高いジスルフィド結合導入能を有することが示された
。β2mは免疫に関わる成分の1つであること、またそのミスフォールド体は透析アミロイ
ドーシスの病態との関連性がある。免疫システムの根幹を担う主要組織適合遺伝子複合体
の軽鎖であるβ2mに対して高速にジスルフィド結合を導入することができる本発明のジス
ルフィド結合導入剤は、効率的な蛋白質製剤の生産という点で有用である。
Based on these results, the reaction rate constants were calculated assuming that the disulfide bond introduction reaction to reductively modified β2m was a pseudo -first-order reaction. 1
0 -2 , compared with GSH / GSSG (Comparative Example 3), LDA-SH / LDA-SS (Example 4) is 6.2 times, BDA
-SH/BDA-SS (Example 5) was shown to have about 320-fold higher ability to introduce disulfide bonds. β2m is one of the components involved in immunity, and its misfolded form is associated with the pathology of dialysis amyloidosis. The disulfide bond-introducing agent of the present invention, which is capable of rapidly introducing disulfide bonds into β2m, which is the light chain of the major histocompatibility complex, which is the basis of the immune system, is effective in the production of protein preparations. Useful.
12)RNase A活性評価2
フォールディング促進効果を評価するために、上記8)で調製したRNase Aの活性回復
測定を行った。チオール化合物1 mM/ジスルフィド化合物0.2 mMの以下の組み合わせ:
比較例4:GSH/GSSG
実施例6:ImdM-SH/ImdM-SS
実施例7:oPyM-SH/oPyM-SS
の存在下で8 μM RNase Aを含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を30℃
でインキュベートした。経時的に反応液を分取し、RNase Aの基質となるシチジン 2′:3
′-環状一リン酸(cytidine 2′:3′-cyclic monophosphate: cCMP)を含む同緩衝液で希
釈し、最終濃度4 μM RNase A、0.4 mM cCMPとした。分光光度計により284 nmの吸光度の
変化を測定し、天然構造へフォールディングされたRNase Aの核酸分解活性を定量した。
12) RNase
In order to evaluate the folding-promoting effect, the RNase A activity recovery assay prepared in 8) above was performed. The following combinations of 1 mM thiol compounds/0.2 mM disulfide compounds:
Comparative Example 4: GSH/GSSG
Example 6: ImdM-SH/ImdM-SS
Example 7: oPyM-SH/oPyM-SS
buffer (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing 8 µM RNase A in the presence of
was incubated with Aliquot the reaction mixture over time and extract
′-
図6に示す通り、6時間インキュベート後のRNase Aの回復活性は、GSH/GSSG(比較例4
)の場合(38%)と比較して、ImdM-SH/ImdM-SS(実施例6)存在下では45%と、高い回復
活性を示した。このことから、ImdM-SH/ImdM-SSがフォールディング促進効果を有するこ
とが示された。またoPyM-SH/oPyM-SS(実施例7)は、3時間インキュベート後のRNase A
の回復活性が、GSH/GSSG(比較例4)の場合と比較して高く、3時間までの初期段階で高
いフォールディング促進効果を有することが示された。
As shown in FIG. 6, the RNase A recovery activity after 6 hours of incubation was GSH/GSSG (Comparative Example 4
) showed a high recovery activity of 45% in the presence of ImdM-SH/ImdM-SS (Example 6), compared to 38%. This indicated that ImdM-SH/ImdM-SS has a folding promoting effect. In addition, oPyM-SH/oPyM-SS (Example 7) had RNase A
was higher than that of GSH/GSSG (Comparative Example 4), indicating that it had a high folding-promoting effect in the initial stage up to 3 hours.
13)RNase A活性評価3
フォールディング促進効果を評価するために、上記8)で調製したRNase Aの活性回復
測定を行った。チオール化合物1 mM/ジスルフィド化合物0.2 mMの以下の組み合わせ:
比較例5:GSH/GSSG
実施例8:pPyM-SH-NMe・Cl/pPyM-SS-NMe・Cl
実施例9:pPyM-SH-NMe・I/pPyM-SS-NMe・I
実施例10:oPyM-SH-NMe・I/oPyM-SS-NMe・I
の存在下で8 μM RNase Aを含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を30℃
でインキュベートした。経時的に反応液を分取し、RNase Aの基質となるシチジン 2′:3
′-環状一リン酸(cytidine 2′:3′-cyclic monophosphate: cCMP)を含む同緩衝液で希
釈し、最終濃度4 μM RNase A、0.4 mM cCMPとした。分光光度計により284 nmの吸光度の
変化を測定し、天然構造へフォールディングされたRNase Aの核酸分解活性を定量した。
13) RNase
In order to evaluate the folding-promoting effect, the RNase A activity recovery assay prepared in 8) above was performed. The following combinations of 1 mM thiol compounds/0.2 mM disulfide compounds:
Comparative Example 5: GSH/GSSG
Example 8: pPyM-SH-NMe.Cl/pPyM-SS-NMe.Cl
Example 9: pPyM-SH-NMe.I/pPyM-SS-NMe.I
Example 10: oPyM-SH-NMe.I/oPyM-SS-NMe.I
buffer (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing 8 µM RNase A in the presence of
was incubated with Aliquot the reaction mixture over time and extract
′-
図7に示す通り、6時間インキュベート後のRNase Aの回復活性は、GSH/GSSG(比較例5
)の場合(38%)と比較して、pPyM-SH-NMe・Cl/pPyM-SS-NMe・Cl(実施例8)存在下では
65%、pPyM-SH-NMe・I/pPyM-SS-NMe・I(実施例9)存在下では54%、oPyM-SH-NMe・I/oPyM
-SS-NMe・I(実施例10)存在下では43%と高い回復活性を示した。このことから、pPyM-
SH-NMe・Cl/pPyM-SS-NMe・Cl、pPyM-SH-NMe・I/pPyM-SS-NMe・I、及びoPyM-SH-NMe・I/oP
yM-SS-NMe・Iがフォールディング促進効果を有することが示された。
As shown in FIG. 7, the RNase A recovery activity after 6 hours of incubation was GSH/GSSG (Comparative Example 5
) in the presence of pPyM-SH-NMe Cl/pPyM-SS-NMe Cl (Example 8) compared to (38%)
65%, 54% in the presence of pPyM-SH-NMe.I/pPyM-SS-NMe.I (Example 9), oPyM-SH-NMe.I/oPyM
In the presence of -SS-NMe·I (Example 10), it exhibited a high recovery activity of 43%. From this, pPyM-
SH-NMe Cl/pPyM-SS-NMe Cl, pPyM-SH-NMe I/pPyM-SS-NMe I, and oPyM-SH-NMe I/oP
It was shown that yM-SS-NMe•I has a folding promoting effect.
14)加熱によるβ2mの凝集実験
(添加剤なし)
天然型β2m 10 μMを含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を25℃から5
0℃まで加熱し、50℃に達した時点で10分間平衡化を行い、その後25℃に冷却した。遠心
分離後に得られた画分の上清について分光光度計により280 nmの吸光度を測定することに
より、上清中の天然型β2mの残存率を測定した。
14) Aggregation experiment of β2m by heating (without additives)
A buffer solution (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing 10 μM native β2m was added at 25°C to 5
It was heated to 0°C, allowed to equilibrate for 10 minutes when it reached 50°C, and then cooled to 25°C. The absorbance at 280 nm of the supernatant of the fraction obtained after centrifugation was measured with a spectrophotometer to measure the residual rate of native β2m in the supernatant.
(添加剤あり)
天然型β2m 10 μMを含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)に対し、以
下のチオール化合物1 mM:
比較例6;GSH
実施例11:LDA-SH
実施例12:BDA-SH
を添加し、25℃から50℃まで加熱し、50℃に達した時点で10分間平衡化を行い、その後25
℃に冷却した。遠心分離後に得られた画分の上清について分光光度計により280 nmの吸光
度を測定することにより、上清中の天然型β2mの残存率を測定した。
(with additives)
1 mM of the following thiol compounds in buffer (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing 10 μM native β2m:
Comparative Example 6; GSH
Example 11: LDA-SH
Example 12: BDA-SH
was added, heated from 25°C to 50°C, equilibrated for 10 minutes when 50°C was reached, then 25°C.
Cooled to °C. The absorbance at 280 nm of the supernatant of the fraction obtained after centrifugation was measured with a spectrophotometer to measure the residual rate of native β2m in the supernatant.
図8に、冷却後の溶液(遠心分離前)の写真を示す。図8より、LDA-SH(実施例11)
及びBDA-SH(実施例12)では、添加剤なし、GSH(比較例6)の場合と比較して、溶液
が透明であり、天然型β2mの凝集が抑制されていることがわかった。また、遠心分離によ
り得た上清中の天然型β2mの残存率を測定した結果を図9に示す。図9より、LDA-SH(実
施例11)及びBDA-SH(実施例12)では、添加剤なし、GSH(比較例6)の場合と比較
して、天然型β2mの残存率が高く、よって、LDA-SH及びBDA-SHはタンパク質の凝集を抑制
して可溶化する機能が高いことがわかった。
FIG. 8 shows a photograph of the solution after cooling (before centrifugation). From FIG. 8, LDA-SH (Example 11)
and BDA-SH (Example 12), compared to GSH (Comparative Example 6) with no additive, the solution was transparent, indicating that the aggregation of natural β2m was suppressed. FIG. 9 shows the results of measurement of the residual rate of native β2m in the supernatant obtained by centrifugation. From FIG. 9, LDA-SH (Example 11) and BDA-SH (Example 12) had a higher residual rate of natural β2m than GSH (Comparative Example 6) without additives. , LDA-SH and BDA-SH were found to have high ability to inhibit protein aggregation and solubilize.
15)RNase A活性評価4
フォールディング促進効果を評価するために、上記8)で調製したRNase Aの活性回復測定を行った。チオール化合物1 mM/ジスルフィド化合物0.2 mMの以下の組み合わせ:
実施例13:pPyM-SH/GSSG
の存在下で8 μM RNase Aを含む緩衝液(50 mM Tris-HCl pH 7.5、300 mM NaCl)を30℃でインキュベートした。経時的に反応液を分取し、RNase Aの基質となるシチジン 2′:3′-環状一リン酸(cytidine 2′:3′-cyclic monophosphate: cCMP)を含む同緩衝液で希釈し、最終濃度4 μM RNase A、0.4 mM cCMPとした。分光光度計により284 nmの吸光度の変化を測定し、天然構造へフォールディングされたRNase Aの核酸分解活性を定量した。結果を「上記12)RNase A活性評価2」の比較例4、実施例6及び7と共に図10に示す。
15) RNase
In order to evaluate the folding-promoting effect, the RNase A activity recovery assay prepared in 8) above was performed. The following combinations of 1 mM thiol compounds/0.2 mM disulfide compounds:
Example 13: pPyM-SH/GSSG
A buffer (50 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl) containing 8 μM RNase A was incubated at 30 °C in the presence of . The reaction solution was collected over time and diluted with the same
本発明のタンパク質のフォールディング剤は、多数のジスルフィド結合を有する抗体等
のタンパク質製剤への酸化的フォールディング促進剤として利用することができる。本発
明のタンパク質のフォールディング剤は、単一ジスルフィド結合を有するタンパク質の高
速酸化的フォールディング促進剤として利用することができる。また、本発明のタンパク
質のフォールディング剤は、タンパク質のミスフォールド体を人工的に可溶性の状態で蓄
積する試薬として、生化学分野の基礎研究における研究試薬として利用することができる
。
The protein folding agent of the present invention can be used as an oxidative folding promoter for protein preparations such as antibodies having many disulfide bonds. The protein folding agent of the present invention can be used as an agent for promoting rapid oxidative folding of proteins having a single disulfide bond. In addition, the protein folding agent of the present invention can be used as a research reagent in basic research in the field of biochemistry as a reagent for artificially accumulating misfolded proteins in a soluble state.
Claims (7)
X1、X2及びX3は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでい
てもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
Y1は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原子を含んでいてもよい炭素数
1~10個のアルキレン基であり、
Z1、Z2、Z3、Z4及びZ5は、それぞれ独立して、分子鎖中に1~5個の酸素原
子を含んでいてもよい炭素数1~10個のアルキレン基であり、
R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数1~24個のアルキル基であり、
M-は、それぞれ独立して、塩素イオン、臭素イオン又はヨウ素イオンである]
で表される化合物、並びにその塩及び溶媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分
として含むタンパク質のフォールディング剤。 The formula below:
X 1 , X 2 and X 3 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Y 1 is each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 and Z 5 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain 1 to 5 oxygen atoms in the molecular chain,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms,
each M − is independently a chloride ion, a bromide ion, or an iodine ion]
A protein folding agent comprising, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by and salts and solvates thereof.
なくとも1種を有効成分として含む、請求項1に記載のタンパク質のフォールディング剤
。 2. The protein folding agent according to claim 1, comprising as an active ingredient at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof.
少なくとも1種を有効成分として含む、請求項1に記載のタンパク質のフォールディング
剤。 2. The protein folding agent according to claim 1, comprising as an active ingredient at least one selected from compounds represented by formulas (8) to (14), and salts and solvates thereof.
なくとも1種;並びに式(8)ないし(14)で表される化合物、並びにその塩及び溶媒
和物から選択される少なくとも1種を有効成分として含む、請求項1に記載のタンパク質
のフォールディング剤。 At least one selected from compounds represented by formulas (1) to (7), and salts and solvates thereof; and compounds represented by formulas (8) to (14), and salts and solvates thereof 2. The protein folding agent according to claim 1, comprising at least one selected from substances as an active ingredient.
媒和物から選択される少なくとも1種の存在下で、アンフォールディングされたタンパク
質を処理する工程を含む、タンパク質のフォールディング方法。 A step of treating the unfolded protein in the presence of at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14) defined in claim 1, and salts and solvates thereof methods of protein folding, including;
媒和物から選択される少なくとも1種の存在下で、アンフォールディングされたタンパク
質を処理する工程を含む、タンパク質の再生方法。 A step of treating the unfolded protein in the presence of at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14) defined in claim 1, and salts and solvates thereof methods for refolding proteins, including;
媒和物から選択される少なくとも1種を有効成分として含むタンパク質の可溶化剤。 A protein solubilizer comprising, as an active ingredient, at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (14) defined in claim 1, and salts and solvates thereof.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
PCT/JP2022/008737 WO2022186243A1 (en) | 2021-03-03 | 2022-03-02 | Protein folding agent |
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JP2021033583 | 2021-03-03 |
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- 2022-02-14 JP JP2022020271A patent/JP2022135954A/en active Pending
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