JP2023125435A - Novel carrier molecule that delivers cell membrane-impermeable substance to cytoplasm of animal cell - Google Patents

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Masaya Tsukiji
隼佑 澤田
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Abstract

To provide a technique of delivering a cell membrane-impermeable substance to a cytoplasm of an animal cell.SOLUTION: There is provided a compound expressed by the following formula (1) (in the formula (1), X1 denotes a hydrogen atom, an acetyl group or -L2-R2, X2 denotes -NH2, -OH, or -L2-R2, at least one of X1 and X2 is -L2-R2, L1 and L2 denote, each independently, a divalent hydrocarbon group having a carbon number 1 to 50 in which one or a plurality of -C- may be substituted for -O-, -CO-, -NH-, -S-, or -S-S-, R1 denotes a prenyl group having an isoprene unit number 1 to 5, a saturated or unsaturated acyl group having a carbon number 10 to 30, or a saturated or unsaturated alkyl group having a carbon number 10 to 30, R2 denotes a bonding functional group or a monovalent group derived from a cell membrane-impermeable substance having a molecular weight 100 to 5000, m and n denote an integer of 0 to 20, and p and q denote an integer of 1 to 4). [formula 1]SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、細胞膜非透過性の物質を動物細胞の細胞質に送達する新規キャリア分子に関する。 The present invention relates to novel carrier molecules that deliver substances that are impermeable to cell membranes into the cytoplasm of animal cells.

近年、合成低分子医薬の分野は行き詰まりも指摘されており、医薬品開発の中心は抗体医薬をはじめとしたバイオ医薬にシフトしている。このような状況の中、ペプチド医薬は低分子医薬の問題を克服する次世代医薬基盤として期待されている。 In recent years, it has been pointed out that the field of synthetic small molecule drugs has reached an impasse, and the focus of drug development has shifted to biopharmaceuticals including antibody drugs. Under these circumstances, peptide drugs are expected to serve as a next-generation drug platform to overcome the problems of small-molecule drugs.

しかしながら、ペプチドは一般的に細胞膜透過性がないため、細胞内のタンパク質を標的としたペプチド創薬の大きなボトルネックとなっている。このため、ペプチドを細胞内に導入できる汎用的な技術の開発が求められている。 However, peptides generally do not have cell membrane permeability, which is a major bottleneck in peptide drug discovery targeting intracellular proteins. Therefore, there is a need to develop a general-purpose technique that can introduce peptides into cells.

これまでに、ペプチドを細胞内に導入するための技術がいくつか開発されてきたが、エンドサイトーシス経由での細胞内導入である場合が多い(例えば、非特許文献1を参照。)。エンドサイトーシス経由でペプチドが細胞内に導入された場合、ペプチドはエンドソーム内に内包されるため、効果的に薬効を発揮することができない。 Up to now, several techniques for introducing peptides into cells have been developed, but in most cases the introduction into cells is via endocytosis (see, for example, Non-Patent Document 1). When a peptide is introduced into cells via endocytosis, the peptide is encapsulated within endosomes and cannot effectively exert its medicinal efficacy.

一方、ピレンブチレート法(例えば、非特許文献2を参照。)によれば、細胞質にペプチドを送達することができる。しかしながら、この手法では、細胞を高濃度の別の化合物で前処理する必要がある。 On the other hand, according to the pyrene butyrate method (see, for example, Non-Patent Document 2), peptides can be delivered to the cytoplasm. However, this approach requires pretreatment of cells with high concentrations of another compound.

Futaki S., Membrane-permeable Arginine-Rich Peptides and the Translocation Mechanisms, Adv Drug Deliv Rev., 57 (4), 547-548, 2005.Futaki S., Membrane-permeable Arginine-Rich Peptides and the Translocation Mechanisms, Adv Drug Deliv Rev., 57 (4), 547-548, 2005. Takeuchi T., et al., Direct and Rapid Cytosolic Delivery Using Cell-Penetrating Peptides Mediated by Pyrenebutyrate, ACS Chem Biol., 1 (5),299-303, 2006.Takeuchi T., et al., Direct and Rapid Cytosolic Delivery Using Cell-Penetrating Peptides Mediated by Pyrenebutyrate, ACS Chem Biol., 1 (5),299-303, 2006.

このように、ペプチド等の細胞膜非透過性の物質を細胞質に直接送達する汎用的な技術は未だ確立されていない。そこで、本発明は、細胞膜非透過性の物質を動物細胞の細胞質に送達する技術を提供することを目的とする。 Thus, a general-purpose technique for directly delivering substances that do not permeate cell membranes, such as peptides, to the cytoplasm has not yet been established. Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for delivering a cell membrane-impermeable substance to the cytoplasm of animal cells.

本発明は以下の態様を含む。
[1]下記式(1)で表される化合物。

Figure 2023125435000001
[式(1)中、Xは水素原子、アセチル基又は-L-Rを表し、Xは-NH、-OH又は-L-Rを表し、XとXの少なくとも一方は-L-Rであり、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、Rは、結合性官能基、又は、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から誘導された1価の基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。]
[2]前記式(1)中のLが、-S-S-基を含む、[1]に記載の化合物。
[3]前記式(1)におけるm及びnの合計が5以上である、[1]又は[2]に記載の化合物。
[4]前記式(1)におけるXが-L-Rであり、nが7以下であるか、又は、前記式(1)におけるXが-L-Rであり、mが7以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の化合物。
[5]細胞に接触させた場合に、前記細胞の細胞膜を透過して細胞内に導入される、[1]~[4]のいずれかに記載の化合物。
[6]前記分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質が、ペプチドである、[1]~[5]のいずれかに記載の化合物。
[7]分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質を細胞透過性の物質に改変する方法であって、前記細胞膜非透過性の物質に下記式(2)で表される基又は下記式(2’)で表される基を結合させる工程を含む方法。
Figure 2023125435000002
[式(2)及び式(2’)中、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、式(2)中、Xは、-NH又は-OHを表し、式(2’)中、Xは、水素原子又はアセチル基を表す。]
[8]分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質を対象細胞の細胞質に導入する方法であって、下記式(2)で表される基又は下記式(2’)で表される基が結合した前記物質を前記対象細胞に接触させる工程を含む方法。
Figure 2023125435000003
[式(2)及び式(2’)中、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、式(2)中、Xは、-NH又は-OHを表し、式(2’)中、Xは、水素原子又はアセチル基を表す。] The present invention includes the following aspects.
[1] A compound represented by the following formula (1).
Figure 2023125435000001
[In formula (1), X 1 represents a hydrogen atom, an acetyl group, or -L 2 -R 2 , X 2 represents -NH 2 , -OH or -L 2 -R 2 , and the combination of X 1 and X 2 At least one is -L 2 -R 2 , and L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or -S Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with -S-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. It represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, and R 2 represents a binding functional group or a monovalent group derived from a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000. where m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. ]
[2] The compound according to [1], wherein L 2 in the formula (1) contains a -SS- group.
[3] The compound according to [1] or [2], wherein the sum of m and n in formula (1) is 5 or more.
[4] X 1 in the formula (1) is -L 2 -R 2 and n is 7 or less, or X 2 in the formula (1) is -L 2 -R 2 and m is 7 or less, the compound according to any one of [1] to [3].
[5] The compound according to any one of [1] to [4], which when brought into contact with a cell, penetrates the cell membrane of the cell and is introduced into the cell.
[6] The compound according to any one of [1] to [5], wherein the cell membrane-impermeable substance having a molecular weight of 100 to 5,000 is a peptide.
[7] A method for modifying a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 into a cell-permeable substance, the method comprising modifying the cell membrane-impermeable substance to a group represented by the following formula (2) or the following formula ( A method comprising the step of bonding a group represented by 2').
Figure 2023125435000002
[In formula (2) and formula (2'), L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or - Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with SS-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. represent. Further, in formula (2), X 3 represents -NH 2 or -OH, and in formula (2'), X 4 represents a hydrogen atom or an acetyl group. ]
[8] A method of introducing a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000 into the cytoplasm of a target cell, in which a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (2') is A method comprising the step of bringing the bound substance into contact with the target cell.
Figure 2023125435000003
[In formula (2) and formula (2'), L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or - Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with SS-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. represent. Further, in formula (2), X 3 represents -NH 2 or -OH, and in formula (2'), X 4 represents a hydrogen atom or an acetyl group. ]

本発明によれば、細胞膜非透過性の物質を動物細胞の細胞質に送達する技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for delivering a cell membrane-impermeable substance to the cytoplasm of an animal cell.

図1(a)は、実験例3で使用したSH2-EGFPの構造を示す模式図である。図1(b)及び(c)は、実験例3の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIG. 1(a) is a schematic diagram showing the structure of SH2-EGFP used in Experimental Example 3. FIGS. 1(b) and 1(c) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 3. 細胞膜局在の実験系を説明する模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an experimental system for cell membrane localization. 図3(a)は、実験例5で使用したscFv GCN4-sfGFPの構造を示す模式図である。図3(b)及び(c)は、実験例5の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIG. 3(a) is a schematic diagram showing the structure of scFv GCN4-sfGFP used in Experimental Example 5. FIGS. 3(b) and 3(c) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 5. 図4(a)は、実験例7で使用した15F11-mEGFPの構造を示す模式図である。図4(b)及び(c)は、実験例7の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIG. 4(a) is a schematic diagram showing the structure of 15F11-mEGFP used in Experimental Example 7. FIGS. 4(b) and 4(c) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 7. 図5(a)及び(b)は、実験例10の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIGS. 5A and 5B are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 10. 図6(a)及び(b)は、実験例13の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIGS. 6(a) and 6(b) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 13. 図7(a)及び(b)は、実験例16の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIGS. 7(a) and 7(b) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 16. 図8(a)は、実験例18で使用したDD-YFPの構造を示す模式図である。図8(b)及び(c)は、実験例18の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIG. 8(a) is a schematic diagram showing the structure of DD-YFP used in Experimental Example 18. FIGS. 8(b) and 8(c) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 18. 不安定化変異型eDHFRの実験系を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an experimental system for destabilizing mutant eDHFR. 図10(a)及び(b)は、実験例20の結果を示す共焦点レーザー顕微鏡写真である。FIGS. 10(a) and 10(b) are confocal laser micrographs showing the results of Experimental Example 20. 図11は、実験例22の結果を示す顕微鏡写真である。FIG. 11 is a micrograph showing the results of Experimental Example 22. 図12は、実験例23の結果を示す顕微鏡写真である。FIG. 12 is a micrograph showing the results of Experimental Example 23. 図13は、実験例24の結果を示す顕微鏡写真である。FIG. 13 is a micrograph showing the results of Experimental Example 24. 図14は、実験例26、29、30、33の結果を示す顕微鏡写真である。FIG. 14 is a micrograph showing the results of Experimental Examples 26, 29, 30, and 33. 図15は、実験例35の結果を示す顕微鏡写真である。FIG. 15 is a micrograph showing the results of Experimental Example 35. 図16(a)は、各化合物のペプチド導入率を算出した結果を示すグラフである。図16(b)は、各化合物の細胞毒性を評価した結果を示すグラフである。FIG. 16(a) is a graph showing the results of calculating the peptide introduction rate of each compound. FIG. 16(b) is a graph showing the results of evaluating the cytotoxicity of each compound. 図17(a)~(c)は、PI3K/Akt経路の阻害実験を説明する模式図である。FIGS. 17(a) to (c) are schematic diagrams illustrating inhibition experiments of the PI3K/Akt pathway. 図18(a)は、実験例37におけるウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。図18(b)は、図18(a)の結果を数値化したグラフである。FIG. 18(a) is a photograph showing the results of Western blotting in Experimental Example 37. FIG. 18(b) is a graph digitizing the results of FIG. 18(a).

一実施形態において、本発明は、下記式(1)で表される化合物を提供する。 In one embodiment, the present invention provides a compound represented by the following formula (1).

Figure 2023125435000004
[式(1)中、Xは水素原子、アセチル基又は-L-Rを表し、Xは-NH、-OH又は-L-Rを表し、XとXの少なくとも一方は-L-Rであり、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、Rは、結合性官能基、又は、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から誘導された1価の基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。]
Figure 2023125435000004
[In formula (1), X 1 represents a hydrogen atom, an acetyl group, or -L 2 -R 2 , X 2 represents -NH 2 , -OH or -L 2 -R 2 , and the combination of X 1 and X 2 At least one is -L 2 -R 2 , and L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or -S Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with -S-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. It represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, and R 2 represents a binding functional group or a monovalent group derived from a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000. where m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. ]

実施例において後述するように、本実施形態の化合物を動物細胞に接触させると、細胞膜を透過して細胞内に導入される。この過程において、本実施形態の化合物は、エンドサイトーシスにより細胞質に導入されるか、あるいは、エンドサイトーシスによらず、細胞膜を直接透過することにより細胞質に導入される。 As described later in Examples, when the compound of this embodiment is brought into contact with animal cells, it permeates the cell membrane and is introduced into the cells. In this process, the compound of the present embodiment is introduced into the cytoplasm by endocytosis, or by directly permeating the cell membrane without endocytosis.

本実施形態の化合物は、従来法と異なり、細胞を別の化合物で前処理することなく、培地に添加するだけで、細胞質に導入することができる。また、本実施形態の化合物を生体に投与することにより、エンドサイトーシスにより生体の細胞の細胞質に送達するか、あるいは、エンドサイトーシスによらず、細胞膜を直接透過して生体の細胞の細胞質に送達することができる。 Unlike conventional methods, the compound of this embodiment can be introduced into the cytoplasm simply by adding it to the culture medium without pretreating the cells with another compound. Furthermore, by administering the compound of this embodiment to a living body, it can be delivered to the cytoplasm of the living body's cells by endocytosis, or it can be directly permeated through the cell membrane without endocytosis and delivered to the cytoplasm of the living body's cells. can be delivered.

式(1)で表される化合物において、Rは結合性官能基であってもよいし、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から誘導された1価の基であってもよい。 In the compound represented by formula (1), R 2 may be a binding functional group or a monovalent group derived from a cell membrane-impermeable substance having a molecular weight of 100 to 5,000.

結合性官能基としては、例えば、アジド基、ジベンジルシクロオクチン(DBCO)基、スクシニミジルエステル基、マレイミド基、チオール基、アルデヒド基、ケト基等が挙げられる。 Examples of the binding functional group include an azide group, a dibenzylcyclooctyne (DBCO) group, a succinimidyl ester group, a maleimide group, a thiol group, an aldehyde group, and a keto group.

が結合性官能基である化合物は、当該結合性官能基による結合反応により、分子量100~5000の細胞膜非透過性の任意の物質に結合させることにより、細胞膜非透過性の物質を細胞膜透過性の物質に変換するために用いることができる。 A compound in which R 2 is a binding functional group can be bonded to any cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 through a binding reaction using the binding functional group, thereby allowing the cell membrane-impermeable substance to permeate the cell membrane. It can be used to convert into sexual substances.

例えば結合性官能基がDBCO基である場合、式(1)で表される化合物を、アジド基を有する化合物と接触させることにより、クリック反応により結合させることができる。また、例えば結合性官能基がスクシニミジルエステル基である場合、式(1)で表される化合物を、第一級アミンを有する化合物と接触させることにより、アミド結合を形成させて結合させることができる。また、例えば結合性官能基がマレイミド基である場合、式(1)で表される化合物を、チオール基を有する化合物と接触させることにより、チオエーテル結合を形成させて結合させることができる。 For example, when the binding functional group is a DBCO group, the compound represented by formula (1) can be brought into contact with a compound having an azide group to form a bond through a click reaction. Further, for example, when the binding functional group is a succinimidyl ester group, the compound represented by formula (1) can be brought into contact with a compound having a primary amine to form an amide bond to form the bond. I can do it. Further, for example, when the binding functional group is a maleimide group, a thioether bond can be formed and bonded by bringing the compound represented by formula (1) into contact with a compound having a thiol group.

本実施形態の化合物において、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から誘導された1価の基とは、例えば、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から、アジド基を除いた基、アミノ基を除いた基、チオール基を除いた基等であってもよい。 In the compound of this embodiment, the monovalent group derived from a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 is, for example, a group obtained by removing an azide group from a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000. , a group excluding an amino group, a group excluding a thiol group, etc.

細胞膜非透過性の物質とは、例えば、動物細胞の培地中に添加しても細胞中に導入されない物質を意味する。例えば、培地中に5μMの濃度で添加して30分インキュベート後に、細胞質中における物質濃度が5nM未満である物質を細胞膜非透過性の物質と判断することができる。 A substance that does not permeate cell membranes means, for example, a substance that is not introduced into cells even if added to the culture medium of animal cells. For example, a substance whose concentration in the cytoplasm is less than 5 nM after being added to a medium at a concentration of 5 μM and incubated for 30 minutes can be determined to be a substance that does not permeate the cell membrane.

分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質は、ペプチドであってもよい。ペプチドは、直鎖状のペプチドであってもよいし、環状のペプチドであってもよい。また、天然アミノ酸のみからなるペプチドであってもよいし、特殊アミノ酸を含むペプチドであってもよい。特殊アミノ酸を含むペプチドとしては、ペプトイドが挙げられる。特殊アミノ酸としては、例えば、アセチル化アミノ酸、クロロアセチル化アミノ酸、D-アミノ酸、N-メチルアミノ酸、β-アミノ酸等が挙げられるがこれらに限定されない。 The cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 may be a peptide. The peptide may be a linear peptide or a cyclic peptide. Furthermore, the peptide may be composed only of natural amino acids or may be a peptide containing special amino acids. Examples of peptides containing special amino acids include peptoids. Examples of the special amino acids include, but are not limited to, acetylated amino acids, chloroacetylated amino acids, D-amino acids, N-methyl amino acids, β-amino acids, and the like.

分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質としては、医薬、研究用物質等が挙げられる。分子量500未満の医薬は低分子医薬と呼ばれる。また、分子量500~2000程度の医薬は中分子医薬と呼ばれる。中分子医薬としては、ペプチド医薬が挙げられる。 Examples of cell membrane-impermeable substances with a molecular weight of 100 to 5,000 include pharmaceuticals, research substances, and the like. Drugs with a molecular weight of less than 500 are called low molecule drugs. Furthermore, drugs with a molecular weight of about 500 to 2,000 are called middle-molecule drugs. Examples of middle molecule drugs include peptide drugs.

より具体的な、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質としては、実施例において後述する、HAペプチド、SH2ペプチド、GCN4ペプチド、PI3Kインヒビターペプチド、フルオレセイン等が挙げられるがこれらに限定されない。 More specific cell membrane-impermeable substances with a molecular weight of 100 to 5,000 include, but are not limited to, HA peptide, SH2 peptide, GCN4 peptide, PI3K inhibitor peptide, fluorescein, etc., which will be described later in the Examples.

一実施形態において、本発明は、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質を細胞透過性の物質に改変する方法であって、前記細胞膜非透過性の物質に下記式(2)で表される基又は下記式(2’)で表される基を結合させる工程を含む方法を提供する。

Figure 2023125435000005
[式(2)及び式(2’)中、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、式(2)中、Xは、-NH又は-OHを表し、式(2’)中、Xは、水素原子又はアセチル基を表す。] In one embodiment, the present invention provides a method for modifying a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 into a cell-permeable substance, wherein the cell membrane-impermeable substance is represented by the following formula (2). or a group represented by the following formula (2') is provided.
Figure 2023125435000005
[In formula (2) and formula (2'), L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or - Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with SS-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. represent. Further, in formula (2), X 3 represents -NH 2 or -OH, and in formula (2'), X 4 represents a hydrogen atom or an acetyl group. ]

例えば、細胞膜透過性がない医薬に、上記式(2)で表される基又は上記式(2’)で表される基を結合させることにより、上記式(1)で表される化合物を得ることができる。この結果、細胞膜透過性がない医薬を、エンドサイトーシスにより細胞質に導入するか、あるいは、エンドサイトーシスによらず、細胞膜を直接透過することにより細胞質に導入し、薬効を発揮させることができる医薬に変換することができる。これにより、例えばペプチド創薬を飛躍的に加速することができる。 For example, a compound represented by the above formula (1) can be obtained by bonding a group represented by the above formula (2) or a group represented by the above formula (2') to a drug that does not have cell membrane permeability. be able to. As a result, drugs that do not have cell membrane permeability can be introduced into the cytoplasm by endocytosis, or drugs that can be introduced into the cytoplasm by directly permeating the cell membrane without endocytosis, and exhibit their drug efficacy. can be converted to . Thereby, for example, peptide drug discovery can be dramatically accelerated.

細胞膜透過性がない物質に、上記式(2)で表される基又は上記式(2’)で表される基を結合させる方法としては、上述した方法が挙げられる。具体的には、式(1)で表される化合物において、Rが結合性官能基である化合物を、細胞膜透過性がない物質と接触させることにより、当該結合性官能基と細胞膜透過性がない物質との結合反応により、細胞膜透過性がない物質に、上記式(2)で表される基又は上記式(2’)で表される基を結合させることができる。 Examples of the method for bonding the group represented by the above formula (2) or the group represented by the above formula (2') to a substance that does not have cell membrane permeability include the methods described above. Specifically, in the compound represented by formula (1), R 2 is a binding functional group, and by contacting the compound with a substance that does not have cell membrane permeability, the binding functional group and cell membrane permeability are separated. The group represented by the above formula (2) or the group represented by the above formula (2') can be bonded to a substance that does not have cell membrane permeability through a bonding reaction with a substance that does not have cell membrane permeability.

分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質が医薬である場合、上記式(1)で表される化合物は、医薬を直接細胞質に送達する薬物送達システムであるということができる。 When a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 is a drug, the compound represented by formula (1) above can be said to be a drug delivery system that directly delivers the drug to the cytoplasm.

分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質は、研究用物質であってもよい。研究用物質としては、特に限定されず、例えば、化合物ライブラリ、標識物質、糖等が挙げられる。糖はオリゴ糖であってもよい。化合物ライブラリとしては、天然化合物ライブラリ、合成化合物ライブラリ、既存薬ライブラリ、ペプチドライブラリ等が挙げられる。 The cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000 may be a research substance. Research substances are not particularly limited, and include, for example, compound libraries, labeling substances, sugars, and the like. The sugar may be an oligosaccharide. Examples of compound libraries include natural compound libraries, synthetic compound libraries, existing drug libraries, and peptide libraries.

上記式(1)で表される化合物、上記式(2)で表される基又は上記式(2’)で表される基において、Lは、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表す。Lは、Rで表される基と、下記式(3)で表される基とを結合するリンカーとして機能する基であれば特に限定されない。また、Lの長さは、本発明の効果が得られる程度であれば特に限定されない。Lは、アミノ酸の側鎖に由来する基であってもよい。 In the compound represented by the above formula (1), the group represented by the above formula (2), or the group represented by the above formula (2'), L 1 is such that one or more -C- is -O Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with -, -CO-, -NH-, -S- or -SS-. L 1 is not particularly limited as long as it is a group that functions as a linker that connects the group represented by R 1 and the group represented by the following formula (3). Further, the length of L1 is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. L 1 may be a group derived from the side chain of an amino acid.

Figure 2023125435000006
[式(3)中、Xは水素原子、アセチル基又は-L-Rを表し、Xは-NH、-OH又は-L-Rを表し、XとXの少なくとも一方は-L-Rであり、Lは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、結合性官能基、又は、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から誘導された1価の基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。]
Figure 2023125435000006
[In formula (3), X 1 represents a hydrogen atom, an acetyl group, or -L 2 -R 2 , X 2 represents -NH 2 , -OH or -L 2 -R 2 , and the combination of X 1 and X 2 At least one of them is -L 2 -R 2 , and each L 2 independently represents one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or -S-S- represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. ]

上記式(1)で表される化合物、上記式(2)で表される基又は上記式(2’)で表される基において、Lは、Rで表される基と、下記式(4)で表される基又は下記式(4’)で表される基とを結合するリンカーとして機能する基であれば特に限定されない。また、Lの長さは、本発明の効果が得られる程度であれば特に限定されない。また、上記式(1)で表される化合物において、Lは、上述した結合性官能基の一部を含んでいてもよい。 In the compound represented by the above formula (1), the group represented by the above formula (2), or the group represented by the above formula (2'), L 2 is a group represented by R 2 and the following formula The group is not particularly limited as long as it functions as a linker for bonding the group represented by (4) or the group represented by the following formula (4'). Further, the length of L2 is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained. Moreover, in the compound represented by the above formula (1), L 2 may include a part of the above-mentioned binding functional group.

Figure 2023125435000007
[式(4)及び式(4’)中、Lは、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、式(4)中、Xは、-NH又は-OHを表し、式(4’)中、Xは、水素原子又はアセチル基を表す。]
Figure 2023125435000007
[In formula (4) and formula (4'), L 1 is one or more -C- is substituted with -O-, -CO-, -NH-, -S- or -S-S- R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, which may have 1 to 5 carbon atoms, and R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, a saturated or unsaturated acyl group having 10 to 30 carbon atoms, or a C 10 ~30 saturated or unsaturated alkyl groups, m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. Furthermore, in formula (4), X 3 represents -NH 2 or -OH, and in formula (4'), X 4 represents a hydrogen atom or an acetyl group. ]

実施例において後述するように、上記式(1)で表される化合物を、細胞質内に導入した後、Rで表される基と、上記式(4)で表される基とを切断したい場合、例えば、Lに-S-S-基を含ませるとよい。この場合、上記式(1)で表される化合物は、細胞質内に導入された後、細胞質内の還元的条件により切断される。 As described later in the Examples, after introducing the compound represented by the above formula (1) into the cytoplasm, it is desired to cleave the group represented by R 2 and the group represented by the above formula (4). In this case, for example, L 2 may contain an -SS- group. In this case, the compound represented by the above formula (1) is introduced into the cytoplasm and then cleaved under reducing conditions within the cytoplasm.

上記式(1)で表される化合物、上記式(2)で表される基又は上記式(2’)で表される基において、下記式(5)又は下記式(6)で表される基は、正電荷を有するアミノ酸残基又はその誘導体を含むことができる。正電荷を有するアミノ酸残基としては、リジン残基、アルギニン残基等が挙げられる。下記式(5)又は下記式(6)で表される基は、これらのアミノ酸残基のうち1種を単独で含んでいてもよいし、複数種類を混合して含んでいてもよい。下記式(5)又は下記式(6)で表される基は、なかでも、リジン残基であることが好ましい。実施例において後述するように、リジン残基を用いることにより、細胞毒性を抑えつつ、細胞内への導入効率が格段に上昇する傾向がある。 In the compound represented by the above formula (1), the group represented by the above formula (2), or the group represented by the above formula (2'), the compound represented by the following formula (5) or the following formula (6) The group can include a positively charged amino acid residue or a derivative thereof. Examples of positively charged amino acid residues include lysine residues and arginine residues. The group represented by the following formula (5) or the following formula (6) may contain one type of these amino acid residues alone, or may contain a mixture of multiple types. Among others, the group represented by the following formula (5) or the following formula (6) is preferably a lysine residue. As described later in Examples, the use of lysine residues tends to significantly increase the efficiency of introduction into cells while suppressing cytotoxicity.

Figure 2023125435000008
[式(5)中、m、pの定義は上記式(1)におけるものと同様である。]
Figure 2023125435000008
[In formula (5), the definitions of m and p are the same as those in formula (1) above. ]

Figure 2023125435000009
[式(6)中、n、qの定義は上記式(1)におけるものと同様である。]
Figure 2023125435000009
[In formula (6), the definitions of n and q are the same as those in formula (1) above. ]

上記式(5)におけるmが0である場合、上記式(5)は単結合を表す。同様に、上記式(6)におけるnが0である場合、上記式(6)は単結合を表す。 When m in the above formula (5) is 0, the above formula (5) represents a single bond. Similarly, when n in the above formula (6) is 0, the above formula (6) represents a single bond.

上記式(5)におけるpが4である場合、上記式(5)で表される基はアミノ酸のリジン残基又はそのポリマーである。また、上記式(6)におけるqが4である場合、上記式(6)で表される基はアミノ酸のリジン残基又はそのポリマーである。リジン残基はL体であってもよいしD体であってもよい。また、L体とD体の双方を含んでいてもよい。リジン残基の誘導体としては、例えば、上記式(5)におけるp又は上記式(6)におけるqが4以外である基が挙げられる。 When p in the above formula (5) is 4, the group represented by the above formula (5) is a lysine residue of an amino acid or a polymer thereof. Further, when q in the above formula (6) is 4, the group represented by the above formula (6) is a lysine residue of an amino acid or a polymer thereof. The lysine residue may be in the L-configuration or the D-configuration. Further, it may contain both L-form and D-form. Examples of derivatives of lysine residues include groups in which p in the above formula (5) or q in the above formula (6) is other than 4.

上記式(5)又は上記式(6)で表される基がL体のリジン残基を含む場合、上記式(1)で表される化合物が細胞質内に導入された後、上記式(5)又は上記式(6)で表される基の部分が切断されやすい傾向がある。また、上記式(5)又は上記式(6)で表される基がD体のリジン残基を含む場合、上記式(1)で表される化合物が細胞質内に導入された後、上記式(5)又は上記式(6)で表される基の部分が切断されにくくなる傾向がある。 When the group represented by the above formula (5) or the above formula (6) contains an L-form lysine residue, after the compound represented by the above formula (1) is introduced into the cytoplasm, the above formula (5) ) or the group represented by the above formula (6) tends to be easily cleaved. In addition, when the group represented by the above formula (5) or the above formula (6) contains a D-type lysine residue, after the compound represented by the above formula (1) is introduced into the cytoplasm, the above formula (5) or the group represented by the above formula (6) tends to be difficult to cleave.

上記式(5)で表される基において、mが2以上である場合、各繰り返し単位は同一であってもよく異なっていてもよい。同様に、上記式(6)で表される基において、nが2以上である場合、各繰り返し単位は同一であってもよく異なっていてもよい。 In the group represented by the above formula (5), when m is 2 or more, each repeating unit may be the same or different. Similarly, in the group represented by the above formula (6), when n is 2 or more, each repeating unit may be the same or different.

実施例において後述するように、m又はnの数を適宜調整することにより、上記式(1)で表される化合物の細胞への導入効率、細胞毒性等を調整することができる。 As will be described later in Examples, by appropriately adjusting the number of m or n, the efficiency of introduction of the compound represented by formula (1) into cells, cytotoxicity, etc. can be adjusted.

例えば、上記式(1)におけるm及びnの合計は5以上であってもよい。実施例において後述するように、上記式(1)におけるm及びnの合計が大きいほど、上記式(1)で表される化合物の細胞への導入効率が上昇する傾向がある。例えば、上記式(1)におけるnが0であり、mが5以上であってもよい。 For example, the sum of m and n in the above formula (1) may be 5 or more. As described later in Examples, the larger the sum of m and n in the above formula (1), the higher the efficiency of introducing the compound represented by the above formula (1) into cells tends to be. For example, n in the above formula (1) may be 0, and m may be 5 or more.

また、上記式(1)におけるm及びnの合計は10以下であってもよい。実施例において後述するように、m及びnの合計が10以下であると、上記式(1)で表される化合物の細胞毒性が低減される傾向がある。例えば、上記式(1)におけるnが0であり、mが10以下であってもよい。 Moreover, the sum of m and n in the above formula (1) may be 10 or less. As described later in Examples, when the sum of m and n is 10 or less, the cytotoxicity of the compound represented by the above formula (1) tends to be reduced. For example, n in the above formula (1) may be 0, and m may be 10 or less.

また、上記式(1)で表される化合物において、Rは化合物の端部に近いことが好ましい。また、RはRから離れていることが好ましい。より具体的には、上記式(1)におけるXが-L-Rである場合、nは小さいことが好ましく、mは大きいことが好ましい。また、上記式(1)におけるXが-L-Rである場合、nは大きいことが好ましく、mは小さいことが好ましい。 Further, in the compound represented by the above formula (1), R 1 is preferably close to an end of the compound. Further, it is preferable that R 1 is separated from R 2 . More specifically, when X 1 in the above formula (1) is -L 2 -R 2 , n is preferably small and m is preferably large. Further, when X 2 in the above formula (1) is -L 2 -R 2 , n is preferably large and m is preferably small.

例えば、上記式(1)におけるXが-L-Rである場合、上記式(1)におけるnが7以下であることが好ましく、nが6以下であることが好ましく、nが5以下であることが好ましく、nが4以下であることが好ましく、nが3以下であることが好ましく、nが2以下であることが好ましく、nが1以下であることが好ましく、nが0であることが好ましい。 For example, when X 1 in the above formula (1) is -L 2 -R 2 , n in the above formula (1) is preferably 7 or less, preferably 6 or less, and n is 5 It is preferably the following, n is preferably 4 or less, n is preferably 3 or less, n is preferably 2 or less, n is preferably 1 or less, n is 0 It is preferable that

また、上記式(1)におけるXが-L-Rである場合、上記式(1)におけるmが7以下であることが好ましく、mが6以下であることが好ましく、mが5以下であることが好ましく、mが4以下であることが好ましく、mが3以下であることが好ましく、mが2以下であることが好ましく、mが1以下であることが好ましく、mが0であることが好ましい。 Further, when X 2 in the above formula (1) is -L 2 -R 2 , m in the above formula (1) is preferably 7 or less, m is preferably 6 or less, and m is 5 or less. preferably below, m is preferably 4 or below, m is preferably 3 or below, m is preferably 2 or below, m is preferably 1 or below, m is 0 It is preferable that

上記式(1)におけるm及びnが上記の範囲である場合、上記式(1)で表される化合物の細胞への導入効率が上昇する傾向がある。 When m and n in the above formula (1) are within the above ranges, the efficiency of introducing the compound represented by the above formula (1) into cells tends to increase.

上記式(1)又は(2)で表される化合物において、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表す。より具体的なRとしては、実施例において後述する、ファルネシル基、パルミトイル基、オレオイル基等が挙げられるがこれらに限定されない。 In the compound represented by the above formula (1) or (2), R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, a saturated or unsaturated acyl group having 10 to 30 carbon atoms, or a saturated or unsaturated acyl group having 10 to 30 carbon atoms. Represents a saturated or unsaturated alkyl group. More specific examples of R 1 include, but are not limited to, farnesyl groups, palmitoyl groups, oleoyl groups, etc., which will be described later in Examples.

実施例において後述するように、Rがこのような構造であることにより、上記式(1)で表される化合物を動物細胞と接触させるだけで、上記式(1)で表される化合物をエンドサイトーシスにより細胞質に導入するか、あるいは、エンドサイトーシスによらず、細胞膜を直接透過することにより細胞質に導入することができる。 As will be described later in the Examples, because R 1 has such a structure, the compound represented by the above formula (1) can be converted into a compound represented by the above formula (1) simply by contacting the compound represented by the above formula (1) with animal cells. It can be introduced into the cytoplasm by endocytosis, or by directly permeating the cell membrane without endocytosis.

また、上記式(1)で表される化合物が細胞質内に導入された後、上記式(1)におけるL、又は、上記式(1)における式(5)の部分が切断されると、Rは細胞質内に局在することになる。 Further, after the compound represented by the above formula (1) is introduced into the cytoplasm, when L 2 in the above formula (1) or the formula (5) in the above formula (1) is cleaved, R2 will be localized within the cytoplasm.

一方、上記式(1)で表される化合物が細胞質内に導入された後、上記式(1)におけるL、又は、上記式(1)における式(5)の部分が切断されなかった場合、Rは、Rの性質に応じて細胞の特定の領域に局在することになる。特定の領域としては、例えば細胞膜が挙げられる。 On the other hand, when L 2 in the above formula (1) or the formula (5) in the above formula (1) is not cleaved after the compound represented by the above formula (1) is introduced into the cytoplasm. , R2 will be localized to specific regions of the cell depending on the nature of R1 . Specific regions include, for example, cell membranes.

実施例において後述するように、上記式(1)で表される化合物は、ペプチド固相合成法を利用した方法により合成することができる。 As described later in the Examples, the compound represented by the above formula (1) can be synthesized by a method using a peptide solid phase synthesis method.

式(1)で表される具体的な化合物としては、実施例において後述する、化合物(7)~(19)、(26)等が挙げられるがこれらに限定されない。 Specific compounds represented by formula (1) include, but are not limited to, compounds (7) to (19), (26), etc., which will be described later in Examples.

式(1)で表される化合物において、Rが医薬から誘導された基である場合、式(1)で表される化合物は医薬化合物であるということができる。医薬化合物は薬学的に許容される担体と混和して医薬組成物として製剤化されていてもよい。 In the compound represented by formula (1), when R 2 is a group derived from a pharmaceutical, the compound represented by formula (1) can be said to be a pharmaceutical compound. The pharmaceutical compound may be mixed with a pharmaceutically acceptable carrier and formulated as a pharmaceutical composition.

医薬組成物における製剤化の例としては、特に限定されず、例えば、錠剤、カプセル剤、エリキシル剤として経口的に使用されるものが挙げられる。または、水若しくはそれ以外の薬学的に許容し得る液体と混合した無菌性溶液又は懸濁液剤の注射剤の形で非経口的に使用されるものが挙げられる。 Examples of formulations in pharmaceutical compositions are not particularly limited, and include those used orally as tablets, capsules, and elixirs. Alternatively, examples include those used parenterally in the form of injections of sterile solutions or suspensions mixed with water or other pharmaceutically acceptable liquids.

錠剤、カプセル剤に混和することができる添加剤としては、例えば、ゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴム等の結合剤、結晶性セルロース等の賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸等の膨化剤、ステアリン酸マグネシウム等の潤滑剤、ショ糖、乳糖、サッカリン等の甘味剤、ペパーミント、アカモノ油等の香味剤等が挙げられる。 Examples of additives that can be mixed into tablets and capsules include binders such as gelatin, corn starch, gum tragacanth, and gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, leavening agents such as corn starch, gelatin, and alginic acid, and stearin. Examples include lubricants such as magnesium acid, sweeteners such as sucrose, lactose, and saccharin, and flavoring agents such as peppermint and red pepper oil.

注射のための無菌組成物は注射用蒸留水等のベヒクルを用いて通常の製剤実施にしたがって処方することができる。注射用の水溶液としては、例えば生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液、例えばD-ソルビトール、D-マンノース、D-マンニトール、塩化ナトリウムが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール、具体的にはエタノール、ポリアルコール、例えばプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、非イオン性界面活性剤、例えばポリソルベート80(TM)、HCO-50と併用してもよい。 Sterile compositions for injection can be formulated according to conventional pharmaceutical practice using a vehicle such as distilled water for injection. Aqueous solutions for injection include, for example, physiological saline, isotonic solutions containing dextrose and other adjuvants, such as D-sorbitol, D-mannose, D-mannitol, sodium chloride, and suitable solubilizing agents, such as It may be used in combination with alcohols, specifically ethanol, polyalcohols such as propylene glycol, polyethylene glycol, nonionic surfactants such as polysorbate 80 (TM), HCO-50.

また、緩衝剤、例えばリン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、無痛化剤、例えば、塩酸プロカイン、安定剤、例えばベンジルアルコール、フェノール、酸化防止剤と配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填させる。 It may also be combined with buffers such as phosphate buffers, sodium acetate buffers, soothing agents such as procaine hydrochloride, stabilizers such as benzyl alcohol, phenol, and antioxidants. The prepared injection solution is usually filled into suitable ampoules.

患者への投与は、例えば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射等のほか、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、または経口的に当業者に公知の方法により行いうる。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法などにより変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。 Administration to the patient is carried out by, for example, intraarterial injection, intravenous injection, subcutaneous injection, etc., as well as intranasal, transbronchial, intramuscular, percutaneous, or oral methods known to those skilled in the art. sell. Although the dosage varies depending on the patient's weight, age, administration method, etc., those skilled in the art can appropriately select an appropriate dosage.

化合物の投与量は、投与する薬物、患者の症状により差異はあるが、経口投与の場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、1日あたり約0.1から100mg、例えばは約1.0から50mg、例えば約1.0から20mgであると考えられる。 The dosage of the compound varies depending on the drug to be administered and the patient's symptoms, but in the case of oral administration, it is generally about 0.1 to 100 mg per day for an adult (assuming a body weight of 60 kg), for example about 1 .0 to 50 mg, such as about 1.0 to 20 mg.

非経口的に投与する場合は、その1回の投与量は、投与する薬物、投与対象、対象臓器、患者の症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では通常成人(体重60kgとして)においては、通常、1日あたり約0.01から30mg、例えば約0.1から20mg、例えば約0.1から10mg程度を静脈注射により投与することが適切であると考えられる。 When administered parenterally, the single dose varies depending on the drug to be administered, the subject to be administered, the target organ, the patient's symptoms, and the administration method, but for example, in the form of an injection, it is usually administered to an adult (assuming a body weight of 60 kg). ), it is generally considered appropriate to administer about 0.01 to 30 mg, for example about 0.1 to 20 mg, for example about 0.1 to 10 mg, by intravenous injection per day.

一実施形態において、本発明は、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質を対象細胞の細胞質に導入する方法であって、上記式(2)又は上記式(2’)で表される基が結合した前記物質を前記対象細胞に接触させる工程を含む方法を提供する。 In one embodiment, the present invention provides a method for introducing a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5,000 into the cytoplasm of a target cell, the method comprising a group represented by the above formula (2) or the above formula (2'). The present invention provides a method comprising the step of contacting the target cell with the substance bound to the target cell.

本実施形態の方法は、インビトロで行ってもよいし、インビボで行ってもよい。また、対象細胞は、生体外の細胞であってもよいし、ヒト又は非ヒト動物の生体内の細胞であってもよい。 The method of this embodiment may be performed in vitro or in vivo. Furthermore, the target cells may be cells outside the body or cells within the body of a human or non-human animal.

次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[実験例1]
(DBCO-KnFar(n=4,6,8,10)の合成)
下記スキーム(1)にしたがって、下記式(7)で表される化合物(以下、「DBCO-KnFar(n=4,6,8,10)」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 1]
(Synthesis of DBCO- D KnFar (n=4,6,8,10))
A compound represented by the following formula (7) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO- D KnFar (n=4,6,8,10)") was synthesized according to the following scheme (1).

Figure 2023125435000010
Figure 2023125435000010

Figure 2023125435000011
Figure 2023125435000011

具体的には、スキーム(1)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-KnC(n=4,6,8,10)を合成した。 Specifically, as shown in Scheme (1), DBCO- D Kn D C (n=4, 6, 8, 10) was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(127mg、100μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-D-Cys(Trt)-OH、Fmoc-D-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO aicdをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 First, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (127 mg, 100 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-D-Cys(Trt)-OH, Fmoc-D-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO aicd as building blocks.

Trt,Boc脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-K8Cを得た。 Trt, Boc deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. - Obtained D K8 DC.

続いて、DMF/アセトニトリル/水=2/1/1(0.05%TFA)の混合溶液にDBCO-KnC(n=4,6,8,10)、酢酸亜鉛二水和物、トランス,トランス-ファルネシルブロミドを溶解してファルネシル化した。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-KnFar(n=4,6,8,10)を透明固体として得た。 Subsequently, DBCO- D Kn D C (n = 4, 6, 8, 10), zinc acetate dihydrate, Trans, trans-farnesyl bromide was dissolved and farnesylated. Subsequently, it was purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified by DBCO- D KnFar (n=4,6, 8,10) was obtained as a transparent solid.

MALDI-TOF-MS:
DBCO-K4Far,calcd for[M+H],1559.9270;found,1560.1452
DBCO-K6Far,calcd for[M+H],1816.1169;found,1817.2498
DBCO-K8Far,calcd for[M+H],2072.3068;found,2073.3882
DBCO-K10Far,calcd for[M+H],2328.4967;found,2329.5068
MALDI-TOF-MS:
DBCO- D K4Far, calcd for [M+H] + , 1559.9270; found, 1560.1452
DBCO- D K6Far, calcd for [M+H] + , 1816.1169; found, 1817.2498
DBCO- D K8Far, calcd for [M+H] + , 2072.3068; found, 2073.3882
DBCO- D K10Far, calcd for [M+H] + , 2328.4967; found, 2329.5068

[実験例2]
(SH2peptide-K8Farの合成)
下記スキーム(2)にしたがって、下記式(8)で表される化合物(以下、「SH2peptide-K8Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 2]
(Synthesis of SH2peptide- D K8Far)
A compound represented by the following formula (8) (hereinafter sometimes referred to as "SH2peptide- D K8Far") was synthesized according to the following scheme (2).

Figure 2023125435000012
Figure 2023125435000012

Figure 2023125435000013
Figure 2023125435000013

具体的には、まず、Rinkアミド樹脂(0.43mmol/g)(46.5mg、20μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Met-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-FPmp-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 Specifically, first, Rink amide resin (0.43 mmol/g) (46.5 mg, 20 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-Leu-OH, Fmoc-Met-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, Fmoc-F 2 Pmp-OH, Fmoc-Asp(OtBu )-OH and acetic anhydride as building blocks, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated.

tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、SH2peptide(SH2ペプチド)を得た。SH2peptideのアミノ酸配列はDXVPMLK(配列番号1、X=ホスホノジフルオロメチルフェニルアラニン(F2Pmp))であり、分子量は約1045.09であった。 tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with SH2peptide. (SH2 peptide) was obtained. The amino acid sequence of SH2peptide was DXVPMLK (SEQ ID NO: 1, X=phosphonodifluoromethylphenylalanine (F2Pmp)), and the molecular weight was about 1045.09.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、SH2peptideを溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとSH2peptideを連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、SH2peptide-K8Farを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and SH2 peptide were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and subjected to a click reaction to link DBCO- D K8Far and SH2 peptide. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded SH2peptide- D K8Far as a white solid.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M-H],3114.7112;found,3115.7249 MALDI-TOF-MS: calcd for [MH] - , 3114.7112; found, 3115.7249

[実験例3]
(SH2peptide-K8Farによる局在化の検討)
ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)C末端由来のSrc homology 2 domain(SH2ドメイン)-EGFP(以下、「SH2-EGFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「SH2-EGFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度10μMとなるようにSH2peptide-K8Farを添加した。続いて、EGFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 3]
(Study of localization using SH2peptide- D K8Far)
HeLa cells expressing Src homology 2 domain (SH2 domain)-EGFP (hereinafter sometimes referred to as "SH2-EGFP") derived from the C-terminus of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) (hereinafter referred to as "SH2-EGFP expression") SH2 peptide- D K8Far was added to a final concentration of 10 μM to the culture medium of the cells. Subsequently, EGFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図1(a)は、SH2-EGFPの構造を示す模式図である。SH2-EGFPのアミノ酸配列を配列番号2に示す。図1(b)及び(c)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは10μmである。 FIG. 1(a) is a schematic diagram showing the structure of SH2-EGFP. The amino acid sequence of SH2-EGFP is shown in SEQ ID NO:2. FIGS. 1(b) and 1(c) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 10 μm.

図1(b)は、SH2peptide-K8Farの添加前のSH2-EGFP発現細胞の写真である。また、図1(c)は、SH2peptide-K8Farの添加から30分後に撮影したSH2-EGFP発現細胞の写真である。その結果、SH2peptide-K8Farの添加から30分後に、SH2-EGFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 1(b) is a photograph of SH2-EGFP-expressing cells before addition of SH2peptide- D K8Far. Furthermore, FIG. 1(c) is a photograph of SH2-EGFP-expressing cells taken 30 minutes after the addition of SH2peptide- D K8Far. As a result, it was revealed that SH2-EGFP was localized to the cell membrane 30 minutes after the addition of SH2peptide- D K8Far.

この結果は、SH2peptide-K8FarがSH2-EGFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在するSH2-EGFPのSH2ドメインがSH2peptide-K8FarのSH2peptideと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、SH2peptide-K8Farのファルネシル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。 This result suggests that SH2peptide -D K8Far penetrates the cell membrane of SH2-EGFP-expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and the SH2 domain of SH2-EGFP present in the cytoplasm binds to the SH2peptide of SH2peptide -D K8Far to form a complex. Furthermore, it is shown that the formed complex was localized to the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of SH2peptide- D K8Far.

図2は、細胞膜局在の実験系を説明する模式図である。図2における「キャリア分子」は、本実験例におけるSH2peptide-K8Farに該当する。図2における「Target Protein-蛍光タンパク質」は、本実験例におけるSH2-EGFPに該当する。図2に示すように、SH2peptide-K8FarをSH2-EGFP発現細胞に接触させると、SH2peptide-K8Farは細胞膜を透過して細胞質に導入される。続いて、細胞質に存在するSH2-EGFPのSH2ドメインがSH2peptide-K8FarのSH2peptideと結合して複合体を形成する。続いて、形成された複合体が、SH2peptide-K8Farのファルネシル基の存在により、細胞膜に局在する。この結果、細胞膜においてEGFPの蛍光が観察される。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an experimental system for cell membrane localization. The "carrier molecule" in FIG. 2 corresponds to SH2peptide- D K8Far in this experimental example. “Target Protein-Fluorescent Protein” in FIG. 2 corresponds to SH2-EGFP in this experimental example. As shown in FIG. 2, when SH2peptide- D K8Far is brought into contact with SH2-EGFP-expressing cells, SH2peptide -D K8Far passes through the cell membrane and is introduced into the cytoplasm. Subsequently, the SH2 domain of SH2-EGFP present in the cytoplasm binds to the SH2 peptide of SH2 peptide- D K8Far to form a complex. Subsequently, the formed complex is localized to the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of SH2peptide- D K8Far. As a result, EGFP fluorescence is observed in the cell membrane.

[実験例4]
(GCN4peptide-K8Farの合成)
下記スキーム(3)にしたがって、下記式(9)で表される化合物(以下、「GCN4peptide-K8Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 4]
(Synthesis of GCN4peptide- D K8Far)
A compound represented by the following formula (9) (hereinafter sometimes referred to as "GCN4peptide- D K8Far") was synthesized according to the following scheme (3).

Figure 2023125435000014
Figure 2023125435000014

Figure 2023125435000015
Figure 2023125435000015

具体的には、まず、Rinkアミド樹脂(0.43mmol/g)(69.8mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Glu(OtBu)-OH、Fmoc-His(Trt)-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asn(Trt)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 Specifically, first, Rink amide resin (0.43 mmol/g) (69.8 mg, 30 μmol) was deprotected with Fmoc and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Leu-OH, Fmoc-Arg(Pbf)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Glu(OtBu)- Fmoc deprotection and cupping using OH, Fmoc-His(Trt)-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc-Asn(Trt)-OH, Fmoc-Ser(tBu)-OH, and acetic anhydride as building blocks. The ring reaction was repeated.

Boc、Pbf、OtBu、Trt、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、GCN4peptide(GCN4ペプチド)を得た。GCN4peptideのアミノ酸配列はEELLSKNYHLENEVARLKKK(配列番号3)であり、分子量は約2508.87であった。 Boc, Pbf, OtBu, Trt, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with GCN4 peptide. (GCN4 peptide) was obtained. The amino acid sequence of GCN4 peptide was EELLSKNYHLENEVARLKKK (SEQ ID NO: 3), and the molecular weight was about 2508.87.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、GCN4peptideを溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとGCN4peptideを連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、GCN4peptide-K8Farを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and GCN4 peptide were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and subjected to a click reaction to link DBCO- D K8Far and GCN4 peptide. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded GCN4peptide -D K8Far as a white solid.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],4579.6677;found,4580.1319 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 4579.6677; found, 4580.1319

[実験例5]
(GCN4peptide-K8Farによる局在化の検討)
Single-chain variable fragment GCN4-sfGFP(以下、「scFv GCN4-sfGFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「scFv GCN4-sfGFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度15μMとなるようにGCN4peptide-K8Farを添加した。続いて、sfGFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 5]
(Study of localization using GCN4peptide- D K8Far)
Single-chain variable fragment GCN4-sfGFP (hereinafter sometimes referred to as "scFv GCN4-sfGFP") was expressed in HeLa cells (hereinafter sometimes referred to as "scFv GCN4-sfGFP expressing cells"). GCN4 peptide- D K8Far was added to a concentration of 15 μM. Subsequently, the fluorescence of sfGFP was observed using a confocal laser microscope.

図3(a)は、scFv GCN4-sfGFPの構造を示す模式図である。scFv GCN4-sfGFPのアミノ酸配列を配列番号4に示す。scFv GCN4はGCN4ペプチドに結合する一本鎖抗体である。図3(b)及び(c)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは10μmである。 FIG. 3(a) is a schematic diagram showing the structure of scFv GCN4-sfGFP. The amino acid sequence of scFv GCN4-sfGFP is shown in SEQ ID NO: 4. scFv GCN4 is a single chain antibody that binds to the GCN4 peptide. FIGS. 3(b) and 3(c) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 10 μm.

図3(b)は、GCN4peptide-K8Farの添加前のscFv GCN4-sfGFP発現細胞の写真である。また、図3(c)は、GCN4peptide-K8Farの添加から30分後に撮影したscFv GCN4-sfGFP発現細胞の写真である。その結果、GCN4peptide-K8Faの添加から30分後に、sfGFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 3(b) is a photograph of scFv GCN4-sfGFP-expressing cells before addition of GCN4peptide- D K8Far. Furthermore, FIG. 3(c) is a photograph of scFv GCN4-sfGFP-expressing cells taken 30 minutes after the addition of GCN4peptide- D K8Far. The results revealed that sfGFP was localized to the cell membrane 30 minutes after the addition of GCN4peptide -D K8Fa.

この結果は、GCN4peptide-K8FarがscFv GCN4-sfGFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在するscFv GCN4-sfGFPのscFv GCN4がGCN4peptide-K8FarのGCN4ペプチドと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、GCN4peptide-K8Farのファルネシル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。 This result indicates that GCN4peptide- D K8Far penetrates the cell membrane of scFv GCN4-sfGFP expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and the scFv GCN4 of scFv GCN4-sfGFP present in the cytoplasm binds to the GCN4 peptide of GCN4peptide -D K8Far. Furthermore, the formed complex was localized to the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of GCN4peptide - DK8Far.

[実験例6]
(HApeptide-K8Farの合成)
下記スキーム(4)にしたがって、下記式(10)で表される化合物(以下、「HApeptide-K8Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 6]
(Synthesis of HApeptide- D K8Far)
A compound represented by the following formula (10) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide- D K8Far") was synthesized according to the following scheme (4).

Figure 2023125435000016
Figure 2023125435000016

Figure 2023125435000017
Figure 2023125435000017

具体的には、まず、Rinkアミド樹脂(0.43mmol/g)(69.8mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 Specifically, first, Rink amide resin (0.43 mmol/g) (69.8 mg, 30 μmol) was deprotected with Fmoc and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc-Asp(OtBu)-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, anhydrous Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using acetic acid as a building block.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide(HAペプチド)を得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1297.39であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. (HA peptide) was obtained. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1297.39.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、HApeptideを溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとHApeptideを連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-K8Farを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and HApeptide were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8Far and HApeptide. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide- D K8Far as a white solid.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],3368.8843;found,3368.3081 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 3368.8843; found, 3368.3081

[実験例7]
(HApeptide-K8Farによる局在化の検討)
Frankenbody(15F11)-mEGFP(以下、「15F11-mEGFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「15F11-mEGFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度2.5μMとなるようにHApeptide-K8Farを添加した。続いて、mEGFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment Example 7]
(Study of localization using HApeptide- D K8Far)
A final concentration of 2.5 μM was added to the culture medium of HeLa cells expressing Frankenbody (15F11)-mEGFP (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP") (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP expressing cells"). HApeptide- D K8Far was added so that Subsequently, mEGFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図4(a)は、15F11-mEGFPの構造を示す模式図である。15F11-mEGFPのアミノ酸配列を配列番号6に示す。FrankenbodyはHAペプチドに結合する一本鎖抗体である。図4(b)及び(c)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは10μmである。 FIG. 4(a) is a schematic diagram showing the structure of 15F11-mEGFP. The amino acid sequence of 15F11-mEGFP is shown in SEQ ID NO: 6. Frankenbodies are single chain antibodies that bind to HA peptides. FIGS. 4(b) and 4(c) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 10 μm.

図4(b)は、HApeptide-K8Farの添加前の15F11-mEGFP発現細胞の写真である。また、図4(c)は、HApeptide-K8Farの添加から30分後に撮影した15F11-mEGFP発現細胞の写真である。その結果、HApeptide-K8Farの添加から30分後に、mEGFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 4(b) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells before addition of HApeptide- D K8Far. Furthermore, FIG. 4(c) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells taken 30 minutes after the addition of HApeptide- D K8Far. The results revealed that mEGFP was localized to the cell membrane 30 minutes after the addition of HApeptide- D K8Far.

この結果は、HApeptide-K8Farが15F11-mEGFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在する15F11-mEGFPのFrankenbody(15F11)がHApeptide-K8FarのHAペプチドと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、HApeptide-K8Farのファルネシル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。 This result indicates that HApeptide- D K8Far penetrates the cell membrane of 15F11-mEGFP-expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and the Frankenbody (15F11) of 15F11-mEGFP present in the cytoplasm binds to the HA peptide of HApeptide- D K8Far and forms a complex. Furthermore, the formed complex was localized to the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of HApeptide- D K8Far.

[実験例8]
(DBCO-K4FarK4の合成)
下記スキーム(5)にしたがって、下記式(11)で表される化合物(以下、「DBCO-K4FarK4」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 8]
(Synthesis of DBCO- D K4Far D K4)
A compound represented by the following formula (11) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO- D K4Far D K4") was synthesized according to the following scheme (5).

Figure 2023125435000018
Figure 2023125435000018

Figure 2023125435000019
Figure 2023125435000019

具体的には、スキーム(5)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-K4K4を合成した。 Specifically, as shown in Scheme (5), DBCO- D K4 D CD K4 was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(38mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-D-Cys(Trt)-OH、Fmoc-D-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO aicdをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 First, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (38 mg, 30 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-D-Cys(Trt)-OH, Fmoc-D-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO aicd as building blocks.

Trt,Boc脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-K4K4を得た。 Trt, Boc deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. - D K4 D CD K4 was obtained.

続いて、DMF/アセトニトリル/水=2/1/1(0.05%TFA)の混合溶液にDBCO-K4K4、酢酸亜鉛二水和物、トランス,トランス-ファルネシルブロミドを溶解してファルネシル化した。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-K4K4を透明固体として得た。 Subsequently, DBCO - DK4 , zinc acetate dihydrate, and trans ,trans-farnesyl bromide were dissolved in a mixed solution of DMF/acetonitrile/water = 2/1/1 (0.05% TFA). and farnesylated. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded DBCO - D K4 as a transparent solid. obtained as.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],1868.1190;found,1868.2736 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 1868.1190; found, 1868.2736

[実験例9]
(HApeptide-K4FarK4の合成)
下記スキーム(6)にしたがって、下記式(12)で表される化合物(以下、「HApeptide-K4FarK4」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 9]
(Synthesis of HApeptide- D K4Far D K4)
A compound represented by the following formula (12) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide- D K4Far D K4") was synthesized according to the following scheme (6).

Figure 2023125435000020
Figure 2023125435000020

Figure 2023125435000021
Figure 2023125435000021

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K4FarK4、HApeptideを溶解してクリック反応させ、DBCO-K4FarK4とHApeptideを連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-K4FarK4を白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K4Far D K4 and HApeptide were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K4Far D K4 and HApeptide. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide- D K4Far D K4 as a white solid. Ta.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],3368.8843;found,3368.8310 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 3368.8843; found, 3368.8310

[実験例10]
(HApeptide-K4FarK4による局在化の検討)
Frankenbody(15F11)-mEGFP(以下、「15F11-mEGFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「15F11-mEGFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度10μMとなるようにHApeptide-K4FarK4を添加した。続いて、mEGFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 10]
(Study of localization by HApeptide- D K4Far D K4)
Frankenbody (15F11)-mEGFP (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP") is expressed in the culture medium of HeLa cells (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP expressing cells") at a final concentration of 10 μM. HApeptide- D K4Far D K4 was added as follows. Subsequently, mEGFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図5(a)及び(b)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは10μmである。 FIGS. 5(a) and 5(b) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 10 μm.

図5(a)は、HApeptide-K4FarK4の添加前の15F11-mEGFP発現細胞の写真である。また、図5(b)は、HApeptide-K4FarK4の添加から30分後に撮影した15F11-mEGFP発現細胞の写真である。その結果、HApeptide-K4FarK4の添加から30分後に、mEGFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 5(a) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells before addition of HApeptide- D K4Far D K4. Furthermore, FIG. 5(b) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells taken 30 minutes after the addition of HApeptide -D K4Far D K4. The results revealed that mEGFP was localized to the cell membrane 30 minutes after the addition of HApeptide- D K4Far D K4.

この結果は、HApeptide-K4FarK4が15F11-mEGFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在する15F11-mEGFPのFrankenbody(15F11)がHApeptide-K4FarK4のHAペプチドと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、HApeptide-K4FarK4のファルネシル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。 This result indicates that HApeptide- D K4Far D K4 penetrates the cell membrane of 15F11-mEGFP-expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and the Frankenbody (15F11) of 15F11-mEGFP present in the cytoplasm interacts with the HA peptide of HApeptide -D K4Far D K4. It is shown that HApeptide-D K4 binds to form a complex, and that the formed complex is localized in the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of HApeptide -D K4Far D K4.

この結果は、上記式(1)におけるR(本実験例においてはファルネシル基)が、上記式(1)で表される化合物の末端に位置していなくても、上記式(1)で表される化合物が細胞膜を透過することができることを示す。 This result shows that even if R 1 (farnesyl group in this experimental example) in the above formula (1) is not located at the terminal of the compound represented by the above formula (1), This shows that the compound treated can permeate the cell membrane.

[実験例11]
(DBCO-K8Palの合成)
下記スキーム(7)にしたがって、下記式(13)で表される化合物(以下、「DBCO-K8Pal」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 11]
(Synthesis of DBCO- D K8Pal)
A compound represented by the following formula (13) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO- D K8Pal") was synthesized according to the following scheme (7).

Figure 2023125435000022
Figure 2023125435000022

Figure 2023125435000023
Figure 2023125435000023

具体的には、スキーム(7)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-K8Palを合成した。 Specifically, as shown in Scheme (7), DBCO- D K8Pal was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。ivDde脱保護は、室温で30分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、5%ヒドラジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. ivDde deprotection was performed using 5% hydrazine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 30 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(38mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-D-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-D-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO aicdをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、Palmitic acidをカップリングした。 First, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (38 mg, 30 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-D-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-D-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO aicd as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed, and palmitic acid was coupled.

Boc脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-K8Palを得た。 Boc deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. - D K8Pal was obtained.

MALDI-TOF-MS:calcd for [M+H],2040.4359;found,2040.5491 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 2040.4359; found, 2040.5491

[実験例12]
(HApeptide-K8Palの合成)
下記スキーム(8)にしたがって、下記式(14)で表される化合物(以下、「HApeptide-K8Pal」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 12]
(Synthesis of HApeptide- D K8Pal)
A compound represented by the following formula (14) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide- D K8Pal") was synthesized according to the following scheme (8).

Figure 2023125435000024
Figure 2023125435000024

Figure 2023125435000025
Figure 2023125435000025

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Pal、HApeptideを溶解してクリック反応させ、DBCO-K8PalとHApeptideを連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-K8Palを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Pal and HApeptide were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8Pal and HApeptide. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide- D K8Pal as a white solid.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],3598.1175;found,3599.6700 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 3598.1175; found, 3599.6700

[実験例13]
(HApeptide-K8Palによる局在化の検討)
Frankenbody(15F11)-mEGFP(以下、「15F11-mEGFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「15F11-mEGFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度2.5μMとなるようにHApeptide-K8Palを添加した。続いて、mEGFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 13]
(Study of localization using HApeptide- D K8Pal)
A final concentration of 2.5 μM was added to the medium of HeLa cells expressing Frankenbody (15F11)-mEGFP (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP") (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP expressing cells"). HApeptide- D K8Pal was added so that Subsequently, mEGFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図6(a)及び(b)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは10μmである。 FIGS. 6(a) and 6(b) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 10 μm.

図6(a)は、HApeptide-K8Palの添加前の15F11-mEGFP発現細胞の写真である。また、図6(b)は、HApeptide-K8Palの添加から30分後に撮影した15F11-mEGFP発現細胞の写真である。その結果、HApeptide-K8Palの添加から30分後に、mEGFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 6(a) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells before addition of HApeptide- D K8Pal. Furthermore, FIG. 6(b) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells taken 30 minutes after the addition of HApeptide- D K8Pal. The results revealed that mEGFP was localized to the cell membrane 30 minutes after the addition of HApeptide- D K8Pal.

この結果は、HApeptide-K8Palが15F11-mEGFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在する15F11-mEGFPのFrankenbody(15F11)がHApeptide-K8PalのHAペプチドと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、HApeptide-K8Palのパルミトイル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。 This result indicates that HApeptide- D K8Pal permeates the cell membrane of 15F11-mEGFP-expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and the Frankenbody (15F11) of 15F11-mEGFP present in the cytoplasm binds to the HA peptide of HApeptide- D K8Pal to form a complex. Furthermore, the formed complex was localized to the cell membrane due to the presence of the palmitoyl group of HApeptide- D K8Pal.

この結果は、上記式(1)におけるRが、ファルネシル基以外の基であっても、上記式(1)で表される化合物が細胞膜を透過することができることを示す。 This result shows that the compound represented by the above formula (1) can permeate the cell membrane even if R 1 in the above formula (1) is a group other than a farnesyl group.

[実験例14]
(DBCO-K8Oleの合成)
下記スキーム(9)にしたがって、下記式(15)で表される化合物(以下、「DBCO-K8Ole」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 14]
(Synthesis of DBCO- D K8Ole)
A compound represented by the following formula (15) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO- D K8Ole") was synthesized according to the following scheme (9).

Figure 2023125435000026
Figure 2023125435000026

Figure 2023125435000027
Figure 2023125435000027

具体的には、スキーム(9)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-K8Palを合成した。 Specifically, as shown in Scheme (9), DBCO- D K8Pal was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。ivDde脱保護は、室温で30分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、5%ヒドラジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. ivDde deprotection was performed using 5% hydrazine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 30 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(38mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-D-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-D-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO aicdをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、Oleic acidをカップリングした。 First, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (38 mg, 30 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-D-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-D-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO aicd as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed and Oleic acid was coupled.

Boc脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-K8Oleを得た。 Boc deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. - D K8Ole was obtained.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],2066.4515;found,2066.4922 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 2066.4515; found, 2066.4922

[実験例15]
(HApeptide-K8Oleの合成)
下記スキーム(10)にしたがって、下記式(16)で表される化合物(以下、「HApeptide-K8Ole」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 15]
(Synthesis of HApeptide- D K8Ole)
A compound represented by the following formula (16) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide- D K8Ole") was synthesized according to the following scheme (10).

Figure 2023125435000028
Figure 2023125435000028

Figure 2023125435000029
Figure 2023125435000029

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Ole、HApeptideを溶解してクリック反応させ、DBCO-K8OleとHApeptideを連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-K8Oleを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Ole and HApeptide were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO - DK8Ole and HApeptide. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide- D K8Ole as a white solid.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M-H],3622.1186;found,3623.2365 MALDI-TOF-MS: calcd for [MH] - , 3622.1186; found, 3623.2365

[実験例16]
(HApeptide-K8Oleによる局在化の検討)
Frankenbody(15F11)-mEGFP(以下、「15F11-mEGFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「15F11-mEGFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度2.5μMとなるようにHApeptide-K8Oleを添加した。続いて、mEGFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 16]
(Study of localization using HApeptide- D K8Ole)
A final concentration of 2.5 μM was added to the medium of HeLa cells expressing Frankenbody (15F11)-mEGFP (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP") (hereinafter sometimes referred to as "15F11-mEGFP expressing cells"). HApeptide- D K8Ole was added so that Subsequently, mEGFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図7(a)及び(b)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは10μmである。 FIGS. 7A and 7B are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 10 μm.

図7(a)は、HApeptide-K8Oleの添加前の15F11-mEGFP発現細胞の写真である。また、図7(b)は、HApeptide-K8Oleの添加から30分後に撮影した15F11-mEGFP発現細胞の写真である。その結果、HApeptide-K8Oleの添加から30分後に、mEGFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 7(a) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells before addition of HApeptide- D K8Ole. Furthermore, FIG. 7(b) is a photograph of 15F11-mEGFP-expressing cells taken 30 minutes after the addition of HApeptide- D K8Ole. The results revealed that mEGFP was localized to the cell membrane 30 minutes after the addition of HApeptide- D K8Ole.

この結果は、HApeptide-K8Oleが15F11-mEGFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在する15F11-mEGFPのFrankenbody(15F11)がHApeptide-K8OleのHAペプチドと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、HApeptide-K8Oleのオレオイル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。 This result indicates that HApeptide- D K8Ole is introduced into the cytoplasm through the cell membrane of 15F11-mEGFP-expressing cells, and the Frankenbody (15F11) of 15F11-mEGFP present in the cytoplasm binds to the HA peptide of HApeptide -D K8Ole and forms a complex. Furthermore, the formed complex was localized in the cell membrane due to the presence of the oleoyl group of HApeptide- D K8Ole.

この結果は、上記式(1)におけるRが、ファルネシル基以外の基であっても、上記式(1)で表される化合物が細胞膜を透過することができることを更に指示するものである。 This result further indicates that the compound represented by the above formula (1) can permeate the cell membrane even if R 1 in the above formula (1) is a group other than a farnesyl group.

[実験例17]
(HApeptide-TMP-SS-K8Farの合成)
下記スキーム(11)にしたがって、下記式(17)で表される化合物(以下、「HApeptide-TMP-SS-K8Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 17]
(Synthesis of HApeptide-TMP-SS- D K8Far)
A compound represented by the following formula (17) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide-TMP-SS- D K8Far") was synthesized according to the following scheme (11).

Figure 2023125435000030
Figure 2023125435000030

Figure 2023125435000031
Figure 2023125435000031

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(38.0mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd、Fmoc-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、TMP acidをカップリングした。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (38.0 mg, 30 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd, Fmoc-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc- Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Asp(OtBu)-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, and acetic anhydride as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed and TMP acid was coupled.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptideを得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1947.22であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. I got it. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1947.22.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、HApeptide-TMP-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとHApeptide-TMP-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-TMP-SS-K8Farを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and HApeptide-TMP-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8Far and HApeptide-TMP-SS-N3. . Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide-TMP-SS- D K8Far as a white solid. obtained as.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],4018.1559;found,4018.1715 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 4018.1559; found, 4018.1715

[実験例18]
(HApeptide-TMP-SS-K8Farの細胞内導入の検討)
eDHFR(Destabilized Domain)-YFP(以下、「DD-YFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「DD-YFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度1μMとなるようにHApeptide-TMP-SS-K8Farを添加した。続いて、YFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 18]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-TMP-SS- D K8Far)
eDHFR (Destabilized Domain)-YFP (hereinafter sometimes referred to as "DD-YFP") was added to the culture medium of HeLa cells (hereinafter sometimes referred to as "DD-YFP expressing cells") at a final concentration of 1 μM. HApeptide-TMP-SS- D K8Far was added so that Subsequently, YFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図8(a)は、DD-YFPの構造を示す模式図である。DD-YFPのアミノ酸配列を配列番号7に示す。DD-YFPは細胞内で発現された後、速やかに分解する。これに対し、DD-YFPにeDHFRのリガンドであるTMPが結合すると、安定化され、分解されなくなることで、細胞内のYFPの蛍光強度が増大する。 FIG. 8(a) is a schematic diagram showing the structure of DD-YFP. The amino acid sequence of DD-YFP is shown in SEQ ID NO: 7. After DD-YFP is expressed within cells, it is rapidly degraded. On the other hand, when TMP, which is a ligand for eDHFR, binds to DD-YFP, it is stabilized and no longer degraded, thereby increasing the fluorescence intensity of YFP within the cell.

図8(b)及び(c)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは20μmである。図8(b)は、HApeptide-TMP-SS-K8Farの添加前のDD-YFP発現細胞の写真である。また、図8(c)は、HApeptide-TMP-SS-K8Farの添加から60分後に撮影したDD-YFP発現細胞の写真である。その結果、HApeptide-TMP-SS-K8Farの添加から60分後に、細胞質においてYFPの蛍光が検出されたことが明らかとなった。 FIGS. 8(b) and 8(c) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 20 μm. FIG. 8(b) is a photograph of DD-YFP expressing cells before addition of HApeptide-TMP-SS- D K8Far. Furthermore, FIG. 8(c) is a photograph of DD-YFP expressing cells taken 60 minutes after the addition of HApeptide-TMP-SS- D K8Far. The results revealed that YFP fluorescence was detected in the cytoplasm 60 minutes after the addition of HApeptide-TMP-SS- D K8Far.

この結果は、HApeptide-TMP-SS-K8FarがDD-YFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在するDD-YFPがHApeptide-TMP-SS-K8FarのTMPと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、細胞質に拡散したことを示す。細胞質内は還元条件下にあるため、細胞質内にHApeptide-TMP-SS-K8Farが取り込まれた後、ジスルフィド結合が切断される。この結果、HApeptide-TMPとK8Farは分離する。そして、HApeptide-TMPはDD-YFPと結合してDD-YFPが安定化され、細胞内発現量が上昇し、細胞質に拡散する。 This result indicates that HApeptide-TMP-SS -D K8Far penetrates the cell membrane of DD-YFP-expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and DD-YFP present in the cytoplasm binds to TMP of HApeptide-TMP-SS- D K8Far. This shows that a complex was formed in the cells, and that the formed complex diffused into the cytoplasm. Since the cytoplasm is under reducing conditions, disulfide bonds are cleaved after HApeptide-TMP-SS- D K8Far is incorporated into the cytoplasm. As a result, HApeptide-TMP and DK8Far are separated. Then, HApeptide-TMP binds to DD-YFP, stabilizes DD-YFP, increases the intracellular expression level, and diffuses into the cytoplasm.

図9は、不安定化変異型eDHFRの実験系を説明する模式図である。図9における「キャリア分子」は、本実験例におけるHApeptide-TMP-SS-K8Farに該当する。図9における「不安定化変異型eDHFR-YFP」は、本実験例におけるDD-YFPに該当する。DD-YFPは不安定化変異型であるため、発現後すぐに分解される。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an experimental system for destabilizing mutant eDHFR. The “carrier molecule” in FIG. 9 corresponds to HApeptide-TMP-SS- D K8Far in this experimental example. “Destabilized mutant eDHFR-YFP” in FIG. 9 corresponds to DD-YFP in this experimental example. Since DD-YFP is a destabilizing mutant, it is degraded immediately after expression.

図9に示すように、HApeptide-TMP-SS-K8FarをDD-YFP発現細胞に接触させると、HApeptide-TMP-SS-K8Farは細胞膜を透過して細胞質に導入される。続いて、細胞質に存在するDD-YFPがHApeptide-TMP-SS-K8FarのTMPと結合して複合体を形成する。その結果、DD-YFPが安定化され、分解されなくなり、存在量が上昇する。 As shown in FIG. 9, when HApeptide-TMP-SS -D K8Far is brought into contact with DD-YFP-expressing cells, HApeptide-TMP-SS- D K8Far passes through the cell membrane and is introduced into the cytoplasm. Subsequently, DD-YFP present in the cytoplasm binds to TMP of HApeptide-TMP-SS- D K8Far to form a complex. As a result, DD-YFP is stabilized, no longer degraded, and its abundance increases.

また、細胞質内の還元条件により、HApeptide-TMP-SS-K8Farのジスルフィド結合が切断される。この結果、HApeptide-TMPとK8Farが分離する。その結果、DD-YFPが細胞質に拡散する。 Furthermore, the disulfide bond of HApeptide-TMP-SS- D K8Far is cleaved due to the reducing conditions in the cytoplasm. As a result, HApeptide-TMP and DK8Far are separated. As a result, DD-YFP diffuses into the cytoplasm.

なお、後述するように、HApeptide-TMP-SS-K8Farのジスルフィド結合を有しないHApeptide-TMP-Aoc-K8FarをDD-YFP発現細胞に接触させると、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farは細胞膜を透過して細胞質に導入される。続いて、細胞質に存在するDD-YFPがHApeptide-TMP-Aoc-K8FarのTMPと結合して複合体を形成する。ここで、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farは、細胞質内の還元条件においても切断されない。この結果、形成された複合体が、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farのファルネシル基の存在により、細胞膜に局在する。この結果、細胞膜においてYFPの蛍光が観察される。 As described below, when HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far, which does not have the disulfide bond of HApeptide-TMP-SS-D K8Far , is brought into contact with DD-YFP-expressing cells, HApeptide-TMP-Aoc -D K8Far is attached to the cell membrane. is introduced into the cytoplasm. Subsequently, DD-YFP present in the cytoplasm binds to TMP of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far to form a complex. Here, HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far is not cleaved even under reducing conditions in the cytoplasm. As a result, the formed complex is localized at the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far. As a result, YFP fluorescence is observed in the cell membrane.

[実験例19]
(HApeptide-TMP-Aoc-K8Farの合成)
下記スキーム(12)にしたがって、下記式(18)で表される化合物(以下、「HApeptide-TMP-Aoc-K8Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 19]
(Synthesis of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far)
A compound represented by the following formula (18) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far") was synthesized according to the following scheme (12).

Figure 2023125435000032
Figure 2023125435000032

Figure 2023125435000033
Figure 2023125435000033

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(38.0mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-8-Aoc-OH、Fmoc-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、TMP acidをカップリングした。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (38.0 mg, 30 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-8-Aoc-OH, Fmoc-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc-Asp(OtBu )-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, and acetic anhydride as building blocks, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated. Finally, ivDde deprotection was performed and TMP acid was coupled.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptideを得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1947.22であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. I got it. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1947.22.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、HApeptide-TMP-Aoc-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとHApeptide-TMP-Aoc-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and HApeptide-TMP-Aoc-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8Far and HApeptide-TMP-Aoc-N3. . HApeptide-TMP-Aoc-D K8Far was then purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA to yield HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far as a white solid. obtained as.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],3995.2515;found,3996.3704 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 3995.2515; found, 3996.3704

[実験例20]
(HApeptide-TMP-Aoc-K8Farの細胞内導入の検討)
eDHFR(Destabilized Domain)-YFP(以下、「DD-YFP」という場合がある。)を発現させたHeLa細胞(以下、「DD-YFP発現細胞」という場合がある。)の培地に終濃度1μMとなるようにHApeptide-TMP-Aoc-K8Farを添加した。続いて、YFPの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 20]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far)
eDHFR (Destabilized Domain)-YFP (hereinafter sometimes referred to as "DD-YFP") was added to the culture medium of HeLa cells (hereinafter sometimes referred to as "DD-YFP expressing cells") at a final concentration of 1 μM. HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far was added to the solution. Subsequently, YFP fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図10(a)及び(b)は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは20μmである。 FIGS. 10(a) and 10(b) are photographs showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 20 μm.

図10(a)は、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farの添加前のDD-YFP発現細胞の写真である。また、図10(b)は、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farの添加から60分後に撮影したDD-YFP発現細胞の写真である。その結果、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farの添加から60分後に、DD-YFPが細胞膜に局在したことが明らかとなった。 FIG. 10(a) is a photograph of DD-YFP expressing cells before addition of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far. Furthermore, FIG. 10(b) is a photograph of DD-YFP expressing cells taken 60 minutes after the addition of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far. The results revealed that DD-YFP was localized to the cell membrane 60 minutes after the addition of HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far.

この結果は、HApeptide-TMP-Aoc-K8FarがDD-YFP発現細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に存在するDD-YFPのeDHFRがHApeptide-TMP-Aoc-K8FarのTMPと結合して複合体を形成し、更に、形成された複合体が、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farのファルネシル基の存在により、細胞膜に局在したことを示す。なお、HApeptide-TMP-Aoc-K8Farは細胞質内の還元条件下においても切断されない。 This result indicates that HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far penetrates the cell membrane of DD-YFP-expressing cells and is introduced into the cytoplasm, and the eDHFR of DD-YFP present in the cytoplasm interacts with TMP of HApeptide-TMP-Aoc -D K8Far. It is shown that HApeptide-TMP-Aoc-D K8Far binds to form a complex, and that the formed complex is localized in the cell membrane due to the presence of the farnesyl group of HApeptide-TMP-Aoc -D K8Far. Note that HApeptide-TMP-Aoc- D K8Far is not cleaved even under reducing conditions in the cytoplasm.

[実験例21]
(HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)の合成)
下記スキーム(13)にしたがって、下記式(19)で表される化合物(以下、「HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 21]
(Synthesis of HApeptide-FL-SS- D KnFar (n=4, 6, 8, 10))
According to the following scheme (13), a compound represented by the following formula (19) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide-FL-SS- D KnFar (n = 4, 6, 8, 10)") is synthesized. did.

Figure 2023125435000034
Figure 2023125435000034

Figure 2023125435000035
Figure 2023125435000035

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(76.0mg、60μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd、Fmoc-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、5(6)-Carboxyfluorescein(FL)をカップリングした。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (76.0 mg, 60 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd, Fmoc-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc- Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Asp(OtBu)-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, and acetic anhydride as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed and 5(6)-Carboxyfluorescein (FL) was coupled.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-N3を得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1947.12であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. -FL-SS-N3 was obtained. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1947.12.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-KnFar(n=4、6、8、10)、HApeptide-FL-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-KnFarとHApeptide-FL-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)を白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D KnFar (n=4, 6, 8, 10) and HApeptide-FL-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and click-reacted to form DBCO- D KnFar. HApeptide-FL-SS-N3 was ligated. It was subsequently purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA to obtain HApeptide-FL-SS- D KnFar (n= 4, 6, 8, 10) were obtained as white solids.

HApeptide-FL-SS-K4Far,calcd for[M+H],3054.7;found,3511.3
HApeptide-FL-SS-K6Far,calcd for[M+H],3760.8;found,3766.7
HApeptide-FL-SS-K8Far,calcd for[M+H],4017.03;found,4017.8
HApeptide-FL-SS-K10Far,calcd for[M+H],4273.2;found,4280.6
HApeptide-FL-SS- D K4Far, calcd for [M+H] + , 3054.7; found, 3511.3
HApeptide-FL-SS- D K6Far, calcd for [M+H] + , 3760.8; found, 3766.7
HApeptide-FL-SS- D K8Far, calcd for [M+H] + , 4017.03; found, 4017.8
HApeptide-FL-SS- D K10Far, calcd for [M+H] + , 4273.2; found, 4280.6

[実験例22]
(HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)の細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにHApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)を添加した。続いて、HApeptide-FL-SS-KnFarの添加から30分後に、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI(ヨウ化プロピジウム)染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 22]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-FL-SS- D KnFar (n=4, 6, 8, 10))
HApeptide-FL-SS- D KnFar (n=4, 6, 8, 10) was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM or 10 μM. Subsequently, 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS- D KnFar, the fluorescence of FL was observed using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by staining with PI (propidium iodide) and detecting PI fluorescence.

図11は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは80μmである。図11中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)の添加から30分後に、FLの蛍光が検出されたことが明らかとなった。 FIG. 11 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 80 μm. In FIG. 11, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that FL fluorescence was detected 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS- D KnFar (n=4, 6, 8, 10).

この結果は、HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)が、エンドサイトーシスではなく、細胞の細胞膜を直接透過して細胞質に導入され、細胞質に拡散したことを示す。より詳細には、HApeptide-FL-SS-KnFar(n=4、6、8、10)が細胞質に導入された後、ジスルフィド結合が切断され、HApeptide-FLとKnFarが分離し、HApeptide-FLが細胞質に拡散したことを示す。 This result indicates that HApeptide-FL-SS- D KnFar (n = 4, 6, 8, 10) was introduced into the cytoplasm by directly permeating the cell membrane and diffusing into the cytoplasm, rather than by endocytosis. show. More specifically, after HApeptide-FL-SS- D KnFar (n = 4, 6, 8, 10) is introduced into the cytoplasm, the disulfide bond is cleaved, HApeptide-FL and D KnFar are separated, and HApeptide- It shows that FL diffused into the cytoplasm.

[実験例23]
(HApeptide-FL-SS-K8Farの細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μMとなるようにHApeptide-FL-SS-K8Farを添加した。続いて、経時的にFLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI(ヨウ化プロピジウム)染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 23]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-FL-SS- D K8Far)
HApeptide-FL-SS- D K8Far was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM. Subsequently, FL fluorescence was observed over time using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by staining with PI (propidium iodide) and detecting PI fluorescence.

図12は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは40μmである。図12中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。また、「before」はHApeptide-FL-SS-K8Far添加前の写真であることを示す。その結果、HApeptide-FL-SS-K8Farの添加後、経時的に細胞質におけるFLの蛍光が増大することが明らかとなった。 FIG. 12 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 40 μm. In FIG. 12, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. Furthermore, "before" indicates a photograph taken before the addition of HApeptide-FL-SS- D K8Far. The results revealed that FL fluorescence in the cytoplasm increased over time after the addition of HApeptide-FL-SS- D K8Far.

[実験例24]
(エンドサイトーシスの阻害)
HeLa細胞の培地の温度を4℃に調整し、エンドサイトーシスを阻害した。続いて、培地に終濃度5μMとなるようにHApeptide-FL-SS-K8Farを添加した。続いて、30分後に、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI(ヨウ化プロピジウム)染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 24]
(inhibition of endocytosis)
The temperature of HeLa cell culture medium was adjusted to 4°C to inhibit endocytosis. Subsequently, HApeptide-FL-SS- D K8Far was added to the medium at a final concentration of 5 μM. Subsequently, 30 minutes later, the fluorescence of FL was observed using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by staining with PI (propidium iodide) and detecting PI fluorescence.

図13は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは40μmである。図13中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、HApeptide-FL-SS-K8Farの添加から30分後に、細胞質においてFLの蛍光が検出されたことが明らかとなった。 FIG. 13 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 40 μm. In FIG. 13, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that FL fluorescence was detected in the cytoplasm 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS- D K8Far.

この結果は、HApeptide-FL-SS-K8Farの細胞質への導入は、エンドサイトーシスによらないことを示す。すなわち、HApeptide-FL-SS-K8Farは、細胞膜を直接透過して細胞質に導入されることを示す。 This result indicates that HApeptide-FL-SS- D K8Far is not introduced into the cytoplasm by endocytosis. That is, it is shown that HApeptide-FL-SS- D K8Far directly permeates the cell membrane and is introduced into the cytoplasm.

[実験例24]
(DBCO-K8の合成)
下記スキーム(14)にしたがって、下記式(20)で表される化合物(以下、「DBCO-K8」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 24]
(Synthesis of DBCO- D K8)
A compound represented by the following formula (20) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO- D K8") was synthesized according to the following scheme (14).

Figure 2023125435000036
Figure 2023125435000036

Figure 2023125435000037
Figure 2023125435000037

具体的には、スキーム(14)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-K8を合成した。 Specifically, as shown in Scheme (14), DBCO- DK8 was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Rinkアミド樹脂(0.43mmol/g)(46.5mg、20μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-D-Lys(Boc)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO acidをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 First, Rink amide resin (0.43 mmol/g) (46.5 mg, 20 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-D-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO acid as building blocks.

Boc脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-K8を得た。 Boc deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. - Obtained D K8.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+H],1765.1098;found,1765.0429 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+H] + , 1765.1098; found, 1765.0429

[実験例25]
(HApeptide-FL-SS-K8の合成)
下記スキーム(15)にしたがって、下記式(21)で表される化合物(以下、「HApeptide-FL-SS-K8」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 25]
(Synthesis of HApeptide-FL-SS- D K8)
A compound represented by the following formula (21) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide-FL-SS- D K8") was synthesized according to the following scheme (15).

Figure 2023125435000038
Figure 2023125435000038

Figure 2023125435000039
Figure 2023125435000039

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(76.0mg、60μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd、Fmoc-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、5(6)-Carboxyfluorescein(FL)をカップリングした。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (76.0 mg, 60 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd, Fmoc-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc- Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Asp(OtBu)-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, and acetic anhydride as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed and 5(6)-Carboxyfluorescein (FL) was coupled.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-N3を得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1947.12であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. -FL-SS-N3 was obtained. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1947.12.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8、HApeptide-FL-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-K8とHApeptide-FL-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-K8を白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8 and HApeptide-FL-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8 and HApeptide-FL-SS-N3. . Subsequently purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA, HApeptide-FL-SS- D K8 was purified as a white solid. obtained as.

HApeptide-FL-SS-K8,calcd for[M+H],3709.8;found,3716.1 HApeptide-FL-SS- D K8, calcd for [M+H] + , 3709.8; found, 3716.1

[実験例26]
(HApeptide-FL-SS-K8の細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにHApeptide-FL-SS-K8を添加した。続いて、HApeptide-FL-SS-K8の添加から30分後に、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 26]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-FL-SS- D K8)
HApeptide-FL-SS- D K8 was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM or 10 μM. Subsequently, 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS- D K8, the fluorescence of FL was observed using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by PI staining and detecting PI fluorescence.

図14は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは80μmである。図14中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、HApeptide-FL-SS-K8の添加から30分後に、FLの蛍光が検出されなかったことが明らかとなった。 FIG. 14 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 80 μm. In FIG. 14, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that no FL fluorescence was detected 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS- D K8.

この結果は、HApeptide-FL-SS-K8が細胞の細胞膜を透過せず、細胞外に拡散したことを示す。 This result indicates that HApeptide-FL-SS- D K8 did not permeate the cell membrane of the cells and diffused outside the cells.

[実験例27]
(DBCO-Farの合成)
下記スキーム(16)にしたがって、下記式(22)で表される化合物(以下、「DBCO-Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment Example 27]
(Synthesis of DBCO-Far)
A compound represented by the following formula (22) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO-Far") was synthesized according to the following scheme (16).

Figure 2023125435000040
Figure 2023125435000040

Figure 2023125435000041
Figure 2023125435000041

具体的には、スキーム(16)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-Farを合成した。 Specifically, as shown in Scheme (16), DBCO- Far was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(38mg、30μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-D-Cys(Trt)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO aicdをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 First, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (38 mg, 30 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-D-Cys(Trt)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO aicd as building blocks.

Trt脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-Cを得た。 Trt deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. - Got DC .

続いて、DMF/アセトニトリル/水=2/1/1(0.05%TFA)の混合溶液にDBCO-C、酢酸亜鉛二水和物、トランス,トランス-ファルネシルブロミドを溶解してファルネシル化した。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-Farを透明固体として得た。 Subsequently, DBCO- DC , zinc acetate dihydrate, and trans,trans-farnesyl bromide were dissolved in a mixed solution of DMF/acetonitrile/water = 2/1/1 (0.05% TFA) to perform farnesylation. . Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA afforded DBCO-Far as a transparent solid.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+Na],865.3413;found,865.2782 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+Na] + , 865.3413; found, 865.2782

[実験例28]
(HApeptide-FL-SS-Farの合成)
下記スキーム(17)にしたがって、下記式(23)で表される化合物(以下、「HApeptide-FL-SS-Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 28]
(Synthesis of HApeptide-FL-SS-Far)
A compound represented by the following formula (23) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide-FL-SS-Far") was synthesized according to the following scheme (17).

Figure 2023125435000042
Figure 2023125435000042

Figure 2023125435000043
Figure 2023125435000043

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(76.0mg、60μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd、Fmoc-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、5(6)-Carboxyfluorescein(FL)をカップリングした。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (76.0 mg, 60 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd, Fmoc-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc- Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Asp(OtBu)-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, and acetic anhydride as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed and 5(6)-Carboxyfluorescein (FL) was coupled.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-N3を得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1947.12であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. -FL-SS-N3 was obtained. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1947.12.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-Far、HApeptide-FL-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-FarとHApeptide-FL-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-Farを黄色固体として得た。 Subsequently, DBCO-Far and HApeptide-FL-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO-Far and HApeptide-FL-SS-N3. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide-FL-SS-Far as a yellow solid. Obtained.

HApeptide-FL-SS-Far,calcd for[M-H],2991.3;found,3001.1 HApeptide-FL-SS-Far, calcd for [MH] - , 2991.3; found, 3001.1

[実験例29]
(HApeptide-FL-SS-Farの細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにHApeptide-FL-SS-Farを添加した。続いて、HApeptide-FL-SS-Farの添加から30分後に、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 29]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-FL-SS-Far)
HApeptide-FL-SS-Far was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM or 10 μM. Subsequently, 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS-Far, the fluorescence of FL was observed using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by PI staining and detecting PI fluorescence.

図14は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは80μmである。図14中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、HApeptide-FL-SS-Farの添加から30分後に、FLの蛍光が検出されなかったことが明らかとなった。 FIG. 14 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 80 μm. In FIG. 14, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that no FL fluorescence was detected 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS-Far.

この結果は、HApeptide-FL-SS-Farが細胞の細胞膜を透過せず、細胞外に拡散したことを示す。 This result indicates that HApeptide-FL-SS-Far did not permeate the cell membrane of the cells and diffused outside the cells.

[実験例30]
(HApeptide-FL-SS-N3の細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにHApeptide-FL-SS-N3を添加した。続いて、HApeptide-FL-SS-N3の添加から30分後に、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 30]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-FL-SS-N3)
HApeptide-FL-SS-N3 was added to the HeLa cell culture medium to a final concentration of 5 μM or 10 μM. Subsequently, 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS-N3, the fluorescence of FL was observed using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by PI staining and detecting PI fluorescence.

図14は、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは80μmである。図14中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、HApeptide-FLの添加から30分後に、FLの蛍光が検出されなかったことが明らかとなった。 FIG. 14 is a photograph showing the results of observation using a confocal laser microscope. Scale bar is 80 μm. In FIG. 14, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that no FL fluorescence was detected 30 minutes after the addition of HApeptide-FL.

この結果は、HApeptide-FL-SS-N3が細胞の細胞膜を透過せず、細胞外に拡散したことを示す。 This result indicates that HApeptide-FL-SS-N3 did not permeate the cell membrane of the cells and diffused outside the cells.

[実験例31]
(DBCO-R8の合成)
下記スキーム(18)にしたがって、下記式(24)で表される化合物(以下、「DBCO-R8」という場合がある。)を合成した。
[Experiment Example 31]
(Synthesis of DBCO-R8)
A compound represented by the following formula (24) (hereinafter sometimes referred to as "DBCO-R8") was synthesized according to the following scheme (18).

Figure 2023125435000044
Figure 2023125435000044

Figure 2023125435000045
Figure 2023125435000045

具体的には、スキーム(18)に示すように、まず、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基を利用した標準的な固相ペプチド合成プロトコールにしたがって、Sieberアミド樹脂上でDBCO-R8を合成した。 Specifically, as shown in Scheme (18), DBCO- R8 was synthesized.

Fmoc脱保護は、室温で15分間、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中、20%ピペリジンを用いて行った。また、アミノ酸カップリング反応は、DMF中、Fmoc保護アミノ酸(3.1当量)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HBTU、3.0当量)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt、3.0当量)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、6.0当量)の混合物を用いて室温で行った。また、全てのFmoc脱保護及びカップリング工程は、Kaiser試験によってモニターした。また、全ての洗浄手順はDMFを用いて行った。 Fmoc deprotection was performed using 20% piperidine in N,N-dimethylformamide (DMF) for 15 minutes at room temperature. The amino acid coupling reaction was performed using Fmoc-protected amino acids (3.1 equivalents), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-benzotriazolium 3-oxide hexafluorophosphate (HBTU, 3.0 (eq.), 1-hydroxybenzotriazole (HOBt, 3.0 eq.) and N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 6.0 eq.) at room temperature. All Fmoc deprotection and coupling steps were also monitored by Kaiser test. Also, all washing procedures were performed using DMF.

まず、Rinkアミド樹脂(0.43mmol/g)(46.5mg、20μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Adox-OH、DBCO aicdをビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 First, Rink amide resin (0.43 mmol/g) (46.5 mg, 20 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-Arg(Pbf)-OH, Fmoc-Adox-OH, and DBCO aicd as building blocks.

Pbf脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、DBCO-R8を得た。 Pbf deprotection and cleavage from the resin was performed using trifluoroacetic acid (TFA) containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with DBCO. -R8 was obtained.

[実験例32]
(HApeptide-FL-SS-R8の合成)
下記スキーム(19)にしたがって、下記式(25)で表される化合物(以下、「HApeptide-FL-SS-R8」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 32]
(Synthesis of HApeptide-FL-SS-R8)
A compound represented by the following formula (25) (hereinafter sometimes referred to as "HApeptide-FL-SS-R8") was synthesized according to the following scheme (19).

Figure 2023125435000046
Figure 2023125435000046

Figure 2023125435000047
Figure 2023125435000047

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(76.0mg、60μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd、Fmoc-Lys(ivDde)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。最後にivDde脱保護を行い、5(6)-Carboxyfluorescein(FL)をカップリングした。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (76.0 mg, 60 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd, Fmoc-Lys(ivDde)-OH, Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-OH, Fmoc- Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Asp(OtBu)-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, and acetic anhydride as building blocks. Finally, ivDde deprotection was performed and 5(6)-Carboxyfluorescein (FL) was coupled.

OtBu、tBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-N3を得た。HApeptideのアミノ酸配列はYPYDVPDPYAK(配列番号5)であり、分子量は約1947.12であった。 OtBu, tBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and HApeptide. -FL-SS-N3 was obtained. The amino acid sequence of HApeptide was YPYDVPDPYAK (SEQ ID NO: 5), and the molecular weight was approximately 1947.12.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-R8、HApeptide-FLP-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-R8とHApeptide-FL-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、HApeptide-FL-SS-R8を黄色固体として得た。 Subsequently, DBCO-R8 and HApeptide-FLP-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO-R8 and HApeptide-FL-SS-N3. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded HApeptide-FL-SS-R8 as a yellow solid. Obtained.

HApeptide-FL-SS-R8,calcd for[M+H],3933.9;found,3934.2 HApeptide-FL-SS-R8, calcd for [M+H] + , 3933.9; found, 3934.2

[実験例33]
(HApeptide-FL-SS-R8の細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにHApeptide-FL-SS-R8を添加した。続いて、HApeptide-FL-SS-R8の添加から30分後に、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、PI染色し、PIの蛍光を検出することにより死細胞を検出した。
[Experiment example 33]
(Study of intracellular introduction of HApeptide-FL-SS-R8)
HApeptide-FL-SS-R8 was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM or 10 μM. Subsequently, 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS-R8, FL fluorescence was observed using a confocal laser microscope. In addition, dead cells were detected by PI staining and detecting PI fluorescence.

図14は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは80μmである。図14中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、HApeptide-FL-SS-R8の添加から30分後に、FLの蛍光はエンドソームシグナルとしてのみ検出され、細胞質からは検出されなかったことが明らかとなった。 FIG. 14 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 80 μm. In FIG. 14, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that 30 minutes after the addition of HApeptide-FL-SS-R8, FL fluorescence was detected only as an endosomal signal and was not detected from the cytoplasm.

この結果は、HApeptide-FL-SS-R8がエンドサイトーシス経路で細胞の細胞膜を透過し、エンドソームに留まり、細胞質にはほとんど進入しないことを示す。なお、R8は、従来、細胞膜を透過するペプチドとして利用されてきたものである。 This result indicates that HApeptide-FL-SS-R8 permeates the cell membrane through the endocytic pathway, remains in endosomes, and hardly enters the cytoplasm. Note that R8 has conventionally been used as a peptide that penetrates cell membranes.

[実験例34]
(FL-SS-K8Farの合成)
下記スキーム(20)にしたがって、下記式(26)で表される化合物(以下、「FL-SS-K8Far」という場合がある。)を合成した。
[Experiment example 34]
(Synthesis of FL-SS- D K8Far)
A compound represented by the following formula (26) (hereinafter sometimes referred to as "FL-SS- D K8Far") was synthesized according to the following scheme (20).

Figure 2023125435000048
Figure 2023125435000048

Figure 2023125435000049
Figure 2023125435000049

具体的には、まず、Sieberアミド樹脂(0.79mmol/g)(76.0mg、60μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd、5(6)-Carboxyfluorescein(FL)をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 Specifically, first, Sieber amide resin (0.79 mmol/g) (76.0 mg, 60 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic aicd, and 5(6)-Carboxyfluorescein (FL) as building blocks.

樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、FL-SS-N3を得た。 Cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse-phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA, followed by FL -SS-N3 was obtained.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、FL-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとFL-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、FL-SS-K8Farを黄色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and FL-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8Far and FL-SS-N3. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded FL-SS- D K8Far as a yellow solid. Ta.

FL-SS-K8Far,calcd for[M+H],2764.4791;found,2765.6374 FL-SS- D K8Far, calcd for [M+H] + , 2764.4791; found, 2765.6374

[実験例35]
(FL-SS-K8Farの細胞内導入の検討)
HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにFL-SS-K8Farを添加した。また、比較のために、HeLa細胞の培地に終濃度5μM又は10μMとなるようにフルオレセイン(FL)を添加した試料も用意した。なお、フルオレセインは細胞膜非透過性の化合物である。続いて、FLの蛍光を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
[Experiment example 35]
(Study of intracellular introduction of FL-SS- D K8Far)
FL-SS- D K8Far was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM or 10 μM. For comparison, samples were also prepared in which fluorescein (FL) was added to the HeLa cell culture medium to a final concentration of 5 μM or 10 μM. Note that fluorescein is a compound that does not permeate cell membranes. Subsequently, FL fluorescence was observed using a confocal laser microscope.

図15は、顕微鏡で観察した結果を示す写真である。スケールバーは40μmである。図15中、「FL」はフルオレセインの蛍光を観察した写真を示し、「PI」はPIの蛍光を観察した写真を示し、「DIC」は微分干渉顕微鏡写真を示す。その結果、FL-SS-K8Farの添加から30分後に、細胞質においてFLの蛍光が検出されたことが明らかとなった。一方、FLを培地に添加したHeLa細胞からはFLの蛍光は検出されなかった。 FIG. 15 is a photograph showing the results of microscopic observation. Scale bar is 40 μm. In FIG. 15, "FL" indicates a photograph in which fluorescein fluorescence was observed, "PI" indicates a photograph in which PI fluorescence was observed, and "DIC" indicates a differential interference microscope photograph. The results revealed that FL fluorescence was detected in the cytoplasm 30 minutes after the addition of FL-SS- D K8Far. On the other hand, no FL fluorescence was detected from HeLa cells in which FL was added to the medium.

この結果は、FL-SS-K8Farが細胞の細胞膜を透過して細胞質に導入され、細胞質に拡散したことを示す。 This result indicates that FL-SS- D K8Far penetrated the cell membrane of the cells, was introduced into the cytoplasm, and diffused into the cytoplasm.

図16(a)は、実験例22、実験例26、実験例35の結果に基づいて、各化合物のペプチド導入率を算出した結果を示すグラフである。ペプチド導入率は、下記式(F1)に基づいて算出した。
ペプチド導入率(%)=細胞質からFLの蛍光が検出された細胞数/全細胞数×100…(F1)
FIG. 16(a) is a graph showing the results of calculating the peptide introduction rate of each compound based on the results of Experimental Example 22, Experimental Example 26, and Experimental Example 35. The peptide introduction rate was calculated based on the following formula (F1).
Peptide introduction rate (%) = number of cells in which FL fluorescence was detected from the cytoplasm/total number of cells x 100...(F1)

図16(b)は、実験例22、実験例26、実験例35の結果に基づいて、各化合物の細胞毒性を評価した結果を示すグラフである。細胞生存率(%)は、下記式(F2)に基づいて算出した。
細胞生存率(%)=(1-(PIの蛍光が検出された細胞数/全細胞数))×100…(F2)
FIG. 16(b) is a graph showing the results of evaluating the cytotoxicity of each compound based on the results of Experimental Example 22, Experimental Example 26, and Experimental Example 35. Cell survival rate (%) was calculated based on the following formula (F2).
Cell survival rate (%) = (1-(number of cells in which PI fluorescence was detected/total number of cells)) x 100...(F2)

図16(a)及び(b)中、グラフの値は、細胞30個超の結果に基づいた平均値±標準偏差を示す。 In FIGS. 16(a) and 16(b), the values in the graphs represent the average value ± standard deviation based on the results of more than 30 cells.

[実験例36]
(SH2peptide-SS-K8Farの合成)
生理活性ペプチドの細胞内導入の実験例として、SH2peptideの導入を検討した。標的経路として、PI3K/Akt(Phosphoinositide 3-kinase/Protein Kinase B)経路を選択した。この経路は、代謝や細胞増殖等のあらゆる細胞機能に関与するシグナル伝達経路である。PI3K/Akt経路の活性亢進は、癌や神経疾患等の様々なヒト疾患に関連することが知られており、重要な創薬標的である。本実験例では、PI3KのSH2ドメインに結合することでPI3Kの活性化を阻害するSH2peptideを細胞質に導入し、PI3K/Akt経路のシグナル伝達を阻害することを目的とした。SH2peptideを細胞質に効率的に導入することが可能であれば、下流のAktのリン酸化が減少するものと期待した。
[Experiment example 36]
(Synthesis of SH2peptide-SS- D K8Far)
As an experimental example of intracellular introduction of a physiologically active peptide, introduction of SH2 peptide was investigated. The PI3K/Akt (Phosphoinositide 3-kinase/Protein Kinase B) pathway was selected as the target pathway. This pathway is a signal transduction pathway involved in all cellular functions such as metabolism and cell proliferation. Enhanced activity of the PI3K/Akt pathway is known to be associated with various human diseases such as cancer and neurological diseases, and is an important drug discovery target. In this experimental example, SH2 peptide, which inhibits PI3K activation by binding to the SH2 domain of PI3K, was introduced into the cytoplasm with the aim of inhibiting signal transduction of the PI3K/Akt pathway. We expected that if SH2 peptide could be efficiently introduced into the cytoplasm, phosphorylation of downstream Akt would be reduced.

まず、下記スキーム(21)にしたがって、下記式(27)で表される化合物(以下、「SH2peptide-SS-K8Far」という場合がある。)を合成した。 First, a compound represented by the following formula (27) (hereinafter sometimes referred to as "SH2peptide-SS -D K8Far") was synthesized according to the following scheme (21).

Figure 2023125435000050
Figure 2023125435000050

Figure 2023125435000051
Figure 2023125435000051

具体的には、まず、Rinkアミド樹脂(0.43mmol/g)(46.5mg、20μmol)をFmoc脱保護し、洗浄した。続いて、Fmoc-Lys(N)-OH、Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic acid、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Met-OH、Fmoc-Pro-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-FPmp-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、無水酢酸をビルディングブロックとして、Fmoc脱保護及びカップリング反応を繰り返した。 Specifically, first, Rink amide resin (0.43 mmol/g) (46.5 mg, 20 μmol) was Fmoc-deprotected and washed. Subsequently, Fmoc-Lys(N 2 )-OH, Fmoc-NH-ethyl-SS-propionic acid, Fmoc-Leu-OH, Fmoc-Met-OH, Fmoc-Pro-OH, Fmoc-Val-OH, Fmoc- Fmoc deprotection and coupling reactions were repeated using F 2 Pmp-OH, Fmoc-Asp(OtBu)-OH, and acetic anhydride as building blocks.

OtBu脱保護及び樹脂からの切断は、2.5%トリイソプロピルシラン(TIPS)及び2.5%水を含有するTFAを用いて実施した。続いて、粗生成物をジエチルエーテルで沈殿させ、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、SH2peptide-SS-N3を得た。SH2peptideのアミノ酸配列はDXVPMLK(配列番号1、X=ホスホノジフルオロメチルフェニルアラニン(F2Pmp))であり、分子量は約1209.35であった。 OtBu deprotection and cleavage from the resin was performed using TFA containing 2.5% triisopropylsilane (TIPS) and 2.5% water. The crude product was subsequently precipitated with diethyl ether and purified by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA and purified with SH2peptide. -SS-N3 was obtained. The amino acid sequence of SH2peptide was DXVPMLK (SEQ ID NO: 1, X=phosphonodifluoromethylphenylalanine (F2Pmp)), and the molecular weight was about 1209.35.

続いて、水/アセトニトリル=1/1の混合溶液にDBCO-K8Far、SH2peptide-SS-N3を溶解してクリック反応させ、DBCO-K8FarとSH2peptide-SS-N3を連結させた。続いて、セミ分取C18カラム上、0.1%TFAと0.1%水和TFAを含むアセトニトリルの直線勾配を用いた逆相HPLCにより精製し、SH2peptide-SS-K8Farを白色固体として得た。 Subsequently, DBCO- D K8Far and SH2peptide-SS-N3 were dissolved in a mixed solution of water/acetonitrile = 1/1 and a click reaction was performed to link DBCO- D K8Far and SH2peptide-SS-N3. Subsequent purification by reverse phase HPLC on a semi-preparative C18 column using a linear gradient of acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.1% hydrated TFA yielded SH2peptide-SS- D K8Far as a white solid. Ta.

MALDI-TOF-MS:calcd for[M+2H]2+,1641.3731;found,1641.8861 MALDI-TOF-MS: calcd for [M+2H] 2+ , 1641.3731; found, 1641.8861

[実験例37]
(SH2peptide-SS-K8FarによるPI3K/Akt経路阻害の検討)
図17(a)~(c)は、PI3K/Akt経路の阻害実験を説明する模式図である。図17(a)は、細胞をEpidermal growth factor(EGF)で刺激しない場合を示す。この場合、PI3Kは活性化されず、下流のAktのリン酸化も認められない。図17(b)は、細胞をEGFで刺激した場合を示す。この場合、PI3Kが活性化され、下流のAktがリン酸化される。図17(c)は、SH2peptide-SS-K8Farの存在下で、細胞をEGFで刺激した場合を示す。この場合、SH2peptide-SS-K8Farが細胞膜を透過して細胞質に導入され、PI3Kに結合する。その結果、PI3Kの活性化が阻害される。その結果、下流のAktのリン酸化も抑制される。
[Experiment example 37]
(Examination of PI3K/Akt pathway inhibition by SH2peptide-SS- D K8Far)
FIGS. 17(a) to (c) are schematic diagrams illustrating inhibition experiments of the PI3K/Akt pathway. FIG. 17(a) shows the case where cells are not stimulated with epidermal growth factor (EGF). In this case, PI3K is not activated and downstream Akt phosphorylation is not observed. FIG. 17(b) shows the case where cells were stimulated with EGF. In this case, PI3K is activated and downstream Akt is phosphorylated. FIG. 17(c) shows the case where cells were stimulated with EGF in the presence of SH2peptide-SS- D K8Far. In this case, SH2peptide-SS -D K8Far is introduced into the cytoplasm through the cell membrane and binds to PI3K. As a result, activation of PI3K is inhibited. As a result, downstream Akt phosphorylation is also suppressed.

PI3K/Akt経路の阻害実験を行った。HeLa細胞の培地に終濃度5μMとなるようにSH2peptide-SS-K8Farを添加し、20分間処理した。次にHeLa細胞を洗浄し、HeLa細胞の培地に終濃度50ng/mLとなるようにEGFを添加し、5分間処理した。次にHeLa細胞を洗浄し、細胞溶解液を用いて、HeLa細胞の溶解物を作製した。次にSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法(Sodium dodecylsulfate polyacrylamide gel electrophoresis; SDS-PAGE)とウエスタンブロッティング法を用いて、HeLa細胞の溶解物を分子量で分離し、Aktのリン酸化を定量解析した。 A PI3K/Akt pathway inhibition experiment was performed. SH2peptide-SS- D K8Far was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 5 μM and treated for 20 minutes. Next, the HeLa cells were washed, and EGF was added to the HeLa cell culture medium at a final concentration of 50 ng/mL and treated for 5 minutes. Next, the HeLa cells were washed, and a cell lysate was used to prepare a HeLa cell lysate. Next, using SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and Western blotting, the HeLa cell lysate was separated by molecular weight, and Akt phosphorylation was quantitatively analyzed.

図18(a)は、SDS-PAGEとウエスタンブロッティング法によってAktのリン酸化を定量解析した結果を示す写真である。図18(b)は、図18(a)に基づいてAktのリン酸化を数値化したグラフである。 FIG. 18(a) is a photograph showing the results of quantitative analysis of Akt phosphorylation by SDS-PAGE and Western blotting. FIG. 18(b) is a graph quantifying Akt phosphorylation based on FIG. 18(a).

HeLa細胞をEGFで刺激した場合には、Aktのリン酸化(T308とS473)が顕著に増加した(図18(a)及び(b)、Lane2)。これに対して、HeLa細胞をSH2peptide-SS-K8Farで処理したのちにEGFで刺激した場合には、Aktのリン酸化(T308とS473)が抑制された(図18(a)及び(b)、Lane3)。対照的に、SH2peptide-SS-N3を用いて同じ実験を行った場合には、Aktのリン酸化(T308とS473)の減少は観察されなかった(図18(a)及び(b)、Lane4)。 When HeLa cells were stimulated with EGF, phosphorylation of Akt (T308 and S473) was significantly increased (FIGS. 18(a) and (b), Lane 2). In contrast, when HeLa cells were treated with SH2peptide-SS -D K8Far and then stimulated with EGF, Akt phosphorylation (T308 and S473) was suppressed (Figures 18(a) and (b)). , Lane 3). In contrast, when the same experiment was performed using SH2peptide-SS-N3, no decrease in Akt phosphorylation (T308 and S473) was observed (Figures 18(a) and (b), Lane 4). .

この結果は、SH2peptide-SS-K8Farが、細胞質に導入され、PI3Kの活性化を阻害することで下流のAktのリン酸化を阻害したことを示す。 This result indicates that SH2peptide-SS- D K8Far was introduced into the cytoplasm and inhibited the downstream Akt phosphorylation by inhibiting the activation of PI3K.

本発明によれば、細胞膜非透過性の物質を動物細胞の細胞質に送達する技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for delivering a cell membrane-impermeable substance to the cytoplasm of an animal cell.

Claims (8)

下記式(1)で表される化合物。
Figure 2023125435000052
[式(1)中、Xは水素原子、アセチル基又は-L-Rを表し、Xは-NH、-OH又は-L-Rを表し、XとXの少なくとも一方は-L-Rであり、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、Rは、結合性官能基、又は、分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質から誘導された1価の基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。]
A compound represented by the following formula (1).
Figure 2023125435000052
[In formula (1), X 1 represents a hydrogen atom, an acetyl group, or -L 2 -R 2 , X 2 represents -NH 2 , -OH or -L 2 -R 2 , and the combination of X 1 and X 2 At least one is -L 2 -R 2 , and L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or -S Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with -S-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. It represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, and R 2 represents a binding functional group or a monovalent group derived from a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000. where m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. ]
前記式(1)中のLが、-S-S-基を含む、請求項1に記載の化合物。 The compound according to claim 1, wherein L 2 in the formula (1) contains a -S-S- group. 前記式(1)におけるm及びnの合計が5以上である、請求項1又は2に記載の化合物。 The compound according to claim 1 or 2, wherein the sum of m and n in the formula (1) is 5 or more. 前記式(1)におけるXが-L-Rであり、nが7以下であるか、又は、前記式(1)におけるXが-L-Rであり、mが7以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の化合物。 X 1 in the formula (1) is -L 2 -R 2 and n is 7 or less, or X 2 in the formula (1) is -L 2 -R 2 and m is 7 or less The compound according to any one of claims 1 to 3, which is 細胞に接触させた場合に、前記細胞の細胞膜を透過して細胞内に導入される、請求項1~4のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 4, which when brought into contact with a cell, penetrates the cell membrane of the cell and is introduced into the cell. 前記分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質が、ペプチドである、請求項1~5のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 5, wherein the cell membrane-impermeable substance having a molecular weight of 100 to 5,000 is a peptide. 分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質を細胞透過性の物質に改変する方法であって、
前記細胞膜非透過性の物質に下記式(2)で表される基又は下記式(2’)で表される基を結合させる工程を含む方法。
Figure 2023125435000053
[式(2)及び式(2’)中、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。また、式(2)中、Xは、-NH又は-OHを表し、式(2’)中、Xは、水素原子又はアセチル基を表す。]
A method for modifying a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000 into a cell-permeable substance, the method comprising:
A method comprising the step of bonding a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (2') to the cell membrane-impermeable substance.
Figure 2023125435000053
[In formula (2) and formula (2'), L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or - Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with SS-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. represent. Further, in formula (2), X 3 represents -NH 2 or -OH, and in formula (2'), X 4 represents a hydrogen atom or an acetyl group. ]
分子量100~5000の細胞膜非透過性の物質を対象細胞の細胞質に導入する方法であって、
下記式(2)で表される基又は下記式(2’)で表される基が結合した前記物質を前記対象細胞に接触させる工程を含む方法。
Figure 2023125435000054
[式(2)及び式(2’)中、L及びLは、それぞれ独立に、1又は複数の-C-が、-O-、-CO-、-NH-、-S-又は-S-S-に置換されていてもよい炭素数1~50の2価の炭化水素基を表し、Rは、イソプレン単位数1~5のプレニル基、炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアシル基又は炭素数10~30の飽和若しくは不飽和のアルキル基を表し、m、nは、それぞれ独立に0~20の整数を表し、p、qは、それぞれ独立に1~4の整数を表す。式(2)中、Xは、-NH又は-OHを表し、式(2’)中、Xは、水素原子又はアセチル基を表す。]
A method of introducing a cell membrane-impermeable substance with a molecular weight of 100 to 5000 into the cytoplasm of a target cell,
A method comprising the step of contacting the target cell with the substance to which a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (2') is bound.
Figure 2023125435000054
[In formula (2) and formula (2'), L 1 and L 2 each independently represent one or more -C-, -O-, -CO-, -NH-, -S- or - Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms which may be substituted with SS-, R 1 is a prenyl group having 1 to 5 isoprene units, or a saturated or unsaturated group having 10 to 30 carbon atoms. represents an acyl group or a saturated or unsaturated alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, m and n each independently represent an integer of 0 to 20, and p and q each independently represent an integer of 1 to 4. represent. In formula (2), X 3 represents -NH 2 or -OH, and in formula (2'), X 4 represents a hydrogen atom or an acetyl group. ]
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