JP2023519266A - チアミンの類似体及び誘導体と結合するアプタマー - Google Patents
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Abstract
本開示は、チアミンの類似体及び誘導体等の特定の小分子に結合するオリゴヌクレオチドアプタマー、ならびにかかる小分子に結合するアプタマーを作製する方法に関する。また、本明細書に開示されるアプタマーを含む、リボスイッチ及びポリヌクレオチドカセットも企図される。さらに、治療遺伝子等の標的遺伝子の調節のために、前記アプタマー、リボスイッチ、及び/またはポリヌクレオチドを使用する方法が提供される。また、本明細書では、標的遺伝子発現のモジュレーターである小分子も提供され、ここで、標的遺伝子は、本明細書に記載されるアプタマーを含むリボスイッチを含有する。【選択図】図1A
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2020年3月24日に出願された米国特許出願第62/994,135号に対する優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年3月24日に出願された米国特許出願第62/994,135号に対する優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
技術分野
本開示は、特定の小分子に結合するオリゴヌクレオチドアプタマー及びかかる小分子に結合するアプタマーを作製する方法に関する。また、標的遺伝子の発現を調節するためのリボスイッチ及びポリヌクレオチドカセットも企図され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、本明細書に開示されるアプタマーを含む。さらに、標的遺伝子が本明細書に記載されるアプタマーを含むリボスイッチを含有している、標的遺伝子発現のモジュレーターである小分子が提供される。
本開示は、特定の小分子に結合するオリゴヌクレオチドアプタマー及びかかる小分子に結合するアプタマーを作製する方法に関する。また、標的遺伝子の発現を調節するためのリボスイッチ及びポリヌクレオチドカセットも企図され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、本明細書に開示されるアプタマーを含む。さらに、標的遺伝子が本明細書に記載されるアプタマーを含むリボスイッチを含有している、標的遺伝子発現のモジュレーターである小分子が提供される。
アプタマーは、標的リガンドに高い親和性及び特異性で結合するオリゴヌクレオチドである。これらの核酸配列は、最初のアプタマー薬が最近FDAにより承認されたこと、及び臨床パイプラインでアプタマー薬が追加されたことにより、治療上及び診断上の価値が高いことが証明されている。それらの高度な特異性と汎用性により、RNAアプタマーは、がん、ウイルス感染症及び他の疾患を含めたヒトの疾患との闘いにおいて、新たなRNAナノテクノロジー分野の極めて重要なツールの1つとして確立された。
さらに、アプタマーは、アプタマーリガンドの存在下または非存在下で特定の効果を有するリボスイッチの一部として利用され得る。例えば、アプタマーリガンドの存在または非存在に応答して遺伝子発現を調節するためにリボスイッチを使用してよい。
しかしながら、原核生物供給源に由来するかまたはインビトロでの選択方法を使用して作製されるアプタマーは、真核生物系での治療標的遺伝子の発現に必要な機能を実証できないことがよくある。そのため、小分子リガンドの存在または非存在に応答して遺伝子発現を調節することができる新規アプタマー配列が必要とされている。
本明細書では、チアミンピロリン酸(TPP)及びその類似体または誘導体等の小分子に結合するアプタマー配列を提供する。また、標的遺伝子の発現を調節するためのリボスイッチ及びポリヌクレオチドカセットも企図され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、本明細書に開示されるアプタマーを含む。さらに、治療遺伝子等の標的遺伝子の調節のために前記のアプタマー、リボスイッチ、及び/またはポリヌクレオチドカセットを使用する方法が提供される。また、本明細書では、標的遺伝子発現のモジュレーターである小分子も提供され、ここで、標的遺伝子は、本明細書に記載されるアプタマーを含むリボスイッチを含有する。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号3)
を含み、ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号3)
を含み、ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)
を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)
を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)
を含み、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)
を含み、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、配列番号7~36(表1を参照のこと)からなる群から選択される配列と少なくとも95%同一である配列を含む。一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、配列番号7~36(表1を参照のこと)からなる群から選択される配列を含む。
一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、配列番号8、9、14~18、21、25、26、及び30からなる群から選択される配列と少なくとも95%同一である配列を含む。一態様では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、配列番号8、9、14~18、21、25、26、及び30からなる群から選択される配列を含む。
好ましい実施形態では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、配列番号9、14、及び26からなる群から選択される配列と少なくとも95%同一である配列を含む。さらに好ましい実施形態では、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットが提供され、ここで、ポリヌクレオチドカセットは、小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含み、アプタマーコード配列は、配列番号9、14、及び26からなる群から選択される配列を含む。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X2がCではない;X3がTではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がTではない;及びX13がCではない。
実施形態では、以下の全てがアプタマーコード配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X2がCである;X3がTである;X4がGである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X2がCではない;X3がTではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がTではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマーコード配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X2がCである;X3がTである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号3)
を含み、ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号3)
を含み、ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X12がTではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマーコード配列中に同時に存在することはない:X12がTである、及びX13がCである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない。実施形態では、以下の全てがアプタマーコード配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)
を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)
を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X5がGではない;X6がCではない;及びX7がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマーコード配列中に同時に存在することはない:X5がGである;X6がCである;及びX7がCである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)
を含み、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)
を含み、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーをコードする配列が提供され、ここで、アプタマーコード配列は、配列番号7~36(表1を参照のこと)からなる群から選択される配列と少なくとも95%同一である配列を含む。いくつかの実施形態では、アプタマーコード配列は、配列番号8、9、14~18、21、25、26、及び30からなる群から選択される配列を含む。一実施形態では、アプタマーコード配列は、配列番号9、14、及び26からなる群から選択される配列を含む。
いくつかの実施形態では、アプタマーは、式I~VIIIによる構造を有する小分子が含まれる、本明細書に開示される小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答する。実施形態では、小分子は、式I
による構造を有し、式中、
R1は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、及び-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択される。
R1は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、及び-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択される。
実施形態では、小分子は、式II
による構造を有し、式中、
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択されるか、
または、R2は、化合物が、ジスルフィド(-S-S-)結合を介して接続されている2つの式IIの分子の二量体を形成するよう-S-[式II]であり、
R3は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択されるか、
または、R2は、化合物が、ジスルフィド(-S-S-)結合を介して接続されている2つの式IIの分子の二量体を形成するよう-S-[式II]であり、
R3は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式III
による構造を有し、式中、
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択され、
R31は、OH及びホスファートからなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択され、
R31は、OH及びホスファートからなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式IV
による構造を有し、式中、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式V
による構造を有し、式中、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式VI
による構造を有し、式中、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
いくつかの実施形態では、小分子は、式VII
による構造を有し、式中、
各R7は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR7基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
mは、0、1、2、3または4である。
各R7は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR7基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
mは、0、1、2、3または4である。
いくつかの実施形態では、小分子は、式VIII
による構造を有し、式中、
各R8は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR8基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
各R9は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR9基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
xは、0、1、2または3であり、
yは、0、1、2、3、または4である。
各R8は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR8基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
各R9は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR9基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
xは、0、1、2または3であり、
yは、0、1、2、3、または4である。
いくつかの実施形態では、アプタマーは、アセフルチアミン、アセチアミン、アリチアミン、アンプロリウム、ベクロチアミン、ベンフォチアミン、ベンチアミン、ビスベンチアミン、セトチアミン、シコチアミン、フルスルチアミン、モノホスホチアミン、オクトチアミン、オキシチアミン、プロスルチアミン、スルブチアミン、チアミン、チアミンピロリン酸、及びビンチアモールからなる群から選択される小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答する。好ましい実施形態では、アプタマーは、ベンフォチアミン、フルスルチアミン、及びプロスルチアミンからなる群から選択される小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答する。いくつかの実施形態では、アプタマーは、ベンフォチアミンに結合するか、そうでなければその存在に応答する。実施形態では、アプタマーは、フルスルチアミンに結合するか、そうでなければその存在に応答する。実施形態では、アプタマーは、プロスルチアミンに結合するか、そうでなければその存在に応答する。
いくつかの実施形態では、アプタマーは、等モル量のフルスルチアミン、ベンフォチアミンまたはプロスルチアミンと比較してチアミンピロリン酸(TPP)に対して低結合性を有する、及び/または低応答性を示す。アプタマーが、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットの一部としてコードされるリボスイッチとの関連にあるいくつかの実施形態では、アプタマーは、等モル量のフルスルチアミン、ベンフォチアミンまたはプロスルチアミンと比較してTPPに対しては低応答性を有する。
また、小分子に応答した、標的遺伝子発現の調節のためのリボスイッチも提供され、ここで、リボスイッチは、本明細書に開示されるアプタマーを含む。一実施形態では、リボスイッチコード配列は、配列番号37の配列を含む。
また、小分子に応答した、標的遺伝子の発現の調節のためのポリヌクレオチドカセットも提供され、ポリヌクレオチドカセットは、
(a)リボスイッチと、
(b)5’イントロン及び3’イントロンが隣接する選択的にスプライスされるエクソンと、を含み、
ここで、リボスイッチは、(i)3’イントロンの5’スプライス部位配列が含まれるステムを含むエフェクター領域、及び(ii)本明細書に開示されるアプタマーを含み、
選択的にスプライスされるエクソンは、選択的にスプライスされるエクソンがスプライスされて標的遺伝子のmRNAとなる際に、標的遺伝子と共にインフレームにある終止コドンを含む。
(a)リボスイッチと、
(b)5’イントロン及び3’イントロンが隣接する選択的にスプライスされるエクソンと、を含み、
ここで、リボスイッチは、(i)3’イントロンの5’スプライス部位配列が含まれるステムを含むエフェクター領域、及び(ii)本明細書に開示されるアプタマーを含み、
選択的にスプライスされるエクソンは、選択的にスプライスされるエクソンがスプライスされて標的遺伝子のmRNAとなる際に、標的遺伝子と共にインフレームにある終止コドンを含む。
一実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、配列番号37の配列を含み、かつ、アプタマーコード配列をさらに含む、リボスイッチコード配列を含み、ここで、アプタマー配列は、本明細書に開示されるアプタマー配列から選択される。
一実施形態では、本明細書に開示されるアプタマー、リボスイッチ、及び/またはポリヌクレオチドカセットを含む核酸分子が提供される。また、本明細書に開示されるリボスイッチまたはポリヌクレオチドカセットを含有する標的遺伝子を含む核酸分子も提供される。一実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、標的遺伝子のタンパク質コード配列中に位置する。一実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、標的遺伝子の非翻訳領域内または標的遺伝子のイントロン内に位置する。
また、本明細書に開示される核酸分子のうちのいずれかを含むベクターも提供される。一実施形態では、ベクターはウイルスベクターである。いくつかの実施形態では、ウイルスベクターは、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、及びレンチウイルスベクターからなる群から選択される。
一態様では、目的の化合物(例えば、式I~VIIIによる化合物等の、チアミンの類似体または誘導体)に応答して標的遺伝子発現を調節するアプタマーを同定するための方法が提供され、かかる方法は、
(i)親アプタマー配列を選択するステップ、
(ii)ステップ(i)で選択されたアプタマーの全部または一部をコードする配列を含むリボスイッチライブラリーを生成するステップであって、アプタマーコード配列が、アプタマーの1つ以上の不対領域において1つ以上のランダムに変異させたヌクレオチドを含み、変異アプタマー配列が、レポーター遺伝子の発現を制御するリボスイッチとの関連にある、リボスイッチライブラリーを生成するステップ、
(iii)(ii)からのライブラリーを、目的化合物への曝露に応答した標的遺伝子発現の調節が親アプタマー配列と比較して増大している(例えば、誘導または抑制の倍率がより高い)アプタマーについてスクリーニングするステップ、
(iv)ステップ(i)において選択されたアプタマーの代わりにステップ(iii)で同定されたアプタマーでステップ(ii)及び(iii)を任意選択で繰り返すステップ、を含む。
(i)親アプタマー配列を選択するステップ、
(ii)ステップ(i)で選択されたアプタマーの全部または一部をコードする配列を含むリボスイッチライブラリーを生成するステップであって、アプタマーコード配列が、アプタマーの1つ以上の不対領域において1つ以上のランダムに変異させたヌクレオチドを含み、変異アプタマー配列が、レポーター遺伝子の発現を制御するリボスイッチとの関連にある、リボスイッチライブラリーを生成するステップ、
(iii)(ii)からのライブラリーを、目的化合物への曝露に応答した標的遺伝子発現の調節が親アプタマー配列と比較して増大している(例えば、誘導または抑制の倍率がより高い)アプタマーについてスクリーニングするステップ、
(iv)ステップ(i)において選択されたアプタマーの代わりにステップ(iii)で同定されたアプタマーでステップ(ii)及び(iii)を任意選択で繰り返すステップ、を含む。
実施形態では、親アプタマー配列は、TTPアプタマーである(推定TPPアプタマーまたは既知のTPPアプタマー)。実施形態では、親アプタマー配列は、Rfam TPPリボスイッチファミリーRF00059から選択される。実施形態では、アプタマー配列の1つ以上の不対領域は、接合部(J)領域である。追加または別法として、不対領域は、ループ(L)領域であってよい。さらなる実施形態では、1つ以上の不対領域における1つ以上のヌクレオチドがランダムに変異しているアプタマーをコードする配列はまた、対(P)領域において、例えば、不対領域に隣接する1つ以上の対ヌクレオチドにおいて、1つ以上のヌクレオチドが変異している。
実施形態では、目的化合物は、チアミンの類似体または誘導体である。実施形態では、チアミン類似体は、フルスルチアミン、ベンフォチアミンまたはプロスルチアミンである。一実施形態では、アプタマーは、等モル量のフルスルチアミン、ベンフォチアミンまたはプロスルチアミンと比較してチアミンピロリン酸(TPP)に対して低結合性を有する、及び/または低応答性を示す。実施形態では、目的化合物は、式I~VIIIによる化合物である。実施形態では、目的化合物は、式I~IIIによる化合物である。
態様では、本開示は、式I~VIIIの化合物を提供する。実施形態では、本開示は、式I~VIIIの化合物を医薬組成物で提供する。
本明細書では、チアミンまたはTPP、及びチアミンまたはTPPの類似体もしくは誘導体等の小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答するアプタマー配列を提供する。いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるアプタマー配列は、チアミンまたはTPPの類似体もしくは誘導体に応答した、標的遺伝子の発現の調節に有用である。また、本明細書に開示されるアプタマー配列を含むリボスイッチ、及び標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットも企図され、ポリヌクレオチドカセットは、本明細書に開示されるリボスイッチをコードする配列を含む。また、本明細書では、治療遺伝子等の標的遺伝子の調節のため、及びそれを必要とする対象の治療のために、アプタマー、リボスイッチ、及び/またはポリヌクレオチドカセットを使用する方法も提供される。
アプタマー
アプタマーは、三次元構造に折り畳まれることにより、高い親和性及び特異性で特定のリガンドに非共有結合で結合する一本鎖核酸分子である。アプタマーリガンドには、イオン、小分子、タンパク質、ウイルス、及び細胞が含まれる。アプタマーリガンドは、例えば、有機化合物、アミノ酸、ステロイド、炭水化物、またはヌクレオチドであり得る。小分子アプタマーリガンドの非限定的な例としては、抗生物質、治療薬、色素、補因子、代謝物、分子マーカー、神経伝達物質、汚染物質、毒素、食品偽和剤、発がん性物質、乱用薬物が挙げられる。したがって、アプタマーは、小分子の検出に有用である。アプタマーによる低分子検出の用途としては、環境モニタリング、食品安全、医学(診断を含む)、微生物学、分析化学、法科学、農業、及び基礎生物学研究が挙げられる。
本明細書で使用する用語「アプタマー」とは、あるクラスのリガンドに特異的に結合するRNAポリヌクレオチド(またはそのRNAポリヌクレオチドをコードするDNA配列)を指す。用語「リガンド」とは、アプタマーが特異的に結合する分子を指す。アプタマーは、意図される標的分子(すなわち、リガンド)と複合体を形成する能力がある結合領域を有する。アプタマーは典型的には、長さが約15~約200ヌクレオチドである。より一般的には、アプタマーは、長さが約30~約100ヌクレオチド、例えば、長さが70~90ヌクレオチドである。アプタマーは典型的には、アプタマーがステムを形成する複数の対(P)領域、及びアプタマーが連結(J)領域またはループ(L)領域を形成する不対領域を含む。対領域には、5’末端(P1)から出発して順に番号付けし、各ステムに順に番号付けしていくことができる(P2、P3等)。ループ(L1、L2等)には、隣接する対領域に基づいて番号付けされ、連結領域は、それらが連結する対領域に従って番号付けされる。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X2がCではない;X3がTではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がTではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマーコード配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X2がCである;X3がTである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)
を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X2がCではない;X3がTではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がTではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X2がCである;X3がTである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号3)を含み、
ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X12がTではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X12がTである、及びX13がCである。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)を含み、
ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである。
ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)
を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである。
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)
を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである。
実施形態では、アプタマーコード配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X5がGではない;X6がCではない;及びX7がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X5がGである;X6がCである;及びX7がCである。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)を含み、
ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
一実施形態では、アプタマーコード配列は、配列番号7~36(表1を参照のこと)からなる群から選択される配列を含む。一実施形態では、アプタマーコード配列は、配列番号7~36からなる群から選択される配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%同一である配列を含む。参照ポリペプチドまたは核酸配列に関して「配列同一性パーセント」は、配列を整列させ、配列同一性パーセントが最大となるよう、必要に応じてギャップを導入した後、参照ポリペプチドまたは核酸の配列中のアミノ酸残基またはヌクレオチドと同一である、候補配列中のアミノ酸残基またはヌクレオチドのパーセンテージとして定義される。アミノ酸または核酸の配列同一性パーセントを決定することを目的としたアラインメントは、当業者に既知の方法で、例えば、BLAST、BLAST-2、ALIGNまたはMegalign(DNASTAR)ソフトウェア等の公的に利用可能なコンピュータソフトウェアプログラムを使用して達成することができる。
当業者であれば、本明細書に記載されるアプタマーがリボ核酸(RNA)分子であり得ることを理解するであろう。実施形態では、本明細書に記載されるアプタマーは、例えば、hnRNA、mRNA、siRNA、またはmiRNAが含まれる、より長いRNAポリヌクレオチドの一部である。
一態様では、配列
ACX1GGGGUCCGGCX2UX3UUCAUUUGGCX4CCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUX8X9X10X11CCUGUUX12ACGGAUAAUGCCGCX13GCAGGGAGU(配列番号43)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Uであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはUであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはUであり、
X12は、CまたはUであり、かつ
X13は、CまたはUである。
ACX1GGGGUCCGGCX2UX3UUCAUUUGGCX4CCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUX8X9X10X11CCUGUUX12ACGGAUAAUGCCGCX13GCAGGGAGU(配列番号43)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Uであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはUであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはUであり、
X12は、CまたはUであり、かつ
X13は、CまたはUである。
実施形態では、アプタマー配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X2がCではない;X3がUではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がUではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がUではない;及びX13がCではない。
実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X2がCである;X3がUである;X4がGである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がUである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がUである;及びX13がCである。
一態様では、配列
ACX1GGGGUCCGGCX2UX3UUCAUUUGGCGCCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUX8X9X10X11CCUGUUX12ACGGAUAAUGCCGCX13GCAGGGAGU(配列番号44)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Uであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはUであり、
X6は、CまたはUであり、
X7は、CまたはUであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはUであり、
X10は、A、G、またはUであり、
X11は、AまたはUであり、
X12は、CまたはUであり、かつ
X13は、CまたはUである。
ACX1GGGGUCCGGCX2UX3UUCAUUUGGCGCCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUX8X9X10X11CCUGUUX12ACGGAUAAUGCCGCX13GCAGGGAGU(配列番号44)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Uであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはUであり、
X6は、CまたはUであり、
X7は、CまたはUであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはUであり、
X10は、A、G、またはUであり、
X11は、AまたはUであり、
X12は、CまたはUであり、かつ
X13は、CまたはUである。
実施形態では、アプタマー配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X2がCではない;X3がUではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がUではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がUではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X2がCである;X3がUである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がUである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がUである;及びX13がCである。
一態様では、配列
ACAGGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCGCCGGUGAGAGCACACCCUUUGAACCUGUUX12ACGGAUAAUGCCGCX13GCAGGGAGU(配列番号45)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X12は、CまたはUであり、かつ
X13は、CまたはUである。
ACAGGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCGCCGGUGAGAGCACACCCUUUGAACCUGUUX12ACGGAUAAUGCCGCX13GCAGGGAGU(配列番号45)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X12は、CまたはUであり、かつ
X13は、CまたはUである。
実施形態では、アプタマー配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X12がUではない;及びX13がCではない。実施形態では、以下のうちのいずれもアプタマー配列中に同時に存在することはない:X12がUである、及びX13がCである。
一態様では、配列
ACX1GGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCGCCGGUGAGAGCACACCCUUX8X9X10X11CCUGUUUACGGAUAAUGCCGCCGCAGGGAGU(配列番号46)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはUであり、
X10は、A、G、またはUであり、かつ
X11は、AまたはUである。
ACX1GGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCGCCGGUGAGAGCACACCCUUX8X9X10X11CCUGUUUACGGAUAAUGCCGCCGCAGGGAGU(配列番号46)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはUであり、
X10は、A、G、またはUであり、かつ
X11は、AまたはUである。
実施形態では、アプタマー配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X1がAではない;X8がUではない;X9がGではない;X10がAではない;及びX11がAではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X1がAである;X8がUである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がUである;及びX13がCである。
一態様では、配列
ACAGGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCGCCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUUGAACCUGUUUACGGAUAAUGCCGCCGCAGGGAGU(配列番号47)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X5は、GまたはUであり、
X6は、CまたはUであり、かつ
X7は、CまたはUである。
ACAGGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCGCCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUUGAACCUGUUUACGGAUAAUGCCGCCGCAGGGAGU(配列番号47)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X5は、GまたはUであり、
X6は、CまたはUであり、かつ
X7は、CまたはUである。
実施形態では、アプタマー配列は、以下の特性のうちの1つ以上を有する:X5がGではない;X6がCではない;及びX7がCではない。実施形態では、以下の全てがアプタマー配列中に同時に存在することはない:X5がGである;X6がCである;及びX7がCである。
一態様では、配列
ACAGGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCX4CCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUX8X9X10ACCUGUUCACGGAUAAUGCCGCUGCAGGGAGU(配列番号48)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
ACAGGGGUCCGGCCUUUUCAUUUGGCX4CCGGUGAGAX5X6AX7ACCCUUX8X9X10ACCUGUUCACGGAUAAUGCCGCUGCAGGGAGU(配列番号48)、
を含むアプタマーが提供され、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである。
一態様では、小分子に結合するアプタマーが提供され、ここで、アプタマーは、配列番号49~78からなる群から選択される配列と少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%同一である配列を含む。いくつかの実施形態では、アプタマー配列は、配列番号49~78からなる群から選択される配列を含む。実施形態では、アプタマー配列は、配列番号51、56、及び68からなる群から選択される配列を含む。
アプタマーリガンド
一実施形態では、アプタマーリガンドは、チアミン(ビタミンB1)である、あるいはチアミン類似体である、及び/またはチアミンの誘導体である。本明細書で使用される場合、用語「チアミン類似体」とは、チアミンと比較して同様の物理的、化学的、生化学的、または薬理学的な特性を有する分子を指し、例えば、アンプロリウムまたはシコチアミンが挙げられる。チアミン類似体は、チアミン誘導体であってよい。本明細書で使用される場合、用語「チアミン誘導体」とは、修飾または置換によって、チアミンから誘導される、またはそのチアゾール環が開環形態である化合物を指す。チアミン誘導体として、例えば、アセフルチアミン、アセチアミン、アリチアミン、ベクロチアミン、ベンフォチアミン、ベンチアミン、ビスベンチアミン、セトチアミン、フルスルチアミン、モノホスホチアミン、オクトチアミン、プロスルチアミン、スルブチアミン、チアミン、チアミンピロリン酸、またはビンチアモールが挙げられ得る。
いくつかの実施形態では、アプタマーは、式I~VIIIによる構造を有する小分子が含まれる、本明細書に開示される小分子に結合するか、そうでなければその存在または付加に応答する。実施形態では、小分子は、式I
による構造を有し、式中、
R1は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、及び-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択される。
R1は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、及び-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択される。
実施形態では、小分子は、式II
による構造を有し、式中、
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択されるか、
または、R2は、化合物が、ジスルフィド(-S-S-)結合を介して接続されている2つの式IIの分子の二量体を形成するよう-S-[式II]であり、
R3は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択されるか、
または、R2は、化合物が、ジスルフィド(-S-S-)結合を介して接続されている2つの式IIの分子の二量体を形成するよう-S-[式II]であり、
R3は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式III
による構造を有し、式中、
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択され、
R31は、OH及びホスファートからなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択され、
R31は、OH及びホスファートからなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式IV
による構造を有し、式中、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式V
による構造を有し、式中、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式VI
による構造を有し、式中、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
ここで、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクリル基、トリシクリル基、アリール基、ヘテロアリール基及びヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい。
実施形態では、小分子は、式VII
による構造を有し、式中、
各R7は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR7基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
mは、0、1、2、3または4である。
各R7は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR7基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
mは、0、1、2、3または4である。
いくつかの実施形態では、小分子は、式VIII
による構造を有し、式中、
各R8は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR8基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
各R9は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR9基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
xは、0、1、2または3であり、
yは、0、1、2、3、または4である。
各R8は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR8基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
各R9は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR9基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
xは、0、1、2または3であり、
yは、0、1、2、3、または4である。
用語「アルキル」とは、飽和脂肪族基のラジカルを指し、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基が含まれる。好ましい実施形態では、直鎖または分岐鎖のアルキルは、その骨格に6個以下の炭素原子を有する(例えば、直鎖ではC1-C6、分岐鎖ではC3-C6)。アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル等が挙げられる。
用語「シクロアルキル」とは、環に3~6個の炭素を有する飽和炭素環基を指す。シクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシルが挙げられる。
用語「ビシクリル」とは、2つの連結環系を有する飽和炭素環基を指し、縮合または架橋していてよい。二環式基としては、ビシクル[2.1.1]ヘキサン、ビシクル[2.2.1]ヘプタン、デカリン等が挙げられる。用語「トリシクリル」とは、3つの連結環系を有する飽和炭素環基を指し、縮合及び/または架橋していてよい。三環式基としては、アダマンタン等が挙げられる。
用語「アルケニル」とは、不飽和脂肪族基を指し、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有する、直鎖アルケニル基及び分岐鎖アルケニル基が含まれる。好ましい実施形態では、アルケニル基は、2~6個の炭素原子を有する(例えば、C2-C6アルケニル)。
本明細書で使用される場合、用語「ハロゲン」または「ハロ」により、-F、-Cl、-Brまたは-I、及び好ましくは-F、-Clまたは-Brが指定される。
本明細書で使用される場合、用語「アルコキシル」または「アルコキシ」とは、酸素原子を介して結合している、上記で定義されているようなアルキル基を指す。代表的アルコキシル基としては、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、tert-ブトキシ等が挙げられる。
用語「スルホンアミド(sulfonamide)」または「スルホンアミド(sulfonamido)」とは、非置換及び置換の両方のスルホンアミド置換基、例えば、以下の一般式で表すことができる部分を指し、
式中、R及びR’は、それぞれ独立して、H及びC1-C3アルキルから選択される。
本明細書で使用される場合、用語「アリール」には、0~4個のヘテロ原子が含まれ得る、5員及び6員の単環式芳香族基、例えば、ベンゼン、ピレン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン及びピリミジンが含まれる。環構造にヘテロ原子を有するアリール基は、「アリール複素環」または「ヘテロアリール」基と呼ばれる場合もある。用語「アリール」にはまた、2つ以上の炭素が2つの隣接する環(環は、「縮合環」である)に共通している環式環を2つ以上有し、環のうちの少なくとも1つが芳香族である、多環式環系も含まれる。したがって、アリールには、0~5個のヘテロ原子が含まれ得る8員~10員の縮合二環式芳香族基が含まれ、それにおいて、一方または両方の環が芳香族、例えば、ナプチレン、キノロン、イソキノリン、ベンゾ[b]チオフェン、テトラヒドロナプチレン等である。各アリール基は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される1~5つの置換基で置換されてもよい。
「ヘテロシクリル」の「複素環」という用語は、1~3個の環ヘテロ原子を有する非芳香族複素環を指す。好ましい複素環は、O、N及びSからなる群から選択される1~3個のヘテロ原子を有する5員及び6員の複素環基である。
本明細書で使用される場合、用語「ヘテロ原子」とは、炭素または水素以外の任意の元素の原子を意味する。好ましいヘテロ原子は、窒素、酸素、及びイオウである。
本明細書で使用される場合、それぞれの表現の定義、例えば、アルキル、R1、R2等は、それが任意の構造で2回以上現れる場合、同じ構造の他の箇所でのその定義とは独立していることが意図される。
そのような置換が、置換される原子と置換基の許容される価数に従っていること、及びその置換が、安定な化合物、例えば、転位、環化、脱離等によるような変換を自発的に起こさない化合物をもたらすこと、という暗黙の条件が含まれることが理解されるであろう。
本明細書に開示されるアプタマーリガンドは、特定の幾何学的形態または立体異性体形態、及びその混合物で存在し得る。そのような幾何学的形態または立体異性体形態としては、シス-及びトランス-の異性体、R-及びS-の鏡像異性体、ジアステレオマー、(D)-異性体、(L)-異性体、そのラセミ混合物、ならびにそれらの他の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。追加の不斉炭素原子は、アルキル基等の置換基で存在し得る。
式I~VIIIによる化合物は、酸性または塩基性の官能基を含有してよく、したがって、塩形態で存在してよい。好ましくは、塩形態は、薬学的に許容される塩である。これに関し、用語「薬学的に許容される塩」とは、本明細書に開示される化合物の、比較的無毒な無機及び有機の酸付加塩及び塩基付加塩を指す。
式I~VIIIによる化合物は、アミノまたはアルキルアミノ等の1つ以上の塩基性官能基を含有してよく、したがって、それらは、薬学的に許容される酸と共に薬学的に許容される塩を形成する能力がある。これらの塩は、投与ビヒクルもしくは剤形製造工程においてインサイチュで調製するか、またはその遊離塩基形態にある精製された本明細書に開示の化合物を、好適な有機酸または無機酸と別々に反応させ、こうして形成された塩をその後の精製時に単離することによって調製することができる。代表的塩としては、臭化水素酸塩、塩酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、酢酸塩、吉草酸塩、オレイン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、ラウリン酸塩、安息香酸塩、乳酸塩、リン酸塩、トシル酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、ナプチラート(napthylate)、メシル酸塩、グルコヘプトン酸塩、ラクトビオン酸塩、及びラウリルスルホン酸塩等が挙げられる(例えば、Berge et al.(1977)“Pharmaceutical Salts”,J.Pharm.Sci.66:1-19を参照のこと)。
対象化合物の薬学的に許容される塩には、例えば無毒な有機酸または無機酸からの、化合物の従来の無毒性塩または第四級アンモニウム塩が含まれる。例えば、そのような従来の無毒性塩としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、スルファミン酸、リン酸、硝酸等のような無機酸に由来するもの;及び酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グリコール酸、ステアリン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、アスコルビン酸、パルミチン酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、フェニル酢酸、グルタミン酸、安息香酸、サリチル酸、スルファニル酸、2-アセトキシ安息香酸、フマル酸、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンジスルホン酸、シュウ酸、イセチオン酸(Isothionic)等のような有機酸から調製される塩が挙げられる。
他の場合には、式I~VIIIによる化合物は、1つ以上の酸性官能基を含有してよく、したがって、薬学的に許容される塩基と共に薬学的に許容される塩を形成する能力がある。これらの塩は同様に、投与ビヒクルもしくは剤形製造工程においてインサイチュで調製するか、あるいはその遊離酸形態にある精製された化合物を、薬学的に許容される金属陽イオンの水酸化物、炭酸塩もしくは重炭酸塩等の好適な塩基と別々に反応させるか、アンモニアと別々に反応させるか、または薬学的に許容される有機の第一級、第二級もしくは第三級アミンと別々に反応させることによって調製することができる。代表的アルカリまたはアルカリ土類の塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、及びアルミニウム塩等が挙げられる。塩基付加塩の形成に有用な代表的有機アミンとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ピペラジン等が挙げられる(例えば、Berge et al.(上掲)を参照のこと)。
実施形態では、本明細書で提供されるアプタマーは、本明細書で提供される1つ以上のチアミン類似体もしくはTPP類似体に結合するか、そうでなければその存在に応答する、及び/または本明細書で提供されるチアミンもしくはTPPの類似体もしくは誘導体の代謝物、例えば、TPP及び/またはチアミンに結合するか、そうでなければそれに応答する。
アプタマーの自身のリガンドへの結合の特異性は、無関係の分子に対するアプタマーの解離定数と比較した、自身のリガンドに対するアプタマーの比較解離定数(Kd)の点から定義することができる。したがって、リガンドは、アプタマーに対して、無関係の物質に対するよりも高い親和性で結合する分子である。典型的には、自身のリガンドに関するアプタマーのKdは、無関係の分子とのアプタマーのKdの少なくとも約10分の1である。他の実施形態では、Kdは、無関係の分子とのアプタマーのKdの少なくとも約20分の1、少なくとも約50分の1、少なくとも約100分の1、及び少なくとも約200分の1、少なくとも約500分の1、少なくとも約1000分の1、または少なくとも約10,000分の1である。
一実施形態では、アプタマーは、TPPに対し、式I~VI1の化合物に対する前記アプタマーの親和性、またはアセフルチアミン、アセチアミン、アリチアミン、ベクロチアミン、ベンフォチアミン、ベンチアミン、ビスベンチアミン、セトチアミン、シコチアミン、フルスルチアミン、モノホスホチアミン、オクトチアミン、プロスルチアミン、スルブチアミン、もしくはビンチアモールに対する前記アプタマーの親和性の少なくとも5分の1、少なくとも10分の1、少なくとも約20分の1、少なくとも50分の1、少なくとも100分の1、少なくとも500分の1、少なくとも1000分の1、または少なくとも10,000分の1の低親和性で結合する。一実施形態では、アプタマーは、TPPに対し、式I~VI1の化合物に対する前記アプタマーの親和性、またはアセフルチアミン、アセチアミン、アリチアミン、ベクロチアミン、ベンフォチアミン、ベンチアミン、ビスベンチアミン、セトチアミン、シコチアミン、フルスルチアミン、モノホスホチアミン、オクトチアミン、プロスルチアミン、スルブチアミン、もしくはビンチアモールに対する前記アプタマーの親和性の少なくとも5分の1、少なくとも10分の1、少なくとも約20分の1、少なくとも50分の1、少なくとも100分の1、少なくとも500分の1、少なくとも1000分の1、または少なくとも10,000分の1の低親和性で結合する。
遺伝子発現調節のためのアプタマー
いくつかの実施形態では、本開示により企図されるアプタマーは、遺伝子発現の調節のために使用される。標的遺伝子(例えば、治療用導入遺伝子)の発現の調節は、様々な状況において都合がよい。遺伝子の治療的発現との関連において、例えば、小分子の存在に応答して導入遺伝子の調節された発現を可能にする技術は、標的遺伝子発現のレベル及びそのタイミングの調節を可能にすることによって安全性及び有効性を増強させることができる。研究の場では、遺伝子発現の調節により、様々な実験条件の体系的な調査が可能になる。
実施形態では、アプタマーをコードする配列は、本明細書に記載の小分子の存在または非存在に応答して標的遺伝子の発現レベルを調節する能力を提供する遺伝子調節カセットの一部である。実施形態では、遺伝子調節カセットはさらに、標的遺伝子を含む。本明細書で使用される場合、「標的遺伝子」とは、本明細書に開示されるアプタマーに結合する小分子のため、本明細書に開示される小分子リガンドの存在または非存在に応答して発現される導入遺伝子を指す。実施形態では、標的遺伝子は、タンパク質(例えば、治療用タンパク質)、miRNA、またはsiRNAのコード配列を含む。標的遺伝子は、標的遺伝子発現の調節に使用されるアプタマーに対して異種であり、標的遺伝子の調節に使用されるポイヌクレオチドカセットに対して異種である、及び/または標的遺伝子の調節に使用されるポリヌクレオチドカセットの一部に対して異種である。
本明細書に記載されるアプタマーは、リガンドの存在/非存在に応答して標的遺伝子の発現を調節するために使用される場合、リボスイッチの一部としてアプタマーをコードするポリヌクレオチドカセットの一部であり得る。用語「遺伝子調節カセット」、「調節カセット」、または「ポリヌクレオチドカセット」は、本明細書では同じ意味で使用される。
実施形態では、本明細書に開示のアプタマーに結合する小分子の存在は、小分子非存在下での標的遺伝子の発現と比較して標的遺伝子の発現の増加をもたらす。そのような実施形態では、アプタマーは「オン」スイッチを構成する。実施形態では、標的遺伝子の発現は、本明細書に開示されるアプタマーに結合する小分子の存在下で、かかる小分子の非存在下の場合と比較して少なくとも3倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも15倍、少なくとも20倍、少なくとも25倍、少なくとも30倍、少なくとも40倍、少なくとも50倍、少なくとも100倍、少なくとも1000倍、または少なくとも10,000倍増加する。実施形態では、標的遺伝子の発現は、本明細書に開示されるアプタマーに結合する小分子の存在下で、かかる小分子の非存在下の場合と比較して2倍~10倍、5倍~10倍、5倍~15倍、5倍~20倍、5倍~25倍、5倍~30倍、10倍~20倍、10倍~30倍、10倍~40倍、10倍~50倍、10倍~100倍、10倍~500倍、10倍~1,000倍、50倍~100倍、50倍~500倍、50倍~100倍、50倍~1,000倍、100倍~1,000倍、または100倍~10,000倍増加する。
実施形態では、本明細書に開示のアプタマーに結合する小分子の存在は、小分子非存在下での標的遺伝子の発現と比較して標的遺伝子の発現の減少をもたらす。そのような実施形態では、アプタマーは「オフ」スイッチを構成する。実施形態では、標的遺伝子の発現は、本明細書に開示されるアプタマーに結合する小分子の存在下で、かかる小分子の非存在下の場合と比較して少なくとも3倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも15倍、少なくとも20倍、少なくとも25倍、少なくとも30倍、少なくとも40倍、少なくとも50倍、少なくとも100倍、少なくとも1000倍、または少なくとも10,000倍減少する。一実施形態では、標的遺伝子の発現は、本明細書に開示されるアプタマーに結合する小分子の存在下で、かかる小分子の非存在下の場合と比較して2倍~10倍、5倍~10倍、5倍~15倍、5倍~20倍、5倍~25倍、5倍~30倍、10倍~20倍、10倍~30倍、10倍~40倍、10倍~50倍、10倍~100倍、10倍~500倍、10倍~1,000倍、50倍~100倍、50倍~500倍、50倍~100倍、50倍~1,000倍、100倍~1,000倍、または100倍~10,000倍減少する。
実施形態では、アプタマーは、リボスイッチの一部である。リボスイッチは、アプタマー特異的リガンド分子の存在または非存在に応答して、RNAポリヌクレオチドの安定性を調節する、及び/またはRNAポリヌクレオチドからのタンパク質の生成を調節する、RNAポリヌクレオチドの調節セグメントである。実施形態では、リボスイッチは、センサー領域(例えば、アプタマー領域)及びエフェクター領域を含み、これらは一緒になって、リガンド(例えば、小分子)の存在の感知すること、及び標的遺伝子の発現の増加または減少をもたらす効果を引き起こすことに関与する。本明細書に記載されるリボスイッチは組換えであり、2つ以上の供給源からのポリヌクレオチドを利用する。実施形態では、センサー及びエフェクター領域は、ポリヌクレオチドリンカーにより連結されている。実施形態では、ポリヌクレオチドリンカーは、RNAステムまたは対領域(すなわち、二本鎖であるRNAポリヌクレオチドの領域)を形成する。実施形態では、アプタマーとエフェクター領域を連結する対領域は、アプタマーステムの全部または一部(例えば、例としてアプタマーP1ステムの全部または一部)を含む。
アプタマー配列を含むリボスイッチを使用して、例えば、未成熟転写終結をもたらすrho非依存性転写終結ヘアピンの形成を制御してよい。アプタマー配列を含むリボスイッチはまた、RNAの構造変化を誘導して、リボソーム結合部位の隔絶及び翻訳の阻害をもたらす場合もある。本明細書に開示されるアプタマー配列を含む代替的リボスイッチ構造はさらに、小分子リガンドの存在に応答してmRNAのスプライシングに影響を与えることができる。
選択的スプライシングリボスイッチ
一実施形態では、本明細書に記載されるアプタマーは、生じたRNA(例えば、mRNA前駆体)の、アプタマー/リガンドに仲介される選択的スプライシングによる、標的遺伝子の調節のための遺伝子調節カセットの一部としてコードされる。この文脈において、遺伝子調節カセットは、センサー領域(例えば、本明細書に記載されるアプタマー)及びエフェクター領域を含むリボスイッチを含み、それらの領域は、小分子リガンドの存在を感知すること、及び選択的エクソンへのスプライシングを変化させることに一緒になって関与する。スプライシングとは、新生メッセンジャーRNA前駆体(mRNA前駆体)からイントロン配列が除去され、エクソンが一緒に連結されてmRNAが形成されるプロセスを指す。スプライス部位は、エクソンとイントロンの間の接合部であり、イントロンの5’末端及び3’末端(すなわち、それぞれ、スプライスドナー部位及びスプライスアクセプター部位)における異なるコンセンサス配列により定義される。スプライシングは、核内低分子リボ核タンパク質(snRNP)と多様な補助タンパク質の集まりである、スプライセオソームと呼ばれる大きな多成分構造体により行われる。スプライセオソームは、様々なシス調節配列を認識することによってエクソン/イントロンの境界を定義し、イントロン配列を除去し、エクソンを継ぎ合わせて最終メッセージ(例えば、mRNA)にする。選択的スプライシングの場合、特定のエクソンが含まれるかまたは除外されて最終コードメッセージが変更され、それにより、生じる発現タンパク質を変えることができる。
一実施形態では、標的遺伝子発現の調節は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO2016/126747に開示のDNAコンストラクトのいずれを使用しても達成される。本開示の実施形態では、WO2016/126747に開示のリボスイッチ及びポリヌクレオチドカセットは、WO2016/126747に開示のアプタマー配列の代わりに本明細書に記載されるアプタマーコード配列を含む。
一実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、(a)リボスイッチ、及び(b)5’イントロン及び3’イントロンが隣接する選択的にスプライスされるエクソン、を含み、リボスイッチは、(i)3’イントロンの5’スプライス部位配列が含まれるステムを含むエフェクター領域、及び(ii)本明細書に開示されるアプタマーを含む。実施形態では、エフェクター領域は、選択的エクソンの3’に隣接するイントロンのイントロン内5’スプライス部位(「5’ss」)配列、及び3’イントロンの5’ss配列に相補的な配列を含む。アプタマーがそのリガンドと結合すると、エフェクター領域はステムを形成し、したがって、選択的エクソンの3’末端にあるスプライスドナー部位へのスプライシングを阻止する。ある種の条件下では(例えば、アプタマーがそのリガンドに結合していない場合)、エフェクター領域は、選択的エクソンの3’末端にあるスプライスドナー部位へのアクセスを提供するという状況にあり、標的遺伝子のmRNA内への選択的エクソンの包含がもたらされる。いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、リガンドに応答して標的遺伝子の発現を調節するために、標的遺伝子内に配される。一実施形態では、選択的にスプライスされるエクソンは、選択的にスプライスされるエクソンがスプライスされて標的遺伝子のmRNAとなる際に、標的遺伝子と共にインフレームにある終止コドンを含む。
一実施形態では、遺伝子調節カセットは、配列番号37の配列を含み、ここで、-X-は、本明細書に開示のアプタマーコード配列を表す。小文字は、アプタマーとリボスイッチの残りの部分とを連結する対のステムの配列を示す。一実施形態では、選択的エクソン(以下の配列番号37では下線が引かれている)は、別の選択的エクソンの配列で置き換えられる。
選択的エクソンには、5’イントロン配列及び3’イントロン配列が隣接している。本明細書に開示の遺伝子調節カセットに使用され得る5’イントロン配列及び3’イントロン配列は、標的遺伝子から切り出されて、アプタマーと結合するリガンドの存在または非存在に応じて標的遺伝子のmRNAかまたはmRNAに選択的エクソンを含む標的遺伝子のいずれかを作ることができる、任意の配列であり得る。5’イントロン配列及び3’イントロン配列は、各々、スプライシングが生じるために必要な配列、すなわち、スプライスドナー配列、スプライスアクセプター配列及び分岐部位配列を有する。一実施形態では、遺伝子調節カセットの5’イントロン配列及び3’イントロン配列は、1つ以上の天然に存在するイントロンまたはそれらの部分に由来する。一実施形態では、5’イントロン配列及び3’イントロン配列は、切断型ヒトベータグロビンイントロン2(IVS2Δ)、ヒト03-グロビン遺伝子のイントロン2、SV40 mRNAイントロン(Clontech Laboratories,Inc.からのpCMV-LacZベクターで使用される)、ヒトトリオースリン酸イソメラーゼ(TPI)遺伝子のイントロン6(Nott Ajit,et al.RNA.2003,9:6070617)、ヒト第IX因子からのイントロン(Sumiko Kurachi,et al.J.Bio.Chem.1995,270(10),5276)、標的遺伝子自身の内因性イントロン、または任意のゲノム断片かもしくは調節されたスプライシングに十分であるエレメントを含有する(Thomas A.Cooper,Methods 2005(37):331)合成イントロン(Yi Lai,et al.Hum Gene Ther.2006:17(10):1036)に由来する。
一実施形態では、選択的エクソン及びリボスイッチは、標的遺伝子の内因性イントロン内にあるよう操作される。すなわち、イントロン(または実質的に同様のイントロン配列)は、天然では、標的遺伝子のその位置で生じる。この場合、選択的エクソンのすぐ上流のイントロン配列は、5’イントロンまたは5’イントロン配列と呼ばれ、選択的エクソンのすぐ下流のイントロン配列は、3’イントロンまたは3’イントロン配列と呼ばれる。この場合、内因性イントロンは改変されて、選択的エクソンの5’末端及び3’末端に隣接するスプライスアクセプター配列及びスプライスドナー配列を含有する。一実施形態では、5’イントロン及び/または3’イントロンは、標的遺伝子にとって外因性である。
選択的スプライシング遺伝子調節カセットのスプライスドナー部位及びスプライスアクセプター部位を修飾して、強化または減弱することができる。すなわち、標準的クローニング法、部位特異的変異導入等により、スプライス部位を、スプライスドナーまたはスプライスアクセプターのコンセンサスに近づくよう改変することができる。スプライスのコンセンサスにより類似したスプライス部位は、スプライシングを促進する傾向があり、したがって、強化される。スプライスのコンセンサスにあまり類似しないスプライス部位は、スプライシングを妨げる傾向があり、したがって、減弱される。最も一般的なクラスのイントロン(U2)のスプライスドナーのコンセンサスは、A/C A G∥G T A/G A G Tである(∥は、エクソン/イントロン境界を示す)。スプライスアクセプターのコンセンサスは、C A G∥Gである(∥は、エクソン/イントロン境界を示す)。スプライスドナー及びスプライスアクセプターの部位における特定のヌクレオチドの頻度が、当該技術分野で報告されている(例えば、Zhang,M.Q.,Hum Mol Genet.1988.7(5):919-932を参照のこと)。5’及び3’のスプライス部位の強度を調整して、選択的エクソンのスプライシングを調節することができる。
スプライシングを調節するために行うことができる、選択的スプライシング遺伝子調節カセットに存在する5’イントロン及び3’イントロンに対する追加の改変としては、イントロン内スプライシングエンハンサーエレメント、イントロン内スプライシングサプレッサーエレメント及び/またはスプライス部位を改変、除去、及び/または追加すること、及び/または分岐部位配列を改変することが挙げられる。
一実施形態では、5’イントロンは、標的遺伝子と共にインフレームにある終止コドンを含有するよう改変されてある。5’イントロン配列及び3’イントロン配列はまた、潜在性スライス部位が除去されるよう改変することもでき、これは、公的に利用可能なソフトウェアで同定することができる(例えば、Kapustin,Y.et al.Nucl.Acids Res.2011.1-8を参照のこと)。
5’イントロン配列及び3’イントロン配列の長さは、例えば、ウイルス発現コンストラクトのサイズ要件を満たすために、調整することができる。一実施形態では、5’イントロン配列及び/または3’イントロン配列は、長さが約50~約300ヌクレオチドである。一実施形態では、5’イントロン配列及び/または3’イントロン配列は、長さが約125~約240ヌクレオチドである。
エフェクター領域のステム部分は、リガンドのアプタマー結合時に選択的エクソンの選択的スプライシングを実質的に阻止し、一方で、リガンドが十分な量で存在しない場合にスプライス部位へのアクセスも可能にするよう、十分な長さ(かつ、GC含量)であるべきである。実施形態では、エフェクター領域のステム部分は、3’イントロンの5’スプライス部位配列、及びその5’スプライス部位配列のその相補配列に加え、ステム配列を含む。実施形態では、この追加のステム配列は、アプタマーステムからの配列を含む。ステム部分の長さと配列は、リガンドが存在しない場合に標的遺伝子の許容されるバックグラウンドの発現を可能にし、リガンドが存在する場合は標的遺伝子の許容される発現レベルを可能にするステムを同定するために、既知の技術を使用して改変することができる。一実施形態では、リボスイッチのエフェクター領域のステムは、長さが約7~約20塩基対である。一実施形態では、エフェクター領域のステムは、長さが8~11塩基対である。ステムの長さに加え、ステムのGC塩基対含量を変化させてステムの安定性を改変することができる。
一実施形態では、本明細書に開示される選択的スプライシング遺伝子調節カセットの一部である選択的エクソンは、転写されてmRNA前駆体になり、選択的にスプライスされて標的遺伝子のmRNAになる能力があるポリヌクレオチド配列である。一実施形態では、選択的エクソンは、選択的エクソンが標的遺伝子のmRNAに含まれる場合に、そのmRNAからの標的遺伝子の発現が阻止または低減されるよう、翻訳を阻害する少なくとも1つの配列を含有する。好ましい実施形態では、選択的エクソンは、選択的エクソンがスプライシングによって標的遺伝子のmRNAに含まれる場合に標的遺伝子と共にインフレームにある終止コドン(TGA、TAA、TAG)を含有する。実施形態では、選択的エクソンは、終止コドンに加えて、または終止コドンの代替として、選択的エクソンがスプライシングによって標的遺伝子のmRNA内、例えば、マイクロRNA結合部位等に組み込まれている場合に翻訳を低減もしくは実質的に阻止する、mRNAの分解をもたらす別の配列を含む。一実施形態では、選択的エクソンは、mRNAの分解をもたらすmiRNA結合配列を含む。一実施形態では、選択的エクソンは、このポリペプチド配列を含有するタンパク質の安定性を低下させるポリペプチド配列をコードする。一実施形態では、選択的エクソンは、このポリペプチド配列を含有するタンパク質を分解に誘導するポリペプチド配列をコードする。
基底レベルまたはバックグラウンドレベルの選択的エクソンのスプライシングは、エクソンスプライスエンハンサー(ESE)配列及びエクソンスプライスサプレッサー(ESS)配列を変化させること、及び/またはESE配列もしくはESS配列を選択的エクソン内に導入することによって最適化することができる。選択的エクソンの配列に対するそのような変更は、部位特異的変異導入が挙げられるがこれに限定されない、当該技術分野で公知の方法を使用して達成することができる。別法として、所望の配列(例えば、選択的エクソンの全部または一部を含む)のオリゴヌクレオチドを、商業的供給源から入手して遺伝子調節カセットにクローニングすることができる。ESS配列及びESE配列の同定は、例えば、ESEfinder 3.0(Cartegni,L.et al.ESEfinder:a web resource to identify exonic splicing enhancers.Nucleic Acid Research,2003,31(13):3568-3571)及び/または利用可能な他の資源を使用することを含め、当該技術分野で公知の方法によって達成することができる。
一実施形態では、選択的エクソンは、天然に存在するエクソンである。別の実施形態では、選択的エクソンは、既知のエクソンの全部または一部に由来する。この文脈において、「由来する」とは、選択的エクソンが、天然に存在するエクソン、もしくはその一部と実質的に相同ではあるが、エクソンスプライスエンハンサー(ESE)配列及びエクソンスプライスサプレッサー(ESS)配列を変化させること、及び/またはESE配列もしくはESS配列を選択的エクソン内に導入することによって生じた変異等の様々な変異が含有され得る配列を含有していることを指す。本明細書で使用される場合、「相同性」及び「相同な」とは、2つのポリヌクレオチド配列間または2つのポリペプチド配列間の同一性のパーセントを指す。ある配列と別の配列の間の対応は、当該技術分野で公知の技術によって決定することができる。例えば、相同性は、2つのポリペプチド分子の配列を整列させ、容易に入手可能なコンピュータプログラムを使用してそれらを直接比較することによって決定することができる。別法として、相同性は、相同領域間での安定な二重鎖が形成される条件下でのポリヌクレオチドのハイブリダイゼーション、その後の、一本鎖特異的ヌクレアーゼ(複数可)での消化、及び消化された断片のサイズ決定によって決定することができる。2つのポリヌクレオチドまたは2つのポリペプチド配列はそれぞれ、適切な挿入または欠失により最適に整列させた後に、上記の方法を使用して決定したそのヌクレオチドまたはアミノ酸の少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、及び少なくとも約95%が分子の定義された長さにわたり一致する場合、互いに「実質的に相同」である。
一実施形態では、選択的エクソンは、標的遺伝子にとって外因性であるが、標的遺伝子が発現される生物に由来する配列に由来し得る。本明細書で使用される場合、「外因性」とは、遺伝子型が、比較される対象となるかまたは導入もしくは組み込みの対象となる実体の残りの部分の遺伝子型とは異なる実体に由来することを意味する。例えば、異なる細胞型に遺伝子工学技術によって導入されるポリヌクレオチドは、異種ポリヌクレオチドである(また、発現された場合、異種ポリペプチドをコードすることができる)。一実施形態では、選択的にスプライスされるエクソンは、ヒトジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子(DHFR)のエクソン2、変異ヒトウィルムス腫瘍1エクソン5、マウスカルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIIデルタエクソン16、またはSIRT1エクソン6に由来する。実施形態では、選択的にスプライスされるエクソンは、配列番号79(GAATGAATTCAGATATTTCCAGAGAATGAAAAAAAAATCTTCAGTAGAAG)の改変DHFRエクソン2であるかまたはそれを含む。実施形態では、選択的にスプライスされるエクソンは、配列番号98:GAATGAATTCAGATATTTCCAGAGAATGAAAAAAAATCTTCAGTAGAAGの改変DHFRエクソン2であるかまたはそれを含む。
自己切断リボザイムによるアプタマー媒介性の切断
一実施形態では、アプタマー媒介性の標的遺伝子の発現は、小さなエンドヌクレアーゼ的リボザイムのアプタマー媒介性の調節によって調節される。リボザイムは、化学反応を触媒するRNA酵素である。本明細書に開示される核酸及び方法では、リボザイムは、標的細胞型において自己切断する任意の小さなエンドヌクレアーゼ的リボザイムであってよく、ハンマーヘッド型、ヘアピン型、デルタ肝炎ウイルス型、Varkudサテライト型、ツイスター(twister)型、ツイスター・シスター(twister sister)型、ピストル型またはハチェット(hatchet)型リボザイムが挙げられるが、これらに限定されない。したがって、一実施形態では、リボスイッチ、及び本明細書に開示されるアプタマーに連結されたリボザイムを含有するリボスイッチを含む遺伝子発現カセットが提供される。参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO2017/136608には、アプタマーリガンドの存在下でリボザイムの自己切断を活性化するようなリボスイッチ(「オフ」スイッチ)またはアプタマーの存在下でリボザイムの自己切断を阻害するようなリボスイッチ(「オン」スイッチ)が記載されている。
「オフ」スイッチのシナリオでは、アプタマー/リガンド結合は、リボザイムのリボヌクレアーゼ機能を増大させて、ポリヌクレオチドカセットを含有する標的遺伝子RNAの切断をもたらし、それにより標的遺伝子発現を低下させる。そのようなオフスイッチの例としては、ステムによりアプタマーに連結されているツイスターリボザイムを含むリボスイッチを含む、標的遺伝子の発現の調節のためのポリヌクレオチドカセットが挙げられ、ここで、ツイスターリボザイムとアプタマーを連結するステムは、ツイスターリボザイムのP3ステムの位置でリボザイムに結合しており、標的遺伝子は、ツイスターリボザイムのP1ステムに連結している、(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、WO2017/136608の図1a、図1b、または図3a、及び関連する本文を参照のこと)。
「オン」スイッチのシナリオでは、アプタマー/リガンド結合は、リボザイムのリボヌクレアーゼ機能を阻害して、ポリヌクレオチドカセットを含有する標的遺伝子RNAの切断を減少させ、それによりリガンドの存在下での標的遺伝子発現を増大させる。オンスイッチの例としては、アプタマーに連結されたツイスターリボザイムを含むリボスイッチが挙げられ、ここで、アプタマーは、ツイスターリボザイムのP1ステムの3’末端または5’末端に連結されており、アプタマーが、ツイスターリボザイムのP1ステムの3’末端に連結されている場合は、ツイスターリボザイムのP1ステムの3’アームの一部分は、選択的にアプタマーP1ステムの5’アームであり、アプタマーが、ツイスターリボザイムのP1ステムの5’末端に連結されている場合は、ツイスターリボザイムのP1ステムの5’アームの一部分は、選択的にアプタマーP1ステムの3’アームである(例えば、参照により本明細書に組み込まれるWO2017/136608の図6a、及び図6bならびに関連する本文を参照のこと)。
ポリアデニル化のアプタマー調節
実施形態では、標的遺伝子の発現は、アプタマーにより調節されるポリアデニル化によって調節される。ほぼすべての真核生物のmRNAの3’末端は、20~250のアデノシン残基のホモポリマーであるポリ(A)テールを含む。mRNAへのポリ(A)テールの付加はmRNAを分解から保護するため、遺伝子の発現は、対応するmRNAのポリアデニル化を調節することにより影響を受け得る。
一実施形態では、標的遺伝子の発現は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO2018/156658に記載のように、アプタマーにより調節される、ポリアデニル化シグナルの接近可能性を介して調節される。そのような実施形態では、リボスイッチは、エフェクターステムループ及び本明細書に記載されるアプタマーを含み、ここで、エフェクターステムループは、ポリアデニル化シグナルを含み、かつ、アプタマーとエフェクターステムループは、アプタマーステムの非共有アーム及びエフェクターステムループの非共有アームに相補的な配列を含む、選択的な共有ステムアームにより連結されている(例えば、参照により本明細書に組み込まれるWO2018/156658の図1a、図1b、図2a、及び図5aならびに関連する本文を参照のこと)。一実施形態では、エフェクターステムループは、選択的な共有ステムアームが、3’アプタマーステムアームの全部または一部分、及びエフェクターステムの5’アームの全部または一部分を含むよう、アプタマーの3’に位置する。一実施形態では、エフェクターステムループは、選択的な共有ステムアームが、5’アプタマーステムアームの全部または一部分、及びエフェクターステムの3’アームの全部または一部分を含むよう、アプタマーの5’に位置する。一実施形態では、ポリアデニル化シグナルは、AATAAAまたはATTAAAである。一実施形態では、ポリアデニル化シグナルは、下流エレメント(DSE)である。一実施形態では、ポリアデニル化シグナルは、上流配列エレメント(USE)である。一実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、2つのリボスイッチを含み、第1のリボスイッチのエフェクターステムループは、ポリアデニル化シグナルAATAAAまたはATTAAAの全部または一部を含み、第2のリボスイッチのエフェクターステムループは、下流エレメント(DSE)の全部または一部を含む。一実施形態では、2つのリボスイッチは各々、同じリガンドと結合するアプタマーを含む。一実施形態では、2つのリボスイッチは、異なるリガンドと結合する異なるアプタマーを含む。
いくつかの実施形態では、リボスイッチは、感知領域(例えば、本明細書に記載されるアプタマー)と、スプライセオソームの一部である核内低分子リボ核タンパク質(snRNP)U1の結合部位を含むエフェクター領域とを含む。WO2017/136591には、エフェクター領域がU1 snRNP結合部位を含むリボスイッチが記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。アプタマーがそのリガンドと結合すると、エフェクター領域はステムを形成し、U1 snRNP結合部位をU1 snRNPとの結合から隔絶する。ある種の条件下では(例えば、アプタマーが、自身のリガンドに結合していない場合)、エフェクター領域は、U1 snRNP結合部位へのアクセスを提供するという状況にあり、U1 snRNPがmRNAと結合し、ポリアデニル化を阻害してメッセージの分解をもたらすことを可能にする。U1 snRNP結合部位は、U1 snRNPと結合し、それによりU1 snRNPを標的遺伝子の3’UTRに動員して、標的遺伝子メッセージのポリアデニル化を抑制する能力がある、任意のポリヌクレオチド配列であり得る。一実施形態では、U1 snRNP結合部位は、コンセンサス部位CAGGTAAGTA(配列番号80)(mRNA内にある場合はCAGGUAAGUA(配列番号81))である。いくつかの実施形態では、U1 snRNP結合部位は、このコンセンサス配列の変異であり、例えば、コンセンサス配列よりも短いかまたは1つ以上のヌクレオチドが変更されている配列が含まれる。一実施形態では、U1 snRNP結合部位は、配列CAGGTAAGを含有する。いくつかの実施形態では、結合部位は、CAGGTAAGTA(配列番号80)、CAGGTAAGT、及びCAGGTAAGから選択される配列によってコードされる。U1 snRNP結合部位は、遺伝子からの任意の5’スプライス部位、例えば、ヒトDHFRエクソン2からの5’スプライス部位であり得る。
リボヌクレアーゼ切断のアプタマー媒介性の調節
一実施形態では、標的遺伝子の発現は、アプタマーにより調節されるリボヌクレアーゼ切断を介して調節される。リボヌクレアーゼ(RNase)は、特定のリボヌクレアーゼ基質配列を認識して切断する。本明細書では、標的遺伝子のDNA内に組み込まれた場合に、アプタマー/リガンドにより媒介される、生じたRNAのリボヌクレアーゼ切断によって標的遺伝子の発現を調節する能力を提供する組換えDNAコンストラクトを提供する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるアプタマーコード配列は、リボヌクレアーゼ基質配列、及びエフェクター領域と、アプタマーがリガンドに結合すると標的遺伝子発現が生じるようなアプタマー(参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO2018/161053に記載のとおり)とを含むリボスイッチを含有するかまたはコードするコンストラクトの一部である。実施形態では、RNase P基質配列は、リボスイッチに連結され、リボスイッチは、エフェクター領域及び本明細書に記載されるアプタマーを含み、エフェクター領域は、RNase P基質配列の一部分に相補的な配列を含む。アプタマーへの好適なリガンドの結合は、アプタマーとエフェクター領域の構造変化を誘導し、リボヌクレアーゼによる切断のためのリボヌクレアーゼ基質配列の接近可能性を変化させる。
一実施形態では、アプタマー配列は、RNase P基質配列に対して5’に位置し、エフェクター領域は、リーダー配列の全部または一部、及びRNase P基質配列の5’アクセプターステム配列の全部または一部を含む。例えば、参照により本明細書に組み込まれるWO2018/161053の図1a、図1b、及び図3bならびに関連する本文を参照のこと。さらなる実施形態では、RNase Pの基質のアクセプターステムとリボスイッチエフェクター領域とは、0、1、2、3、または4のヌクレオチドにより区切られている。他の実施形態では、エフェクター領域のステムには、リーダー配列(及びその補体)に加え、RNase Pの基質のアクセプターステムの1つ以上のヌクレオチド、及びアクセプターステムの1つ以上のヌクレオチドに相補的な配列が含まれる。
一実施形態では、ポリヌクレオチドカセットのアプタマー配列は、RNase P基質配列に対して3’に位置し、エフェクター領域は、RNase P基質配列の3’アクセプターステムの全部または一部に相補的な配列を含む。例えば、参照により本明細書に組み込まれるWO2018/161053の図3a及び関連する本文を参照のこと。さらなる実施形態では、RNase Pの基質の3’アクセプターステムに相補的なエフェクター領域配列は、1~7ヌクレオチドである。言い換えれば、エフェクター領域のステムには、アクセプターステムの1~7ヌクレオチドが含まれ、また、このアクセプターステムの1~7ヌクレオチドに相補的な配列が含まれる。実施形態では、リボスイッチは、RNase Pの基質の3’に位置するため、エフェクター領域ステムとRNase Pの基質のアクセプターステムとは重ならない。実施形態では、エフェクター領域とRNase Pの基質のアクセプターステムとが直接隣接している(すなわち、重なっていない)。他の実施形態では、エフェクター領域とRNase Pの基質のアクセプターステムとは、1、2、3、4、5以上のヌクレオチドにより区切られている。
本明細書に開示されるアプタマー及び遺伝子調節カセットを使用して、標的細胞、組織または生物で発現され得る任意の標的遺伝子の発現を調節することができる。用語「標的遺伝子」とは、細胞に導入されるポリヌクレオチドであり、かつ、転写されてRNAになり、適切な条件下で翻訳及び/または発現される能力があるポリヌクレオチドを指す。別法として、標的遺伝子は、標的細胞にとって内因性であり、遺伝子調節カセットは、標的遺伝子内(例えば、内因性標的遺伝子の既存の非翻訳領域またはイントロン内)に配される。標的遺伝子の一例は、治療用ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドである。一実施形態では、標的遺伝子は、組換えDNAコンストラクトを転写させる細胞にとって外因性である。別の実施形態では、標的遺伝子は、組換えDNAコンストラクトを転写させる細胞にとって内因性である。標的遺伝子は、タンパク質をコードする遺伝子、またはタンパク質非コードRNAをコードする配列であってよい。標的遺伝子は、例えば、構造タンパク質、酵素、細胞シグナル伝達タンパク質、ミトコンドリアタンパク質、ジンクフィンガータンパク質、ホルモン、輸送タンパク質、増殖因子、サイトカイン、細胞内タンパク質、細胞外タンパク質、膜貫通タンパク質、細胞質タンパク質、核タンパク質、受容体分子、RNA結合タンパク質、DNA結合タンパク質、転写因子、翻訳機構、チャネルタンパク質、モータータンパク質、細胞接着分子、ミトコンドリアタンパク質、代謝酵素、キナーゼ、ホスファターゼ、交換因子、シャペロンタンパク質、及びこれらのうちのいずれかのモジュレーター、をコードする遺伝子であってよい。実施形態では、標的遺伝子は、エリスロポエチン(Epo)、ヒト成長ホルモン(hGH)、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、ヒトインスリン、CRISPR関連タンパク質9(cas9)、または免疫グロブリン(またはその部分)、例えば治療用抗体等をコードする。
実施形態では、本明細書に開示されるアプタマー及び遺伝子調節カセットは、真核細胞、例えば哺乳類細胞、より具体的にはヒト細胞での標的遺伝子の発現を調節するために使用される。実施形態では、本明細書に開示されるアプタマー及び遺伝子調節カセットは、眼(角膜及び網膜を含む)、中枢神経系(脳を含む)、肝臓、腎臓、膵臓、心臓、気道、筋肉、皮膚、肺、軟骨、精巣、動脈、胸腺、骨髄、または腫瘍での標的遺伝子の発現を調節するために使用される。
一態様では、組換えベクター、及びそれらの、標的遺伝子と遺伝子調節カセットとを含むポリヌクレオチドの導入のための使用を提供し、遺伝子調節カセットは、本明細書に開示されるアプタマーを含む。いくつかの実施形態では、組換えDNAコンストラクトには、宿主細胞でのDNAの複製と、標的細胞における標的遺伝子の適切なレベルでの発現とをもたらすDNAセグメントが含まれる、追加のDNAエレメントが含まれる。当業者は、発現制御配列(プロモーター、エンハンサー等)が、標的細胞において標的遺伝子の発現を促進するそれらの能力に基づいて選択されることを理解する。「ベクター」とは、インビトロまたはインビボで、宿主細胞内へ送達されるべきポリヌクレオチドを含む、組換えプラスミド、酵母人工染色体(YAC)、ミニ染色体、DNAミニサークルまたはウイルス(ウイルス由来配列を含む)を意味する。一実施形態では、組換えベクターは、ウイルスベクターであるかまたは複数のウイルスベクターの組み合わせである。
標的細胞、組織、または生物における標的遺伝子の発現のためのウイルスベクターは当該技術分野で公知であり、それらとして、アデノウイルス(AV)ベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、レトロウイルス及びレンチウイルスのベクター、ならびに単純ヘルペス1型(HSV1)ベクターが挙げられる。
アデノウイルスベクターには、例えば、E1領域及びE3領域における欠失を介して複製欠損にされてある、ヒトアデノウイルス2型及びヒトアデノウイルス5型に基づくものが含まれる。転写カセットをE1領域内に挿入して、組換えE1/E3欠失AVベクターを得ることができる。アデノウイルスベクターにはまた、ウイルスコード配列を含有しないヘルパー依存性高容量アデノウイルスベクター(高容量「ガットレス(gutless)」または「ガッテド(gutted)」ベクターとしても知られる)も含まれる。これらのベクターは、ウイルスのDNA複製とパッケージングに必要なシス作用エレメント、主に、末端逆位反復配列(ITR)及びパッケージングシグナル(CY)を含有する。これらのヘルパー依存性AVベクターのゲノムには、数百塩基対から最大約36kbの外来DNAを運ぶ可能性がある。
組換えアデノ随伴ウイルス「rAAV」ベクターには、任意のアデノ随伴ウイルス血清型に由来する任意のベクターが含まれ、それらとしては、限定することなく、AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAV-7及びAAV-8、AAV-9、AAV-10等が挙げられる。rAAVベクターは、AAV野生型遺伝子のうちの1つ以上、好ましくは、Rep及び/またはCap遺伝子が、全部または一部欠失していてよいが、機能的な隣接ITR配列は保持されている。機能的なITR配列は、AAVゲノムの、レスキュー、複製、パッケージング及び潜在的染色体組み込みのために保持される。ITRは、野生型ヌクレオチド配列である必要はなく、配列により機能的なレスキュー、複製及びパッケージングがもたらされる限り、(例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失または置換によって)変化させてよい。
別法として、レンチウイルスベクター等の他の系を使用することもできる。レンチウイルスベースの系は、非分裂でも分裂細胞でも遺伝子導入が可能であるため、それらは、例えば、CNSの非分裂細胞を標的とする用途に有用となる。レンチウイルスベクターはヒト免疫不全ウイルスに由来し、そのウイルスのように宿主ゲノムに組み込まれ、非常に長期の遺伝子発現の可能性を提供する。
遺伝子調節カセットを含有する標的遺伝子を保持する、プラスミド、YAC、ミニ染色体及びミニサークル等のポリヌクレオチドはまた、例えば、カチオン性脂質、ポリマー、または両方を担体として使用する、非ウイルスベクター系によって細胞または生物内に導入することもできる。結合ポリ-L-リジン(PLL)ポリマー系及びポリエチレンイミン(PEI)ポリマー系もまた、細胞にベクターを送達するために使用され得る。細胞にベクターを送達するための他の方法としては、ハイドロダイナミック法(hydrodynamic injection)及び電気穿孔ならびに超音波の使用が挙げられ、いずれも細胞培養及び生物を対象とする。遺伝子送達のためのウイルス及びウイルス以外の送達システムのレビューについては、参照により本明細書に組み込まれるNayerossadat,N.et al.(Adv Biomed Res.2012;1:27)を参照のこと。
一態様では、本開示は、標的遺伝子(例えば、治療遺伝子)の発現を調節する方法を提供し、(a)本明細書に開示されるアプタマーを含むポリヌクレオチドカセットを標的遺伝子内に挿入すること、(b)ポリヌクレオチドカセットを含む標的遺伝子を細胞内に導入すること、及び(c)細胞を、標的遺伝子の発現を誘導するための有効量で、アプタマーと特異的に結合する小分子リガンドに曝露すること、を含む。態様では、標的細胞での標的遺伝子の発現は、標的遺伝子が導入された細胞に所望の特性を付与するか、そうでなければ所望の治療結果をもたらす。
一実施形態では、本明細書に開示されるアプタマーを含む遺伝子調節カセットは、(5’または3’の非翻訳領域内というよりむしろ)標的遺伝子のタンパク質コード配列内に挿入される。一実施形態では、本明細書に開示されるアプタマーを含む単一の遺伝子調節カセットが標的遺伝子内に挿入される。他の実施形態では、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の遺伝子調節カセットが標的遺伝子に挿入され、1つ以上の遺伝子調節カセットが、本明細書に開示されるアプタマーを含む。一実施形態では、2つの遺伝子調節カセットが標的遺伝子内に挿入され、一方または両方の遺伝子調節カセットが、本明細書に開示されるアプタマーを含む。複数の遺伝子調節カセットが標的遺伝子内に挿入される場合、それら各々が、単一のリガンドを使用して標的遺伝子発現を調節することができるよう同じアプタマーを含有することができる。他の実施形態では、複数の遺伝子調節カセットが標的遺伝子内に挿入され、複数の異なる小分子リガンドへの曝露により標的遺伝子発現が調節されるよう、各々が異なるアプタマーを含有することができる。
治療方法及び医薬組成物
一態様では、遺伝子治療により送達される治療用タンパク質のレベルを調節する方法が提供される。本明細書に開示されるアプタマーを含む調節カセットを含有する治療遺伝子配列は、体内の標的細胞に、例えば、ベクターによって送達される。標的遺伝子発現の細胞特異性は、プロモーター及び/またはベクター内の他の要素によって、及び/またはウイルスベクターのカプシドによって制御され得る。標的遺伝子を含有するベクターコンストラクトの送達、及び調節された標的遺伝子の安定なトランスフェクションをもたらす標的組織のトランスフェクションは、治療用タンパク質を生成する際の最初のステップである。しかしながら、標的遺伝子配列内にあるアプタマーのため、標的遺伝子は顕著なレベルでは発現されない、すなわち、調節カセットリボスイッチ内に含有されるアプタマーに結合する特定のリガンドの非存在下では、標的遺伝子は「オフ状態」にある。アプタマー特異的リガンドが投与された場合にのみ、標的遺伝子発現が活性化される。
標的遺伝子を含有するベクターコンストラクトの送達と活性化リガンドの送達には一般に、時間的な隔たりがある。活性化リガンドの送達は、標的遺伝子が発現される時期、及びタンパク質発現レベルを制御する。リガンドは、数多くの経路によって送達され得、それには、硝子体内、眼球内、吸入、皮下、筋肉内、皮内、病巣内、局所、腹腔内、静脈内(IV)、動脈内、血管周囲、脳内、脳室内、経口、舌下、唇下、口腔、経鼻、胸腔内、心臓内、髄腔内、硬膜外、骨内、または関節内が含まれるが、これらに限定されない。
リガンドの送達のタイミングは、標的遺伝子の活性化についての要件によって異なる。例えば、標的遺伝子によってコードされる治療用タンパク質が常に必要とされる場合は、標的遺伝子の継続的な活性化、ひいては治療用タンパク質の継続的な発現を確実にするために、経口小分子リガンドを連日、または1日複数回送達してよい。標的遺伝子に長時間作用効果がある場合は、誘導リガンドを、より少ない頻度で、例えば、週1回、2週に1回、月1回で投与してよい。
リボスイッチを含む遺伝子調節カセットとの関連において本明細書に記載されるこのアプタマーは、アプタマーに特異的なリガンドの時間的投与によって決定される方法で、治療用導入遺伝子の発現を時間的に制御することを可能にする。リガンド投与時のみの治療用導入遺伝子の発現では、リガンドの非存在下で標的遺伝子をオフにできることにより、遺伝子治療の処置の安全性が高まる。
異なるアプタマーを複数のリボスイッチで使用して、異なるリガンドに標的遺伝子の発現を上方制御または下方制御させることができる。特定の実施形態では、調節カセットを含有する各治療遺伝子は、特定の小分子により活性化される特定のアプタマーをカセット内に有する。これは、各治療遺伝子が、その内部に収容されたアプタマーに特異的なリガンドによってのみ活性化され得ることを意味する。これらの実施形態では、各リガンドは、1つの治療遺伝子を活性化するだけである。これにより、いくつかの異なる「標的遺伝子」を一個体に送達できる可能性が許容され、各標的遺伝子は、各々に収容された調節カセット内に含有されたアプタマーに対する特定リガンドの送達時に活性化される。
リボスイッチとの関連において本明細書に開示されるアプタマーは、活性化リガンドが送達された際に、遺伝子が身体に送達され得る任意の治療用タンパク質(エリスロポエチン(EPO)または治療用抗体等)を身体に産生させることを可能にする。この治療用タンパク質送達方法は、後で注射または注入される、体外でのそのような治療用タンパク質(例えば、がんで、または炎症性疾患もしくは自己免疫性疾患を阻害するために使用される抗体)の製造に取って代わることができる。調節された標的遺伝子を含有する身体は、遺伝子特異的リガンドが投与されるとスイッチがオンになる生物製剤製造工場となる。
一実施形態では、標的タンパク質は、特定のDNA配列を標的とし、かつ編集することができるヌクレアーゼであってよい。そのようなヌクレアーゼとしては、Cas9、ジンクフィンガー含有ヌクレアーゼ、またはTALENが挙げられる。これらのヌクレアーゼの場合、ヌクレアーゼタンパク質は、標的内在性遺伝子を編集するのに十分である短期間しか必要とされない場合がある。しかしながら、調節されないヌクレアーゼ遺伝子が身体に送達された場合、このタンパク質が細胞の残りの寿命の間存在し得る。ヌクレアーゼの場合、ヌクレアーゼが長く存在するほど、オフターゲット編集のリスクが高くなる。そのようなタンパク質の発現の調節には、安全面での大きな利点がある。この場合、調節カセットを含有するヌクレアーゼ標的遺伝子を含有するベクターが、体内の適切な細胞に送達され得るであろう。標的遺伝子は、カセット特異的リガンドの非存在下では「オフ」状態にあるので、ヌクレアーゼは何も産生されない。活性化リガンドが投与された場合にのみ、ヌクレアーゼが産生される。十分な編集が行われるだけの十分な時間が経過すると、リガンドは取り除かれ、再び投与されることはない。したがって、ヌクレアーゼ遺伝子はその後「オフ」状態になり、それ以上のヌクレアーゼは産生されず、編集は停止する。この手法は、CEP290の変異によって引き起こされるLCA10、及びABCA4の変異によって引き起こされるシュタルガルト病等の、多くの遺伝性網膜症を含め、遺伝的状態を修正するために使用され得る。
特定のリガンド投与時のみ活性化される、治療用タンパク質をコードする調節された標的遺伝子の投与は、例えば、治療用抗体によるがん、免疫調節性タンパク質もしくは抗体による免疫障害、調節された遺伝子としての抗C5抗体もしくは抗体断片による代謝性疾患、PNH等の希少疾患、または治療用抗体による眼血管新生、及び免疫調節性タンパク質による萎縮型AMD等、多くの異なる種類の疾患を治療するための治療遺伝子を調節するために使用されてよい。
多種多様な特定の疾患及び状態の治療を可能にする多種多様な特定の標的遺伝子は、本明細書に記載されるアプタマー/リガンドを使用して発現が調節され得る標的遺伝子としての使用に好適である。例えば、インスリンまたはインスリン類似体(好ましくはヒトインスリンまたはヒトインスリンの類似体)を標的遺伝子として使用して、I型糖尿病、II型糖尿病、またはメタボリックシンドロームを治療してよく、ヒト成長ホルモンを標的遺伝子として使用して、成長障害を有する小児または成長ホルモン分泌不全の成人を治療してよく、エリスロポエチン(好ましくはヒトエリスロポエチン)を標的遺伝子として使用して、慢性腎臓病による貧血、骨髄異形成による貧血、またはがん化学療法による貧血を治療してよい。本明細書に開示されるアプタマー及び遺伝子発現カセットに適合する追加の標的遺伝子としては、色盲の治療のための環状ヌクレオチド依存性カチオンチャネルアルファ-3(CNGA3)及び環状ヌクレオチド依存性カチオンチャネルベータ-3(CNGB3)、網膜色素変性症またはレーバー先天性黒内障の治療のためのレチノイドイソメロヒドロラーゼ(RPE65)、X連鎖性網膜色素変性症の治療のためのX連鎖性網膜色素変性症GTPase調節因子(RPGR)、パーキンソン病の治療等のためのグルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)、筋萎縮性側索硬化症の治療のためのナンセンス転写産物調節因子1(UPF1)、及び放射線誘発性口内乾燥症及びシェーグレン症候群の治療のためのアクアポリンが挙げられるが、これらに限定されない。追加の標的遺伝子としては、ArchT(Halorubrum株TP009からのアーキロドプシン)、Jaws(Haloarcula(Halobacterium)salinarum(Shark株)由来のクラックスハロロドプシン)、iC1C2(Chlamydomonas reinhardtiiからのチャネルロドプシンChR1とChR2間のキメラC1C2のバリアント)、または光伝達カスケードの非活性化を仲介するGTPase複合体の重要な構成成分であるRgs9-アンカー型タンパク質(R9AP)が挙げられる。
本明細書に開示されるアプタマーを含む発現コンストラクトは特に、嚢胞性線維症、血友病、筋ジストロフィー、サラセミア、または鎌状赤血球貧血症等の単一遺伝子欠損によって生じる疾患の治療に好適であり得る。したがって、ヒトβ-、γ-、δ-、またはζ-グロビンを標的遺伝子として使用して、β-サラセミアまたは鎌状赤血球貧血症を治療してよく、ヒト第VIII因子または第IX因子を標的遺伝子として使用して、血友病Aまたは血友病Bを治療してよい。
本明細書に記載の小分子は一般に、患者への投与に好適な医薬組成物を形成するために1つ以上の薬学的に許容される担体と組み合わせられる。薬学的に許容される担体としては、一般に製薬分野で使用される溶媒、結合剤、希釈剤、崩壊剤、滑沢剤、分散媒、コーティング剤、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤及び吸収遅延剤等が挙げられる。医薬組成物は、錠剤、ピル、カプセル、トローチ等の形態であってよく、それらが意図される投与経路に適合するよう製剤化される。投与経路の例としては、非経口、例えば、静脈内、皮内、鼻腔内、皮下、経口、吸入、経皮(局所的)、経粘膜が挙げられる。
チアミンの類似体または誘導体を含む医薬組成物は、標的遺伝子を望ましく調節するのに十分な量のチアミンの類似体または誘導体が患者に送達されるような投与スケジュールで患者に投与される。剤形が、錠剤、ピル等である場合、好ましくは、医薬組成物は、0.1mg~10gのチアミンの類似体もしくは誘導体、0.5mg~5gのチアミンの類似体もしくは誘導体、1mg~1gのチアミンの類似体もしくは誘導体、2mg~750mgのチアミンの類似体もしくは誘導体、5mg~500mgのチアミンの類似体もしくは誘導体、10mg~250mgのチアミンの類似体もしくは誘導体、または150mg~300mgのチアミンの類似体もしくは誘導体を含む。
医薬組成物は、1日1回または1日複数回(例えば、1日に2回、3回、4回、5回、またはそれ以上の回数)投与してよい。別法として、医薬組成物は、1日1回よりも低頻度で、例えば、2日、3日、4日、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、もしくは14日ごとに1回、または月1回もしくは数か月ごとに1回で投与してよい。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、少ない回数だけ、例えば、1回、2回、3回等だけ患者に投与してよい。
本明細書では、標的遺伝子によってコードされる治療用タンパク質の発現増加を必要とする患者を治療する方法を提供し、かかる方法は、本明細書に開示されるアプタマーが結合するか、そうでなければ応答する対象である、リガンドを含む医薬組成物を患者に投与することを含み、ここで、患者は、標的遺伝子を含む組換えDNAを以前に投与されており、標的遺伝子は、アプタマーのリガンドによって標的遺伝子の発現を調節する能力を提供する、本明細書に開示される遺伝子調節カセットを含有する。本明細書では、標的遺伝子によってコードされる治療用タンパク質の発現増加を必要とする患者を治療する方法に使用するための、本明細書に開示されるアプタマーが結合するか、そうでなければ応答する対象である、リガンドを含む医薬組成物を提供し、ここで、患者は、標的遺伝子を含む組換えDNAを以前に投与されており、標的遺伝子は、アプタマーのリガンドによって標的遺伝子の発現を調節する能力を提供する、本明細書に開示される遺伝子調節カセットを含有する。
検出及び/または診断での使用のためのアプタマー
キメラまたは物理的なコンジュゲーションを介して、広範囲な検出薬及び診断用薬をアプタマーに連結することができる。さらに、アプタマーを、バイオセンサー、マイクロ流体デバイス及び他の検出用プラットフォームに組み込むことができる。いくつかの実施形態では、アプタマーを、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリオキシエチル化グリセロール(POG)及び他のポリオキシエチル化ポリオール、ポリビニルアルコール(PVA)及び他のポリアルキレンオキシド、ポリオキシエチル化ソルビトール、またはポリオキシエチル化グルコースが含まれるがこれらに限定されない、ポリアルキレングリコール部分に結合させる。
いくつかの実施形態では、アプタマーを、蛍光部分またはラベル、造影剤、放射性同位体部分、放射線不透過性部分等が含まれるがこれらに限定されない検出可能部分、例えば、ビオチン、フルオロフォア、発色団、スピン共鳴プローブ、ナノ粒子(金、磁性、及び超常磁性ナノ粒子が挙げられるが、これらに限定されない)、量子ドット、放射能標識体等の検出可能な標識に結合させる。例示的フルオロフォアとしては、蛍光色素(例えば、フルオレセイン、ローダミン等)及び他の発光分子(例えば、管腔)が挙げられる。フルオロフォアは、環境感受性である場合があり、基質との結合時に構造変化を受ける改変タンパク質の1つ以上の残基の近くに位置する場合、その蛍光が変化する(例えば、ダンシルプローブ)。例示的放射能標識体としては、1つ以上の低感受性核を有する原子を含有する小分子が挙げられる(13C、15N、2H、125I、123I、99Tc、43K、52Fe、67Ga、68Ga、111In等)。他の有用な部分は、当該技術分野で公知である。
いくつかの実施形態では、アプタマーを、抗炎症剤、抗がん剤、抗神経変性剤、抗感染剤、または一般的に治療剤が含まれるがこれらに限定されない、治療用部分に結合させる。
化合物に結合するアプタマーを同定するための方法
本明細書では、目的化合物(チアミン類似体、TPP類似体、またはそれらの誘導体が含まれる小分子)に結合するか、そうでなければその目的化合物の付加、もしくはそれに対する曝露に応答して、リボスイッチの一部である場合の標的遺伝子発現を調節する、アプタマーを同定するための方法を開示する。一実施形態では、方法は、
(i)親アプタマー配列を選択するステップ、
(ii)(i)で選択されたアプタマーをコードする配列を含むアプタマーライブラリーを生成するステップであって、アプタマーコード配列中の1つ以上のヌクレオチドを、アプタマー中の1つ以上の不対領域に対応する1つ以上の位置でランダムに変異させ、変異アプタマー配列が、レポーター遺伝子の発現を制御するリボスイッチとの関連にある、アプタマーライブラリーを生成するステップ、
(iii)(ii)からのライブラリーを、チアミン類似体に応答した標的遺伝子発現の調節が親アプタマー配列と比較して増大している(例えば、誘導または抑制の倍率がより高い)アプタマーについてスクリーニングするステップ、
(iv)ステップ(i)で選択されたアプタマーではなくステップ(iii)で同定されたアプタマーでステップ(ii)及び(iii)を任意選択で繰り返すステップ、を含む。
(i)親アプタマー配列を選択するステップ、
(ii)(i)で選択されたアプタマーをコードする配列を含むアプタマーライブラリーを生成するステップであって、アプタマーコード配列中の1つ以上のヌクレオチドを、アプタマー中の1つ以上の不対領域に対応する1つ以上の位置でランダムに変異させ、変異アプタマー配列が、レポーター遺伝子の発現を制御するリボスイッチとの関連にある、アプタマーライブラリーを生成するステップ、
(iii)(ii)からのライブラリーを、チアミン類似体に応答した標的遺伝子発現の調節が親アプタマー配列と比較して増大している(例えば、誘導または抑制の倍率がより高い)アプタマーについてスクリーニングするステップ、
(iv)ステップ(i)で選択されたアプタマーではなくステップ(iii)で同定されたアプタマーでステップ(ii)及び(iii)を任意選択で繰り返すステップ、を含む。
親アプタマー配列は、既知のTPPアプタマー配列等のTPPアプタマーであっても、または利用可能なデータベースで相同配列の検索によって同定される推定TPPアプタマーであってもよい。親アプタマー配列は、本明細書に開示されるアプタマー配列であってよい。
親アプタマー配列を選択するステップでは、例えば、(i)推定TPPアプタマーを同定すること、(ii)標的遺伝子(例えば、レポーター遺伝子)の発現を調節するリボスイッチ内にアプタマーを挿入すること、及び(iii)、リボスイッチ/標的遺伝子コンストラクトを、チアミンまたはTPPの類似体もしくは誘導体(例えば、本明細書に記載される化合物)に曝露すること、を伴い得る。
推定TPPアプタマーは、RNAファミリーのコレクションである、それぞれが多重配列アラインメント、コンセンサス二次構造及び共分散モデル(CM)により表されているRfamデータベース等の、適切な配列データベースから同定することができる。実施形態では、推定TPPアプタマーは、Rfam TPPリボスイッチファミリーRF00059から同定される。実施形態では、推定TPPアプタマーは、配列番号94または配列番号95(それぞれ、ステムを有するthiCアプタマーまたはthiMアプタマー)と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%少なくとも98%または少なくとも99%同一な配列を有する。
配列番号94:
GUAAUGUGUCGGAGUGCCUUAGGGAUUAUUCCCCUAAAGCUGAGACCGCAUUGCGGGAUCCGUUGAACCUGAUCAGGCUAAUACCUGCGAAGGGAACACAUUAC
配列番号95:
GUAAUGUCUCGGGGUGCCCUUCUGCGUGAAGGCUGAGAAAUACCCGUAUCACCUGAUCUGGAUAAUGCCAGCGUAGGGAAGACAUUAC
配列番号94:
GUAAUGUGUCGGAGUGCCUUAGGGAUUAUUCCCCUAAAGCUGAGACCGCAUUGCGGGAUCCGUUGAACCUGAUCAGGCUAAUACCUGCGAAGGGAACACAUUAC
配列番号95:
GUAAUGUCUCGGGGUGCCCUUCUGCGUGAAGGCUGAGAAAUACCCGUAUCACCUGAUCUGGAUAAUGCCAGCGUAGGGAAGACAUUAC
推定TPPアプタマーは、当業者に既知の技術を使用してリボスイッチ内に挿入することができる。TPP及び1つ以上のチアミンまたはTPPの類似体もしくは誘導体(例えば、本明細書に記載される化合物)の存在に対するアプタマーの反応性は、細胞培養及び/または無細胞系で試験することができる。特に、細胞培養系は、真核細胞培養であり、例えば、哺乳類、植物、または昆虫の細胞培養が含まれる。
チアミンまたはTPPの類似体もしくは誘導体(例えば、本明細書に記載される化合物)に応答するアプタマーを同定するために、アプタマーをコードする配列(すなわち、親アプタマー)の1つ以上のヌクレオチド位置をランダム化する。ランダム化のためのヌクレオチド位置は、親アプタマー配列の構造に基づいて選択することができる。予測される二次構造は、RNAfold(http://rna.tbi.univie.ac.at/cgi-bin/RNAWebSuite/RNAfold.cgi)等の利用可能なプログラムを使用すること、及び/または関連アプタマーの結晶構造との比較によって(例えば、E.coli thiMリボスイッチ、Edwards,TE & Ferre-D’Amare,AR, Structure.2006 Sep;14(9):1459-68)取得することができる。例えば、ループ(L)領域(例えば、L3及び/またはL5)、及び連結(J)領域(例えば、J3-2(対領域P3とP2を連結)、J2-4、及び/またはJ4-5)等のアプタマーの不対領域を同定することができ、1つ以上の不対領域の1つ以上のヌクレオチドをランダム化して、アプタマーのライブラリーを生成することができる。実施形態では、1つ以上の不対領域に隣接する1つ以上のヌクレオチドがランダム化される。さらに、対(P)領域の1つ以上のヌクレオチドをランダム化することができる。さらに、不対領域または対領域の1つ以上のヌクレオチドを付加または除去することができる。変異誘発されたアプタマー配列は、リボスイッチとの関連においてアプタマー配列のライブラリーとして提供され得る。実施形態では、アプタマーライブラリーは、本明細書に開示される遺伝子発現カセットの一部としてリボスイッチとの関連において提供される。
1つ以上の変異を含有するアプタマーコード配列は、TPPもしくは1つ以上のチアミンまたはTPPの類似体もしくは誘導体の存在に対する反応性について上記のように試験することができる。実施形態では、1つ以上の変異を含有するアプタマーは、類似体または誘導体に対して応答性であるが、それが由来する親アプタマーよりも、(同じリボスイッチ/遺伝子発現カセットとの関連において)チアミン及び/またはTPPに対する反応性が低下している。
所望の化合物に対して応答性であるアプタマーは、ヌクレオチドをランダム化することによってさらに変異誘発させることができる。選択された位置、例えば、不対領域におけるヌクレオチドをランダム化して、上記のようにライブラリーを作製することができる。
いくつかの実施形態では、目的化合物は、アセフルチアミン、アセチアミン、アリチアミン、アンプロリウム、ベクロチアミン、ベンフォチアミン、ベンチアミン、ビスベンチアミン、セトチアミン、シコチアミン、フルスルチアミン、モノホスホチアミン、オクトチアミン、オキシチアミン、プロスルチアミン、スルブチアミン、またはビンチアモール等のチアミン類似体である。実施形態では、チアミンまたはTPPの類似体は式I~VIIIの化合物であり、これには化合物M10~M99が含まれるが、これらに限定されない。実施形態では、チアミンまたはTPPの類似体は、M10、M16、M18、M19、M21、M26、M27、M28、M29、M30、M31、M32、M33、及びM34のうちの1つである。
本明細書で開示される方法で使用されるレポーター遺伝子によってコードされるレポータータンパク質は、酵素活性または分光光度特性等のレポータータンパク質の特性を検出することによりアッセイするか、または抗体ベースのアッセイの場合のように間接的にアッセイすることができるタンパク質である。容易に検出可能なレポーター遺伝子産物の例としては、ピューロマイシン耐性マーカー(pac)、3-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、オロチジン5’-リン酸脱炭酸酵素(URA3)、アルギニンパーミアーゼCAN1、ガラクトキナーゼ(GAL1)、ベータ-ガラクトシダーゼ(LacZ)、またはクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)が挙げられるが、これらに限定されない。検出可能シグナルの他の例としては、細胞表面マーカーが挙げられ、例えば、CD4が挙げられるが、これに限定されない。本明細書に開示されるアプタマーを同定するための方法での使用に好適なレポーター遺伝子にはまた、蛍光タンパク質(例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)及びその誘導体)、または蛍光タグに融合させたタンパク質も含まれる。蛍光タグ及びタンパク質の例としては、(3-F)Tyr-EGFP、A44-KR、aacuGFP1、aacuGFP2、aceGFP、aceGFP-G222E-Y220L、aceGFP-h、AcGFP1、AdRed、AdRed-C148S、aeurGFP、afraGFP、alajGFP1、alajGFP2、alajGFP3、amCyan1、amFP486、amFP495、amFP506、amFP515、amilFP484、amilFP490、amilFP497、amilFP504、amilFP512、amilFP513、amilFP593、amilFP597、anm1GFP1、anm1GFP2、anm2CP、anobCFP1、anobCFP2、anobGFP、apulFP483、AQ14、AQ143、Aquamarine、asCP562、asFP499、AsRed2、asulCP、atenFP、avGFP、avGFP454、avGFP480、avGFP509、avGFP510、avGFP514、avGFP523、AzamiGreen、Azurite、BDFP1.6、bfloGFPa1、bfloGFPc1、BFP、BFP.A5、BFP5、bsDronpa(On)、ccalGFP1、ccalGFP3、ccalOFP1、ccalRFP1、ccalYFP1、cEGFP、cerFP505、Cerulean、CFP、cFP484、cfSGFP2、cgfmKate2、CGFP、cgfTagRFP、cgigGFP、cgreGFP、CheGFP1、CheGFP2、CheGFP4、Citrine、Citrine2、Clomeleon、Clover、cp-mKate、cpCitrine、cpT-Sapphire174-173、CyOFP1、CyPet、CyRFP1(CyRFP1)、d-RFP618、D10、d1EosFP(緑)、d1EosFP(赤)、d2EosFP(緑)、d2EosFP(赤)、deGFP1、deGFP2、deGFP3、deGFP4、dendFP(緑)、dendFP(赤)、Dendra(緑)、Dendra(赤)、Dendra2(緑)、Dendra2(赤)、Dendra2-M159A(緑)、Dendra2-M159A(オレンジ)、Dendra2-T69A(緑)、Dendra2-T69A(オレンジ)、dfGFP、dimer1、dimer2、dis2RFP、dis3GFP、dKeima、dKeima570、dLanYFP、DrCBD、Dreiklang(On)、Dronpa(On)、Dronpa-2(On)、Dronpa-3(On)、dsFP483、DspR1、DsRed、DsRed-Express、DsRed-Express2、DsRed-Max、DsRed.M1、DsRed.T3、DsRed.T4、DsRed2、DstC1、dTFP0.1、dTFP0.2、dTG、dTomato、dVFP、E2-Crimson、E2-Orange、E2-Red/Green、EaGFP、EBFP、EBFP1.2、EBFP1.5、EBFP2、ECFP、ECFPH148D、ECGFP、eechGFP1、eechGFP2、eechGFP3、eechRFP、efasCFP、efasGFP、eforCP、EGFP、eGFP203C、eGFP205C、Emerald、Enhanced Cyan-Emitting GFP、EosFP(緑)、EosFP(赤)、eqFP578、eqFP611、eqFP611V124T、eqFP650、eqFP670、EYFP、EYFP-Q69K、fabdGFP、ffDronpa(On)、FoldingReporterGFP、FP586、FPrfl2.3、FR-1、FusionRed、FusionRed-M、G1、G2、G3、Gamillus(On)、Gamillus0.1、Gamillus0.2、Gamillus0.3、Gamillus0.4、GCaMP2、gfasGFP、GFP(S65T)、GFP-151pyTyrCu、GFP-Tyr151pyz、GFPmut2、GFPmut3、GFPxm16、GFPxm161、GFPxm162、GFPxm163、GFPxm18、GFPxm181uv、GFPxm18uv、GFPxm19、GFPxm191uv、GFPxm19uv、H9、HcRed、HcRed-Tandem、HcRed7、hcriGFP、hmGFP、HriCFP、HriGFP、iFP1.4、iFP2.0、iLov、iq-EBFP2、iq-mApple、iq-mCerulean3、iq-mEmerald、iq-mKate2、iq-mVenus、iRFP670、iRFP682、iRFP702、iRFP713、iRFP720、IrisFP(緑)、IrisFP(オレンジ)、IrisFP-M159A(緑)、Jred、Kaede(緑)、Kaede(赤)、Katushka、Katushka-9-5、Katushka2S、KCY、KCY-G4219、KCY-G4219-38L、KCY-R1、KCY-R1-158A、KCY-R1-38H、KCY-R1-38L、KFP1(On)、KikGR1(緑)、KikGR1(赤)、KillerOrange、KillerRed、KO、Kohinoor(On)、laesGFP、laGFP、LanFP1、LanFP2、lanRFP-ΔS83l、LanYFP、laRFP、LSS-mKate1、LSS-mKate2、LSSmOrange、M355NA、mAmetrine、mApple、Maroon0.1、mAzamiGreen、mBanana、mBeRFP、mBlueberry1、mBlueberry2、mc1、mc2、mc3、mc4、mc5、mc6、McaG1、McaG1ea、McaG2、mCardinal、mCarmine、mcavFP、mcavGFP、mcavRFP、mcCFP、mCerulean、mCerulean.B、mCerulean.B2、mCerulean.B24、mCerulean2、mCerulean2.D3、mCerulean2.N、mCerulean2.N(T65S)、mCerulean3、mCherry、mCherry2、mCitrine、mClavGR2(緑)、mClavGR2(赤)、mClover3、mCyRFP1、mECFP、meffCFP、meffGFP、meffRFP、mEGFP、meleCFP、meleRFP、mEmerald、mEos2(緑)、mEos2(赤)、mEos2-A69T(緑)、mEos2-A69T(オレンジ)、mEos3.1(緑)、mEos3.1(赤)、mEos3.2(緑)、mEos3.2(赤)、mEos4a(緑)、mEos4a(赤)、mEos4b(緑)、mEos4b(赤)、mEosFP(緑)、mEosFP(赤)、mEosFP-F173S(緑)、mEosFP-F173S(赤)、mEosFP-M159A(緑)、mEYFP、MfaG1、mGarnet、mGarnet2、mGeos-C(On)、mGeos-E(On)、mGeos-F(On)、mGeos-L(On)、mGeos-M(On)、mGeos-S(On)、mGinger1、mGinger2、mGrape1、mGrape2、mGrape3、mHoneydew、MiCy、mIFP、miniSOG、miniSOGQ103V、miniSOG2、miRFP、miRFP670、miRFP670nano、miRFP670v1、miRFP703、miRFP709、miRFP720、mIrisFP(緑)、mIrisFP(赤)、mK-GO(初期)、mK-GO(後期)、mKalama1、mKate、mKateM41GS158C、mKateS158A、mKateS158C、mKate2、mKeima、mKelly1、mKelly2、mKG、mKikGR(緑)、mKikGR(赤)、mKillerOrange、mKO、mKO2、mKOκ、mLumin、mMaple(緑)、mMaple(赤)、mMaple2(緑)、mMaple2(赤)、mMaple3(緑)、mMaple3(赤)、mMaroon1、mmGFP、mMiCy、mmilCFP、mNectarine、mNeonGreen、mNeptune、mNeptune2、mNeptune2.5、mNeptune681、mNeptune684、Montiporasp.#20-9115、mOrange、mOrange2、moxBFP、moxCerulean3、moxDendra2(緑)、moxDendra2(赤)、moxGFP、moxMaple3(緑)、moxMaple3(赤)、moxNeonGreen、moxVenus、mPapaya、mPapaya0.7、mPlum、mPlum-E16P、mRaspberry、mRed7、mRed7Q1、mRed7Q1S1、mRed7Q1S1BM、mRFP1、mRFP1-Q66C、mRFP1-Q66S、mRFP1-Q66T、mRFP1.1、mRFP1.2、mRojoA、mRojoB、mRouge、mRtms5、mRuby、mRuby2、mRuby3、mScarlet、mScarlet-H、mScarlet-I、mStable、mStrawberry、mT-Sapphire、mTagBFP2、mTangerine、mTFP0.3、mTFP0.7(On)、mTFP1、mTFP1-Y67W、mTurquoise、mTurquoise2、muGFP、mUkG、mVenus、mVenus-Q69M、mVFP、mVFP1、mWasabi、Neptune、NijiFP(緑)、NijiFP(オレンジ)、NowGFP、obeCFP、obeGFP、obeYFP、OFP、OFPxm、oxBFP、oxCerulean、oxGFP、oxVenus、P11、P4、P4-1、P4-3E、P9、PA-GFP(On)、Padron(On)、Padron(star)(On)、Padron0.9(On)、PAmCherry1(On)、PAmCherry2(On)、PAmCherry3(On)、PAmKate(On)、PATagRFP(On)、PATagRFP1297(On)、PATagRFP1314(On)、pcDronpa(緑)、pcDronpa(赤)、pcDronpa2(緑)、pcDronpa2(赤)、PdaC1、pdae1GFP、phiYFP、phiYFPv、pHluorin、ecliptic、pHluorin、ecliptic(酸性)、pHluorin、ratiometric(酸性)、pHluorin、ratiometric(アルカリ性)、pHluorin2(酸性)、pHluorin2(アルカリ性)、pHuji、PlamGFP、pmeaGFP1、pmeaGFP2、pmimGFP1、
pmimGFP2、Pp2FbFP、Pp2FbFPL30M、ppluGFP1、ppluGFP2、pporGFP、pporRFP、PS-CFP(シアン)、PS-CFP(緑)、PS-CFP2(シアン)、PS-CFP2(緑)、psamCFP、PSmOrange(Far-red)、PSmOrange(オレンジ)、PSmOrange2(Far-red)、PSmOrange2(オレンジ)、ptilGFP、R3-2+PCB、RCaMP、RDSmCherry0.1、RDSmCherry0.2、RDSmCherry0.5、RDSmCherry1、rfloGFP、rfloRFP、RFP611、RFP618、RFP630、RFP637、RFP639、roGFP1、roGFP1-R1、roGFP1-R8、roGFP2、rrenGFP、RRvT、rsCherry(On)、rsCherryRev(On)、rsCherryRev1.4(On)、rsEGFP(On)、rsEGFP2(On)、rsFastLime(On)、rsFolder(緑)、rsFolder2(緑)、rsFusionRed1(On)、rsFusionRed2(On)、rsFusionRed3(On)、rsTagRFP(ON)、Sandercyanin、Sapphire、sarcGFP、SBFP1、SBFP2、SCFP1、SCFP2、SCFP3A、SCFP3B、scubGFP1、scubGFP2、scubRFP、secBFP2、SEYFP、sg11、sg12、sg25、sg42、sg50、SGFP1、SGFP2、SGFP2(206A)、SGFP2(E222Q)、SGFP2(T65G)、SHardonnay、shBFP、shBFP-N158S/L173I、ShG24、Sirius、SiriusGFP、Skylan-NS(On)、Skylan-S(On)、smURFP、SNIFP、SOPP、SOPP2、SOPP3、SPOON(on)、stylGFP、SuperfolderGFP、SuperfoldermTurquoise2、SuperfoldermTurquoise2ox、SuperNovaGreen、SuperNovaRed、SYFP2、T-Sapphire、TagBFP、TagCFP、TagGFP、TagGFP2、TagRFP、TagRFP-T、TagRFP657、TagRFP675、TagYFP、td-RFP611、td-RFP639、tdimer2(12)、tdKatushka2、TDsmURFP、tdTomato、tKeima、Topaz、TurboGFP、TurboGFP-V197L、TurboRFP、Turquoise-GL、Ultramarine、UnaG、usGFP、Venus、VFP、vsfGFP-0、vsfGFP-9、W1C、W2、W7、WasCFP、Wi-Phy、YPet、zFP538、zoan2RFP、ZsGreen、ZsYellow1、αGFP、10B、22G、5B、6C、A1a、aacuCP、acanFP、ahyaCP、amilCP、amilCP580、amilCP586、amilCP604、apulCP584、BFPsol、Blue102、CFP4、cgigCP、CheGFP3、Clover1.5、cpasCP、Cy11.5、dClavGR1.6、dClover2、dClover2A206K、dhorGFP、dhorRFP、dPapaya0.1、Dronpa-C62S、DsRed-Timer、echFP、echiFP、EYFP-F46L、fcFP、fcomFP、Fpaagar、Fpag_frag、Fpcondchrom、FPmann、FPmcavgr7.7、Gamillus0.5、gdjiCP、gfasCP、GFPhal、gtenCP、hcriCP、hfriFP、KikG、LEA、mcFP497、mcFP503、mcFP506、mCherry1.5、mClavGR1、mClavGR1.1、mClavGR1.8、mClover1.5、mcRFP、meffCP、mEos2-NA、meruFP、mKate2.5、mOFP.T.12、mOFP.T.8、montFP、moxEos3.2、mPA-GFP、mPapaya0.3、mPapaya0.6、mRFP1.3、mRFP1.4、mRFP1.5、mTFP0.4、mTFP0.5、mTFP0.6、mTFP0.8、mTFP0.9、mTFP1-Y67H、mTurquoise-146G、mTurquoise-146S、mTurquoise-DR、mTurquoise-GL、mTurquoise-GV、mTurquoise-RA、mTurquoise2-G、NpR3784g、PDM1-4、psupFP、Q80R、rfloGFP2、RpBphP1、RpBphP2、RpBphP6、rrGFP、RSGFP1、RSGFP2、RSGFP3、RSGFP4、RSGFP6、RSGFP7、Rtms5、scleFP1、scleFP2、spisCP、stylCP、sympFP、TeAPCα、tPapaya0.01、Trp-lessGFP、vsGFP、Xpa、yEGFP、YFP3、zGFP、及びzRFPが挙げられるが、これらに限定されない。
pmimGFP2、Pp2FbFP、Pp2FbFPL30M、ppluGFP1、ppluGFP2、pporGFP、pporRFP、PS-CFP(シアン)、PS-CFP(緑)、PS-CFP2(シアン)、PS-CFP2(緑)、psamCFP、PSmOrange(Far-red)、PSmOrange(オレンジ)、PSmOrange2(Far-red)、PSmOrange2(オレンジ)、ptilGFP、R3-2+PCB、RCaMP、RDSmCherry0.1、RDSmCherry0.2、RDSmCherry0.5、RDSmCherry1、rfloGFP、rfloRFP、RFP611、RFP618、RFP630、RFP637、RFP639、roGFP1、roGFP1-R1、roGFP1-R8、roGFP2、rrenGFP、RRvT、rsCherry(On)、rsCherryRev(On)、rsCherryRev1.4(On)、rsEGFP(On)、rsEGFP2(On)、rsFastLime(On)、rsFolder(緑)、rsFolder2(緑)、rsFusionRed1(On)、rsFusionRed2(On)、rsFusionRed3(On)、rsTagRFP(ON)、Sandercyanin、Sapphire、sarcGFP、SBFP1、SBFP2、SCFP1、SCFP2、SCFP3A、SCFP3B、scubGFP1、scubGFP2、scubRFP、secBFP2、SEYFP、sg11、sg12、sg25、sg42、sg50、SGFP1、SGFP2、SGFP2(206A)、SGFP2(E222Q)、SGFP2(T65G)、SHardonnay、shBFP、shBFP-N158S/L173I、ShG24、Sirius、SiriusGFP、Skylan-NS(On)、Skylan-S(On)、smURFP、SNIFP、SOPP、SOPP2、SOPP3、SPOON(on)、stylGFP、SuperfolderGFP、SuperfoldermTurquoise2、SuperfoldermTurquoise2ox、SuperNovaGreen、SuperNovaRed、SYFP2、T-Sapphire、TagBFP、TagCFP、TagGFP、TagGFP2、TagRFP、TagRFP-T、TagRFP657、TagRFP675、TagYFP、td-RFP611、td-RFP639、tdimer2(12)、tdKatushka2、TDsmURFP、tdTomato、tKeima、Topaz、TurboGFP、TurboGFP-V197L、TurboRFP、Turquoise-GL、Ultramarine、UnaG、usGFP、Venus、VFP、vsfGFP-0、vsfGFP-9、W1C、W2、W7、WasCFP、Wi-Phy、YPet、zFP538、zoan2RFP、ZsGreen、ZsYellow1、αGFP、10B、22G、5B、6C、A1a、aacuCP、acanFP、ahyaCP、amilCP、amilCP580、amilCP586、amilCP604、apulCP584、BFPsol、Blue102、CFP4、cgigCP、CheGFP3、Clover1.5、cpasCP、Cy11.5、dClavGR1.6、dClover2、dClover2A206K、dhorGFP、dhorRFP、dPapaya0.1、Dronpa-C62S、DsRed-Timer、echFP、echiFP、EYFP-F46L、fcFP、fcomFP、Fpaagar、Fpag_frag、Fpcondchrom、FPmann、FPmcavgr7.7、Gamillus0.5、gdjiCP、gfasCP、GFPhal、gtenCP、hcriCP、hfriFP、KikG、LEA、mcFP497、mcFP503、mcFP506、mCherry1.5、mClavGR1、mClavGR1.1、mClavGR1.8、mClover1.5、mcRFP、meffCP、mEos2-NA、meruFP、mKate2.5、mOFP.T.12、mOFP.T.8、montFP、moxEos3.2、mPA-GFP、mPapaya0.3、mPapaya0.6、mRFP1.3、mRFP1.4、mRFP1.5、mTFP0.4、mTFP0.5、mTFP0.6、mTFP0.8、mTFP0.9、mTFP1-Y67H、mTurquoise-146G、mTurquoise-146S、mTurquoise-DR、mTurquoise-GL、mTurquoise-GV、mTurquoise-RA、mTurquoise2-G、NpR3784g、PDM1-4、psupFP、Q80R、rfloGFP2、RpBphP1、RpBphP2、RpBphP6、rrGFP、RSGFP1、RSGFP2、RSGFP3、RSGFP4、RSGFP6、RSGFP7、Rtms5、scleFP1、scleFP2、spisCP、stylCP、sympFP、TeAPCα、tPapaya0.01、Trp-lessGFP、vsGFP、Xpa、yEGFP、YFP3、zGFP、及びzRFPが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に開示されるアプタマーライブラリーをスクリーニングするための方法としては、レポーター遺伝子の活性をアプタマー制御下で測定すること、及び/またはスクリーニングに使用されるチアミンもしくはTPPの類似体の非存在下でのレポーター遺伝子の活性と比較した、スクリーニングに使用されるチアミンもしくはTPPの類似体の存在下でのレポーター遺伝子の活性を比較すること、が挙げられ得る。
製造物品及びキット
本明細書に記載される方法で使用するためのキットまたは製造物品もまた提供される。態様では、キットは、好適な包装に入った本明細書に記載される組成物(例えば、遺伝子調節カセットを含有する標的遺伝子を含むベクターを送達するための組成物)を含む。本明細書に記載される組成物(眼科用の注射用組成物等)のための好適な包装は、当該技術分野で公知であり、例えば、バイアル(密封バイアル等)、容器、アンプル、ボトル、広口瓶、フレキシブル包装(例えば、密封マイラー(Mylar)または密封ビニール袋)等が挙げられる。これらの製造物品をさらに滅菌及び/または密封してよい。
本明細書に記載される組成物を含むキットもまた提供される。これらのキットはさらに、本明細書に記載される使用等の、組成物の使用方法に関する説明書(複数可)を含んでよい。本明細書に記載されるキットにはさらに、商業的及び使用者の立場から望ましい他の材料が含まれてよく、これには、緩衝剤、希釈剤、フィルター、針、シリンジ、及び組成物の投与を実施するため、または本明細書に記載される任意の方法を実施するための指示を記載した添付文書が含まれる。例えば、いくつかの実施形態では、キットは、本明細書に記載されるアプタマー配列を含有する遺伝子調節カセットを含む、標的遺伝子の発現のためのrAAV、注射に好適な薬学的に許容される担体を含み、かつ、緩衝剤、希釈剤、フィルター、針、シリンジ、及び、注射を実施するための指示を記載した添付文書のうちの1つ以上を含む。いくつかの実施形態では、キットは、眼内注射、筋肉内注射、静脈内注射等に好適である。
本明細書で開示されている組成物及び方法の変形が当業者により作成され得ることが理解かつ予想されるべきであり、また、そのような変更が本開示の範囲内に含まれるべきであることが意図される。以下の実施例では本発明がさらに説明されるが、どのような形でも本発明の範囲を制限すると解釈されるべきではない。
本明細書で引用されているすべての参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書で提供されるすべてのヌクレオチド配列は、特に断らない限り、5’から3’方向である。配列表は、本明細書と共に提出され、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
実施例1.チアミンピロリン酸(TPP)応答性アプタマーを含む合成リボスイッチは、TPP及びチアミン類似体に応答して遺伝子発現を調節することができる
実験手順
リボスイッチコンストラクト:Integrated DNA Technologies,Inc.でアプタマーを合成してもらい、Golden Gateクローニング戦略(New England Biolabs,NEB)を使用して合成アプタマー配列をイントロン-エクソン-イントロンカセットにクローニングして、G17リボスイッチカセットのグアニンアプタマー(全体が本明細書に組み込まれるWO2016/126747に記述の配列番号15を参照のこと)を、Alishewanella tabrizica thiC遺伝子(Microbiol Res.2017 Jan;195:71-80)からのTPPアプタマー、またはEscherichia coli thiM遺伝子(Structure.2006 Sep;14(9):1459-68)からのTPPアプタマーで置き換え、それぞれのリボスイッチであるTPPz及びTPPmを作製した。
TPPzリボスイッチをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号82を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。thiCアプタマーコード配列(配列番号96)には下線が引かれている。一実施形態では、配列番号82を含むリボスイッチが提供され、ここで、配列番号82におけるアプタマーコード配列(配列番号96)は、本明細書に開示される別のアプタマー配列で置き換えられる。
配列番号82
TPPmリボスイッチをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号83を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。thiMアプタマーコード配列(配列番号97)には下線が引かれている。一実施形態では、配列番号83を含むリボスイッチが提供され、ここで、配列番号83におけるアプタマーコード配列(配列番号97)は、本明細書に開示される別のアプタマー配列で置き換えられる。
配列番号83
トランスフェクション:トランスフェクション前日、3.5×104のヒト胎児由来腎臓(HEK)293細胞を96ウェル平底プレートに播種した。プラスミドDNA(500ng)を、チューブまたは96ウェルU底プレートに加えた。別途、TransIT-293試薬(Mirus;1.4μL)を、50μLのOptimem I培地(Life Technologies)に加え、室温(RT)で5分間静置した。その後、この希釈したトランスフェクション試薬を50μLにてDNAに加えて混合し、室温で20分間インキュベートした。最後に、この溶液を7μLにて96ウェルプレートのウェルの細胞に加えた。トランスフェクションの4時間後、トランスフェクション溶液を含有する培地を、アプタマー誘導物質としてTPP、フルスルチアミン、プロスルチアミン、ビスベンチアミン、ベクロチアミン塩酸塩、またはスルブチアミンいずれかを含有する培地に置き換えた。
培養細胞のホタルルシフェラーゼアッセイ:培地交換の24時間後、インキュベーターからプレートを取り外し、実験台で数分間RTに平衡化し、その後吸引した。Glo-lysisバッファー(Promega、100μL、RT)を加え、プレートを少なくとも5分間室温のまま置いた。その後、ウェルの内容物を50μLのトリチュレーションで混合し、各試料の20μLを、glo-lysisバッファーで10%に希釈してあった20μLのbright-glo試薬(Promega)と混合した。96のウェルを、不透明な白色384ウェルプレートに間隔をあけて配した。RTでの5分間のインキュベーションの後、Tecan機器を500msの読み取り時間で使用して発光を測定した。ルシフェラーゼ活性は、平均任意光単位(ALU)±S.D.として表され、誘導倍率は、TPPまたは類似体で処理した細胞から取得したルシフェラーゼ活性を、TPPまたは類似体で処理しなかった細胞から取得したルシフェラーゼ活性で割った商として計算された。
結果
A.tabrizica thiCリボスイッチ(リボスイッチTPPz用)またはE.coli thiMリボスイッチ(リボスイッチTPPm用)からのTPPアプタマーをそれぞれ、合成リボスイッチ遺伝子発現カセット内に挿入することによって、TPP応答性リボスイッチを含む遺伝子発現カセットが作製された。ここでは、アプタマー配列は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO2016/126747に記載のように、インフレームにある終止コドンを含有する選択的エクソンの下流のイントロンに挿入した。アプタマーへのリガンドの結合は、3’イントロンの5’スプライス部位の接近可能性を制御し、したがって、選択的スプライシングを調節することによる標的遺伝子の発現の調節を可能にする。
図1Aに示すように、合成リボスイッチのTPPz及びTPPmの両方ともTPPに応答してルシフェラーゼ発現を調節する。TPPzは、TPPmより低濃度でも標的遺伝子発現を誘導し、これは、A.tabrizica thiCアプタマーが、E.coli thiMアプタマーと比較して哺乳類細胞での高いTPP結合親和性を有することを示している。
合成リボスイッチTPPz及びTPPmがチアミンにも応答するかどうかを決定するため、チアミン類似体の一群を調査した。図1B及び図1Cに示すように、TPPz及びTPPmは、フルスルチアミン及びプロスルチアミンの処理に応答してルシフェラーゼ発現を誘導するが、ビスベンチアミン、ベクロチアミン塩酸塩、及びスルブチアミンによる処理では、ルシフェラーゼ発現に対する効果が弱いかまたはまったくない(図1Dを参照のこと)。いずれの場合でも、リボスイッチTPPzは、TPPmよりも低濃度で標的遺伝子発現を誘導した。
これらのデータは、哺乳類細胞において、異種アプタマー配列を含む合成リボスイッチが、多種多様なチアミン関連分子に用量依存的に応答して標的遺伝子発現を効果的に誘導することができることを示す。
実施例2.TPPアプタマー相同配列は、チアミン類似体に応答して哺乳類細胞での遺伝子発現を調節する。
実験手順:
リボスイッチの構築:TPPアプタマー相同配列をRfam 12.0(https://rfam.xfam.org/)から取得して合成した(Twister Biotech)。TPPアプタマー相同配列を含有するリボスイッチコンストラクトを作製するため、合成したオリゴをPCRのテンプレートとして使用し、Golden Gateクローニング(NEB)を使用してG17リボスイッチコンストラクト(WO2016/126747)のグアニンアプタマーを置き換えた。
トランスフェクション及びホタルルシフェラーゼアッセイを実施例1に記載のように実施した。
結果:
例えばヒト対象での、治療を目的とした遺伝子の調節には、治療される対象に天然には存在しない合成化合物(フルスルチアミン等)と組み合わせた合成リボスイッチの使用が特に有用である。これは、患者に調節性化合物が存在しないことで、治療遺伝子の厳密に制御された発現が可能になるためである。
TPPz及びTPPmと比較して、チアミン類似体に対して応答した遺伝子調節活性が増大しているアプタマーを同定するため、相同配列を有する推定TPPアプタマーをRfam 12.0(RNAファミリーのデータベースRF00059、http://rfam.xfam.org/family/RF00059)から取得した。この推定TPPアプタマー(受託番号AACY023654033.1、895位で始まり、815位で終わる配列を有し、本明細書では14G4と呼ばれる)を、実施例1に記載のように選択的スプライシングに基づく遺伝子調節カセットに挿入して、アプタマーリボスイッチ14G4を作製した。
14G4リボスイッチをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号84を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。14G4アプタマーコード配列(配列番号7)には下線が引かれている。一実施形態では、配列番号84を含むリボスイッチが提供され、ここで、配列番号84におけるアプタマーコード配列(配列番号7)は、本明細書に開示される別のアプタマー配列で置き換えられる。
配列番号84
このリボスイッチを、それがルシフェラーゼ遺伝子発現を調節する能力についてHEK293細胞で試験した。図2に示すように、ルシフェラーゼ発現は、フルスルチアミンによる処理時に用量依存的に100倍増加した。さらに、14G4リボスイッチは、複数の型の細胞において、フルスルチアミンによる処理に応答してルシフェラーゼ遺伝子発現を調節した。
この実験は、哺乳類細胞において合成小分子に応答して標的遺伝子発現を顕著に誘導する能力があるアプタマーを含む、哺乳類リボスイッチの作製成功を示す。
実施例3.チアミン類似体に対する感受性が増大している再設計アプタマー配列を含むリボスイッチの作製。
リボスイッチ14G4は、TPPと比較してフルスルチアミンに対して選択性があることから、さらなる改善のために選択された。14G4リボスイッチの予測される二次構造(RNAfold、http://rna.tbi.univie.ac.at/cgi-bin/RNAWebSuite/RNAfold.cgi)と、E.coli thiMリボスイッチの結晶学による構造とを比較した後、14G4配列において、らせん形成に関与するとは考えられないがリガンド結合時に三次構造に関与し得る3つの領域を同定した。これらの3つの領域を配列ランダム化のために選択し、活性が改善された再設計アプタマー配列を有するリボスイッチを作製した。
3つのアプタマーライブラリーA1、A2及びA3はそれぞれ、領域J4-5、J2-4及びJ3-2の6位かまたは隣接するヌクレオチドをランダム化することにより作製された(図3を参照のこと)。単一の細菌コロニーをピックし、リボスイッチコンストラクトを含有するプラスミドを、リボスイッチ14G4と比較した、50μMのフルスルチアミンに応答した遺伝子調節活性改善についてHEK293細胞でスクリーニングした。図4Aに示すように、1D10、3H4、4H2、6B4、6C4、及び6G12を含め、単離されたアプタマーコンストラクトのうちのいくつかは、親コンストラクトの14G4と比較して、フルスルチアミン依存性の誘導の増大を示している。これらの再設計されたアプタマー配列を含むリボスイッチはまた、アルファマウス肝12(AML12)、C2C12(マウス筋芽細胞株)、及び成体網膜色素上皮細胞株-19(ARPE-19)等の他の細胞型でも標的遺伝子発現の顕著な増強をもたらす(図4Bを参照のこと)。さらに、再設計されたアプタマー配列を含む選択されたリボスイッチはまた、(AML12細胞で)プロスルチアミン及びベンフォチアミンによる処理に応答して標的遺伝子発現を増加させた(図4Cを参照のこと)。
このデータは、再設計されたアプタマー配列を含む単離されたリボスイッチが、多種多様な合成小分子に応答して多種多様な細胞型での標的遺伝子発現を誘導するのに有用であることを示している。
遺伝子調節活性をさらに増強させるため、ライブラリーA4を使用して2回目の変異誘発を実施した(図5を参照のこと)。このライブラリーでは、3H4のバリアントリボスイッチコンストラクトのアプタマー配列を6つのヌクレオチド位置、すなわち、3H4アプタマーの予測される二次構造のJ3-2領域の3塩基及びJ2-4領域の3塩基にてランダム化した。単一の細菌コロニーをピックし、リボスイッチコンストラクトを含有するプラスミドを、リボスイッチ3H4と比較した遺伝子調節活性改善について50μMのフルスルチアミンを使用してHEK293細胞でスクリーニングした。
ライブラリーA4から単離された異なるアプタマーバリアントを含むいくつかのリボスイッチは、14G4と3H4の両方と比較して、フルスルチアミンに対してさらなる感受性改善を示し、アプタマー/リガンド結合に関与する選択ヌクレオチドの変異誘発が、哺乳類細胞においてアプタマーベースのリボスイッチの遺伝子調節活性を改善することができることを示している(図6Aを参照のこと)。
次に、アプタマーライブラリーA4から単離された、再設計アプタマー配列を含むリボスイッチが、チアミンと化学構造上の特徴を共有する他のチアミン類似体に応答する能力を決定した。図6Bに示すように、アプタマー15A5及び15D10を含む3H4由来リボスイッチは、合成分子であるフルスルチアミン、プロスルチアミン、及びベンフォチアミンに応答してルシフェラーゼ発現を強力に調節するが、天然に存在するTPPに対してはほとんど応答しない。さらに、再設計されたアプタマー配列を含むリボスイッチである15A5及び15D10は、親リボスイッチの3H4と比較して、フルスルチアミン、プロスルチアミン、及びベンフォチアミンに応答した動的範囲の顕著な改善を示す。
この例は、複数回の変異誘発を介して、いくつかの合成チアミン類似体による処理に応答して標的遺伝子発現を増強させる、再設計されたアプタマー配列を含む改善されたリボスイッチが作製可能であることを示している。
実施例4.合成チアミン類似体リボスイッチは、フルスルチアミンに応答して様々な標的遺伝子の発現を調節することができる
実施例3で考察されているように、再設計されたアプタマー配列を含む単離されたリボスイッチは、様々なチアミン類似体に応答してレポータータンパク質ルシフェラーゼの発現を効率的に誘導する。単離されたアプタマーが他の標的遺伝子の発現を調節する能力を試験するため、再設計されたアプタマー配列を含むリボスイッチのうちのいくつかを、マウスエリスロポエチン(mEpo)のcDNA配列及び高感度緑色蛍光タンパク質(EGFP)のcDNA配列内に挿入した。
実験手順:
リボスイッチコンストラクト:アプタマー3H4または15D10を含有する選択的スプライシングリボスイッチを、それぞれ、コンストラクトCon8-Epo(配列番号85)のマウスエリスロポエチンcDNA配列に308位にて挿入し、コンストラクトEpo-3H4(配列番号86)及びEpo-15D10(配列番号87)を得た。サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターによってエリスロポエチン遺伝子の発現の発現が誘導された。アプタマー6B4を含有するリボスイッチカセットを、ベクターpEGFP-C1の高感度緑色蛍光タンパク質(EGFP)をコードするcDNA配列内に276位にて挿入し、EGFP-6B4コンストラクト(配列番号88)を作製した。アプタマー配列を含まないイントロン-エクソン-イントロンカセットをCon8-Epo内に挿入して、構成的標的遺伝子発現の対照としての役割を果たすコンストラクトEpo-Con1(配列番号89)を作製した。
3H4リボスイッチをエリスロポエチン遺伝子に挿入することにより、配列番号86を得た。大文字は、エリスロポエチンコード配列(配列番号85を参照のこと)を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。3H4アプタマーコード配列(配列番号9)には下線が引かれている。
配列番号86
15D10リボスイッチをエリスロポエチン遺伝子に挿入することにより、配列番号87を得た。大文字は、エリスロポエチンコード配列(配列番号85を参照のこと)を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。15D10アプタマーコード配列(配列番号26)には下線が引かれている。
6B4リボスイッチをEGFP遺伝子に挿入することにより、配列番号88を得た。大文字は、EGFPコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。6B4アプタマーコード配列(配列番号14)には下線が引かれている。
配列番号88
アプタマー配列を含まないイントロン-エクソン-イントロンカセットをエリスロポエチン遺伝子に挿入することにより、配列番号89を得た。大文字は、エリスロポエチンコード配列(配列番号85を参照のこと)を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロン配列を示す。
配列番号89
マウスエリスロポエチンについての酵素結合免疫吸着測定法(ELISA):AML12細胞にTransIT-X2トランスフェクション試薬(Mirus Bio)を実施例1に記載のようにトランスフェクトした。トランスフェクションの4時間後、AML12細胞をフルスルチアミンを用いて、または用いずに、示されている用量にて処理した。トランスフェクトされた細胞からの上清を、フルスルチアミン処理の24時間後に採取し、上清中のmEpoの検出のため、製造者(R&D)の指示に従ってELISAにかけた。
EGFP-6B4を発現する細胞株の作製:Gene Pulser Xcell(Bio-Rad)を使用し、HEK293細胞のデフォルトのパラメータを適用して、HEK293細胞に100ngのプラスミドDNAで電気穿孔することにより、EGFP-6B4コンストラクトを含有する安定な細胞株を作製した。電気穿孔の48時間後、細胞培養物を800μg/mlの抗生物質G418で2週間処理し、G418耐性遺伝子を担持する、EGFP-6B4カセットを安定して発現する細胞を選択した。細胞をトリプシン処理した。細胞懸濁液中のEGFPの蛍光強度を、Guava EasyCyte 8HT装置を使用してフローサイトメトリーにより決定した。得られたデータを、GuavaSoft 3.3を使用して分析した。誘導の倍率増加は、フルスルチアミンで処理した細胞から取得された平均蛍光強度(MFI)を、フルスルチアミンで処理しなかった細胞から取得されたMFIで割った商として計算された。
フローサイトメトリー分析:安定的にEGFP-6B4コンストラクトを形質導入された1.5×105のHEK293細胞を、フルスルチアミン処理の1日前に24ウェルプレートに播種した。細胞をフルスルチアミンで24時間処理した。EGFPの蛍光強度を上記のようにフローサイトメトリーによって決定した。
結果:
コンストラクトEGFP-6B4を発現する細胞は、フルスルチアミン処理の非存在下ではレポータータンパク質EGFPの低発現を示したが、フルスルチアミンの存在下ではEGFP発現の14倍の増加を示し(図7Aを参照のこと)、これは、再設計されたアプタマー6B4を含むリボスイッチが、合成リガンドのフルスルチアミンに応答してルシフェラーゼ以外のレポータータンパク質の発現を誘導する能力を示している。さらに、フルスルチアミン処理に応答したEGFP発現の誘導は、用量依存的であった(図7Bを参照のこと)。
次に、アプタマー3H4及び15D10を含むリボスイッチがmEpoの遺伝子発現を調節する能力を調べた。フルスルチアミンの非存在下では、mEpo-3H4またはmEpo-15D10を含有する細胞は、非常に低いレベルのmEpoを発現した。しかしながら、フルスルチアミンでの処理時には、mEpo-3H4コンストラクトまたはmEpo-15D10コンストラクトを含有する細胞において、mEpoの発現が用量依存的に増強した。予想したとおり、対照コンストラクトmEpo-Con1は、フルスルチアミンの有無にかかわらずmEpoを恒常的に発現した(図7Cを参照のこと)。12.5μMのフルスルチアミンでの処理に応答して、mEpoの発現は、フルスルチアミン非存在下での発現と比較して約40倍(Epo-15D10)または9倍(Epo-3H4)誘導され(図7Dを参照のこと)、誘導物質が12.5μMでのmEpo-15D10からのmEpoのレベルは、構成的で調節不可能なmEpo-Con1コンストラクトからのレベルの約61.3%である。
これらの結果は、再設計されたアプタマー配列を含むリボスイッチが小分子に応答して遺伝子発現を誘導する能力は、特定の標的遺伝子配列に限定されないことを実証しており、標的遺伝子発現の調節にこれらのアプタマーリボスイッチを一般に適用できることを示している。
実施例5:合成リボスイッチは、マウスにおいてインビボで遺伝子発現を調節する
再設計されたアプタマーがインビボで遺伝子発現を誘導する能力を評価するため、レポータータンパク質ルシフェラーゼの遺伝子に挿入された、再設計されたリボスイッチを保持するアデノ関連ウイルスベクター(AAV)をマウスにトランスフェクトした。プロスルチアミンを、ルシフェラーゼ発現を誘導するためのアプタマーリガンドとして使用した。
実験手順:
AAV2.8ウイルス粒子の生成:マウスのトランスフェクションに使用されたAAV2.8粒子は、AAV2に由来するウイルスゲノム及びAAV8に由来するカプシドを含んだ。(1)アプタマーを含まない調節不可能リボスイッチ(「luci-Con1」、配列番号90)、(2)アプタマー3H4を含むリボスイッチカセット(「luci-3H4」、配列番号91)、または(3)アプタマー6B4を含むリボスイッチカセット(「luci-6B4」、配列番号92)と共にイントロン-エクソン-イントロンカセットを含有するルシフェラーゼ遺伝子をそれぞれ、AAV2プラスミドベクターにクローニングした。ルシフェラーゼ遺伝子の発現は、CMV及びユビキチンCのエンハンサーエレメントならびにニワトリβ-アクチンプロモーターが含まれる、CASIプロモーターにより制御された。ウイルスベクターをAAV8カプシド内にパッケージングし、製造者のプロトコル(Vigene Biosciences)に従って作製した。
アプタマー配列を含まないイントロン-エクソン-イントロンカセットをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号90を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロン配列を示す。
3H4リボスイッチをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号91を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。3H4アプタマーコード配列(配列番号9)には下線が引かれている。
6B4ボスイッチをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号92を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。6B4アプタマーコード配列(配列番号14)には下線が引かれている。
動物試験:雄Balb/cマウスに、1.0×1011または2.5×1011のゲノムコピーの受容AAV2.8ウイルス粒子を単回尾静脈注射により投与した。AAVベクター送達の28日後、マウスを50mg/kgのプロスルチアミンで腹腔内(I.P.)処置した。ルシフェラーゼ活性を、薬物投与の前日、ならびに薬物投与の6時間後、24時間後、48時間後及び72時間後に測定した。プロスルチアミンの初回投与後、マウスに以下のとおり追加の3回の投与及び撮像サイクルを行った:36日目(AAV投与後):100mg/kg;43日目:200mg/kg;及び51日目:400mg/kg。
生きた動物の非侵襲的生物発光イメージング:イメージング前、マウスを2%イソフルランで麻酔し、150mg/kg体重のルシフェリンを注射した。薬物投与後の示されている時点で、ルシフェリン注射の2~5分以内にBruker Xtremeシステムを使用して撮像した。ルシフェラーゼ活性を、平均光子/秒±S.D.として表した。(n=5)。ルシフェラーゼ遺伝子発現の誘導倍率は、プロスルチアミンで処置したマウスから得た光子/秒を、プロスルチアミン処置の前日にマウスから得た値で割った商として計算された。
結果:
動物での遺伝子発現の調節におけるリボスイッチを試験するため、リボスイッチを含むかまたは含まないルシフェラーゼ遺伝子を有するAAVベクターを、マウスに静脈内送達した。マウスを、AAV注射の4週間にプロスルチアミンで腹腔内(I.P.)処置した。単一用量(50mg/kg)のプロスルチアミン処置の6時間後、ルシフェラーゼ活性は、リボスイッチ3H4または6B4を含むルシフェラーゼ遺伝子を含有するAAVベクターを注射されたマウスでは顕著に増大したが、同用量の調節不可能な対照ベクターCon1を注射されたマウス群では増大しなかった(図8A~図8Eを参照のこと)。さらに、プロスルチアミン処置時のルシフェラーゼ活性の増大は用量依存的であった。50mg/kgの単一用量または50mg/kg及び100mg/kgの2用量のプロスルチアミンで処置したマウスの群では、それぞれ、誘導されたルシフェラーゼ活性は、単一用量処置の24時間後、誘導物質処置前のレベルまで減弱した。しかしながら、より高用量の誘導物質プロスルチアミン(すなわち、200mg/kg及び400mg/kg)により追加で処置されたマウスでは、誘導されたルシフェラーゼ活性は48時間以上そのままであった。
これらの結果は、再設計されたアプタマー配列を含むリボスイッチが、インビボでの用量依存的なチアミン類似体での処置時に標的遺伝子発現を選択的に誘導することを示す。
実施例6~99:チアミン類似体リボスイッチは、新規チアミン類似体に応答して哺乳類細胞での遺伝子発現を調節する
実験手順:
チアミン類似体の生成
溶媒及び試薬はすべて商業的に入手し、受領した状態のまま使用した。1H NMRスペクトルを、言及された重水素化溶媒でのBruker装置(300MHzまたは400MHz)で記録した。化学シフトはppmで、また結合定数はhertzで表される。最終化合物はすべて、220~400メッシュシリカゲルを使用するフラッシュクロマトグラフィーまたはCH3CN/水を溶媒として用いる逆相HPLCによって精製した。薄層クロマトグラフィーを、シリカゲル60 F-254(厚さ0.25nm)プレートで行った。可視化お、UV光及び/または10%リンモリブデン酸含有エタノールを用いて達成した。公称(低分解能)質量スペクトルを、Waters LCTまたはApplied Biosystems API 3000質量分析計のいずれかで取得した。高分解能質量スペクトル(HRMS)を、Waters LCTまたはAgilent TOF質量分析計のいずれかで取得した。他のLC-MS実験はすべて、Agilent 1100 HPLCにAgilent四重極型質量分析を組み合わせて行った。化合物の純度は、230nM及び254nMの波長でのLC-MSにより決定した。ここに報告する最終化合物はすべて純度が95%以上である。
実施例6(M19)
(((Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)チオ)メチル(3r,5r,7r)-アダマンタン-1-カルボキシラート
ステップ1
(3r,5r,7r)-アダマンタン-1-カルボン酸(10.0g、55.4mmol)及びSOCl2(32.8g、275mmol、20.0mL)の混合物を25℃で1時間撹拌した。TLC(ジクロロメタン:メタノール=10:1、ブロモクレゾールグリーン、Rf=0.62)は、出発物質が完全に消費されたことを示した。混合物を濃縮し、表題化合物(11.0g、99.7%)を無色結晶として得、これをそれ以上精製せずに次ステップの反応に直接使用した。
ステップ2
(3r,5r,7r)-アダマンタン-1-カルボン酸(15g、83.2mmol、1当量)、臭化テトラブチルアンモニウム(TBAB)(2.68g、8.32mmol、0.1当量)及びNaHCO3(21.0g、250.0mmol、3当量)の混合物の、DCM(150mL)及びH2O(150mL)の溶液に、クロロ(クロロスルホニルオキシ)メタン(16.5g、99.9mmol、1.2当量)を20℃で滴加した。混合物を20℃で15時間撹拌した(気体発生)。放置すると、混合物は2層に分離し、水層を二塩化メチレンで抽出した(100mLで2回)。合わせた有機相を無水Na2SO4で乾燥させてろ過し、濃縮して、無色の粗油として得た。粗生成物を石油エーテル(500mL)で希釈し、シリカゲルパッドを通してろ過した。ろ液を濃縮し、表題化合物(15.5g、81.4%)を無色の油として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 5.72 (s, 2H), 2.05-1.92 (m, 6H), 1.74-1.70 (m, 2H)。
ステップ3
(((Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)チオ)メチル(3r,5r,7r)-アダマンタン-1-カルボキシラート
ビタミンB1(10g、33.2mmol、1当量)及びKI(551.0mg、3.32mmol、0.1当量)の混合物の、H2O(150mL)及びTHF(150mL)の溶液にNaOH(2.66g、66.5mmol、2当量)を少しずつ加え、混合物を20℃で0.5時間撹拌した。クロロメチル(3r,5r,7r)-アダマンタン-1-カルボキシラート(15.2g、66.5mmol、2当量)を混合物に滴加し、得られた混合物を20℃でさらに12時間撹拌した。LCMSは、反応の完了を示した。反応混合物は2層に分離した。水層を酢酸エチルで抽出した(200mLで3回)。合わせた有機相を無水Na2SO4で乾燥させてろ過し、濃縮して粗生成物を得た(TLC:酢酸エチル/エタノール=10/1、生成物Rf=0.2)。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフフィー(二塩化メチレン/メタノール=10/1)で精製し、生成物を黄色固体として得、それをpre-HPLC(カラム:Waters Xbridge BEH C18 250×50mm、10μm;移動相:水-アセトニトリル、0.05%アンモニアヒドロキシド(v/v)添加、20分)によってさらに精製し、表題化合物(580.24mg、4%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.93 (s, 1H), 7.82 (s, 1H), 6.96 (br, 2H), 4.95 (s, 2H), 4.68 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.32 (s, 2H), 3.52-3.48 (m, 2H), 2.58 (m, 2H), 2.28 (s, 3H), 1.94 (s, 6H), 1.80-1.78 (m, 6H), 1.68-1.62 (m, 6H)。MS (ES+) m/e 475.2 (M+H)+.
実施例7(M10)
ビタミンB1(1.00g、3.78mmol、1.00当量)のEtOH溶液(10.0mL)に、NaOEt(257mg、3.78mmol、1.00当量)、ピバル酸クロロメチル(569mg、3.78mmol、547uL、1.00当量)及びNaOH(45.4mg、1.13mmol、0.30当量)を加えた。混合物を20℃で2時間撹拌した。反応混合物を減圧下で濃縮し、残渣を得た。残渣を分取HPLCで精製し、表題化合物(61.0mg、3.4%)を淡黄色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.93 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 6.71 (br d, J = 0.9 Hz, 2H), 4.96 (s, 2H), 4.69 (t, J = 5.5 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.60 - 3.42 (m, 2H), 2.59 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 2.28 (s, 3H), 1.96 (s, 3H), 1.12 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 397.3 (M+H)+.
実施例8(M16)
ステップ1
ビタミンB1(40.0g、132mmol)のEtOH溶液(80.0mL)に、NaOEt(40.0g、123mmol)のEtOH溶液を-10℃で加えた。混合物を10℃で30分間撹拌した。形成された固体をろ過により回収して乾燥させ、表題化合物(36.0g、88.9%)を黄色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 9.51 (s, 1H), 8.05 (s, 1H), 7.18 (s, 2 H), 5.41 (s, 3 H), 3.65-3.62 (m, 2H), 3.01-2.95 (m, 2H), 2.48 (s, 3H), 2.34 (s, 3H)。
ステップ2
ナトリウム(Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-チオラート(3.00g、9.86mmol)の混合物のEtOH溶液(30.0mL)に、NaOH(120mg、3.00mmol)を25℃で加え、続いてイソ酪酸クロロメチル(1.35g、9.88mmol)を加えた。混合物を25℃で1時間撹拌し、濃縮して残渣を得た。残渣を分取HPLC(塩基性条件)で精製し、凍結乾燥させて150mgの茶色粗固体を得、それを分取HPLC(NH4HCO3で緩衝)によってさらに精製した後、凍結乾燥して表題化合物(50.1mg、29%)を黄色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.92 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 6.70 (br, 2H), 4.96 (s, 2H), 4.69 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.34 (s, 2H), 3.41-3.52 (m, 2H), 2.58 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.50-2.40 (m, 1H), 2.28 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.08 (d, J = 7.2 Hz, 6H)。MS (ES+) m/e 383.3 (M+H)+.
実施例9(M18)
ステップ1
塩化ピバロイル(9.80g、81.2mmol、10.0mL)及び2,4,6-トリメチル-1,3,5-トリオキサン(4.95g、37.4mmol、5.00mL)の混合物にZnCl2(1M、2.50mL)を加え、混合物を90℃で1時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、EtOAc(100mL)で希釈した。得られた有機溶液を、氷冷したNaHCO3溶液(20.0mL×3)及びブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥させて、ろ過し、濃縮して残渣を得た。残渣を90℃で蒸留し(ゲージ圧:-0.09MPa)、表題化合物(1.60g)を無色の油として得た。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.52-6.56 (m, 1H), 1.80 (d, J = 5.6 Hz, 3H), 1.22 (s, 9H)。
ステップ2
ナトリウム(Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-チオラート(3.00g、9.86mmol)の混合物のEtOH溶液(30.0mL)に、NaOEt(3.20g、9.88mmol)のEtOH溶液を25℃で加え、続いて1-クロロエチルピバラート(1.60g、9.72mmol)及びNaOH(120mg、3.00mmol)を加えた。混合物を25℃で12時間撹拌し、濃縮して残渣を得た。残渣を分取HPLCで精製した後、凍結乾燥させ、表題化合物(60.0mg、収率2%)を黄色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.92 (s, 1H), 7.85 (s, 1H), 6.48 (br, 2H), 5.74-5.79 (m, 1H), 4.46 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 4.37 (s, 1H), 4.28 (d, J = 15.2 Hz, 1H), 3.53-3.55 (m, 2H), 2.52-2.57 (m, 2H), 2.30 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.29 (d, J = 6.4 Hz, 3H), 1.33 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 411.3 (M+H)+.
実施例10(M21)
ビタミンB1(5g、16.6mmol、1当量)及びKI(138.0mg、831.0μmol、0.05当量)の混合物のH2O溶液(25mL)に、NaOH(1.33g、33.2mmol、2当量)を少しずつ加えた。混合物を20℃で0.5時間撹拌し、次いで、安息香酸クロロメチル(2.84g、16.6mmol、1当量)のTHF溶液(25mL)を滴加した。その後、反応混合物をさらに10時間20℃にて撹拌した。LCMSは、新たな生成物が形成されたことを示した。5mLのメタノールを加えて混合物をクエンチし、飽和重炭酸ナトリウム水溶液でpHを約7に調整した。その後、水相を酢酸エチルで抽出した(200mLで2回)。合わせた有機相を無水Na2SO4で乾燥させてろ過し、濃縮して粗生成物を得、それを酢酸エチル(50mL)でトリチュレートし、表題化合物(700mg、10%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.96-7.92 (m, 3H), 7.81 (s, 1H), 7.73-7.67 (m, 1H), 7.57-7.53 (m, 2H), 6.76 (brs, 2H), 5.28 (s, 2H), 4.74-4.70 (m, 1H), 4.32 (s, 2H), 3.54-3.48 (m, 2H), 2.69-2.66 (m, 2H), 2.26 (s, 3H), 1.96 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 417.2 (M+H)+.
実施例11(M34)
ビタミンB1(9g、29.9mmol、1当量)及びKI(497.0mg、2.99mmol、0.1当量)の混合物の、H2O(150mL)及びTHF(150mL)の溶液に、NaOH(2.39g、59.8mmol、2当量)を加えた。混合物を20℃で0.5時間撹拌した。塩化1-ナフトイル(11.1g、58.0mmol、8.71mL、1.94当量)を滴加した。反応混合物を20℃でさらに12時間撹拌した。LCMSは、反応の完了を示した。反応混合物を酢酸エチルで抽出した(100mLで3回)。水相を飽和重炭酸ナトリウム溶液でpH7~8に調整し、酢酸エチルで抽出した(100mLで3回)。合わせた有機相を無水Na2SO4で乾燥させてろ過し、濃縮して粗生成物を得、それを酢酸エチル(10mL)でトリチュレートし、表題化合物(420mg、962μmol、収率3%)をオフホワイトの固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.21-8.20 (m, 2H), 8.05-8.02 (m, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.92-7.91 (m, 1H), 7.88 (s, 1H), 7.68-7.59 (m, 3H), 6.74 (brs, 2H), 4.70-4.68 (m, 1H), 4.44 (s, 2H), 3.53 (m, 2H), 2.70-2.68 (m, 2H), 2.19 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 437.1 (M+H)+.
実施例12(M26)
ビタミンB1(1.00g、3.32mmol、1.00当量)及びNaOH(133.0mg、3.32mmol、1.00当量)の、H2O(50.0mL)及びTHF(5.00mL)の溶液に、塩化ベンゾイル(935.0mg、6.65mmol、772.0μL、2.00当量)を0℃で加えた。反応混合物を0℃で0.5時間撹拌した。LCMSは、出発物質が消費され、所望の質量を有する生成物が検出されたことを示した。反応混合物をMeOH(5.00mL)でクエンチし、pH=7に調整し、10:1のDCM:MeOHで抽出した(25.0mLで2回)。合わせた有機層をNa2SO4で乾燥させてろ過し、減圧下で濃縮して粗生成物を得、それをEtOAc/EtOH/DCM(2:2:1)でトリチュレートすると、表題化合物(251mg、18.6%)が白色固体として得られた。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.89 (s, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.73 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.68 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.53 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 6.65 (brs, 2H), 4.64 (t, J = 4.2 Hz, 1H), 4.39 (s, 2H), 3.46 (m, 2H), 2.57 (m, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 387.0 (M+H)+.
実施例13(M27)
ビタミンB1(1.00g、3.32mmol、1.00当量)及びNaOH(266mg、6.65mmol、2.00当量)の、H2O(50.0mL)及びTHF(5.00mL)の溶液に、塩化イソブチリル(708mg、6.65mmol、695.0μL、2.00当量)を0℃で加えた。反応混合物を0℃で0.5時間撹拌し、MeOH(5.00mL)でクエンチし、pH=7に調整した。混合物を10:1のDCM:MeOHで抽出した(25.0mLで2回)。合わせた有機層をNa2SO4で乾燥させてろ過し、減圧下で濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をEtOAc/EtOH/DCM(2:2:1)でトリチュレートし、表題化合物(224.0mg、19.0%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.79 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 6.68 (brs, 2H), 4.61 (t, J = 4.2 Hz, 1H), 4.35 (s, 2H), 3.40 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 2.60-2.50 (m, 1H), 2.44 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 2.26 (s, 3H), 2.07 (s, 3H), 1.02 (s, 3H), 1.00 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 353.3 (M+H)+.
実施例14(M28)
ナトリウム(Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-チオラート(0.50g、1.64mmol、1.00当量)及びNaOH(65.7mg、1.64mmol、1.00当量)の混合物のH2O溶液(5.00mL)に、塩化ピバロイル(198mg、1.64mmol、202μL、1当量)を0℃で加え、得られた混合物を0℃で1時間撹拌した。混合物を濃縮して、カラムクロマトグラフィー(SiO2、ジクロロメタン:メタノール=100:1から10:1、TLC:ジクロロメタン:メタノール=10:1、Rf=0.4)で精製し、表題化合物(110mg、18.2%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.79 (s, 1 H) 7.75 (s, 1 H) 6.70 (br s, 2 H) 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) 4.35 (br s, 2 H) 3.39 (q, J = 6.8 Hz, 2 H) 2.42 (br t, J = 6.8 Hz, 2 H) 2.26 (s, 3 H) 2.08 (s, 3 H) 1.07 (s, 9 H)。MS (ES+) m/e 367.2 (M+H)+.
実施例15(M29)
ナトリウム(Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-チオラート(0.50g、1.64mmol、1.00当量)及びNaOH(65.7mg、1.64mmol、1.00当量)の混合物のH2O溶液(4mL)に、化合物4-メトキシベンゾイルクロリド(280mg、1.64mmol、226uL、1.00当量)を0℃で加え、得られた混合物を0℃で1時間撹拌した。LCMSは、出発物質が消費され、所望の質量を有する生成物が検出されたことを示した。その後、混合物を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(100:0から20:1ジクロロメタン:メタノール)で精製して表題化合物(60.0mg、9%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.87 (s, 1 H), 7.81 (s, 1 H), 7.72 (br d, J = 8.8 Hz, 2 H), 7.05 (br d, J = 8.8 Hz, 2 H), 6.64 (m, 2 H), 4.64 (br s, 1 H), 4.37 (br s, 2 H), 3.84 (s, 3 H), 3.46 (br d, J = 4.0 Hz, 2 H), 2.58 (m, 2 H), 2.19 (s, 3 H), 2.12 (s, 3 H)。MS (ES+) m/e 417.1 (M+H)+.
実施例16(M30)
ナトリウム(Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-チオラート(0.50g、1.64mmol、1.00当量)及びNaOH(65.7mg、1.64mmol、1.00当量)の混合物のH2O溶液(4.00mL)に、2,6-ジクロロベンゾイルクロリド(344mg、1.64mmol、235μL、1.00当量)を0℃で加えた。得られた混合物を0℃で1時間撹拌し、その後、濃縮して残渣を得た。残渣を分取HPLCで精製し、表題化合物(150mg、20.1%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.96 (s, 1 H), 7.84 (s, 1 H), 7.60 - 7.54 (m, 3 H), 6.68 (m, 2 H), 4.68 - 4.75 (m, 1 H), 4.41 (br s, 2 H), 3.46 - 3.52 (m, 2 H), 2.62 - 2.69 (m, 2 H), 2.26 (s, 3 H), 2.14 (s, 3 H)。MS (ES+) m/e 455.1 (M+H)+.
実施例17(M31)
ステップ1
130℃のポリリン酸(150g、49.8mmol、1.00当量)の溶液に、ビタミンB1(15.0g、49.8mmol、1.00当量)を少しずつ加えた。混合物を100~130℃で2時間撹拌した。水(250mL)を加え、混合物を100℃でさらに2時間撹拌し、25℃に冷却し、トリオクチルアミン/MTBE(1:1、250mLで2回)により抽出した。水層を分離し、400mLのEtOHで希釈し、25℃で2時間撹拌した。形成された白色固体をろ過により回収し、EtOH(200mLで2回)で洗浄して乾燥させ、表題化合物(17.0g、98.7%)を得た。
ステップ2
3-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)-4-メチル-5-(2-(ホスホノオキシ)エチル)チアゾール-3-イウム(2.00g、5.79mmol、1.00当量)の混合物のH2O溶液(20mL)に、NaOH(5.64g、42.3mmol、7.30当量)を0~5℃でゆっくりと加えた。混合物を5~10℃で0.5時間撹拌し、濃縮して、表題化合物(2.40g、97%)を黄色固体として得、これをそれ以上精製せずに次ステップの反応に直接使用した。
ステップ3
ナトリウム(Z)-4-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-3-スルフィドペンタ-3-エン-1-イルホスファート(0.800g、1.87mmol、1.00当量)の混合物のNaOH溶液(1M、3.74mL、2.00当量)に、塩化ピバロイル(840mg、6.97mmol、857μL、3.73当量)を加えた。得られた混合物を25℃で2時間撹拌した。TLC(酢酸エチル:ジクロロメタン=2:1)は、出発物質が消費され、新たなスポットが形成されたことを示した。反応混合物を濃縮し、逆相HPLCで精製して表題化合物(132mg、15.7%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, MeOD) δ 7.99 (s, 1 H), 7.79 (s, 1 H), 3.93 (br d, J = 5.6 Hz, 2 H), 2.56 (s, 3 H), 2.25 (s, 3 H), 1.14 (s, 9 H)。MS (ES+) m/e 447.1 (M+H)+.
実施例18(M32)
ナトリウム(Z)-4-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-3-スルフィドペンタ-3-エン-1-イルホスファート(0.80g、1.87mmol、1.00当量)の混合物のNaOH溶液(1M、3.74mL、2.00当量)に、4-メトキシベンゾイルクロリド(1.19g、6.97mmol、958μL、3.73当量)を加えた。得られた混合物を25℃で2時間撹拌した。TLC(酢酸エチル:ジクロロメタン=2:1)は、出発物質が消費され、新たなスポットが形成されたことを示した。混合物を濃縮し、逆相HPLCで精製して表題化合物(174mg、18.1%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, MeOD) δ 8.04 (s, 1 H), 7.99 (s, 1 H), 7.75 (d, J = 8.8 Hz, 2 H), 7.00 (d, J = 8.8 Hz, 2 H), 4.74 - 4.35 (m, 2 H), 4.03 (q, J = 5.6 Hz, 2 H), 3.88 (s, 3 H), 2.81 (m, 2 H), 2.40 (s, 3 H), 2.30 (s, 3 H)。MS (ES+) m/e 497.1 (M+H)+.
実施例19(M33)
ナトリウム(Z)-4-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-3-スルフィドペンタ-3-エン-1-イルホスファート(0.800g、1.87mmol、1.00当量)の混合物のNaOH溶液(1M、3.74mL、2.00当量)に、2,6-ジクロロベンゾイルクロリド(391mg、1.87mmol、268μL、1.00当量)を加えた。混合物を25℃で2時間撹拌した。TLC(酢酸エチル:ジクロロメタン=2:1)は、出発物質が消費され、新たなスポットが形成されたことを示した。混合物を濃縮し、逆相HPLCで精製して表題化合物(72.0mg、7.20%)を白色固体として得た。1H NMR (400 MHz, MeOD) δ 8.06 (s, 1 H), 8.02 (s, 1 H), 7.44 (s, 3 H), 4.07 - 4.04 (m, 2 H), 2.49 (s, 3 H), 2.32 (s, 3 H)。MS (ES+) m/e 535.0 (M+H)+.
実施例20~59:以下の化合物を、適切な出発物質を用いてM34(実施例11)の調製手順に従って合成した。
実施例20(M37)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.30 - 8.25 (m, 1H), 8.13 (dd, J = 3.2, 6.6 Hz, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.88 - 7.80 (m, 2H), 7.69 - 7.64 (m, 2H), 7.47 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.71 (br s, 2H), 4.69 (br t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43 (br s, 2H), 3.55 - 3.47 (m, 2H), 2.72 (s, 3H), 2.66 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 451 (M+H)+.
実施例21(M38)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.06 - 7.92 (m, 4H), 7.57 - 7.42 (m, 4H), 6.67 (br s, 2H), 4.73 (br t, J = 4.8 Hz, 1H), 4.42 (br s, 2H), 4.23 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 3.62 - 3.51 (m, 2H), 2.73 (br s, 2H), 2.23 (s, 3H), 2.13 (s, 3H), 1.32 (br t, J = 6.8 Hz, 3H).MS (ES+) m/e 481 (M+H)+。
実施例22(M39)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.27 - 8.23 (m, 2H), 8.02 - 7.98 (m, 2H), 7.86 - 7.78 (m, 4H), 6.72 (br d, J = 1.2 Hz, 2H), 4.71 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.44 (br s, 2H), 3.53 (q, J = 6.4 Hz, 2H), 2.67 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.19 (s, 3H), 2.08 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 515 (M+H)+.
実施例23(M40)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.92 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.88 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.26-8.19 (m, 3H), 8.03 (s, 1H), 7.90 (s, 1H), 7.80-7.75 (m, 1H), 7.80-7.77 (m, 2H), 7.74-7.72 (m, 1H), 6.80 (s, 2H), 4.74 (t, J = 4.8 Hz, 1H), 4.47 (s, 2H), 4.11 (d, J = 3.6 Hz, 2H), 3.58 (q, J = 6.0 Hz, 2H), 3.17 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 2.72 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.21 (s, 3H), 2.09 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 487 (M+H)+.
実施例24(M43)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.88 - 7.83 (m, 2H), 7.32 - 7.20 (m, 3H), 6.73 (br d, J = 1.2 Hz, 2H), 4.66 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.40 (br s, 2H), 3.47 (q, J = 6.4 Hz, 2H), 2.75 (br s, 2H), 2.67 (br s, 2H), 2.58 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.21 (s, 3H), 2.13 (s, 3H), 1.70 (m, 4H)。MS (ES+) m/e 441 (M+H)+.
実施例25(M44)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.33 (br d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.16 (br d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.08 - 7.94 (m, 2H), 7.87 (s, 1H), 7.82 - 7.70 (m, 2H), 7.45 (dd, J = 8.0, 10.1 Hz, 1H), 6.71 (br s, 2H), 4.69 (br t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.43 (br s, 2H), 3.66 - 3.47 (m, 2H), 2.66 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.25 - 2.15 (m, 3H), 2.13 - 1.96 (m, 3H)。MS (ES+) m/e 455 (M+H)+.
実施例26(M45)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.20 (br d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.91 - 7.83 (m, 2H), 7.73 - 7.58 (m, 2H), 7.56 - 7.29 (m, 2H), 6.81 (br s, 2H), 4.73 (br s, 1H), 4.46 (br s, 2H), 3.55 (br s, 2H), 2.69 (br t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.18 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 455 (M+H)+.
実施例27(M46)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.14 (dd, J1 = 1.6, J2 = 8.0 Hz, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.91 - 7.86 (m, 2H), 7.59 - 7.47 (m, 4H), 6.83 (br s, 2H), 4.75 (br t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.46 (br s, 2H), 3.54 (q, J = 6.4 Hz, 2H), 2.70 - 2.64 (m, 2H), 2.48 (s, 3H), 2.19 (d, J = 5.6 Hz, 6H)。MS (ES+) m/e 451 (M+H)+.
実施例28(M47)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.42 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.26 (d, J = 0.4 Hz, 1H), 8.05 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.96 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.68 - 7.65 (m, 1H), 7.65 - 7.61 (m, 1H), 7.08 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.71 (br s, 2H), 4.69 (br t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43 (br s, 2H), 4.08 (s, 3H), 3.55 - 3.50 (m, 2H), 2.66 - 2.63 (m, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 467 (M+H)+.
実施例29(M49)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.41 (s, 1H), 8.18 (br d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.06 - 8.02 (m, 2H), 7.95 (s, 1H), 7.85 (s, 1H), 7.76 - 7.64 (m, 3H), 6.64 (br s, 2H), 4.67 (br t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.41 (br s, 2H), 3.52 (q, J = 6.4 Hz, 2H), 2.62 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 437 (M+H)+.
実施例30(M50)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)5,5,8,8-テトラメチル-5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-2-カルボチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.84 (d, J = 14.4 Hz, 2H), 7.64 (s, 1H), 7.51-7.46 (m, 2H), 6.63 (s, 2H), 4.63 (t, J = 4.2 Hz, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.45 (d, J = 5.6 Hz, 2H), 2.56 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.20 (s, 2H), 2.13 (s, 2H), 1.65 (s, 3H), 1.25 (s, 12H)。MS (ES+) m/e 497 (M+H)+.
実施例31(M51)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.28 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 8.12-8.09 (m, 2H), 7.98 (s, 1H), 7.88 (s, 1H), 7.80-7.76 (m, 1H), 7.74-7.72 (m, 1H), 7.46 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.75 (s, 2H), 4.72 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.45 (s, 2H), 3.55 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 2.68 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.17 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 516 (M+H)+.
実施例32(M52)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.33 (d, J = 1.2 Hz, 1H), 8.08 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.94 - 7.83 (m, 3H), 7.70 (dd, J1 = 1.6, J2 = 8.4 Hz, 1H), 7.43 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 7.28 (dd, J1 = 2.4, J2 = 8.8 Hz, 1H), 6.76 - 6.55 (m, 2H), 4.65 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.40 (br s, 2H), 3.92 (s, 3H), 3.53 - 3.46 (m, 2H), 2.60 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 467 (M+H)+.
実施例33(M53)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.79 (s, 1H), 7.74 (s, 1H), 6.75 (br s, 2H), 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 3.44 - 3.38 (m, 2H), 2.41 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.28 (s, 3H), 2.08 (s, 3H), 1.98 (br s, 3H), 1.84 - 1.75 (m, 1H), 1.71 - 1.62 (m, 11H)。MS (ES+) m/e 445 (M+H)+.
実施例34(M54)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.77 (s, 1H), 7.73 (s, 1H), 7.34 - 7.24 (m, 5H), 6.64 (s, 2H), 4.55 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.40-4.24 (m, 2H), 3.82 (m, 1H), 3.29 - 3.28 (m, 2H), 2.48 - 2.39 (m, 1H), 2.32 - 2.28 (m, 1H), 2.28 (s, 3H), 1.34-1.30 (d, J = 7.6 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 415 (M+H)+.
実施例35(M55)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.78 (s, 1H), 7.68 (s, 1H), 7.27 - 7.20 (m, 3H), 7.09 (m, 2H), 6.71 (s, 1H), 4.61 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.34 (s, 1H), 3.42 -3.36 (m, 2H), 2.73 (s, 2H), 2.43 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.25 (s, 2H), 2.07 (s, 3H), 1.02 (s, 6H)。MS (ES+) m/e 443 (M+H)+.
実施例36(M57)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.79 (s, 1H), 7.75 (s, 1H), 6.70 (s, 2H), 4.61 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.34 (s, 2H), 3.45 - 3.35 (m, 2H), 2.43 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.27 (s, 3H), 2.08 (s, 3H), 1.78 (dd, J = 6.8, 9.8 Hz, 2H), 1.49 - 1.24 (m, 8H), 1.05 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 407 (M+H)+.
実施例37(M58)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.77 (d, J = 3.2 Hz, 2H), 7.35 - 7.25 (m, 6H), 7.16 - 7.08 (m, 4H), 6.73 (br s, 2H), 4.58 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.31 (br s, 2H), 3.32 - 3.28 (m, 2H), 2.41 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.26 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 1.84 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 491 (M+H)+.
実施例38(M59)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.77 (s, 1H), 7.73 (s, 1H), 7.35 - 7.30 (m, 2H), 7.29 - 7.21 (m, 3H), 6.64 (s, 2H), 4.55 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.25 (s, 2H), 3.45 - 3.41 (m, 1H), 3.29 - 3.17 (m, 2H), 2.48 - 2.39 (m, 1H), 2.27-2.20 (m, 5H), 1.99 (s, 3H), 0.92 (d, J = 6.4 Hz, 3H), 0.61 (d, J = 6.8 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 443 (M+H)+.
実施例39(M62)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)2-メチル-2,3-ジヒドロ-1H-インデン-2-カルボチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.79 (s, 2H), 7.21 - 7.13 (m, 4H), 6.72 (s, 2H), 4.62-4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.35 (s, 1H), 3.43 - 3.38 (m, 2H), 3.20 (d, J = 16.0 Hz, 2H), 2.73 (d, J = 16.0 Hz, 2H), 2.44 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.22 (s, 3H), 2.09 (s, 3H), 1.21 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 441 (M+H)+.
実施例40(M63)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.90-7.89 (m, 1H), 7.88-7.85 (m, 3H), 7.77 (s, 1H), 7.73 (s, 1H), 7.53-7.51 (m, 2H), 7.35-7.33 (m, 1H), 6.71 (s, 2H), 4.50 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.31 (s, 2H), 3.26 (q, J = 5.6 Hz, 2H), 2.38 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.22 (s, 3H), 2.04 (s, 3H), 1.53 (s, 6H)。MS (ES+) m/e 479 (M+H)+.
実施例41(M64)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.77 (d, J = 3.2 Hz, 2H), 7.39 - 7.23 (m, 12H), 6.78 - 6.57 (m, 2H), 5.29 (s, 1H), 4.63 - 4.51 (m, 1H), 4.31 (br s, 2H), 2.21 (s, 3H), 2.02 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 477 (M+H)+.
実施例42(M65)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)1-(3-ブロモフェニル)シクロプロパン-1-カルボチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.74 (s, 1H), 7.71 (s, 1H), 7.55-7.52(m, 2H), 7.39-7.37 (m, 2H), 6.71 (s, 2H), 4.55-4.52 (m, 1H), 4.31 (s, 2H), 3.37-3.35 (m, 1H), 2.41-2.34 (m, 2H), 2.37 (s, 3H), 2.04 (s, 3H), 1.40-1.37 (m, 2H), 1.22-1.19 (s, 2H)。MS (ES+) m/e 506 (M+H)+.
実施例43(M66)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)3,5-ジクロロ-[1,1’-ビフェニル]-4-カルボチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.98 (s, 1H), 7.89 (s, 3H), 7.78 (dd, J1 = 1.6, J2 = 8.0 Hz, 2H), 7.58 - 7.45 (m, 3H), 6.92 (m, 2H), 4.74 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43 (br s, 2H), 3.55 - 3.48 (m, 2H), 2.67 (br d, J = 1.6 Hz, 2H), 2.22 (s, 3H), 2.15 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 532 (M+H)+.
実施例44(M67)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.95 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.13-7.08(m, 2H), 6.75 (s, 2H),4.75-4.72 (m, 1H), 4.40 (s, 2H), 3.49-3.44 (m, 2H), 2.68 (m, 1H), 2.26 (s, 3H), 2.20 (s, 6H), 2.15 (s, 3H), 1.24 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 471 (M+H)+.
実施例45(M68)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.92 (s, 1H), 7.90 - 7.84 (m, 2H), 7.80 - 7.73 (m, 3H), 7.65 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.57 - 7.45 (m, 3H), 6.96 - 6.56 (m, 2H), 4.70 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43 (br s, 2H), 3.53 - 3.46 (m, 2H), 2.61 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.21 (s, 3H), 2.16 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 498 (M+H)+.
実施例46(M70)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.88 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.74 (t, J = 2.0 Hz, 1H), 7.55 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 6.60 (s, 2H), 4.65 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.39 (s, 2H), 3.57 - 3.42 (m, 2H), 2.57 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.15 (s, 3H), 1.32 (s, 18H)。MS (ES+) m/e 499 (M+H)+.
実施例47(M72)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.98 (m, 1H), 7.93 (s, 1H), 7.91-7.90 (m, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.73-7.71 (m, 3H), 7.63 (m, 1H), 7.55-7.51 (m, 2H), 7.44 (m, 1H), 6.64 (s, 2H), 4.64-4.65 (m, 2H), 4.40 (s, 2H), 3.52-3.48 (m, 2H), 2.61-2.51 (m, 2H), 2.21 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 463 (M+H)+.
実施例48(M73)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.87 (s, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.50-7.46 (m, 2H), 7.27 (m, 1H), 7.15 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.04 (d, J = 8 Hz, 2H), 6.64 (s, 2H), 4.64-4.61 (m, 2H), 4.38 (s, 2H), 3.48-3.43 (m, 2H), 2.58-2.52 (m, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 463 (M+H)+.
実施例49(M76)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.57 (s, 1H), 8.35-8.34 (d, J = 4Hz, 1H), 7.96 -7.90 (m, 5H), 7.79-7.77 (m, 1H), 7.61-7.48 (m, 1H), 6.65 (m, 2H), 4.70 (m, 1H), 4.41 (s, 1H), 3.54 (m, 2H), 2.63 (m, 2H), 2.17 (s, 3H), 2.16 (s, 6H)。MS (ES+) m/e 477 (M+H)+.
実施例50(M79)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.31 (s,1 H), 8.15 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.94-7.93 (m, 2H), 7.84 (s, 1H), 7.67-7.65 (m, 2H), 6.63 (s, 2H), 4.67-4.64 (m, 2H), 4.40 (s, 2H), 3.51-3.47 (m, 2H), 2.67-2.58 (m, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 443 (M+H)+.
実施例51(M82)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.88 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.73-7.69 (m, 2H), 7.08-7.04 (m, 2H), 6.64 (s, 2H), 4.66-4.63 (m, 2H), 4.38 (s, 2H), 4.21-4.18 (m, 2H), 3.69-3.68 (m, 2H), 3.47 (m, 2H), 3.34 (s, 3H), 2.56 (m, 2H), 2.25 (s, 3H), 2.20 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 461 (M+H)+.
実施例52(M88)
S-((Z)-2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)(E)-3-(ナフタレン-2-イル)プロパ-2-エンチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.26 (s, 1H), 8.00-7.94 (m, 4H), 7.90 (s, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.59-7.56 (m, 3H), 6.95 (d, J = 15.6 Hz, 1H), 6.68 (s, 2H), 4.69 (s, 1H), 4.39 (s, 2H), 3.48 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 2.57 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.22 (s, 3H), 2.12 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 463 (M+H)+.
実施例53(M108)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.13 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 8.09 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.74 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 7.55 (t, J = 6.8 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 7.29 (dd, J1 = 2.8 Hz, J2 = 9.2 Hz, 1H), 6.73 (s, 2H), 4.71 (s, 1H), 4.43 (s, 2H), 3.89 (s, 3H), 3.52 (s, 2H), 2.66 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 467 (M+H)+.
実施例54(M109)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.42 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.26 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.03 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.96 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.67 (t, J = 1.2 Hz, 1H), 7.65-7.60 (m, 1H), 7.05 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.70 (s, 2H), 4.68 (t, J = 9.2 Hz, 1H), 4.42 (s, 1H), 4.32 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 3.51 (q, J = 6.4 Hz, 2H), 2.64 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.17 (s, 3H), 2.13 (s, 3H), 1.50 (t, J = 6.8 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 481 (M+H)+.
実施例55(M110)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.28-8.26 (m, 1H), 8.19-8.18 (m,1H), 7.97 (s, 1H), 7.87-7.85 (m, 1H), 7.67-7.64 (m, 1H), 7.48 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.74 (s, 2H), 4.70 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43 (s, 1H), 3.52 (q, J = 6.0 Hz, 2H), 3.14 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 2.66 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.14 (s, 3H), 1.31 (t, J = 7.6 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 465 (M+H)+.
実施例56(M111)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.44 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.20 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.06 - 7.95 (m, 3H), 7.88 (s, 1H), 7.79 (dd, J1 = 7.2, J2 = 8.4 Hz, 1H), 7.58 (dd, J1 = 7.6, J2 = 8.4 Hz, 1H), 6.74 (br s, 2H), 4.70 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.45 (br s, 2H), 3.56 - 3.49 (m, 2H), 2.68 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.21 - 2.16 (m, 3H), 2.11 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 516 (M+H)+.
実施例57(M114)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.90 - 7.82 (m, 2H), 7.68 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.59 - 7.52 (m, 2H), 6.84 - 6.54 (m, 2H), 4.67 (br s, 1H), 4.38 (br s, 2H), 4.03 (q, J = 7.2 Hz, 1H), 3.45 (br s, 2H), 2.56 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.27 - 2.07 (m, 6H), 1.30 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 443 (M+H)+.
実施例58(M115)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.83-7.82 (m, 2H), 7.52 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.06-7.03 (m, 2H), 6.68 (s, 2H), 4.62 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.36 (s, 1H), 4.17 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 3.44 (q, J = 5.6 Hz, 2H), 2.54-2.52 (m, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.10 (s, 3H), 1.32 (t, J = 6.8 Hz, 3H), 1.28 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 487 (M+H)+.
実施例59(M148)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.47 (d, J = 6.80 Hz, 1H), 8.22 (d, J = 7.60 Hz, 1H), 7.95 (s, 1H), 7.90 - 7.86 (m, 3H), 7.62 (t, J = 8.00 Hz, 1H), 7.58 - 7.47 (m, 2H), 6.64 (s, 2H), 4.67 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.42 (s, 2H), 3.54 - 3.48 (m, 2H), 2.65 (t, J = 6.80 Hz, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 477 (M+H)+.
実施例60~68:以下の化合物を、適切な出発物質を用いてM19(実施例6)の調製手順に従って合成した。
実施例60(M97)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.75 (d, 1H), 8.29 - 8.22 (m, 1H), 8.14 - 8.12 (m, 1H), 8.12 - 8.05 (m, 1H), 7.94 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.69 - 7.63 (m, 3H), 6.74 - 6.71 (m, 2H), 5.37 (s, 2H), 4.73 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.57 - 3.52 (m, 2H), 2.73 - 2.69 (m, 2H), 2.25 (s, 3H), 1.95 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 467 (M+H)+.
実施例61(M98)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.97 - 8.87 (m, 2H), 8.77 - 8.70 (m, 1H), 8.52 (s, 1H), 8.19 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.90 - 7.81 (m, 2H), 7.80 - 7.73 (m, 3H), 6.74 (br s, 2H), 5.41 (s, 2H), 4.78 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 3.63 - 3.50 (m, 2H), 2.74 (br t, J = 7.2 Hz, 2H), 2.24 (s, 3H), 1.98 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 517 (M+H)+.
実施例62(M99)
(Z)-((2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)チオ)メチル5,5,8,8-テトラメチル-5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-2-カルボキシラート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.93 (s, 1H), 7.89 - 7.85 (m, 1H), 7.77 (s, 1H), 7.66 (dd, J1 = 2.0, 1H), 7.51 - 7.46 (m, 1H), 6.73 (m, 2H), 5.24 (s, 2H), 4.69 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.44 - 4.18 (m, 2H), 3.57 - 3.44 (m, 2H), 2.67 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.29 - 2.24 (m, 3H), 1.94 (s, 3H), 1.66 (s, 4H), 1.25 (s, 12H)。MS (ES+) m/e 527 (M+H)+.
実施例63(M100)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.07 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.95 - 7.90 (m, 2H), 7.80 (s, 1H), 7.62 - 7.49 (m, 3H), 7.43 (m, 1H), 6.73 (br s, 2H), 5.33 (s, 2H), 4.65 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 4.27 - 4.21 (m, 2H), 3.55 - 3.44 (m, 2H), 2.61 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.28 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.31 (t, J = 7.2 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 511 (M+H)+.
実施例64(M101)
(Z)-((2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)チオ)メチル2,2-ジメチル-3-(ナフタレン-2-イル)プロパノアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.90 (s, 1H), 7.88 - 7.78 (m, 4H), 7.64 - 7.58 (m, 1H), 7.51 - 7.44 (m, 2H), 7.28 - 7.19 (m, 1H), 6.78 (m, 2H), 4.95 (br s, 2H), 4.66 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.33 (br s, 2H), 3.50 - 3.41 (m, 2H), 3.01 - 2.92 (m, 2H), 2.48 (br s, 2H), 2.28 (m, 3H), 1.91 (s, 3H), 1.16 - 1.12 (m, 6H)。MS (ES+) m/e 523 (M+H)+.
実施例65(M103)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.78 (s, 1H), 7.64 (s, 1H), 7.28 - 7.34 (m, 6H), 7.12 - 7.36 (m, 4H), 6.72 - 6.70 (m, 2H), 5.04 (br s, 2H), 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.27 (br s, 2H), 3.28 - 3.32 (m, 2H), 2.38 - 2.35 (m, 2H), 2.27 (s, 3H), 1.88 - 1.85 (m, 6H)。MS (ES+) m/e 521 (M+H)+.
実施例66(M105)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.89 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.34 - 7.28 (m, 11H), 7.11 - 7.09 (m, 7H), 6.77 - 6.72 (m, 2H), 5.39 (br s, 2H), 4.56 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.33 (br s, 2H), 3.20 - 3.19 (m, 2H), 2.28 (s, 3H), 2.08 - 1.99 (m, 2H), 1.89 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 583 (M+H)+.
実施例67(M107)
(Z)-((2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)チオ)メチル2-メチル-2-(ナフタレン-2-イル)プロパノアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.92 - 7.82 (m, 4H), 7.76 (s, 1H), 7.70 - 7.64 (m, 1H), 7.53 - 7.46 (m, 2H), 7.44 - 7.37 (m, 1H), 6.69 (br d, J = 12.4 Hz, 2H), 4.96 (s, 2H), 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.35 - 4.12 (m, 2H), 3.32 - 3.25 (m, 2H), 2.34 (br t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.29 - 2.20 (m, 3H), 1.77 (s, 3H), 1.64 - 1.57 (m, 6H)。MS (ES+) m/e 509 (M+H)+.
実施例68(M126)
2-ブロモ-6-フルオロ安息香酸(5.00g、22.8mmol、1.00当量)及びフェノール(3.87g、41.1mmol、3.61mL、1.80当量)のDMF溶液(100mL)に、CuI(434mg、2.28mmol、0.10当量)及びCs2CO3(22.3g、68.5mmol、3.00当量)を加えた。混合物をN2下、100℃で10時間撹拌し、室温に冷却し、水(300mL)で希釈し、酢酸エチルで洗浄した(200mLで2回)。水相をHCl(2M)でpH約1に調整し、酢酸エチルで抽出した(300mLで2回)。合わせた有機相をブラインで洗浄し(100mLで2回)、Na2SO4で乾燥させて、ろ過し、真空下で濃縮して粗生成物を得、それを逆相HPLC(5%~55%アセトニトリル含有水、0.1%HCl)で精製し、真空下で濃縮してアセトニトリルを除去した。残渣を酢酸エチルで抽出した(300mLで2回)。合わせた有機相をブラインで洗浄し(100mLで2回)、Na2SO4で乾燥させて、ろ過し、真空下で濃縮して、表題化合物(1.10g、4.74mmol、収率21%)を黄色固体として得た。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.47 - 7.36 (m, 3H), 7.20 - 7.16 (m, 1H), 7.13 - 7.06 (m, 1H), 7.03 (dd, J1 = 0.80 Hz, J2 = 8.80 Hz, 2H), 6.74 (d, J = 8.40 Hz, 1H)。MS (ES+) m/e 233 (M+H)+.
2-フルオロ-6-フェノキシ安息香酸(500mg、2.15mmol、1.00当量)のDCM(10.0mL)及びDMF(1.57mg、21.5umol、1.66uL、0.01当量)の溶液に、(COCl)2(328mg、2.58mmol、226uL、1.20当量)を25℃で滴加した。反応混合物を25℃で0.5時間撹拌した。反応を無水MeOHでクエンチし、減圧下で濃縮して、表題化合物(540mg、粗)を黄色の油として得、それをそれ以上精製せずに次ステップに直接使用した。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.93 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.58 - 7.48 (m, 1H), 7.46 - 7.39 (m, 1H), 7.24 - 7.17 (m, 1H), 7.13 - 7.02 (m, 1H), 6.78 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.42 (s, 2H), 4.47 - 4.25 (m, 1H), 3.47 (br d, J = 5.20 Hz, 1H), 2.58 (br t, J = 6.80 Hz, 1H), 2.29 (s, 3H), 2.05 (s, 1H)。MS (ES+) m/e 497 (M+H)+.
実施例69~99:以下の化合物を、M126の調製と本質的に同じ手順及び適切な出発物質を用いて合成した。
実施例69(M113)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.83 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.66 - 7.56 (m, 2H), 7.43 - 7.36 (m, 2H), 7.27 (dt, J1 = 0.8, J2 = 7.6 Hz, 1H), 7.19 - 7.12 (m, 1H), 7.01 - 6.95 (m, 3H), 6.78 - 6.59 (m, 2H), 4.57 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.36 (br d, J = 6.0 Hz, 2H), 2.43 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.08 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 479 (M+H)+.
実施例70(M127)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.91 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.53 - 7.45 (m, 1H), 7.44 - 7.37 (m, 2H), 7.33 (br d, J = 8.00 Hz, 1H), 7.19 (br t, J = 8.00 Hz, 1H), 7.08 - 6.97 (m, 2H), 6.90 (br d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.83 - 6.58 (m, 2H), 4.62 (br t, J = 5.20 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 3.41 - 3.37 (m, 2H), 2.59 - 2.54 (m, 2H), 2.27 (s, 3H), 2.07 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 514 (M+H)+.
実施例71(M128)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.91 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.40 - 7.31 (m, 3H), 7.16 - 7.05 (m, 2H), 6.98 - 6.92 (m, 2H), 6.80 - 6.60 (m, 3H), 4.57 (t, J = 5.20 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.37 - 3.33 (m, 2H), 2.53 - 2.51 (m, 2H), 2.26 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.06 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 493 (M+H)+.
実施例72(M129)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.91 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.50 - 7.25 (m, 7H), 7.04 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.89 (t, J = 8.80 Hz, 1H), 6.77 - 6.52 (m, 2H), 5.21 (s, 2H), 4.63 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.33 (s, 2H), 3.43 - 3.38 (m, 2H), 2.59 - 2.55 (m, 2H), 2.26 (s, 3H), 2.05 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 511 (M+H)+.
実施例73(M130)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.86 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.63 - 7.55 (m, 1H), 7.46 - 7.40 (m, 1H), 7.28 - 7.18 (m, 2H), 7.13 (t, J = 2.00 Hz, 1H), 6.98 (dd, J1 = 2.00 Hz, J2 = 8.40 Hz, 1H), 6.92 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.73 - 6.57 (m, 2H), 4.64 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.34 (s, 2H), 3.40 (br s, 2H), 2.60 - 2.58 (m, 2H), 2.26 (s, 3H), 2.06 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 532 (M+H)+.
実施例74(M131)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.85 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.61 (dd, J = 12.0 Hz, 1H), 7.58 (d, J = 4.00 Hz, 1H), 7.45 - 7.39 (m, 2H), 7.22 - 7.16 (m, 1H), 7.04 (d, J = 7.60 Hz, 2H), 6.97 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 6.76 - 6.73 (m, 2H), 4.61 - 4.56 (m, 1H), 4.35 (s, 2H), 3.43 - 3.38 (m, 2H), 2.49 - 2.45 (m, 2H), 2.17 (s, 3H), 2.10 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 514 (M+H)+.
実施例75(M133)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.82 (s, 1H), 7.78 (s, 1H), 7.60 - 7.54 (m, 2H), 7.35 (dt, J1 = 1.60 Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H), 7.21 (dt, J = 1.60 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.10 (d, J = 8.00 Hz, 1H), 6.99 (dd, J1 = 1.60 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 6.70 - 6.60 (m, 3H), 4.57 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.33 (br s, 2H), 3.43 - 3.37 (m, 2H), 2.45 - 2.41 (m, 2H), 2.28 (s, 3H), 2.16 (s, 3H), 2.06 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 528 (M+H)+.
実施例76(M134)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.84 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.65 - 7.63 (m, 2H), 7.29 - 7.24 (m, 2H), 7.13 - 7.11 (m, 2H), 6.66 (d, J = 7.20 Hz, 1H), 6.64(br s, 2H), 5.60 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.35 (s, 2H), 3.42 - 3.39 (m, 2H), 2.56 - 2.55 (m, 2H), 2.15 (s, 3H), 2.11 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 532 (M+H)+.
実施例77(M135)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.81 (s, 1H), 7.78 (s, 1H), 7.72 - 7.62 (m, 2H), 7.61 - 7.54 (m, 2H), 7.46 - 7.35 (m, 2H), 7.28 - 7.20 (m, 1H), 7.14 (d, J = 7.60 Hz, 1H), 6.69 (br s, 2H), 4.58 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.45-3.38 (m, 2H), 2.42 - 2.35 (m, 2H), 2.15 (s, 3H), 2.08 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 504 (M+H)+.
実施例78(M136)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.85 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.64 (dd, J1 = 1.60 Hz, J2 = 7.60 Hz, 1H), 7.61 - 7.55 (m, 2H), 7.40 - 7.33 (m, 1H), 7.31 - 7.25 (m, 1H), 7.24 - 7.19 (m, 1H), 7.06 - 7.00 (m, 1H), 6.86 (d, J = 7.60 Hz, 1H), 6.67 (br s, 2H), 4.59 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 3.42 - 3.35 (m, 2H), 2.46 - 2.44 (m, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.08 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 514 (M+H)+.
実施例79(M137)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.85 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.73 (dd, J1 = 1.60 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.64 (dd, J1 = 1.60 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.60 - 7.54 (m, 1H), 7.44 - 7.37 (m, 1H), 7.28 (t, J = 7.60 Hz, 1H), 7.18 - 7.12 (m, 1H), 7.00 (dd, J1 = 1.60 Hz, , J2 = 8.00 Hz, 1H), 6.84 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.75 - 6.60 (m, 2H), 4.59 (t, J = 6.00 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 3.40 (q, J = 6.80 Hz, 2H), 2.47 - 2.43 (m, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.08 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 558 (M+H)+.
実施例80(M138)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.30 - 8.25 (m, 1H), 8.13 (dd, J1 = 3.20 Hz, J2 = 6.4 Hz, 1H), 7.98 (s, 1H), 7.88 - 7.80 (m, 2H), 7.69 - 7.64 (m, 2H), 7.47 (d, J = 7.60 Hz, 1H), 6.71 (br s, 2H), 4.69 (br t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.43 (br s, 2H), 3.55 - 3.47 (m, 2H), 2.72 (s, 3H), 2.66 (br t, J = 6.80 Hz, 2H), 2.18 (s, 3H), 2.13 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 457 (M+H)+.
実施例81(M139)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.86 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.66 - 7.54 (m, 2H), 7.34 - 7.23 (m, 2H), 7.19 (br d, J = 8.00 Hz, 1H), 7.05 - 6.93 (m, 2H), 6.79 - 6.56 (m, 3H), 4.58 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.40 - 3.37 (m, 2H), 2.44 (br t, J = 6.80 Hz, 2H), 2.17 (s, 3H), 2.07 (s, 3H), 1.26 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 535 (M+H)+.
実施例82(M140)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.97 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 7.91 (d, J = 7.60 Hz, 1H), 7.86 - 7.81 (m, 2H), 7.77 (s, 1H), 7.72 - 7.65 (m, 1H), 7.65 - 7.58 (m, 1H), 7.54 - 7.41 (m, 2H), 7.37 - 7.29 (m, 2H), 7.26 (dd, J1 = 2.40 Hz, J2 = 8.80 Hz, 1H), 7.10 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.70 (br s, 2H), 4.50 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.32 (br s, 2H), 3.23 (q, J = 6.40 Hz, 2H), 2.35 (br t, J = 6.40 Hz, 2H), 2.14 (s, 3H), 2.05 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 529 (M+H)+.
実施例83(M141)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.86 (s, 1H), 7.84 - 7.72 (m, 2H), 7.68 - 7.59 (m, 1H), 7.49 - 7.32 (m, 3H), 7.32 - 7.17 (m, 2H), 7.11 - 6.84 (m, 1H), 6.83 - 6.47 (m, 3H), 6.44 - 6.06 (m, 1H), 4.64 - 4.40 (m, 2H), 4.13 - 3.95 (m, 1H), 3.56 - 3.48 (m, 2H), 2.80 - 2.70 (m, 2H), 2.28 (s, 3H), 1.83 (br s, 3H)。MS (ES+) m/e 530 (M+H)+.
実施例84(M142)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.89 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.58 (dd, J1 = 1.60 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.51 - 7.45 (m, 1H), 7.41 - 7.36 (m, 1H), 7.29 - 7.23 (m, 1H), 7.18 - 7.08 (m, 2H), 6.87 - 6.61 (m, 2H), 6.55 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 4.61 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.33 (s, 2H), 3.42 - 3.38 (m, 2H), 2.57 - 2.55 (m, 2H), 2.27 (s, 3H), 2.06 (d, J = 1.60 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 532 (M+H)+.
実施例85(M143)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.79 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 7.69 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 7.44 - 7.36 (m, 1H), 6.98 (dt, J1 = 2.40 Hz, J2 = 8.40 Hz, 1H), 6.91 - 6.85 (m, 1H), 6.76 (dd, J1 = 2.00 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 6.65 (br d, J = 2.00 Hz, 2H), 6.54 (d, J = 2.40 Hz, 1H), 4.55 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.31 (br s, 2H), 4.06 (q, J = 7.20 Hz, 2H), 3.37 - 3.33 (m, 2H), 2.40 (br t, J = 6.80 Hz, 1H), 2.17 (s, 3H), 2.06 (s, 3H), 1.30 (t, J = 6.80 Hz, 3H)。MS (ES+) m/e 541 (M+H)+.
実施例86(M145)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.89 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.64 (br d, J = 8.40 Hz, 1H), 7.40 - 7.36 (m, 2H), 7.32 (br d, J = 7.20 Hz, 1H), 7.19 - 7.08 (m, 1H), 7.01 (s, 1H), 6.96 (d, J = 8.40 Hz, 2H), 6.30 (br s, 2H), 4.35 (s, 2H), 4.21 - 4.06 (m, 1H), 3.50 - 3.43 (m, 2H), 2.55 (br s, 2H), 2.25 (s, 3H), 2.06 (s, 3H), 1.26 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 535 (M+H)+.
実施例87(M146)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)2-((6-(トリフルオロメチル)ピリジン-3-イル)オキシ)ベンゾチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.50 (d, J = 2.40 Hz, 1H), 7.89 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 7.85 - 7.63 (m, 4H), 7.50 - 7.40 (m, 2H), 7.39 - 7.27 (m, 1H), 6.71 (br s, 2H), 4.59 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.35 (br s, 2H), 2.59 (br d, J = 6.80 Hz, 2H), 2.40 (br t, J = 6.40 Hz, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.09 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 548 (M+H)+.
実施例88(M147)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)2-((2,3-ジヒドロベンゾ[b][1,4]ジオキシン-6-イル)オキシ)ベンゾチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.85 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.65 - 7.51 (m, 2H), 7.22 (t, J = 7.60 Hz, 1H), 6.93 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.87 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 6.67 (br s, 2H), 6.56 (d, J = 2.40 Hz, 1H), 6.48 (dd, J1 = 2.80 Hz, J2 = 8.80 Hz, 1H), 4.67 - 4.54 (m, 1H), 4.35 (br s, 2H), 4.25 - 4.23 (br d, J = 2.40 Hz, 4H), 3.41 (q, J = 6.40 Hz, 2H), 2.48 - 4.46 (m, 2H), 2.16 (s, 3H), 2.09 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 537 (M+H)+.
実施例89(M149)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.88 (s, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.61 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 7.50 (t, J = 8.00 Hz, 2H), 7.33 - 7.28 (m, 1H), 7.22 - 7.15 (m, 3H), 6.98 (dd, J1 = 2.40 Hz, J2 = 8.80 Hz, 1H), 6.79 - 6.68 (m, 2H), 4.67 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.45 - 4.41 (m, 2H), 3.49 - 3.45 (m, 2H), 2.60 - 2.58 (m, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.15 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 514 (M+H)+.
実施例90(M150)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.91 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.49 - 7.42 (m, 2H), 7.29 - 7.22 (m, 1H), 7.14 (d, J = 8.00 Hz, 2H), 6.79 - 6.57 (m, 4H), 4.71 (t, J = 5.20 Hz, 1H), 4.39 (br s, 2H), 3.49 - 3.43 (m, 2H), 2.60 (br s, 2H), 2.26 (m, 3H), 2.19 (s, 3H), 2.12 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 511 (M+H)+.
実施例91(M151)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.88 (s, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.67 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 7.47 (t, J = 8.00 Hz, 1H), 7.30 (dd, J1 = 0.80 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.23 (t, J = 2.00 Hz, 1H), 7.09 (dd, J1 = 2.00 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.00 (br d, J = 2.00 Hz, 1H), 6.90 (br dd, J = 2.40 Hz, J2 = 8.80 Hz, 1H), 6.82 - 6.59 (m, 2H), 4.65 (br t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.40 (br s, 2H), 3.46 (q, J = 6.40 Hz, 2H), 2.58 - 2.55 (m, 2H), 2.32 (s, 3H), 2.19 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 528 (M+H)+.
実施例92(M152)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.13 (s, 1H), 7.93 (s, 1H), 7.71 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 7.43 - 7.41 (m, 5H), 7.28 - 7.18 (m, 2H), 7.09 (m, 5H), 6.79 - 6.77 (m, 1H), 6.38 (d, J = 2.40 Hz, 1H), 4.70 (s, 1H), 4.48 (s, 2H), 3.42 (t, J = 6.00 Hz, 2H), 2.448 - 2.44 (m, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.16 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 571 (M+H)+.
実施例93(M153)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.92 (s, 1H), 7.85 (s, 1H), 7.69 (dd, J1 = 1.20 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.53 - 7.40 (m, 7H), 7.34 - 7.28 (m, 1H), 6.90 (d, J = 8.00 Hz, 1H), 6.86 - 6.60 (m, 2H), 4.67 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.44 - 4.33 (m, 2H), 3.49 - 3.44 (m, 2H), 2.62 - 2.55 (m, 2H), 2.20 (s, 3H), 2.14 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 495 (M+H)+.
実施例94(M155)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)2-(4-(2-オキソピロリジン-1-イル)フェノキシ)ベンゾチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.84 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.69 - 7.63 (m, 3H), 7.62 - 7.54 (m, 1H), 7.31 - 7.22 (m, 1H), 7.04 - 6.99 (m, 2H), 6.96 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.69 (br s, 2H), 4.59 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.34 (br s, 2H), 3.82 (t, J = 7.20 Hz, 2H), 3.42 - 3.37 (m, 2H), 2.49 - 2.44 (m, 4H), 2.17 (s, 3H), 2.11 - 2.02 (m, 5H)。MS (ES+) m/e 562 (M+H)+.
実施例95(M156)
(Z)-S-(2-(N-((4-アミノ-2-メチルピリミジン-5-イル)メチル)ホルムアミド)-5-ヒドロキシペンタ-2-エン-3-イル)4-(tert-ブチル)-2-(3-(tert-ブチル)フェノキシ)ベンゾチオアート
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.83 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.60 (d, J = 8.00 Hz, 1H), 7.39 - 7.30 (m, 2H), 7.16 (d, J = 7.20 Hz, 1H), 6.99 (s, 2H), 6.74 - 6.66 (m, 3H), 4.62 - 4.54 (m, 1H), 4.42 - 4.39 (s, 2H), 2.45 - 2.40 (m, 3H), 2.17 (s, 3H), 2.06 (s, 3H), 1.24 (s, 9H), 1.21 (s, 9H)。MS (ES+) m/e 591 (M+H)+.
実施例96(M157)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.09 - 8.04 (m, 1H), 8.01 - 7.96 (m, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.80 - 7.71 (m, 2H), 7.68 (dd, J1 = 1.60 Hz, J2 = 8.00 Hz, 1H), 7.62 - 7.52 (m, 3H), 7.47 (t, J = 8.00 Hz, 1H), 7.32 - 7.24 (m, 1H), 6.97 - 6.88 (m, 2H), 6.69 (br s, 2H), 4.52 (t, J = 5.60 Hz, 1H), 4.33 (br s, 2H), 3.29 - 3.26 (m, 2H), 2.39 (br t, J = 6.40 Hz, 2H), 2.15 (s, 3H), 2.05 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 529 (M+H)+.
実施例97(M158)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.87 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.64 - 7.58 (m, 3H), 7.39 (t, J = 7.20 Hz, 1H), 7.27 (t, J = 7.20 Hz, 1H), 7.14 (t, J = 8.00 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.63 (s, 2H), 4.63 - 4.59 (m, 1H), 4.35 (s, 2H), 3.46 - 3.41 (m, 2H), 2.46 - 2.44 (m, 2H), 2.17 (s, 3H), 2.10 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 548 (M+H)+.
実施例98(M159)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.87 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.78 - 7.74 (m, 1H), 7.65 - 7.58 (m, 2H), 7.48 - 7.42 (m, 1H), 7.25 - 7.18 (m, 1H), 7.16 - 7.13 (m, 1H), 6.86 (d, J = 8.40 Hz, 1H), 6.63 (s, 2H), 4.62 - 4.58 (m, 1H), 4.35 (s, 2H), 3.45 - 3.40 (m, 2H), 2.46 - 2.42 (s, 2H), 2.17 (s, 3H), 2.10 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 592 (M+H)+.
実施例99(M160)
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.89 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.75 (dd, J1 = 1.20 Hz, J2 = 7.60 Hz, 1H), 7.56 - 7.41 (m, 2H), 7.23 - 7.19 (m, 1H), 7.18 - 7.08 (m, 2H), 6.63 - 6.61 (m, 2H), 6.56 (d, J = 8.80 Hz, 1H), 4.64 - 4.61 (m, 1H), 4.35 (s, 2H), 3.47 - 3.36 (m, 2H), 2.06 (s, 3H)。MS (ES+) m/e 576 (M+H)+.
実施例100:結果
哺乳類細胞においてこれらのチアミン類似体リボスイッチをオンにすることがより強力である化合物、及び/または薬物動態パラメータの改善等の他の特性を有する化合物を同定するため、追加の化合物(例えば、式IV~VIIIの化合物)を作り、チアミン類似体リボスイッチの調節におけるそれらの活性について、15D10リボスイッチを有するルシフェラーゼコンストラクト(Luci-15D10、配列番号93)を使用して試験した。
15D10リボスイッチをルシフェラーゼレポーター遺伝子に挿入することにより、配列番号93を得た。大文字は、ルシフェラーゼコード配列を示す。小文字は、イントロン/選択的エクソン/イントロンとリボスイッチの配列を示す。15D10アプタマーコード配列(配列番号26)には下線が引かれている。
配列番号93:
式IVの化合物を最初にHEK293細胞で試験した。図9Aに示すように、ルシフェラーゼ遺伝子発現は、HEK293細胞において化合物M10、M16、M18、M19またはM21による処理時、用量依存的に増加した。フルスルチアミンの活性と比較すると、M19は、ルシフェラーゼ発現を誘導する上でより強力であり、HEK293細胞において、12.5μMの濃度でのルシフェラーゼ発現の168.7倍の増加を生じた。さらに、これらの新たな化合物をマウス肝細胞株AML12細胞で試験した。図9Bに示すように、HEK293細胞からの所見と一致して、すべての化合物が、15D10リボスイッチを有するコンストラクトからのルシフェラーゼ発現を用量依存的に増加させた。リボスイッチ15D10に対するフルスルチアミンの活性と比較すると、化合物M10、M16、M19及びM21はフルスルチアミンよりも強力である。M19及びM21は、この種の細胞でリボスイッチ15D10により調節されたルシフェラーゼ発現の誘導において同程度強力である。
式V及び式VIの化合物を、対照化合物としてのベンフォチアミンと共に、HEK293細胞及びAML12細胞の両方で試験した。図9Cに示すように、化合物M30、M31、M32及びM33、ならびにベンフォチアミンには、ルシフェラーゼ発現に対する効果はなかったが、M26、M27、M28、M29及びM34は、Luci-15D10コンストラクトからのルシフェラーゼ発現を増加させ、HEK293細胞ではM34が最も強力な化合物であった。対照的に、AML12細胞では、M30及びM33を除くすべての化合物が、Luci-15D10コンストラクトからのルシフェラーゼ発現を増加させた。これらの2つの細胞型内で一貫して、リボスイッチをオンにする上で、これらの2群の化合物中でM34が最も強力な誘導物質である(図9D)。
比較的強力な化合物を、リボスイッチの調節におけるそれらの活性について、追加のヒト細胞株でさらに試験した。図9Eに示すように、ヒトARPE-19細胞では、ベンフォチアミンとM32の両方とも、リボスイッチ15D10により調節されたルシフェラーゼ発現の増加における活性を示さなかったが、M10、M19及びM21には、Luci-15D10コンストラクトからのルシフェラーゼ発現の増加においてフルスルチアミンと同等の効力がある。同様に、ベンフォチアミン及びM32にはHep G2細胞での活性はないが、M19、M21及びM10には、12.5μMの濃度で同様の効力がある(図9F)。
Claims (55)
- 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT配列番号3)を含み、ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、
ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)を含み、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする配列を含む、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットであって、前記アプタマーコード配列が、配列番号7~36からなる群から選択される配列と少なくとも95%同一である配列を含む、前記ポリヌクレオチドカセット。
- 前記アプタマーコード配列が、配列番号7~36からなる群から選択される、請求項7に記載のポリヌクレオチドカセット。
- 前記アプタマーコード配列が、配列番号8、9、14~18、21、25、26、及び30からなる群から選択される、請求項8に記載のポリヌクレオチドカセット。
- 前記アプタマーコード配列が、配列番号9、14、及び26からなる群から選択される配列を含む、請求項9に記載のポリヌクレオチドカセット。
- 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号1)を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、C、G、またはTであり、
X10は、任意のヌクレオチドであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである、前記核酸配列。 - 前記アプタマーコード配列が、X1がAではない;X2がCではない;X3がTではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がTではない;及びX13がCではない、という特性のうちの1つ以上を有する、請求項11に記載の核酸配列。
- X1がAである;X2がCである;X3がTである;X4がGである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである、の全てが前記アプタマーコード配列中に同時に存在することはない、請求項11に記載の核酸配列。
- 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、
ACX1GGGGTCCGGCX2TX3TTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10X11CCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT(配列番号2)を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X2は、Cであるかまたはヌクレオチドがなく、
X3は、Tであるかまたはヌクレオチドがなく、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、
X7は、CまたはTであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、
X11は、AまたはTであり、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである、前記核酸配列。 - 前記アプタマーコード配列が、X1がAではない;X2がCではない;X3がTではない;X4がGではない;X5がGではない;X6がCではない;X7がCではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない;X12がTではない;及びX13がCではない、という特性のうちの1つ以上を有する、請求項14に記載の核酸配列。
- X1がAである;X2がCである;X3がTである;X5がGである;X6がCである;X7がCである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである、の全てが前記アプタマーコード配列中に同時に存在することはない、請求項14に記載の核酸配列。
- 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTTGAACCTGTTX12ACGGATAATGCCGCX13GCAGGGAGT配列番号3)を含み、ここで、
X12は、CまたはTであり、かつ
X13は、CまたはTである、前記核酸配列。 - 前記アプタマーコード配列が、X12がTではない;及びX13がCではない、という特性のうちの1つ以上を有する、請求項17に記載の核酸配列。
- X12がTである、及びX13がCである、の全てが前記アプタマーコード配列中に同時に存在することはない、請求項17に記載の核酸配列。
- 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、
ACX1GGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAGCACACCCTTX8X9X10X11CCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号4)を含み、ここで、
X1は、AまたはGであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、GまたはTであり、
X10は、A、G、またはTであり、かつ
X11は、AまたはTである、前記核酸配列。 - 前記アプタマーコード配列が、X1がAではない;X8がTではない;X9がGではない;X10がAではない;X11がAではない、という特性のうちの1つ以上を有する、請求項20に記載の核酸配列。
- X1がAである;X8がTである;X9がGである;X10がAである;X11がAである;X12がTである;及びX13がCである、の全てが前記アプタマーコード配列中に同時に存在することはない、請求項20に記載の核酸配列。
- 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCGCCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTTGAACCTGTTTACGGATAATGCCGCCGCAGGGAGT(配列番号5)を含み、ここで、
X5は、GまたはTであり、
X6は、CまたはTであり、かつ
X7は、CまたはTである、前記核酸配列。 - 前記アプタマーコード配列が、X5がGではない;X6がCではない;及びX7がCではない、という特性のうちの1つ以上を有する、請求項23に記載の核酸配列。
- X5がGである;X6がCである;及びX7がCである、の全てが前記アプタマーコード配列中に同時に存在することはない、請求項23に記載の核酸配列。
- 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、
ACAGGGGTCCGGCCTTTTCATTTGGCX4CCGGTGAGAX5X6AX7ACCCTTX8X9X10ACCTGTTCACGGATAATGCCGCTGCAGGGAGT(配列番号6)を含み、ここで、
X4は、AまたはGであり、
X5は、任意のヌクレオチドであり、
X6は、任意のヌクレオチドであり、
X7は、任意のヌクレオチドであり、
X8は、任意のヌクレオチドであり、
X9は、CまたはGであり、かつ
X10は、任意のヌクレオチドである、前記核酸配列。 - 小分子に結合するアプタマーをコードする核酸配列であって、前記アプタマーコード配列が、配列番号7~36からなる群から選択される配列と少なくとも95%同一である配列を含む、前記核酸配列。
- 前記アプタマーコード配列が、配列番号7~36からなる群から選択される、請求項27に記載の核酸配列。
- 前記アプタマーコード配列が、配列番号8、9、14~18、21、25、26、及び30からなる群から選択される、請求項28に記載の核酸配列。
- 前記アプタマーコード配列が、配列番号9、14、及び26からなる群から選択される配列を含む、請求項29に記載の核酸配列。
- 前記アプタマーが、
a)式I
R1は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C2-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、及び-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択される]、
b)式II
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択されるか、
または、R2は、前記化合物が、ジスルフィド(-S-S-)結合を介して接続されている2つの式IIの分子の二量体を形成するよう-S-[式II]であり、
R3は、OH、アミノ、F、Cl、Br、ホスファート、ピロホスファート、-O-C(=O)-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-フェニル、-O-C(=O)-複素環、-O-C(=O)-O-C1-C6アルキル、-O-C(=O)-O-C1-C6アルケニル、-O-C(=O)-O-フェニル、-O-C(=O)-O-複素環からなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシルリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
前記アルキル基、前記アルケニル基、前記シクロアルキル基、前記ビシクリル基、前記トリシクリル基、前記アリール基、前記ヘテロアリール基及び前記ヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい]、
c)式III
R2は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、-(CH2)n-R6、-C(=O)-R4、-C(=O)-O-R4、-CHR5-O-C(=O)-R4、-S-C1-C6アルキル、-S-C2-C6アルケニル、-S-複素環、及び-S-CH2-複素環からなる群から選択され、
R31は、OH及びホスファートからなる群から選択され、
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R6は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、C1-C6アルコキシ、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシルリル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルであり、かつ
nは、1~8であり、
前記アルキル基、前記アルケニル基、前記シクロアルキル基、前記ビシクリル基、前記トリシクリル基、前記アリール基、前記ヘテロアリール基及び前記ヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい]、
d)式IV
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
R5は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
前記アルキル基、前記アルケニル基、前記シクロアルキル基、前記ビシクリル基、前記トリシクリル基、前記アリール基、前記ヘテロアリール基及び前記ヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい]、
e)式V
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
前記アルキル基、前記アルケニル基、前記シクロアルキル基、前記ビシクリル基、前記トリシクリル基、前記アリール基、前記ヘテロアリール基及び前記ヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい]、
f)式VI
R4は、H、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C9-C14トリシクリル、-(C1-C6アルキル)-アリール、-(C2-C6アルケニル)-アリール、アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択され、
前記アルキル基、前記アルケニル基、前記シクロアルキル基、前記ビシクリル基、前記トリシクリル基、前記アリール基、前記ヘテロアリール基及び前記ヘテロシクリル基の各々は、非置換であっても、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルからなる群から選択される1~3つの置換基により置換されてもよい]、
g)式VII
各R7は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR7基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
mは、0、1、2、3または4である]、及び
h)式VIII
各R8は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR8基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
各R9は、独立して、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択され、
追加または別法として、2つの隣接するR9基が一緒になって5員または6員の芳香族または非芳香族の縮合環を形成してよく、これが、0~2個の環ヘテロ原子を含有し、かつ、非置換であるか、またはハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、アミド、スルホンアミド、ニトロ、-SH、C1-C6アルキル、C2-C6アルケニル、C3-C7シクロアルキル、C6-C10ビシクリル、C1-C6ハロアルキル、C1-C6ペルハロアルキル、-O-(C1-C6アルキル)、O-(C3-C7シクロアルキル)、-O-(C1-C6ハロアルキル)、-O-(C1-C6ペルハロアルキル)、アリール、-O-アリール、-(C1-C6アルキル)-アリール、-O-(C1-C6アルキル)-アリール、-S-(C1-C6アルキル)、-S-(C3-C7シクロアルキル)、-S-(C1-C6ハロアルキル)、-S-(C1-C6ペルハロアルキル)、-S-アリール、-S-(C1-C6アルキル)-アリール、ヘテロアリール及びヘテロシクリルから選択される最大4つの置換基により置換されており、
xは、0、1、2または3であり、
yは、0、1、2、3、または4である]、
のうちのいずれか1つによる構造を有する小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答する、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドカセットまたは請求項11~30のいずれか1項に記載の核酸配列。 - 前記アプタマーが、アセフルチアミン、アセチアミン、アリチアミン、アンプロリウム、ベクロチアミン、ベンフォチアミン、ベンチアミン、ビスベンチアミン、セトチアミン、シコチアミン、フルスルチアミン、モノホスホチアミン、オクトチアミン、オキシチアミン、プロスルチアミン、スルブチアミン、チアミン、チアミンピロリン酸、及びビンチアモールからなる群から選択される小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答する、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドカセットまたは請求項11~30のいずれか1項に記載の核酸配列。
- 前記アプタマーが、ベンフォチアミン、フルスルチアミン、及びプロスルチアミンからなる群から選択される小分子に結合するか、そうでなければその存在に応答する、請求項32に記載のポリヌクレオチドカセットまたは核酸配列。
- 前記アプタマーが、ベンフォチアミンに結合するか、そうでなければその存在に応答する、請求項33に記載のポリヌクレオチドカセットまたは核酸配列。
- 前記アプタマーが、フルスルチアミンに結合するか、そうでなければその存在に応答する、請求項33に記載のポリヌクレオチドカセットまたは核酸配列。
- 前記アプタマーが、プロスルチアミンに結合するか、そうでなければその存在に応答する、請求項33に記載のポリヌクレオチドカセットまたは核酸配列。
- 前記アプタマーが、等モル量のフルスルチアミン、ベンフォチアミンまたはプロスルチアミンと比較してチアミンピロリン酸(TPP)に対して低結合性を有する、及び/または低応答性を示す、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドカセットまたは請求項11~30のいずれか1項に記載の核酸配列。
- 前記アプタマーが、標的遺伝子の発現を調節するためのポリヌクレオチドカセットの一部としてコードされるリボスイッチとの関連にある、請求項37に記載の、ポリヌクレオチドカセットまたは核酸配列。
- 小分子に応答した、標的遺伝子発現の調節のためのリボスイッチであって、請求項1~38のいずれか1項に記載のアプタマーを含む、前記リボスイッチ。
- 前記リボスイッチが配列番号37の配列を含む、請求項39に記載のリボスイッチ。
- 小分子に応答した、標的遺伝子の発現の調節のためのポリヌクレオチドカセットであって、
(c)リボスイッチと、
(d)5’イントロン及び3’イントロンが隣接する選択的にスプライスされるエクソンと、
を含み、
ここで、前記リボスイッチが、(i)前記3’イントロンの5’スプライス部位配列が含まれるステムを含むエフェクター領域、及び(ii)請求項1~38のいずれか1項に記載のアプタマーを含み、かつ
前記選択的にスプライスされるエクソンが、前記選択的にスプライスされるエクソンがスプライスされて前記標的遺伝子のmRNAとなる際に、前記標的遺伝子と共にインフレームにある終止コドンを含む、前記ポリヌクレオチドカセット。 - 前記リボスイッチが、配列番号37の配列を含む、請求項[0040]に記載のポリヌクレオチドカセット。
- 前記ポリヌクレオチドカセットが、前記標的遺伝子のタンパク質コード配列中に位置する、請求項[0040]に記載のポリヌクレオチドカセット。
- 前記ポリヌクレオチドカセットが、前記標的遺伝子の非翻訳領域内または前記標的遺伝子のイントロン内に位置する、請求項[0040]に記載のポリヌクレオチドカセット。
- 請求項1~10、31~38もしくは41~44のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドカセット、請求項11~38のいずれか1項に記載の核酸、または請求項39もしくは40のいずれか1項に記載のリボスイッチ、を含むベクター。
- 前記ベクターがウイルスベクターである、請求項45に記載のベクター。
- 前記ウイルスベクターが、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、及びレンチウイルスベクターからなる群から選択される、請求項46に記載のベクター。
- 目的の化合物に応答して標的遺伝子発現を調節するアプタマーを同定するための方法であって、
(i)親アプタマーを選択するステップ、
(ii)ステップ(i)で選択されたアプタマーをコードする配列を含むリボスイッチライブラリーを生成するステップであって、前記アプタマーコード配列が、前記アプタマーの1つ以上の不対領域において1つ以上のランダムに変異させたヌクレオチドを含み、前記変異アプタマー配列が、レポーター遺伝子の発現を制御するリボスイッチとの関連にある、前記リボスイッチライブラリー生成ステップ、
(iii)(ii)からの前記ライブラリーを、式I~VIIによる化合物の付加に応答した前記標的遺伝子発現の調節が親アプタマー配列と比較して増大しているアプタマーについてスクリーニングするステップ、
(iv)(ステップ(iii)で同定されたアプタマーで)ステップ(ii)及びiiiを任意選択で繰り返すステップ、を含む、前記方法。 - 前記親アプタマーがTPPアプタマーであり、かつ、前記目的の化合物がチアミンの類似体または誘導体である、請求項48に記載の方法。
- 前記TPPアプタマーは、Rfam TPPリボスイッチファミリーRF00059から選択される、請求項49に記載の方法。
- 前記チアミンの類似体または誘導体が式I~VIIIからなる群から選択される、請求項49または請求項50に記載の方法。
- 前記アプタマー配列の前記1つ以上の不対領域が接合部領域を含む、請求項48~51のいずれか1項に記載の方法。
- 前記不対領域がループ領域を含む、請求項48~51のいずれか1項に記載の方法。
- 前記アプタマーコード配列が、対領域に1つ以上の変異ヌクレオチドをさらに含む、請求項48~51のいずれか1項に記載の方法。
- 前記アプタマーコード配列が、不対領域に隣接する1つ以上の変異ヌクレオチドをさらに含む、請求項48~51のいずれか1項に記載の方法。
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