JP4122446B2 - Phenyldiazirine-added nucleic acid derivative and production method thereof, phenyldiazirine-added nucleotide derivative and production method thereof, and protein analysis method and preparation method - Google Patents

Phenyldiazirine-added nucleic acid derivative and production method thereof, phenyldiazirine-added nucleotide derivative and production method thereof, and protein analysis method and preparation method Download PDF

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Description

本発明は、フェニルジアジリン付加核酸誘導体とその製造方法、およびフェニルジアジリン付加ヌクレオチド誘導体とその製造方法に関する。さらに本発明は、フェニルジアジリン付加核酸誘導体およびフェニルジアジリン付加ヌクレオチド誘導体を用いたタンパク質の分析方法および調製方法に関する。 The present invention is phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives and process for producing the same, and phenyl diazirine additional nucleotide derivative and its production method. The present invention relates to analytical methods and preparation methods of proteins using phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives and phenyl diazirine additional nucleotide derivatives.

核酸は生命の基本物質であり、生命現象の多くの機能をつかさどる。単体の核酸およびその派生物は、生体内の様々な情報伝達、エネルギー伝達などを担う。また核酸の複合体、つまりDNAやRNAは生命の設計図とタンパク質生産の機能をもち、生命を支える基本的な化合物である。このように核酸とその派生物および複合体が様々な機能を発揮できるのは、それらに結合して働くタンパク質が存在するからである。(「細胞の分子生物学 第4版」Bruce Alberts著、中村桂子、松原謙一翻訳、ニュートンプレス発行(非特許文献1))   Nucleic acids are basic substances of life and are responsible for many functions of life phenomena. A single nucleic acid and its derivative are responsible for various information transmissions, energy transmissions, and the like in a living body. Nucleic acid complexes, that is, DNA and RNA are basic compounds that support life and have blueprints and protein production functions. The reason why nucleic acids and their derivatives and complexes can exert various functions in this way is because there are proteins that bind to them and work. ("Molecular Biology of Cells, 4th Edition" by Bruce Alberts, translated by Keiko Nakamura and Kenichi Matsubara, published by Newton Press (Non-patent Document 1))

核酸およびその派生物に結合するタンパク質を解析する方法として良く用いられているのが、タンパク質のモチーフ解析である。核酸およびその派生物に結合するタンパク質の部位はある程度互いに似ており、この性質を利用しタンパク質が核酸およびその派生物に結合するか否かを予想するものである。   Protein motif analysis is often used as a method for analyzing proteins that bind to nucleic acids and their derivatives. The site of the protein that binds to the nucleic acid and its derivative is somewhat similar to each other, and this property is used to predict whether the protein will bind to the nucleic acid and its derivative.

核酸複合体、DNAまたはRNAに結合するタンパク質の解析法として、電気的移動度シフトアッセイ(以下、EMSA)が良く用いられる。EMSAは、特定配列をもつDNAまたはRNA断片に結合するタンパク質を以下の方法で検出する。DNAまたはRNA結合タンパク質を多量に含む核抽出液などと、検出用にラベルされた特定配列を有するDNAまたはRNA断片とを混和し、一定時間清置させる間に相互の親和性で複合体を形成させる。その後、DNAまたはRNA−タンパク質複合体と結合しなかったDNAまたはRNAとを非変性条件電気泳動で分離し、適切な検出法でラベルされたDNAまたはRNAを視覚化する。このとき、一般的に複合体はDNAまたはRNAのみに比べ、電気泳動中での移動度が遅くなる。(「Molecular Cloning A Laboratory Manual 第3版」Sambrook J、Russell DW著 17-13 〜 17-22頁 Cold Spring Harbor Laboratory Press発行(非特許文献2))   As a method for analyzing a protein that binds to a nucleic acid complex, DNA, or RNA, an electric mobility shift assay (hereinafter, EMSA) is often used. EMSA detects a protein that binds to a DNA or RNA fragment having a specific sequence by the following method. A nuclear extract containing a large amount of DNA or RNA-binding protein and a DNA or RNA fragment having a specific sequence labeled for detection are mixed, and a complex is formed with mutual affinity while being placed for a certain period of time. Let Thereafter, DNA or RNA that has not bound to the DNA or RNA-protein complex is separated by non-denaturing electrophoresis, and the labeled DNA or RNA is visualized by an appropriate detection method. At this time, the complex generally has a slower mobility during electrophoresis than the DNA or RNA alone. (Molecular Cloning A Laboratory Manual 3rd Edition, Sambrook J, Russell DW, pages 17-13-17-22, published by Cold Spring Harbor Laboratory Press (Non-patent Document 2))

本発明者らは、これまでジアジリン誘導体を光反応基として、独自の高速光アフィニティー法の開発を行ってきた。光アフィニティー法は光反応を利用して特異的なリガンドと相手のタンパク質を非可逆的につなぎとめる技術である。ジアジリンは、他の光反応基に比べ、この非可逆的結合を有利に起こす特徴を持つ。(Y. Sadakane, Y. Hatanaka (2004) Multifunctional photoprobes for rapid protein identification. In F. Darvas, A. Guttman and G. Dorman eds., Chemical Genomics, Marcel Dekker Inc., New York. Pp199-214(非特許文献3)、Y. Hatanaka, Y. Sadakane (2002) Photoaffinity labeling in drug discovery and developments: Chemical gateway for entering proteomic frontier. Curr. Top. Med. Chem. 2, 271-288(非特許文献4)、畑中保丸 構造生物学的有機化学:光アフィニティラベルによる蛋白質機能構造のプロービング、有機合成化学会誌,56(7),581-590, 1998(非特許文献5)、M. Kaneda, Y. Sadakane, Y. Hatanaka, (2003) A Novel Approach for Affinity-Based Screening of Target Specific Ligands: Application of Photoreactive D-Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase. Bioconjugate Chem. 14, 849-852.(非特許文献6)、M. Hashimoto, J. Yang, Y. Hatanaka, Y. Sadakane, K. Nakagomi, G. D. Holman (2002) Improvement in the properties of 3-phenyl-3-trifluoromethyldiazirine based photoreactive bis-glucose probes for GLUT4 following substitution on the phenyl ring. Chem. Pharm. Bull. 50, 1004-1006(非特許文献7)、Hatanaka, Y., Kempin, U., Park, JJ. One-step synthesis of biotinyl photoprobes from unprotected carbohydrates. J. Org. Chem. 65, 5639-5643, 2000(非特許文献8)、Hatanaka, Y., Hashimoto, H., Kanaoka, Y. A rapid and efficient method for identifying photoaffinity biotinylated sites within proteins. J. Am. Chem. Soc. 120, 453-454, 1998(非特許文献9)、特開2000-319262号公報(特許文献1))   The present inventors have so far developed an original high-speed photoaffinity method using a diazirine derivative as a photoreactive group. The photoaffinity method is a technique for irreversibly linking a specific ligand and a partner protein using a photoreaction. Diazirine has the advantage of favoring this irreversible binding compared to other photoreactive groups. (Y. Sadakane, Y. Hatanaka (2004) Multifunctional photoprobes for rapid protein identification. In F. Darvas, A. Guttman and G. Dorman eds., Chemical Genomics, Marcel Dekker Inc., New York. Pp199-214) Reference 3), Y. Hatanaka, Y. Sadakane (2002) Photoaffinity labeling in drug discovery and developments: Chemical gateway for entering proteomic frontier. Curr. Top. Med. Chem. 2, 271-288 (Non-patent Document 4), Hatanaka Homaru Structural Biological Organic Chemistry: Probing Protein Functional Structures with Photoaffinity Labels, Journal of Organic Synthesis, 56 (7), 581-590, 1998 (Non-patent Document 5), M. Kaneda, Y. Sadakane, Y Hatanaka, (2003) A Novel Approach for Affinity-Based Screening of Target Specific Ligands: Application of Photoreactive D-Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase. Bioconjugate Chem. 14, 849-852. (Non-Patent Document 6), M. Hashimoto , J. Yang, Y. Hatanaka, Y. Sadakane, K. Nakagomi, GD Holman (2002) Improvement in the properties of 3-phen yl-3-trifluoromethyldiazirine based photoreactive bis-glucose probes for GLUT4 following substitution on the phenyl ring. Chem. Pharm. Bull. 50, 1004-1006 (Non-patent Document 7), Hatanaka, Y., Kempin, U., Park, JJ. One-step synthesis of biotinyl photoprobes from unprotected carbohydrates. J. Org. Chem. 65, 5639-5643, 2000 (Non-Patent Document 8), Hatanaka, Y., Hashimoto, H., Kanaoka, Y. A rapid and J. Am. Chem. Soc. 120, 453-454, 1998 (Non-patent Document 9), Japanese Patent Laid-Open No. 2000-319262 (Patent Document 1)) efficient method for identifying photoaffinity biotinylated sites within proteins.

核酸とその派生物およびその複合体を解析、分離精製する上で以下の課題が未解決である。
(1)核酸およびその派生物が結合するタンパク質を相同性のあるモチーフから解析する方法は、直接的な確認法ではなく、アミノ酸配列が未知である新規結合タンパク質を探す方法として用いることはできない。
(2)DNAまたはRNAの結合タンパク質の解析に多用されるEMSAは、非変性条件電気泳動という制約から、分離能が非常に悪く、結合タンパク質の有無を確認するのみの解析方法となる。例えば、解析系に複数の結合タンパク質が存在している場合でも、EMSAでは結合タンパク質の有無のみの情報しか得られなく、タンパク質の数を知ることができない。複数のタンパク質が高次の複合体を形成し、DNAまたはRNAに結合していることは良く知られており、その解析法としてはEMSAの限界が指摘されていた。
(3)核酸とその派生物およびその複合体に結合するタンパク質を、タンパク質混合液から分離精製する一般的な方法は未だ確立されていない。
The following problems remain unsolved in analyzing, separating and purifying nucleic acids and their derivatives and their complexes.
(1) The method of analyzing a protein to which a nucleic acid and its derivative are bound from a homologous motif is not a direct confirmation method, and cannot be used as a method for searching for a novel binding protein whose amino acid sequence is unknown.
(2) EMSA, which is frequently used for analysis of binding proteins of DNA or RNA, has a very poor resolution due to the restriction of non-denaturing electrophoresis, and is an analysis method that only confirms the presence or absence of binding proteins. For example, even when there are a plurality of binding proteins in the analysis system, EMSA can only obtain information on the presence or absence of binding proteins, and cannot know the number of proteins. It is well known that a plurality of proteins form higher-order complexes and bind to DNA or RNA, and the limit of EMSA has been pointed out as an analysis method.
(3) A general method for separating and purifying a protein that binds to a nucleic acid, a derivative thereof and a complex thereof from a protein mixture has not yet been established.

そこで、本発明は、上記課題を解決することを目的として、光反応性の核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体の製造法を提供し、さらに、製造した誘導体を利用して、タンパク質の網羅的な解析方法と結合タンパク質の単離方法(タンパク質の製造方法)を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a method for producing a photoreactive nucleic acid derivative or nucleotide derivative for the purpose of solving the above-mentioned problems, and further provides a comprehensive protein analysis method using the produced derivative. It is an object of the present invention to provide a method for isolating a binding protein (a method for producing a protein).

上記課題を解決するための本発明は以下のとおりである。
[1]
一般式(A)で示される化合物である核酸誘導体とチオリン酸基のチオール基と反応性の基を有するフェニルジアジリン化合物とを反応させることを含み、
前記フェニルジアジリン化合物が一般式(C)で示される化合物であり、
フェニルジアジリン付加核酸誘導体が一般式(D)で示される化合物である、フェニルジアジリン付加核酸誘導体の製造方法。
一般式(C)中、R5
6は、ハロゲン原子であり、
7は、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基であり、
8は、Hであり、
nは1〜6の整数である。
一般式(A)中、xおよびyは、独立に0〜100の整数であり、Nは以下の一般式(B)で示される基である。
一般式(B)中、R 1 はOH基または隣接するヌクレオチドであり、R 2 は水素またはOH基であり、R 3 はOH基または隣接するヌクレオチドであり、Bはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、およびイノシンから成る群から選ばれる塩基であり、XはS(硫黄)またはO(酸素)である。
一般式(D)中、xおよびy、並びにNは、一般式(A)における定義と同じであり、R4は、
であり、nは1〜6の整数である。

前記一般式(C)で示されるフェニルジアジリン化合物が、下記式(1)〜()で表される化合物である[1]に記載の方法。


核酸誘導体および/またはフェニルジアジリン付加核酸誘導体が標識を有するものである[1]〜[]のいずれかに記載の製造方法。

標識が、ビオチン、放射性同位体、または蛍光物質である]に記載の製造方法。

一般式(D)で示されるフェニルジアジリン付加核酸誘導体。
一般式(D)中、R4は、
であり、nは1〜6の整数であり、xおよびyは、独立に0〜100の整数であり、Nは以下の一般式(B)で示される基である。
一般式(B)中、R1はOH基または隣接するヌクレオチドであり、R2は水素またはOH基であり、R3はOH基または隣接するヌクレオチドであり、Bはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、およびイノシンから成る群から選ばれる塩基であり、XはS(硫黄)またはO(酸素)である。

フェニルジアジリン付加核酸誘導体が標識を有する[]に記載の誘導体。

標識が、ビオチン、放射性同位体、または蛍光物質である]に記載の誘導体。

下記一般式(E)または(F)で示されるヌクレオチド誘導体と、一般式(E)または(F)で示される化合物中のチオール基と反応性の基を有するフェニルジアジリン化合物とを反応させることを含み、前記フェニルジアジリン化合物が一般式(C)で示される化合物である、フェニルジアジリン付加ヌクレオチド誘導体の製造方法。
一般式(E)中、Rはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、およびイノシンから成る群から選ばれる塩基であり、nは、0、1または2であり、一般式(F)中、R1およびR2は、独立にニコチンアミドアデニンヌクレオチドおよびそのリン酸化物、並びにフラビンモノヌクレオチド、糖リン酸、糖ヌクレオチド、補酵素A、およびリン脂質から成る群から選ばれる。
一般式(C)中、R5
6は、ハロゲン原子であり、
7は、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基であり、
8は、Hであり、
nは1〜6の整数である。

前記フェニルジアジリン化合物が、下記式(1)〜()で表される化合物である[]に記載の方法。
10
[1]〜[]のいずれかに記載の方法で製造したフェニルジアジリン付加核酸誘導体、[]〜[]のいずれかに記載のフェニルジアジリン付加核酸誘導体、または[]〜[]のいずれかに記載の方法で製造したヌクレオチド誘導体と、被検体であるタンパク質とを相互作用し得る条件下で混合し、
得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させて、前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体とタンパク質との結合体を形成し、次いで
得られた結合体を電気泳動に付すことを含む、
電気的移動度シフトアッセイによるタンパク質の分析方法。
11
電気泳動を変性条件下で行う[10]に記載の方法。
12
[1]〜[]のいずれかに記載の方法で製造したフェニルジアジリン付加核酸誘導体、[]〜[]のいずれかに記載のフェニルジアジリン付加核酸誘導体、または[]〜[]のいずれかに記載の方法で製造したヌクレオチド誘導体と、被検体であるタンパク質とを相互作用し得る条件下で混合し、
得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させて、前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体とタンパク質との結合体を形成し、
得られた結合体を電気泳動に付し、
前記結合体を分離し、次いで
分離した結合体をアルカリ溶液で処理して結合体を解離させ、
解離したタンパク質および/または核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体を回収する
ことを含む、
タンパク質の調製方法。
13
前記電気泳動を変性条件下で行う[12]に記載の方法。
The present invention for solving the above problems is as follows.
[1]
Reacting a nucleic acid derivative which is a compound represented by the general formula (A) with a phenyldiazirine compound having a reactive group with a thiol group of a thiophosphate group,
Ri compounds der said phenyldiazirine compound represented by the general formula (C), and
A method for producing a phenyldiazirine-added nucleic acid derivative, wherein the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative is a compound represented by the general formula (D) .
In general formula (C), R 5 is
R 6 is a halogen atom;
R 7 is an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms ,
R 8 is H;
n is an integer of 1-6.
In general formula (A), x and y are each independently an integer of 0 to 100, and N is a group represented by the following general formula (B).
In general formula (B), R 1 is an OH group or an adjacent nucleotide, R 2 is a hydrogen or OH group, R 3 is an OH group or an adjacent nucleotide, and B is adenine, guanine, cytosine, uracil. , Thymine, 5-methylcytosine, N6-methyladenine, 5-hydroxymethylcytosine, and inosine, and X is S (sulfur) or O (oxygen).
In general formula (D), x and y and N are the same as defined in general formula (A), and R 4 is
And n is an integer of 1-6.
[ 2 ]
The method according to [1], wherein the phenyldiazirine compound represented by the general formula (C) is a compound represented by the following formulas (1) to ( 3 ).

[ 3 ]
The production method according to any one of [1] to [ 2 ], wherein the nucleic acid derivative and / or the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative has a label.
[ 4 ]
Label, biotin, a manufacturing method according to the radioisotope, is a fluorescent substance was or [3].
[ 5 ]
A phenyldiazirine-added nucleic acid derivative represented by the general formula (D).
In general formula (D), R 4 is
N is an integer of 1 to 6, x and y are independently an integer of 0 to 100, and N is a group represented by the following general formula (B).
In general formula (B), R 1 is an OH group or an adjacent nucleotide, R 2 is a hydrogen or OH group, R 3 is an OH group or an adjacent nucleotide, and B is adenine, guanine, cytosine, uracil. , thymine, and 5-methylcytosine, N6-methyl adenine, 5-hydroxymethyl cytosine, and salts group Ru is selected from the group consisting of inosine, X is S (sulfur) or O (oxygen).
[ 6 ]
The derivative according to [ 5 ], wherein the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative has a label.
[ 7 ]
Label, biotin, derivative according to radioisotopes, it is a fluorescent substance was or [6].
[ 8 ]
Reacting a nucleotide derivative represented by the following general formula (E) or (F) with a phenyldiazirine compound having a reactive group with a thiol group in the compound represented by the general formula (E) or (F) And the phenyldiazirine compound is a compound represented by the general formula (C).
In the general formula (E), R is an adenine, guanine, cytosine, uracil, thymine, 5-methylcytosine, N6-methyl adenine, 5-hydroxymethyl cytosine, and salts group Ru is selected from the group consisting of inosine, n Is 0, 1 or 2, and in general formula (F), R 1 and R 2 are independently nicotinamide adenine nucleotide and its phosphate, and flavin mononucleotide, sugar phosphate, sugar nucleotide, coenzyme A, and selected from the group consisting of phospholipids.
In general formula (C), R 5 is
R 6 is a halogen atom;
R 7 is an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms ,
R 8 is H;
n is an integer of 1-6.
[ 9 ]
The method according to [ 8 ], wherein the phenyldiazirine compound is a compound represented by the following formulas (1) to ( 3 ).
[ 10 ]
The phenyldiazirine-added nucleic acid derivative produced by the method according to any one of [1] to [ 4 ], the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative according to any of [ 5 ] to [ 7 ], or [ 8 ] to [ 8 ] 9 ] the nucleotide derivative produced by the method according to any one of the above and the protein as the analyte are mixed under conditions that allow interaction,
The obtained mixture is irradiated with light to react the diazirine group contained in the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein, and to combine the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein. Forming and then subjecting the resulting conjugate to electrophoresis,
Protein analysis method by electrical mobility shift assay.
[ 11 ]
The method according to [ 10 ], wherein the electrophoresis is performed under denaturing conditions.
[ 12 ]
[1] phenyldiazirine additional nucleic acid derivatives prepared by the method of any crab according to [4], [5] phenyldiazirine additional nucleic acid derivative of any crab according to [7] or [8], - [ 9 ] the nucleotide derivative produced by the method according to any one of the above and the protein as the analyte are mixed under conditions that allow interaction,
The obtained mixture is irradiated with light to react the diazirine group contained in the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein, and to combine the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein. Forming,
The resulting conjugate is subjected to electrophoresis,
Separating the conjugate, and then treating the separated conjugate with an alkaline solution to dissociate the conjugate;
Recovering the dissociated protein and / or nucleic acid derivative or nucleotide derivative,
Protein preparation method.
[ 13 ]
The method according to [ 12 ], wherein the electrophoresis is performed under denaturing conditions.

本発明により、光反応性の核酸誘導体およびヌクレオチド誘導体を提供できる。これらの誘導体を用いることで、それらに結合するタンパク質を共有結合で捉えることが可能となる。この光反応は360nm付近の光で効率良く、しかも極めて速くおこる。また、この光はDNAなどの核酸やタンパク質などの通常の生体分子に対してほとんど吸収されない。したがって、光反応性化合物(核酸誘導体)と結合タンパク質との複合体は、現存するほとんどのタンパク質解析法に適応することが可能である。これにより複数の結合タンパク質を網羅的に解析することが可能となる。   According to the present invention, photoreactive nucleic acid derivatives and nucleotide derivatives can be provided. By using these derivatives, it is possible to capture proteins that bind to them by covalent bonds. This photoreaction is efficient and extremely fast with light near 360 nm. Further, this light is hardly absorbed by normal biomolecules such as nucleic acids such as DNA and proteins. Therefore, a complex of a photoreactive compound (nucleic acid derivative) and a binding protein can be applied to most existing protein analysis methods. This makes it possible to comprehensively analyze a plurality of binding proteins.

さらに、光反応性化合物中の光反応基と核酸とを切り離すことができ、この切断反応を利用して、光反応性化合物(核酸誘導体)と結合タンパク質との複合体から、結合タンパク質のみを取り出すことが可能となる。   Furthermore, the photoreactive group in the photoreactive compound can be separated from the nucleic acid. Using this cleavage reaction, only the binding protein is extracted from the complex of the photoreactive compound (nucleic acid derivative) and the binding protein. It becomes possible.

[フェニルジアジリン付加核酸誘導体の製造方法(1)]
本発明のフェニルジアジリン付加核酸誘導体の製造方法(1)は、少なくとも1つの核酸のリン酸基がチオリン酸基である核酸誘導体とチオリン酸基のチオール基と反応性の基を有するフェニルジアジリン化合物とを反応させることを含む。
[Method for producing phenyldiazirine- added nucleic acid derivative (1)]
The method (1) for producing a phenyldiazirine- added nucleic acid derivative of the present invention comprises a nucleic acid derivative in which the phosphate group of at least one nucleic acid is a thiophosphate group, a phenyldiazirine compound having a reactive group with a thiol group of the thiophosphate group, Reaction.

少なくとも1つの核酸のリン酸基がチオリン酸基である核酸誘導体は、例えば、一般式(A)で示される化合物であることができる。
The nucleic acid derivative in which the phosphate group of at least one nucleic acid is a thiophosphate group can be, for example, a compound represented by the general formula (A).

一般式(A)中、xおよびyは、独立に0〜100の整数である。xおよびyの和は、0以上、200以下である。但し、本発明の製造方法は、xおよびyの和が200を超える核酸誘導体に対しても適用可能である。   In general formula (A), x and y are each independently an integer of 0 to 100. The sum of x and y is 0 or more and 200 or less. However, the production method of the present invention can also be applied to nucleic acid derivatives in which the sum of x and y exceeds 200.

一般式(A)中、Nは以下の一般式(B)で示される基である。
In general formula (A), N is a group represented by the following general formula (B).

一般式(B)中、R1はOH基または隣接するヌクレオチドである。該当するNが核酸誘導体の末端である場合には、R1はOH基であり、それ以外の場合には、R1は隣接するヌクレオチド(N)である。R2は水素またはOH基である。R2が水素である場合、核酸誘導体はDNAであり、R2がOH基である場合、核酸誘導体はRNAである。1本の核酸誘導体において、R2が水素であるヌクレオチド(N)とR2がOH基であるヌクレオチド(N)とが混在することもできる。R3はOH基または隣接するヌクレオチドである。該当するNが核酸誘導体の末端である場合には、R3はOH基であり、それ以外の場合には、R3は隣接するヌクレオチド(N)である。Bはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン塩基および塩基の誘導体である。塩基の誘導体とは、例えば、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、イノシン等であることができるが、これらに限定されない。Bは各ヌクレオチド(N)について独立に任意に上記塩基から選ばれ、種々の塩基配列を有する核酸誘導体を構成できる。In general formula (B), R 1 is an OH group or an adjacent nucleotide. When the corresponding N is the terminal of the nucleic acid derivative, R 1 is an OH group, otherwise R 1 is the adjacent nucleotide (N). R 2 is hydrogen or an OH group. When R 2 is hydrogen, the nucleic acid derivative is DNA, and when R 2 is an OH group, the nucleic acid derivative is RNA. In one nucleic acid derivative, a nucleotide (N) in which R 2 is hydrogen and a nucleotide (N) in which R 2 is an OH group can be mixed. R 3 is an OH group or an adjacent nucleotide. When the corresponding N is the terminal of the nucleic acid derivative, R 3 is an OH group, otherwise R 3 is the adjacent nucleotide (N). B is adenine, guanine, cytosine, uracil, thymine base and base derivatives. Examples of the base derivative may include, but are not limited to, 5-methylcytosine, N6-methyladenine, 5-hydroxymethylcytosine, inosine, and the like. B is independently selected from the above bases independently for each nucleotide (N), and can constitute nucleic acid derivatives having various base sequences.

XはS(硫黄)またはO(酸素)である。通常のヌクレオチド(N)におけるXはO(酸素)であり、リン酸基を構成する。XがS(硫黄)であるリン酸基はチオリン酸基である。一般式(A)においては、N−SHで示されるヌクレオチド(N)は、チオリン酸基のSHを一般式(A)中に表示している。N−SH以外のヌクレオチド(N)にもXがS(硫黄)であるヌクレオチド(N)が含まれていてもよい。XがS(硫黄)であるヌクレオチド(N)には、本発明の方法により、フェニルジアジリン基を導入でき、1つの核酸誘導体に、複数のチオリン酸基がある場合、これら複数のチオリン酸基にフェニルジアジリン基を導入することが可能である。 X is S (sulfur) or O (oxygen). X in normal nucleotide (N) is O (oxygen) and constitutes a phosphate group. The phosphate group in which X is S (sulfur) is a thiophosphate group. In the general formula (A), the nucleotide (N) represented by N-SH displays SH of the thiophosphate group in the general formula (A). The nucleotide (N) other than N-SH may also contain a nucleotide (N) in which X is S (sulfur). In the nucleotide (N) where X is S (sulfur), a phenyldiazirine group can be introduced by the method of the present invention, and when one nucleic acid derivative has a plurality of thiophosphate groups, It is possible to introduce a phenyldiazirine group.

核酸誘導体は標識を有するものであることができる。標識は、核酸誘導体に使用されている公知の標識であることができる。そのような標識としては、例えば、ビオチン、放射性同位体、および/または蛍光物質を挙げることができる。但し、これらの物質に限定されない。核酸誘導体への標識の導入は、下記文献に記載の公知の方法により行うことができる。
S. Agrawal; C. Christodoulou; MJ Gait (1986) Efficient methods for attaching non-radioactive labels to the 5' ends of synthetic oligodeoxyribonucleotides Nucleic Acids Res. 14: 6227 - 6245. 「Nonisotopic DNA probe techniques」(ed. L.J Kricka) Academic Press, New York
The nucleic acid derivative can have a label. The label can be a known label used for nucleic acid derivatives. Such labels can include, for example, biotin, radioisotopes, and / or fluorescent materials. However, it is not limited to these substances. Introduction of a label into a nucleic acid derivative can be performed by a known method described in the following document.
S. Agrawal; C. Christodoulou; MJ Gait (1986) Efficient methods for attaching non-radioactive labels to the 5 'ends of synthetic oligodeoxyribonucleotides Nucleic Acids Res. 14: 6227-6245. "Nonisotopic DNA probe techniques" (ed. LJ Kricka ) Academic Press, New York

DNAおよびRNAにおいて、XがS(硫黄)であるチオリン酸基を有するものは、公知であり、下記文献に記載の公知の方法により適宜合成できる。Zon, G.; Geiser, T.G. (1991) Phosphorothioate oligonucleotides: chemistry, purification, analysis, scale-up and future directions. Anticancer Drug Des. 6:539-568. および Caruthers, M.H.; Beaton, G.; Wu, J.V.; Wiesler, W. (1992) Chemical synthesis of deoxyoligonucleotides and deoxyoligonucleotide analogs. Methods Enzymol. 211:3-20.   Among DNA and RNA, those having a thiophosphate group in which X is S (sulfur) are known and can be appropriately synthesized by known methods described in the following documents. Zon, G .; Geiser, TG (1991) Phosphorothioate oligonucleotides: chemistry, purification, analysis, scale-up and future directions.Anticancer Drug Des. 6: 539-568. And Caruthers, MH; Beaton, G .; Wu, JV ; Wiesler, W. (1992) Chemical synthesis of deoxyoligonucleotides and deoxyoligonucleotide analogs.Methods Enzymol. 211: 3-20.

フェニルジアジリン化合物は、例えば、一般式(C)で示される化合物であることができる。
Phenyl diazirine compound can be, for example, a compound represented by the general formula (C).

一般式(C)中、R5
In general formula (C), R 5 is

上記式中、R6は、ハロゲン原子(例えば、Cl、Br、I)、またはスルホン酸エステル残基である。スルホン酸エステル残基は、具体的には、メタンスルホニル基あるいはトルエンスルホニル基であることができる。R7は、炭素数1〜6のアルキルチオスルホニル基または炭素数1〜6のアルキルチオ基である。アルキルチオスルホニル基は、RSO2−で示され、Rは例えば、メチル、エチル、プロピルまたはブチルであることができる。アルキルチオ基は、RS−で示され、Rは例えば、メチル、エチル、プロピルまたはブチルであることができる。R8は、Hまたは炭素数1〜6のアルキル基であることができ、アルキル基は、例えば、メチル、エチル、プロピルまたはブチルであることができる。nは1〜6の整数であり、好ましくは1〜4の整数であり、より好ましくは1である。In the above formula, R 6 is a halogen atom (eg, Cl, Br, I), or a sulfonic acid ester residue. Specifically, the sulfonic acid ester residue can be a methanesulfonyl group or a toluenesulfonyl group. R 7 is an alkylthiosulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms. Alkylthio alkylsulfonyl group, RSO 2 - indicated, R is for example, be methyl, ethyl, propyl or butyl. The alkylthio group is represented by RS- and R can be, for example, methyl, ethyl, propyl or butyl. R 8 can be H or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group can be, for example, methyl, ethyl, propyl, or butyl. n is an integer of 1 to 6, preferably an integer of 1 to 4, and more preferably 1.

前記一般式(C)で示されるフェニルジアジリン化合物は、例えば、下記式(1)で表される化合物であることができる。
The phenyldiazirine compound represented by the general formula (C) can be, for example, a compound represented by the following formula (1).

式(1)で表される化合物は、反応性の官能基としてマレイミド基とジアジリンをもつ。マレイミド基は、チオリン酸基を有する核酸誘導体のチオリン酸基のチオール基と反応する。式(1)で表される化合物は、式(2)または式(7)のフェニルジアジリン化合物との反応により製造することができる。 The compound represented by the formula (1) has a maleimide group and diazirine as reactive functional groups. The maleimide group reacts with the thiol group of the thiophosphate group of the nucleic acid derivative having a thiophosphate group. The compound represented by the formula (1) can be produced by a reaction with the phenyldiazirine compound of the formula (2) or the formula (7).

前記一般式(C)で示されるフェニルジアジリン化合物は、例えば、下記式(2)で表される化合物であることができる。
The phenyldiazirine compound represented by the general formula (C) can be, for example, a compound represented by the following formula (2).

式(2)で表される化合物は、反応性の官能基としてハロゲン(Hal)とジアジリンをもつ。ハロゲン(Hal)は、チオリン酸基を有する核酸誘導体のチオリン酸基のチオール基と反応する。ハロゲン(Hal)としては、例えば、Cl、BrおよびIを挙げることができる。式(2)で表される化合物は、文献に記載の方法により製造することができる[M.Nassal, J. Am. Chem. Soc., 106, 7540-7545 (1984) ; L. B. Shih, and H. Bayley, Anal. Biochem., 1985, 144, 132-141]。   The compound represented by the formula (2) has halogen (Hal) and diazirine as reactive functional groups. Halogen (Hal) reacts with the thiol group of the thiophosphate group of the nucleic acid derivative having a thiophosphate group. Examples of halogen (Hal) include Cl, Br, and I. The compound represented by the formula (2) can be produced by a method described in the literature [M. Nassal, J. Am. Chem. Soc., 106, 7540-7545 (1984); LB Shih, and H Bayley, Anal. Biochem., 1985, 144, 132-141].

既存の合成法は、フェニル骨格上にリガンドへの導入時に鍵となる官能基を前もって組み込んでおき、光反応基部分であるジアジリン骨格の構築が行われる。例えば、下記スキーム1に示したフェニルジアジリンのハロゲン化誘導体(2a)および(2b)は、種々の光反応性プローブの合成に極めて有用な中間体である。従来報告されている合成法では、ハロゲン化に必要な官能基を、ジアジリン骨格構築の前にあらかじめ組み組む方法のため、いずれも多段階で合成されている   In an existing synthesis method, a functional group that is a key at the time of introduction into a ligand is previously incorporated on a phenyl skeleton, and a diazirine skeleton that is a photoreactive group is constructed. For example, the halogenated derivatives (2a) and (2b) of phenyldiazirine shown in Scheme 1 below are extremely useful intermediates for the synthesis of various photoreactive probes. In the synthesis methods reported so far, all the functional groups necessary for halogenation are synthesized in advance because they are assembled in advance before the construction of the diazirine skeleton.

前記一般式(C)で示されるフェニルジアジリン化合物は、例えば、下記式(3)で表される化合物であることができる。
The phenyldiazirine compound represented by the general formula (C) can be, for example, a compound represented by the following formula (3).

式(3)で表される化合物は、非特許文献6、M. Kaneda, Y. Sadakane, Y. Hatanaka, (2003) A Novel Approach for Affinity-Based Screening of Target Specific Ligands: Application of Photoreactive D-Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase. Bioconjugate Chem. 14, 849-852の記載の方法により製造することができる。   The compound represented by the formula (3) is a non-patent document 6, M. Kaneda, Y. Sadakane, Y. Hatanaka, (2003) A Novel Approach for Affinity-Based Screening of Target Specific Ligands: Application of Photoreactive D-Glyceraldehyde. -3-phosphate Dehydrogenase. Bioconjugate Chem. 14, 849-852.

前記一般式(C)で示されるフェニルジアジリン化合物は、例えば、下記式(4)〜(10)で表される化合物であることができる。 The phenyldiazirine compound represented by the general formula (C) can be, for example, compounds represented by the following formulas (4) to (10).

式(4)、(5)、(6)、および(9)中、Rは、水素(H)、炭素数1〜6の無置換または置換アルキル基であり、式(10)中、Rは、水素(H)、炭素数1〜6の無置換または置換アルキル基であり、R’はH;アセチル基などの炭素数2〜6の無置換または置換アルキルカルボニル基; tert-ブトキシカルボニル(Boc)基、9-フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)基などの炭素数2〜6の無置換または置換アルキルカルボニルオキシ基;またはベンゾイル基などのアリールカルボニルオキシ基であり、式(8)中、Xは、メタンスルホニルなどのアルカンスルホニル基またはp-トルエンスルホニルなどのベンゼンスルホニル基である。Rで表される炭素数1〜6の無置換アルキル基は、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、t-ブチルであり、置換アルキル基は、例えば、ベンジルである。   In formulas (4), (5), (6), and (9), R is hydrogen (H), an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and in formula (10), R is , Hydrogen (H), an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R ′ is H; an unsubstituted or substituted alkylcarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as an acetyl group; tert-butoxycarbonyl (Boc ) Group, an unsubstituted or substituted alkylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms such as 9-fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) group; or an arylcarbonyloxy group such as benzoyl group, Is an alkanesulfonyl group such as methanesulfonyl or a benzenesulfonyl group such as p-toluenesulfonyl. The unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R is, for example, methyl, ethyl, n-propyl, or t-butyl, and the substituted alkyl group is, for example, benzyl.

式(4)〜(10)で示されるフェニルジアジリン誘導体は、下記スキーム2に示すように、現在最も簡単かつ大量に合成できる、無置換のフェニルジアジリン(11)を出発原料にして、(11)にアルデヒド基を直接修飾した中間体(12)を合成し、この中間体(12)のアルデヒド基をさらに修飾することで、式(4)〜(10)で示されるフェニルジアジリン誘導体を合成できる。   As shown in the following scheme 2, the phenyldiazirine derivatives represented by the formulas (4) to (10) can be synthesized in the simplest and most large amount by using unsubstituted phenyldiazirine (11) as a starting material ( 11) The intermediate (12) in which the aldehyde group is directly modified is synthesized, and the aldehyde group of this intermediate (12) is further modified to obtain the phenyldiazirine derivative represented by the formulas (4) to (10). Can be synthesized.

[フェニルジアジリンの直接修飾法]
フェニルジアジリンは、種々の合成条件に安定である一方、光反応で速やかに分解して安定なクロスリンクを形成できるため、優れた光反応基として知られている。しかし、これを化学物質や生体分子に導入するためには適当な官能基が必要であり、その段階における合成的煩雑さが問題であった。大量合成が可能な (11) を原料に、有用中間体のアルデヒド (12) を簡単に合成する方法をまず開発し、これを経て様々な有用ジアジリンが簡単に誘導できる新しいルートを開拓した。(12) は、これまで7段階を経る収率の悪い合成法が報告されていた[J. M. Delfino, S. L. Schreiber, and F. M. Richards, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 3458-3474]。しかし、本発明では、この合成法に代えて、フェニルジアジリン (11)を直接修飾することにより、一段階でアルデヒド (12) を得るまったく新しいアプローチを用いる (スキーム3)。
[Direct modification of phenyldiazirine]
Phenyldiazirine is known as an excellent photoreactive group because it is stable to various synthesis conditions, but can be rapidly decomposed by photoreaction to form a stable crosslink. However, in order to introduce this into a chemical substance or biomolecule, an appropriate functional group is required, and the synthetic complexity at that stage has been a problem. First, we developed a method for easily synthesizing a useful intermediate aldehyde (12) using a large amount of synthesizable (11) as a raw material, and pioneered a new route through which various useful diazirines can be easily derived. As for (12), a synthesis method with poor yield which has passed through 7 steps has been reported so far [JM Delfino, SL Schreiber, and FM Richards, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 3458-3474] . However, in the present invention, instead of this synthetic method, a completely new approach to obtain aldehyde (12) in one step by directly modifying phenyldiazirine (11) is used (Scheme 3).

これまで、フェニルジアジリンにCl2CHOCH3をGaCl3存在下TFA-CH2Cl2中で反応させることで、わずか収率5%ではあったがアルデヒド体 (12) を得ることに成功していた[U. Kempin, Y. Kanaoka, and Y. Hatanaka, Heterocycles, 1988, 49, 465-468.]。この実験の際、原料のCl2CHOCH3が反応を始めて直ぐに分解してしまうことがわかった。原因を検討した結果TFA中にCl2CHOCH3を加えると分解が起こることから、TFAに代わる有機酸を検討した結果、Cl2CHOCH3はトリフルオロメタンスルホン酸(TfOH)中で安定であることが分かった。この条件で、Lewis酸としてAlCl3, ZnCl2, SbCl3, SbCl5, SnCl2, SnCl4, Zn(OTf)2, AgOTf, Gd(OTf)3, Pr(OTf)3, Sm(OTf)3, Y(OTf)3, Yb(OTf)3,などの種々のLewis酸を検討したところ、TLC上で目的のアルデヒド体 (12) の生成が確認された。これらのうち、GaCl3, FeCl3, SbF5, TiCl4 についての収率を表1に示す。Until now, by reacting phenyldiazirine with Cl 2 CHOCH 3 in the presence of GaCl 3 in TFA-CH 2 Cl 2 , the aldehyde (12) was successfully obtained, although the yield was only 5%. [U. Kempin, Y. Kanaoka, and Y. Hatanaka, Heterocycles, 1988, 49, 465-468.]. During this experiment, it was found that the raw material Cl 2 CHOCH 3 decomposed immediately after the reaction started. As a result of investigating the cause, decomposition occurs when Cl 2 CHOCH 3 is added to TFA. As a result of examining an organic acid that replaces TFA, Cl 2 CHOCH 3 is found to be stable in trifluoromethanesulfonic acid (TfOH). I understood. Under these conditions, Lewis acid is AlCl 3 , ZnCl 2 , SbCl 3 , SbCl 5 , SnCl 2 , SnCl 4 , Zn (OTf) 2 , AgOTf, Gd (OTf) 3 , Pr (OTf) 3 , Sm (OTf) 3 , Y (OTf) 3 , Yb (OTf) 3 , and other various Lewis acids were examined. The formation of the desired aldehyde (12) was confirmed on TLC. Among these, the yields for GaCl 3 , FeCl 3 , SbF 5 , TiCl 4 are shown in Table 1.

この方法は、これまで直接修飾が困難であったフェニルジアジリンの芳香環上に、合成上有用な官能基を簡単に導入できるようになったこと、得られたアルデヒド体はさらに様々な官能基に容易に変換できること、の二点において特に重要であると考えられる。   This method has made it possible to easily introduce a functional group useful for synthesis onto the aromatic ring of phenyldiazirine, which has been difficult to modify directly until now, and the obtained aldehyde has various functional groups. It is considered to be particularly important in terms of being easily convertible to

[ジアジリン基を持つフェニルアラニン誘導体の簡易不斉合成への応用]
Friedel-Crafts反応で簡便に得られるようになったアルデヒド体 (12) は、さらにアルデヒド基を還元しベンジルアルコール体 (13)、ヒドロキシ基をハロゲン化し化合物 (14) などの、様々な有用合成中間体に簡単に変換できる。このハロゲン体は、光反応性のペプチドやタンパク質の合成に有用な、p-位にジアジリン基を持つフェニルアラニン(Tmd(Phe)) (15) の合成に利用されている[例えば、M.Nassal, J. Am. Chem. Soc., 106, 7540-7545 (1984) ; L. B. Shih, and H. Bayley, Anal. Biochem., 1985, 144, 132-141C ; W. G. Fishwick, J. M. Sanderson, and J. B. C. Findlay, Tetrahedron Lett., 1994, 35, 4611-4614.]ジアジリン合成を含む非常に多段階の合成法である。ここでは、アルデヒド体 (12) から出発し、還元により(13)を得、次いでハロゲン化により(14) を得る。(14)から(15) が数工程の反応で簡便に不斉合成できる (スキーム4)。尚、下記スキーム4中、(13)は前記化合物(7)と同一化合物であり、(14)は、前記化合物(2)においてHalがBrである化合物であり、(15)は、前記(10)において、RおよびR’が水素原子(H)である化合物である。
[Application to simple asymmetric synthesis of phenylalanine derivatives with diazirine groups]
Aldehydes (12), which can be easily obtained by Friedel-Crafts reaction, are further reduced to various useful synthetic intermediates such as benzyl alcohol (13), hydroxy group halogenated compound (14), etc. Can be easily converted into a body. This halogen compound is used for the synthesis of phenylalanine (Tmd (Phe)) (15) having a diazirine group at the p-position, which is useful for the synthesis of photoreactive peptides and proteins [for example, M. Nassal, J. Am. Chem. Soc., 106, 7540-7545 (1984); LB Shih, and H. Bayley, Anal. Biochem., 1985, 144, 132-141C; WG Fishwick, JM Sanderson, and JBC Findlay, Tetrahedron Lett., 1994, 35, 4611-4614.] This is a very multi-step synthesis method involving diazirine synthesis. Here, starting from the aldehyde form (12), reduction gives (13), followed by halogenation to give (14). (14) to (15) can be easily asymmetrically synthesized in several steps (Scheme 4). In the following scheme 4, (13) is the same compound as the compound (7), (14) is a compound in which Hal is Br in the compound (2), and (15) is the above (10 ), R and R ′ are hydrogen atoms (H).

核酸誘導体とチオール反応性基を有するフェニルジアジリン化合物との反応
本発明の方法(1)では、チオール反応性基を有するフェニルジアジリン化合物と核酸誘導体とを、例えば、50:1〜100:1程度のモル比で混合する。さらに、この混合物に、核酸誘導体に対して50〜100倍のモル比のジイソプロピルエチルアミンを加え、反応はジメチルスルオキシド中、37℃で行うことができる。但し、ジイソプロピルエチルアミンの代りに、N-メチルモルホリン、トリエチルアミン等を用いることもできる。反応溶媒としては、ジメチルスルホキシドの代りに、メタノール、ジメチルホルムアミド等を用いることもできる。反応温度は、37℃を含む、例えば、4〜70℃の範囲とすることができる。
Reaction of Nucleic Acid Derivative with Phenyldiazirine Compound Having Thiol-Reactive Group In the method (1) of the present invention, a phenyldiazirine compound having a thiol-reactive group and a nucleic acid derivative are, for example, about 50: 1 to 100: 1 In a molar ratio. Furthermore, diisopropylethylamine in a molar ratio of 50 to 100 times with respect to the nucleic acid derivative is added to this mixture, and the reaction can be carried out in dimethyl sulfoxide at 37 ° C. However, N-methylmorpholine, triethylamine or the like can be used instead of diisopropylethylamine. As the reaction solvent, methanol, dimethylformamide or the like can be used instead of dimethyl sulfoxide. The reaction temperature can be in the range of, for example, 4 to 70 ° C., including 37 ° C.

フェニルジアジリン化合物の濃度は、例えば、0.1〜0.5mMの範囲とすることが適当である。反応時間はフェニルジアジリン化合物の種類によるが、例えば、数10分から数時間程度であることができる。反応後は液体窒素中で保存し、過剰な反応を起こさないようにすることが好ましい。産物であるフェニルジアジリン付加核酸誘導体は、例えば、高速液体クロマトグラフィーで精製することができる。高速液体クロマトグラフィー以外も、例えば、キャピラリー電気泳動等で精製することもできる。 The concentration of the phenyldiazirine compound is suitably in the range of 0.1 to 0.5 mM, for example. The reaction time depends on the type of the phenyldiazirine compound, but can be, for example, about several tens of minutes to several hours. It is preferable to store in liquid nitrogen after the reaction so as not to cause excessive reaction. The product phenyldiazirine- added nucleic acid derivative can be purified by, for example, high performance liquid chromatography. In addition to high performance liquid chromatography, it can also be purified by, for example, capillary electrophoresis.

上記反応の例を以下にスキームで示す。
スキーム5は、フェニルジアジリン化合物として化合物(2a)を用いる例である。核酸誘導体(A1)は、核酸誘導体の末端のヌクレオチド以外のヌクレオチドにチオリン酸基を有する例である。チオリン酸基のチオールの水素と化合物(2a)のBrとがHBrを形成し、脱HBrによって、化合物(2a)と核酸誘導体(A1)とが結合して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体(D1)を生成する。
Examples of the above reaction are shown in the scheme below.
Scheme 5 is an example in which the compound (2a) is used as the phenyldiazirine compound. The nucleic acid derivative (A1) is an example having a thiophosphate group at a nucleotide other than the terminal nucleotide of the nucleic acid derivative. Hydrogen with a compound of the thiol thiophosphate group and Br of (2a) forms a HBr, by de-HBr, compound (2a) with a nucleic acid derivative (A1) and is attached, a phenyl diazirine additional nucleic acid derivative (D1) Generate.

スキーム6は、フェニルジアジリン化合物として化合物(3)を用いる例である。核酸誘導体(A2)は、核酸誘導体の末端のヌクレオチドにチオリン酸基を有する例である。チオリン酸基のチオールのイオウ原子が化合物(3)のチオスルホネート基(MeSO2S―)に求核反応をし、脱MeSO2Hによって、化合物(3)と核酸誘導体(A2)とがジスルフィド結合を形成して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体(D2)を生成する。 Scheme 6 is an example in which the compound (3) is used as a phenyldiazirine compound. The nucleic acid derivative (A2) is an example having a thiophosphate group at the terminal nucleotide of the nucleic acid derivative. The sulfur atom of the thiol of the thiophosphate group undergoes a nucleophilic reaction with the thiosulfonate group (MeSO 2 S—) of the compound (3), and the compound (3) and the nucleic acid derivative (A2) are disulfide bonded by de-MeSO 2 H. To form a phenyldiazirine- added nucleic acid derivative (D2).

スキーム7は、フェニルジアジリン化合物として化合物(2a)を用いる例である。核酸誘導体(A2)は、核酸誘導体の末端のヌクレオチドにチオリン酸基を有する例である。チオリン酸基のチオールの水素と化合物(2a)のBrとがHBrを形成し、脱HBrによって、化合物(2a)と核酸誘導体(A2)とが結合して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体(D3)を生成する。 Scheme 7 is an example in which the compound (2a) is used as the phenyldiazirine compound. The nucleic acid derivative (A2) is an example having a thiophosphate group at the terminal nucleotide of the nucleic acid derivative. Hydrogen with a compound of the thiol thiophosphate group and Br of (2a) forms a HBr, by de-HBr, compound (2a) with a nucleic acid derivative (A2) and is attached, a phenyl diazirine additional nucleic acid derivative (D3) Generate.

スキーム8は、フェニルジアジリン化合物として化合物(1)を用いる例である。核酸誘導体(A2)は、核酸誘導体の末端のヌクレオチドにチオリン酸基を有する例である。チオリン酸基のチオールの水素が化合物(1)に転移して化合物(1)と核酸誘導体(A2)とが結合して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体(D4)を生成する。 Scheme 8 is an example in which the compound (1) is used as the phenyldiazirine compound. The nucleic acid derivative (A2) is an example having a thiophosphate group at the terminal nucleotide of the nucleic acid derivative. Hydrogen compounds of thiol thiophosphate group (1) transition to the compound (1) and nucleic acid derivative (A2) and is then combined to produce a phenyl diazirine additional nucleic acid derivative (D4).

前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体は、一般式(D)で示される化合物であることができる。本発明は、フェニルジアジリン付加核酸誘導体の製造方法とともに、フェニルジアジリン付加核酸誘導体自体も包含する。 The phenyldiazirine- added nucleic acid derivative can be a compound represented by the general formula (D). The invention, together with a manufacturing method of the phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives also encompasses phenyl diazirine additional nucleic acid derivative itself.

一般式(D) 中、xおよびy、並びにNは、一般式(A)における定義と同じである。また、R4は、下記一般式で示されるいずれかであることができる。下記一般式においてnは、例えば、1〜6の整数であることができる。In general formula (D), x and y, and N are the same as defined in general formula (A). R 4 can be any one of the following general formulas. In the following general formula, n can be an integer of 1 to 6, for example.

フェニルジアジリン付加核酸誘導体は標識を有するものであることができる。標識は、核酸誘導体に使用されている公知の標識であることができる。そのような標識としては、例えば、ビオチン、放射性同位体、および/または蛍光物質を挙げることができる。但し、これらの物質に限定されない。 Phenyl diazirine additional nucleic acid derivative can be a one having a label. The label can be a known label used for nucleic acid derivatives. Such labels can include, for example, biotin, radioisotopes, and / or fluorescent materials. However, it is not limited to these substances.

[フェニルジアジリン付加ヌクレオチド誘導体の製造方法(2)]
本発明のフェニルジアジリン付加ヌクレオチド誘導体の製造方法(2)は、下記一般式(E)または(F)で示されるヌクレオチド誘導体と、一般式(E)または(F)で示される化合物中のチオール基と反応性の基を有するフェニルジアジリン化合物とを反応させることを含む。
[Method for producing phenyldiazirine- added nucleotide derivative (2)]
The method (2) for producing a phenyldiazirine- added nucleotide derivative of the present invention comprises a nucleotide derivative represented by the following general formula (E) or (F) and a thiol group in the compound represented by the general formula (E) or (F) comprising reacting a phenyl diazirine compound having a reactive group as.

一般式(E)中、Rはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミンおよびこれらの誘導体から成る群から選ばれる任意の塩基であり、塩基の誘導体とは、例えば、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、イノシン等であることができるが、これらに限定されない。nは、0、1または2である。   In the general formula (E), R is any base selected from the group consisting of adenine, guanine, cytosine, uracil, thymine and derivatives thereof. Examples of the base derivative include, for example, 5-methylcytosine, N6-methyl It can be, but is not limited to, adenine, 5-hydroxymethylcytosine, inosine and the like. n is 0, 1 or 2.

一般式(F)中、R1およびR2は、独立にニコチンアミドアデニンヌクレオチドおよびそのリン酸化物、並びにフラビンモノヌクレオチド、糖リン酸、糖ヌクレオチド、補酵素A、およびリン脂質から成る群から選ばれる。In the general formula (F), R 1 and R 2 are independently selected from the group consisting of nicotinamide adenine nucleotide and its phosphooxide, and flavin mononucleotide, sugar phosphate, sugar nucleotide, coenzyme A, and phospholipid. It is.

ニコチンアミドアデニンヌクレオチドのリン酸化物には、例えば、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸等がある。また、フラビンヌクレオチドには、例えば、フラビンアデニンジヌクレオチド等がある。糖リン酸としては、例えば、グルコース1−リン酸、グルコース6−リン酸、フルクトース1,6−ビスリン酸、5−ホスホリボシル1−二リン酸等がある。糖ヌクレオチドとしては、例えば、ADP-糖、CDP-糖、GDP-糖、UDP-糖、TDP-糖などがあり、それら糖部分は各種ペントース、ヘキソース、ウロン酸、デオキシ糖、アミノ糖、分岐糖、アミノウロン酸、ケトース、硫酸糖、オリゴ糖などから成るものがある。補酵素Aとしては、例えば、アセチル補酵素A等がある。リン脂質としては、例えば、グリセロリン脂質、ホスファチジルコリン(レシチン)、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルグリセロール、ジホスファチジルグリセロール(カルジオリピン)、スフィンゴリン脂質等がある。   Examples of the phosphoric acid oxide of nicotinamide adenine nucleotide include nicotinamide adenine dinucleotide phosphate. Examples of flavin nucleotides include flavin adenine dinucleotide. Examples of the sugar phosphate include glucose 1-phosphate, glucose 6-phosphate, fructose 1,6-bisphosphate, 5-phosphoribosyl 1-diphosphate, and the like. Examples of sugar nucleotides include ADP-sugar, CDP-sugar, GDP-sugar, UDP-sugar, and TDP-sugar. These sugar moieties include various pentoses, hexoses, uronic acids, deoxy sugars, amino sugars, and branched sugars. , Aminouronic acid, ketose, sulfate sugar, oligosaccharide and the like. Examples of coenzyme A include acetyl coenzyme A. Examples of the phospholipid include glycerophospholipid, phosphatidylcholine (lecithin), phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidylglycerol, diphosphatidylglycerol (cardiolipin), sphingophospholipid and the like.

前記フェニルジアジリン化合物は、一般式(C)で示される化合物であり、この化合物は、上記本発明の製造方法(1)で説明した物質と同様である。
The phenyldiazirine compound is a compound represented by the general formula (C), and this compound is the same as the substance described in the production method (1) of the present invention.

[電気的移動度シフトアッセイによるタンパク質の分析方法]
本発明は、電気的移動度シフトアッセイによるタンパク質の分析方法を包含する。この分析方法では、上記本発明の方法(1)で製造したフェニルジアジリン付加核酸誘導体および本発明のフェニルジアジリン付加核酸誘導体、または方法(2)で製造したヌクレオチド誘導体を用いる。
[Protein analysis method by electrical mobility shift assay]
The present invention includes a method for analyzing proteins by an electrical mobility shift assay. In this analytical method, using a phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives prepared by the method (2), the phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives and the present invention prepared by the method (1) of the present invention.

分析方法は、以下のステップを含む。
(a)フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体と被検体であるタンパク質とを相互作用し得る条件下で混合する。
(b)得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させて、前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体とタンパク質との結合体を形成する。
(c)得られた結合体を電気泳動に付す。
The analysis method includes the following steps.
(A) mixing the protein that is the subject and phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives under conditions capable of interacting.
And irradiating light to (b) the resulting mixture, reacting the diazirine groups and proteins contained in the phenyl diazirines additional nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives, conjugates of the phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives and proteins Form.
(C) The obtained conjugate is subjected to electrophoresis.

ステップ(a)
核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体と被検体であるタンパク質とを相互作用し得る条件下で混合する。核酸誘導体は、被検体であるタンパク質の配列を考慮した任意の配列を有するように作成する。作成した核酸誘導体(例えば、DNA)は、必要により精製した後にタンパク質との相互作用に使用する。核酸誘導体の5‘末端にはビオチンなどのタグが導入されたものを用いることができる。
Step (a)
The nucleic acid derivative or nucleotide derivative and the protein as the analyte are mixed under conditions that allow interaction. The nucleic acid derivative is prepared so as to have an arbitrary sequence considering the sequence of the protein as the analyte. The prepared nucleic acid derivative (for example, DNA) is used for interaction with a protein after purification if necessary. A nucleic acid derivative having a tag such as biotin introduced at the 5 ′ end can be used.

被検体であるタンパク質は、例えば、p53に代表される各種の転写因子タンパク質やDNAポリメラーゼに代表される各種の転写に関わる酵素群などであることができる。このとき、核酸誘導体に結合するタンパク質がタンパク質混合液中に存在するならば、その親和性により両者は結合する。相互作用し得る条件とは、例えば、氷中で1時間程度の静置であることができる。核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体は、単一成分であることもできるが、複数種類の核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体を含む混合物を用いることもできる。   The protein as the analyte can be, for example, various transcription factor proteins typified by p53, or various enzyme groups involved in various transcriptions typified by DNA polymerase. At this time, if a protein that binds to the nucleic acid derivative is present in the protein mixture, the two are bound by their affinity. The conditions that can interact can be, for example, standing for about 1 hour in ice. The nucleic acid derivative or nucleotide derivative can be a single component, but a mixture containing a plurality of types of nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives can also be used.

ステップ(b)
得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させる。照射する光は、例えば、360nm付近の光であることができる。照射時間等の条件は、光源の強さにより異なるが、例えば、氷上で数秒〜30分程度であることができる。上記光照射により、フェニルジアジリン付加核酸誘導体とタンパク質との間に共有結合が生じ、両者を結ぶ。
Step (b)
The resulting mixture is irradiated with light to cause the diazirine group contained in the phenyldiazirine- added nucleic acid derivative or nucleotide derivative to react with the protein. The light to be irradiated can be, for example, light around 360 nm. Conditions such as irradiation time vary depending on the intensity of the light source, but can be, for example, about several seconds to 30 minutes on ice. By the light irradiation, a covalent bond is formed between the phenyldiazirine- added nucleic acid derivative and the protein, and the two are connected.

上記光照射により、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体が有するジアジリン基とタンパク質の任意部分とが反応し、結合体を形成する。 By the light irradiation, the diazirine group of the phenyldiazirine- added nucleic acid derivative or nucleotide derivative reacts with an arbitrary part of the protein to form a conjugate.

ステップ(c)
ステップ(c)では、得られた結合体を電気泳動に付す。電気泳動は、通常のゲル電気泳動であることができる。具体的には、スラブゲルの上部に試料を置き、適切な電流量を流すことにより、試料の荷電状態によりスラブゲル中を流れるものである。ゲルの網目を通過する際、試料の分子量により移動度に差を生じ、分離分析が可能となる。
Step (c)
In step (c), the resulting conjugate is subjected to electrophoresis. The electrophoresis can be normal gel electrophoresis. Specifically, a sample is placed on top of the slab gel and an appropriate amount of current is passed to flow through the slab gel depending on the charged state of the sample. When passing through the gel network, the mobility varies depending on the molecular weight of the sample, and separation analysis becomes possible.

さらに、電気泳動は、変性条件下で行うことができ、変性条件下で行うことが、より高い分離と高い再現性という観点から好ましい。変性条件下とは、例えば、還元剤や熱処理により、タンパク質の高次構造を壊し、さらに界面活性剤などを共存させ、試料の電荷を均一化することである。   Furthermore, electrophoresis can be performed under denaturing conditions, and it is preferable to perform under denaturing conditions from the viewpoint of higher separation and higher reproducibility. The denaturing condition means, for example, that the higher-order structure of the protein is broken by a reducing agent or heat treatment, and the surfactant is coexisted to make the charge of the sample uniform.

電気泳動で分離した、結合体を核酸誘導体に導入されたタグを利用して検出することができる。結合体の検出は、タグの種類に応じて適宜行うことができる。   The conjugate separated by electrophoresis can be detected using a tag introduced into a nucleic acid derivative. Detection of the conjugate can be appropriately performed depending on the type of tag.

[タンパク質の調製方法]
本発明は、タンパク質の調製方法を包含する。この調製方法では、本発明の方法(1)で製造したフェニルジアジリン付加核酸誘導体、本発明のフェニルジアジリン付加核酸誘導体、または本発明の方法(2)で製造したヌクレオチド誘導体を用いる。
[Protein preparation method]
The present invention encompasses a method for preparing a protein. In this preparation method, phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives prepared by the process of the present invention (1), the nucleotide derivative prepared by the method (2) phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives of the present invention or used.

タンパク質の調製方法は以下の工程を含む。
(d)フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体と被検体であるタンパク質と相互作用し得る条件下で混合する。
(e)得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させて、前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体とタンパク質との結合体を形成する。
(f)前記結合体を分離する。
(g)分離した結合体をアルカリ溶液で処理して結合体を解離させることで、タンパク質を回収する。
The protein preparation method includes the following steps.
(D) Mixing under conditions that allow the phenyldiazirine- added nucleic acid derivative or nucleotide derivative to interact with the protein of interest .
By irradiating light to the resulting mixture (e), by reacting a diazirine group and proteins contained in the phenyl diazirines additional nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives, conjugates of the phenyl diazirine additional nucleic acid derivatives or nucleotide derivatives and proteins Form.
(F) separating the conjugate.
(G) The protein is recovered by treating the separated conjugate with an alkaline solution to dissociate the conjugate.

工程(d)および(e)は、前記ステップ(a)および(b)と同様に実施できる。   Steps (d) and (e) can be performed in the same manner as steps (a) and (b).

工程(f)
分離する結合体の選択は、例えば、5’末端をビオチンなどのタグを導入した核酸誘導体とタンパク質との結合体をタグに対するアフィニティー分離法で分離することができる。また、結合体の分離は、具体的には、例えば、5’末端をビオチンなどのタグを導入した核酸誘導体を使用する場合、タンパク質との複合体としてアビジンを固定化したビーズなどで捕獲し、実施できる。
Step (f)
For selection of the conjugate to be separated, for example, a conjugate of a nucleic acid derivative in which a tag such as biotin is introduced at the 5 ′ end and a protein can be separated by an affinity separation method for the tag. In addition, for example, when using a nucleic acid derivative in which a tag such as biotin is introduced at the 5 ′ end, for example, the conjugate is captured with beads immobilized with avidin as a complex with a protein, Can be implemented.

工程(g)
分離した結合体をアルカリ溶液で処理して結合体を解離させる。結合体のアルカリ溶液による処理は、例えば、以下のように実施できる。リン原子とイオウ原子間の切断は求核試薬によるものである。50mMリン酸と水酸化ナトリウムでpHを10.5にした溶液中に分離した複合体を移し、37℃で一晩静置する。この切断反応はGish, G., Eckstein, F. Science (1988) 240, 1520-1522を参考にすることができる。切り出された結合タンパク質は溶液中に存在する。以下のスキーム9に結合体の解離の様子を化学式で示す。
Step (g)
The separated conjugate is treated with an alkaline solution to dissociate the conjugate. The treatment of the conjugate with an alkaline solution can be performed, for example, as follows. The cleavage between the phosphorus and sulfur atoms is due to a nucleophile. The separated complex is transferred into a solution adjusted to pH 10.5 with 50 mM phosphoric acid and sodium hydroxide, and allowed to stand at 37 ° C. overnight. This cleavage reaction can be referred to Gish, G., Eckstein, F. Science (1988) 240, 1520-1522. The excised binding protein is present in the solution. The state of dissociation of the conjugate is shown by the chemical formula in the following scheme 9.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

参考例1
式(1)の化合物の合成方法
Reference example 1
Method for synthesizing compound of formula (1)

N-[4-[3-(trifluoromethyl)-3H-diazirin-3-yl]benzyl] maleimide (1)
4-[3-(Trifluoromethyl)-3H-diazirin-3-yl]benzyl alcohol (13) (750 mg, 3.45 mmol)をTHF 28 mLに溶かし、Triphenylphosphine (1.05 g, 3.9 mmol)、maleimide (389 mg, 3.97 mmol)を加え0℃に冷却した。窒素気流下、撹拌しながらDiisoproylazodicarboxylate(789 mg, 4.35 mmol)をゆっくりと加えた。加え終わると黄色の液体となった。0℃で1時間置いた後、反応混合物を減圧溜去し、Hezane : Ether = 1:1を30 mL 加える。沈殿してきた反応物のTriphenylphosphine oxideを濾過で取り除いた。溶媒を減圧溜去し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(Hexane : AcOEt = 4 : 1)により精製して、無色の固体物質を得た。
収率 539 mg (68%)
1H-NMR (CDCl3)
: 7.37 (d, 2H, J = 7.3 Hz) 7.19 (d, 2H, J = 7.3 Hz) 6.72 (s, 2H) 4.67 (s, 2H).
N- [4- [3- (trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl] benzyl] maleimide (1)
4- [3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl] benzyl alcohol (13) (750 mg, 3.45 mmol) is dissolved in 28 mL of THF, triphenylphosphine (1.05 g, 3.9 mmol), maleimide (389 mg, 3.97 mmol) was added and cooled to 0 ° C. Diisoproylazodicarboxylate (789 mg, 4.35 mmol) was slowly added with stirring under a nitrogen stream. When the addition was completed, it became a yellow liquid. After 1 hour at 0 ° C., the reaction mixture is distilled off under reduced pressure and 30 mL of Hezane: Ether = 1: 1 is added. The precipitated reaction product, Triphenylphosphine oxide, was removed by filtration. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel chromatography (Hexane: AcOEt = 4: 1) to obtain a colorless solid substance.
Yield 539 mg (68%)
1 H-NMR (CDCl 3 )
: 7.37 (d, 2H, J = 7.3 Hz) 7.19 (d, 2H, J = 7.3 Hz) 6.72 (s, 2H) 4.67 (s, 2H).

参考例2−1
Reference Example 2-1

4-[3-(Trifluoromethyl)-3H-diazirin-3-yl]benzaldehyde (12)
3-(Phenyl)-3-(trifluoromethyl)-3H-diazirine (11) (1.86 g, 0.01 mol)を0℃でCl2CHOCH3 (3.45 g, 0.03 mol)に溶かした。アルゴン気流下、0℃で、撹拌しながらTfOH (1.77 mL, 0.02 mol)とTiCl4 (2.85 g, 0.015 mol)から得られた黄色の個体をゆっくり加えた。塩化水素が発生するのが収まるとオレンジ色の液体となった。室温で1時間置いた後、反応混合物にヘキサン500 mLを加え、撹拌しながら砕いた氷を氷零下ゆっくり加えて過剰の試薬を分解した後、固体の炭酸ナトリウムをゆっくり加えて中和した。得られたヘキサン層を分離後、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過で乾燥剤を除いた後に溶媒を減圧溜去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane:CH2Cl2 = 2:1) により精製して、黄色の油状物質 (12) を得た。
4- [3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl] benzaldehyde (12)
3- (Phenyl) -3- (trifluoromethyl) -3H-diazirine (11) (1.86 g, 0.01 mol) was dissolved in Cl 2 CHOCH 3 (3.45 g, 0.03 mol) at 0 ° C. A yellow solid obtained from TfOH (1.77 mL, 0.02 mol) and TiCl 4 (2.85 g, 0.015 mol) was slowly added with stirring at 0 ° C. under an argon stream. When the generation of hydrogen chloride subsided, an orange liquid was formed. After leaving at room temperature for 1 hour, 500 mL of hexane was added to the reaction mixture, crushed ice was slowly added with stirring under ice to decompose excess reagent, and then solid sodium carbonate was slowly added to neutralize. The obtained hexane layer was separated, washed with saturated brine, and dried over magnesium sulfate. After removing the desiccant by filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (Hexane: CH 2 Cl 2 = 2: 1) to obtain a yellow oily substance (12).

収量 1.71 g (80%)
1H-NMR (CDCl3)
σ:10.04 (s, 1H), 7.91 (d, 2H, J = 8.3 Hz) 7.35 (d, 2H, J = 8.3 Hz).
Yield 1.71 g (80%)
1 H-NMR (CDCl 3 )
σ: 10.04 (s, 1H), 7.91 (d, 2H, J = 8.3 Hz) 7.35 (d, 2H, J = 8.3 Hz).

参考例2−2
Reference Example 2-2

尚、上述したように、上記スキーム中、(13)は前記化合物(7)と同一化合物であり、(14)は、前記化合物(2)においてHalがBrである化合物であり、(15)は、前記(10)において、RおよびR’が水素原子(H)である化合物である。   As described above, in the above scheme, (13) is the same compound as the compound (7), (14) is a compound in which Hal is Br in the compound (2), and (15) is In the above (10), R and R ′ are hydrogen atoms (H).

4-[3-(Trifluoromethyl)-3H-diazirin-3-yl]benzyl alcohol (13)
化合物(12) (3.3 g, 15.4 mmol)をEtOH 7 mLに溶かし0℃で撹拌しながらNaBH4 (0.626 g, 16.5 mmol)をEtOH 7 mL中に懸濁したものを加えた。加え終わったのち室温に戻し4時間撹拌した。これに氷上で1M HClをゆっくり加えて過剰の試薬を分解した後、Etherで抽出し、Ether層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過で乾燥剤を除いた後に溶媒を減圧溜去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane:Ether = 1:1) により精製して、淡黄色の油状物質 (13) を得た。
4- [3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl] benzyl alcohol (13)
Compound (12) (3.3 g, 15.4 mmol) was dissolved in EtOH 7 mL, and NaBH 4 (0.626 g, 16.5 mmol) suspended in EtOH 7 mL was added with stirring at 0 ° C. After the addition was completed, the mixture was returned to room temperature and stirred for 4 hours. To this, 1 M HCl was slowly added on ice to decompose excess reagent, followed by extraction with Ether, and the Ether layer was dried over magnesium sulfate. After removing the desiccant by filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (Hexane: Ether = 1: 1) to obtain a pale yellow oily substance (13).

収量 3.21g (96%)
1H-NMR (CDCl3)
σ:7.39 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 7.19 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 4.71 (s, 2H), 1.87(bs, 1H)
Yield 3.21 g (96%)
1 H-NMR (CDCl 3 )
σ: 7.39 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 7.19 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 4.71 (s, 2H), 1.87 (bs, 1H)

参考例2−3
3-[4-(Bromomethyl)phenyl]-3-(trifluoromethyl)-3H-diazirine (14)
化合物 (13) (344.0 mg, 1.59 mmol)をCH2Cl2 2 mLに溶かし、CBr4 (658.2 mg, 1.985 mmol)を加えた。0℃に冷やしPh3P (474 mg, 1.807 mmol)をゆっくりと加えた。室温まで戻し1時間撹拌した後で、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane) で精製して、無色の油状物質 (14) を得た。
Reference Example 2-3
3- [4- (Bromomethyl) phenyl] -3- (trifluoromethyl) -3H-diazirine (14)
Compound (13) (344.0 mg, 1.59 mmol) was dissolved in 2 mL of CH 2 Cl 2 and CBr 4 (658.2 mg, 1.985 mmol) was added. Cooled to 0 ℃ Ph 3 P (474 mg , 1.807 mmol) was added slowly. After returning to room temperature and stirring for 1 hour, the residue was purified by silica gel column chromatography (Hexane) to obtain a colorless oily substance (14).

収量 401.8mg (90%)
1H-NMR (CDCl3)
σ:7.42 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 7.17 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 4.46 (s, 2H).
Yield 401.8mg (90%)
1 H-NMR (CDCl 3 )
σ: 7.42 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 7.17 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 4.46 (s, 2H).

参考例2−4
L-4'-[3-(Trifluoromethyl)-3H-diazirin-3-yl]phenylalanine (15)
tert-Butylglycinate benzophenone imine (1.136 g, 3.839 mmol)と、不斉触媒のO(9)-Allyl-N-9-anthracenylmethylcinchonidium bromide[9] (0.2127 g, 0.351 mmol, 0.1 eq)をCH2Cl2 9 mLに溶かした。化合物 (14) (1.419 g, 5.085 mmol, 1.5 eq.)を加えアルゴンガス雰囲気下、室温で撹拌した。反応混合液を-78 ℃に冷却しながら2-tert-Butylimino-2-diethylamino-1,3-dimethylperhirdo-1,3,2-diazaphosphorine (1.41 g, 5.139 mmol, Aldrich)を数秒間で滴下し、-78 ℃で7時間反応させた。室温に戻し減圧蒸留した後、残査をEtherで希釈し蒸留水で2回、飽和食塩水で1回洗った。油層を硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過で乾燥剤を除いた後に溶媒を減圧溜去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (Hexane:EtOAc = 7:1) で精製し、黄色の油状物質を得た。
Reference Example 2-4
L-4 '-[3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl] phenylalanine (15)
tert-Butylglycinate benzophenone imine (1.136 g, 3.839 mmol) and the asymmetric catalyst O (9) -Allyl-N-9-anthracenylmethylcinchonidium bromide [9] (0.2127 g, 0.351 mmol, 0.1 eq) in CH 2 Cl 2 9 Dissolved in mL. Compound (14) (1.419 g, 5.085 mmol, 1.5 eq.) Was added, and the mixture was stirred at room temperature under an argon gas atmosphere. While cooling the reaction mixture to -78 ° C, 2-tert-Butylimino-2-diethylamino-1,3-dimethylperhirdo-1,3,2-diazaphosphorine (1.41 g, 5.139 mmol, Aldrich) was added dropwise in a few seconds, The reaction was carried out at -78 ° C for 7 hours. After returning to room temperature and distillation under reduced pressure, the residue was diluted with Ether and washed twice with distilled water and once with saturated saline. The oil layer was dried with magnesium sulfate. After removing the desiccant by filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (Hexane: EtOAc = 7: 1) to obtain a yellow oily substance.

収量 1.89g (95%)
1H-NMR (CDCl3)
σ:7.57 (d, 2H, J = 6.9 Hz ), 7.39-7.27 (m, 6H), 7.06 (q, 4H, J = 8.4 Hz )
6.59 (d, 2H, J = 6.9 Hz), 4.09 (q, 1H, J = 8.6, 4.6 Hz), 3.26-3.11 (m, 2H)
1.44 (s, 9H).
Yield 1.89 g (95%)
1 H-NMR (CDCl 3 )
σ: 7.57 (d, 2H, J = 6.9 Hz), 7.39-7.27 (m, 6H), 7.06 (q, 4H, J = 8.4 Hz)
6.59 (d, 2H, J = 6.9 Hz), 4.09 (q, 1H, J = 8.6, 4.6 Hz), 3.26-3.11 (m, 2H)
1.44 (s, 9H).

得られた黄色の油状物質 (75 mg, 0.152 mmol) を0 ℃でTFA 1mLに溶かし、室温で2時間撹拌した。(TLC, Hexane:AcOEt = 7:1) で反応終了を確認後、TFAを減圧溜去し、残渣をCH2Cl2で希釈し水で3回抽出した。水層を凍結乾燥して白色の固体 (15) を得た。The obtained yellow oily substance (75 mg, 0.152 mmol) was dissolved in 1 mL of TFA at 0 ° C. and stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the completion of the reaction with (TLC, Hexane: AcOEt = 7: 1), TFA was distilled off under reduced pressure, and the residue was diluted with CH 2 Cl 2 and extracted three times with water. The aqueous layer was lyophilized to give a white solid (15).

収量 (TFA塩として) 53.4 mg (91%)
1H-NMR (CD3OD)
σ:7.46 (d, 2H, J = 7.9 Hz ), 7.27 (d, 2H, J = 7.9 Hz), 3.84 (dd, 1H, J = 8.2, 4.5 Hz), 3.38 (m,1H), 3.10 (d, 1H, J = 4.5, 8.2 Hz).
光学純度 (e.e.)
(5)をFmoc体に誘導し、HPLCによりその光学純度を確認した。適量をMeOHに溶かした後、キラルカラム (Sumichiral OA-3300 2.5μm 4.6 mmφ×25 cm)を用いて0.01 M Ammonium Acetate/MeOH、流速1 mL/minで溶出させ、360 nmのジアジリン由来のUV吸収により検出した。
e.e. = 98%
[α]D+22.4° (c = 0.52, EtOH)
Yield (as TFA salt) 53.4 mg (91%)
1 H-NMR (CD 3 OD)
σ: 7.46 (d, 2H, J = 7.9 Hz), 7.27 (d, 2H, J = 7.9 Hz), 3.84 (dd, 1H, J = 8.2, 4.5 Hz), 3.38 (m, 1H), 3.10 (d , 1H, J = 4.5, 8.2 Hz).
Optical purity (ee)
(5) was induced to Fmoc form, and its optical purity was confirmed by HPLC. After dissolving an appropriate amount in MeOH, elute it with 0.01 M Ammonium Acetate / MeOH at a flow rate of 1 mL / min using a chiral column (Sumichiral OA-3300 2.5 μm 4.6 mmφ × 25 cm), and absorb UV light derived from 360 nm diazirine. Detected.
ee = 98%
[α] D + 22.4 ° (c = 0.52, EtOH)

実施例1
核酸誘導体として、以下のスキーム10中の化合物(A3)で示されるアデニン、グアニン、シトシン、チミンの配列をもつ4merのDNAのグアニンとシトシンの間のリン酸をチオエステルとした化合物(AGsCT)を用いた。この化合物は、以下の文献に記載の公知の方法により合成した。Zon, G.; Geiser, T.G.(1991) Phosphorothioate oligonucleotides:chemistry, purification, analysis, scale-up and futuredirections.Anticancer Drug Des. 6:539-568. およびCaruthers, M.H.; Beaton,G.; Wu, J.V.; Wiesler, W.(1992) Chemical synthesis ofdeoxyoligonucleotides and deoxyoligonucleotide analogs. Methods Enzymol.211:3-20.
Example 1
As a nucleic acid derivative, a compound (AGsCT) in which a phosphoric acid between guanine and cytosine of 4-mer DNA having adenine, guanine, cytosine, and thymine sequences represented by compound (A3) in the following scheme 10 is used as a thioester It was. This compound was synthesized by a known method described in the following literature. Zon, G .; Geiser, TG (1991) Phosphorothioate oligonucleotides: chemistry, purification, analysis, scale-up and futuredirections.Anticancer Drug Des. 6: 539-568. And Caruthers, MH; Beaton, G .; Wu, JV; Wiesler, W. (1992) Chemical synthesis of deoxyoligonucleotides and deoxyoligonucleotide analogs.Methods Enzymol. 211: 3-20.

0.05mM AGsCT(A3)のイオウ原子を含むDNAに対し、モル比100倍量のスキーム3中の化合物(2a)、およびモル比200倍量のジイソプロピルエチルアミンを混合した。室温、37℃、56℃の各条件下で反応を行った。反応時間は15分〜24時間までとし、高速液体クロマトグラフィーで産物(D5)の精製率を追った。結果を図1に示す。   Compound (2a) in Scheme 3 with a molar ratio of 100 times and diisopropylethylamine with a molar ratio of 200 times were mixed with DNA containing 0.05 mM AGsCT (A3) containing sulfur atoms. The reaction was carried out under conditions of room temperature, 37 ° C., and 56 ° C. The reaction time was 15 minutes to 24 hours, and the purification rate of the product (D5) was followed by high performance liquid chromatography. The results are shown in Figure 1.

図1に示すチャートは37℃で反応を行ったときの高速液体クロマトグラフィーによる解析例である。チャート1は反応前、チャート2,3,4,5はそれぞれ反応後1、2、4、24時間後のものである。ピーク頂上に示される数字は保持時間を示し、6.5分付近のピークが原料のスキーム10中の化合物(A3)であり、7.5分付近のピークが産物のスキーム10中の化合物(D5)である。   The chart shown in FIG. 1 is an analysis example by high performance liquid chromatography when the reaction is performed at 37 ° C. Chart 1 is before the reaction, and charts 2, 3, 4, and 5 are those after 1, 2, 4, and 24 hours after the reaction, respectively. The number shown at the top of the peak indicates the retention time, and the peak near 6.5 minutes is the compound (A3) in Scheme 10 of the raw material, and the peak near 7.5 minutes is the compound (D5) in Scheme 10 of the product.

この化合物(A3)および化合物(D5)に対応するピーク部分を分取し、質量分析を行った結果、化合物(A3)では1191(M+H+)、化合物(D5)では1388(M+H+)の測定結果を得た。これらは化合物(A3)と化合物(D5)理論質量値である1191.22(M+H+)と1388.26(M+H+)と良く一致し、化合物(A3)から化合物(D5)が製造できることを示す。As a result of fractionating peak portions corresponding to the compound (A3) and the compound (D5) and performing mass spectrometry, measurement of 1191 (M + H + ) in the compound (A3) and 1388 (M + H + ) in the compound (D5) The result was obtained. These agree well with the theoretical mass values of 1191.22 (M + H + ) and 1388.26 (M + H + ), which are the theoretical mass values of compound (A3) and compound (D5), indicating that compound (D5) can be produced from compound (A3).

図2に示すグラフ(1)、(2)、(3)はそれぞれ20℃、37℃、56℃の温度で反応を行ったときの反応時間と産物の化合物(D5)の収率を示している。グラフ(2)の37℃の反応温度のとき収率が良い。また2時間程度の反応により最大の収率が得られている。   Graphs (1), (2), and (3) shown in FIG. 2 show the reaction time and the yield of the product compound (D5) when the reaction was performed at 20 ° C., 37 ° C., and 56 ° C., respectively. Yes. The yield is good at the reaction temperature of 37 ° C. in the graph (2). The maximum yield is obtained by the reaction for about 2 hours.

原料であるスキーム10中の化合物(A3)の濃度を変えて反応収率を測定した。結果を図3に示す。   The reaction yield was measured by changing the concentration of the compound (A3) in Scheme 10 as a raw material. The results are shown in Figure 3.

反応温度を37℃に固定し、原料であるスキーム3中の化合物(1)の濃度を0.023、0.045、0.182、0.455mMとした反応収率をそれぞれグラフ(1)、(2)、(3)、(4)に示す。反応は原料が高濃度であると速くなるが、0.2mM付近で変化がなくなる。好ましい原料濃度は0.2mMであるが、0.1mM程度であっても反応時間を延長することで同程度の収率が得られると考えられる。   The reaction temperature was fixed at 37 ° C., and the reaction yields when the concentration of the compound (1) in Scheme 3 as the raw material was 0.023, 0.045, 0.182, 0.455 mM were shown in graphs (1), (2), (3), respectively. (4). The reaction is faster when the raw material is at a high concentration, but there is no change around 0.2 mM. Although the preferable raw material concentration is 0.2 mM, it is considered that a similar yield can be obtained by extending the reaction time even if it is about 0.1 mM.

実施例2
Example 2

5'末端をチオリン酸化した21merのRNA(A2)と式(1)で表されるフェニルジアジリン化合物を、それぞれ最終濃度が0.025mMと20mMになるように、ジチルスルオキシド中に調製した。さらに最終濃度が20mMになるようにジイソプロピルエチルアミンを混合し、37℃で2時間静置した。反応後の試料を高速液体クロマトグラフィーで解析した。結果を図4に示す。 A 21-mer RNA (A2) thiophosphorylated at the 5 ′ end and a phenyldiazirine compound represented by formula (1) were prepared in dityl sulfoxide so that the final concentrations were 0.025 mM and 20 mM, respectively. Further, diisopropylethylamine was mixed so that the final concentration was 20 mM, and the mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 2 hours. The sample after the reaction was analyzed by high performance liquid chromatography. The results are shown in FIG.

図4に示すチャート(1)は、原料である(A2)の高速液体クロマトグラフィーによる解析結果である。チャート内の(a)にあたるピークが、原料の5'末端をチオリン酸化した21merのRNA(A2)を示す。上記チャート(2)は産物である(D4)を同様に解析したものである。チャート内の(b)のピークが新たに出現したピークで、質量分析の結果、(D4)であることを確認した。   The chart (1) shown in FIG. 4 is an analysis result by high performance liquid chromatography of the raw material (A2). The peak corresponding to (a) in the chart represents 21-mer RNA (A2) obtained by thiophosphorylating the 5 ′ end of the raw material. The chart (2) is a similar analysis of the product (D4). It was confirmed that the peak (b) in the chart was a newly appearing peak and was (D4) as a result of mass spectrometry.

実施例 Example 3

本発明の方法で製造した光反応性DNAを利用して、そのDNA配列に結合するタンパク質を多数・同時に解析した例を示す。式(2a)で表される化合物の光反応基と5‘末端をビオチン化し、DNA配列中の核酸の1つをチオリン酸エステルにしたBiotin-TGTATGsCAAATAAGG(配列番号1)(A1)を、それぞれ最終濃度0.2mMと10mMになるようにジメチルスルオキシドに溶解した。最終濃度10mMになるようにジイソプロピルエチルアミンを混和し、式(D1)で表される産物を合成した。高速液体クロマトグラフィーで目的の産物を精製し、質量分析で産物を確認した。尚、化合物A1は、以下の文献に記載の公知の方法により合成した。Zon, G.; Geiser, T.G.(1991) Phosphorothioate oligonucleotides:chemistry, purification, analysis, scale-up and futuredirections.Anticancer Drug Des. 6:539-568. およびCaruthers, M.H.; Beaton,G.; Wu, J.V.; Wiesler, W.(1992) Chemical synthesis ofdeoxyoligonucleotides and deoxyoligonucleotide analogs. Methods Enzymol.211:3-20.   An example will be shown in which a photoreactive DNA produced by the method of the present invention is used to simultaneously analyze a large number of proteins that bind to the DNA sequence. Biotin-TGTATGsCAAATAAGG (SEQ ID NO: 1) (A1) in which the photoreactive group and 5 ′ end of the compound represented by the formula (2a) are biotinylated and one of the nucleic acids in the DNA sequence is a thiophosphate ester, It was dissolved in dimethyl sulfoxide to a concentration of 0.2 mM and 10 mM. Diisopropylethylamine was mixed to a final concentration of 10 mM to synthesize a product represented by the formula (D1). The target product was purified by high performance liquid chromatography, and the product was confirmed by mass spectrometry. Compound A1 was synthesized by a known method described in the following literature. Zon, G .; Geiser, TG (1991) Phosphorothioate oligonucleotides: chemistry, purification, analysis, scale-up and futuredirections.Anticancer Drug Des. 6: 539-568. And Caruthers, MH; Beaton, G .; Wu, JV; Wiesler, W. (1992) Chemical synthesis of deoxyoligonucleotides and deoxyoligonucleotide analogs.Methods Enzymol. 211: 3-20.

化学式(D1)で表される産物を0.1μg、HeLa細胞核抽出液25μgを、25mM HEPES-Na、50mM NaCl、5mM DTT、1mM EDTA、0.05% Triton X-100、10%グリセロール、 2μg poly(dI・dC)、100μg/mL BSAの混合溶液20μL中に溶解し、氷中で1時間静置した。結合阻害を行う場合は、阻害する競合DNAを10〜100倍モル量共存させた。   0.1 μg of the product represented by the chemical formula (D1), 25 μg of HeLa cell nuclear extract, 25 mM HEPES-Na, 50 mM NaCl, 5 mM DTT, 1 mM EDTA, 0.05% Triton X-100, 10% glycerol, 2 μg poly (dI · dC), dissolved in 20 μL of a mixed solution of 100 μg / mL BSA, and allowed to stand in ice for 1 hour. When binding inhibition was performed, 10 to 100-fold molar amount of the competitive DNA to be inhibited was allowed to coexist.

上記試料の入ったチューブを氷水の上に浮かせて、30W/m2の光量の360nmの光を氷上で1〜5分間照射した。照射後すぐに5μLの電気泳動用変性溶液を加えて室温で30分以上静置した。この操作の模式図を図5に示す。The tube containing the sample was floated on ice water and irradiated with 360 nm light of 30 W / m 2 on ice for 1 to 5 minutes. Immediately after the irradiation, 5 μL of electrophoresis denaturing solution was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes or more. A schematic diagram of this operation is shown in FIG.

共有結合で結ばれたDNAと結合タンパク質を含む試料を、変性電気泳動で分離した。このときの分離ゲルは10%ポリアクリルアミドで製作した。電気泳動後、ゲルのセパレートゲルを取り除き、分離ゲルを固定溶液中に浸し、セミドライ式ブロッティング装置で、ゲルからメンブレンへ転写した。メンブレンは室温で1時間、1.0% (w/v) カゼイン/PBS によるブロッキングを行い、その後、0.1% (v/v) Strept-avidin HRP/ PBS-T を加えて室温、30分間振盪した。メンブレンを数回洗浄した後、化学発光試薬でビオチンを検出した。   Samples containing covalently bound DNA and binding protein were separated by denaturing electrophoresis. The separation gel at this time was made of 10% polyacrylamide. After electrophoresis, the gel was removed, the separated gel was immersed in a fixing solution, and transferred from the gel to the membrane with a semi-dry blotting apparatus. The membrane was blocked with 1.0% (w / v) casein / PBS for 1 hour at room temperature, and then 0.1% (v / v) Strept-avidin HRP / PBS-T was added and shaken at room temperature for 30 minutes. After washing the membrane several times, biotin was detected with a chemiluminescent reagent.

ビオチンはもともと光反応性DNAに結合している。10%ポリアクリルアミドゲルを使用した電気泳動で光反応性DNA単体を解析した場合、その分子量が約5000程度と小さいためにゲル中から流れ出る。この電気泳動のゲル中に化学発光で検出されるビオチンは、タンパク質などの高分子の物質と複合体を形成した光反応性DNAであると考えられる。   Biotin is originally bound to photoreactive DNA. When a single photoreactive DNA is analyzed by electrophoresis using a 10% polyacrylamide gel, the molecular weight is as small as about 5000, so that it flows out of the gel. Biotin detected by chemiluminescence in this electrophoresis gel is considered to be photoreactive DNA that forms a complex with a high-molecular substance such as protein.

図6に示す解析例中のレーンについて説明する。レーン「M」は分子量マーカーを示し、ゲルの上から67000、45000、31000、20000の分子量に相当する。レーン「1」は核抽出液を加えず、光反応性DNAのみで実験を行ったコントロール実験である。レーン「2」は、上記のように核抽出液と光反応性DNAを加え、光照射を行った実験である。レーン「3」およびレーン「4」は、競合阻害DNAを用いた実験であり、レーン「3」は光反応性DNAと同等の配列をもつDNAを25倍モル量加えたものであり、レーン「4」はそのDNA配列の一部を変異させたDNAを25倍モル量加えたものである。   The lanes in the analysis example shown in FIG. 6 will be described. Lane “M” shows molecular weight markers, corresponding to molecular weights of 67000, 45000, 31000, 20000 from the top of the gel. Lane “1” is a control experiment in which no nuclear extract was added and the experiment was carried out using only photoreactive DNA. Lane “2” is an experiment in which the nuclear extract and photoreactive DNA were added and irradiated with light as described above. Lanes “3” and “4” are experiments using competitive inhibition DNA, and Lane “3” is a 25-fold molar amount of DNA having a sequence equivalent to photoreactive DNA. “4” is obtained by adding a 25-fold molar amount of DNA obtained by mutating a part of the DNA sequence.

レーン「1」とレーン「2」を比較すると、多数の結合タンパク質を同時に解析できたことが示される。レーン「3」と「4」の阻害実験により、これらの複合体形成がDNA配列に特異的であることが示される。   Comparison of lanes “1” and “2” shows that many binding proteins could be analyzed simultaneously. Inhibition experiments in lanes “3” and “4” indicate that these complex formations are specific to the DNA sequence.

実施例4
[切断法の実施例]
実施例3で示したスキームと同様の反応にて、AGsCTの4merのDNA断片にジアジリンを導入したものを試料として切断した実施例を示す。上記光反応性DNAを10μMになるように、50mMリン酸緩衝液を水酸化ナトリウムでpHを10.5に調製した溶液に溶かした。37℃で2時間静置した試料を、高速液体クロマトグラフィーで解析した。結果を図7に示す。
Example 4
[Example of cutting method]
An example in which a dimerin introduced into a 4-mer DNA fragment of AGsCT was cleaved as a sample by the same reaction as the scheme shown in Example 3 is shown. The photoreactive DNA was dissolved in a solution adjusted to pH 10.5 with sodium hydroxide so that the photoreactive DNA was 10 μM. Samples that were allowed to stand at 37 ° C. for 2 hours were analyzed by high performance liquid chromatography. The results are shown in FIG.

上のチャート(1)は、反応前の光反応性AGsCTを試料にして高速液体クロマトグラフィーで解析したもので、チャート内の(a)のピークがそれにあたる。チャート(2)は、上記方法で2時間反応した後の試料を解析したもので、(a)にあたるピークは消滅し、新たに(b)のピークが出現する。チャート(3)は、ジアジリンのついていないAGsCTを試料として解析したもので、(c)のピークがそれにあたる。(b)のピークと(c)のピークの保持時間がほぼ一致することから、(b)のピークはジアジリンが切断されたAGsCTであると予想される。この(b)ピークを分取し質量分析で解析した結果、ジアジリンのないAGsCTであることが示された。   The upper chart (1) is obtained by analyzing the photoreactive AGsCT before the reaction using a high performance liquid chromatography as a sample, and the peak (a) in the chart corresponds to it. Chart (2) is obtained by analyzing the sample after reacting for 2 hours by the above method. The peak corresponding to (a) disappears and the peak (b) newly appears. Chart (3) is obtained by analyzing AGsCT without diazirine as a sample, and the peak of (c) corresponds to it. Since the retention times of the peak of (b) and the peak of (c) are almost the same, the peak of (b) is expected to be AGsCT in which diazirine is cleaved. As a result of fractionating this (b) peak and analyzing it by mass spectrometry, it was shown that it was AGsCT without diazirine.

実施例5
[切断の実施例]
実施例3で示したスキームと同様の反応にて、5‘末端にビオチンをもつBiotin-TGTATGsCAAATAAGG(配列番号1)から光反応性DNAを製造した。以下に実施例の模式図を図8に示す。
Example 5
[Example of cutting]
Photoreactive DNA was produced from Biotin-TGTATGsCAAATAAGG (SEQ ID NO: 1) having biotin at the 5 ′ end in the same reaction as the scheme shown in Example 3. A schematic diagram of the example is shown in FIG.

光反応性DNAをポリプロピレン製のチューブ内に静置し(図8(1))、光照射によりチューブ表面に固定する(図8(2))。固定化していないDNAを洗浄で除去し(図8(3))、ストレプトアビジン−HRP酵素でビオチンの有無を化学発光により確認する(図8(4))。切断処理を図8(3)の操作のあとに行い、切断によりビオチン化DNAがチューブ表面から取り除かれているか確認した。   The photoreactive DNA is allowed to stand in a polypropylene tube (FIG. 8 (1)) and fixed to the tube surface by light irradiation (FIG. 8 (2)). Unimmobilized DNA is removed by washing (FIG. 8 (3)), and the presence or absence of biotin is confirmed by streptavidin-HRP enzyme by chemiluminescence (FIG. 8 (4)). A cutting process was performed after the operation shown in FIG. 8 (3), and it was confirmed whether biotinylated DNA was removed from the tube surface by cutting.

詳細な実験操作は以下のとおりである。
1.100 μM光反応性DNA (in water) 50μLをPCRチューブに入れて乾燥。
2.光反応(360 nm, 5min)によりチューブにDNAを固定。
3.1% Tween, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl 100μLで洗浄。(3回)
4.50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl 100μLで洗浄。(Tween除去)
5.切断条件でP-Sを切断
<条件1>50 mM phosphate buffer +NaOHでpH 10.5に調製した溶液100μLを加え、37℃で2時間おいておく。
<条件2>50 mM Acetate-Na buffer (pH 3.0) 100 mM NaCl 100μLを加え、37℃で一晩(約15時間)置いておく。
6.1% casein PBS 100μLを加え37℃で1時間置いておく。(ブロッキング)
7.0.1% Tween, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl 100μLで洗浄。(3回)
8.streptavidine-HRP in 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl 100μLを加え、37℃で1時 間置いておく。
9.0.1% Tween, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl 100μLで洗浄。
10.ECL測定。結果を図9に示す。
Detailed experimental procedures are as follows.
1. Dry 50 μL of 100 μM photoreactive DNA (in water) in a PCR tube.
2. Fix DNA to the tube by photoreaction (360 nm, 5 min).
Wash with 100% 3.1% Tween, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl. (3 times)
Wash with 100 μL of 4.50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl. (Tween removal)
5. Cut PS under cutting conditions <Condition 1> Add 100 μL of a solution adjusted to pH 10.5 with 50 mM phosphate buffer + NaOH, and leave at 37 ° C. for 2 hours.
<Condition 2> Add 100 μL of 50 mM Acetate-Na buffer (pH 3.0) 100 mM NaCl and leave at 37 ° C. overnight (about 15 hours).
Add 100 μL of 6.1% casein PBS and leave at 37 ° C for 1 hour. (blocking)
7. Wash with 100 μL of 0.1% Tween, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl. (3 times)
8. Add streptavidine-HRP in 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 μL of 300 mM NaCl, and leave at 37 ° C for 1 hour.
9. Wash with 100 μL of 0.1% Tween, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 300 mM NaCl.
10. ECL measurement. The results are shown in FIG.

図9の化学発光検出例の1は、切断処理を行わないものであり、チューブ表面にビオチン化DNAが固定化していることを示す。検出例2は光反応を行わず固定化処理をしていないものである。検出例3は切断処理をした例で、50mMリン酸緩衝液を水酸化ナトリウムでpHを10.5に調製した溶液中に一晩静置したものである。切断処理によりチューブ表面からビオチン化DNAが取り除かれたことを示す。   One of the chemiluminescence detection examples in FIG. 9 is one in which no cleavage treatment is performed, and shows that biotinylated DNA is immobilized on the tube surface. In the detection example 2, no photoreaction is performed and no immobilization treatment is performed. Detection Example 3 is an example of cleavage treatment, which was left overnight in a solution of 50 mM phosphate buffer adjusted to pH 10.5 with sodium hydroxide. This shows that biotinylated DNA has been removed from the tube surface by the cutting treatment.

実施例6
[結合タンパク質の分離実施例]
光反応性DNAを利用して、そのDNA配列に結合するタンパク質を分離した例を示す。実施例3と同様のスキームにて、5’末端をビオチン化したBiotin-TGTATGsCAAATAAGG(配列番号1)から光反応性DNAを合成し、高速液体クロマトグラフィーで目的の産物を精製した。光反応性DNAを10μMと、このDNA配列に結合するタンパク質7.8μgとを、25mM HEPES-Na、50mM NaCl、5mM DTT、1mM EDTA、0.05% Triton X-100、10%グリセロール、 2μg poly(dI・dC)、100μg/mL BSAの混合溶液20μL中に溶解し、氷中で1時間静置した。
Example 6
[Example of separation of binding protein]
An example in which a protein that binds to the DNA sequence is separated using photoreactive DNA will be described. In the same scheme as in Example 3, photoreactive DNA was synthesized from Biotin-TGTATGsCAAATAAGG (SEQ ID NO: 1) in which the 5 ′ end was biotinylated, and the target product was purified by high performance liquid chromatography. 10 μM of photoreactive DNA and 7.8 μg of protein that binds to this DNA sequence were combined with 25 mM HEPES-Na, 50 mM NaCl, 5 mM DTT, 1 mM EDTA, 0.05% Triton X-100, 10% glycerol, 2 μg poly (dI · dC), dissolved in 20 μL of a mixed solution of 100 μg / mL BSA, and allowed to stand in ice for 1 hour.

上記試料の入ったチューブを氷水の上に浮かせて、30W/m2の光量の360nmの光を氷上で5分間照射した。照射後すぐに最終濃度1%になるように界面活性剤を加えた。アビジンが結合したビーズを加え、1時間攪拌した。洗浄後、50mMリン酸緩衝液を水酸化ナトリウムでpHを10.5に調製した溶液中で切断反応を行った。上清を回収し、電気泳動で分離し、銀染色でタンパク質を染色した。結果を図10に示す。The tube containing the sample was floated on ice water and irradiated with light of 360 nm with a light amount of 30 W / m 2 on ice for 5 minutes. A surfactant was added to a final concentration of 1% immediately after irradiation. Avidin-bound beads were added and stirred for 1 hour. After washing, the cleavage reaction was carried out in a solution of 50 mM phosphate buffer adjusted to pH 10.5 with sodium hydroxide. The supernatant was collected, separated by electrophoresis, and the protein was stained with silver stain. The results are shown in FIG.

図10の電気泳動図中のレーンについて説明する。レーン「M」は分子量マーカーを示し、ゲルの上から97000、67000、45000、31000、20000の分子量に相当する。レーン「1」は上記のように切断反応を行った上清を試料とし、レーン「2」はPOUタンパク質を加えず切断反応を行った上静を試料とし、レーン「3」はPOUタンパク質を試料とした。レーン「3」より、電気泳動図中の「A」と「B」がPOUタンパク質のバンドと考えられる。この2つバンドは、レーン「1」でも見られる。POUタンパク質とDNAとの間で切断がおこり、光反応で捉えられたタンパク質が回収できたことを示す。   The lanes in the electropherogram of FIG. 10 will be described. Lane “M” shows molecular weight markers, corresponding to molecular weights of 97000, 67000, 45000, 31000, 20000 from the top of the gel. Lane “1” uses the supernatant that has been cleaved as described above as a sample, lane “2” uses the sample that has been cleaved without adding POU protein as a sample, and lane “3” uses POU protein as a sample. It was. From lane “3”, “A” and “B” in the electropherogram are considered to be POU protein bands. These two bands can also be seen in lane “1”. It shows that cleavage occurred between the POU protein and DNA, and the protein captured by the photoreaction could be recovered.

実施例7
[GTP-γ-S, ADP-β-Sへのジアジリンの導入]
Example 7
[Introduction of diazirine into GTP-γ-S, ADP-β-S]

以下に示したGTP-γ-SおよびADP-β-Sのホスホロチオエートにジアジリンを導入した。
Diazirine was introduced into the phosphorothioates of GTP-γ-S and ADP-β-S shown below.

<操作>
・光反応性GTP-γ-Sの作成
サンプルを終濃度が1 mM GTP-γ-S, 100 mM リン酸バッファー(pH 7.0), 50 mM 4-[3H-[3-trifluoromethyl]diazine-3-yl]benzyl maleimideとなるように調製し、37℃で20時間置いておく。反応後、HPLCにより分析、単離を行いMASSにより分子量を測定した。
<Operation>
-Preparation of photoreactive GTP-γ-S The final concentration of the sample is 1 mM GTP-γ-S, 100 mM phosphate buffer (pH 7.0), 50 mM 4- [3H- [3-trifluoromethyl] diazine-3- Prepare yl] benzyl maleimide and leave at 37 ° C for 20 hours. After the reaction, analysis and isolation were performed by HPLC, and molecular weight was measured by MASS.

・光反応性ADP-β-Sの作成
サンプルを終濃度が1 mM ADP-β-S, 100 mM リン酸バッファー (pH 7.0), 50 mM 4-[3H-[3-trifluoromethyl]diazine-3-yl]benzyl maleimideとなるように調製し、37℃で18時間置いた。反応後、HPLCにより分析、単離を行いMASSにより分子量を測定した。結果を図11に示す。
-Preparation of photoreactive ADP-β-S The final concentration of the sample is 1 mM ADP-β-S, 100 mM phosphate buffer (pH 7.0), 50 mM 4- [3H- [3-trifluoromethyl] diazine-3- yl] benzyl maleimide was prepared and placed at 37 ° C. for 18 hours. After the reaction, analysis and isolation were performed by HPLC, and molecular weight was measured by MASS. The results are shown in FIG.

HPLCの結果より、ジアジリン導入反応で、GTPγ-Sでは14.2 min、ADP-β-Sでは14.0 minに新たな生成物ピークが確認された。このピークを分取し、MASSにより分子量の測定を行った。 From the HPLC results, a new product peak was confirmed at 14.2 min for GTPγ-S and 14.0 min for ADP-β-S in the diazirine introduction reaction. This peak was collected and the molecular weight was measured by MASS.

分子量測定の結果より、GTP-γ-SおよびADP-β-Sへのジアジリンの導入が確認できた。各収率はGTP-γ-Sが94.1 %、ADP-β-Sが87 %であった。上記GTP-γ-SおよびADP-β-Sへのジアジリンの導入と同様に、各種ホスホロチオエートへの光反応基の導入が可能である。   The results of molecular weight measurement confirmed the introduction of diazirine into GTP-γ-S and ADP-β-S. Each yield was 94.1% for GTP-γ-S and 87% for ADP-β-S. Similar to the introduction of diazirine into GTP-γ-S and ADP-β-S, photoreactive groups can be introduced into various phosphorothioates.

実施例8
光反応性GTPとH-Rasの光アフィニティーラベル
Example 8
Photoaffinity label of photoreactive GTP and H-Ras

40 ng H-Ras、10 mM ジアジリン-GTP、10 mM MgCl2、50 mM Tris-HCl (pH 7.4)を含むサンプル1 mLを調製し氷上で30分インキュベートした。その後、氷上で360 nm のUV(15w x 2)を10分間照射した*。サンプルに1 mM N-エチルマレイミド(NEM) 、1 mM tri-n-ブチルホスフィン、0.5 M リン酸バッファー (pH 7.0) 、10 % エタノール組成の水溶液を40 mL加え、アルゴン下20℃で20時間インキュベートした。反応後のサンプルをSephadex G25カラムでNEMを除去し、0.03 % アンモニア水溶液で37℃2時間インキュベートすることで、光反応性GTP中のP-S間を加水分解により切断した。 反応後、窒素通気によりアンモニアを取り除き、1 mM ビオチンマレイミド0.5 M リン酸バッファー (pH 7.0) 、10 % エタノール組成の水溶液を40 mL加え、アルゴン下20℃で20時間インキュベートした。反応後のサンプルをSephadex G25カラムでビオチンマレイミドを除去し、凍結乾燥させた。サンプルをSDS-PAGE (13 % ポリアクリルアミドゲル) を行い、PVDF膜にエレクトロブロッティング後ストレプトアビジン-HRP パーオキシダーゼによる化学発光により検出を行った。結果を図12に示す。また反応のスキームを以下に示す。1 mL of a sample containing 40 ng H-Ras, 10 mM diazirine-GTP, 10 mM MgCl 2 and 50 mM Tris-HCl (pH 7.4) was prepared and incubated on ice for 30 minutes. Subsequently, 360 nm UV (15 w x 2) was irradiated on ice for 10 minutes *. Add 40 mL of 1 mM N-ethylmaleimide (NEM), 1 mM tri-n-butylphosphine, 0.5 M phosphate buffer (pH 7.0), 10% ethanol composition to the sample, and incubate at 20 ° C under argon for 20 hours did. NEM was removed from the sample after the reaction using a Sephadex G25 column, and the PS in the photoreactive GTP was cleaved by hydrolysis by incubating with a 0.03% aqueous ammonia solution at 37 ° C. for 2 hours. After the reaction, ammonia was removed by aeration of nitrogen, 40 mL of 1 mM biotinmaleimide 0.5 M phosphate buffer (pH 7.0) and 10% ethanol composition was added, and the mixture was incubated at 20 ° C. for 20 hours under argon. After the reaction, biotinmaleimide was removed from the sample using a Sephadex G25 column and lyophilized. Samples were subjected to SDS-PAGE (13% polyacrylamide gel), electroblotted onto a PVDF membrane, and then detected by chemiluminescence using streptavidin-HRP peroxidase. The results are shown in FIG. The reaction scheme is shown below.

実施例9
GTPタグを利用した光ラベルRasの単離検出
40 ng H-Ras、10 mM ジアジリン-GTP、10 mM MgCl2、50 mM Tris-HCl (pH 7.4)を含むサンプル1 mLを調製し氷上で30分インキュベートした†。その後、氷上で360 nm のUV(15w x 2)を10分間照射した*。光反応後、1 mM ビオチン-Oスクシンイミド、50 mM Tris-HCl (pH 7.4)、 10 % アセトニトリル組成の水溶液を40 mL加え、37℃で2時間反応させた。その後、10 % SDSを4 mL加え 95°C で5分間熱することでタンパク質を変性させた。その後、等量(45mL)の0.2 M酢酸水溶液を加え、 Fe3+-IMAC カラム(50mL分)に乗せた$。0.1 M 酢酸水溶液1 mL、0.1 %酢酸・60 %アセトニトリル水溶液で洗浄した後、0.1 M アンモニア水溶液500 mL で溶出し溶出液を凍結乾燥した。そのサンプルを10 mL 水に溶解し、全量をSDS-PAGE(13 % ポリアクリルアミドゲル)を行い、PVDF膜にエレクトロブロッティング後ストレプトアビジン-HRP パーオキシダーゼによる化学発光により検出を行った。結果を図13に示す。また反応のスキームを図14に示す。
Example 9
Isolation and detection of optical label Ras using GTP tag
1 mL of a sample containing 40 ng H-Ras, 10 mM diazirine-GTP, 10 mM MgCl 2 , 50 mM Tris-HCl (pH 7.4) was prepared and incubated on ice for 30 minutes †. Subsequently, 360 nm UV (15 w x 2) was irradiated on ice for 10 minutes *. After the photoreaction, 40 mL of an aqueous solution containing 1 mM biotin-O succinimide, 50 mM Tris-HCl (pH 7.4) and 10% acetonitrile was added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. Thereafter, 4 mL of 10% SDS was added and the protein was denatured by heating at 95 ° C for 5 minutes. Then added 0.2 M aqueous acetic acid solution an equal volume (45 mL), was placed on Fe 3+ -IMAC column (50mL min) $. After washing with 1 mL of 0.1 M acetic acid aqueous solution and 0.1% acetic acid / 60% acetonitrile aqueous solution, the eluate was lyophilized by elution with 500 mL of 0.1 M ammonia aqueous solution. The sample was dissolved in 10 mL water, and the entire amount was subjected to SDS-PAGE (13% polyacrylamide gel). After electroblotting on a PVDF membrane, detection was performed by chemiluminescence using streptavidin-HRP peroxidase. The results are shown in FIG. The reaction scheme is shown in FIG.

†結果3〜5はこの時点で阻害のためにGTPを加えた。
*結果2はこの光照射を行っていない。
$ Fe3+-IMACは、リン酸基とキレートを示す。今回の場合、光ラベルされてタンパク質にGTPが結合したものだけがカラムとキレート結合する。
† Results 3-5 added GTP for inhibition at this point.
* Result 2 does not perform this light irradiation.
$ Fe 3+ -IMAC shows a phosphate group and a chelate. In this case, only the photolabeled GTP bound to the protein will chelate with the column.

本発明は、核酸およびタンパク質が関連する広範な分野において有用である。   The present invention is useful in a wide range of fields involving nucleic acids and proteins.

高速液体クロマトグラフィーでの解析例を示す。An example of analysis by high performance liquid chromatography is shown. 反応時間と収率の関係を示す。The relationship between reaction time and yield is shown. 反応濃度と収率の関係を示す。The relationship between reaction concentration and yield is shown. 高速液体クロマトグラフィーでの解析例を示す。An example of analysis by high performance liquid chromatography is shown. 共有結合で結ばれたDNAと結合タンパク質が形成される模式図。Schematic diagram in which a covalently bound DNA and a binding protein are formed. 化学発光で検出した複合体解析の例を示す。An example of complex analysis detected by chemiluminescence is shown. 高速液体クロマトグラフィーによる解析例を示す。An example of analysis by high performance liquid chromatography is shown. 実施例6の模式図。FIG. 6 is a schematic diagram of Example 6. 化学発光検出例を示す。An example of chemiluminescence detection is shown. 回収した上清の電気泳動像。Electrophoresis image of the collected supernatant. HPLCによるGTP-γ-Sへのジアジリンの導入反応の分析。Analysis of introduction reaction of diazirine into GTP-γ-S by HPLC. HPLCによるADP-β-Sへのジアジリンの導入反応の分析。Analysis of introduction reaction of diazirine into ADP-β-S by HPLC. 実施例8における光プローブ特異的なビオチン付加による光ラベルRasの化学発光検出結果。1:光ラベル有 2:光ラベル無(操作の*の光照射を行っていない)The chemiluminescence detection result of the optical label Ras by optical probe specific biotin addition in Example 8. 1: With optical label 2: Without optical label (no operation * light irradiation) 実施例9におけるGTP-tagを利用した光ラベルしたRasの単離・検出結果。1:光ラベル有 2:光ラベル無 3:等量GTPによる阻害 4:10等量GTPによる阻害 5:100等量GTPによる阻害FIG. 6 shows the results of isolation and detection of optically labeled Ras using GTP-tag in Example 9. FIG. 1: With optical label 2: Without optical label 3: Inhibition by equivalent GTP 4: Inhibition by 10 equivalent GTP 5: Inhibition by 100 equivalent GTP 実施例9における反応のスキーム。The reaction scheme in Example 9.

Claims (13)

一般式 ( ) で示される化合物である核酸誘導体とチオリン酸基のチオール基と反応性の基を有するフェニルジアジリン化合物とを反応させることを含み、
前記フェニルジアジリン化合物が一般式(C)で示される化合物であり、
フェニルジアジリン付加核酸誘導体が一般式 ( ) で示される化合物である、フェニルジアジリン付加核酸誘導体の製造方法。
一般式(C)中、R5
6は、ハロゲン原子であり
7は、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基であり
8は、Hであり
nは1〜6の整数である。
一般式 ( ) 中、xおよびyは、独立に0〜100の整数であり、Nは以下の一般式(B)で示される基である。
一般式(B)中、R 1 はOH基または隣接するヌクレオチドであり、R 2 は水素またはOH 基であり、R 3 はOH基または隣接するヌクレオチドであり、Bはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン、5−メチルシトシン、 N6 −メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、およびイノシンから成る群から選ばれる塩基であり、XはS(硫黄)またはO(酸素)である。
一般式(D)中、xおよびy、並びにNは、一般式(A)における定義と同じであり、R4は、
であり、nは1〜6の整数である。
Comprises reacting a phenyldiazirine compound having a thiol group of the nucleic acid derived body and thiophosphate group is a compound represented by the general formula (A) The reactive groups,
Ri compounds der said phenyldiazirine compound represented by the general formula (C), and
A method for producing a phenyldiazirine-added nucleic acid derivative, wherein the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative is a compound represented by the general formula ( D ) .
In general formula (C), R 5 is
R 6 is a halogen atom ;
R 7 is an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms,
R 8 is H ;
n is an integer of 1-6.
In the general formula ( A ) , x and y are each independently an integer of 0 to 100, and N is a group represented by the following general formula (B).
In general formula (B), R 1 is an OH group or an adjacent nucleotide, R 2 is a hydrogen or OH group, R 3 is an OH group or an adjacent nucleotide, and B is adenine, guanine, cytosine, uracil. , Thymine, 5-methylcytosine, N6 -methyladenine, 5-hydroxymethylcytosine, and inosine, and X is S (sulfur) or O (oxygen).
In general formula (D), x and y and N are the same as defined in general formula (A), and R 4 is
And n is an integer of 1-6.
前記一般式 ( ) で示されるフェニルジアジリン化合物が、下記式(1)〜()で表される化合物である請求項1に記載の方法。
The method according to claim 1, wherein the phenyldiazirine compound represented by the general formula ( C ) is a compound represented by the following formulas (1) to ( 3 ).
核酸誘導体および/またはフェニルジアジリン付加核酸誘導体が標識を有するものである請求項1〜のいずれか1項に記載の製造方法。The process according to any one of claims 1-2 as nucleic acid derivatives and / or phenyldiazirine additional nucleic acid derivatives are those having a label. 標識が、ビオチン、放射性同位体、または蛍光物質である請求項に記載の製造方法。Label, biotin method according to claim 3 radioisotope, or is a fluorescent substance. 一般式(D)で示されるフェニルジアジリン付加核酸誘導体。
一般式(D)中、R4は、
であり、nは1〜6の整数であり、xおよびyは、独立に0〜100の整数であり、Nは以下の一般式(B)で示される基である。
一般式(B)中、R1はOH基または隣接するヌクレオチドであり、R2は水素またはOH基であり、R3はOH基または隣接するヌクレオチドであり、Bはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン、5−メチルシトシン、 N6 −メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、およびイノシンから成る群から選ばれる塩基であり、XはS(硫黄)またはO(酸素)である。
A phenyldiazirine-added nucleic acid derivative represented by the general formula (D).
In general formula (D), R 4 is
N is an integer of 1 to 6, x and y are independently an integer of 0 to 100, and N is a group represented by the following general formula (B).
In general formula (B), R 1 is an OH group or an adjacent nucleotide, R 2 is a hydrogen or OH group, R 3 is an OH group or an adjacent nucleotide, and B is adenine, guanine, cytosine, uracil. , thymine, 5-methylcytosine, N6 - methyl adenine, 5-hydroxymethyl cytosine, and salts group Ru is selected from the group consisting of inosine, X is S (sulfur) or O (oxygen).
フェニルジアジリン付加核酸誘導体が標識を有する請求項に記載の誘導体。The derivative according to claim 5 , wherein the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative has a label. 標識が、ビオチン、放射性同位体、または蛍光物質である請求項に記載の誘導体。Label, derivative according to claim 6 biotin, radioisotope, or is a fluorescent substance. 下記一般式(E)または(F)で示されるヌクレオチド誘導体と、一般式(E)または(F)で示される化合物中のチオール基と反応性の基を有するフェニルジアジリン化合物とを反応させることを含み、前記フェニルジアジリン化合物が一般式(C)で示される化合物である、フェニルジアジリン付加ヌクレオチド誘導体の製造方法。
一般式(E)中、Rはアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミン、5−メチルシトシン、 N6 −メチルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、およびイノシンから成る群から選ばれる塩基であり、nは、0、1または2であり、一般式(F)中、R1およびR2は、独立にニコチンアミドアデニンヌクレオチドおよびそのリン酸化物、並びにフラビンモノヌクレオチド、糖リン酸、糖ヌクレオチド、補酵素A、およびリン脂質から成る群から選ばれる。
一般式(C)中、R5
6は、ハロゲン原子であり、
7は、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基であり、
8は、Hであり、
nは1〜6の整数である。
Reacting a nucleotide derivative represented by the following general formula (E) or (F) with a phenyldiazirine compound having a reactive group with a thiol group in the compound represented by the general formula (E) or (F) And the phenyldiazirine compound is a compound represented by the general formula (C).
In the general formula (E), R is adenine, guanine, cytosine, uracil, thymine, 5-methylcytosine, N6 - methyl adenine, 5-hydroxymethyl cytosine, and salts group Ru is selected from the group consisting of inosine, n Is 0, 1 or 2, and in general formula (F), R 1 and R 2 are independently nicotinamide adenine nucleotide and its phosphate, and flavin mononucleotide, sugar phosphate, sugar nucleotide, coenzyme A, and selected from the group consisting of phospholipids.
In general formula (C), R 5 is
R 6 is a halogen atom;
R 7 is an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms ,
R 8 is H;
n is an integer of 1-6.
前記一般式(C)で示されるフェニルジアジリン化合物が、下記式(1)〜()で表される化合物である請求項に記載の方法。
The method according to claim 8 , wherein the phenyldiazirine compound represented by the general formula (C) is a compound represented by the following formulas (1) to ( 3 ).
請求項1〜のいずれか1項に記載の方法で製造したフェニルジアジリン付加核酸誘導体、請求項5〜7のいずれか1項に記載のフェニルジアジリン付加核酸誘導体、または請求項8〜9のいずれか1項に記載の方法で製造したヌクレオチド誘導体と、被検体であるタンパク質とを相互作用し得る条件下で混合し、
得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させて、前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体とタンパク質との結合体を形成し、次いで
得られた結合体を電気泳動に付すことを含む、
電気的移動度シフトアッセイによるタンパク質の分析方法。
The phenyldiazirine-added nucleic acid derivative produced by the method according to any one of claims 1 to 4, the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative according to any one of claims 5 to 7 , or the claims 8 to 9 The nucleotide derivative produced by the method according to any one of the above and a protein to be analyzed are mixed under conditions that allow interaction,
The obtained mixture is irradiated with light to react the diazirine group contained in the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein, and to combine the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein. Forming and then subjecting the resulting conjugate to electrophoresis,
Protein analysis method by electrical mobility shift assay.
電気泳動を変性条件下で行う請求項10に記載の方法。The method according to claim 10 , wherein the electrophoresis is performed under denaturing conditions. 請求項1〜のいずれか1項に記載の方法で製造したフェニルジアジリン付加核酸誘導体、請求項5〜7のいずれか1項に記載のフェニルジアジリン付加核酸誘導体、または請求項8〜9のいずれか1項に記載の方法で製造したヌクレオチド誘導体と、被検体であるタンパク質とを相互作用し得る条件下で混合し、
得られた混合物に光を照射して、フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体に含まれるジアジリン基とタンパク質とを反応させて、前記フェニルジアジリン付加核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体とタンパク質との結合体を形成し、
得られた結合体を電気泳動に付し、
前記結合体を分離し、次いで
分離した結合体をアルカリ溶液で処理して結合体を解離させ、
解離したタンパク質および/または核酸誘導体またはヌクレオチド誘導体を回収する
ことを含む、
タンパク質の調製方法。
The phenyldiazirine-added nucleic acid derivative produced by the method according to any one of claims 1 to 4, the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative according to any one of claims 5 to 7 , or the claims 8 to 9 The nucleotide derivative produced by the method according to any one of the above and a protein to be analyzed are mixed under conditions that allow interaction,
The obtained mixture is irradiated with light to react the diazirine group contained in the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein, and to combine the phenyldiazirine-added nucleic acid derivative or nucleotide derivative with the protein. Forming,
The resulting conjugate is subjected to electrophoresis,
Separating the conjugate, and then treating the separated conjugate with an alkaline solution to dissociate the conjugate;
Recovering the dissociated protein and / or nucleic acid derivative or nucleotide derivative,
Protein preparation method.
前記電気泳動を変性条件下で行う請求項12に記載の方法。The method according to claim 12 , wherein the electrophoresis is performed under denaturing conditions.
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