JP4750187B2 - リガンド結合用多量体型捕捉剤の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、二量体型、またはより高次である多量体型捕捉剤を表面に作製する新規な方法、その新規な方法により製造される捕捉剤、およびその捕捉剤のアレイに関する。
ペプチドなどの分子のコンビナトリアル生成(combinatorial production)は周知の技術である。この技術は強力なツールを提供し、ハイスループットスクリーニングなどの技術に用いることができる分子の巨大ライブラリーの作製を可能にしている。このような技術の例、およびこれらを関心のある分子の同定に利用している例は、例えば、J.Org.Chem.,63,8969,(1998)に開示されている。この文献においては、3merの1,000ペプチドライブラリーを、ダンシル「ピンセット」(dansyl ‘tweezer’)分子と水中で反応させている。ライブラリー中の3%が、「ピンセット」と結合している。J.Comb.Chem.,5,794,(2003)には、スプリットおよび混合合成のための、三脚シクロトリベラトリレン骨格(tripodal cyclotriveratrylene scaffold)が記載されており、〜2,000の構成を含むライブラリーが記載されている。
本発明の目的は、必要とされる多様性を有する分子のライブラリーを、高速かつ安価に作製する方法を提供することである。
(a)上記第1単量体ユニッにある反応基と第2単量体ユニットにある反応基とが反応して多量体型捕捉剤を形成するように、上記第1単量体ユニットと上記第2単量体ユニットとを反応させる工程、
(b)上記付着部分を介して、上記第1単量体ユニットを担体上に固定化する工程、
工程(a)は、工程(b)よりも前に、または工程(b)と同時に、または工程(b)の後におこなわれることを特徴とする作製方法が提供される。
(Phe−Gly)n−Phe−Cys−Phe−X−Phe−Y−Phe−Z−Phe−Gly−Phe
ここでX、YおよびZはリガンド結合残基であり、Cysは二量体形成に用いられる求核チオールを提供する。
CysS(N)P−X’−Phe−Y’−Phe−Z’−Phe
ここで、X’、Y’およびZ’はリガンド結合残基であり、CysS(N)Pは二量体形成に用いられる活性化チオール(最も好ましくは、チオニトロピリジル基またはチオピリジル基のいずれかで活性化されているチオール)である。
ここで使用される用語「スペーサーアミノ酸」は、側鎖がリガンド結合に関与しないアミノ酸であって、アミノ酸、合成アミノ酸、アミノ酸類似物またはアミノ酸模倣物を意図する。
図1は、本発明に係る捕捉剤の生成方法の概略を示す図である。
有機溶媒層中または疎水性表面上におけるペプチドのセルフアセンブリを実証するために、以下の一連のペプチドを合成した。ペプチドのセルフアセンブリは、上記有機溶媒層または疎水性表面に接触する水溶性溶媒中において、エントロピー効果により引き起こされる。
ポリプロピレン疎水性表面上に付着させたペプチド2DOS−2(上記参照)のpH耐性を調べた。
ポリプロピレン疎水性表面上に付着したペプチド2DOS−2(上記参照)の時間依存持続性を、水性バッファーの存在下で、以下に示すように調べた。
異なる形状のポリプロピレンウェル上における、ペプチド2DOS−1〜2DOS−16(上記参照)の保持を調べた。
ポリプロピレンおよびポリスチレン表面におけるペプチド2DOS−1〜2DOS−16(上記参照)の保持を比較した。
7つのフェニルアラニン残基からなる「表面結合面」を有する4つのペプチドを合成した。これらのペプチドはまた、帯電残基および非帯電残基からなる中央領域と、末端から2番目の可変残基とを有している。末端から2番目の可変残基は、アラニン、セリン、システイン、またはニトロピリジルチオ活性化システイン残基である。
本実施例では、Piezorray(PerkinElmer LAS)非接触ディスペンサーを用いて、平面プラスチック表面上においてペプチド二量体を形成した。Piezorray(PerkinElmer LAS)は、高密度アレイに、ナノリットル量をピペットで移すように厳密に設計されている。液量を、圧電性電動チップにより制御した。Piezorrayシステムは、ソースプレートホルダー、超音波ウォッシュボウル、コンピュータおよびモニタならびにシステム液体ボトルを含む。
本実施例では、ペプチドL1−P1−1〜L1−P1−16、およびペプチドL1−P2−1〜L1−P2−16を含む二量体の、20個の256成分マイクロアレイ(256-element microarrays)を、同時に作製した。
TCEP=トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(tris (2-carboxyethyl) phosphine)
P1ペプチドの配列:
P1-5 TAMRA-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Ser-Phe-Ala-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P1-1 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-DAB-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P1-2 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-DAB-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P1-3 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-DAB-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P1-4 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-DAB-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P1-5 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Hse-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P1-6 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Hse-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P1-7 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Hse-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P1-8 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Hse-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P1-9 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Abu-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P1-10 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Abu-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P1-11 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Abu-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P1-12 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Abu-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P1-13 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Asp-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P1-14 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Asp-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P1-15 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Asp-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P1-16 Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Gly-Phe-Cys-Phe-Asp-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
サンプルを乾燥させた後、Piezorrayシステム(PerkinElmer LAS)を用いて、表26に示すように、0.72mm間隔にて、90%(v/v)DMSO、1mM tris−HCl(pH8.0)中のL1−P2ペプチドの18×12nl等分を、ポリプロピレンスライドの横列に沿って配列した。
L1-P2-1 CysSTP-DAB-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P2-2 CysSTP-DAB-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P2-3 CysSTP-DAB-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P2-4 CysSTP-DAB-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P2-5 CysSTP-Hse-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P2-6 CysSTP-Hse-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P2-7 CysSTP-Hse-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P2-8 CysSTP-Hse-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P2-9 CysSTP-Abu-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P2-10 CysSTP-Abu-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P2-11 CysSTP-Abu-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P2-12 CysSTP-Abu-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P2-13 CysSTP-Asp-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P2-14 CysSTP-Asp-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P2-15 CysSTP-Asp-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P2-16 CysSTP-Asp-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
L1-P2-17 TAMRA-CysSTP-DAB-Phe-DAB-Phe-Gly-Phe
L1-P2-18 TAMRA-CysSTP-Hse-Phe-Hse-Phe-Gly-Phe
L1-P2-19 TAMRA-CysSTP-Abu-Phe-Abu-Phe-Gly-Phe
L1-P2-20 TAMRA-CysSTP-Asp-Phe-Asp-Phe-Gly-Phe
サンプルを乾燥した後、0.1%(v/v)のTween−20を含む10mM tris−HCl(pH8.0) 50ml中で、スライドを10分間洗浄した。
Claims (36)
- リガンド結合用多量体型捕捉剤の作製方法であって、
上記捕捉剤は、少なくとも第1単量体ユニットおよび第2単量体ユニットを含んでおり、
上記第1単量体ユニットは、第1リガンド結合部分、第1反応基および付着部分をさらに含んでおり、
上記第2単量体ユニットは、第2リガンド結合部分および第2反応基をさらに含んでおり、
上記第1反応基および第2反応基は、互いに同じか、または互いに異なるものであり、
以下の(a)および(b)の工程を含んでおり、
(a)上記第1単量体ユニットにある反応基と第2単量体ユニットにある反応基とが反応して多量体型捕捉剤を形成するように、上記第1単量体ユニットと上記第2単量体ユニットとを反応させる工程、
(b)上記付着部分を介して、上記第1単量体ユニットを担体上に固定化する工程、
工程(a)は、工程(b)よりも前に、または工程(b)と同時に、または工程(b)の後におこなわれ、
上記第1単量体ユニットおよび第2単量体ユニットはそれぞれ、第1ペプチドおよび第2ペプチドであり、
上記第1ペプチドは、
(i)X1-R-X1-X2-X1-X3、
(ii)X1-R-X1-X2-X1-X3-X1-X4、または
(iii)X1-R-X1-X2-X1-X3-X1-X4-X1-X5
で表されるアミノ酸配列を有しており、
X1は、疎水性アミノ酸であり、Rは第1反応基を含むアミノ酸であり、X2〜X5はリガンド結合残基であり、
上記第1反応基は、チオール、マレイミド、シクロペンタジエン、アジド、ホスフィン酸チオエステル、チオエステル、および(ニトロ)チオピリジン活性化チオールからなる群より選択されることを特徴とする作製方法。 - リガンド結合用多量体型捕捉剤の作製方法であって、
上記捕捉剤は、少なくとも第1単量体ユニットおよび第2単量体ユニットを含んでおり、
上記第1単量体ユニットは、第1リガンド結合部分、第1反応基および付着部分をさらに含んでおり、
上記第2単量体ユニットは、第2リガンド結合部分および第2反応基をさらに含んでおり、
上記第1反応基および第2反応基は、互いに同じか、または互いに異なるものであり、
上記第1単量体ユニットにある反応基と第2単量体ユニットにある反応基とが反応して多量体型捕捉剤を形成するように、上記第1単量体ユニットと上記第2単量体ユニットとを反応させる工程を含んでおり、
上記第1単量体ユニットおよび第2単量体ユニットはそれぞれ、第1ペプチドおよび第2ペプチドであり、
上記第1ペプチドは、
(i)X1-R-X1-X2-X1-X3、
(ii)X1-R-X1-X2-X1-X3-X1-X4、または
(iii)X1-R-X1-X2-X1-X3-X1-X4-X1-X5
で表されるアミノ酸配列を有しており、
X1は、疎水性アミノ酸であり、Rは第1反応基を含むアミノ酸であり、X2〜X5はリガンド結合残基であり、
上記第1反応基は、チオール、マレイミド、シクロペンタジエン、アジド、ホスフィン酸チオエステル、チオエステル、および(ニトロ)チオピリジン活性化チオールからなる群より選択されることを特徴とする作製方法。 - 上記多量体型捕捉剤を、上記付着部分を介して担体上に固定化する工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項2に記載の作製方法。
- 少なくとも上記第1単量体ユニットおよび第2単量体ユニットは、合成されることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の作製方法。
- 第1ペプチドおよび第2ペプチドは、それぞれ、第1アミノ酸群および第2アミノ酸群から生成されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第1アミノ酸群と第2アミノ酸群とは、異なるものであることを特徴とする請求項5に記載の作製方法。
- 各アミノ酸残基は、実質的に鏡像異性的に単一であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の作製方法。
- 実質的に鏡像異性的に単一である各アミノ酸は、20種未満のアミノ酸からなる群より選択されることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の作製方法。
- 実質的に鏡像異性的に単一である各アミノ酸は、4種のアミノ酸からなる群より選択されることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の作製方法。
- 実質的に鏡像異性的に単一である各アミノ酸は、L型アミノ酸、D型アミノ酸、アミノ酸模倣物、スペーサーアミノ酸、ベータアミノ酸または他のキラルアミノ酸単量体からなる群より選択されることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の作製方法。
- 実質的に鏡像異性的に単一である上記アミノ酸は、L型アミノ酸およびD型アミノ酸の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第1ペプチドおよび第2ペプチドは、互いに異なるアミノ酸配列を有していることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第2ペプチドは、2〜50個のアミノ酸を含んでいることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記反応基は、チオール、マレイミド、シクロペンタジエン、アジド、ホスフィン酸チオエステル、チオエステル、および(ニトロ)チオピリジン活性化チオールからなる群より選択されることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記反応基は、チオール基であることを特徴とする請求子1〜14の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記チオール基は、チオニトロピリジル基またはチオピリジル基によって活性化されていることを特徴とする請求項1〜15の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記捕捉剤は、上記担体に共有結合していることを特徴とする請求項1〜16の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記ペプチドは、上記捕捉剤のリガンド結合領域において、1アミノ酸おきにのみアミノ酸が異なるように合成されていることを特徴とする請求項1〜17の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第2ペプチドは、少なくとも1つの疎水性アミノ酸残基を含んでおり、
上記疎水性アミノ酸残基および上記リガンド結合部分は、疎水性面および実質的に非疎水性であるリガンド結合面を有する捕捉剤を形成するように、上記ペプチドの一次構造中に配置されていることを特徴とする請求項1〜16の何れか1項に記載の作製方法。 - 上記第2ペプチドの上記疎水性面が、上記付着部分を形成していることを特徴とする請求項19に記載の作製方法。
- 第2ペプチドは、上記付着部分を形成している複数の疎水性アミノ酸を含んでいることを特徴とする請求項19または20に記載の作製方法。
- 上記第2ペプチドは、1〜6個の疎水性アミノ酸残基を含んでいることを特徴とする請求項19〜21の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記疎水性アミノ酸は、ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、メチオニン、チロシン、トリプトファンおよびフェニルアラニンからなる群より選択されることを特徴とする請求項1〜22の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記疎水性アミノ酸は、フェニルアラニンであることを特徴とする請求項1〜23の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第2ペプチドは、10個以下のリガンド結合残基を含んでいることを特徴とする請求項1〜24の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第1ペプチドは、配列番号1に示される配列を有していることを特徴とする請求項1〜25の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記第2ペプチドは、配列番号2に示される配列を有していることを特徴とする請求項19〜26の何れか1項に記載の作製方法。
- 上記捕捉剤は、上記担体上にてアセンブルされていることを特徴とする請求項1〜27の何れか1項に記載の作製方法。
- 請求項1〜28の何れか1項に記載の方法によって生成される多数の捕捉剤が固定化されているアレイを作製する作製方法であって、
アドレス可能な空間符号化アレイを形成するために、請求項1〜28の何れか1項に記載の方法により生成した捕捉剤を、適した担体上に供給する工程を含むことを特徴とするアレイの作製方法。 - 上記アレイが個別のアドレス可能な空間符号化部位を複数含んでいることを特徴とする請求項29に記載のアレイの作製方法。
- 上記アレイ上の所定の部位にある上記捕捉剤の実質的に全てが、実質的に同一であることを特徴とする請求項29または30に記載のアレイの作製方法。
- 上記アレイ上の各部位には、互いに異なる捕捉剤が含まれていることを特徴とする請求項31に記載のアレイの作製方法。
- 関心のあるリガンドに結合している多量体型捕捉剤の検出方法であって、
請求項1〜28の何れか1項に記載の方法により生成したコンビナトリアル捕捉剤のアレイを作製する工程と、
上記関心のあるリガンドを上記アレイに接触させる工程と、
上記リガンドが結合している捕捉剤を検出する工程と、を含むことを特徴とする検出方法。 - 請求項2、4〜16の何れか1項に記載の方法により生成した多量体型捕捉剤と、固定化に適した担体とを含んでいることを特徴とするキット。
- 請求項1、2、4〜16の何れか1項に記載の方法により生成した第1単量体ユニットおよび第2単量体ユニットを含んでいることを特徴とするキット。
- 適した担体をさらに含んでいることを特徴とする請求項35に記載のキット。
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