JP4965434B2 - 蛍光共鳴エネルギー移動酵素基質 - Google Patents
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Description
D2は、前記第1の色素とのエネルギー移動構成においてアクセプター又はドナーとして適切な第2の色素部分であり、
Lは、2〜200個の連結原子を含んでなり、また酵素切断部位を適宜含む連結基であり、
Mは、D1の蛍光特性を調節するように選択される酵素切断可能基である。
式中、Qは、−C(O)−、−NR’−、−O−、−S−、−CH=CH−、−CO−NH−及びフェニレニル基から選択され、R’は水素又はC1〜C4アルキルであり、各pは独立して0〜10であり、各rは独立して0〜10であり、sは1、2、又は3である。
1.1. 4’(5’)−フルオレセインジエチルエーテル−エステル:化合物(2)
NaOH(1.44g)のメタノール(145ml)溶液に、フルオレセイン(6.0g)を加えて暗色溶液を生成し、この溶液を真空中で濃縮乾燥した。これを無水DMF(2×50ml)と同時蒸発させ、無水DMF(150ml)に再溶解した。ヨウ化エチル(11.6ml、8eq)を加え、反応物を室温で一晩中攪拌した。この反応混合物を濃縮した後、重炭酸ナトリウム飽和溶液(150ml)に溶解し、ジエチルエーテルで洗浄した。この溶液を冷却すると黄色い沈殿物が形成され、この沈殿物をろ過し、最後にエーテル(2×25ml)及びエーテル/ペンタン(1:1、50ml)で洗浄した。
エチルフルオレセインエステル(化合物(2)、2.67g)の50ml硫酸攪拌溶液に、クロロアセチルアセトアミド(850mg)をゆっくりと5分間かけて加えた。この反応混合物を、室温で一晩攪拌した。その反応混合物を砕氷上に注ぎ、形成された沈殿物をろ過し、冷水で洗浄した。TLC及び質量分析により、モノ及びビスクロロアセトアミド化合物の形成が示された。これらの生成物を、塩化メチレン中2〜15%のメタノールを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製した。まずビスアルキル化生成物を溶出し、その後2種のモノアルキル化生成物を溶出した。主生成物であるより低い分子量のモノアルキル化生成物をさらなる反応に使用した。
主生成物のモノアルキル化生成物(化合物(3)、1g)を、2.5時間の加熱によって6NのHCl(15ml)で加水分解した。この生成物をCH2Cl2で抽出し、水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製して500mgの純粋化合物を得た。MS ES+:390.3
1.4. 4’(5’)−トリフルオロアセチルアミドメチル−3’(6’)−エチルフルオレセイン:化合物(6)
化合物(5)(390mg)を無水ピリジン(5ml)中に入れ、TFA−NHS(650mg)を加えた。この混合物を室温で一晩攪拌した。真空中で濃縮し、塩化メチレンで抽出した後、この生成物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製して350mgの純粋生成物を得た。MS ES+:486.3
1.5. 4’(5’)−トリフルオロアセチルアミドメチル−3’(6’)−エチルフルオレセイン−6’(3’)−リン酸:化合物(7)
化合物(6)(200mg)のアセトニトリル(5ml)溶液に、POCl3(189mg、3eq)を加え、この反応混合物を室温で1時間攪拌した。ピリジン(290μl、9eq)を加え、この反応物をさらに2時間攪拌した。TEAB(0.1M、10ml)を加えることによってこの反応物を失活させた。1時間後、この混合物を真空中で濃縮し、CH2Cl2/メタノールのグラジェントを用いたシリカゲルクロマトグラフィーによって精製して130mgの一リン酸を得た。MS ES−:564.5
1.6. 4’(5’)−アミノメチル−3’(6’)−エチルフルオレセイン−6’(3’)−四リン酸塩−チミジン:化合物(8)
1.6.1. 化合物(7)イミダゾライド誘導体の合成
化合物(7)(60mg)の無水DMF(2ml)溶液に、トリブチルアミン(30μl、3eq)を加え、この混合物を真空中で濃縮乾燥した。その混合物を無水DMF(2ml)に再溶解し、攪拌しながらカルボニルジイミダゾール(85mg、5eq)を加えた。この混合物を室温で2時間攪拌し、HPLC−MSによって反応終了を確認した。この混合物をメタノール(100μl)で失活させ、室温で1時間攪拌し、真空中で濃縮乾燥し、無水DMF(2ml)に再溶解した。MS ES−:614.6
1.6.2. 化合物(7)イミダゾライド誘導体のチミジン−5’−三リン酸への付加
チミジン−5’−三リン酸(トリエチルアンモニウム塩、100μmol)を、無水DMF(2×2ml)中のトリブチルアミン(400μmol)と同時蒸発させ、最終的に無水DMF(2ml)に再溶解した。
この混合物を室温で2.5時間攪拌し、冷蔵庫に一晩放置した。その混合物を真空中で濃縮乾燥し、アニオン交換クロマトグラフィーによって精製した。この混合物をヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVD)及びアルカリホスファターゼで一晩処理し(未反応TTPを除去するため)、さらに0.1MのTEAB中25%のアセトニトリルに対して0.1MのTEAB(緩衝液A)を用いた逆相クロマトグラフィーによって精製した。HPLC−MSによって2つの主なピークを収集し、分析した。第1の主なピークは931.8で質量を示し、第2のピークでは所要の932.8で質量を示した。
化合物(8)(2.2μmol、400μlの5.5mM溶液)2つの別々の反応容器に、400μlの0.5M炭酸ナトリウム/重炭酸ナトリウム緩衝液(pH8.5)を加え、一方の容器には5−ROX−NHSエステル(2mlのDMF中5.5mg)を、もう一方の容器にはCy5−NHSエステル(2mlのDMF中5mg)を加えた。両方の反応混合物を室温で一晩攪拌し、HPLC−MSによって反応の終了をモニターした。この反応混合物を真空中で濃縮し、0.1MのTEAB中の25%アセトニトリル(緩衝液A)及び1MのTEAB中の25%アセトニトリル(緩衝液B)を用いたイオン交換カラムで最初に精製した。生成物を含有するピークを真空中で濃縮し、さらに逆相HPLCカラムによって再精製した。正確な画分を収集し、真空中で濃縮し、紫外分光法によって定量化した。化合物(V):MS ES−:1449;化合物(VI):MS ES−:1572
2. 化合物(II)、(III)及び(IV)の合成
出発原料が(化合物(7)をメタノール中でK2CO3により加水分解することによって得られた)4’(5’)−アミノメチル−エトキシフルオレセインリン酸であることを除いては、化合物(V)及び(VI)のための上述のやり方で合成を行った。生成物をHPLCによって精製し、紫外分光法によって定量化した。
化合物(III):MS ES−:1342.4;
化合物(IV):MS ES−:881
3. アルキルホスファターゼの化合物(II)、(III)及び(IV)に対する作用
リン酸化色素(化合物(II)、(III)及び(IV))及び非リン酸化色素(化合物(VIII)、(IX)及び(X))のUV及び蛍光スペクトルを図2〜8に示す。アルカリホスファターゼで処理すると約472nmにピークが出現することを、UVスペクトルがはっきりと示している。
Claims (6)
- 次の式(I)の化合物。
D2は、前記第1の色素とのエネルギー移動構成においてアクセプターとして適した第2の色素部分であって、クマリン色素、ベンゾクマリン色素、アクリドン色素、キサンチン色素、フェノキサジン色素、ローダミン色素、メロシアニン色素及びシアニン色素から選択されるものであり、
Mは、D 1 の蛍光特性を調節するように選択される酵素切断可能基であって、第1の切断酵素の基質であり、
Lは、2〜200個の連結原子を含む連結基であって、該連結基が切断可能リンカーであり、第1の切断酵素とは異なる第2の切断酵素の基質である酵素切断可能基Pを含むものである。 - 前記ドナー色素がキサンチン色素又はシアニン色素であり、前記アクセプター色素がローダミン又はシアニン色素である、請求項1記載の化合物。
- スルホン酸塩、スルホン酸、リン酸塩、ホスホン酸塩、四級アンモニウム及びヒドロキシルからなる群から選択される、当該化合物に結合した水溶化成分をさらに含む、請求項1又は請求項2記載の化合物。
- 前記第1の酵素が、ペプチダーゼ、プロテアーゼ、ホスファターゼ、デアルキラーゼ及びグリコシダーゼから選択される、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の化合物。
- 前記酵素切断可能基Pが、エーテル基、エステル基、アミド基、リン酸ジエステル基から選択される、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の化合物。
- 前記連結基Lが、2〜50個の連結原子を有する以下の構造のものである、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の化合物。
−{(CHR’) p −Q−(CHR’) r } s −
式中、Qは、−C(O)−、−NR’−、−O−、−S−、−CH=CH−、−CO−NH−及びフェニレニル基から選択され、R’は水素又はC 1 〜C 4 アルキルであり、各pは独立して0〜10であり、各rは独立して0〜10であり、sは1、2、又は3である。
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