JP4976651B2 - O6−アルキルグアニン−dnaアルキルトランスフェラーゼのための基質 - Google Patents
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Description
N−メチル−N−ニトロソウレアのような求電子試薬の突然変異誘発作用及び発癌作用は、主として、DNA内のグアニンのO6−アルキル化に起因している。それらをDNA−アルキル化から保護するために、哺乳動物及び細菌類は、それらの損傷を修復するタンパク質O6−アルキルグアニン−DNAアルキルトランスフェラーゼ(AGT)を有している。AGTは、アルキル化されたグアニン及びグアニン誘導体のO−6位からそれが有している1つのシステインのメルカプト基にアルキル基を転移させ、不可逆的にアルキル化されたAGTを生成する。その基礎的なメカニズムは、SN2型の求核反応であり、それにより、メチル基のみではなくベンジル基も容易に転移される理由が説明される。腫瘍細胞におけるAGTの過剰発現は、プロカルバジン、ダカルバジン、テモゾロマイド及びビス−2−クロロエチル−N−ニトロソウレアなどのアルキル化薬に対する抵抗性の主な原因であるので、化学療法における増感剤として使用するためのAGT阻害薬が求められてきた(Peggら,Prog Nucleic Acid Res Mol Biol 51:167−223,1995)。US5,691,307には、ベンジル基に種々の置換基を有するO6−ベンジルグアニン類が記述されており、また、腫瘍細胞内のAGTレベルを低下させ、それによりアルキル化抗腫瘍薬に対する反応性を増大させるためのO6−ベンジルグアニン類の使用についても記述されている。同様に、WO97/20843には、さらに、O6−ベンジル−ピリミジン誘導体及びO6−ヘテロアリールメチル−ピリミジン誘導体である、AGTを低減させる化合物が開示されている。
本発明は、目的とするタンパク質を検出及び/又操作する方法に関し、ここで、該方法では、目的とするタンパク質をAGT融合タンパク質に組み入れ、得られたAGT融合タンパク質を標識を有している特定のAGT基質と接触させ、そして、該標識を認識及び/又は処理するように設計されているシステム内で該標識を用いて、該AGT融合タンパク質を検出し、及び、場合により、さらに操作する。
本発明では、目的とするタンパク質又はペプチドをO6−アルキルグアニン−DNAアルキルトランスフェラーゼ(AGT)に融合させる。目的とするタンパク質又はペプチドは、任意の長さを有するものであることができ、また、二次構造、三次構造若しくは四次構造を有していても又は有していなくてもよい。該タンパク質又はペプチドは、好ましくは、少なくとも12個から2000個以下のアミノ酸からなる。そのような目的とするタンパク質又はペプチドの例は以下で与えられており、例えば、酵素、DNA結合タンパク質、転写調節タンパク質、膜タンパク質、核内受容体タンパク質、核局在化シグナルタンパク質、タンパク質補因子、小単量体GTPアーゼ、ATP結合カセットタンパク質、細胞内構造タンパク質、特定の細胞コンパートメントに対するタンパク質の標的に関与する配列を有するタンパク質、標識又はアフィニティータグとして一般に使用されるタンパク質、並びに、前記タンパク質のドメイン及びサブドメインなどがある。目的とするタンパク質又はペプチドは、好ましくは、酵素により切断され得るリンカー、例えば、DNA段階で適切な制限酵素により切断され得るリンカー(例えば、BglIIにより切断され得るAGATCT)、及び/又は、タンパク質段階で適切な酵素(例えば、タバコエッチウイルスNla(TEV)プロテアーゼ)により切断され得るリンカーを介してAGTに融合させる。融合タンパク質は、原核生物の宿主(好ましくは、E.coli)、又は、真核生物の宿主(例えば、酵母細胞、昆虫細胞若しくは哺乳動物細胞)で発現させることができる。
Xは、酸素又は硫黄であり;
R3は、芳香族基若しくはヘテロ芳香族基であるか、又は、CH2に結合した二重結合を有する、場合により置換されていてもよい不飽和のアルキル基、シクロアルキル基若しくはヘテロシクリル基であり;
R4は、リンカーであり;
そして、
Lは、1つの標識であるか、同一であるか若しくは異なっている複数の標識であるか、R4をR1に連結して環状基質を形成する結合であるか、又は、さらなる基−R3−CH2−X−R1−R2である]
で表される化合物である。
R2は、水素、1〜10個の炭素原子を有するアルキル、又は、糖部分であり;
R5は、水素、ハロゲン、例えば、クロロ若しくはブロモ、トリフルオロメチル、又は、ヒドロキシであり;
そして、
R6は、水素、ヒドロキシ、又は、置換されていないか若しくは置換されているアミノである]
で表されるプリンラジカルであることができる。
で表される8−アザプリンラジカルである。
置換基R2は、式2において定義されている意味を有し、好ましくは、水素であり;
そして、
R7及びR8は、いずれも、互いに独立して、水素、ハロゲン、例えば、クロロ若しくはブロモ、1〜4の炭素原子を有する低級アルキル、例えば、メチル、アミノ、又は、ニトロである]
で表されるピリミジンラジカルである。
(a)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており、特に、2つおきの炭素原子が酸素で置き換えられており(例えば、1〜100個のエチレンオキシ単位を有するポリエチレンオキシ基);
(b)1個以上の炭素原子が水素原子を有している窒素で置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、アミド官能基−NH−CO−を表し;
(c)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、エステル官能基−O−CO−を表し;
(d)隣接してる2つの炭素原子の間の結合が二重結合又は三重結合であって、官能基−CH=CH−又は−C≡C−を表し;
(e)1個以上の炭素原子が、フェニレン、飽和若しくは不飽和のシクロアルキレン、飽和若しくは不飽和のビシクロアルキレン、架橋ヘテロ芳香族、又は、飽和若しくは不飽和の架橋ヘテロシクリル基により置き換えられており;
(f)隣接してる2個の炭素原子がジスルフィド結合−S−S−により置き換えられており;
又は、上記(a)〜(f)で定義されている2以上(特に、2又は3)のアルキレン基及び/又は修飾されているアルキレン基の組合せは、場合により、置換基を含んでいてもよい。
実施例1:AGT基質を共有結合により結合させるためのスライドガラスの調製、及び、それに続く、タンパク質マイクロアレイを調製するためのAGT融合タンパク質の共有結合による固定化
市販されている顕微鏡スライドガラス(SiO2)を、超音波浴内で、ジクロロメタン、アセトン、H2O2/H2SO4を用いて充分に清浄化し、さらに、2回蒸留させた蒸留水で充分に洗浄した。それを、公表されている手順に従い、エタノール/水(95:5)の溶媒混合物中で3−アミノプロピルトリエトキシシランを用いて、1時間、アミノシリル化した後、ジスクシンイミジルグルタレート(10mM)をジクロロメタン/ジイソプロピルエチルアミン(100:1)に溶解させた溶液で、アルゴン下、室温で2時間処理すした。該表面を、ジクロロメタンで数回洗浄した。活性化カルボキシ官能基を保持しているガラス表面を、標識Lの代わりに遊離アミノ基を有している式1の化合物(例えば、化合物11、化合物13、化合物16、化合物18、化合物28、化合物34、化合物49、化合物68又は化合物73)を10mMの濃度でメタノールに溶解させトリエチルアミンを添加した溶液と一緒に、4時間インキュベーションした。スライドガラスをメタノールで3回以上洗浄することにより、対応するAGT−基質がアミド結合により共有結合的に結合した表面が得られた。得られたスライドガラスをさらに使用する際に副反応が起こるのを避けるために、全ての未反応スクシンイミジル基を、6−アミノヘキサノール(DMF中100mM)を添加することによりクエンチした。
50.0g(260mM)のテトラエチレングリコールと50mLのトリエチルアミンを200mLの乾燥ジエチルエーテルに溶解させた溶液を、アルゴン雰囲気下、0℃に冷却し、15.0g(130mM)のメタンスルホニルクロリドを3時間かけて添加して室温で20分間撹拌した。減圧下に溶媒を除去し、300mLの95%エタノール及び18.0g(280mM)のアジ化ナトリウムを添加した。得られた混合物を24時間加熱還流し、室温まで冷却し、減圧下に濃縮した。残留した混合物を400mLのジクロロメタンで希釈し、ブラインで洗浄し、MgSO4で脱水した。減圧下に濃縮した後、モノアジドとジアジドの粗混合物をシリカゲルクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 3:1)で精製することにより、15.03g(68.5mmol,26%)のモノアジド及び3.46g(14.18mmol,5.5%)のジアジドを得た。
1.17g(5.35mmol)の11−アジド−3,6,9−トリオキサウンデカノール(7)と1.2mLのトリエチルアミンを35mLの塩化メチレンに溶解させた溶液を0℃に冷却し、シリンジを用いて0.5mL(6.45mmol)のメタンスルホニルクロリドを20分間かけて滴下して加えた。得られた混合物を室温まで昇温させ、1.5時間撹拌した。次いで、その混合物を、10mLの飽和水性NaHCO3で2回洗浄し、5mLの水で3回洗浄した。有機層を減圧下に乾燥濃縮して、1.5gの8を黄色の油状物として得た。これは、それ以上精製することなく、使用した。
5.0g(26.17mmol)の4−ブロモチオフェン−2−カルボキシアルデヒド(19)を75mLのイソプロパノールに溶解させ、1.11g(29.31mmol)のNaBH4を一度に添加し、得られた混合物を2時間撹拌した。20mLの飽和水性NH4Clを添加し、濾過により固体を除去し、得られた混合物を減圧下に濃縮した。生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 10:1)により精製して、4.64gの20(24.07mmol,92%)を無色の固体として得た。
2.3g(19.5mmol)のカリウムt−ブトキシドを500mLの乾燥THFに溶解させ、7.18g(37mmol)のテトラエチレングリコールを滴下して加えた。30分間撹拌した後、3.31g(19.7mmol)のヨウ化アリルを60mLの乾燥THFに溶解させた溶液を1時間かけて添加し、撹拌を24時間継続した。得られた粗混合物をシリカゲルで濾過し、減圧下に溶媒を除去した。生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(勾配:石油エーテル/酢酸エチル 10:1 → 酢酸エチル)により精製して、2.41gの22(10.3mmol,27%)を無色の液体として得た。
1.0g(5.9mmol)の6−クロログアニンを40℃で40mLのDMFに溶解させた。室温まで冷却した後、1.4mLの1−メチルピロリジン(13.2mmol)を添加し、得られた反応混合物を18時間撹拌した。2mLのアセトンを添加して、沈澱を完了させた。固体を濾過し、エーテルで洗浄し、減圧下に乾燥させて、1.03gの27(3.9mmol,66%)を得た。
(a)4−アミノメチル−ベンジルアルコール: 2.83gのLiAlH4(74.5mmol)を150mLの乾燥エーテルに懸濁させ、冷却しながら、1.9mLのH2SO4(100%,37.2mmol)を滴下して加えた。得られた混合物を室温で1時間撹拌した後、12mLのエーテル中の2.0g(12.4mmol)の4−シアノベンゾエートを滴下して加えた。2時間還流した後、20mLの水とそれに続く60mLの水中の7.4gのNaOHにより反応物をクエンチした。有機層をデカントし、水層をエーテルと酢酸エチルで抽出した。有機層をMgSO4で脱水し、溶媒を除去し、生成物を減圧下に乾燥させて、0.92g(6.7mmol,54%)を得た。
662mg(3.8mmol)の4−(プロプ−2−イニルオキシメチル)−ベンジルアルコール(39)を3mLの乾燥DMSOに溶解させ、61mgのNaHを5分間かけて少量ずつ添加した。300mg(1.27mmol)の1−(2−アミノ−7H−プリン−6−イル)−1−メチルピロリジニウムクロリド(27)を添加し、得られた混合物をさらに4時間撹拌した。反応物を0.2mLの酢酸でクエンチし、蒸発乾固させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(勾配:ジクロロメタン/メタノール 50:1 → 10:1)により精製して、188mgの35(0.61mmol,53%)を得た。
50.0mg(0.162mmol)のO6−(4−[プロプ−2−イニルオキシメチル]−ベンジル)グアニン(35)と19.7mg(0.081mmol)の1,11−ジアジド−3,6,9−トリオキサウンデカン(36)を0.5mLのDMFに溶解させた溶液に、15.43mg(0.081mmol)のCu2Cl2を0.15mLの水に懸濁させた懸濁液を添加した。得られた混合物を室温で24時間撹拌した。
2.5g(18.1mmol)の4−ヒドロキシメチルベンジルアルコール(38)の溶液に、477.5mg(19.9mmol)のNaHを20分間かけて少量ずつ添加した。2.15mLの臭化プロパルギル溶液(トルエン中80%)を滴下して加え、15時間撹拌した。得られた混合物に100mLの水を添加し、生成物をジエチルエーテルで抽出した。相を合して乾燥させ、減圧下に溶媒を除去した。生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 4:1)により分離して、1.08gの39(6.17mmol,34%)及び1.05gの40(4.94mmol,27%)を得た。
810mg(33.77mmol)のNaHを室温で90mLの乾燥THFに懸濁させ、4.2g(30.39mmol)の固形4−ヒドロキシメチル−ベンジルアルコール(38)を3回に分けて5分間かけて添加した。得られた反応混合物を45分間撹拌した。4.83g(32.08mmol)のt−ブチルジメチルシリルクロリドを3回に分けて5分間かけて添加し、さらに1.5時間撹拌した後、その混合物を水でクエンチし、次いで、100mLの水と100mLのジエチルエーテルで希釈した。有機相を分離し、水相をジエチルエーテルで抽出した。有機相を合してブラインで洗浄し、MgSO4で脱水し、濾過し、減圧下に濃縮した。生成物をフラッシュクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 10:1)で精製して、3.0gの44(11.88mmol,40%)を得た。
9.15g(34.88mmol)のトリフェニルホスフィン及び3.2g(44.5mmol)のイミダゾールをジエチルエーテル/アセトニトリルの3:1混合物(30mL)に溶解させた。黄色の懸濁液が形成されるまで、激しく撹拌しながら、8.85g(34.9mmol)のヨウ素を添加した。6.1g(23.25mmol)のモノ保護ベンジルアルコール44を20mLの上記と同一の溶媒混合物に溶解させた溶液を添加し、得られた混合物を2時間撹拌した。濾過により固体を除去し、濾液を100mLのジエチルエーテルで希釈し、100mLの重亜硫酸ナトリウム飽和溶液で洗浄した。この水溶液をジエチルエーテルで逆抽出し、有機相を合してMgSO4で脱水し、減圧下に濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 95:5)に付すことにより、4.8gの45(13.25mmol,57%)を得た。
4.8g(13.25mmol)の1−[(t−ブチルジメチルシリルオキシ)メチル]−4−(ヨードメチル)ベンゼン(45)をアルゴン下、70mLの乾燥THFに溶解させた。0.954g(39.75mmol)のNaHを10分間かけて少量ずつ添加した。3.2g(14.58mmol)の11−アジド−3,6,9−トリオキサウンデカノール(7)を20mLの乾燥THFに溶解させた溶液を滴下して加え、得られた反応混合物を室温で15時間撹拌した。2mLの水を添加して反応物をクエンチし、この混合物を減圧下に約50%になるまで濃縮した。70mLの水を添加し、反応混合物をジエチルエーテルで抽出した。有機相をMgSO4で脱水し、溶媒を除去した。シリカゲルクロマトグラフィー(勾配:石油エーテル/酢酸エチル 10:1 → 3:1)で精製して、3.8g(8.38mmol,63%)のTBDMSで保護された生成物を得た。これを、プラスチック製チューブ内で80mLの乾燥THFに溶解させ、0℃に冷却し、8mLのピリジン/HF(70:30)溶液を添加し、室温で3時間撹拌した。100mLの水性飽和NaHCO3を添加し、有機相を分離し、ブラインで洗浄し、MgSO4で脱水した。溶媒を除去した後、生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 1:1)で精製して、1.27gの46(2.87mmol,74%)を得た。
0.974g(2.87mmol)の4−(13−アジド−2,5,8,11−テトラオキサトリデシル)−ベンジルアルコール(46)を5mLの乾燥DMFに溶解させ、1.3g(11.5mmol)のカリウムt−ブトキシドを添加した。0.731g(2.87mmol)の1−(2−アミノ−7H−プリン−6−イル)−1−メチル−ピロリジニウムクロリドを添加し、この溶液を22時間撹拌した。減圧下に溶媒を除去した後、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(メタノール/ジクロロメタン 5:95)で精製した。収量:0.675g(50%)。
45mg(0.09mmol)のアジド41と29.5mg(0.09mmol)のO6−(4−[プロプ−2−イニルオキシメチル]−ベンジル)グアニン(35)を1mLの水/アセトニトリル(1:1)に溶解させた溶液に、9.8mgのCuCl2を0.1mLの水に懸濁させた懸濁液を添加し、得られた反応混合物を室温で24時間撹拌した。全ての不溶性物質を濾過し、減圧下に溶媒を蒸発させ、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(メタノール/ジクロロメタン 5:1)で精製して、3.5mg(0.004mmol,10%)を得た。ESI/MS:781.44(M+)。
アジド41(100mg,0.21mmol)及び1,4−(ジプロプ−2−イニルオキシメチル)ベンゼン(40)(22.6mg,0.10mmol)を、300μLのエタノールと200μLの水と500μLのt−ブタノールからなる溶媒混合物に溶解させた。10μLのCuSO4溶液(40mM)、5mgの銅線及び3mgのCuI2を添加し、得られた反応混合物を室温で48時間撹拌した。全ての不溶性物質を濾過し、減圧下に溶媒を蒸発させ、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール 20:1)で精製して、34mg(28%)の二量体43を得た。ESI/MS:1159.37(M+)。
1−アジド−11−フタルイミド−3,6,9−トリオキサウンデカン(8,実施例3,2.0g,5.74mmol)を、50mLの無水メタノール中で、1.0mLの55%ヒドラジン水和物で処理し、2時間加熱還流した。室温まで冷却した後、得られた混合物を減圧下に濃縮し、50mLの水で希釈し、5mLの濃HClで処理した。全ての沈澱物を濾過し、水性濾液をNaOHで中和し、減圧下に溶媒を除去した。残渣をジクロロメタンに溶解させ、3N NaOH及び水で洗浄した。有機相をMgSO4で脱水し、減圧下に濃縮して、0.63g(2.9mmol,51%)の無色の油状物を得た。これは、それ以上精製することなく次のステップで使用した。
O6−プロパルギル−グアニン10(75mg,0.4mmol)及びアジド9(44mg,2mmol)を、400μLのN,N−ジメチルアセトアミドと100μLのアセトニトリルと100μLの水からなる溶媒混合物に溶解させた。10μLのCuSO4溶液(40mM)、銅線(5mg)及びCuI2(2mg)を添加し、得られた反応混合物を室温で48時間撹拌した。全ての不溶性物質を濾過し、減圧下に溶媒を蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 20:1)に付すことにより、35mgの11(21%)を得た。
18mLのトリフリルアジド(6.3mmol,ジクロロメタン中2.3当量)を、27mLの溶媒混合物(水/メタノール 1:2)中のCuSO4(8mg)及びε−N−Fmoc−リシン47(1.10g,2.98mmol)に添加した。ジイソプロピルエチルアミン(971μL,5.58mmol)を添加し、得られた反応混合物を室温で一晩撹拌した。減圧下に有機溶媒を除去し、100mLの水を添加した。6N HClでpHを2.5に調節した。酢酸エチルで抽出した後、有機フラクションを合して水で洗浄し、脱水した(MgSO4)。溶媒を蒸発させることにより、粗生成物を黄色の油状物として得た。フラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 97:3)に付すことにより、670mg(59%)の白色の固体を得た。Rf=0.32(ジクロロメタン/メタノール 95:5)。ESI−MS(m/z)395.23[M+H]+(MW計算値=394.3)。
O6−[4−(13−アジド−2,5,8,11−テトラオキサトリデシル)−ベンジル]グアニン(41,0.21g,0.44mmol)を加熱することにより8mLの乾燥メタノールに溶解させた。トリエチルアミン(410μL,2.2mmol)及び1,3−プロパンジチオール(225μL,2.2mmol)をアルゴン雰囲気下に添加した。得られた反応混合物を40℃で加熱し、48時間撹拌した。この溶液をデカントし、固体をメタノールで洗浄し、減圧下に溶媒を蒸発させた。残渣をフラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 95:5)で精製し、標題化合物を淡黄色の油状物として得た(120mg,0.26mmol,61%)。Rf=0.01(ジクロロメタン/メタノール 9:1)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミン49(76mg,0.17mmol)及びα−アジド−ε−N−Fmoc−リシン48(67.2mg,0.17mmol)を0.8mLの乾燥DMFに溶解させ、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)(380μL,0.38mmol,1−メチル−2−ピロリドン(NMP)中1M)を添加した。得られた混合物を40℃で2時間撹拌し、25mLのジエチルエーテル中に移し、粗生成物を沈澱させた。残渣をメタノールに溶解させ、SiO2(0.2g)に吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 10:1)で精製して、O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−アジド−ε−N−Fmoc−リシン50を淡黄色の油状物として得た(81mg,0.098mmol,57%)。ESI−MS(m/z)823.3[M+H]+(MW計算値=822.9)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−アジド−ε−N−Fmoc−リシン50(81mg,0.098mmol)を400μLの1,4−ジオキサン/100μLの水に溶解させ、590μLのトリメチルホスフィン(THF中1M)を添加した。室温で2時間撹拌した後、生成物を20mLのジエチルエーテル中で沈澱させ、減圧下で一晩乾燥させた。ESI−MS(m/z)797.35[M+H]+(MW計算値=796.9)。この生成物は、それ以上精製することなく使用した。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−ε−N−Fmoc−リシン51(78.4mg,0.098mmol)及び30μLのトリエチルアミンを0.5mLのDMFに溶解させた。N−(+)−ビオチン−6−アミノカプロン酸N−スクシンイミジルエステル(49.2mg,0.1mmol)を0.5mLのDMFに溶解させた。両方の溶液を合し、40℃で2時間撹拌した。得られた反応混合物を30mLのジエチルエーテル中に移して粗生成物を沈澱させた。残渣をメタノールに溶解させ、SiO2(0.2g)に吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 10:1)で精製して、80mg(0.07mmol,71%)の無色の固体を得た。ESI−MS(m/z)1136.38[M+H]+(MW計算値=1135.38)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノカプロイル)−ε−N−Fmoc−リシン52(16mg,0.014mmol)及び50μLのジエチルアミンを0.4mLのDMFに溶解させ、室温で1時間撹拌した。20mLのジエチルエーテルで生成物を沈澱させ、 減圧下に乾燥させた。
ESI−MS(m/z)914.38[M+H]+(MW計算値=914.13)。この生成物は、それ以上精製することなく次のステップで使用した。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノカプロイル)−リシン53(6.93mg,0.0075mmol)及び10μLのトリエチルアミンを0.4mLの乾燥DMFに溶解させた溶液に、(ジゴキシゲニン−3−オキシメチル−カルボニル)−6−アミノカプロン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(5mg,0.0075mmol)を添加し、得られた反応混合物を40℃で2時間撹拌した。20mLのジエチルエーテルで生成物を沈澱させ、減圧下に乾燥させ、クロロホルム中の5%メタノールから15%メタノールまでの勾配を用いるフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製して、5mg(0.0034mmol,45%)の標題生成物を得た。ESI−MS(m/z)1458.78[M+H]+(MW計算値=1457.82)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミン49(50mg,0.11mmol)及びα−N−Fmoc−ε−N−Dde−リシン55(58mg,0.11mmol)をDMF(600μL)に溶解させた。HOBT(NMP中の1M溶液の280μL,0.28mmol)及び1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC,54mg,0.28mmol)を添加し、得られた反応物を室温で1時間撹拌した。この溶液にエチルエーテルを添加して生成物を沈澱させ、上清をピペットで除去した。残留している溶媒を減圧下に蒸発させた。生成物を、ジクロロメタン中の2%メタノールから5%メタノールまでの勾配を用いるシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(収率:64%)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−Fmoc−ε−N−Dde−リシン56(66mg,68.6μmol)をDMF(600μL)に溶解させ、ジエチルアミン(71μL,686μmol)を添加した。得られた反応混合物を室温で1時間撹拌し、減圧下に溶媒を除去した。この生成物は、それ以上精製することなく次のステップで使用した。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−ε−N−Dde−リシン57及びN−(+)−ビオチニル−6−アミノカプロン酸N−スクシンイミジルエステル(31mg,68.6μmol)をDMF(700μL)に溶解させた。トリエチルアミン(30μL)を添加し、得られた反応物を2時間撹拌した。この溶液にジエチルエーテルを添加して生成物を沈澱させ、上清をピペットで除去した。残留している溶媒を減圧下に蒸発させた。生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(クロロホルム中の2%メタノールから3%メタノールまでの勾配;収率:2ステップで37%)。
DMF(250μL)中の2%ヒドラジンの溶液中で、O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノカプロイル)−ε−N−Dde−リシン58(27mg,25.0μmol)を20分間撹拌した。得られた反応混合物にアセトンを添加し、その混合物をさらに3分間撹拌した。この溶液にエチルエーテルを添加して生成物を沈澱させ、上清をピペットで除去した。残留している溶媒を減圧下に蒸発させた。この生成物をそれ以上精製することなく実施例24に準じて使用して、ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノカプロイル)−ε−N−([ジゴキシゲニン−3−オキシメチル−カルボニル]−6−アミノカプロイル)−リシン54を調製した(収率:2ステップで40%)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノカプロイル)−リシン53(16.9mg,18.5 gmol)をDMF(400μL)に溶解させ、2,4−ジニトロフルオロベンゼン(4.1mg,22μmol)及びトリエチルアミン(40μL)を添加した。得られた反応混合物を45℃で2時間撹拌した。残留している溶媒を減圧下に蒸発させた。生成物を、クロロホルム中の0%メタノールから15%メタノールまでの段階的な勾配を用いるシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製した(収量:15mg,75%)。
O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノカプロイル)−リシン53(8.5mg,0.93 gmol)及び6−(フルオレセイン−5−カルボニル)−アミノカプロン酸N−ヒドロキシスクシンイミジルエステルをトリエチルアミン(10μL)と一緒に、200μLのジメチルアセトアミド中で、40℃で4時間撹拌した。8mLのジエチルエーテル中で生成物を沈澱させ、減圧下に乾燥させた。ESI−MS(m/z)1385.38[M+H]+(MW計算値=1385.13)。
O6−[4−(13−アミノ−2,5,8,11−テトラオキサトリデシル)−ベンジル]−グアニン(49,30mg,67μL)とN,N’−ジスクシンイミジルカルボネート(8.6mg,33μL)を0.8mLの乾燥DMFに溶解させた溶液にトリエチルアミン(15μL)を添加し、得られた反応混合物を室温で24時間撹拌した。粗生成物をジエチルエーテル(10mL)で沈澱させ、SiO2に吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(メタノール/ジクロロメタン 5:1)で精製した。収量:8.5mg(9.2μmol,27%)。ESI/MS:919.78[M+H]+,(MW計算値=918.99)。
t−ブチルジメチルシリルクロリド(8.0g,53mmol)を乾燥ジクロロメタンに溶解させ、2−ブチン−1,4−ジオール(13.71g,159.2mmol,3当量)と4−ジメチル−アミノピリジン(1.29g,10.6mmol,0.2当量)とトリエチルアミン(6.9mL)をジクロロメタン(200mL)とTHF(100mL)の溶媒混合物に溶解させた溶液に、滴下して加えた。得られた反応混合物を室温で15時間撹拌し、水及び飽和塩化アンモニウムで洗浄し、MgSO4で脱水した。フラッシュカラムクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 1:1)に付すことにより、7.2g(67%)を得た。
J.Robertsonら(J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,3389−3369,2000)に従い、100mLのジクロロメタン中で、1−(t−ブチルジメチルシリルオキシ)−ブト−2−イン−4−オール(63,4.0g,19.96mmol)、イミダゾール(1.80g,26.45mmol)、ヨウ素(6.58g,25.95mmol)及びトリフェニルホスフィン(6.80g,25.95mmol)を処理した。後処理に付すことにより、4.42g(71%)の無色の油状物を得た。この生成物は、直接、次のステップで使用した。
11−アジド−3,6,9−トリオキサウンデカノール(7,3.79g,17.02mmol)を乾燥THFに溶解させ、水素化ナトリウム(1.02g,42.45mmol)を少量ずつ添加した。室温で40分間撹拌した後、1−(t−ブチルジメチルシリルオキシ)−4−ヨードブト−2−イン(64,4.4g,14.18mmol)を添加し、得られた反応混合物をさらに15時間撹拌した。この反応物を水でクエンチし、減圧下に溶媒の量を約30%に低減させた。ジエチルエーテル(50mL)を添加し、この混合物を水で洗浄し、有機相をMgSO4で脱水した。溶媒を蒸発させた後、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 4:1)で精製して、3.12g(54%)を得た。
t−ブチルジメチルシリルエーテル65(1.5g,3.37mmol)を、0.25mLの酢酸を含んでいる25mLのTHFに溶解させ、テトラブチルアンモニウムフルオリド(4.1mL,THF中1M)で処理した。得られた反応混合物を2時間撹拌し、減圧下に溶媒の量を約30%に低減させた。酢酸エチル(50mL)を添加した後、有機相を飽和重炭酸ナトリウム(20mL)及びブライン(30mL)で洗浄し、MgSO4で脱水した。この生成物は、それ以上精製することなく次のステップで使用した。収量:0.774g(80%)。
プロパルギルアルコール66(724mg,2.5mmol)を乾燥DMF(1mL)に溶解させ、水素化ナトリウム(181mg,7.55mmol)を2回に分けて添加した。室温で30分間撹拌した後、1−(2−アミノ−7H−プリン−6−イル)−1−メチル−ピロリジニウムクロリド(27,641mg,2.5mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(100mg,0.81mmol)を添加した。撹拌を15時間継続し、30mLのジエチルエーテルを添加して生成物を沈澱させた。フラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 95:5)に付すことにより、470mg(44%)の僅かに黄色い油状物を得た。ESI/MS:421.29[M+H]+。
アジド67(400mg,0.951mmol)及びトリフェニルホスフィン(748mg,2.85mmol)を、溶媒混合物(6mLの1,4−ジオキサン/400μLの水)中で、室温で15時間撹拌した。減圧下に溶媒を除去し、残渣をフラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 10:1)で精製して、312mg(83%)を得た。
プロパルギルグアニン68(26.9mg,88μmol)及び(+)−ビオチニル−6−アミノヘキサン酸N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル(20.0mg,44 gmol)を15μLのトリエチルアミンと一緒に、1mLのDMF中で、40℃で3時間撹拌した。減圧下に溶媒を除去し、残渣をフラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 10:1)で精製して、20mg(68%)を得た。
プロパルギルグアニン68(11.6mg,37μmol)、ジゴキシゲニン−3−オキシメチルカルボニル−6−アミノカプロン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(5mg,7.5μmol)及び10μLのトリエチルアミンを40℃で2時間撹拌した。20mLのジエチルエーテルで生成物を沈澱させ、減圧下に乾燥させ、クロロホルム中の5%メタノールから15%メタノールまでの勾配を用いるフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製して、3.2mgの標題化合物を得た(0.0034mmol,45%)。ESI−MS(m/z)939.78[M+H]+(MW計算値=938.12)。
12−Fmoc−アミノドデカン酸(147mg,0.33mmol)及び1−ベンゾトリアゾリルオキシ−トリス−ピロリジノ−ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBOP,193mg,0.37mmol)を11mLのDMFに溶解させた。室温で45分間撹拌した後、5mLのDMF中のO6−4−アミノメチル−ベンジルグアニン(71,100mg,0.37mmol)を添加した。得られた反応混合物を50℃で5分間撹拌し、次いで、室温で1時間撹拌した。減圧下に溶媒を蒸発させた後、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(勾配:メタノール/ジクロロメタン 1:50から1:10まで)で精製して、185mg(0.27mmol,79%)の白色の固体生成物を得た。Rf=0.33(メタノール/ジクロロメタン 1:10)。
Fmocで保護された誘導体72(180mg,0.26mmol)を、20%(v/v,6.5mmol)のピペリジンを含んでいる3.2mLのDMFに溶解させた。室温で30分間撹拌した後、減圧下に溶媒を除去し、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(勾配:メタノール/ジクロロメタン 1:20から1:5まで(1%トリエチルアミン含有))で精製して、95mg(0.20mmol,78%)の淡黄色の固体を得た。Rf=0.05(メタノール/トリエチルアミン/ジクロロメタン 20:1:100)。
L−グルタミン酸1−ベンジルエステル(75,114mg,0.48mmol)及びK2CO3(66.4mg,0.48mmol)を3mLのDMSOに添加し、60℃で1時間超音波処理に付した。この混合物を、4−(N−[2,4−ジアミノ−6−プテリジニルメチル]−メチルアミノ)−安息香酸74(150mg,0.46mmol)とジイソプロピルエチルアミン(112μL,0.65mmol)とPyBOP(250mg,0.48mmol)を1.3mLの1時間撹拌しておいたDMSOに溶解させた溶液に添加した。この反応混合物を50℃で10分間撹拌し、次いで、室温で2.5時間撹拌した。0.5mLの1Mトリエチルアミンでクエンチした後、粗生成物を直線勾配(水/0.1%トリフルオロ酢酸(TFA):アセトニトリル/0.08%TFA 100:0から20:80まで)を用いるHPLCで精製した。この溶液をpH7に調節し、減圧下に溶媒を除去して、50mg(0.09mmol,20%)の橙色の固体を得た。
(ベンゾトリアゾール−1−イルオキシ)トリピロリジノ−ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBOP,152mg,0.29mmol)を1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)の溶液(1−メチル−2−ピロリドン(NMP)中の1M溶液の146μL,0.15mmol)に溶解させ、ベンジルエステル76(NMP中の0.154M溶液の380μL,0.06mmol)に添加した。得られた混合物を30分間振盪し、次いで、ジイソプロピルエチルアミン(30μL,0.18mmol)及び200μLのNMP中のアミノ−グアニン73(27.2mg,0.06mmol)に添加した。この反応混合物を室温で2時間撹拌し、次いで、200μLの1MのTFAでクエンチした。減圧下に溶媒を除去した後、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(勾配:メタノール/ジクロロメタン 1:50から1:5まで(2%酢酸含有))で精製した。19mg(0.2mmol,33%)の橙色の固体が得られた。Rf=0.08(メタノール/酢酸/ジクロロメタン 5:1:50)。ESI−MS(m/z)994.9[M+H]+(MW計算値=994.2)。
ベンジルエステル77(13mg,0.01mmol)を2mLのメタノール/水(1:1)に溶解させ、K2CO3(785μL メタノール/水(1:1)中の1M,0.79mmol)を添加した。得られた混合物を室温で2.5時間振盪した後、785μL の1MのTFAでクエンチした。粗生成物を、直線勾配(水/0.1%TFA:アセトニトリル/0.08%TFA 100:0から20:80まで)を用いるHPLCで精製した。10mg(0.01mmol,85%)の生成物が得られた。ESI−MS(m/z)904.7[M+H]+(MW計算値=904.0)。
PyBOP(201mg,0.39mmol)及びHOBT(NMP中の1M溶液の194μL、0.19mmol)をベンジルエステル76(21mg,0.04mmol)に添加し、得られた混合物を室温で30分間振盪した。O6−[4−(13−アミノ−2,5,8,11−テトラオキサトリデシル)−ベンジルグアニン(49,21mg,0.05mmol)及びジイソプロピルエチルアミン(24μL,0.14mmol)を490μLのNMPに溶解させ、活性化させた76の溶液に添加した。室温で3時間振盪した後、この反応混合物を1mLのアセトニトリル/2mLの1MのTFAでクエンチした。粗生成物を、直線勾配(水/0.1%TFA:アセトニトリル/0.08%TFA 100:0から20:80まで)を用いるHPLCで精製した。1.5MのNaOHを用いてこの溶液のpHを10に調節することにより、カルボキシ基を脱保護した。先のステップと同じ勾配を用いるHPLCで粗生成物を精製した後、14mg(0.02mmol,40%)の標題化合物を得た。ESI−MS(m/z)883.4[M+H]+(MW計算値=882.9)。
4−(t−ブチルジメチルシリルオキシメチル)−ベンジルアルコール44(2.85g,11.31mmol)を15mLの乾燥THFに溶解させた溶液に、アルゴン雰囲気下、水素化ナトリウム(326mg,13.57mmol)を少量ずつ添加し、この反応混合物を室温で30分間撹拌した。ヨウ化アリル(3.80g,22.62mmol)を5mLの乾燥THFに溶解させた溶液を添加し、得られた混合物を17時間撹拌した。この反応物を水でクエンチし、溶媒の容積を約30%に低減させ、残渣を酢酸エチル(20mLで3回)で抽出した。有機相をMgSO4で脱水し、減圧下に溶媒を除去し、生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 100:1)で精製して、1.83g(6.25mmol,59%)を得た。
4−アリルオキシメチル−1−(t−ブチルジメチル−シリルオキシメチル)−ベンゼン(80,1.0g,3.24mmol)を70mLの乾燥ジクロロメタンに溶解させた溶液に、アルゴン雰囲気下、ベンジリデン−ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)−ジクロロルテニウム(420mg,0.513mmol,15mol%)を添加した。得られた反応混合物を室温で15時間撹拌し、触媒(200mg)を追加し、その反応混合物を5時間加熱還流した。減圧下に溶媒を除去し、生成物をカラムクロマトグラフィー(石油エーテル/酢酸エチル 50:1)で精製して、520mg(0.93mmol,55%)の標題化合物を得た。
TBDMS−二量体81(351mg,0.63mmol)を5mLの乾燥THFに溶解させ、テトラブチルアンモニウムフルオリド(3.78mmol)及び酢酸(3.78mmol)を添加した。得られた反応混合物を室温で15時間撹拌した。溶媒を蒸発させた後、生成物を溶媒の勾配(石油エーテル/酢酸エチル 1:1から1:3まで)を用いるカラムクロマトグラフィーで精製して、150mg(0.45mmol,73%)の無色の固体を得た。この脱保護した二量体(100mg,0.30mmol)を0.8mLの乾燥DMFに溶解させた溶液に、水素化ナトリウム(44mg,1.82mmol)を添加し、この反応混合物を30分間撹拌した。1−(2−アミノ−7H−プリン−6−イル)−1−メチル−ピロリジニウムクロリド(27,186mg,0.73mmol)及びDMAP(11mg,0.09mmol)を添加し、この反応混合物を室温でさらに3時間撹拌した。この反応物を水でクエンチし、減圧下に溶媒を除去した。残渣をメタノールに溶解させ、SiO2に吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 10:1)で精製して、二量体82を無色の固体として得た(30mg,0.05mmol,16%)。
カリウムt−ブトキシド(2.3g,19.5mmol)をTHF(500mL)に溶解させた無水溶液に、室温で、テトラエチレングリコール(7.18g,37.0mmol)を添加した。得られた混合物を30分間撹拌し、ヨウ化アリル(3.31g,19.7mmol)を乾燥THF(60mL)に溶解させた溶液を、1時間かけて滴下して加えた。この反応混合物を30時間撹拌し、酢酸エチル(800mL)を用いてシリカプラグ(10g)を通して濾過して生成物を溶出させた。減圧下に溶媒を蒸発させた後、生成物を溶媒の勾配(石油エーテル/酢酸エチル 10:1から、酢酸エチル 100%まで)を用いるカラムクロマトグラフィー で精製して、無色の油状物を得た(2.41g,10.3mmol,27%)。
11−アリルオキシ−3,6,9−トリオキサウンデカノール(83,2.33g,9.94mmol)を乾燥THF(40mL)に溶解させた溶液に、アルゴン雰囲気下、水素化ナトリウム(0.95g,39.8mmol)を数回に分けて添加した。得られた混合物を30分間撹拌した。ヨード誘導体45(3.0g,8.28mmol)を乾燥THF(10mL)に溶解させた溶液を滴下して加え、この混合物を15時間撹拌した。2mLの水を添加することにより反応物をクエンチし、減圧下に70%の量のTHFを蒸発させた。70mLの水を添加してこの混合物を希釈し、得られた溶液を50mLの酢酸エチルで5回抽出した。有機抽出物を合してMgSO4で脱水し、減圧下に濃縮した。得られた黄色の油状物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(勾配:石油エーテル/酢酸エチル 10:1から5:1まで)で精製して、標題生成物84を淡黄色の油状物として得た(1.96g,4.2mmol,51%)。
TBDMSで保護されたアリルオキシ誘導体84(1.0g,2.13mmol)を40mLの乾燥ジクロロメタンに溶解させた溶液に、アルゴン雰囲気下、ベンジリデン−ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)−ジクロロルテニウム(263mg,0.32mmol,15mol%)を添加した。得られた反応混合物を5時間加熱還流した。触媒(200mg)を追加し、加熱を15時間継続した。減圧下に溶媒を除去し、生成物を、溶媒の勾配(石油エーテル/酢酸エチル 1:1から1:5まで)を用いるカラムクロマトグラフィーで精製して、530mg(0.58mmol,54%)の二量体85を得た。
TBDMSで保護された二量体85(200mg,0.22mmol)を3mLの乾燥THFに溶解させ、テトラブチルアンモニウムフルオリド(2.5mmol)及び酢酸(2.5mmol)を添加した。得られた反応混合物を室温で15時間撹拌した。溶媒を蒸発させた後、生成物を、溶媒の勾配(石油エーテル/酢酸エチル 1:1から、酢酸エチル 100%まで)を用いるカラムクロマトグラフィーで精製して、80mg(0.11mmol,50%)の無色の固体を得た。この脱保護された二量体(61mg,0.089mmol)と1−(2−アミノ−7H−プリン−6−イル)−1−メチル−ピロリジニウムクロリド(27,54mg,0.22mmol)とDMAP(3.0mg,0.027mmol)を1.0mLの乾燥DMFに溶解させた溶液に、水素化ナトリウム(13mg,0.54mmol)を添加し、得られた反応混合物を2時間撹拌した。この反応物を水でクエンチし、減圧下に溶媒を除去した。残渣をメタノールに溶解させ、SiO2に吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール 10:1)で精製して、二量体86を無色の固体として得た(35mg,0.036mmol,41%)。
(a) O 6 −(1−[11−アミノ−3,6,9−トリオキサウンデシル]−1,2,3−トリアゾリル−4−メチル)−グアニン(11)の反応性
総容積15μLの50mMのHEPES(pH7.5)中で、18pmolのPGEAhAGT−GST(A.Juilleratら,Chem.Biol.10:313−317,2003)をDMSO中の11の5mM溶液(0.2μL)と一緒に1時間インキュベーションした。10pmolのビオチニル化O6−ベンジルグアニン−オリゴヌクレオチド(R.Damoiseauxら,ChemBiochem 4:285−287,2001)を添加し、さらに15分間、反応を継続させた。対照として、総容積15μLの50mMのHEPES(pH7.5)中で、基質を含まない状態で、18pmolのPGEAhAGT−GSTを10pmolの同一のビオチニル化オリゴヌクレオチドと一緒に15分間インキュベーションした。hAGT−GSTとビオチニル化オリゴヌクレオチドの間のビオチニル化反応生成物は、HRP(Pierce)に結合させた抗ビオチンコンジュゲートを用いるウエスタンブロット法により検出した。図1Aのレーン「C」は、PGEAhAGT−GSTとビオチニル化オリゴヌクレオチドの反応生成物を示していた。PGEAhAGT−GSTが最初に11と反応する場合は、ビオチニル化オリゴヌクレオチドとのさらなる反応は観察されなかった(レーン1及びレーン2、図1A)。これにより、O6−トリアゾリルメチルグアニンがhAGTに対する効果的な基質であることが証明された。
総容積15μLの50mMのHEPES(pH7.5)中で、18pmolのPGEAhAGT−GSTを0.5nmolの60と一緒にインキュベーションした。反応生成物は、ヤギ抗フルオレセイン抗体(Rockland)及びHRPコンジュゲート抗ヤギ抗体(Sigma)を用いるウエスタンブロット法により検出した。これにより、2つの異なった標識を含んでいる化合物60がhAGTに対する効果的な基質であることが証明された。
80μLのPGEAhAGT−GST融合タンパク質溶液(HBSバッファー中200μg/mL)を、O6−ベンジルグアニン−PEG−アミノ−α−N−(ビオチニル−6−アミノ−カプロイル)−ε−N−([ジゴキシゲニン−3−オキシメチルカルボニル]−6−アミノカプロイル)−リシン54の0.4mM溶液(20μL)と一緒に、室温で10分間インキュベーションした。この溶液を、Neutravidin Biacore チップ上に、1μL/分の流速で35分間通過させた。次いで、このチップを、同じ流速のバッファー(HBST)で40分間パージした。次に、GST抗体(1980μg/mL)を注入して該融合タンパク質の先の結合を明らかにし、次いで、再度、HBSTで洗浄した。固定化実験は、表面プラズモン共鳴により評価した。表面プラズモン共鳴分析は、研究グレードのSAセンサーチップを備えたBiacore 1000 光学バイオセンサー(Biacore)を用いて行った。EDTAを含まないHBS(10mM HEPES,pH7.4,150mM NaCl,0.005% Tween 20)は、新たに調製し、22μmの膜を通して濾過した。得られたセンソグラムは、図2に示してある。
(a) PGEG hAGTと二量体化基質43の反応
二量体化実験は、HEPESバッファー(HEPES 50mM,pH7.2,1mM DTT,200μg/mL BSA)中の0.4μMの一定の濃度のPGEGhAGT−GST(A.Juilleratら,Chem.Biol.10:313−317,2003)で、総容積40μLで行った。0〜100:1の基質:タンパク質の比率をカバーするように、化合物43の濃度を変化させた。インキュベーション時間は、すべての実験に関して、40分間とした。ウェスタンブロットは、抗hAGT抗体(PBS中1:2000,Chemicon)と第二の抗体としての抗マウス−HRPコンジュゲート(PBS中1:2000,Sigma)を用いて得た。結果は、図3Aに示してある。
実験は、hAGT変異体Gly160Trp(W160hAGT)(M.Xu−Welliverら,Biochemical Pharmacology 58:1279−1285,1999)を用いて行った。HA−W160hAGTは、LB培地中、24℃で、IPTG(1mM)と種々の濃度(0μM、10μM、20μM、及び、50μM)の基質61を指数関数的に増殖する培養に添加した後、E.coli BL21で2時間発現させた。遠心分離により細胞を回収した。各標識化実験について、抽出物の総容積は、約1mL(容積は、OD600が一定となるように調節する)であった。得られたペレットを50μLの1×SDSに再度懸濁させた後、O6−ベンジルグアニンを1mMの濃度となるまで添加した。95℃に5分間加熱した後、サンプルを12%SDS−PAGEにロードした。ウェスタンブロットは、ヤギ抗MGMT(TBST中1:100,Chemicon)と第二の抗体としての抗ヤギIgG(TBST中1:1000,Santa Cruz Biotechnology)を用いて得た。結果は、図3Bに示してある。
3HYhAGTが78及び79に対して活性を有していることを実証するために、3HYhAGTを、E.coliにおいて、グルタチオンS−トランスフェラーゼとの融合タンパク質(GST−3HYhAGT)として発現させ、その融合タンパク質を精製し、及び、その活性をインビトロアッセイで測定した。GST−3HYhAGTを過剰量の78又は79と一緒にインキュベーションして反応させた後、抗メトトレキサート抗体を用いるウェスタンブロット法に付した。このアッセイにおいて、GST−3HYhAGTは、78との反応については約1500秒−1M−1の二次反応速度定数を示し、79との反応については約900秒−1M−1の二次反応速度定数を示した。従って、78の濃度1μMで、及び、3HYhAGTに対して過剰な78(擬一次条件)で、該タンパク質の50%が10分以内に標識された。
hAGT融合タンパク質を構築するために、好ましくは、変異体Asn157Gly Ser159Gluを使用した。この変異体は、野生型hAGTと比較して、1型のベンジルグアニン誘導体に対して、約20倍の増大した活性を示した。以下の文献を参照されたい:A.Juilleratら,Chem.Biol.10:313−317,2003。以下に示すhAGTのさらなる変異体は、hAGTのDNAへの結合を分断するが、ベンジルグアニン誘導体に対する活性は有意には阻害しないことが示されている:Lys125Ala,Ala127Thr,及び,Arg128Ala。以下の文献を参照されたい:A.Limら,EMBO J.15:4050−4060,1996,及び,D.S.Danielsら,EMBO J.19:1719−1730,2000。これらの変異体を導入する理論的根拠は、3ハイブリッド系におけるhAGT融合タンパク質とDNAの相互作用を最少にすることである。結果として得られた、上記の5つの変位を有しているhAGT変異体は、3HYhAGTと略記する。
LexA−3HYhAGT及びB42−DHFR融合タンパク質をコード化するプラスミドの対を酵母株L40内に形質転換し、機能的LexA−B42転写因子を再構築することにより、レポーター遺伝子HIS3及びlacZが転写された。78又は79のいずれかの存在下において融合タンパク質の異なった組合せを発現させることにより酵母L40のヒスチジン要求性が補完されるか否かについて試験した(表1)。LexA−3HYhAGTとB42−DHFRを同時に発現させることにより、酵母L40はヒスチジンは含んでいないが78又は79のいずれかを含んでいるプレート上で増殖することが可能となった。このことは、HIS3が転写されたことを示している。78又は79の非存在下では、増殖は観察されなかった。
LexA融合タンパク質とB42融合タンパク質の別の組合せを発現する酵母株L40における、ベンジルグアニンをベースとする化合物78及び79によるlacZレポーター遺伝子の転写の活性化について調べた(表2)。このアッセイにおいて、液体培養の細胞抽出物中の色素原基質o−ニトロフェニル−β−D−ガラクトピラノシド(ONPG)の加水分解速度を測定することにより、lacZ遺伝子の産物であるβ−ガラクトシダーゼの活性を決定した。
Claims (16)
- 式1:
R1−R2は、式2:
R2は、水素であり;
R5は、水素であり;
及び、
R6は、置換されていないアミノであり、
Xは、酸素であり;
R3は、トリアゾリレン、テトラゾリレン、イソオキサゾリレン、チエニレン、イソオキサゾリジニレン、又は1−アルキニレンであり;
Lがさらなる基−R3−CH2−X−R1−R2である場合;Lがメトトレキサートである場合;又はLが、同一であるか又は異なっている複数の標識である場合、R3はフェニレンであり;
R4は、1〜300個の炭素原子を有する、場合により置換されていてもよい直鎖又は分枝鎖のアルキレン基、又は多価分枝鎖のアルキル基であり、その際、場合により、
(a)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており;
(b)1個以上の炭素原子が水素原子を有している窒素で置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、アミド官能基−NH−CO−を表し;
(c)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、エステル官能基−O−CO−を表し;
(d)隣接してる2つの炭素原子の間の結合が二重結合又は三重結合であって、官能基−CH=CH−又は−C≡C−を表し;
(e)1個以上の炭素原子が、フェニレン、飽和若しくは不飽和のシクロアルキレン、飽和若しくは不飽和のビシクロアルキレン、トリアゾリレン、イソオキサゾリレン、イソオキサゾリジニレン、ピロリジンジイル、ピペリジンジイル、テトラヒドロフランジイル、ジオキサンジイル、モルホリンジイル、テトラヒドロチオフェンジイル、α−若しくはβ−フラノシル、又はα−若しくはβ−ピラノシルにより置き換えられており;
及び/又は、
(f)隣接してる2個の炭素原子がジスルフィド結合−S−S−により置き換えられており;
そして、
Lは、発蛍光団;ビオチン、ジニトロフェノール、ジゴキシゲニン;及びメトトレキサート部分;から選択される1つの標識であるか又は複数の同一であるか若しくは異なっている標識であるか、或いは
Lは、さらなる基−R3−CH2−X−R1−R2である]
で表される化合物。 - R3が、トリアゾリレン、テトラゾリレン、イソオキサゾリレン、チエニレン、又は、イソオキサゾリジニレンである、請求項1に記載の式1で表される化合物。
- R3がチエニレンである、請求項2に記載の式1で表される化合物。
- R4が、場合により−CH=CH−又は−C≡C−を介して基R3に結合している、2〜25個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基、4〜100のエチレンオキシ単位を有する直鎖ポリエチレングリコール基、又は2個以上の炭素原子がアミド官能基−NH−COで置き換えられている2〜25個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基である、請求項1に記載の式1で表される化合物。
- R4が、分枝鎖アルキレン基(ここで、該分枝鎖アルキレン基は、3〜6のエチレングリコール単位を有するポリエチレングリコール基及び炭素原子がアミド結合で置き換えられているアルキレン基を含んでおり、さらに、置換されているアミノ官能基とヒドロキシ官能基を有している)である、請求項1に記載の式1で表される化合物。
- R4が、分枝鎖アルキレン基であって、ここで、
(a)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており;
(b)1個以上の炭素原子が水素原子を有している窒素で置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、アミド官能基−NH−CO−を表す、請求項1に記載の式1で表される化合物。 - R3がフェニレンであり、そして、Lがさらなる基−R3−CH2−X−R1−R2である、請求項1に記載の式1で表される化合物。
- R3が1,4−フェニレンであり、そして、リンカーR4が、10〜40個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基(ここで、3〜12個の炭素原子は、酸素で置き換えられており、1又は2個の炭素原子は、1,4−トリアゾリデン単位で置き換えられており、及び、場合により、1の炭素原子は、1,4−フェニレン単位で置き換えられている)である、請求項1又は7に記載の式1で表される化合物。
- R3が1,4−フェニレンであり、そして、リンカーR4が、場合によりオキソで置換されていてもよい10〜40個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基(ここで、3〜12個の炭素原子は、酸素で置き換えられており、及び、1若しくは2個の炭素原子は窒素で置き換えられている )である、請求項1又は7に記載の式1で表される化合物。
- R3が1,4−フェニレンであり、そして、リンカーR4が、6〜40の炭素原子を有する直鎖アルキレン基(ここで、2〜12個の炭素原子は、酸素で置き換えられており、及び、隣接する炭素原子の間の1若しくは2つの結合は、二重結合である)である、請求項1又は7に記載の式1で表される化合物。
- R3がフェニレンであり、そして、Lがメトトレキサートである、請求項1に記載の式1で表される化合物。
- R3がフェニレンであり、そして、Lが、同一であるか又は異なっている複数の標識である、請求項1に記載の式1で表される化合物。
- R3がフェニレンであり、そして、Lが、異なっている2つの標識である、請求項12に記載の式1で表される化合物。
- 式1:
R1−R2は、
Xは酸素であり;
R3は、トリアゾリレン、テトラゾリレン、イソオキサゾリレン、チエニレン、イソオキサゾリジニレン又は1−アルキニレンであり;
R4は、1〜300個の炭素原子を有する、場合により置換されていてもよい直鎖又は分枝鎖のアルキレン基であり、その際、場合により、
(a)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており;
(b)1個以上の炭素原子が水素原子を有している窒素で置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、アミド官能基−NH−CO−を表し;
(c)1個以上の炭素原子が酸素により置き換えられており、そして、それに隣接する炭素原子がオキソにより置換されていて、エステル官能基−O−CO−を表し;
(d)隣接してる2つの炭素原子の間の結合が二重結合又は三重結合であって、官能基−CH=CH−又は−C≡C−を表し;
(e)1個以上の炭素原子が、フェニレン、飽和若しくは不飽和のシクロアルキレン、飽和若しくは不飽和のビシクロアルキレン、トリアゾリレン、イソオキサゾリレン、イソオキサゾリジニレン、ピロリジンジイル、ピペリジンジイル、テトラヒドロフランジイル、ジオキサンジイル、モルホリンジイル、テトラヒドロチオフェンジイル、α−若しくはβ−フラノシル、又はα−若しくはβ−ピラノシルにより置き換えられており;及び/又は、
(f)隣接してる2個の炭素原子がジスルフィド結合−S−S−により置き換えられており;
Lは、アミノ又はアジドである]
で表される化合物。 - 目的とするタンパク質を検出及び操作する方法であって、AGT融合タンパク質に組み入れた目的とする該タンパク質を標識を有しているAGT基質と接触させ、そして、該標識を認識又は処理するように設計されているシステム内で該標識を用いて、該AGT融合タンパク質を検出し、そして、場合により、さらに操作することを特徴とし、ここで、標識を有しているAGT基質は、請求項1〜15のいずれか1項に記載の式1で表される化合物である、前記方法。
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