JP5111705B2 - 新規な複合多糖、グリコアミノ酸、これらへの中間体、及びこれらの使用 - Google Patents

新規な複合多糖、グリコアミノ酸、これらへの中間体、及びこれらの使用 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
(優先権情報)
本発明は、ここにその全体を参照のために取り込むこととする、「腫瘍関連抗原フコシルGM1のn-ペンテニルグリコシドの合成及び生体接合」と題して1999年8月20日に出願された仮出願60/150,088に、米国連邦法規類集の§119(e)の下に優先権を主張するものである。
【0002】
(政府支援)
本発明は、合衆国国立衛生研究所認可番号:AI16943及びCA28824によって支援されていた。したがって、政府は、本発明に所定の権利を有する。
【0003】
【従来の技術】
(発明の背景)
癌患者の治療及び/または生存の延長のための、既存の治療剤の改善及び新規な治療剤の開発は、科学界において継続して研究されている主題である。これらの努力は、或る程度までは、悪性の癌細胞を殺すことにより作用する、より「伝統的な」化学療法(例えばパクリタキセル及び他の小分子及び/または天然産物に基づく療法)に向けられてきたが、抗癌反応を誘発させるための抗癌ワクチンを開発するという長期間存続している目標もあった(Lanzavechis, Science, 260, 937-944; Pardoll et al., Curr. Opin. Immunol. 1993, 5, 719-725; Livingston et al., Curr. Opin. Immunol. 1992, 4, 2; Dranoff et al., Proc. Natl. Acad. Sci, USA 1993, 90, 3539; M. H. Taoet et al., Nature, 1993, 362, 755; T. Boon, Int. J. Cancer 1993, 54, 177)。癌ワクチンは、疾患の検出に続く治療の形態(例えば、免疫反応を強化することによる)として認知されるにほど遠かったが、腫瘍荷重が手術、放射線、または他の化学療法処置によって最少化された場合に、腫瘍再発及び転移に対して強化した保護を提供することのできる選択的合成ワクチンを開発することが非常に望ましい。
【0004】
一般的に腫瘍免疫療法は、腫瘍が、適切に訓練された免疫機構により対処または処理された場合に認識可能な、特定の抗原を有しているとの理論に基づいている。有効な抗癌ワクチンの開発の目標は、主に腫瘍によってまたは腫瘍のみによって発現するこれらの抗原に対して免疫機構が有する耐性を、免疫刺激抗原の変形として複合多糖を提供して有効な免疫反応を誘発することによって打破することである。この目標を達成する試みとして、TF、Tn、sTN、KH-1、Ley及びGlobo-H等の同定された癌糖質抗原が、様々な癌(乳癌、結腸癌、前立腺癌、卵巣癌、肝臓癌、小細胞癌、肺癌、及び腺癌)における悪性細胞の表面に過剰発現するものとして、注意深く特性付けされてきた。さらに、これらはモノクローナル抗体によって免疫特性付けされており、然るに免疫研究に利用可能な適切な血清学的マーカーを有する。こうした研究により、糖質ベースのワクチンを用いたアジュバント設定で免疫化された患者が、ヒトの癌細胞と反応性である抗体を生産すること、及びこうした抗体の生産が癌の再発を妨げ、より有利な診断に関係することが示唆されている(Livingston, et al., J. Cancer Res. 1989, 49, 7045; Ragupathi, G. Cancer Immunol. Immunother. 1996, 43, 152参照のこと)。更に、癌細胞中において過剰発現した特定の糖質抗原の単離及び慎重な構造同定は、糖質ベースの腫瘍免疫療法を利用する攻撃についての構想を提供している((a)Hakomori, S.; Zhang, Y. Chem. Biol. 1997, 4, 97; (b) Toyokuni, T.; Singhal, A. K. Chem. Soc. Rev. 1995, 24, 23及びこれらに記載の文献を参照及び検討のこと)。
【0005】
しかしながら、糖質エピトープの使用における主要な欠点は、これらが一般的には天然源からの単離によって容易には入手できないことである。例えば、天然源からの精製に伴う非常な困難性により、これらは臨床プログラムのための均質な出発物質としては、実質的に入手不可能となっている。したがって、これらの天然に産生するエピトープを、治療上有用な免疫反応を引き出すために接合によって、キャリアータンパク質またはあらゆる適当な分子内容物に導入することは、よくても低効率であり、しばしば実質的に不可能である。したがって、これらのワクチンを治療剤として効果的に研究するために、満足な材料は全化学合成によってのみ入手可能である。
【0006】
この問題を改善するための試みとして、継続的研究努力の一つは、完全に合成の糖質部分を組み入れる抗癌ワクチンの開発である(Danishefsky, S. J.; Allen, J. R. Angew Chem. Int. Ed. 2000, 39, 836-863を参照及び検討のこと)。合成抗癌ワクチンの開発のための戦略の一つは、糖質エピトープの全合成及びこれに続くキャリアータンパク質への共有結合形生体接合を含む。その後ワクチン構成物を、最終目標をヒトの臨床試行に進展させることとして、適切なマウス免疫化研究に用いる。この戦略は、結果として、前臨床または臨床処置の様々な段階にある、幾つかの完全に合成で、腫瘍に関連する糖質ベースワクチンを生じた。実際、Globo-Hワクチンは、II相レベルにおける前立腺癌及び乳癌の治療のための臨床評価を経ており(例えば、Ragupathi et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 125を参照のこと)、一方では既に卵巣癌において試験済みのLewisy抗原ベースのワクチンがより広範な追跡評価を待っている(Kudryashov et al., Cancer Immunol. Immunother. 1998, 45, 281参照のこと)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、またここに記載した他の参考文献に既述の通り、近年幾つかの合成構成物が開発されてきたが、より持続性または有効な(及び好ましくは選択的な)免疫反応を誘発することのできる、新規な構成物を開発するための更なる調査が、依然必要とされている。明らかに、この目標を達成するための試みとして、従来は合成によって入手不可能であった抗原成分(例えば、フコシルGM1、クラスター化エピトープ、及び類似構造物等のより複雑な抗原成分)を入手する、または更なる免疫及び治療法研究のために天然に産生する構造物から誘導される非天然構造物を入手するための、改良された及び/または新規な合成方法の開発が有用であろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(本発明の概要)
新規な構成物及び改良合成方法を更に開発する必要性を認識した上で、本発明は、一つの態様において、新規なn-アルケニルグリコシド及び複合多糖、n-アルキルグリコアミノ酸、及びこれらの合成方法を提供する。別の態様において、本発明は、新規なクラスター化グリコペプチド及びその合成方法を提供する。更に別の態様においては、本発明は、癌の治療方法、好ましくは癌の再発防止方法、及び、ここに開示した本発明の複合多糖のいずれかの有効量を、これを必要とする患者に投与する工程を含む、患者において抗体を誘発する方法を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
ここに開示される一般的な合成方法は、糖質受容体の還元末端におけるn-アルケニルグリコシド保護基の導入により、カップリング効率及び複合多糖の入手可能性の改善が可能となるとの認識を伴う。こうして、本発明はまた、所定の保護された糖質について、n-アルケニル部分が、複合多糖の合成のために究極的に利用可能な、有用な前駆体として作用しうるとの認識を提供する。
【0010】
したがって、一つの態様においては、本発明は、(1)還元末端アルケニル基を有する糖質受容体を準備する工程;(2)適切な供与体化合物を準備する工程;及び(3)前記供与体及び受容体を、アルケニルグリコシドを生成させる条件下においてカップリングさせる工程を含む、複合多糖の合成のための、新規な合成方法を提供する。この方法を利用して、上述の通り複合抗原性アルケニルグリコシドが提供されるが、その多くはこれまでは提供されていないものであり、これらをここに記載した通り接合または更に反応させて、複合多糖及びグリコペプチドを産生することが可能である。
【0011】
一般的に、本発明は、下記の構造:
【化32】
Figure 0005111705
[式中、Rは水素;置換又は無置換のアルキル;アルケニル;アリール;-CH2CH(CO2R’)(NHR”)(式中、R’またはR”は、各々独立に水素、保護基、置換または無置換のアルキル、リンカー、アリール、ペプチド、タンパク質または脂質である);またはNHR'''(式中、R'''はタンパク質、ペプチド、または、直接もしくはクロスリンカーを介してNに結合した脂質である)であり;式中、nは0乃至8であり;更に、式中、Aは下記の構造:
【化33】
Figure 0005111705
{式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造:
【化34】
Figure 0005111705
(式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキルまたはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基である(AがKH-1、N3、Globo-H、グリコホリン、Tn、TF、STN、(2,3)ST、2,6-STn、またはLeyであってAがα-O-結合しているならば、nは少なくとも1であることを前提とする))
を有する糖部分である}
を有する糖質領域である]
を有する新規な化合物及び/または接合物を提供する。
【0012】
本発明の好ましい所定の実施態様においては、Rがアリルであり、nが2であり、従って本発明の化合物がn-ペンテニル部分である。本発明の別の所定の実施態様においては、RがNHR'''であり、タンパク質R'''がKLHまたはウシセリン(serine)アルブミンである。本発明の更に別の実施態様においては、RがNHR'''であり、脂質R'''がPamCysである。タンパク質または脂質が直接またはクロスリンカーを介してNに結合可能であることが好ましく、然るにR'''がタンパク質、ペプチド、及び脂質、並びに(クロスリンカー-タンパク質)、(クロスリンカー-ペプチド)及び(クロスリンカー-脂質)部分を組み込むものである。好ましい所定の実施態様においては、クロスリンカーはMMCCH(4-(マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシルヒドラジド)である。
【0013】
別の実施態様においては、本発明の化合物はグリコアミノ酸であり、然るにRはCH2CH(CO2R’)(NHR”)であり、この化合物は下記の構造を有する。
【化35】
Figure 0005111705
【0014】
好ましい所定の実施態様においては、本発明のグリコアミノ酸はn-ペンテニルグリコシドから誘導され、然るにnは3である。別の所定の実施態様においては、R’及びR”が、各々、t-ブチル、TSE(2-(トリメチルシリルエチル))、Ac(アセチル)、Boc(t-ブトキシカルボニル)、及びFmoc(9-フルオロエニルメトキシカルボニル)からなる群より独立に選択される保護基である。
【0015】
上記の化合物各々について、所定の好ましい実施態様において、糖質決定基は、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、N3、Tn、TF、STN、(2,3)ST、2,6-STn、及びLeyからなる群より選択される。別の好ましい実施態様においては、該化合物の糖質決定基は、糖質決定基Aの全体もしくは一部としてGlobo-H決定基またはフコシルGM1決定基を含む。
【0016】
さらにまた、本発明は、新規なn-アルキルグリコアミノ酸の合成方法を提供するが、以下に、Globo-H及びフコシルGM1及び引き続き新規なグリコペプチドを産生するためのこれらの使用及びこれらの合成構成物について、より詳細に記載する。
【0017】
一般的に、これらの新規なグリコアミノ酸の製造のための本発明の方法には、1)ここに記載のようにアルケニルグリコシド部分を準備する工程;2)前記アルケニルグリコシド部分を酸化条件下におき、アルデヒドを産生する工程;3)前記アルデヒドをオレンフィン化条件下におき、エナミドエステルを産生する工程;4)生成するエナミドエステルを、前記エナミドエステルを水素化するに十分な条件下におき、保護されたグリコアミノ酸を産生する工程;5)前記の保護されたグリコアミノ酸を適切な条件下で脱保護して所望のグリコアミノ酸を産生する工程が含まれる。
【0018】
特に、ここにその構造を明示したグリコアミノ酸の合成方法が提供され、これは以下の工程:
(a)下記の構造:
【化36】
Figure 0005111705
を有するアルケニルグリコシドを準備する工程;
(b)前記アルケニルグリコシドを適切な条件下で反応させて、下記の構造:
【化37】
Figure 0005111705
を有するエナミドエステルを産生する工程;
(b)前記エナミドエステルを適切な条件下で反応させて、下記の構造:
【化38】
Figure 0005111705
を有するグリコアミノ酸を産生する工程;を含み、
ここで、上記の各構造について、nは0乃至8であり、式中、Aは下記の構造を有する糖質領域である。
【0019】
【化39】
Figure 0005111705
【0020】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0021】
【化40】
Figure 0005111705
【0022】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;
更に式中、グリコアミノ酸構造R’及びR”は、各々独立に水素、保護基、置換または無置換のアルキル、リンカー、アリール、ペプチド、タンパク質、または脂質;あるいはNHR'''であり、ここではR'''は、タンパク質、ペプチド、または脂質であって、直接又はクロスリンカーを介してNに結合している。好ましい実施態様においては、R’及びR”は、各々独立に水素または保護基である。特に好ましい実施態様においては、R”は窒素保護基であり、これらに限定されるものではないが、アセチル、Fmoc、またはBocであり、R’はt-ブチルまたはTSE等の酸保護基である。所定の好ましい実施態様においては、糖質決定基は、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Ley、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より選択される。別の好ましい所定の実施態様においては、該化合物の糖質決定基は、ここに記載の通り、糖質決定基の全体もしくは一部としてGlobo-H決定基またはフコシルGM1決定基Aを含む。
【0023】
一般的に、好ましい実施態様においては、n-アルケニルグリコシドを適切な条件下で反応させてエナミドエステルを産生する工程には、n-アルケニルグリコシドを第一に酸化開裂条件下において、第二に塩基(例えばテトラメチルグアニジン)及びホスホネートの存在下でのオレフィン化条件下において反応させて、エナミドエステルを産生する工程が含まれる。
【0024】
さらにまた、前記エナミドエステルを適切な条件下で反応させてグリコアミノ酸を産生する工程には、前記エナミドエステルを水素化条件下で反応させる工程が含まれる。
【0025】
本発明の別の態様においては、多抗原性グリコペプチドが、少なくとも3のアミノ酸によってなるペプチド骨格を含むように提供され、ここでは一以上の前記アミノ酸が、下記の構造を有するn-アルキルグリコシド部分で置換されている。
【化41】
Figure 0005111705
式中、Aの各存在が、下記の構造を有する炭化水素決定基である。
【0026】
【化42】
Figure 0005111705
【0027】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0028】

【化43】
Figure 0005111705
【0029】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基である。
【0030】
ここで、式中、nの各存在が、独立に0乃至8であり、従ってnの各存在についてn=0であるならば、Aの存在の少なくとも一が他のAの存在とは異なる構造を有し;更にn-アルキルグリコシド部分が骨格のアミノ酸残基にα-またはβ-結合している。これらの本発明のクラスター化グリコペプチドは、n-アルキルに限定されず、ここでnは1以上であり;それどころか多抗原性クラスター化グリコペプチドは伝統的な直接結合(n=0)またはn-アルキル(例えばペンチル等)またはこれらのあらゆる組み合わせを介して結合可能である。別の実施態様においては、Aの各存在は同一であるが、n-アルケニル(nは1より大)結合が用いられる。好ましい実施態様においては、Aの各存在は、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Ley、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より独立に選択される。
【0031】
所定の実施態様においては、三量体抗原性クラスターが望ましく、然るに、本発明はまた、下記の構造を有するキャリアータンパク質を介してリンカーに結合した構成物を提供する。
【0032】
【化44】
Figure 0005111705
【0033】
式中、リンカーは、遊離のカルボン酸、(カルボキサミド)アルキルカルボキサミド、MBS、第一級カルボキサミド、モノ-またはジ-アルキルカルボキサミド、モノ-またはジ-アリールカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(カルボキシ)アルキルカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(アルコキシカルボニル)アルキル-カルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(カルボキシ)アリールアルキルカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(アルコキシカルボニル)アルキルカルボキサミド、2乃至約20のヒドロキシアシル残基を含むオリゴエステルフラグメント、2乃至約20のアミノアシル残基を含むペプチドフラグメント、または直鎖状または分枝鎖状アルキルまたはアリールカルボン酸エステルのいずれかであり、式中、キャリアーはタンパク質または脂質であり;式中、mは1、2、または3であり;式中、RA、RB、及びRCは、各々独立にHまたはメチルであり;更にRD、RE、及びRFは、各々独立に、下記の構造を有するアルキルグリコシド部分である。
【0034】
【化45】
Figure 0005111705
【0035】
式中、Aの各存在は、下記の構造を有する糖質領域から独立に選択される。
【0036】
【化46】
Figure 0005111705
【0037】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、糖質領域は、OH、COOH、及びNH2からなる群より選択される側鎖置換基の置換によって各々のアミノアシルまたはヒドロキシアシル残基に結合しており;式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0038】
【化47】
Figure 0005111705
【0039】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;ここでは、nの各存在が、独立に0乃至8であり、従ってnの各存在についてn=0であるならば、Aの存在の少なくとも一が他のAの存在とは異なる構造を有し;更にn-アルキルグリコシド部分がアミノ酸にα-またはβ-結合している。
【0040】
好ましい実施態様においては、Aの各存在が、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Ley、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より選択される。好ましい実施態様においては、本発明は globo-H、Ley、及びTnを組み入れて新規な三量体抗原性化合物を産生する、新規な三量体抗原性グリコペプチドを提供する。
【0041】
ここに記載の通り、本発明の別の態様においては、本発明の化合物のいかなるものも接合されて複合多糖を産生することができ、単独もしくは癌の再発の治療のための免疫アジュバントと共に投与することができ、または単独もしくは免疫アジュバントと共に、患者において抗体を誘発するために投与することができる。
【0042】
(定義)
本発明の所定の化合物、及び特定の官能基の定義を、以下により詳細に記載する。本発明の目的のためには、化学元素は元素の周期表、CAS編、化学及び物理のハンドブック、第75版の内表紙にしたがって同定され、特定の官能基はここに記載の通り定義される。更に、有機化学の一般原理並びに特定の官能部分及び反応性は、"Organic Chemistry", Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito: 1999に記載されており、ここにその前内容を参照のために取り込むこととする。
【0043】
ここに記載の通り、化合物はいかなる数の置換基または官能部分で置換されていても良いことが認識されるであろう。一般的に、「置換」なる語(「任意に」との語が先に立つか否かによらない)及び本発明の式中に含まれる置換基は、与えられた構造中の水素基を特定の置換基で置き換えることを意味する。与えられたあらゆる構造中において、一以上の位置が特定の基から選択される置換基で置換されていて良く、該置換基は位置毎に相違しても同一でも良い。ここで使用されるように、「置換」なる語は、有機化合物として差し支えない全ての置換基を含むことを意図している。広い見地においては、差し支えない置換基には、有機化合物の、非環式及び環式の、分枝状または非分枝状の、炭素環または複素環の、芳香族及び非芳香族の、置換基が含まれる。本発明の目的のためには、窒素などのヘテロ原子が水素置換基及び/または、ヘテロ原子の原子価に見合う、ここに記載の有機化合物として差し支えないあらゆる置換基を有して良い。さらにまた、本発明は、有機化合物として差し支えない置換基によって、いかなる方法においても限定を意図するものではない。置換基の組み合わせ及び本発明によって企図される変形は、好ましくは、ここに記載のように癌の治療において有用な安定化合物を生成させる、または抗体を誘発させるようなものである。ここに使用される「安定」なる語は、好ましくは、製造が可能な程十分な安定性を有し、またここに詳説した目的のために有用であるような十分な期間に亘って化合物の完全性を維持する化合物を意味する。
【0044】
「脂肪族」なる語は、飽和及び不飽和の、直鎖状(すなわち非分枝状)、分枝状、環式、または多環式脂肪族炭化水素をいずれも含み、これらは任意に一以上の官能基で置換されたものである。当業者によれば認識されるであろうが、「脂肪族」とは、ここでは以下に限定されるものではないが、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、及びシクロアルキニル部分を含むことを意図する。ここで使用の通り、「アルキル」には、直鎖状、分枝状、及び環式アルキル基がいずれも含まれる。類似の規定が、「アルケニル」、「アルキニル」等の別の包括的用語にも適用される。さらに、ここに使用されているとおり、「アルキル」、「アルケニル」、「アルキニル」等は置換及び無置換の基をいずれも包含する。
【0045】
「アルキルアミノ」なる語は、構造-NHR’(ここに定義されるとおり、R’はアルキルである)を有する基を意味する。アルキルアミノの例には、以下に限定されるものではないが、メチルアミノ、エチルアミノ、イソ-プロピルアミノなどが含まれる。
【0046】
本発明の化合物の上記脂肪族(及び他の)部分の置換基の数例には、以下に限定されるものではないが、F、Cl、Br、I、OH、NO2、CN、C(O)-C1-C6-アルキル、C(O)-アリール、C(O)-ヘテロアリール、CO2-アルキル、CO2-アリール、CO2-ヘテロアリール、CO2NH、CONH-C1-C6-アルキル、CONH-アリール、CONH-ヘテロアリール、OC(O)-C1-C6-アルキル、OC(O)-アリール、OC(O)-ヘテロアリール、OCO2-アルキル、OCO2-アリール、OCO2-ヘテロアリール、OCONH2、OCONH-C1-C6-アルキル、OCONH-アリール、OCONH-ヘテロアリール、NHC(O)-C1-C6-アルキル、NHC(O)-アリール、NHC(O)-ヘテロアリール、NHCO2-アルキル、NHCO2-アリール、NHCONH-ヘテロアリール、SO2-C1-C6-アルキル、SO2-アリール、C3-C6-シクロアルキル、CF3、CH2CF3、CHCl2、CH2OH、CH2CH2OH、CH2NH2、CH2SO2CH3、アリール、ヘテロアリール、ベンジル、ベンジルオキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、C1-C6-アルコキシ、メトキシメトキシ、メトキシエトキシ、アミノ、ベンジルアミノ、アリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、C1-C3-アルキル-アミノ、チオ、アリール-チオ、ヘテロアリールチオ、ベンジルチオ、C1-C6-アルキル-チオ、またはメチルチオメチルが含まれる。一般的に応用可能な置換基の更なる例は、ここに記載の実施例中に示された特定の実施態様によって例示される。
【0047】
一般的に、ここに使用される「アリール」及び「ヘテロアリール」は、安定な単-または多-環式、複素環式、多環式、及び多複素環式の不飽和部分であって、好ましくは3乃至14の炭素原子を有するものであり、その各々が置換又は無置換であってよい。置換基には、以下に限定されるものではないが、上述の置換基のあらゆるもの、すなわち、脂肪族部分について記載した置換基またはここに開示した他の部分であって、安定な化合物を生成するものが含まれる。本発明の所定の実施態様においては、「アリール」は単-または二-環式の炭素環系を意味し、一又は二の芳香環を有するものであり、以下に限定されるものではないが、フェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、インダニル、インデニル等を含む。本発明の所定の実施態様においては、ここに使用される「ヘテロアリール」なる語は、環元素の一つがS、O、及びNから選択され;0、1、または2の環元素がS、O、及びNから独立に選択される更なるヘテロ原子であり;更に残りの環元素が炭素である、5乃至10の環元素を有する環式芳香族基を意味し、該基はあらゆる環元素を介して分子の残部に結合しており、例えば、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、チオフェニル、フラニル、キノリニル、イソキノリニル等がある。
【0048】
アリール及びヘテロアリール基(二環式アリール基を含む)は無置換または置換であって良く、ここで置換には、以下に限定されるものではないが、F、Cl、Br、I、OH、NO2、CN、C(O)-C1-C6-アルキル、C(O)-アリール、C(O)-ヘテロアリール、CO2-アルキル、CO2-アリール、CO2-ヘテロアリール、CO2NH、CONH-C1-C6-アルキル、CONH-アリール、CONH-ヘテロアリール、OC(O)-C1-C6-アルキル、OC(O)-アリール、OC(O)-ヘテロアリール、OCO2-アルキル、OCO2-アリール、OCO2-ヘテロアリール、OCONH2、OCONH-C1-C6-アルキル、OCONH-アリール、OCONH-ヘテロアリール、NHC(O)-C1-C6-アルキル、NHC(O)-アリール、NHC(O)-ヘテロアリール、NHCO2-アルキル、NHCO2-アリール、NHCONH-ヘテロアリール、SO2-C1-C6-アルキル、SO2-アリール、C3-C6-シクロアルキル、CF3、CH2CF3、CHCl2、CH2OH、CH2CH2OH、CH2NH2、CH2SO2CH3、アリール、ヘテロアリール、ベンジル、ベンジルオキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、C1-C6-アルコキシ、メトキシメトキシ、メトキシエトキシ、アミノ、ベンジルアミノ、アリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、C1-C3-アルキル-アミノ、チオ、アリール-チオ、ヘテロアリールチオ、ベンジルチオ、C1-C6-アルキル-チオ、またはメチルチオメチルを含むあらゆる一以上の部分による、前記基上の1、2、または3の水素原子の置き換えが含まれる。一般的に応用可能な置換基の更なる例は、ここに記載の実施例中に示された特定の実施態様によって例示される。
【0049】
ここに使用される「シクロアルキル」なる語は、3乃至7、好ましくは3乃至10の炭素原子を意味する。好適なシクロアルキルには、以下に限定されるものではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロへプチル等が含まれるが、別の脂肪族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ環部分の場合同様、F、Cl、Br、I、OH、NO2、CN、C(O)-C1-C6-アルキル、C(O)-アリール、C(O)-ヘテロアリール、CO2-アルキル、CO2-アリール、CO2-ヘテロアリール、CO2NH、CONH-C1-C6-アルキル、CONH-アリール、CONH-ヘテロアリール、OC(O)-C1-C6-アルキル、OC(O)-アリール、OC(O)-ヘテロアリール、OCO2-アルキル、OCO2-アリール、OCO2-ヘテロアリール、OCONH2、OCONH-C1-C6-アルキル、OCONH-アリール、OCONH-ヘテロアリール、NHC(O)-C1-C6-アルキル、NHC(O)-アリール、NHC(O)-ヘテロアリール、NHCO2-アルキル、NHCO2-アリール、NHCONH-ヘテロアリール、SO2-C1-C6-アルキル、SO2-アリール、C3-C6-シクロアルキル、CF3、CH2CF3、CHCl2、CH2OH、CH2CH2OH、CH2NH2、CH2SO2CH3、アリール、ヘテロアリール、ベンジル、ベンジルオキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、C1-C6-アルコキシ、メトキシメトキシ、メトキシエトキシ、アミノ、ベンジルアミノ、アリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、C1-C3-アルキル-アミノ、チオ、アリール-チオ、ヘテロアリールチオ、ベンジルチオ、C1-C6-アルキル-チオ、またはメチルチオメチルにより任意に置換されて良い。一般的に応用可能な置換基の更なる例は、ここに記載の実施例中に示された特定の実施態様によって例示される。
【0050】
ここに使用される「ハロ」及び「ハロゲン」なる語は、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素から選択される元素を意味する。
【0051】
一般的に適用可能な置換基の更なる例は、ここに記載される実施例中に示した特定の実施態様によって詳説されるが、これらの実施例に限定されるものではないと認識されるであろう。
【0052】
(発明の詳細な説明)
上述の通り、完全に合成性のワクチンの調製のための改良方法を開発しようとの要望は、天然に産生する複合糖質抗原、並びにこれらの抗原性構造物を接合する新規な複合体構造物(例えばグリコペプチド)の合成に向けた研究努力を増大させてきた。このようなあらゆる大型の合成過程中にしばしばあることだが、改良合成方法がしばしば開発され、これらは普遍的に応用可能である。特に、天然に産生する抗原性構造物の合成研究により、これまで入手できなかった合成の糖質ベースのワクチンの開発を可能にする新規な方法論が発展してきた。Danishefsky, S. J.; Allen, J. R. Angew Chem. Int. Ed. 2000, 39, 836-863及びここに挙げられた参考文献を参照及び検討のこと。
【0053】
本発明は、複合糖質及び関連の治療化合物(例えば複合多糖及び/またはグリコペプチド)の合成のための改良方法論を提供する。特に、フコシルGM1及びGlobo-Hのn-ペンテニルグリコシドの全合成のために開発された合成研究の内容においては、複合糖質構造物の改良合成のために、一般化された方法論が発展してきた。この一般的な合成方法は、糖質受容体の還元末端にn-アルケニルグリコシド保護基を接合することによる、カップリング効率及び複合多糖の入手可能性の改善が可能であるとの認識に関連する。さらに別の態様においては、本発明はまた、所定の保護された糖質について、n-アルケニル部分が、複合多糖の合成用に究極的に利用可能な、有用な前駆体としての役割を果たしうるとの認識を提供する。
【0054】
更に、本発明はまた、接合前駆体のより効率の良い合成が調製可能であり(そして最終的には接合される)、ここに記載の通り、n-アルケニル糖質もまた新規なn-アルキルグリコアミノ酸の合成のための前駆体として作用することから、n-アルケニル部分の存在は、抗原性n-ペンテニルグリコシドまたはグリコペプチド内にあるか否かによらずに、改良糖質ベースの治療剤(例えば完全に合成のワクチン)の開発のために有利であるとの認識を提供する。これらのグリコアミノ酸が容易に入手可能であることによって、複合クラスカー化グリコペプチドの究極的な合成が可能になる。とりわけ、上述され、ここにより詳説される本発明によって提供される方法論によれば、一以上のタイプの糖質決定基を有する複合グリコペプチド構造物の効率の良い調製が可能となる。
【0055】
特定の例を、特にフコシルGM1の全合成及びGlobo-Hのn-ペンテニルグリコシドの合成のための新規な合成スキームに関して、以下に、この合成の過程中で発展させた所定の一般的方法論と共により詳細に説明する。当業者によれば、これらの実施例が限定を意図するものではなく、むしろ全ての等価物を本発明の範疇に導入することを意図するものであることが認識されるであろう。
【0056】
(本発明の化合物及びその合成方法)
既述の通り、複合抗原性構造物の全合成により、複合糖質合成のための方法論が著しく発展してきた。特に最近の関心は、天然に産生する抗原性構造物であり、これまで合成されたことのない、図1(1a)に示されるフコシル化GM1ガングリオシドである。Nilssonらは、フコシルGM1を、小肺癌細胞(SCLC)に関連した特定のマーカーとして同定した(Nilsson et al., Glycoconjugate J. 1984, 1, 43; Brezicka et al., Cancer Res. 1989, 49, 1300)。これらの研究者は、グリコスフィンゴ脂質フコシルGM1(1a)を、ヒトSCLC組織中に含まれる主要なガングリオシド成分として単離した。さらにまた、抗原に対するモノクローナル抗体(F12)は、SCLC患者の組織及び血清中におけるフコシルGM1の検出に役立つ(Nilsson et al., Cancer Res. 1986, 46, 1403; Vangsted et al., Cancer Res. 1991, 51, 2897)。免疫組織化学研究により、正常組織中における高度に制限された分布のため、フコシルGM1はSCLCに対する免疫攻撃のための比類ないターゲットとなりうることを示唆している。明らかに、フコシルGM1は、他のいかなるヒト癌細胞系にも発見されておらず、これが非常にSCLC腫瘍特異的であることを示している(Zhang et al., Int. J. Ccancer 1997, 73, 42)。
【0057】
SCLC抗原の糖質部分の構造割り当ては、酵素的及び化学的分解のコンビネーションに基づく(Nilsson et al., Glycoconjugate J. 1984, 1, 43)。この割り当てを問題にする理由は特にない一方で、SCLC上での糖質ベースの攻撃の発展は、各グリコシド結合における立体化学を含む、様々な単糖類の結合方式の正確な割り当てから恩恵を受けうる。さらにまた、この糖質セクターの合成は、文献には開示されていない。好ましい実施態様においては、合成スキームによってセラミドとは独立のヘキササッカライドエピトープの表示がF12mAbになされ、糖質セクターに全ての特異性が指示されることを保証している。別の好ましい実施態様においては、有効な抗腫瘍ワクチンの構築を見越して、該構成物は、そのキャリアータンパク質への接合のための必要性を予測して前もって官能化されているべきである。ここに詳説されるように、n-アルケニルグリコシドを産生する能力により、このエピトープの効率の良い合成が行え、その有効な修飾及び/または接合が可能となって有効な抗腫瘍ワクチンが構築される。
【0058】
したがって、本発明の一つの態様においては、複合フコシルGM1糖質セクターの合成が達成され、以下に示される構造を有する化合物が提供される。
【0059】
【化48】
Figure 0005111705
【0060】
式中、R’の各存在が、独立に水素または保護基であり;式中、R”の各存在が、独立に水素または窒素保護基であり;式中、Rは水素、置換又は無置換のアルキル、アルケニル、-NHR'''(式中、R'''はタンパク質、ペプチド、または、直接もしくはクロスリンカーを介してNに結合した脂質である)、アミノアシル部分、ペプチドのアミノアシル残基、タンパク質のアミノアシル残基、ここでアミノアシル部分または残基、あるいは-NHR'''は構造-(CH2r(式中、rは1乃至9の整数である)を有するポリメチレン鎖を介してOに結合しており、あるいは式中Rは下記の構造を有する部分で置換されている。
【0061】
【化49】
Figure 0005111705
【0062】
所定の好ましい実施態様においては、R’の各存在が水素である。本発明の別の所定の実施態様においては、Rは、これらに限定されないがアリール、プロペニル、ブテニル、及びペンテニルを含むn-アルケニルである。特に好ましい実施態様においては、Rはn-ペンテニルである。別の所定の好ましい実施態様においては、Rは上述のように-NHR'''、アミノアシル部分、ペプチドのアミノアシル残基、またはタンパク質のアミノアシル残基であり、ここでrは好ましくは4である。更に別の好ましい実施態様においては、上述の化合物が提供され、該化合物はグリコスフィンゴ脂質構造ではないことを前提とする。
【0063】
本発明の別の態様においては、フコシルGM1の合成方法が提供され、前記方法には、下記の工程が含まれる。
(a)下記の構造を有するチオエチル供与体を準備する工程:
【化50】
Figure 0005111705
[式中、Pは保護基である];
(b)下記の構造を有するトリサッカライド受容体を準備する工程:
【化51】
Figure 0005111705
[式中、nは0乃至8であり、Pは保護基である];及び
(c)前記チオエチル供与体及び前記トリサッカライド受容体を、保護されたヘキササッカライドを産生する条件下で反応させ、次いで保護されたヘキササッカライドを、n-アルケニルフコシルGM1グリコシドを産生する条件下で脱保護する工程。
【0064】
本発明のさらに別の態様においては、Globo-Hの新規な誘導体、及びその合成のための、新規な一般的合成方法論が提供される。Globo-Hの誘導体を以下に示す。
【0065】
【化52】
Figure 0005111705
【0066】
式中、R’の各存在は水素または保護基であり;式中、R”は水素または窒素保護基であり;式中、Rは水素、置換又は無置換のアルキルまたはアルケニル(式中、アルケニル部分は4以上の炭素を有する);-NHR'''(式中、R'''はタンパク質、ペプチド、または、直接もしくはクロスリンカーを介してNに結合した脂質である)、アミノアシル部分;ペプチドのアミノアシル残基;タンパク質のアミノアシル残基;ここでアミノアシル部分または残基、あるいは-NHR'''は構造-(CH2rを有するポリメチレン鎖を介してOに結合しており、ここで、前記炭化水素部分がα-結合を介してOに結合しているならばrは2乃至9の整数であり、あるいはまた前記糖質部分がβ-結合を介してOに結合しているならばrは1乃至9の整数であり;あるいは、式中Rが下記の構造を有する部分で置換されている。
【0067】
【化53】
Figure 0005111705
【0068】
好ましい実施態様においては、R’の各存在が水素である。本発明の別の所定の好ましい実施態様においては、Rはn-アルケニルであり、これには、以下に限定されないが、アリール、プロペニル、ブテニル、及びペンテニルが含まれる。特に好ましい実施態様においては、Rはn-ペンテニルである。別の所定の好ましい実施態様においては、Rは上述のようにアミノアシル部分、ペプチドのアミノアシル残基、またはタンパク質のアミノアシル残基であり、ここでrは好ましくは4である。更に別の好ましい実施態様においては、上述の化合物が提供されるが、該化合物はグリコスフィンゴ脂質構造ではないことを前提とする。
【0069】
ここで実施例2により詳細に記載したように、フコシルGM1について記載したのと同様の方法論が、Globo-H及びその誘導体の合成に利用される。こうして、本発明の別の態様においては、Globo-H及びその誘導体の改良合成方法が提供され、前記方法には、下記の工程が含まれる。
(a)下記の構造を有するチオエチル供与体を準備する工程:
【化54】
Figure 0005111705
[式中、Pは保護基である];
(b)下記の構造を有するトリサッカライド受容体を準備する工程:
【化55】
Figure 0005111705
[式中、nは0乃至8であり、Pは適切な保護基である];及び
(c)前記チオエチル供与体及び前記トリサッカライド受容体を、保護されたヘキササッカライドを産生する条件下で反応させ、次いで保護されたヘキササッカライドを、n-アルケニルGlobo-Hを産生する適当な条件下で脱保護する工程。
【0070】
ここに詳説した各方法について、有機合成の分野において既知の全保護基が利用可能であることが認識され、例えば"Activating Agents and Protecting Groups: Handbook of Reagents for Organic Synthesis" Roush, W. R. and Pearson, A. J. Eds., John Wiley & Sons: 1999;及び"Protective Groups in Organic Synthesis" Greene, T. W. and Wuts, P. G., John Wiley & Sons, New York: 1999に記載されているとおりであり、これらの内容はその全体を参照のためにここに取り込むこととする。数例において、ここに使用される適当な保護基には、以下に限定されるものではないが、Bn(ベンジル)、TIPS(トリイソプロピルシリル)、及びAc(アセテート)が含まれる。本発明の好ましい実施態様においては、前記チオエチル供与体及び前記トリサッカライド受容体は、ここに記載のようにMeOTfの助触媒作用下で反応する。しかしながら、当業者によれば、有機合成の分野において既知の様々な条件が、これらの部分のカップリングを引き起こすために使用可能であることが認識されるであろう。
【0071】
ここに提供される新規なn-アルケニル部分が、引き続き変性されて有用な化合物(例えばアルキル誘導体及びグリコアミノ酸)またはその構成物(例えばグリコペプチド及び接合誘導体)を産生することができることもまた認識されるであろう。
【0072】
上述の、フコシルGM1の一次合成及びGlobo-Hについての改良合成方法論を提供することに加えて、より一般的な態様においては、本発明は、(1)還元末端アルケニル基を有する糖質受容体を準備する工程;(2)適切な供与体化合物を準備する工程;及び(3)前記供与体及び受容体を、アルケニルグリコシドを生成させる条件下においてカップリングさせる工程を含む複合多糖の合成のための新規な合成方法論を提供する。この方法を使用して、上述のように複合抗原性アルケニルグリコシドが提供されるが、その多くはこれまで提供されたことがなく、ここに記載のように、接合または更に反応させて複合多糖を生成させることのできるものである。
【0073】
したがって、一般的に、本発明は、下記の一般構造を有する新規な化合物及び/または接合物を提供する。
【0074】
【化56】
Figure 0005111705
【0075】
式中、Rは水素;置換又は無置換のアルキル;アルケニル;アリール;-CH2CH(CO2R’)(NHR”)(式中、R’またはR”は、各々独立に水素、保護基、置換または無置換のアルキル、リンカー、アリール、ペプチド、タンパク質または脂質である);またはNHR'''(式中、R'''はタンパク質、ペプチド、または、直接もしくはクロスリンカーを介してNに結合した脂質である)であり;式中、nは0乃至8であり;更に、式中、Aは下記の構造を有する糖質領域である。
【0076】
【化57】
Figure 0005111705
【0077】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0078】
【化58】
Figure 0005111705
【0079】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキルまたはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;
但し、AがKH-1、N3、Globo-H、グリコホリン、Tn、TF、STN、(2,3)ST、2,6-STn、またはLeyであってAがα-O-結合しているならば、nは少なくとも1であることを前提とする。
【0080】
本発明の好ましい所定の実施態様においては、Rがアリルであり、nが2であり、従って本発明の化合物がn-ペンテニル部分である。本発明の別の所定の実施態様においては、RがNHR'''であり、タンパク質R'''がKLHまたはウシセリン(serine)アルブミンである。本発明の更に別の実施態様においては、RがNHR'''であり、脂質R'''がPamCysである。タンパク質または脂質が直接またはクロスリンカーを介してNに結合可能であることが好ましく、然るにR'''がタンパク質、ペプチド、及び脂質、並びに(クロスリンカー-タンパク質)、(クロスリンカー-ペプチド)及び(クロスリンカー-脂質)部分を組み込むものである。好ましい所定の実施態様においては、クロスリンカーはMMCCH(4-(マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシルヒドラジド)である。
【0081】
更に別の実施態様においては、本発明の化合物はグリコアミノ酸であり、然るにRはCH2CH(CO2R’)(NHR”)であり、この化合物は下記の構造を有する。
【化59】
Figure 0005111705
【0082】
好ましい所定の実施態様においては、本発明のグリコアミノ酸はn-ペンテニルグリコシドから誘導され、然るにnは3である。別の所定の実施態様においては、R’及びR”が、各々、t-ブチル、TSE、Boc、Fmoc、及びアセチルからなる群より独立に選択される保護基である。
【0083】
上述の各化合物について、所定の好ましい実施態様において、糖質決定基は、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、N3、グリコホリン、Tn、TF、STN、(2,3)ST、2,6-STn、及びLeyからなる群より選択される。別の好ましい実施態様においては、該化合物の糖質決定基は、糖質決定基Aの全体もしくは一部としてGlobo-H決定基またはフコシルGM1決定基を含む。
【0084】
上述の通り、MBr1抗原(GloboH)の二次発生合成及びGM1のフコシル化ガングリオシド(フコシルGM1)の全合成の状況においては、還元末端n-アルケニル部分(とりわけn-ペンテニル)の導入はかなりの利点をもたらす。まず、アノマー性n-ペンテニルグリコシド結合は、キャリアータンパク質KLHへの免疫接合のための有効なリンカーとしての役割を果たし、更に合成の収束性の点でもいくつかの利点を提供する。保護された糖質の状況においては、n-アルケニル部分はまた、グリコシル化のための供与体として作用することができる(例えば、Fraser-Reid et al., SynLett, 1992, 927参照のこと)。
【0085】
この関係において、本発明はさらに、以下にGlobo-H及びフコシルGM1、及びこれらの引き続く使用であって、グリコペプチド及びその合成構成物を産生するための使用についてより詳細に説明するように、n-アルキルグリコアミノ酸の合成方法を提供する。
【0086】
一般的に、これらのグリコアミノ酸の本発明による製造方法は、1)ここに記載のようにアルケニルグリコシド部分を準備する工程;2)前記アルケニルグリコシド部分を酸化条件下におき、アルデヒドを産生する工程;3)前記アルデヒドをオレンフィン化条件下におき、エナミドエステルを産生する工程;4)生成するエナミドエステルを、前記エナミドエステルを水素化するに十分な条件下におき、保護されたグリコアミノ酸を産生する工程;5)前記の保護されたグリコアミノ酸を適切な条件下で脱保護して所望のグリコアミノ酸を産生する工程が含む。
【0087】
特に、ここにその構造を明示したグリコアミノ酸の新規な合成方法が提供され、これは以下の工程:
(a)下記の構造:
【化60】
Figure 0005111705
を有するアルケニルグリコシドを準備する工程;
(b)前記アルケニルグリコシドを適切な条件下で反応させて、下記の構造:
【化61】
Figure 0005111705
を有するエナミドエステルを産生する工程;
(b)前記エナミドエステルを適切な条件下で反応させて、下記の構造:
【化62】
Figure 0005111705
を有するグリコアミノ酸を産生する工程;を含み、
ここで、上記の各構造について、nは0乃至8であり、式中、Aは下記の構造を有する糖質領域である。
【0088】
【化63】
Figure 0005111705
【0089】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0090】
【化64】
Figure 0005111705
【0091】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;
更に式中、グリコアミノ酸構造R’及びR”は、各々独立に水素、保護基、置換または無置換のアルキル、リンカー、アリール、ペプチド、タンパク質、または脂質;あるいはNHR'''であり、ここではR'''は、タンパク質、ペプチド、または脂質であって、直接又はクロスリンカーを介してNに結合している。好ましい実施態様においては、R’及びR”は、各々独立に水素または保護基である。特に好ましい実施態様においては、R”は窒素保護基であり、これらに限定されるものではないが、アセチル、Fmoc、またはBocであり、R’はt-ブチルまたはTSE等の酸保護基である。しかしながら、ここで参照されるように、有機合成の分野において既知の様々な保護基が使用可能である。
【0092】
所定の好ましい実施態様においては、糖質決定基は、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Ley、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より選択される。別の好ましい所定の実施態様においては、該化合物の糖質決定基は、糖質決定基の全体もしくは一部としてGlobo-H決定基またはフコシルGM1決定基を含む。
【0093】
一般的に、好ましい実施態様においては、n-アルケニルグリコシドを適切な条件下で反応させてエナミドエステルを産生する工程には、n-アルケニルグリコシドを第一に酸化条件下において、第二に塩基(例えばテトラメチルグアニジン)及びホスホネートの存在下でのオレフィン化条件下において反応させてエナミドエステルを産生する工程が含まれる。有機合成の分野において既知の他の酸化条件が利用可能であることが認識されるが、これらは以下に限定されるものではないがOsO4及び過ヨウ素酸塩、またはOsO4及びPb(OAc)4が含まれる。更に、別の周知の塩基が本発明において使用可能であり、以下に限定されるものではないがリチウム t-ブトキシドまたはリチウムヘキサメチルジシリルアジドが含まれる。
【0094】
好ましい実施態様においては、前記エナミドエステルを適切な条件下で反応させてグリコアミノ酸を産生する工程が、前記エナミドエステルを水素化条件下で反応させる工程、及び脱保護条件下における次なる反応によりグリコアミノ酸を産生する工程を含む。特に好ましいのは、使用する水素化条件が非対称性水素化条件であることである。好ましい実施態様においては、非対称性水素化は、ここにより詳細に記載したように、エチルDuPHOS触媒前駆体を利用することによって達成可能である(Burk et al., Accts. Chem. Res. 2000, 33, 3631; Burk et al. Pure & Appl. Chem. 1996, 68, 37参照)。
【0095】
グリコアミノ酸を産生する性能は、ここに記載のように、究極的には新規なクラスター化グリコペプチド、抗癌ワクチンとしてここに記載の使用のために望ましい、癌細胞(ムチン様構造)の表面上に一般的に見いだされるモチーフの合成を可能にすることが認識されるであろう。例えば、免疫研究は、一般的に、グリコペプチド中における抗原のクラスター化が、単独にグリコシル化されたペプチドを用いた場合よりもより治療的な免疫反応を生じることを示している(Lo-Man, R. et al., Cancer Res., 1999, 59, 1520; Reddish et al., Glycoconjugate J. 1997, 14, 549参照)。
【0096】
今日まで、α-O-結合抗原のクラスター化は、ここにその全体を参照のために取り込むこととする、出願中の米国特許09/083,776及び09/276,595に記載のように、従来のアリル結合を介し、ペプチド骨格の反対側に同様の抗原をもって達成されてきた。しかしながら、本発明はクラスター化した形式で異なる抗原を同時に有するペプチドを有効に提供する。したがって、一つの態様においては、本発明は、少なくとも3つのアミノ酸によってなるペプチド骨格を含む多抗原性グリコペプチドを提供するものであり、ここでは前記アミノ酸の一以上が下記の構造を有するn-アルキルグリコシド部分で置換されている。
【0097】
【化65】
Figure 0005111705
【0098】
式中、Aの各存在が、独立に下記の構造を有する糖質決定基である。
【0099】
【化66】
Figure 0005111705
【0100】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0101】
【化67】
Figure 0005111705
【0102】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基である。
【0103】
ここで、式中、nの各存在が、独立に0乃至8であり、従ってnの各存在についてn=0であるならば、Aの存在の少なくとも一が他のAの存在とは異なる構造を有し;更にn-アルキルグリコシド部分が骨格のアミノ酸残基にα-またはβ-結合している。これらの本発明のクラスター化グリコペプチドは、n-アルキルに限定されず、ここでnは1以上であり;それどころか多抗原性クラスター化グリコペプチドは伝統的な直接結合(n=0)またはn-アルキル(例えばペンチル等)またはこれらのあらゆる組み合わせを介して結合可能である。好ましい実施態様においては、Aの各存在は、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Ley、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より独立に選択される。
【0104】
上述の構造から、多抗原性構造の提供に加えて、本発明がさらにn-アルキル結合を有するクラスター化構造を提供することが認識されるであろう。このように、本発明の更に別の態様によれば、n-アルキル結合した(nが1以上である)クラスター化グリコペプチドが提供され、ここではグリコペプチドが多抗原性構造を導入するか、または更に同一の抗原構造全てを導入しても良い。
【0105】
一般的に、本発明のグリコペプチドの産生には、第一のグリコアミノ酸を脱保護剤で処理して対応のカルボン酸を産生する工程、及びその後前記カルボン酸を適当な条件下でスペーサー部分及び保護基とカップリングさせて保護されたアミドを産生する工程が含まれる。第二のグリコアミノ酸を、その後標準条件下(例えばBOP助触媒またはペプチドカップリングの分野において既知の別の既知のカップリング剤)でカップリングさせるが、これらのカップリングは、所望の長さのペプチドが得られるまで継続可能である。当業者に既知のペプチド合成の固相法もまた、本発明の方法において使用可能であって、本発明のグリコペプチドを産生することが認識されるであろう。
【0106】
本発明のグリコペプチドには、サイズにおける限定が意図されない一方で、所定の好ましい実施態様においては、三量体抗原性クラスターが望ましく、よって本発明はまた、下記の構造を有するキャリアータンパク質を介してリンカーに結合した構成物を提供する。
【0107】
【化68】
Figure 0005111705
【0108】
式中、リンカーは、遊離のカルボン酸、(カルボキサミド)アルキルカルボキサミド、MBS、第一級カルボキサミド、モノ-またはジ-アルキルカルボキサミド、モノ-またはジ-アリールカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(カルボキシ)アルキルカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(アルコキシカルボニル)アルキル-カルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(カルボキシ)アリールアルキルカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(アルコキシカルボニル)アルキルカルボキサミド、2乃至約20のヒドロキシアシル残基を含むオリゴエステルフラグメント、2乃至約20のアミノアシル残基を含むペプチドフラグメント、または直鎖状または分枝鎖状アルキルまたはアリールカルボン酸エステルのいずれかであり、式中、キャリアーはタンパク質または脂質であり;式中、mは1、2、または3であり;式中、RA、RB、及びRCは、各々独立にHまたはメチルであり;更にRD、RE、及びRFは、各々独立に、下記の構造を有するアルキルグリコシド部分である。
【0109】
【化69】
Figure 0005111705
【0110】
式中、Aの各存在は、下記の構造を有する糖質領域から独立に選択される。
【0111】
【化70】
Figure 0005111705
【0112】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、糖質領域は、OH、COOH、及びNH2からなる群より選択される側鎖置換基の置換によって各々のアミノアシルまたはヒドロキシアシル残基に結合しており;式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0113】
【化71】
Figure 0005111705
【0114】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;
ここでは、nの各存在が、独立に0乃至8であり、従ってnの各存在についてn=0であるならば、Aの存在の少なくとも一が他のAの存在とは異なる構造を有し;更にn-アルキルグリコシド部分がアミノ酸にα-またはβ-結合している。
【0115】
所定の実施態様においては、Aの各存在が、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Ley、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より独立に選択される。好ましい実施態様においては、本発明は、実施例3により詳細に記載の通り、globo-H、Ley、及びTnを組み入れて新規な三量体抗原性化合物を産生する、新規な三量体抗原性グリコペプチドを提供する。
【0116】
(製薬組成物、構成物、及びその使用)
上述のように、本発明は、治療剤、特に完全に合成の癌ワクチンの開発に有用な化合物及び合成方法を提供する。一般的に、ここに開示されるように調製される化合物及びグリコペプチドは、タンパク質キャリアーまたは脂質に接合されて、癌を患う患者における癌の治療及び予防(好ましくは再発の予防)のために有用な複合多糖を産生することができる。さらにまた、ここに開示された方法によって調製される複合多糖は、様々な腫瘍細胞に免疫反応性の抗体を誘発することのできるワクチンとして、アジュバント療法において有用な抗原である。こうしたアジュバント療法は、所定の癌の再発率を低減し、手術後の生存率を向上させうる。癌の外科処置を受け、その後細胞表面分化抗原から調製されたワクチンで治療された患者への臨床試験により、患者には、免疫化前に抗体が欠乏していることが判明しており、疾患のない間欠期間のかなり著しい増大が観察できる。P. O. Livingston, et al., J. Clin. Oncol., 1994, 12, 1036参照のこと。
【0117】
このように、本発明は、ここに開示された本発明の化合物のあらゆるものを活性成分として、任意にとはいえ典型的に製薬品として許容されるキャリアーとのコンビネーションとして含む、癌の治療のため、好ましくは癌の再発を予防するための製薬組成物を提供する。本発明の製薬組成物は、他の治療用活性成分をさらに含んでも良い。
【0118】
この治療方法は、ここに開示された複合多糖のあらゆるものの、治療上の有効量を、任意に製薬品として許容されるキャリアーとのコンビネーションとして患者に投与する工程を含む。該方法は、癌が固形腫瘍または上皮腫瘍である場合に適用してもよい。上述のように、癌の治療(好ましくは癌の再発防止のための)方法、並びにヒトの患者において抗体を誘発する方法が提供され、ここでは抗体はヒトの腫瘍細胞に特異的に結合可能であり、該方法は、患者に、上述の複合多糖のいかなるものでも、抗体を誘発するために有効な量で投与する工程を含む。所定の実施態様においては、糖質抗原は、直接またはクロスリンカーを介して有効なキャリアーに結合しており、ここでキャリアーはタンパク質または脂質である。所定の実施態様においては、キャリアータンパク質はウシセリンアルブミン、ポリリシン、またはKLHである。別の所定の実施態様においては、脂質はPamCysである。
【0119】
更に、本発明は、関連の、免疫アジュバント、または免疫アジュバントのコンビネーションを共投与する工程を更に含む抗体の誘発方法を提供する。所定の実施態様においては、アジュバントはサポニンアジュバントである(参照のためにこれらの全体をここに取り込むこととする、Marcini et al., Vaccine, 2000, 18, 3141, 米国特許第6,080,725号及び第5,977,081号を参照のこと)。好ましいサポニンアジュバントの一例には、以下に限定されるものではないが、選択された天然のサポニンを変性させることによって誘導される半合成アジュバントである、GPI-0100(Galenica Pharmaceuticals, Inc., Frederick, MD)が含まれる。別の所定の実施態様においては、アジュバントは細菌又はリポソームである。所定の実施態様においては、アジュバントには、以下に限定されるものではないが、Salmonella minnesota細胞、bacille Calmette-Guerin、またはQS21が含まれる。
【0120】
本発明の化合物の治療用量の大小は、治療しようとする症状の性質及び深刻さによって、また特定の化合物及びその投与経路によって、変化する。一般的に、抗癌活性のための日用量範囲は、哺乳類において体重1kg当たり0.0001乃至1.0mgの範囲内であるが、本発明はこの範囲によって限定されることを企図するものではない。
【0121】
哺乳類、特にヒトに、ここに開示した化合物の有効量を与えるため、投与のあらゆる好適な経路を用いて良い。例えば、経口、直腸、局所、非経口、眼、肺、鼻等の経路を使用して良い。投与形態には、錠剤、トローチ、分散剤、懸濁液、溶液、カプセル、クリーム、軟膏、エアロゾル等が含まれる。好ましい実施態様においては、有効な用量決定はシリンジ注射を用いて行われる。
【0122】
本発明の組成物は、経口、直腸、局所(経皮装置、エアロゾル、クリーム、軟膏、ローション、及びはたき粉(dusting powder)を含む)、非経口(皮下、筋内、及び静脈内を含む)、眼(眼動脈)、肺(鼻または口腔吸入)、または鼻からの投与に適したものを含む。ありうる全ての場合において、最適な経路は、治療しようとする症状の性質及び深刻さ、及び活性成分の性質に大部分依存する。これらは薬品の分野において周知のあらゆる方法により、簡便に単位投与形態として調製されて良い。
【0123】
経口投与形態の調製において、経口液体調剤(例えば懸濁液、エリキシル、及び溶液)の場合には、通常でないあらゆる製薬媒質、例えば水、グリコール、オイル、アルコール、風味剤、保存料、着色時等を使用して良く;粉末、カプセル、及び錠剤などの、経口固形調剤が経口液体調剤よりも好ましい場合には、デンプン、糖、ミクロクリスタリンセルロース、希釈剤、粒化剤、滑剤、結合剤、崩壊剤等のキャリアーを使用して良い。所望であれば、カプセルは標準の水性または非水性技術によって被覆して良い。上述の投薬形態に加え、本発明の化合物は、コントロールリリース手段及び装置によって投与されて良い。
【0124】
経口投与に好適な本発明の製薬組成物は、粉末または粒子形態で活性成分の規定量を含むカプセル、薬包、または錠剤等の個別単位として、あるいは水性もしくは非水性液体中の溶液または懸濁液として、あるいは水中油型もしくは油中水型のエマルジョンとして調製して良い。こうした組成物は、薬品の分野において既知のあらゆる方法によって調製されて良い。一般的に、組成物は、活性成分と液体キャリアー、細かく分離させた固形キャリアー、または両方とを均一且つ緊密に混合する工程により、及びその後必要ならば該生成物を所望の形態に成形する工程によって調製される。例えば、錠剤は、任意に一以上の補助的成分と共に圧縮または成型する工程によって調製されてよい。圧縮錠剤は、粉末または粒子等のフリーフロー形態の活性成分を、任意に結合剤、滑剤、不活性希釈剤、または表面活性もしくは分散剤と共に適当な機械において圧縮する工程によって調製されて良い。成型錠剤は、不活性の液体希釈剤で加湿した粉末化合物の混合物を適当な機械において成型する工程によって製造してよい。
【0125】
しかしながら、当業者によれば、投与に最適な経路は、治療しようとする症状の性質及び深刻さ、及び活性成分の性質に大部分依存する。上述のように、本発明の治療剤は、簡便に単位投与形態とされ、また薬品の分野において周知のあらゆる方法によって調製されて良い。
【0126】
上述のように、本発明の一つの態様においては、本発明のn-アルケニルグリコシドは好適なキャリアー(例えばKLH)に直接またはクロスリンカーを介して接合可能であり、合成腫瘍抗原を産生する。一般的に、使用可能な典型的な接合戦略には、グリコアルデヒドに終端するグリコシドの、意図するタンパク質キャリアー、または脂質との、おそらくは露出したリシンのε-アミノ酸残基における還元カップリングが含まれる。(M. A. Bernstein; L. D. Hall, Carbohydr. Res. 1980, 78, C1; R. V. Lemieux Chem. Soc. Rev. 1978, 7, 423)
【0127】
したがって、別の態様において、本発明は合成構成物を提供し、したがって、ここに記載のように、新規な抗原構造はキャリアータンパク質、ペプチド、または脂質に接合される。当業者によれば、合成構成物の産生において、一以上のn-アルケニル部分またはグリコペプチド部分が、究極的にキャリアータンパク質に接合して合成ワクチンを産生可能であることが認識されるであろう。したがって、ここに提供される接合グリコペプチド構造に加えて、以下に示される一般構造を有する構成物もまた提供され、式中、Aは下記の構造を有する糖質領域である。
【0128】
【化72】
Figure 0005111705
【0129】
【化73】
Figure 0005111705
【0130】
式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、R0は、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9は各々独立に水素、OH、ORi、NH2、NHCORi、F、CH2OH、CH2ORi、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Riは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造を有する糖部分である。
【0131】
【化74】
Figure 0005111705
【0132】
式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に水素、OH、ORiii、NH2、NHCORiii、F、CH2OH、CH2ORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;
更に式中、nは0乃至8であり、ここでキャリアーは、以下に限定されるものではないが、ウシセリンアルブミン、KLH、及びPamCysを含むタンパク質または脂質であり、前記タンパク質または脂質は直接またはクロスリンカーを介して結合しており;ここでmは20乃至600の範囲内である。好ましい所定の実施態様においては、nは4である。別の所定の実施態様においては、mは200乃至600の範囲内である。更に別の好ましい実施態様においては、糖質決定基は、Globo-H、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、N3、Tn、TF、2,6-STn、及びLeyからなる群より選択される。更に別の実施態様においては、糖質決定基は、フコシルGM1であって、これは図1に示される通り上記の構造を有する。
【0133】
本発明による典型的なプロトコルにおいては、製造された本発明の化合物の幾つかはアルケニル結合で終端するため、アルデヒドへの転化がまず必要であることが認識されるであろう。したがって、例示実施態様においては、本発明の合成globo-H腫瘍抗原はn-アルケニルglobo-Hグリコシドから調製される。実施例2に記載のように、この操作には、n-アルケニルglobo-Hグリコシドを酸化条件に曝す工程に次いで、オゾン分解の場合には、還元処理を施してアルデヒド中間体を産生させ、ワクチン複合多糖を生成させる工程が含まれる。続く加水分解糖質分析により、実施例2に記載のようにキャリアータンパク質のおよそ350の糖質残基/分子が明らかになる。
【0134】
更に別の例において、実施例1に記載のように、フコシルGM1-KLH複合多糖が、本発明の方法によって産生される。とりわけ、接合研究に先立ち、ELISA及び免疫薄層クロマトグラフィーアッセイにおいて、合成n-ペンテニルフコシルGM1がモノクローナル抗体F12に結合することが判明した。抑制研究により、F12を抗体と共に前保温すれば、天然のフコシルGM1の抗体との反応性が完全に抑制されることが判明した。明らかに、合成フコシルGM1ペンテニルグリコシドは、SCLC細胞上でF12と反応する抗原性エピトープを提供する。
【0135】
更に、いったん合成ワクチンが誘導されて特徴付けされれば、実施例4に記載の様に、マウス免疫研究を実行して新規な腫瘍ワクチンの効能及び/または特異性を検定することが可能である。
【0136】
(等価物)
以下の代表例は、本発明の詳説を補助する意図によるものであり、本発明の範囲の限定を意図するものでも、そのように解釈されるべきでもない。実際、ここに例示及び説明したものに加えて、以下の実施例及びここに挙げた科学及び特許の文献を含めて、本明細書の全内容から、本発明の様々な変形及び多数の更なる実施態様が、当業者には明白となるであろう。例示のための実施例において、ここに記載のように、保護基は糖質領域の合成及び合成接合において重要な役割を果たす;しかしながら、当業者は、本発明が、当業者には既知の様々な代替的保護基の使用を含むことを認識するであろう。以下の実施例を含む開示中において使用したこれらの保護基は単に例示のためのものである。
【0137】
引用した参考文献の内容は、技術水準の詳説を助けるために、ここに参照用に取り込まれるものであることが更に認識されるべきである。以下の実施例には、本発明を様々な実施態様及びその等価物として実施するために適合させることの可能な、重要な付加的情報、例示、及び指示が含まれる。
【0138】
【実施例】
(A.実施例1:フコシルGM1ペンテニルグリコシドの合成)
1)合成の検討:
上述のように、本発明の一つの態様においては、フコシルGM1ペンテニルグリコシドの合成を提供する。本発明の一つの実施態様においては、これは、MBr1抗原、Globo-Hの合成において使用した方法と同様に達成された(Park et al., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11488参照)。例えば、図2に示されるように、既知の保護されたラクタル誘導体2から出発するABCトリサッカライドの合成を最初に行った(Kwon, O.; Danishefsky. S. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1588)。2のC3’エカトリアルヒドロキシルの選択的シアリル化が、ホスフィン供与体3を用いて順調に進行し(Sim et al., J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2260; Chappell et al., Tetrahedron 1997, 53, 11109)、唯一の観察可能な異性体としてグリカール4を75%の収率で生成した。更に、低温での反応を行うための必要性から、プロピオニトリルを溶媒として使用した。溶媒としてアセトニトリル中において高温にすると、アノマー選択性及び位置選択性が減少し、更に化学的収率が低下した。キーとなるDEFトリサッカライドを、Globo-H合成において前述したように合成した(Park et al., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11488)。必要なチオエチル供与体5を図2に示した。これまでの経験に基づき、この特定の供与体が、「近位のヒドロキシル」の方向付け作用(星印参照)の緊密な誘導の下でのスルホアミド関与を経てβ-グリコシド化を促進することが予期され(Park et al., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11488;Kwon et al. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1588を参照のこと)、該結果によりこの予測が確認された。「原理の証明」のための実験においては、4の存在下における、5.0当量のMeOTfとの5の反応(Lonn, H. Carbo. Res. 1985, 134, 105; Lonn, H. J. Carbohydr. Chem. 1987, 6, 301)から、図3
に示すように所望のヘキササッカライド6が収率23%で得られた。この化合物の直接の脱保護が達成されて所望の化合物を得ることにはならないが、全体的な脱保護のために好適なヘキササッカライドを見いだすための試みとして、還元末端グリカールの置換が考慮された。こうした置換はまた、変性されてタンパク質キャリアーまたは脂質への接合を可能にするようなリンカーとして潜在的に利用可能であろう。
【0139】
一実施例において、n-ペンテニルグリコシドの使用が考慮された(n-ペンテニルグリコシドの確認のためには、Fraser-Reid et al., Synlett, 1992, 927; Udodong et al., J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 7886; Merritt et al. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8334; Fraser-Reid et al. 1990, 55, 6068; Mootoo et al. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2662; Mootoo et al. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8540及びここに含まれる参考文献を参照のこと)。N-ペンテニルグリコシドは、反応条件及び試薬の範囲までは安定であるが、ハロゲンオキシダントを用いた処理によって、グリコシド化反応のために容易に活性化される。これらの安定性と前記活性化に必要とされる中性条件との結果として、ペンテニルグリコシドは、機構上及び合成上の研究のために価値ある結合であることが判明している。更に、末端ペンテニル基、より一般的には末端アルケニル基もまた、生体接合のためのハンドルを提供しうる。したがって、一つの実施態様においては、グリカール6aを、3,3-ジメチルジオキシランを用いて標準操作の下にエポキシド化させた(図3)。ペンテニルアルコール及び無水塩化亜鉛との反応(Gordon et al. Carbohydrate Res. 1990, 206, 361)により、グリコシド7が65%の収率で得られた。実際、ペンテニルグリコシドが適所にあれば、7の全体的な脱保護が可能であった。図3に示したシークエンスは、過アセチル化ヘキササッカライドラクトン8を46%の収率で与える(5工程)。ナトリウムメトキシドを用いるアセテートの除去、次いで、生じるメチルエステルのけん化により、ターゲットのフコシルGM1ペンテニルグリコシド1bが得られた。構造1bの同定は、1bの1H及び13C NMR分析と、併せて最終構造への途中の中間体の特徴付けに基づいており、高分解能マススペクトルによって支持されている。
【0140】
更に別の実施態様においては、前臨床、及びやがては臨床の評価のために、このエピトープの著しい量を産生する試みにおいて、グリカールではなくグリコシドを受容体の還元末端に用いる、より有効な合成経路が開発された。図4に示されるように、ペンテニルラクトシドをまず調査した。この目的のために、ラクトースオクタアセテートを既知のブロミド9に転化させた(Reithal, Y. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 4210; Dasgupta et al. Carbohydr. Res. 1994, 264, 155)。炭酸銀による助触媒作用下での、この化合物のペンテニルアルコールとの反応により、所望のペンテニルグリコシド10が100gスケールで誘導された(Rodriguez, et al. Aust. J. Chem. 1990, 43, 665)。9の産生のために銀トリフレートを助触媒として使用する類似のカップリングは、所望の生成物を17%のみの収率で生じた。アセテートの除去によりラクトシド11が得られた。再度、C3’及びC4’ヒドロキシル基が、今度はジメチルケタール12として寄与した。この反応は、現行では、少量の4,6-アセトニドの生成を伴う(Catelani et al. Carb. Res. 1988, 182, 297)。12の過ベンジル化により13が産生し、続く水性酢酸を用いたアセトニドの除去により、所望のAB受容体14を生成した。ホスフィン供与体3(図2)を使用したシアリル化がかなりの収率で進行し、トリサッカライド受容体15を生成した。
【0141】
最後に、所望のフコシルGM1に戻り、供与体5の、ペンテニルリンカーを含む2.0モル過剰の受容体15とのカップリングを、MeOTf助触媒(1.5等量×2)により進行させ、比類ない収量(70%、図5を参照のこと)を得た。図4に示される、同様の条件下での全体的な脱保護により、特徴付けされたヘキササッカライド1bが得られた。
【0142】
そこで複合多糖を産生するとの最終目標のために努めた。合成1bを、図6に示したように、キャリアータンパク質KLHに接合させた。該プロトコルは、オゾン分解から出発し、これによって特徴付けされていないアルデヒド誘導体を産生した。この工程に次いで、ナトリウムシアノボロハイドライドの作用下での還元アミノ化を利用してKLHへのカップリングを行った。おそらくは、KLH中のリシン残基のε-アミノ基と糖質とのカップリングが起こった。加水分解糖質分析により、KLH分子毎におよそ331の糖質残基が明らかになり、1cが生成した。
【0143】
2)実験
・ペルアセチルペンテニル-β-D-ラクトシド(10)
ラクトースオクタアセテート(100.0g、147.7mmol)、氷酢酸(30mL)、及び無水酢酸(30mL)の冷却した(アイスバス)懸濁液に、AcOH中30%のHBr100mLを60分間に亘り滴々と添加した。反応混合物を1時間撹拌してアイスバスを除去した。更に2時間室温にて撹拌したところ、反応物は均一な黄色溶液となった。溶液をH2O(1000mL)で希釈し、CHCl3(3×400mL)で抽出した。有機抽出物をH2O(2×1000mL)、飽和NaHCO3(3×500mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させて濃縮した。α-ブロモ生成物9を無水ベンゼンと共沸させて高度真空下で乾燥させ、98.8g(96%)のラクトシルブロミドを得、これを更に精製せずに使用した。Ag2CO3(100g、362.6mmol)、新たに活性化させたモレキュラーシーブ(15g)、及びI2の結晶の、400mLのCH2Cl2中とした懸濁液に、ペンテニルアルコール(5.0等量、73.4mL)を添加し、後に400mLのCH2Cl2中としたラクトシルブロミド9(98.8g、141.4mmol)を添加した。室温下、暗所にて16時間撹拌した後、反応物を、更なるCH2Cl2と共にセライトの栓を通して濾過し、濃縮して黄色オイルを得、これをフラッシュカラムクロマトグラフィー(10%EtOAc/ヘキサン→50%EtOAc/ヘキサン)で精製したところ、白色泡沫として74.7g(75%)のペンテニルラクトシド10が得られた。
【0144】
【数1】
Figure 0005111705
【0145】
・ペント-4-エニル3’,4’-O-アセトニド-β-D-ラクトシド(12)
ペルアセチル化ペンテニルラクトシド、10(18.2g、25.8mmol)を300mLの無水MeOH中に溶解させ、2.0mLのNaOMe(MeOH中25%)を添加した。反応物を室温にて16時間撹拌し、Dowex-H+(pH5−6)で中和した。反応物を更なるMeOHと共に濾過して濃縮し、白色固体(10.6g、定量的)を得、これを更に精製せずに使用した。ペンテニル-β-D-ラクトシド11:
【0146】
【数2】
Figure 0005111705
【0147】
ペンテニルラクトシド11(10.6g、25.8mmol)に、200mLのアセトン、26mLのジメトキシプロパン、及びp-トルエンスルホン酸(491mg、0.1等量)を添加した。懸濁液を室温で一晩撹拌したところ、この時点で反応物は均一であった。その後反応物を濃縮し、フラッシュカラムクロマトグラフィー(100%EtOAc→EtOAc中2%のMeOH)で精製したところ、5.1g(44%)の3,4-アセトニドが白色固体として、1.27gの4,6-アセトニドが白色固体として得られた。3,4-アセトニド、12:
【0148】
【数3】
Figure 0005111705
【0149】
4,6-アセトニド:
【数4】
Figure 0005111705
【0150】
・ペント-4-エニル2,3,6,2’,6’-ペンタ-O-ベンジル-3’,4’-O-アセトニド-β-D-ラクトシド(13)
アセトニド12(3.40g、7.54mmol)を無水ベンゼンと共沸させ、無水DMF(60mL、0.12M)中に溶解させて0℃に冷却した。ベンジルブロミド(塩基性アルミナを通したもの、10.0等量、8.97mL)を添加し、次いで固体NaH(95%、7.5等量、1.76g)を一度に添加した。反応物を室温に一晩温めた後、氷温のH2O(500mL)に注入してCHCl3(200mL、2×100mL)で抽出した。有機抽出物を塩水(500mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮したところ黄色オイルを得、これをフラッシュカラムクロマトグラフィー(5%EtOAc/ヘキサン→20%EtOAc/ヘキサン)で精製したところ、5.70g(84%)の生成物が粘性のオイルとして得られた。
【0151】
【数5】
Figure 0005111705
【0152】
・ペント-4-エニル2,3,6,2’,6’-ペンタ-O-ベンジル-β-D-ラクトシド(14)
アセトニド13(5.7g、6.32mmol)をH2O中80%のAcOH(60mL)に溶解させ、3時間に亘り75℃に加熱した。反応物を室温に冷却し、H2O(500mL)で希釈してCHCl3(200mL、2×100mL)で抽出した。有機抽出物をH2O(500mL)、飽和NaHCO3(3×300mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させて濃縮したところ、オイルが得られ、これをフラッシュカラムクロマトグラフィー(25%EtOAc/ヘキサン)で精製して、5.21g(96%)の白色固体を得た。
【0153】
【数6】
Figure 0005111705
【0154】
・トリサッカライド15
ホスフィン供与体3(1.0g、1.35mmol)及びラクトシル受容体14(2.5g、2.90mmol)を混合し、無水ベンゼンと共沸させて高度減圧下に2時間おいた。混合物を、無水CH3CH2CN(CaH2から蒸留)に溶解させ、新たに活性化させたモレキュラーシーブを添加し、反応物を−40℃に冷却した。TMSOTf(0.1等量、27μl)の少量を添加して反応物を−40℃にて一晩撹拌しておいた。その後反応物を−30℃に加温し、更に0.1等量のTMSOTfを添加した。更に2時間に亘って−30℃にて撹拌したところで、固体NaHCO3の添加により反応をクエンチし、EtOAcで補助しつつセライトの栓を通して濾過した。有機相を飽和NaHCO3(2×400mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させた。有機相の蒸発により、懸濁したオイルが得られ、これを注意深く傾斜溶離を利用してフラッシュカラムクロマトグラフィーにかけ、受容体及び生成物のトリサッカライドを回収した(20%EtOAc/ヘキサン→75%EtOAc/ヘキサン)。生成物(1.35g、75%)が白色泡沫として得られ、0.95gの出発受容体が回収された。
【0155】
【数7】
Figure 0005111705
【0156】
・ヘキササッカライド7(R=Br)
チオエチル供与体5(311mg、0.243mmol)及び受容体15(627mg、0.487mmol)を混合し、無水ベンゼン(5×5mL)と共沸させて高度減圧下に5時間おいた。混合物を、1.6mLのCH2Cl2及び3.2mLのEt2O(合計0.05M)に溶解させ、新たに活性化させたモレキュラーシーブで処理し、0℃に冷却した。メチルトリフレート(1.5等量、41μl)を一度に添加して反応物を0℃にて一晩撹拌した。朝に、更に20μLのMeOTfを添加し、反応物を更に2時間、5℃にて撹拌した。固体NaHCO3の添加により反応をクエンチし、EtOAcで補助しつつセライトを通して濾過し、濃縮してフラッシュカラムクロマトグラフィー(傾斜溶離25%EtOAc/ヘキサン→50%→75%EtOAc/ヘキサン)により精製したところ、437mg(70%)のヘキササッカライドが白色泡沫として得られ、300mgのトリサッカライド受容体が回収された。
【0157】
【数8】
Figure 0005111705
【0158】
・化合物1b
ヘキササッカライド(130mg、0.0509mmol)のTHF(2.0mL)中の溶液に、氷酢酸(10.0等量、29μl)及びTBAF(1.0MのTHF、10.0等量、0.509mL)を添加した。反応物を室温にて一晩撹拌し、氷水に注入してEtOAc(3×50mL)で抽出した。有機抽出物を飽和NaHCO3(50mL)及び塩水(50mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮してオイルを得た。これをEtOAcを用いてシリカゲルの短栓を通して精製した。得られたトリオールを無水MeOH(2.5mL)に溶解させ、ナトリウムメトキシドを添加した(MeOH中の25%溶液0.250mL)。反応物を室温にて18時間撹拌した後、0.5mLのTHF及び0.5mLのH2Oを添加した。室温にて更に24時間撹拌し、次いでDowex-H+で中和し、MeOH洗浄しつつ濾過して濃縮した。粗製生成物を高度真空下で1日乾燥させた。得られた白色固体に、−78℃にてTHF(0.5mL)及び凝集NH3(〜10mL)を添加した。ナトリウム(〜50mg)を添加して得られた青色溶液を−78℃にて1.5時間撹拌した。反応を無水MeOH(〜5mL)でクエンチし、室温にして2mLまでの乾燥N2を流しつつ濃縮した。反応物をDowex-H+(pH5−6)で中和し、MeOH洗浄しつつ濾過して濃縮したところ白色固体を得た。白色固体を1.0mLのピリジン及び1.0mLのCH2Cl2に溶解させ、0℃に冷却した。DMAPの結晶、次いで無水酢酸(1.0mL)を添加した。アイスバスを除去し、反応物を室温にて一晩撹拌した。濃縮に次いでフラッシュカラムクロマトグラフィー(傾斜溶離75%EtOAc/ヘキサン→100%EtOAc→5%MeOH/EtOAc)により精製し、44mg(46%)の8が白色固体として得られた。
【0159】
【数9】
Figure 0005111705
【0160】
ペルアセテート(40mg)を無水MeOH(2.0mL)に溶解させ、150μlのナトリウムメトキシドを添加した(MeOH中、25%溶液)。反応物を室温にて18時間撹拌した後0.5mLのTHF及び0.5mLのH2O添加した。反応物を更に24時間室温にて撹拌した。Dowex-H+(〜pH6−7)を用いる中和に次いで、MeOH洗浄しつつ濾過を行い、濃縮及びP−2ゲルを用いた精製(H2O溶離)を行ったところ24mg(96%)の白色固体を得た。
【0161】
【数10】
Figure 0005111705
【0162】
・グリカールヘキササッカライド6a
チオエチル供与体5(120mg、0.0938mmol)及び受容体4(122mg、0.108mmol)を混合し、無水ベンゼン(5×5mL)と共沸させて高度減圧下に一晩おいた。混合物を、Et2O:CH2Cl2の2:1混合物(合計2.7mL)に溶解させ、モレキュラーシーブを添加して混合物を室温にて1時間撹拌した。反応物を0℃に冷却し、1.0等量のMeOTf(0.020mL)を添加した。4時間後、0℃にて更に等量のMeOTf(0.020mL)を添加し、更に4時間10℃にて撹拌して反応を継続させた。固体NaHCO3の添加により反応をクエンチし、EtOAc(100ml)を加えつつセライトを通して濾過し、濃縮した。得られた混合物をフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、50mg(23%)のヘキササッカライドグリカール6が得られ、85mgの出発類受容体4が回収された。Rf0.35(66%EtOAc/ヘキサン);
【0163】
【数11】
Figure 0005111705
【0164】
・イミド-ヘキササッカライド6b
上述の反応を、10等量のMeOTfを一度に加え、それ以外は同一の条件下にて行い、28%の下記の化合物を得たが、これは親N-アセチル化ヘキササッカライド6aよりもずっと極性が低かった。Rf0.35(25%EtOAc/ヘキサン);
【0165】
【数12】
Figure 0005111705
【0166】
3)接合研究:
ここに記載され、図6に示されるように、FucGM1中のペンテニル基をオゾン分解によりアルデヒド基に転化し、globoHについて記載のようにナトリウムシアノボロハイドライドの存在下における還元アミノ化方法によってKLHの-NH2基に結合させる(Ragupathi G, Park TK, Zhang S, Kim IJ, Graeber L, Adluri S, Lloyd KO, Danishefsky SJ and Livingston POを参照。全合成ヘキササッカライドgloboHの接合物を用いたマウスの免疫化の結果、ヒトの癌細胞に対する抗体が生じる:抗癌ワクチンの造成のための、化学的免疫学的な混合アプローチ。Angewandte Chem. Int. Ed Engl. 36:125-128, 1997)。クロスリンカー法の場合には、オゾン分解によって得られたアルデヒド基を、まずMMCCHのヒドラジド(4-(マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシルヒドラジド)と反応させ、チオール化KLHと反応させた(Ragupathi G, Koganty RR, Qiu D, Lloyd KO and Livingston PO参照)。合成糖質接合ワクチン調製の新規且つ効率の良い方法:4-(4-N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシルヒドラジド(MMCCH)リンカーアームを使用するシアリルTn-KLH接合物の合成(Glycoconjugate J., 15: 217-221, 1998)。例えば、メタノール中4mgのFucGM1ペンテニルグリコシドを、ドライアイス/エタノールバス中において−78℃にて撹拌し、激しく撹拌しつつ該溶液にオゾンガスを10分間通気した。その後、過剰のオゾンを、5分間に亘って窒素を用いて除去した。メチルスルフィド(100μl)を添加し、反応混合物を室温にて2時間撹拌し、二つのバイアルに同等に配分した。溶媒を窒素気流の下で除去した。生じた白色固体を、次なる接合工程に直接使用した。
【0167】
a)FucGM1-アルデヒドのKLHとの直接接合:
2mgのFucGM1-アルデヒドを、1mlの0.1Mのリン酸緩衝食塩水(PBS)pH7.2及びPBS中4mgのKLHに溶解させた。2mgのナトリウムシアノボロハイドライドを添加し、混合物を、穏やかに撹拌しつつ37℃にて48時間インキュベートした。16時間後、更に1.0mgのナトリウムシアノボロハイドライドを添加し、インキュベーションを続けた。未反応のFucGM1アルデヒドを、分子量カットオフが30000ダルトンであるAmicon Centriprepを使用して多数回洗浄し、4℃にてPBSを6−7変えて完全に除去した。
【0168】
b)MMCCHを経るチオール化KLHへのFucGM1-アルデヒドの接合:FucGM1-MMCCHの調製
2mgのFucGM1-アルデヒドを、1mlの0.1Mの酢酸ナトリウムバッファーpH5.5に溶解させ、100μlのジメチルスルホキシド(DMSO)中4mgのMMCCHを添加した。反応混合物を、穏やかに撹拌しつつ室温にて15分間インキュベートした。15分間の終了時には、2mgのナトリウムシアノボロハイドライドを添加し、室温にて2時間に亘りインキュべーションを継続した。未反応のMMCCHを、予め5mMのEDTAを含む0.1Mのナトリウムリン酸塩バッファーpH6.0を用いて平衡させたSephadex G10カラムで除去し、同様のバッファーで溶離した。TLCによるFucGM1についてポジティブであるフラクションを併合した。
【0169】
(KLHへのスルフヒドリル基の添加)
チオランバッファー(50mMのトリエタノールアミン、0.15MのNaCl、5mMのEDTA、pH8.0)中に溶解させた2-イミノチオラン(2mg)を、4mgのKLHに添加し、室温にて撹拌しつつ2時間インキュベートした。未反応の2-イミノチオランを、予め5mMのEDTAを含む0.1Mのナトリウムリン酸塩バッファーpH7.2を用いて平衡させたSephadex G15カラムにより除去し、同様のバッファーで溶離した。BioRadタンパク質アッセイ染料試薬でKLHについてポジティブであるフラクションを併合した。少量を、既に記載(Riddles PW, blackeley RL, Zerner B Ellman's reagent: 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid)--a reexamination, Anal Biochem 94: 75-81, 1979.)の通り、標準としてシステイン及びエルマン試薬を利用して、チオール化KLH中のスルフヒドリル基を見積もるために使用した。KLHを、製造者の指示に従い、BioRad染料試薬を使用する染色方法によって見積もった。
【0170】
(FucGM1-MMCCHのチオール化KLHへの接合)
FucGM1-MMCCH生成物及びチオール化KLHを混合し、0.1Mのナトリウムリン酸バッファーpH8.0を用いてpH7.2に調整した。その後反応混合物を室温にて一晩インキュベートした。FucGM1-MMCCH-KLH反応バイアルの内容物をCentriprep concentrator 30(Amicon: molecular cut-off 30000 Dalton)に移し、未反応のFucGM1-MMCCHを多数回洗浄して完全に除去した。接合物に、未反応のFucGM1がないことを、上記のようにHPTLCによってチェックした。接合物の二つのバッチのエピトープ比を、BioRad染料結合タンパク質アッセイによりタンパク質含量を、HPAEC−PADアッセイにより糖質を、見積もることによって決定した。FucGM1-KLH(直接法による)とFucGM1-MMCCH-KLHとのエピトープ比は、それぞれ149/1及び1527/1であった。
【0171】
B.実施例2:Globo-H及びその接合物の合成:
1)合成の検討:
本発明の更に別の実施態様においては、ここに標記のように新規な合成方法論を利用してGlobo-Hの改良合成が提供される。本発明者らによって記載された、globo-Hの従来の合成(Park et al. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11488; Bilodeau et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7840; Kim et al. J. Org. Chem. 1995, 60, 7716)は、この複合オリゴ糖類の迅速な構築のために全てのグリカールビルディングブロックを利用していた(Danishefsky et al. Angew. Chem. 1996, 108, 1482; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1380)。これらの調査は高度に収束性のカップリング[3+3]に依存しており、最終ターゲット中に含まれたヘキササッカライド核を産生する。このアプローチにおいては、フレキシブルな末端グリカールがヘキササッカライド構築の間中維持された。その後グリカールを、globo-H糖脂質16aまたはそのアリルグリコシド16bへの途中に存在するセラミド側鎖を設けるために使用した。16aの合成は、globo-Hの構造の証明及び免疫特徴付けを容易にする役割を果たした。アリルグリコシド16bを、生体キャリアータンパク質への免疫接合のために用いた。従来のプロトコルは、構造の証明、免疫特徴付け、接合、マウス種痘、及びI相のヒトの臨床試行のための、「適当な」量の合成物質の製造に効果的であった。しかしながら、効率の良い生体接合を可能にするため、及び更に臨床目的のために適当な物質を提供するために、合成方法には改善が望まれていた。
【0172】
アリルグリコシドアプローチに付随する困難性は、代わりの解決策を必要としたが、これは一般的に言って、ここに記載されており、とりわけフコシルGM1について上記され、更にGlobo-Hについては下記の通りである(図7)。このように、ヘキササッカライドが、キャリアータンパク質に結合可能なグリコシドを、既にあるべき場所に含んで構築可能であることが想定された(図8)。実際、この基は、[3+3]カップリング工程において受容体の還元末端に既に導入されているであろう。このglobo-H合成(及び他の複合腫瘍関連抗原)の顕著な新変形の実施を成功させるためには、1)グリコシド構成物を含むトリサッカライド受容体が容易に合成可能であり;2)グリコシド構成物が[3+3]カップリングと適合性であり;3)構成物が、アリルグリコシドと対照的に、全体的な脱保護によっても残存し;さらに4)効率の良い接合が実施可能であることが好ましい。
【0173】
最初のレトロ合成分析を図9に示す。最大の収束性のために、既述のペンテニルグリコシドリンカーを含むABC受容体を企画した。更に、これまでに記載されているように、同様のDEFトリサッカライド供与体セクターを利用する。そして、スルホンアミドグリコシド化プロトコルを利用し、収束性[3+3]のABC+DEFカップリング反応を経て、ヘキササッカライド核を構成する(Griffith et al. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 5811; Griffith et al. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5863)。これまでの結果により、スルホンアミドグリコシド化における必要なβ-結合の形成を導くためには、DEF供与体中の還元末端ガラクトースのC4に、遊離ヒドロキシルの存在が必要である(図9、星印参照)ことが判明した(Park et al. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11488; Kwon et al. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1588)。受容体中のエカトリアルC3ヒドロキシル基の反応性が、供与体トリサッカライド中の必須のアキシアルC4ヒドロキシル基と比較してより高いことにより(太字参照)、図示のように、[3+3]カップリングのシークエンスが起こることが予測された。ここに記載された戦略に重要なのは、いったんヘキササッカライドが構成されると、プロワクチン抗原に到達するために必要とされるのは保護基操作のみであることである。
【0174】
一般的に、DEFトリサッカライドセクターの合成はかなり簡潔であって、6-O-TIPSガラクタルとtri-O-ベンジルフルオロフコースとから出発する6変形を要する(Park et al. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11488; Bilodeau et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7840; Kim et al. J. Org. Chem. 1995, 60, 7716)。二次発生アプローチの目的のためには、受容体トリサッカライド成分は、分化されたヒドロキシルをC4’に担持する所望のNPGを含むラクトース誘導体と適当なC-環供与体に分裂可能である(図9)。ガラクトース供与体単糖類はまた、いずれABC+DEFカップリングをするために特異保護をC3に要し、AB+C領域を結合させる、必要なβ-グリコシド結合を効率よく可能にするための注意を要する。
【0175】
図10に示されるように、必須のABC受容体の合成を、ラクトースオクタアセテート17が容易に入手可能であるとの利点を利用して行った。17を既知のα-ブロモ供与体18に転化させ(Reithal, Y. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 4210; Dasgupet et al. Carbohydr. Res. 1994, 264, 155)、次いで受容体としてペンテニルアルコールを用い、炭酸銀仲介によるグリコシル化を行って、100gスケールにおいて収率75%にて19(Pent=CH2CH2CH2CH=CH2)が得られた(Rodriguez et al. Aust. J. Chem. 1990, 43, 665)。助触媒として銀トリフレートを用いた、18の同様の処理によって所望の生成物が17%収率で生成した。したがって、合成の初期段階において19が生成すると共にリンカーがうまく設けられ、これは以降の段階の生体接合に使用できた。
【0176】
後続の工程は、いずれAB+Cのカップリングをさせるため、19のC4’にて遊離の受容体部位を産生させてABCトリサッカライドを与えるために設計したものである(図10)。19のエステル保護基を除去してペンテニルラクトシドが得られ、次いでスタンナン仲介モノベンジル化によって選択的にC3’ベンジルエーテルが得られた(David et al. J. Chem. Soc. Perkin Trans. I 1981, 1797; Maranduba et al. Carbohydr. Res. 1986, 151, 105)。第二工程において、C4’及びC6’ヒドロキシルをベンジリデンアセタールとして利用して、化合物20を唯一観察可能な生成物として準備した(Jannson et al. J. Org. Chem. 1998, 53, 5629; Koeman et al. Tetrahedron 1993, 49, 5291; Qiu et al. Liebigs Ann. 1992, 217)。最終的に、20の残りのヒドロキシル基の過ベンジル化及びナトリウムシアノボロハイドライドと無水HClとを用いたベンジリデンの位置選択的還元開裂により、C4’アルコール21が得られた(Garegg, P. J. Pure Appl. Chem. 1984, 56, 845)。このように、ラクトースオクタアセテート17から出発して、ABペンテニルグリコシド受容体21が、7工程により全20%の収率で得られた。
【0177】
保護されたペンテニルグリコシド21が大量に入手できたところで、AB+Cカップリングに注意を向けてトリサッカライド受容体24を生成させた。これまでのグリカール27(図10)の合成にはグリカール22から高度に活性化されたβ-フルオロ供与体23の注意深い調製が必要であった。22中に含まれるC3 PMBエーテルを戦略的に組み入れて、この基の選択的脱保護に際していずれはABC+DEFカップリングを起こさせた。この作業の過程で、α-23を、簡便に、高収率且つ大スケールで生成させることができた。したがって、α-供与体23が、特異的に保護されたグリカール22からエポキシド化によって調製され、HF:ピリジンへの曝露によりcisフルオロ-ヒドリン誘導体が得られ、生じたC2-ヒドロキシルを引き続き転化させてそのベンジルエーテルとした。アノマーα:β選択性は、10:1と示され、22を23に変換させた全収率は76%であった。
【0178】
先に調製されたβ-23及び新たに調製されたα-23を、AB受容体21と共に使用するAB+Cカップリングの有効性を、その後調査した。モデルケースとしてのグリカールトリサッカライド27の合成最適化法(23+26→27)もまた、過度に求カップリング性の助触媒に対しておそらくは感受性であるため、試験した。これらの調査において、α-フルオロ供与体の還元反応性は、表1にまとめた通り思慮深く選択された溶媒中において、高度な求フッ素性助触媒を用いてカップリングを行うことにより低減可能である旨が判明している。主としてβ-フルオロ供与体23及びグリカール26を使用し、Muykiyamaカップリング条件を利用して、これまでのカップリング操作により、グリカールトリサッカライド27が得られ(Mukaiyama et al. Chem. Lett. 1981, 431; Nicolaou et al. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 3693; Nicolaou et al. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1991, 870)、適度のアノマー選択性を備えて54%の収率を得た(表1のエントリー1)。他の助触媒をα-23と共に使用した調査を、エントリー2及び3に示したが、全体的な有効性としてほとんど満足のいくものではなかった。しかしながら、グリカール27の調製が、強度に求フッ素性のCp2Zr(OTf)2助触媒を使用する既述のα-供与体23を包含するようにうまく拡張された(73%収率、エントリー4)。満足なこととして、27の生成のために最適化されたこれらのグリコシド化条件は、ペンテニルグリコシド21を利用するAB+Cカップリングにうまく応用でき、トリサッカライド24が、親反応に匹敵する収率(収率80%、エントリー6)で得られた。β-23の21とのMuykiyamaカップリングは、42%のトリサッカライド24を生じた(エントリー5)。大量の24を問題なく生成させる事象に満足して、[3+3]カップリングを調査した。孤立PMB基の放出を、この上ない収率で行うことができ(92%)、こうして所望のABCペンテニル受容体25の組み立てが完了した。
【0179】
【表1】
Figure 0005111705
【0180】
16cの合成を完了させるためのキー工程及び最終変換を、図11に示した。既知のDEF供与体28(図10参照)の受容体25の存在下におけるMeOTfを用いた処理(Lonn, H. Carbohydr. Res. 1985, 134, 105; Lonn, H. J. Carbohydr. Chem. 1987, 6, 301)により、問題なくヘキササッカライド29が60%の収率で得られた。29の新たなアノマー中心の配向は、β-配置であることが確認された。トリサッカライド受容体25を使用する[3+3]カップリング収率は、27に相当するグリカールベースの受容体を使用する[3+3]操作に匹敵していた。しかしながら、15を使用することの多大な利点が、以下の工程において明らかになった。
【0181】
全体的な脱保護が、29をTBAFに曝してシリルエーテル及び環状カーボネートを除去することによって開始された。得られたペンタ-オール上のベンジル及びスルホンアミド保護基を、その後、金属還元を解消させる作用の下で開裂させた。このプロトコルに次いでペルアセチル化を行い単離可能なヘキササッカライドペルアセテート30を得た。より初期の工程同様に、記載の脱保護条件下で、ペンテニル結合は高度に信頼性であることが判明した。対応する(最終的に16bを生じる)アリルグリコシドが、全体的な脱保護に必要な還元金属条件に安定ではなく、したがって脱保護の後に組み入れねばならないことは、対照によってもまた顕著である。メトキシドを用いた30の脱アセチル化により、globo-Hの完全に脱保護されたペンテニルグリコシド16cが得られ、これは生体接合のために著しく適していた。重要な点としては、接合を可能にする更なる官能性が必要でなくなったため、二次生成変形において、ヘキササッカライド構成物29から16dへの経過が非常に単純化された。
【0182】
合成globo-Hの臨床評価を容易にする目標に向けて、官能性ワクチンを造成する目的で、16cをキャリアータンパク質KLHに接合した。この操作の一次工程には、ペンダントオレフィンのオゾン分解、次いで還元処理が含まれ、図12に示したように、特徴付けされていないアルデヒド中間体31が得られた。リン酸塩バッファー中におけるKLH及びナトリウウムシアノボロハイドライドを用いた還元アミノ化により、ワクチン複合多糖16d(n=3)が得られた。糖質のタンパク質への共有結合は、おそらくはKLHの露出したリシン残基上のε-アミノ基を経て起こる。16dの加水分解糖質分析により、キャリアータンパク質の1分子当たり、およそ350の糖質残基が明らかになった。
【0183】
2)実験:
・ペルアセチルペンテニル-β-D-ラクトシド(19)
ラクトースオクタアセテート(100.0g、147.7mmol)、氷酢酸(30mL)、及び無水酢酸(30mL)の冷却した(アイスバス)懸濁液に、AcOH中30%のHBr100mLを60分間に亘り滴々と添加した。反応混合物を1時間撹拌してアイスバスを除去した。更に2時間室温にて撹拌したところ、混合物は均一な黄色溶液となった。溶液をH2O(1000mL)で希釈し、CHCl3(3×400mL)で抽出した。有機抽出物をH2O(2×1000mL)、飽和NaHCO3(3×500mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させて濃縮した。生成物を無水ベンゼンと共沸させて高度真空下で乾燥させ、98.8g(96%)のラクトシルブロミドを得、これを更に精製せずに使用した。Ag2CO3(100g、362.6mmol)、新たに活性化させたモレキュラーシーブ(15g)、及びI2の結晶の、400mLのCH2Cl2中の懸濁液に、ペンテニルアルコール(5.0等量、73.4mL)を添加し、後に400mLのCH2Cl2中としたラクトシルブロミド(98.8g、141.4mmol)を添加した。室温下、暗所にて16時間撹拌した後、反応物を、更なるCH2Cl2と共にセライトの栓を通して濾過し、濃縮して黄色オイルを得、これをフラッシュカラムクロマトグラフィー(10%EtOAc/ヘキサン→50%EtOAc/ヘキサン)で精製したところ、白色泡沫として74.7g(75%)のペンテニルラクトシドが得られた。
【0184】
【数13】
Figure 0005111705
【0185】
・ペント-4-エニル3’-O-ベンジル-4’,6’-O-ベンジリデニルβ-D-ラクトシド(20)
ペルアセチル化ペンテニルラクトシド、8(18.2g、25.8mmol)を300mLの無水MeOH中に溶解させ、2.0mLのNaOMe(MeOH中25%)を添加した。反応物を室温にて16時間撹拌し、Dowex-H+(pH5−6)で中和した。反応物を更なるMeOHと共に濾過して濃縮し、白色固体、19a(10.6g、定量的)を得、これを更に精製せずに使用した。
【0186】
【数14】
Figure 0005111705
【0187】
ヘプタ-オール19a(1.14g、2.8mmol)及びジブチルチンオキシド(0.76g、3.1mmol)をベンゼン(70mL)中で加熱還流させ、同時に水の共沸除去を15時間行った。混合物の濃度を二倍にし、室温に冷却し、ベンジルブロミド(0.69ml、5.8mmol)及びBu4NI(1.03g、2.8mmol)を添加した。混合物を3.5時間加熱還流し、冷却し、シリカゲルをフラスコに添加し、溶媒を蒸発させた。残渣をシリカゲルのカラムにかけスズ複生成物をヘキサンで流して除去し、溶離(CH2Cl2中5%のMeOH)により純粋3’-O-ベンジルエーテル(0.76g、54%)が白色泡沫として得られた。
【0188】
【数15】
Figure 0005111705
【0189】
3’-O-ベンジルエーテル(0.6g、1.20mmol)をアセトニトリル及びDMF(5:2、7mL)中に溶解させ、ベンズアルデヒドジメチルアセタール(0.47mL、3.1mmol)及びCSA(14mg、60μmol)を添加した。16時間室温にて撹拌した後、混合物をCH2Cl2で希釈し、飽和NaHCO3で洗浄した。有機抽出物を乾燥させ(MgSO4)、蒸発させ、得られた残渣へのエーテル(100mL)の添加に次いで、純粋な20が濾過によって回収された(0.51g、72%)。
【0190】
【数16】
Figure 0005111705
【0191】
・ペント-4-エニル2,2’,3,3,6,6’-ヘキサ-O-ベンジル-β-D-ラクトシド(21)
テトラオール20(0.51g、0.87mmol)及びEt4NI(0.12g、0.43mmol)を乾燥(無水ベンゼンと共沸)させ、DMF(5mL)中に溶解させ、0℃に冷却した。ベンジルブロミド(0.83mL、7.0mmol)を添加し、次いでNaH(0.22g、60%、5.6mmol)を添加し、混合物を14時間に亘り室温に温めた。混合物を、酢酸エチルで希釈し、水で洗浄し、有機相を乾燥(MgSO4)させて蒸発させた。残渣の精製をシリカゲルクロマトグラフィー(4:1→2:1 ヘキサン:酢酸エチル)で行い、純粋なペンタベンジルラクトシドを白色泡沫(0.80g、97%)として得た。
【0192】
【数17】
Figure 0005111705
【0193】
ベンジリデン(0.63g、0.66mmol)をTHF(6.6mL)中に溶解させ、新たに活性化させた4ÅのMS(0.25g)と共に10分間室温にて撹拌した。NaCNBH3(0.21g、3.3mmol)を一度に加え、次いで無水HCl(2.0MのEt2O)を、混合物が起泡しなくなるまで滴々と添加した(およそ2mL)。更に10分間撹拌した後、混合物を更に10分間撹拌した後、混合物を酢酸エチルで洗浄しつつセライトの栓を通して濾過し、濾液を飽和NaHCO3及び塩水で洗浄し、乾燥させ(MgSO4)、有機相を蒸発させた。カラムクロマトグラフィー(9:1 ヘキサン:酢酸エチル)で精製し、白色固体として純粋21を得た(0.49g、79%)。
【0194】
【数18】
Figure 0005111705
【0195】
・α-フルオロ供与体(23)
2下及び0℃の、3-O-PMB-4,6-ジ-O-ベンジル-ガラクタル(2.24g、5.02mmol)の無水CH2Cl2(5ml)中の溶液を、ジメチルジオキシラン(0.11M、47ml)で処理し、混合物を、全てのグリカールが消費されるまで(〜1時間、ヘキサン中30%のEtOAcでのTLC)撹拌した。注:高温及び/または過剰のDMDOは、PMB基の酸化及び反応収率の低下を促す。溶媒を真空下0℃にて蒸発させ、残渣を高度真空下に維持した。ガラクタルエポキシドを収容したフラスコに、新たに調製した4Aのモレキュラーシーブ(2g)、無水THF(50ml)を仕込み、0℃に冷却した。HF/Pry複合物(0.79ml、〜5等量)をシリンジから滴々と添加した。反応混合物を一晩静置してゆっくりと室温に到達させ、Et3N(1.27g、〜2.5等量)でクエンチしてpHを〜7とした。混合物を、無水MgSO4のパッドを通して濾過し、50mlのEtOAcで3度濯いだ。濾液を水(50ml)及び飽和NaHCO3溶液(50ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮乾燥させた。フラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン、2/1)により、2.06g(収率85%)のフルオロヒドリンがアノマーα:β=10:1の混合物として得られた。19F NMR(CDCl3、376MHz、外標準はC66
【0196】
【数19】
Figure 0005111705
【0197】
上記混合物(8.29g、17.2mmol)を、N2下及び0℃にて新たに活性化させた4Aモレキュラーシーブ(3g)を含む無水DMF(100ml)に溶解させ、ベンジルブロミド(4.41g、25.8mmol、1.5等量)で処理し、最後にNaH(1.24g、オイル中60%の分散物、30.86mmol、1.8等量)で処理し、室温にて一晩撹拌した。反応を氷酢酸(0.93g、0.9等量)でクエンチし、混合物をEtOAc(4×50ml)と共に無水MgSO4のパッドを通して濾過した。有機溶液を水(4×50ml)で洗浄し、乾燥させ(MgSO4)、真空下で濃縮した。残渣のフラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/EtOAc、4/1)により、9.36g(95%)の表題化合物が、出発フルオロヒドリンと同じアノマーの比α:β=10:1にて、無色の液体として得られた。19F NMR(CDCl3、376MHz、外標準はC66)δ11.5(dd, α, J=53.7, 25.2Hz), 22.8(dd,β,J=53.4, 13.0Hz)。分析の目的のため、予備HPLCを用いて50mgの純粋αアノマーを得た。
【0198】
【数20】
Figure 0005111705
【0199】
・PMBトリサッカライド(24)
ラクトシド(21)(402mg、0.423mmol)及びフルオロ供与体(23)(485mg、0.846mmol、2等量)を、無水ベンゼン(3×10ml)と共沸させ、更に高度真空下にて3時間乾燥させた。上記混合物をトルエン(3.8ml)中に溶解させ、カニューラを経由して、新たに活性化させた4Åモレキュラーシーブ(0.68g)をN2下に収容するフラスコに移して2,6-ジ-tert-ブチルピリジン(143μl)で処理し、−20℃に冷却した。(Cp)2Zr(OTf)2(225mg、0.381mmol、0.9等量)をTHF(0.38ml)中に懸濁させ、カニューラを経由して反応混合物に添加した。反応物を暗所にて、72時間7℃にて撹拌した。反応混合物をEtOAc(10ml)で希釈し、EtOAc(3×50ml)と共に無水MgSO4のパッドを通して濾過した。濾液を飽和NaHCO3溶液(2×10ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮乾燥させた。フラッシュカラムクロマトグラフィー(2%Et2O/CH2Cl2)により509mg(80%)の所望のα-生成物(24)及び51mg(8%)のβ-生成物が得られた。
【0200】
【数21】
Figure 0005111705
【0201】
・トリサッカライド受容体(25)
塩化メチレン(10ml)中、PMBトリサッカライド(24)(445mg、0.296mmol)の、0℃における溶液を、リン酸塩バッファー(1.5ml。pH=7.4)及びDDQ(89mg、1.3等量)で処理し、0℃にて5時間撹拌した。反応混合物をEtOAc(50ml)で希釈し、飽和NaHCO3溶液(2×20ml)及び水(20ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮乾燥させた。粗製の生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン中4%のエーテル)により344mg(84%)の脱保護されたトリサッカライド(25)が無色のオイルとして得られた。
【0202】
【数22】
Figure 0005111705
【0203】
・ヘキササッカライド受容体(29)
チオエチル共用体28(543mg、0.425mmol)及び受容体25(587mg、0.425mmol)を混合し、無水ベンゼン(5×5mL)と共沸させ、高度真空下にて5時間乾燥させた。その後混合物を3.5mlのCH2Cl2と7.0mLのEt2O中に溶解させ、新たに活性化させたモレキュラーシーブで処理して0℃に冷却した。メチルトリフレート(3.0等量、144μL)を一度に添加し、反応物を0℃にて3時間撹拌した。更に144μLのMeOTfを添加して反応物を更に2時間5℃にて撹拌した。反応物を固体NaHCO3でクエンチし、EtOAcと共にセライトを通して濾過して濃縮し、HPLC(17%のEtOAc/ヘキサン)によって精製し、663mg(60%)のヘキササッカライドを白色泡沫として得た。
【0204】
【数23】
Figure 0005111705
【0205】
・globo-Hペンテニルグリコシドのペルアセテート(30)
THF(10mL)中ヘキササッカライド(585mg、0.224mmol)の溶液にTBAF(1.0MのTHF、10等量、2.24mL)を添加した。反応物を室温にて3日間撹拌し、氷水に注入してEtOAc(3×50mL)で抽出した。有機抽出物を飽和NaHCO3(50mL)及び塩水(50mL)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮してオイルを得、EtOAcと共にシリカゲルの短栓を通して精製した。生じるトリオールを無水MeOH(8mL)に溶解し、ナトリウムメトキシド(MeOH中25%溶液、0.25mL)を添加した。反応物を室温にて18時間撹拌し、Dowex-H+で中和し、MeOH洗浄しつつ濾過して濃縮した。得られた白色固体に−78℃にてTHF(2.0mL)及び凝集NH3(〜25mL)を添加した。ナトリウム(〜500mg)を添加して得られた青色溶液を−78℃にて2時間撹拌した。反応を無水MeOH(〜10mL)でクエンチし、室温にして乾燥N2を5mLまで流しつつ濃縮した。反応物をDowex-H+で中和し、MeOH洗浄しつつ濾過して濃縮したところ白色固体を得た。白色固体を5.0mLのピリジン及び5.0mLのCH2Cl2に溶解させ、0℃に冷却した。DMAPの結晶、次いで無水酢酸(5.0mL)を添加した。アイスバスを除去し、反応物を室温にて一晩撹拌した。濃縮に次いでフラッシュカラムクロマトグラフィー(傾斜溶離75%EtOAc/ヘキサン→100%EtOAc→5%MeOH/EtOAc)により精製し、168mg(42%)の30が白色固体として得られた。
【0206】
【数24】
Figure 0005111705
【0207】
・Globo-H、ペンテニルグリコシド(16c)
ペルアセテート(20mg、0.011mmol)を無水MeOH(2.0mL)に溶解させ、100μLのナトリウムメトキシド(MeOH中25%の溶液)を添加した。反応物を室温にて18時間撹拌し、Dowex-H+(〜pH6−7)で中和し、MeOH洗浄しつつ濾過して濃縮し、RPシリカゲル(H2O→1%MeOH/H2O)、その後P−2ゲル(H2O溶離)を使用して精製し、12mg(99%)の白色固体を得た。
【0208】
【数25】
Figure 0005111705
【0209】
C.実施例3:グリコアミノ酸及び本発明の複合多糖の調製:
1)合成方法の検討:
一般的に、上述の二つの抗原、フコシルGM1及びglobo-Hをグリコペプチドに組み入れることが望ましい。図13に示したように、グリコシル化アミドエステルの触媒非対称水素化を利用する変換を考察した。新たなアプローチは、好適に保護されたグリシン誘導ホスホネートを用いて保護されたアルデヒドのHomer-Emmonsオレフィン化を行うことにより、エナミドエステルを得ることを予期したものであった。続く触媒非対称水素化により、望ましくはジアステレオマーとして純粋なグリコアミノ酸が得られる。
【0210】
一つの実施例において、ペルアセチル化ラクトース誘導体に基づく本発明のグリコアミノ酸を調製した。特に、必要とされるラクトース誘導エナミドエステル基質を調製した。必要とされるラクトース誘導エナミドエステルは基質は、図14にしたがって調製した。NPG32(Allen et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, 1366)のオゾン分解に次ぐ還元処理により、対応するアルデヒド誘導体が得られた。粗製のアルデヒドに、テトラメチルグアニジン及びホスホネート33を用いてHomer-Emmonsオレフィン化を行った。ホスホネート33は、N-Boc及び2-(トリメチルシリル)エチルエステル(TSE)保護(Schmidt et al., Synthesis 1984, 53; Kawai et al., Chem. Lett. 1990, 577)を有し、生じるグリコアミノ酸を、アセテート糖質保護基の存在下におけるペプチドカップリングのために、直交性が適切なものとするために選択されたものである。エナミドエステル34は、単一のジアステレオマーとして、2工程操作について88%の収率で得られた。
【0211】
一つの好ましい実施態様においては、エナミドエステル34の非対称水素化のための条件を詳説する。エチルDuPHOS触媒前駆体の(S,S)配位子異性体を使用したが、これは、これらのタイプの系においてアミノ酸生成物の(S)異性体を与えるとして十分特徴付けされたものである。保護されたグリコアミノ酸は98%の収率で得られ、20:1より大なるジアステレオマー比(dr)をもって生成されると判明した。注目すべきことに、t-Bocプロトンは、ほぼ限界の分解度であり、非対称反応においては、より少量の異性体は検出不可能であった。13C分析もまた、より少量の異性体がNMR検出の限界内においては形成されないとの結論を支持した。アキラル触媒(Pd/C、MeOH)を用いた水素化は、R及びS配置の1:1混合物35を産生し、ジアステレオマー比決定のための比較を提供した。この反応もまた、キラリティ転写により35が生じるのは、キラル配位子により、糖質由来の基質制御によるのではないことを示す。腫瘍抗原の合成及び組み立てに移る前に行うべき最終工程は、アミノ酸側鎖中に含まれるブロック基の脱保護性能を示す工程である。結局、35のTBAFとの反応により酸36が生じ、これはペプチドカップリングのために好適に調製された。収率93%。
【0212】
ラクトースモデルに示した一般的な方法論により、別の好ましい実施態様において、改良ヘキササッカライド37及び38、並びに興味深い他の抗原を調査した。表2に示したように、図14に使用したのと同様の条件下における、Globo-Hのペルアセチル化n-ペンテニルグリコシド37のオレフィン化により、対応するエナミドエステル41が72%の収率で、単一の異性体として得られ、フコシルGM1ヘキササッカライド16が10−22%の収率で得られた。とりわけ、(S,S)-Et-DuPHOS-Rh+触媒系を使用して、41及び42の水素化がこの上ない収率で進行し、1H NMR分析による単一のジアステレオマーとして、45及び46を産生した。化合物45及び46は、複合オリゴ糖類Globo-H及びフコシルGM1を含む合成グリコアミノ酸の最初の例を代表する。
【0213】
別の二つの臨床的に見込みのある抗原に同様の変換を行い、これらの対応するグリコアミノ酸を産生することもまた、別の所定の実施態様において行った。既述のように、Lewisy(Ley)オリゴ糖が、結腸、肝臓、前立腺、及び卵巣の癌に対する抗体を誘発させるための重要な抗原として認識されている(Lloyd et al., Am. J. Clin. Path. 1987, 87, 129; Lloyd et al., Cancer Biol. 1991, 2, 421; Yin et al., Int J. Cancer, 1996, 65, 406)。これまでに、Ley-KLH接合ワクチン(Danishefsky et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5701)と、糖脂質またはKLHのいずれかに結合した、クラスター化Leyグリコペプチド(天然のα-O-結合配置のもの)複合多糖の両方が調製され、これらのワクチンを用いた卵巣癌に対するヒトの臨床試用が開始された(Kudryashov et al., Cancer Immunol. Immunother. 1998, 45, 281; Sabbatini et al., Int. J. Cancer 2000, 87, 79)。
【0214】
Leyn-ペンテニルグリコシド39とTn抗原のα-結合n-ペンテニルグリコシド40(GalNAc)の両方から出発した結果を、表2に示す。ヘキササッカライド39は、Leyグリコペプチドクラスターの合成における中間体として入手可能であり、したがってこの戦略の潜在的有利性を示す。このように、免疫原性が人口構成物中に保持されるならば、これらのNPG誘発グリコアミノ酸は、ワクチン複合多糖に、本来の経路よりもずっと短い合成経路を与える。表2に示されるように、39及び40のオレフィン化は無事に行われてエナミドエステル43及び44がそれぞれ85%及び75%の収率で得られ、これらも単一の異性体としてであった。非対称水素化もまた、前記のように、ジアステレオマーとして純粋なグリコアミノ酸47及び48を、この上ない収率で産生した。
【0215】
【表2】
Figure 0005111705
【0216】
上にまとめたグリコアミノ酸を用いることは、新規なグリコペプチドを産生するために望ましいであろう。とりわけ、一つの実施態様においては、globo-H、Ley、及びTnを組み込む新規なグリコペプチドを調製した。とりわけ、キャリアータンパク質KLHのための接合ハンドルを備えるために、C-末端を変性させた。メルカプトアセトアミド単位が、この目的に効果的であることが判明している。図15に示されるように、Tnグリコアミノ酸48をTBAFで処理し、対応のカルボン酸が生じた。保護されたメルカプトアセタミド(AcSCH2C(O)(CH23NH2)に終端するジ-アミノスペーサーとの、BOP試薬(ベンゾトリアゾール-1-オキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート)の作用下におけるカップリングにより、対応するアミドを、2工程について50%の収率で得た。N-末端Boc基の除去によりアミン49がトリフルオロ酢酸塩として得られた。次の抗原Leyを、カップリングのため、47のTBAFとの反応によって調製し、酸50を得た。アミン49のLey酸50とのカップリングは、ここでもBOP助触媒を用いて、Tn-Leyジ−ペプチド51を86%収率で生じた。最後に、GloboHグリコアミノ酸45をTBAFで処理し、対応する酸52を生じた。51のBoc保護基の除去に次ぐ酸52とのカップリングにより、Tn-Ley−Globo-Hトリペプチドが64%の収率で得られた。最後に、N-末端Boc基を除去し、生じたアミンを酢酸塩としてキャップしてトリペプチド53が95%の収率で得られた。全ての成分を所定の位置として、エステル保護基を脱ガスメタノール中ヒドラジンを用いて除去し、完全に脱保護したグリコペプチド54をこの上ない収率で得た(図16)。以下に説明するとおり、ここに詳説する通り調製した本発明の複合多糖はまた、適当なキャリアータンパク質または脂質に接合可能である。
【0217】
2)実験一般
DuPHOS-Rh+触媒をStrem Chemical Co., Newburyport, MAより購入した。他の全ての市販の原料(Aldrich-Sigmaより購入)を、更なる精製をせずに使用した。以下の溶媒を、乾燥溶媒システム(アルミナカラムを通す)から得た:THF、ジエチルエーテル(Et2O)、CH2Cl2、トルエン、及びベンゼン。全ての反応は、特記のない限り乾燥N2下で行った。NMR(1H及び13C)スペクトルを、Bruker AMX-400MHzまたはBruker Advance DRX-500MHzで記録し、特記のない限り残留溶媒を基準とした。IRスペクトルは、Perkin-Elmer 1600 series-FTIRスペクトロメーターを用いて記録し、旋光度を経路長10cmのセルを使用してJasco DIP-370デジタル旋光計で測定した。低分解能マススペクトル分析を、JOEL JMS-DX-303 HFマススペクトロメーターで行った。分析TLCは、E. Merckシリカゲル60F254プレートで行い、フラッシュカラムクロマトグラフィーは規定の溶媒を用いて、E. Merckシリカゲル60(40−63mm)またはSigma Hタイプのシリカゲル(10−40mm)上で行った。
【0218】
40の合成手順(図17に図示)
・トリクロロアセチミデート供与体
図17に示したアジドニトレートの混合物(1.66g、4.41mmol)をCH3CN(15mL)に溶解させ、0℃に冷却した。撹拌されている溶液にHunigの塩基(1.2等量、0.925mL)及びベンゼンチオール(3.0等量、1.35mL)を添加した。反応混合物を0℃にて1時間撹拌し、アイスバスを取り除いた。更に1時間室温においた後、反応物を乾燥窒素を流しつつ濃縮した。生じた物質を最少量のCHCl3に溶解させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(50%EtOAc/ヘキサン)にかけてヘミアセタールを得た(1.41、97%)。(注1:このフラッシュはフード中で行うこと、注2:両方のアノマーを単離すること(これらはTLC/フラッシュにて分離する))。ヘミアセタールの混合物(1.41g mg、4.25mmol)をCH2Cl2(8.5mL)に溶解し、トリクロロアセトニトリル(4.25mL)を添加し、次いでK2CO3(5.0等量、2.93g)を添加した。反応物を室温で一晩撹拌し、塩化メチレンを添加しつつセライトの栓を通して濾過した。有機相を濃縮し、次いでフラッシュカラムクロマトグラフィー(10→25%のEtOAc/ヘキサン)によりβ-トリクロロアセチミデート(1.30mg、77%)を黄色オイルとして得た(注:α-アノマーがまず溶離し、次いでβ-アノマーが溶離した)。
【0219】
・α-Tnのペンテニルグリコシド
図17に示したTCA供与体(1.30g、2.72mmol)をTHF(0.2M、13.6mL)及びペンテニルアルコール(5.0等量、1.2mL)中に溶解させ、−10℃に冷却した(アセトン−アイスバス)。TMSOTf(0.1等量、0.049mL)を一度に加え、反応物を1時間撹拌した。固体NaHCO3を添加し、反応物をセライトを通して濾過し、濃縮してフラッシュカラムクロマトグラフィー(25%EtOAc/ヘキサン)にかけた。(注1:ジアステレオマーとしてのアノマーは分離しない。これらの比率は、1H NMRで決定すること。注2:出発物質及び生成物をTLCによって共溶離する−傾斜TLC(最初10%、その後50%)を利用して反応の進行を視覚化可能である))単離したグリコシドを10mLのAcSH中に取り出し、室温にて2時間撹拌した。乾燥窒素の通気による溶媒の蒸発に次いで、フラッシュカラムクロマトグラフィー(5%アセトン/トルエン→10%アセトン/トルエン)を行い、620mgのα-グリコシド(55%)及び未決定量のβ-グリコシドを得た。(注:酢酸エチル/ヘキサン混合物もまたアノマーを分離するであろうが、アセトン/トルエンの方が優れていると判明している。)
【0220】
オレフィン化、41のための一般操作
エナミド41(Globo-H)の調製が、この操作の代表である。n-ペンテニルグリコシド37(58mg、0.322mmol)を10:10:1のMeOH:CH2Cl2:ピリジン(3mL、典型的に0.05M−0.01M)に溶解させ、−78℃に冷却した。乾燥オゾンを、反応混合物に、暗青色が持続するようになるまで通気した。オゾン源を取り除き、反応物を−78℃にて更に15分間撹拌したところで乾燥窒素の気流を適用して過剰のオゾンを除去した。ジメチルスルフィド(50等量、0.118mL)を冷却した混合物に添加し、アイスバスを取り除き、反応物を室温にて4時間撹拌した。反応物をCH2Cl2(10mL)で希釈し、水(50mL)で洗浄し、更なるCH2Cl2(2×10mL)で逆抽出した。混合有機相を無水MgSO4で乾燥させて濃縮した。粗製のアルデヒドは典型的には精製せず、無水ベンゼン(3×3mL)と共沸させて乾燥させ、直接次の工程に用いた。
【0221】
ホスホネート33(1.20等量、14mg)を無水THF(0.3mL)に溶解させ、−78℃に冷却し、テトラメチルグアニジン(TMG)(1.25等量、0.005mL)を滴々と添加した。反応物を−78℃にて30分間撹拌し、次いで、さらなるTHF(2×0.3mL、典型的には0.1−0.01M全反応体積)中の粗製アルデヒド(0.0322mmol)を添加した。反応物を室温にて一晩(10−15時間)撹拌し、EtOAc(10mL)で抽出し、0.05M水性HCl(50mL)で洗浄し、更にEtOAc(2×10mL)で逆抽出した。(注:全てのTMGは非対称水素化の前に除去せねばならない。)混合有機相を無水MgSO4で乾燥させ、濃縮し、フラッシュカラムクロマトグラフィー(75%EtOAc/ヘキサン→100%EtOAc)により精製し、所望のエナミドエステル41を単一の異性体として得た。72%、白色泡沫;
【0222】
【数26】
Figure 0005111705
【0223】
・ラクトースエナミド34
88%、白色泡沫;Rf0.45(66%EtOAc/ヘキサン);
【数27】
Figure 0005111705
【0224】
・Lewisyエナミド43
85%、白色泡沫;Rf0.45(75%EtOAc/ヘキサン);
【数28】
Figure 0005111705
【0225】
・Tnエナミド44
75%、白色泡沫;Rf0.80(100%EtOAc);
【数29】
Figure 0005111705
【0226】
・フコシルGM1エナミド42
10−22%;Rf0.25(10%MeOH/EtOAc);
【数30】
Figure 0005111705
【0227】
・非対称水素化のための一般操作
不活性の脱酸素環境下にて、[(COD)Rh-((S,S)-Et-DuPHOS)]+OTf(0.005mmol、5mol%)及び所望のエナミドエステル(0.100mmol)を、Fishcer-Porter管中にて脱酸素無水THF(10mL、0.01M)に溶解させた。反応容器を、三度の真空/H2サイクルの後、50psiのH2で加圧し、25℃にて24乃至36時間、または反応物が明橙色から褐色に変色するまで撹拌した。容器を減圧し、混合物を濃縮し、シリカゲルの短栓を通して精製したところ、グリコアミノ酸を生じた。
【0228】
・ラクトースグリコアミノ酸35
98%;Rf0.45(66%EtOAc/ヘキサン);
【数31】
Figure 0005111705
【0229】
・Globo-Hグリコアミノ酸45
【数32】
Figure 0005111705
【0230】
・Lewisyグリコアミノ酸42
99%;IR(CDCl3フィルム)cm-1
【数33】
Figure 0005111705
【0231】
・Tnグリコアミノ酸43
99%;IR(CDCl3フィルム)
【数34】
Figure 0005111705
【0232】
N-Boc脱保護のための一般操作
所望のグリコアミノ酸(0.100mmol)を、CH2Cl2(3.0mL)に撹拌しつつ溶解させた。トリフルオロ酢酸(TFA)(3.0mL)を滴々と添加して反応物を室温にて1時間撹拌した。その後混合物を、乾燥N2の気流で濃縮し、無水ベンゼン(2×5mL)と共沸させて粗製のアミンをそのTFA塩として得、これは典型的には更なる精製無しに使用した。
【0233】
TSEエステル脱保護のための一般操作
所望のグリコアミノ酸(0.100mmol)をTHF(1.0−3.0mL)に溶解させ、0℃に冷却した。THF(0.250mmol、2.5等量)中TBAFの1.0M溶液を滴々と添加し、アイスバスを取り除いて反応物を室温にて1−2時間撹拌し、TLCで判定した。(注:反応時間の延長、すなわち10時間を超えると、脱アセチル化を起こしうる)反応混合物を、CH2Cl2(10mL)で希釈し、0.05Mの水性HCl(50mL)で洗浄し、更なるCH2Cl2(2×10mL)で逆抽出した。混合有機相は無水MgSO4で乾燥させて濃縮した。粗製のアルデヒドは典型的には精製せずに使用した。酸36:
【0234】
【数35】
Figure 0005111705
【0235】
BOP試薬助触媒ペプチドカップリングのための一般操作
所望のアミン及び酸(等モル量)を、無水ベンゼンと共沸させて高度真空下で乾燥させた。混合物を、CH2Cl2(0.1−0.05M)中に溶解させ、BOP試薬(1.25等量)を添加し、溶液を0℃に15分間に亘り冷却した。Hunigの塩基(15等量)を滴々と添加し、アイスバスを取り除いた。反応物を室温にて2乃至4時間撹拌し、TLCにより判定した。反応混合物の濃縮に次いで、フラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製した。複生成物HMPAの除去が困難である場合には、ペプチドをセファデックス精製にかけた(LH−20、MeOH)。
【0236】
・メルカプトアセタミドスペーサーを有するN-Boc Tn
54%、無色のオイル;
【数36】
Figure 0005111705
【0237】
・LeY/Tnジペプチド51
86%、白色フィルム;Rf0.65(20%MeOH/EtOAc);
【数37】
Figure 0005111705
【0238】
・N-Boc Globo-H/LeY/Tnトリペプチド
64%、白色フィルム;Rf0.45(10%MeOH/EtOAc);
【数38】
Figure 0005111705
【0239】
・N−AcキャップしたGlobo-H/LeY/Tnトリペプチド53
95%、白色フィルム;Rf0.35(10%MeOH/EtOAc);
【数39】
Figure 0005111705
【0240】
・完全に脱保護されたGlobo-H/LeY/Tnトリペプチド54
98%、白色フィルム;
【数40】
Figure 0005111705
【0241】
3)二官能性クロスリンカー法を用いたポリカーボネート(globo H、LeY、Tn)クラスター-KLH接合物の調製:
ポリカーボネート(globo H、LeY、Tn)クラスターを、ヘテロ二官能性試薬である、マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)を用いて下記のように接合した。中性のpHにて、これはアミノ基をスクシンイミドと架橋させ、その後チオール基をマレイミドと架橋させる。チオール基は、クラスターのペプチド骨格のシステイン残基によって提供され、アミノ基はKLHのリシン側鎖及びN末端によって提供される。KLHへのMBSの結合の後、未反応のMBSをカラムによって精製し、合成ポリカーボネートクラスター上でシステインに結合させた。未結合の抗原を、反応混合物を分子量カットオフが30,000であるCentriPrep 30フィルターを通過させることにより除去した。その後、エピトープ比を標準的方法によるタンパク質含量の概算により算出し、パルス電流検出法を用いた高pH陰イオン交換クロマトグラフィー(HPAEC−PAD)によって糖質を算出した。
【0242】
D.実施例4:免疫研究
本発明の複合多糖及びグリコペプチドは、ここに記載の通り、癌の治療に有用であり、患者において抗体反応を誘発するために有用である。こうした複合多糖及びグリコペプチドの使用のための典型的なプロトコルを、以下により詳細に記載するが、ここに取り込むこととした所定の参考文献中にも詳説されている。
【0243】
1)マウスの免疫化
Jackson Laboratory, Bar Harbor, MEより入手したマウス(CB6F1メス;週齢、6週間)を、糖質のみの合計が3μgと同等であり(KLHの量はエピトープ密度に依存する)、これを10μgの免疫アジュバントQS−21と混合して含有する、ポリカーボハイドレートクラスター-KLH(globo H、LeY、Tn)、Quillaja saponaria Molina treeの樹皮由来のサポニン誘導体(Ragupathi et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 125)(Aquila, Worcester, MA)を用いて、0、1、及び2週の時点で皮下より免疫化し、第三の免疫化の10日後に採血した。抗体の存在を、これまでに記載されているように(Ragupathi et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 125)、好適なターゲット抗原(例えば、ターゲット抗原として、globo H-セラミド、Ley、セラミド及び/またはTn(c)-pamcys)を使用し、酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)によって検定した。その後細胞表面反応性が試験可能であり、例えばanti-globo H、LeY、Tn抗体の細胞表面反応性を、globo H、LeY、Tnの正細胞系においてフローサイトメトリー検定によって試験した。
【0244】
2)血清学的分析:
ELISA:酵素結合イムノソルベント検定法(ELISAs)を、既述のように行った(Ragupathi G, Park TK, Zhang S, Kim I-J, Graber L, Adluri S, Lloyd KO, Danishefsky, SJ, Livingston PO. 完全合成globo H抗原でのマウスの免疫化は、ヒトの癌細胞に対する抗体を生じる;抗癌ワクチンを産生するための化学的免疫学的アプ混合ローチ Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 125)。連続的に希釈した抗血清を、抗原(0.1μg)で覆い1時間室温にてインキュベートしたウェルに添加した。ヤギの抗マウスIgMまたはIgGであってアルカリホスファターゼが接合したものは、二次抗体の役割を果たす。吸収を414nmにて測定した。抗体滴定により、最高度の血清希釈によれば正常なマウス血清の0.1以上の吸収を呈することが明示された。
【0245】
3)フローサイトメトリー:
適当な細胞(例えば、globo H細胞及びLey-陽性乳癌細胞系MCF-7及び結腸癌細胞系LS-C)をターゲットとして使用した。2×105細胞/管の単一細胞懸濁液を、ウシ胎児血清が3%及びNaN3が0.01MであるPBS中で洗浄し、1:20希釈した抗血清またはmAb VK−9を20μl用いて氷上で30分間インキュベートした。細胞をPBS中3%のFCSで二度洗浄した後、1:15のヤギ抗マウスIgMまたはIgGであってフルオレセイン-イソチオシアネート(FITC)で標識したもの20μlを添加し、混合し、30分間インキュベートした。洗浄後、陽性の対象物及び染色された細胞の平均蛍光強度を、フローサイトメトリーで分析した(EPICS-プロファイルII)。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、フコシルGM1、その誘導体及び構成物を示す図である。
【図2】 図2は、ABCトリサッカライド4を示し、チオエチル供与体5を示す図である。
【図3】 図3は、ヘキササッカライド6aの合成及びフコシルGM1ペンテニルグリコシド1bの合成を示す図である。試薬:(a)MeOTf、CH2Cl2:Et2O(2:1)、0℃、23%;(b)(i)DMDO、CH2Cl2:(ii)PnOH、ZnCl2、−78℃、65%;(c)TBAF、AcOH、THF;(d)NaOMe、MeOH;(e)NaOH、THF;(f)Na/NH3、THF−78℃、その後MeOH;(g)Ac2O、ピリジン、DMAP、CH2Cl2、46%、5工程。
【図4】 図4は、トリサッカライド受容体15を示す。試薬:(a)Ag2CO3、cat.I2、PnOH、CH2Cl2、75%;(b)NaOMe、MeOH;(c)アセトン、cat.PPTS、44%、2工程;(d)BnBr、NaH、DMF;84%;(e)80%AcOH:H2O、90%;(f)3、TMSOTf、EtCN、モレキュラーシーブ、−40℃、77%。
【図5】 図5は、フコシルGM1ペンテニルグリコシドの合成を示す。試薬:(a)MeOTf、CH2Cl2:Et2O、0℃、70%;(b)TBAF、AcOH、THF;(c)NaOMe、MeOH;(d)NaOH、THF;(e)Na/NH3、THF−78℃、その後MeOH;(f)Ac2O、ピリジン、DMAP、CH2Cl2、45%、5工程、(g)c−d工程、96%。
【図6】 図6は、フコシルGM1KLH接合物1cの合成を示す図である。
【図7】 図7は、Globo-H、その誘導体及び構成物を示す図である。
【図8】 図8は、Globo-H及びその構成物の二次発生合成のための合成スキームを示す図である。
【図9】 図9は、Globo-H及びその接合物のレトロ合成分析を示す図である。
【図10】図10は、グリコシド25及びチオエニル供与体28の合成を示す図である。試薬:(a)HBr、Ac2O、AcOH、96%;(b)PentOH、Ag2CO3、CH2Cl2、4Åモレキュラーシーブ、75%;(c)NaOMe、MeOH;その後Dowex-H+;(d)BnBr、Bu2SnO、Bu4NI、C66、54%、2工程;(e)PhCH(OMe)2、CSA、CH3CN、72%;(f)BnBr、NaH、DMF、Et4NI、97%;(g)NaCNBH3、HCl、Et2O、THF、79%;(h)DMDO、CH2Cl2:(i)HF/ピリジン、85%、2工程;(j)BnBr、NaH、DMF、95%;(k)Cp2Zr(OTf)2、トルエン/THF5:1、80%(α)、α:β 10:1;(l)DDQ、CH3CN、H2O、84%。
【図11】 図11は、Globo-Hペンテニルグリコシド(16c)の合成を示す図である。
【図12】 図12は、Globo-Hのキャリアータンパク質KLHへの接合を示す図である。
【図13】 図13は、腫瘍抗原Globo-H及びフコシルGM1の免疫接合及び発展させたグリコアミノ酸配列を示す図である。
【図14】 図14は、ペルアセチル化ラクトースアミノ酸誘導体の合成を示す図である。
【図15】 図15は、Tn抗原、Lewisy抗原、及びMBr1抗原を含むペプチドの合成を示す図である。試薬:(a)TBAF、THF;(b)AcSCH2C(O)(CH23NH2、BOP試薬、iPr2NEt、54%、2工程;(c)TFA、CH2Cl2;(d)BOP試薬、iPr2NEt、86%、2工程;(e)52、BOP試薬、iPr2NEt、64%、2工程;(f)Ac2O、Et3N、cat.DMAP、95%、2工程。
【図16】 図16は、完全に脱保護されたグリコペプチド54の調製を示す図である。
【図17】 α-Tnペンテニルグリコシド40の合成を示す図である。

Claims (16)

  1. 少なくとも3のアミノ酸によってなるペプチド骨格を含む多抗原性グリコペプチド
    Figure 0005111705
    であって、
    ここで以上の前記アミノ酸において、下記の構造のn−アルキルグリコシド部分:
    Figure 0005111705
    が、アミノ酸残基のα炭素にメチレン基を介して結合しており、
    Aの各存在が、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、Rは、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R、R、R、R、R、R、R、R、及びRは各々独立に、水素、OH、OR、NH、NHCOR、F、CHOH、CHOR、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Rは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造:
    Figure 0005111705
    (式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に、水素、OH、ORiii、NH、NHCORiii、F、CHOH、CHORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基である)
    を有する糖部分である]
    を有する炭水化物であり、
    nの各存在が、独立に1乃至8であり;Aの存在の少なくとも一が他のAの存在とは異なる構造を有し;Aの少なくとも一の存在が、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、R’の各存在が、独立に、水素、または、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)からなる群より独立に選択される保護基であり;及び
    式中、R”が水素または、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)、及び−SOPhからなる群より選択される保護基である]
    を有する炭水化物である、多抗原性グリコペプチド。
  2. 前記グリコペプチドが、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、リンカーは、遊離のカルボン酸、(カルボキサミド)アルキルカルボキサミド、MBS、第一級カルボキサミド、モノ-またはジ-アルキルカルボキサミド、モノ-またはジ-アリールカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(カルボキシ)アルキルカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(アルコキシカルボニル)アルキル-カルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(カルボキシ)アリールアルキルカルボキサミド、直鎖状または分枝鎖状(アルコキシカルボニル)アルキルカルボキサミド、2乃至約20のヒドロキシアシル残基を含むオリゴエステルフラグメント、2乃至約20のアミノアシル残基を含むペプチドフラグメント、または直鎖状または分枝鎖状アルキルまたはアリールカルボン酸エステルのいずれかであり、式中、キャリアーはタンパク質または脂質であり;式中、mは1、2、または3であり;式中、R、R、及びR はHであり;更にR、R、及びRは、各々独立に、下記の構造:
    Figure 0005111705
    {式中、Aの各存在が、下記の構造:
    Figure 0005111705
    (式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、炭水化物は、OH、COOH、及びNHからなる群より選択される側鎖置換基の置換によって各々のアミノアシルまたはヒドロキシアシル残基に結合しており;式中、Rは、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R、R、R、R、R、R、R、R、及びRは各々独立に、水素、OH、OR、NH、NHCOR、F、CHOH、CHOR、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Rは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造:
    Figure 0005111705
    〈式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に、水素、OH、ORiii、NH、NHCORiii、F、CHOH、CHORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基である〉
    を有する糖部分である)
    を有する炭水化物から独立に選択される}
    を有するアルキルグリコシド部分であり、式中、nの各存在が、独立に1乃至8である]
    を有する構成物である、請求項1のグリコペプチド。
  3. キャリアータンパク質または脂質に接合している、請求項1のグリコペプチド。
  4. キャリアーがKLHである、請求項2または3のグリコペプチド。
  5. Aの各存在が、独立にGlobo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、Le、N3、Tn、2,6-STn、(2,3)ST、TF、またはSTNである、請求項1の化合物または請求項2の構成物。
  6. 前記化合物が、Tn、Globo-H、及びLeを含む、Aの3つの存在を有する、請求項2の構成物。
  7. Aの少なくとも一の存在が、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、R’の各存在が、独立に、水素、または、t-ブチル2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)からなる群より独立に選択される保護基であり;及び
    式中、R”の各存在が、独立に、水素または、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)、及び−SOPhからなる群より選択される保護基である]
    を有する炭水化物である、請求項1の化合物または請求項2の構成物。
  8. 下記の構造:
    Figure 0005111705
    を有する複合多糖の合成方法であって、
    (a)還元末端アルケニル基を有する糖質受容体を準備する工程;
    (b)適切な供与体化合物を準備する工程;及び
    (c)前記供与体及び受容体を、アルケニルグリコシドを生成させる条件下においてカップリングさせる工程;
    を含み、
    還元末端アルケニル基を有する糖質受容体を準備する工程が、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、Pは、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)からなる群より独立に選択される保護基であり、nは0乃至8である]
    を有する受容体を準備する工程を含み、適切な供与体化合物を準備する工程が、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、nは0乃至8であり、式中、Pは、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)からなる群より独立に選択される保護基である]
    を有する供与体を準備する工程を含む、複合多糖の合成方法。
  9. (a)下記の構造:
    Figure 0005111705
    を有するアルケニルグリコシドを提供し、前記アルケニルグリコシドを、下記の構造:
    Figure 0005111705
    を有するエナミドエステルを生成させる適切な条件下で反応させる工程;
    (b)前記エナミドエステルを、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、上記構造の各々について、nは0乃至8であり、式中、Aは下記の構造:
    Figure 0005111705
    {式中、a、b、c、d、e、f、g、h、i、x、y、及びzは、独立に0、1、2、または3であり(x、y、及びzが同時に0ではないことを前提とする);式中、Rは、水素、直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アシル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R、R、R、R、R、R、R、R、及びRは各々独立に、水素、OH、OR、NH、NHCOR、F、CHOH、CHOR、置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、Rは水素、CHO、COORii、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基、あるいは、下式の構造:
    Figure 0005111705
    (式中、Y及びZは独立にNHまたはOであり;式中、k、l、r、s、t、u、v、及びwは、各々独立に0、1、または2であり;式中、R10、R11、R12、R13、R14、及びR15は各々独立に、水素、OH、ORiii、NH、NHCORiii、F、CHOH、CHORiii、あるいは置換または無置換の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ)ヒドロキシアルキル、(モノ-、ジ-、またはトリ-)アシルオキシアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;式中、R16は水素、COOH、COORii、CONHRii、置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、またはアリール基であり;式中、Riiiは水素、CHO、COORiv、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基であり;更に式中、Rii及びRivは各々独立にH、または置換または無置換の直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アリールアルキル、またはアリール基である)
    を有する糖部分である}
    を有する炭水化物であり、また、式中、該グリコアミノ酸構造については、R’及びR”は各々独立に、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)からなる群より独立に選択される保護基または水素である]
    を有するグリコアミノ酸を生成させる適切な条件下で反応させる工程;
    を含み、
    Aが、下記の構造:
    Figure 0005111705
    [式中、R’の各存在が、独立に、水素、または、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)からなる群より独立に選択される保護基であり;及び
    式中、R”が水素または、t-ブチル、2-(トリメチルシリルエチル)(TSE)、アセチル(Ac)、t-ブトキシカルボニル(Boc)、及び9-フルオロエニルメトキシカルボニル(Fmoc)、ベンジル(Bn)、及びトリイソプロピルシリル(TIPS)及び−SOPhからなる群より選択される保護基である]
    を有する炭水化物である、グリコアミノ酸の合成方法。
  10. 炭水化物が、Globo-H、フコシルGM1、KH-1、グリコホリン、STN、(2,3)ST、Le、N3、Tn、2,6-STn、及びTFからなる群より選択される、請求項9の方法。
  11. エナミドエステルを生成させる適切な条件下でアルケニルグリコシドを反応させる工程が、アルケニルグリコシドを第一に酸化開裂条件下において、第二に塩基及びホスホネートの存在下でのオレフィン化条件下において反応させてエナミドエステルを生成させる工程を含む、請求項9の方法。
  12. 前記酸化開裂条件がオゾン分解を含み、ここで塩基がテトラメチルグアニジンである、請求項11の方法。
  13. 前記酸化開裂条件が、OsO及び過ヨウ素酸塩、またはOsO及びPb(OAc)であり、ここで塩基がリチウムt-ブトキシドまたはリチウムヘキサメチルジシリラジドである、請求項11の方法。
  14. グリコアミノ酸を生成させる適切な条件下で前記エナミドエステルを反応させる工程が、前記エナミドエステルを水素化条件下で反応させる工程、及び脱保護条件下における次なる反応によりグリコアミノ酸を生成させる工程を含む、請求項9の方法。
  15. 前記水素化が、非対称水素化を経て達成される、請求項14の方法。
  16. 前記非対称水素化が、エチルDuPHOS触媒前駆体を利用することによって達成される、請求項15の方法。
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