JP5747100B2 - 抗菌化合物および処方物 - Google Patents

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Description

本発明は、生体活性分子、特に抗菌活性を示す小分子に関する。
ペプチドおよびその誘導体は以前から、治療的に重要な分子とみなされている。幅広い種類の生命体が、ペプチドをその宿主防御機構の一環として使用している。抗菌ペプチドは、細菌および哺乳動物の多様な種から単離されている[Lehrer,R.I.、Lichtenstein,A.K.and Ganz,T.(1993)Ann.Rev.Immunol.11、105〜128]。一般に、これらのペプチドは、正味の正電荷を有しており、細菌細胞膜中の外側リン脂質二重層との相互作用により、両親媒性α−へリックスまたはβ−シート構造を形成する傾向を有する[Besalle,R.、Gorea,A.、Shalit,J.、Metger,J.W.、Dass,C.Desiderio,D.M.and Fridkin,M.(1993)J.Med.Chem.36 1203〜1209]。L群(溶菌)ペプチドとして分類されるいくつかのペプチドは、細菌細胞膜と相互作用して、おそらくイオン−チャネルまたは孔(pores)を形成し[Ludtke,S.J.、He,K.、Heller,W.T.、Harroun,T.A.、Yang,L.and Huang,H.W.(1996)Biochemistry 35 13723〜13728]、透過性を変えて、結果的に細胞溶解をもたらすと考えられているが、大抵の場合、抗生作用の詳細な分子機構は知られていない。
マガイニン(magainin)は、ツメガエル(Xenopus laevis)の皮膚に由来する抗細菌ペプチドであり、特に細菌を溶解させるので、L群抗生物質として分類されている;ハチ毒であるマストロパラン(mastroparan)などの他のペプチドには、この特異性がなく、これらは、真核細胞、さらに原核細胞を溶解し、L群毒素と称されている[Tytler,E.M.、Anantharamaiah,G.M.、Walker,D.E.、Mishra,V.K.、Palgunachari,M.N.and Segrest,J.P.(1995)Biochemistry 34 4393〜4401]。
マガイニンおよびマストロパランと同様に、宿主防御ペプチドは、ガおよびハエ(cecropin)から、さらにカブトガニからも単離されている。捕食者を退けるためのこれらの宿主防御ペプチド、例えば毒素の直接作用は明らかである。抗生効果を示すペプチドの探索により、細胞毒性特性を有するとは予期されない他のタンパク質/ペプチドの同定がなされている。これらの1種はラクトフェリンであり、これは、弱い抗細菌効果も示す鉄輸送体である。
公知の抗菌ペプチドの多くは、10個またはそれ以上、典型的には20個またはそれ以上のアミノ酸を含み、通常はα−らせん形であるペプチドに、細菌細胞膜に広がって、孔を形成するに充分な長さを与えるために、この数のアミノ酸が必要である。そうした機構が、このようなペプチドの多くがその細胞毒性活性を及ぼす際に一般的に認められる方法である。
従来技術の抗菌ペプチドの合成は困難であり、典型的には、該当するペプチドを得るために培養および収穫することができる細菌または他の生命体により合成されるペプチドを必要とし、翻訳の直接的な生成物を単離した後に、通常は追加の処理ステップが必要である。活性ペプチドが比較的短いと確認されれば、これをアミノ酸で構成されるブロック(amino acid building blocks)または利用可能なジ−またはトリ−ペプチドからの合成により、経済的に製造することができるであろう。加えて、短いペプチドは、生体輸送に関しても利点を示す。鼻腔路の毛細血管を通しての吸入および吸収などにより、注射の必要なしに投与することができる抗生物質に対する要求が高まっている。したがって、本発明の目的は、生体に、該当するペプチドをコードする核酸で生命体を形質転換する必要なしに合成することができるほど小さく、様々に異なる投与の方法を提示する生体活性、特に抗菌、具体的には抗細菌性の分子を提供することである。
広範囲に使用されている公知の薬剤に対して耐性を示す細菌株の数が増加していることから、新規抗生物質の探索は、特に緊急性を呈している。医薬品、さらに農業、環境保護および食品安全性の各分野で作用している薬剤は常に、新しい抗菌剤を必要としていて、複数の異なる抗菌製剤で所定の集団または場所を処置して、望ましくない細菌を効果的に除去する必要がある。
すべてのペプチドは、ヒトまたは動物体内で酵素的に分解されやすく、このことは、とりわけ短いペプチドに当てはまる。したがって、基本となるペプチドの生物活性を維持または増強するが、より大きい循環半減期を有するペプチド誘導体またはペプチド様物質(peptidomimetic)が特に有利であり、このような化合物の提供が、本発明のもう1つの課題を構成している。ペプチド様物質および他の有機分子は、非発酵方法により、大量に容易に合成することができる。
活性ペプチドを同定するためには、コンビナトリアルライブラリーが使用されている(Blondelle,S.E.et al.[1994]American Society for Microbiology Vol.38、No.10、2280〜2286)。この方法により非常に数多くのペプチドをスクリーニングすることができるが、他のペプチドと比較しての1つのペプチドの活性の背後にある理由は明確ではない。特定の配列については活性を示す変則的な結果は、一群の分子の探索を鼓舞するかも知れないが、全体としては、最良の治療用候補分子を示さない。加えて、コンビナトリアル化学を用いると、往々にして、どの化合物が実際に生じるかを正確に知ることは難しく、製造された化合物の実体を確認するためには、骨の折れる試験および分析が必要である。配列またはサイズに依存しない、核となる活性モチーフを同定したい場合には、コンビナトリアル技術は不適当である。したがって、典型的にはモノマーから分子を構築する際に使用される化学は、生じうる分子の種類を限定するように、むしろシンプルでなければならない。
今回の場合には、本発明者は、毒性を制限し、比較的簡単な製造ならびに活性分子の投与経路に関する柔軟性を可能にしつつ、所望の治療的活性および一般的抗菌活性を提供するためにどのような構造成分が必要とされるかを調査することに努めていた。使用する技術は、干草の山の中に1本の針を探すことに似た、何千もの、いや何百万もの分子の目的の定まらない製造および分析よりはむしろ、合理的なデザインに基づいていた。本発明者は、前記で検討した所望の特性を有する分子を提供することに必要かつ充分な重要モチーフおよびそれらの成分を同定することに努めて来た。このようなアプローチが有効であることが判明し、特に、このアプローチは、おそらく合成することができて、好ましくは酵素による分解に対して耐性のある、即ち非誘導体化ペプチドではない最も小さく、単純な分子の同定を可能にすることにおいて役立つ。
意外にも、アミノ酸4個またはそれ未満に等しい小さい分子は、充分に嵩高い親油性基およびカチオン基を有する場合には、良好な生体活性を示すことが判明した。以前には、比較的大きな分子、典型的には長鎖のペプチドのみが、所望する治療活性を示すと考えられていて、その仕方の結果として、このような分子は、細胞膜に対してその作用を及ぼすと信じられていた。これらの小さい分子が良好な選択性を示す、即ち、これらは、微生物に対しては毒性を有するが、宿主の真核細胞に対しては、あるとしても、非常に低い毒性活性しかないことは、特に驚くべきことである。
したがって、本発明の一態様では、鎖長に非水素原子2から35個、典型的には4から35個、好ましくは4から20個、さらに好ましくは4から12個、例えば6から9個を有する主鎖(backbone)を含み、この主鎖に共有結合している少なくとも2個の嵩高な親油性基を有し、しかもアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有する生体活性分子が、治療で、例えば抗菌剤、特に抗細菌剤として使用するために提供される。
この定義は、短い未修飾のペプチドを含むが、遺伝的にコードされるアミノ酸20種から選択されるアミノ酸のみを含有し、かつ嵩高なまたは親油性のN末端またはC末端修飾を有しないようなペプチドは、本発明のこの態様の範囲内には含まれない。本発明の目的は、活性なペプチドフラグメント自体を同定することではなく、化学合成により調製することができる安定で、活性な分子を提供することである。
このような抗菌分子はさらに、例えば農業または家庭内または産業の場面において、微生物汚染を受けやすい物質のための滅菌剤としての非治療的な利用を有する。したがって、さらなる態様では、本発明は、鎖長に関し非水素原子2から35個、典型的には4から35個、好ましくは4から20個、さらに好ましくは4から12個、例えば6から9個を有する主鎖を含み、この主鎖に共有結合している少なくとも2個の嵩高な親油性基を有し、かつアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有する生体活性分子を抗菌剤として、特に抗細菌剤として使用することを提供する。
これらの分子は、抗菌活性を示し、特にこれらは、直接的な膜−作用機構を介して細胞毒効果を及ぼすので、膜作用性抗菌剤と称することができる。これらの分子は、細胞膜を溶解するか、不安定化するか、さらにはこれに孔を開ける。このことは、標的細胞、例えば細胞表面受容体のタンパク質性成分に作用するか、これと相互作用する薬剤以上に、著しい治療上の優越性を呈示する。突然変異は、標的タンパク質の新しい形をもたらして、結果的に抗生物質耐性を生じさせうるが、脂質膜にとり過激な変化が生じて細胞毒性効果を防ぐようになることは、まずほとんどない。溶解作用は極めて迅速な細胞死をもたらし、したがって、細菌が増殖する機会を得る前に、細菌を殺してしまうという利点を有する。加えて、これらの分子は、標的微生物を死滅させるか、害する他の有用な特性、例えば、タンパク質合成を阻害する能力を有し、したがって、これらは、マルチ標的活性を有しうる。
したがって、本発明はさらに、鎖長に関し非水素原子2から35個、典型的には4から35個、好ましくは4から20個、さらに好ましくは4から12個、例えば6から9個を有する主鎖を含み、この主鎖に共有結合している少なくとも2個の嵩高な親油性基を有し、かつアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有する生体活性分子を、膜作用性の抗菌活性を有する薬剤を製造する際の使用を提供する。この作用の様式は、本発明の分子は、併用療法の一環として、他の活性な抗菌剤と組み合わせて投与することができるが、これらはさらに、それ自体で、即ち、治療方式において唯一の抗菌剤として投与することもできることを意味している。このことは例えば、外向きフラックスポンプ(efflux pump)阻害剤として作用し、主剤の抗菌剤とともに同時投与され、往々にしてそれ自体だけでは抗菌活性を有しない分子と対照的である。
したがって、本発明の好ましい実施形態では、微生物の細胞膜を不安定化し、かつ/または透過性にさせるための薬剤の製造において、本明細書に定義された分子の使用が提供される。言い換えると、微生物細胞膜を不安定化する使用のために、これらの分子を提供する。「不安定化」とは、これらに限らないが、膜を薄くすること、水、イオンまたは代謝物質などの膜透過性を高めること(典型的には、チャンネルを伴わない)を含む、正常な三次元的脂質二分子構造の撹乱を意味し、これはさらに、細菌の呼吸系を損なう。抗菌ペプチドにより惹起される細菌溶解のメカニズムは、SitaramおよびNagaraj(N.Sitaram and R.Nagaraj、Biochim.Biphys.Acta vol 1462 1999、p.29〜54)およびShai(Y.Shai、Biochim.Biophys.Acta vol 1462 1999、p.55〜70)により広く概説されている。不安定化により、細胞は死滅させられるか、または弱体化されて、そのため成長するか、または増殖することはほとんどない。
先に論じたように、今回、本発明者らは、分子に治療的(抗菌)活性と同時に低い毒性という望ましい特性を付与する分子の機能的および構造的モチーフを同定することに鋭意努めてきた。本発明の好ましい実施態様において、第3のタイプの基をさらに分子内に発見したが、初めの2つのタイプは、正に荷電した基と、嵩高な親油性基である。この第3の基は、カルボニル、またはスルホン、チオカルボニルまたはイミンなどといった同様の極性基である。このような基は、水素結合の受容基であり、分子の主鎖の一部として簡単に発見することができ、例えばペプチドまたは他の主鎖で見られるアミド結合であり、他の主鎖は、分子に所望の極性を与えるエステルまたはチオエステル結合を含んでもよい。
主鎖の「鎖長」とは、主鎖中の相互に最も離れている2個の原子間にある原子数で示される、最短の距離のことである。相互に最も離れている2個の原子とは、最も多い数の共有結合により相互に分離されているもののことである。したがって、相互に最も離れている2個の原子のうちの一方から、他方へと至るまでに、さらに6個の原子を通過する必要がある場合には、主鎖は鎖長に関し原子8個を有する。水素原子は、主鎖の原子とはみなさず、主鎖は典型的には、炭素、窒素または酸素、場合によってはイオウまたはリン原子を含む。主鎖は線状、分枝鎖、環状または多環状であってよい。
主鎖は、1個または複数の環状基を有してよいが、前記で定義した嵩高な親油性基は、主鎖の一部を形成するものとはみなされない。主鎖は通常、原子の中断されていない鎖(1個または複数の閉環(ring)を形成する鎖も含む)の形成により特徴付けられ、この鎖には、嵩高で親油性の基およびカチオン基が結合している。「中断されていない」とは、嵩高な親油性基が主鎖原子の鎖を中断するのではなく主鎖に結合してそれとともに主鎖が連続していることを意味する。好ましくは、主鎖の原子は線状鎖または分枝鎖を形成する。
したがって、次の分子は、前記で定義した主鎖の鎖長を算出するための方法に従うと、鎖長に関し原子8個を含む主鎖を有する。
次の分子も、原子8個を含む主鎖を有する;後記のように、カチオン基部分を形成する原子は、主鎖の一部であってよい。
1個または複数の嵩高な親油性基が直接に主鎖と結合していて、結果的にただ1個の原子が、定義された嵩高な親油性基と主鎖との一部である場合には、主鎖は典型的には、4個未満の原子のみを含む。このような仕方で原子が共有されている場合、この原子は機能的には、嵩高な親油性基の一部であり、主鎖の原子としては数えられない。このような分子を下式に示す;この分子はしたがって、原子2個を含む主鎖を有する。
「嵩高な親油性基」とは、典型的には、少なくとも1個の閉環系を包含する、少なくとも4個、好ましくは少なくとも5個、さらに好ましくは少なくとも6個の非水素原子を有する非荷電の基を意味する。便宜上、このような基を本明細書では、場合によって簡略に「嵩高な」基とも称する。分子中に存在する1個または複数の嵩高な親油性基は、原子5個または6個からなる2個またはそれ以上の閉環を有してもよく、都合上、2個またはそれ以上のこれらの環は縮合しているか、架橋している。好ましくは、少なくとも1個の嵩高な親油性基は、遺伝的にコードされるアミノ酸20種のいずれかのアミノ酸の未修飾R基に由来しない。その特性において三次元的な基であることから、芳香族の嵩高な親油性基が好ましい。上記基が、1個または複数の環を含有しない場合には、これは好ましくは分枝しているであろう。
官能基(例えば荷電基または嵩高な基)の位置決定はそれほど重要ではないことが判明している。嵩高な親油性基は全体として、分子の活性に対して複合的な影響を有する。したがって、比較的小さな基が、むしろ大きな基と一緒になって、2個の適度なサイズの嵩高な基と同様の活性をもたらしうる。したがって、分子中に存在する最小の嵩高な基の例は、t−ブチル基2個であるが、このような基または同様のサイズの基が1つ存在する場合には、第2のより大きな嵩高な基が包含されるのが好ましい。
本明細書で定義される分子用の嵩高な基の好ましい下限はしたがって、1個のt−ブチル基または同等の基(僅かに大きいが、例えばトリメチルシリル)および1個の6員環、例えばシクロヘキシルまたはフェニル基である。嵩高な基の階層は、アミノ酸の次のリストで例示することができ、これは、最も小さく嵩高で、活性な:t−ブチルグリシン、フェニルアラニン、シクロヘキシルアラニン、トリプトファン、t−ブチルフェニルアラニン、ビフェニルアラニンに始まり、最も大きく嵩高で、活性なトリt−ブチルトリプトファンである。当業者の読者は、このような基が、様々なサイズの例として与えられていて、類似の嵩である他の基も、分子の活性に著しく影響を及ぼすことなく置換基として使用することができることは認識されるであろう。
好ましくは、上記分子は、フェニル基のサイズまたはそれ以上の、即ち6員環または同等の基(例えば−CH2C(CH33)を有する2個の基を含む。特に好ましくは、一方の嵩高な基はフェニル基(または同等の基)またはそれより大きいもの、即ち、6個またはそれ以上の非水素原子を有し、他方は、例えば、それぞれ10個、11個および13個の非水素原子を有するトリプトファン、t−ブチルフェニルアラニンまたはビフェニルアラニンのR基によりもたらされるような9個またはそれ以上の非水素原子を有する。分子の嵩高な基の必要数および性質は、微生物のタイプによって異なり、通常は、グラム陰性菌よりもグラム陽性菌に対してかなり活性な既定の分子では、微生物の種類によって異なることを忘れてはならない。
「カチオン基」とは、pH7.0で正味の正電荷を有する基、あるいは生理的条件下に、pH7.0で有効正電荷を有する基をもたらしうるこのような基の前駆体を意味している。このような前駆体基は当業界で公知である。同様に「アニオン基」は、pH7.0で有効負電荷を有するものか、その前駆体である。正電荷は、細胞膜を構成し、負に荷電しているリン脂質をひきつけ、これと相互作用するために重要である。このカチオン官能性をもたらす適当な化学基には、アンモニウム、グアニジノ、イミダゾリウム、スルホニウムまたはホスホニウム基またはテトラゾールを含むものが挙げられる。
カチオン性基は、嵩高な親油性基の一部として包含されていてよく、例えば、5'−アミノエチルトリプトファンなどの修飾されたトリプトファン基であってよい(RSP Amino Acids Analogues Inc、Boston、MA、USAから側鎖BocおよびN−αFMOC誘導体として入手可能)。分子がpH7.0にある場合に、実際に正電荷を担持している原子は、主鎖から離れていてもよい。例えば、アルギニンのR基を考えると、この場合、R基全体が、カチオン基であると考えられ、グアニジノ基とα炭素原子とを結合している原子はしたがって、カチオン基の一部であって、主鎖の一部ではないと考えられる。
例えば、Arg−Trp OBz分子、すなわちそのC末端がベンゾイルエステルの形成により修飾されているこのジペプチドは、アルギニンのR基により供給されるカチオン基1個および遊離のN末端に1個を有する。アニオンC末端が修飾されているため、分子は、アニオン基よりも2個余分のカチオン基を有する、即ち追加のカチオン基2個を有する。同様に、例えばシクロヘキシルカルボキシレート基により、N末端が修飾された場合には、カチオン基は「失われる」であろう。
C末端の修飾を介して分子のカチオン性を高めることとなる基はさらに、前記の例のように、嵩高な親油性基ももたらすこともできる。
窒素原子、例えばペプチドのN末端でカチオン性アンモニウム基の一部を形成する窒素原子は、主鎖原子の1個であってよい。したがって、カチオン基は、主鎖の一部を形成するか、これに結合してよい。
本発明により使用するための分子は典型的には、1個または複数、好ましくは2個またはそれ以上のカチオン分子を有するが、存在するカチオン基およびアニオン基の両方の数を考慮することが重要である。例えば、トリ−ペプチドのTrp−Arg−Trpは2個のカチオン基を有し、これは、アルギニンのR基およびN末端基により供給されている。しかしながら、アニオンC末端は、修飾されていないため、分子は全体としては、アニオン基よりも1個だけ多いカチオン基を有する。
本明細書を通して、遺伝的にコードされるアミノ酸に関してよく知られている3文字および1文字コードを使用する。
本発明の生体活性分子は、好ましくは2個またはそれ以上の嵩高な親油性基および2個またはそれ以上の追加のカチオン基を含む(「追加の」とは、アニオン基と比較において、分子中に存在する余分のカチオン基の数を示すために使用される)。本発明者らは、2個の追加のカチオン基および2個の嵩高な親油性基の存在を、特に活性な分子を提供する1つのモチーフとして同定したが、さらなる嵩高な基および/またはカチオン基が存在してもよい。
あるいは、少なくとも3個の嵩高な親油性基および少なくとも1個の追加のカチオン基、例えば3個の嵩高な親油性基および1個の追加のカチオン基を含む分子もまた、良好な活性を有することが判明していて、これは、もう1つのとりわけ好ましいモチーフである。カチオン性または嵩高さは単独では、所望の活性をもたらさない。同様に、分子中の3個の追加のカチオン基と、たった1個の嵩高な親油性基とでは、その嵩高な親油性基が「超」嵩高でかつ親油性でない限り、所望のレベルの生体活性をもたらさない。
理論に拘束されることは望まないが、「超嵩高で親油性の基」は、2個の通常の嵩高な親油性基と同様の影響を分子に及ぼしていると思われる。「超嵩高で親油性の基」とは、それぞれ4個またはそれ以上の非水素原子を有する1個または複数の閉環系、好ましくは2個またはそれ以上の閉環系を含む少なくとも9個、典型的には少なくとも10個もしくは11個、好ましくは少なくとも12個もしくは13個、さらに好ましくは15個もしくは18個の非水素原子を有する基を意味する。例えばトリ−t−ブチルトリプトファン、ジ−t−ブチルトリプトファンまたはPMC(2,2,5,7,8−ペンタメチルクロマン−6−スルホニル)修飾されたトリプトファンまたはアダマンチルアラニンのR基である。超嵩高な基は好ましくは少なくとも、t−ブチル基に結合している1個の6員環、例えばt−ブチルフェニル基の同等基を含む。2個の縮合している、または特には非縮合の5または6員環、例えばナフチル、ジフェニルメチル、ビフェニルまたはより大きな基を含む基がさらに好ましい。
したがって、さらなる態様では、本発明は、治療で、例えば抗菌剤として、特に抗細菌剤として使用するための、鎖長に関し非水素原子2から35個、典型的には4から35個、好ましくは4から20個、さらに好ましくは4から12個、例えば6〜9個からなる主鎖を含み、主鎖に共有結合している、少なくとも1個の超嵩高な親油性基を有し、アニオン基よりも少なくとも2個多いカチオン基を有する生体活性分子を提供する。前記のように、これらの分子は、膜作用性抗菌剤である。
本発明のさらなる態様は、これらの分子の非治療的薬剤としての使用を含む;これらの分子の一般的な抗菌活性を利用する適切な非治療的使用については、本明細書で検討している。
これらの分子は、また前記のように、主鎖に共有結合している1個または複数の通常の嵩高な親油性基を含んでもよい。
前記の生体活性分子のうちで、アミノ酸1〜4個、好ましくはアミノ酸2個もしくは3個、簡便にはアミノ酸4個を含むペプチドが好ましい。アミノ酸は、遺伝的にコードされるアミノ酸、修飾された遺伝的にコードされるアミノ酸あるいは天然に生じるか、生じない、修飾もしくは未修飾の遺伝的にコードされないアミノ酸であってもよい。αアミノ酸ばかりでなくβおよびγアミノ酸もまた「アミノ酸」の用語の範囲内に含まれる。ペプチドは事実上、環式であってもよい。「ペプチド」の用語には、デプシペプチド(depsi peptide)も含まれる。
典型的には、これらのペプチドまたはペプチド由来分子は、N−および/またはC−末端修飾基を包含する。嵩高な親油性基は、アミノ酸残基のR基によってもたらされていてよく、かつ/またはN−またはC−末端の修飾基の一部であってよい。カチオン基は、遊離のN−末端基、アミノ酸R基またはNまたはC末端修飾基の一部であってよい。C末端は、好ましくは修飾されていて、例えばアミド化またはさらに好ましくはエステル化されている。アミノ酸「R基」の用語の使用は、当業界では充分に理解されるであろうし、α−炭素原子に結合している様々な基、例えばアラニンではメチル基に言及するために、本明細書を通して一貫して使用している。
したがって、本明細書で記載している生体活性分子に関する好ましいタイプの主鎖は、ペプチドのもしくはペプチド様の主鎖である。ペプチド主鎖は、
結合、ペプチド結合またはアミド結合により特徴付けられる。ペプチド主鎖は、少なくとも1つのこのようなペプチド結合を包含する。ペプチド結合で終わっている主鎖、例えばアミド化カルボキシル基は、この基にのみに基づくならば、ペプチド主鎖とは考えられない。したがって、ペプチド主鎖と分類されるには、主鎖は、1個または複数の内部ペプチド結合を有しているべきである。
ペプチド主鎖は、1個または複数の内部ペプチド結合によって特徴付けられるが、ペプチドは、各アミノ酸残基を結合するペプチド結合を有するであろう。
したがって、少なくとも1つのアミド結合は残っているが、1つまたは複数のアミド結合が、替わりのリンカーに置換されている化合物は、前記で定義されたようなペプチド主鎖を有するが、この化合物は全体としては、ペプチドではなく、ペプチド様物質である。
ペプチド類似(peptide−like)(ペプチド様)主鎖は、適切な主鎖のもう1つの群であり、例えば、これらは、全体としての分子に、加水分解酵素に対する抵抗性をもたらすために好ましい。ペプチド様主鎖(peptidomimetic backbone)は通常、線状であるか、ペプチド主鎖に似た縮合環式基の線状列である。
ペプチド様物質(peptidomimetic)は典型的には、そのペプチド同等物の極性、三次元的サイズおよび機能性(生体活性)の保持により特徴付けられるが、その場合、ペプチド結合は、往々にしてさらに安定な結合により置換されている。「安定な」とは、加水分解酵素による酵素分解に対して、より抵抗性があることを意味している。通常、アミド結合に代わる結合(アミド結合の代理)は、アミド結合の多くの特性、例えばコンホメーション、立体的な嵩高さ、静電的特性、水素結合の可能性などを維持している。「Drug Design and Development」の第14章(Krogsgaard、Larsen,Liljefors and Madsen(Eds)1996、Horwood Acad.Pub)は、ペプチド様物質の設計および合成に関する従来技術の一般的な検討を提供している。分子が、酵素の特異的活性部位よりもむしろ膜と反応する本発明の場合には、親和性および有効性または基質機能を正確に模倣することに関して記載された問題のいくつかは関係がなく、ペプチド様物質は、所定のペプチド構造または必要な官能基のモチーフをベースに容易に調製することができる。適切なアミド結合の代理には、次の群が挙げられる:N−アルキル化(Schmidt,R.et al.、Int.J.Peptide Protein Res.、1995、46,47)、レトロ−逆アミド(retro−inverse amide)(Chorev,MおよびGoodman,M.、Acc.Chem.Res、1993、26、266)、チオアミド(Sherman D.B.and Spatola,A.F.、J.Am.Chem.Soc.、1990、112、433)、チオエステル、ホスホネート、ケトメチレン(Hoffman,R.V.and Kim,H.O.J.Org、Chem.、1995、60、5107)、ヒドロキシメチレン、フルオロビニル(Allmendinger,T.et al.、Tetrahydron Lett.、1990、31、7297)、ビニル、メチレンアミノ(Sasaki,Y and Abe,J.Chem.Pharm.Bull.1997 45、13)、メチレンチオ(Spatola,A.F.、Methods Neurosci、1993、13、19)、アルカン(Lavielle,S.et.al.、Int.J.Peptide Protein Res.、1993、42、270)およびスルホンアミド(Luisi,G.et al.Tetrahedron Lett.1993、34、2391)。
本発明のペプチド様化合物(peptidomimetic compound)は、アミノ酸とサイズおよび機能においてほぼ等しい、1個または複数、好ましくは2個または3個の同一とみなしうるサブユニットを有してよい。したがって本明細書においては「アミノ酸」なる用語は、簡便には、ペプチド様化合物の等価サブユニットに言及するために使用することもできる。さらに、ペプチド様物質は、アミノ酸のR基に等しい基を有してもよく、修飾されたR基を含む適切なR基およびNおよびC末端の修飾基に関する本明細書での検討は、必要な変更を加えれば、ペプチド様化合物にも当てはまる。
前記で挙げた文献で検討されているように、アミド結合の置換と同様に、ペプチド様物質は、ジ−またはトリペプチド様構造による、さらに大きな構造の基の置換を含んでもよく、この場合には、アゾール由来の類似物といったペプチド結合を含む類似基を、ジペプチド置換基として使用することができる。しかしながら、アミド結合が上記のように置換されているペプチド様物質、したがってペプチド様主鎖が好ましい。
適切なペプチド様物質には、還元されたペプチドが含まれ、この際、還元剤、例えばボラン、または水素化アルミニウムリチウムなどの水素化物試薬での処理により、アミド結合は還元されて、メチレンアミンになっている。このような還元は、分子の全体的なカチオン性を高めるという追加の利点を伴う。
他のペプチド様物質には、例えばアミド官能化ポリグリシンのステップ合成により生じるペプトイド(peptoid)が含まれる。いくつかのペプチド様主鎖は、過メチル化されているペプチドなどのそのペプチド前駆体から容易に入手することができ、適切な方法は、Ostresh,J.M.et al.(in Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1994)91、11138〜11142)により記載されている。強塩基性条件が、O−メチル化よりもN−メチル化に有利であり、ペプチド結合およびN−末端窒素中の窒素原子のいくつかまたはすべてのメチル化をもたらす。
好ましいペプチド様主鎖としては、ポリエステル、ポリアミンおよびこれらの誘導体、さらに置換されたアルカンおよびアルケンが挙げられる。ペプチド様物質は、好ましくは、前記のように修飾されていてもよいNおよびC末端を有する。
ペプチドおよびペプチド様物質は、通常、鎖長として4から20個、好ましくは7から16個の原子を含む主鎖を有する。これらの範囲の上限の主鎖を有する分子は、通常、βおよび/またはγアミノ酸またはその同等物を含む。
本発明により抗菌剤として使用するためのペプチドは典型的には、2個または3個のアミノ酸を含み、そのうちの少なくとも1個はカチオンR基を有する。このカチオン官能性をもたらす遺伝的にコードされる適切なアミノ酸はしたがって、リジン、アルギニンおよびヒスチジンであろうし、カチオンR基をもたらす遺伝的にコードされないアミノ酸および修飾アミノ酸には、ホモリジン、オルニチン、ジアミノ酪酸、ジアミノピメリン酸、ジアミノプロピオン酸およびホモアルギニン、さらにトリメチリジンおよびトリメチルオルニチンなどのリジン、アルギニンおよびヒスチジンの類似物が挙げられる。
アミノ酸残基の1個または複数が、必要とされる嵩高な親油性基のうちの1個を提供するR基を有することもある。遺伝的にコードされるアミノ酸のうちで、トリプトファン、フェニルアラニンおよびチロシンが特に適切であり、ロイシン、イソロイシンおよびメチオニンも使用することができる。トリプトファンがその2個の縮合環構造と追加の嵩高さにより、特に好ましいが、チロシンの極性もまた役立つ。天然に生じうる非遺伝的アミノ酸およびトリプトファン、フェニルアラニンおよびチロシン類似体および、嵩高な親油性R基を含むように修飾されているアミノ酸も使用することができる。このようなすべての修飾されたアミノ酸および未修飾のアミノ酸を簡単に、「嵩高な親油性アミノ酸」と称することもできる。
閉環系は典型的には、炭素原子から構成されていて、場合によってはさらに、窒素、酸素またはイオウ原子も含む。特に好ましいアミノ酸は、置換または非置換のインドールを含む。R基は好ましくは、三次元的である。嵩高な親油性R基を含む好ましいアミノ酸として、アダマンチルアラニン、3−ベンゾチエニルアラニン、4,4'−ビフェニルアラニン、3,3−ジフェニルアラニン、ホモフェニルアラニン、2,6−ジクロロベンジルチロシン、シクロヘキシルチロシン、7−ベンジルオキシトリプトファン、トリ−t−ブチルトリプトファン、ホモトリプトファン、3−(−アントラセニル)−L−アラニン、L−p−イソプロピルフェニルアラニン、L−チロキシン、3,3',5−トリヨード−L−チロニン、トリヨード−チロシンが挙げられる。
親油性分子間の相互作用は、親油性分子と水との間の相互作用よりも強力であるためとはいうよりは、親油性分子と水との間の相互作用が、水分子自体の間のかなり強力な相互作用を壊すために、親油性分子は、水溶液中でその同種と会合するものである。したがって、嵩高な親油性R基は、多くの極性官能基を有するべきでなく、例えば4個以下、好ましくは2個またはそれ未満を有するべきである。このような基は、水性環境との結合相互作用を高めて、分子の親油性を低下させる。例えば、嵩高な親油性基の成分として、同じ数の非水素原子を有し、類似の全体サイズを有するにも関わらず、ピリジル基よりもフェニル基が好ましい。しかしながら、嵩高な親油性基中にヒドロキシル基が存在すると、活性が高まり、特に比較的長いペプチドおよびペプチド様化合物では、1個または複数の嵩高な親油性基は、好ましくは1個もしくは2個の極性基、特にヒドロキシ基を含む。したがって、フェノール系の基などの両親媒性基は、殊に比較的長い分子では、特に有効な嵩高く親油性の基である。
非遺伝的な嵩高な親油性のアミノ酸には、修飾されたトリプトファン、チロシンおよびフェニルアラニン基、特に、インドール環の1−、2−、5−および/または7−位で、好ましくは1−または2−位で置換されているトリプトファン基、例えば5'−ヒドロキシトリプトファンが含まれる。嵩高な親油性特性を有する様々な他のアミノ酸誘導体が、当業者には知られている。
適切なアミノ酸としては、チロキシンおよび次の市販されているアミノ酸およびその誘導体が挙げられる:
L−3−ベンゾチエニルアラニン、CAS=72120−71−9(Synthetech)、D−3−ベンゾチエニルアラニン、CAS=111139−55−0(Synthetech)、L−4,4'−ビフェニルアラニン(Synthetech)、D−4,4'−ビフェニルアラニン(Synthetech)、L−4−ブロモフェニルアラニン、CAS=24250−84−8(Synthetech)、D−4−ブロモフェニルアラニン、CAS=62561−74−4(Synthetech)、L−2−クロロフェニルアラニン、CAS=103616−89−3(Synthetech)、D−2−クロロフェニルアラニン、CAS=80126−50−7(Synthetech)、L−3−クロロフェニルアラニン、CAS=80126−51−8(Synthetech)、D−3−クロロフェニルアラニン、CAS=80126−52−9(Synthetech)、L−4−クロロフェニルアラニン、CAS=14173−39−8(Synthetech)、D−4−クロロフェニルアラニン、CAS=14091−08−8(Synthetech)、L−3−シアノフェニルアラニン、CAS=57213−48−6(Synthetech)、D−3−シアノフェニルアラニン(Synthetech)、L−4−シアノフェニルアラニン(Synthetech)、D−4−シアノフェニルアラニン(Synthetech)、L−3,4−ジクロロフェニルアラニン、CAS=52794−99−7(Synthetech)、D−3,4−ジクロロフェニルアラニン、CAS=52794−98−6(Synthetech)、L−3,3−ジフェニルアラニン(Synthetech)、D−3,3−ジフェニルアラニン(Synthetech)、L−ホモフェニルアラニン、CAS=943−73−7(Synthetech)、D−ホモフェニルアラニン、CAS=82795−51−5(Synthetech)、L−2−インダニルグリシン(Synthetech)、D−2−インダニルグリシン(Synthetech)、L−4−ヨードフェニルアラニン、CAS=24250−85−9(Synthetech)、D−4−ヨードフェニルアラニン、CAS=62561−75−5(Synthetech)、L−1−ナフチルアラニン、CAS=55516−54−6(Synthetech)、D−1−ナフチルアラニン、CAS=78306−92−0(Synthetech)、L−2−ナフチルアラニン、CAS=58438−03−2(Synthetech)、D−2−ナフチルアラニン、CAS=76985−09−6(Synthetech)、L−3−トリフルオロメチルフェニルアラニン、CAS=14464−68−7(Synthetech)、D−3−トリフルオロメチルフェニルアラニン(Synthetech)、L−4−トリフルオロメチルフェニルアラニン、CAS=114926−38−4(Synthetech)、D−4−トリフルオロメチルフェニルアラニン、CAS=114872−99−0(Synthetech)、Boc−D−ホモフェニルアラニン(Neosystem Laboratoire)、Boc−L−ホモフェニルアラニン(Neosystem Laboratoire)、Fmoc−4−メチル−D−フェニルアラニン(Neosystem Laboratoire)、Fmoc−4−メチル−L−フェニルアラニン(Neosystem Laboratoire)、2,6−ジクロロベンジルチロシン、CAS=40298−71−3(Senn Chemicals)、ベンジルチロシンFmoc(Senn Chemicals)、シクロヘキシルチロシンFmoc(Senn Chemicals)、L−3,5−ジヨードチロシン、CAS=300−39−0(Senn Chemicals)、D−3,5−ジヨードチロシン(Senn Chemicals)、L−3,5−ジブロモチロシン(Senn Chemicals)、D−3,5−ジブロモチロシン(Senn Chemicals)、L−t−ブチルチロシン(Senn Chemicals)、L−t−ブチルチロシン(Senn Chemicals)、N−アセチルホモトリプトファン(Toronto Research)、7−ベンジルオキシトリプトファン(Toronto Research)、ホモトリプトファン(Toronto Research)、3−(−アントラセニル)−L−アラニンBoc(またはFmoc)(Peninsula Laboratories)、3−(3,5−ジブロモ−4−クロロフェニル)−L−アラニン(Peninsula Laboratories)、3−(3,5−ジブロモ−4−クロロフェニル)−D−アラニン(Peninsula Laboratories)、3−(2−キノイル)−L−アラニンBoc(またはFmoc)(Peninsula Laboratories)、3−(2−キノイル)−D−アラニンBoc(またはFmoc)(Peninsula Laboratories)、2−インダニル−L−グリシンBoc(Peninsula Laboratories)、2−インダニル−D−グリシンBoc(Peninsula Laboratories)、L−p−t−ブトキシフェニルグリシンFmoc(RSP)、L−2−t−ブトキシフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−3−t−ブトキシフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−ホモチロシン、O−t−ブチルエーテルFmoc(RSP)、L−p−t−ブトキシメチルフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p−メチルフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p−エチルフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p−イソ−プロピルフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p−メトキシフェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p(tBu−チオ)フェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p−(Trt−チオメチル)フェニルアラニンFmoc(RSP)、L−p−ヒドロキシメチル−フェニルアラニン、O−t−ブチル(RSP)、L−p−ベンゾイルフェニルアラニン(Advanced ChemTech)、D−p−ベンゾイルフェニルアラニン(Advanced ChemTech)、O−ベンジル−L−ホモセリンBoc(Advanced ChemTech)、O−ベンジル−D−ホモセリンBoc(Advanced ChemTech)、L−β−1−ナフチル−アラニン(Advanced ChemTech)、D−β−1−ナフチル−アラニン(Advanced ChemTech)、L−ペンタ−フルオロフェニルアラニンBoc(Advanced ChemTech)、D−ペンタ−フルオロフェニルアラニンBoc(Advanced ChemTech)、D−ペンタ−フルオロフェニルアラニンFmoc(Advanced ChemTech)、3,5−ジヨード−L−チロシンFmoc(Boc)(Advanced ChemTech)、L−チロキシンNa、CAS=6106−07−6(Novabiochem)、3,3',5−トリヨード−L−チロシンNa、CAS=55−06−1(Novabiochem)。
意外にも、標準の化学的保護基が、アミノ酸R基に結合すると、適切な嵩高な親油性基をもたらしうることが判明した。このように修飾されたR基は、好ましい嵩高な親油性基を構成する。適切なアミノ酸保護基は当業界でよく知られており、これらにはPmc(2,2,5,7,8−ペンタメチルクロマン−6−スルホニル)、Mtr(4−メトキシ−2,3,6−トリメチルベンゼンスルホニル)およびPbf(2,2,4,6,7−ペンタメチルジヒドロベンゾフランスルホニル)が含まれ、これらは簡単に、芳香族アミノ酸、例えばPhe、TrpおよびTyrの嵩高さおよび親油性を高めうる。さらに、t−ブチル基も、幅広いアミノ酸のための一般的な保護基であり、特に、芳香族残基を修飾する場合には、前記のように、嵩高な親油性基をもたらしうる。Z−基(カルボキシベンジル)は、嵩高な親油性基を提供するために使用することができるもう1つの保護基である。
先に定義したような嵩高な親油性基はさらに、N末端の修飾基によってもたらされうる。このような嵩高な親油性のN末端修飾は好ましくは、5員環または6員環を含み、これは、アルキルまたはアリール、例えばシクロヘキシルカルボキシレートまたはベンジルカルボキシレートであってもよい。嵩高な親油性N末端修飾基は、2個またはそれ以上の縮合環を包含してよく、そのうちの1個以上は、5員環、例えばアダマンチルまたはインドールであってもよい。加えて、許容し難いレベルの毒性(即ち、溶血活性)を引き起こし、殺菌性よりもむしろ静菌性を有するペプチドを与えるその傾向のゆえに、Fmocは、可能な嵩高な親油性N末端修飾から除外される。N末端アセチル基も同様の理由で好ましくない。
N末端を修飾し、嵩高な親油性基をもたらすために使用することができる適切な分子として次が挙げられる:
シス−ビシクロ[3.3.0]オクタン−2−カルボン酸、[18209−43−3](Aldrich);アビエチン酸[514−10−3](Aldrich);ウルソール酸、[77−52−1](Aldrich);(1,2−メタノフラーレンC60)−61−カルボン酸[155116−19−1](Fluka);キュバン−1,4−ジカルボン酸ジメチル、[29412−62−2](Fluka);2−ノルボルナン酢酸、[1007−01−8](Aldrich);4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクタン−1−カルボン酸、[73152−70−2](Aldrich);アダマンチル酢酸;3−ノルアダマンタンカルボン酸[16200−53−6](Aldrich);9−フルオレン酢酸、[6284−80−6](Aldrich);シス−デカヒドロ−1−ナフトール、[36159−47−4](Aldrich);9−エチル−ビシクロ[3.3.1]ノナン−9−オール、[21915−33−3](Aldrich);3−キヌクリジノール、[1619−34−7](Aldrich);[[(1S)−エンド]−(−)−ボルネオール、[464−45−9](Aldrich);(1R,2R,3R,5S)−(−)−イソピノカンフェオール、[25465−65−0](Aldrich);デヒドロアビエチルアミン[1446−61−3](Aldrich);(±)−3−アミノキヌクリジン[6530−09−2](Aldrich);(R)−(+)−ボルニルアミン、[32511−34−5](Aldrich);1,3,3−トリメチル−6−アザ−ビシクロ[3.2.1]オクタン[53460−46−1](Aldrich);1−アダマンチルアミン、[768−94−5](Aldrich);9−アミノフルオレン、[5978−75−6](Aldrich);(1R)−(−)−10−カンフルスルホン酸、[35963−20−3](Aldrich);5−イソキノリンスルホン酸、[27655−40−9](Aldrich);2−キノリンチオール、[2637−37−8](Aldrich);8−メルカプトメントン、[38462−22−5](Aldrich)が含まれる。
嵩高な親油性基をもたらすN−末端修飾はしたがって典型的には、N末端アミンに直接結合して、モノ−、ジ−および、可能であればカチオン性のトリアルキル化N末端アミンを形成しうる嵩高な親油性基「R」を含む。代わりに、このR基は、結合基(linking moiety)、例えばカルボニル基(RCO)、具体的にはアダマンチルまたはベンジル、カルバメート(ROCO)を介して、または尿素(RNHCO)または(R2NCO)を形成するリンカーを介して、あるいはスルホンアミド、ホウ素アミドまたはホスホンアミドを形成するリンカーによって結合していてもよい。さらに安定なペプチドが必要な場合には、スルホンアミドを形成するリンカーが特に有用である。嵩高な親油性基Rは、好ましくは飽和環式基、さらに好ましくは多環式基を含み、ここで、環式基は縮合しているか、架橋している。
前記で定義したような嵩高な親油性基はさらに、C−末端修飾基によってももたらされうる。適切なC−末端修飾には、例えばベンジルまたはシクロヘキシルエステルまたはアミドを形成するチオエステルまたは置換された1級もしくは2級アミドを含む、エステルの形成が挙げられる。通常、エステルが好ましい。他の嵩高な親油性C−末端基として、ナフチルアミンおよびフェニル−エチルアミンなどといった置換された芳香族アミンが含まれる。標準的なC−末端保護基も、また嵩高な親油性基をもたらしうる。
C−末端修飾はしたがって典型的には、C−末端のカルボキシ基に直接結合して、ケトンを形成することができる嵩高な親油性基「R」を含む。あるいは、R基は、結合基、例えばC−末端でエステルを形成する(OR)、それぞれC−末端に第1級および第2級のアミド基を形成する(NH−R)または(NR2;ここで、2個のR基は、同じ基である必要はない)、またはホウ素のエステルまたは亜リン酸類似体を形成する基(B−(OR)2)を介して結合していてもよい。Dae(ジアミノエチル)は、嵩高な親油性基、例えばカルボベンゾオキシ(Z)をC−末端に結合させるために使用することができるもう1つの結合基である。
C−末端修飾には、アニオン基を「脱離」させて、これにより分子全体のカチオン性を高めるという利点がある。したがって、カチオン性のN−末端は通常、嵩高な親油性基によってでなければ、修飾されないが、C−末端は典型的には、嵩高な親油性基の包含によって、さもなければ負の電荷を無効にするために、アミド化、または例えば嵩高ではないが親油性のエステル、例えばメチルエステルなどのアルキルエステルの形成のいずれかによって修飾される。このようにして、ペプチドTbt−Arg−Trp−NH2は、望ましい2個の嵩高な親油性基(TbtおよびTrpによってもたらされる)ならびにN−末端およびアルギニンのR基に、いずれもアニオンC−末端によって「無効に」されていない2個のカチオン基を有する。
例えばベンジルエステルを形成する基など、ただ1個のしかも好ましくは6員の環を含む基といった中程度に嵩高なC末端基は、特に良好な治療特性を有するペプチドをもたらすことが判明していて、このような基を含むペプチドは、本発明による分子の好ましい群を構成する。
したがって、さらなる態様では、本発明は、少なくとも2個の嵩高な親油性基(または少なくとも1個の超嵩高な親油性基)を包含し、しかもアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有する人工ペプチド(ペプチド誘導体)、鎖長に関し1から4個のアミノ酸、典型的には、2個、3個または4個のアミノ酸を有する人工ペプチドを提供する。好ましくは、このペプチドは少なくとも2個の嵩高な親油性基(または少なくとも1個の超嵩高な親油性基)およびアニオン基よりも少なくとも2個多いカチオン基、あるいは少なくとも3個の嵩高な親油性基およびアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を包含している。本発明により使用するための分子は好ましくは、ペプチド誘導体またはペプチド様物質を含むペプチドであり、これらは好ましくは、非環式である。
上記ペプチドのペプチド様同等物(peptidomimetic equivalent)は、本発明のもう1つの態様を構成している。このようなペプチド様分子(peptidomimetic molecule)は、1個以上の内部アミド結合を有してよく、したがってこのような分子の主鎖は、上記のように、ペプチド主鎖とみなすことができるであろうが、もっとも他のアミド結合または他の修飾の結果として、この分子は「ペプチド」ではない。
「嵩高な親油性」、「超嵩高な親油性」なる用語、さらにカチオン基およびアニオン基の定義は前記と同様である。これらの短いペプチドはNおよび/またはC末端で修飾することが望ましい。遺伝的にコードされる20種のアミノ酸から選ばれるアミノ酸のみを包含し、かつ嵩高で親油性であるNまたはC末端の修飾のないペプチドは、本発明のこの態様の範囲内に含まれないことを示すために、上記ペプチドを「人工ペプチド」と称している。加えて、前記のように、許容し難いレベルの毒性(即ち、溶血活性)をもたらすその傾向のゆえに、Fmocを、嵩高な親油性の可能なN末端修飾から除外する。
基はどの程度、嵩高で親油性であってよいかについては、特に、分子の毒性が許容し難いレベルまで高まるということにより実質的な上限が存在する。このことは、分子の全体的なサイズおよび基の三次元性および基中の非水素原子すべての数、さらに全体としての分子内でのその位置、即ち、それが末端基であるか、内部基であるかなどのファクターに依存しうる。
本発明は、治療において使用するための一群の化合物および新規の生体活性分子自体を提供することと同様に、本発明で同定された機能的モチーフに基づいて薬剤を同定し、生産する方法も提供する。小さなペプチドといった非常に小さい分子は、優れた治療的、例えば抗菌活性を有するが、このような活性は、ある特定の数の嵩高な親油性基およびカチオン基の存在に依存していることが意外にも判明し、これらの官能基に関する適切なモチーフを、本明細書において定義している。これらのモチーフの同定は、抗菌分子を探して、それを調製するための極めて有用な方策を提供し、特に、従来の治療用抗菌薬剤よりも小さな分子を調製することを可能にする。可能性のある先導的薬剤化合物候補を同定して、場合によっては、さらに修飾して、活性を高めることができる。
したがって、もう1つの態様では、本発明は、鎖長に関し1から4個のアミノ酸を含み、アニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有し、かつ少なくとも2個の嵩高な親油性基または嵩高な親油性基をもたらすように修飾することができる基を有するペプチドを同定し、鎖長に関し2から35個、典型的には4から35個、好ましくは4から20個、さらに好ましくは4から12個、例えば6から9個の非水素原子を含む主鎖を有し、この主鎖に共有結合している少なくとも2個の嵩高な親油性基を有し、しかもアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有する、このようなペプチドの誘導体またはペプチド様物質を合成し、場合によっては、このようなペプチド、ペプチド誘導体またはペプチド様物質を生理学的に許容される担体または賦形剤とともに配合することを含む、膜作用性抗菌剤を調製するための方法を提供する。
最初に同定される分子は、公知のペプチドのフラグメントまたは新たに合成されたフラグメントなどのペプチドであってもよい。このペプチドを、その生体活性に関して試験して、次いで合成ステップを行った後に、本発明のペプチド、誘導体またはペプチド様物質を試験することができる。好ましくは、初めに同定されるペプチドは合成せずに、試験するものであって、本発明による分子の合成のための基盤を提供するだけである。この分子自体を試験して、本明細書に記載した教示に従い、さらに修飾することもできる。合成の前に、官能基の正確な性質および位置ならびに必要とされる合成段階を決定する設計プロセスが存在することもある。
さらに一般的には、本発明は、鎖長に関し2から35個、典型的には4から35個、好ましくは4から20個、さらに好ましくは4から12個、例えば6から9個の非水素原子を含む主鎖を有し、この主鎖に共有結合している少なくとも2個の嵩高な親油性基を有し、かつアニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基を有する化合物を同定し、このような化合物を合成し、場合によっては、このような化合物を生理学的に許容される担体または賦形剤とともに配合することを含む、抗菌剤または抗がん剤を調製するためのプロセスを提供する。
この方法は、ただ1個の超嵩高な親油性基を含む分子にも当てはまる。
1個または複数の鏡像異性アミノ酸を組み込むことにより、ペプチドの生体活性が著しく高まり、このようなペプチドは、酵素的加水分解に対する感受性も低減するであろうことが観察されている。分子中に存在する1個または複数のアミノ酸は、D−形であってもよく、例えばすべてのアミノ酸はD形であってよいか、交互の基がD形であってよいか、あるいはDおよびL残基のブロックが存在してもよい。
ペプチドもしくはペプチド様物質ではないが、本発明の生体活性分子の構造的および機能的特性を有する適切な化合物は、当業者には簡単に調製することができるものである。この場合、「主鎖」は典型的には、「足場」を提供していて、そこに、分子の活性をもたらすカチオン基および嵩高な親油性基、即ち官能基が結合している。ペプチド様分子に関しては上で述べており、これらは有用な治療化合物を提供しうるが、本発明はさらに、厳密には標準的なペプチド構造をベースとしない分子にも関する。
「主鎖」は単に、様々な官能基を一緒に結合する結合基であってよく、これは、カチオン基および嵩高な親油性基が細胞膜にひきつけられ、それを不安定化するという役割を果たさせるに必要なスペースを提供する。選択された特定の嵩高な親油性基およびカチオン基に応じて、その分子に化学的安定性を与えるためには特定の量の主鎖構造が必要であり、そうした検討は、当業者には熟知されていることである。このような分子の主鎖は、線状、分枝、環式または多環式、芳香族または脂肪族であってよく、可能な場合には、糖、糖アルコールまたはアミノ糖といった糖誘導体化合物、アミノグリコシド、グリコシド、アザ糖、イノシトール、マンニトール、スフィンゴシド、またはポリエステルまたはポリアミンをベースとしてよい。
主鎖は典型的には、炭素、窒素、酸素、イオウまたはリン原子を含むが、さらに置換されていてもよい。好ましくは、主鎖は安定であり、正常な生理的条件下ではむしろ反応的ではなく、酵素分解に対して抵抗性があり、荷電基または極性基をほとんど有しない。主鎖は好ましくは、生体適合性である。これらの非ペプチド類似主鎖(即ち、ペプチドまたはペプチド様物質ではない)は、非水素原子2〜35個を含む主鎖の鎖長を有し、主鎖が多環式である場合、例えばシクロデキストリンである場合には、実際には、さらにかなり多い非水素原子を含む。好ましい主鎖は、鎖長に関し、非水素原子4から24個、例えば7から16個を含む。
合成の観点からは、多数の適切な非ペプチド類似主鎖を簡単に、2つの群に分けることができ、一方は足場タイプの主鎖、典型的には、必要なカチオン基および嵩高な親油性基を包含するために充分な数の外肢点を有する単純な分子である。線状および環式糖、ポリオールおよびイノシトールがこのカテゴリーに入り、これには、そのヒドロキシ基が、嵩高な親油性基およびカチオン基の添加により修飾されたマンニトールを例に挙げることができる。このような分子は、2個以上の異なる成分を反応させることにより形成することができ、例えばアルギニンとマンデル酸とを反応させることによるエステルの形成により生じさせ得る。基本構造または主鎖足場をこのように生じさせることができ、該分子を場合によっては、さらなるカチオン基および嵩高な親油性基を包含するように修飾することもできる。これらの足場主鎖は好ましくは環式であり、さらに典型的には非水素原子6〜20個、具体的には9〜12個を含む4〜20員の環が例示される。
足場分子の目的は、生体活性にとり必要な位置に、官能基、例えばカチオン基または嵩高な親油性基を与えることである。足場分子はしたがって、生体活性をもたらす基のトポロジーに制約を加えることができなければならない。このような適切な足場分子の1つは、限定された立体化学を伴う高次に官能化された小さな(5〜7員)環である[Luthman,K.and Hacksell,U.、A Textbook of Drug Design and Development、Krogsgaard−Larsen、Liljefors and Madsen(Eds.)Harwood Academic Press(1996)9、386]。最終分子を調製するために、適切な保護された足場分子を選択する必要がある。合成は典型的には、次のように行う:初めに、好ましい基の1個を、典型的にはエステル、エーテル、アミドまたはアミン結合により足場に結合させ、次いで足場分子中の次の外肢点を脱保護して、前記のように、次の好ましい基と結合させる。必要な数の官能基が得られるまで、脱保護および結合のプロセスを繰り返す。保護および脱保護の技術は、当業者に充分に知られていて、文献でも見ることができる[Greene,T.W.and Wuts,P.G.M.、Protective Groups in Organic Synthesis、2nd ed.、John Wiley & Sons,Inc.1991]。
足場分子の例およびその官能化された類似体を下式に示す。
糖ベースの足場主鎖と同様に、トリ−およびテトラアザ大環式アミン(例えば1,4,7−トリアザシクロノナンおよび1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン)などの大環式アミンも特に好適であり、前記のように必要な官能基を組み込むためにN原子の所で、簡単に誘導体化される。
あるいは、上記分子は、同様のモノマーサブユニットから構築されてもよく、このような化合物は往々にして、前記のようなペプチド様物質として分類される。
「インターロック」の「ジグソー」技術を使用して、即ち、典型的には、さらに官能基、即ちカチオン基または嵩高な親油性基を担持するばかりでなく分子の主鎖を形成することになる部分をそれぞれ含んでいる複数の反応性サブユニットを使用して、分子を組み立てることができる。生じた生体活性分子は、モノマーサブユニットの鎖を含む線状であるか、三次元的であってもよい環式または多環式構造をもたらす。このことは特に、類似のモノマーサブユニットの繰り返しを含まない、より複雑な分子の合成において、基本的な足場主鎖を修飾するための便利な選択肢を提供する。こうした技術は、当技術分野で周知である。
嵩高で親油性の適切な基およびカチオン基に関しては、上に記載していて、数多くの特異的な例を、NおよびC末端修飾およびアミノ酸R基に関して挙げている。同じおよび類似の嵩高な親油性基およびカチオン基が、非ペプチド類似分子に包含されていてよい。非ペプチド類似分子には特に適切な嵩高の親油性基が含まれる。
本発明に基づいて使用される生体活性分子は、例えばMBC値により測定されるような、標的病原菌に対する良好な活性と、溶血活性により測定されるような、比較的低い毒性とを兼ね備えていることが望ましい。したがって、そのような分子は好ましくは、S.aureusに対して、50μg/mlまたはそれ未満、さらに好ましくは20μg/mlまたはそれ未満のMBCならびにEC50≧500μg/ml、好ましくは≧1000μg/mlの溶血活性を有する。
前記の分子の同定をもたらす原理が、鎖長に関しアミノ酸5個または6個を有するペプチドに基づいて、やや大きな生体活性分子を同定するために使用されてきた。この場合、良好な活性をもたらすと同定された嵩高な親油性基およびカチオン基のモチーフは、少なくとも2個の嵩高な親油性基、好ましくは3個のこのような基および少なくとも2個のカチオン基、好ましくは3個もしくは4個のこのような基である。嵩高で親油性の適切な基およびカチオン基は、より小さな分子に関連して上記と同様に定義される。
これらのペプチドはさらに、少なくとも1個の嵩高な親油性基またはカチオン基が、トリプトファン、フェニルアラニン、チロシン、アルギニン、リジンまたはヒスチジンなどの遺伝的にコードされる嵩高な親油性の、またはカチオン性のアミノ酸によりもたらされていないことにおいて特徴付けられる。したがって、本明細書では簡便に、「人工的な嵩高な親油性基」または「人工的なカチオン基」と称されるこの基は、トリ−t−ブチルトリプトファンなどの遺伝的にコードされない嵩高な親油性アミノ酸のR基により、あるいはホモアルギニンなどの遺伝的にコードされないカチオン性アミノ酸のR基によりもたらされうる。遺伝的にコードされない適切なアミノ酸は、天然に生じるものであるか、合成したものであってよく、本明細書では、より小さな分子に関して例示されている。人工的な嵩高な親油性基は簡便には、例えばPMCまたは他の保護基で、遺伝的にコードされるか、遺伝的にコードされないアミノ酸のR基を修飾することによりもたらすこともできる。修飾されるアミノ酸自体が、トリプトファンなどのような嵩高な親油性アミノ酸であってもよい。この場合にも、適切な修飾された基は、より小さな分子に関連して先に検討している。
あるいは、さらに人工的な嵩高な親油性基は、本明細書で先に記載したようなNまたはC末端修飾基によりもたらされうる。該ペプチドは、NおよびC末端の両方に、NまたはC末端のいずれかに嵩高な親油性基を包含してよいか、あるいは両末端のいずれにも包含しなくてよい。ただ1個の末端が、嵩高な親油性基を担持している場合には、これはC末端であることが望ましい。C末端が、前記のような嵩高な親油性基の包含により修飾されていない場合には、これは、pH7.0でC末端に通常は存在する負の荷電を除去するように修飾されていることが望ましい。適切なC末端修飾には、アミド化または嵩高な親油性基を含まないエステル、例えばメチルエステルなどの短鎖アルキルエステルの形成が含まれる。好ましくは、少なくとも1個の嵩高な親油性基は、人工的な嵩高な親油性基である。
人工的な嵩高な親油性基は好ましくは、遺伝的にコードされるいずれのアミノ酸の嵩高な親油性R基と少なくとも同程度に嵩高で親油性であるか、さもなければ、それよりも嵩高で親油性である。即ち、少なくともトリプトファンと同程度に嵩高で親油性である。嵩高性および親油性を高めると、高次に抗菌活性なペプチドが生じる。これらのペプチドの活性は、配列に無関係であると思われ、特定の官能基(カチオン基および嵩高な親油性基)の存在が、分子の細胞毒活性をもたらしている。
これらのペプチドは、好ましくは、個々のアミノ酸構成ブロックからペプチド合成の標準的方法により合成される。修飾された残基を合成の間に包含させることができるが、あるいは該残基を、ペプチド全体を合成した後に修飾することもできる。「人工的な嵩高な親油性基」または「人工的なカチオン基」を包含するいずれの残基のことはさておいて、遺伝的にコードされないアミノ酸または修飾されたアミノ酸が包含されていてよいが、該ペプチドは、いくつかのまたは多数の遺伝的にコードされる基を含むことが好ましい。人工的な嵩高の親油性基をもたらすために、合成後の修飾を使用することができる。
したがって、本発明のさらなる態様において、少なくとも2個の嵩高な親油性基および少なくとも2個のカチオン基を包含する、鎖長に関し5もしくは6個のアミノ酸を有する生体活性ペプチドを提供する。該ペプチドは、上記の嵩高な親油性基のうちの少なくとも1個が人工的な嵩高な親油性基であるか、あるいは該カチオン基のうちの少なくとも1個が人工的なカチオン基である。抗菌剤または抗がん剤ならびにこれを含有する薬剤組成物および他の組成物としてのこれらのペプチドの使用は、本発明のさらなる態様を構成している。遺伝的にコードされるアミノ酸のうちで、アルギニン、リジンおよびヒスチジンは、カチオン基であり、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ロイシン、イソロイシンおよびメチオニンは、嵩高な親油性基である。6個の残基が好ましく、アミノ酸が5個のみ存在する場合には、これらのうちの3個は、特性上、嵩高で親油性であることが好ましい。
上記ペプチドの構造的および機能的特徴を有するペプチド様化合物を調製することができ、これらは、抗菌剤および抗がん剤としてのそれらの使用とともに、本発明のさらなる態様を構成している。
上記5量体および6量体のペプチドおよびこれらを含有する組成物、とりわけ製薬組成物は、治療での、例えば抗がん剤または抗菌剤、特に抗細菌剤としての使用のための本発明のさらなる態様を構成している。前記のように、活性な抗菌剤には、非治療的使用の領域が存在し、これらの使用は、本発明のさらなる態様を構成している。
本発明のもう1つのさらなる態様では、すべての遺伝的にコードされるアミノ酸を包含する小さいペプチド群が、良好な生体活性とともに同定されている。したがって本発明は、未修飾のN末端を有し、鎖長に関し5または6個のアミノ酸を有する生体活性なペプチドを提供し、この際、すべてのアミノ酸が、特性上、カチオン性であるか、嵩高な親油性であり、少なくとも2個のアミノ酸が嵩高で親油性であり、少なくとも2個がカチオン性である。
このカテゴリーのペプチドを、実施例1および4に記載する。アルギニンを、遺伝的にコードされるカチオン性アミノ酸の例として、かつトリプトファンまたはチロシンを、遺伝的にコードされる嵩高な親油性アミノ酸として使用していることは理解されるであろう。他の遺伝的にコードされる嵩高な親油性の、かつカチオン性のアミノ酸は、既に前記している。トリプトファンおよび/またはアルギニンに代わって、他の遺伝的にコードされる嵩高な親油性アミノ酸を包含する実施例1および4のペプチドと同等の物も、本発明のこの態様の範囲内に含まれる。これらのペプチドのC末端は未修飾であるか、または嵩高および親油性ではない小さな基でアミド化またはエステル化されている。これらのペプチドを含有する製薬的組成物ならびに抗菌剤または抗がん剤としてのその使用は、本発明のさらなる態様を構成する。
本発明の分子は典型的には、抗菌、例えば抗細菌、抗ウイルスまたは抗真菌活性を有する。加えて、これらの分子は、抗がん活性を示し、これらの分子は、健康な真核細胞よりもガン細胞を選択的に溶解する。これらの分子は溶解性であり、かつ/または細胞膜の不安定化を引き起こし、よって透過性および細胞生存力に効果を及ぼし得る。これらの分子は、グラム陰性菌およびグラム陽性菌に対して活性であるが、グラム陽性菌に対して特に効果的であることが判明している。したがってこれらの使用、治療および薬剤は、グラム陽性菌感染の治療にとり好ましい。
これらの分子は、殺菌性であるかまたは静菌性であり、殺菌性分子が通常は好ましい。高いMBC値および低いMIC値は、静菌性分子を示している;例えばジペプチドTbtR OMeは、E.coliに関して静菌性である。追加のカチオン基を包含するトリペプチドRTbtR OMeは、殺菌性である。分子のカチオン性を高めることは、殺菌性分子をもたらすために使用できる手段になり、したがって、さらなる態様において本発明は、ペプチドの静菌活性に比較して、その殺菌活性を高める方法を含み、このペプチドは、ペプチド中に存在するカチオンの数を少なくとも1個増やすことにより、2〜4個のアミノ酸、アニオン基よりも少なくとも1個多いカチオン基および少なくとも1個の超嵩高な親油性基または少なくとも2個の嵩高な親油性基を有する。一般に、少なくとも2個、例えば3個または4個の追加のカチオン基の存在が、活性分子をもたらすが、埋め合わせのために嵩高な親油性基の数が増える場合には、カチオン性は低下しうる。
したがって本発明は、本明細書で記載の様々な分子を投与することにより、微生物感染を治療する方法を提供する。特に、微生物細胞膜を不安定化する方法を提供する。投与量は、すべての、または一定割合の標的微生物を死滅させるか、その増殖を防ぐか、その速度を遅くするか、さもなければ、人体へのその有害な効果を低減するための有効な量でなければならない。臨床医または患者は、感染に関わる1つまたはそれ以上のパラメーターまたは症状での改善を観察すべきである。投与は、予防的であってもよい。
本発明のペプチドは、慣用された方法のいずれでも合成することができる。一般には、存在する反応性の基(例えば、アミノ、チオールおよび/またはカルボキシル)を、合成全体を通して保護する。合成の最終ステップはしたがって、本発明の保護された誘導体の脱保護である。前記のように、本発明の特定のペプチドは、「保護基」を担持し、このことが高い細胞毒性の原因である。
ペプチドを構築する際には、原則として、C−末端またはN−末端のいずれから出発するが、C−末端から出発する手順が好ましい。
ペプチド合成の方法は当業界でよく知られているが、本発明では、固相支持体上で合成を実施するのが、特に簡便であり、このような支持体は当業界でよく知られている。
アミノ酸用の保護基の幅広い選択は公知であり、適切なアミン保護基として、カルボベンゾキシ(Zとも記載される)、t−ブトキシカルボニル(Bocとも記載される)、4−メトキシ−2,3,6−トリメチルベンゼンスルホニル(Mtr)および9−フルオレニルメトキシ−カルボニル(Fmocとも記載される)が挙げられる。C−末端からペプチドを構築する場合には、アミン保護基は、追加される新規の各残基のα−アミノ基上に存在し、次のカップリングステップの前に選択的に除去する必要があることは、理解されるであろう。
例えば、使用可能なカルボキシル保護基として、ベンジル(Bzl)、p−ニトロベンジル(ONb)、ペンタクロロフェニル(OPClP)、ペンタフルオロフェニル(OPfp)またはt−ブチル(OtBu)基などといった簡単に脱離されるエステル基、さらに、固体支持体上のカップリング基、例えばポリスチレンに結合しているメチル基が挙げられる。
チオール保護基として、p−メトキシベンジル(Mob)、トリチル(Trt)およびアセトアミドメチル(Acm)が挙げられる。
アミンおよびカルボキシルの保護基を脱離させるために、幅広い範囲の手順が存在する。しかしながらこれらは、使用される合成方法と調和すべきである。側鎖保護基は、次のカップリング段階に先立ち、一時的なα−アミノ保護基を脱離するために使用される条件に対して安定でなければならない。
Bocなどのアミン保護基およびtBuなどのカルボキシル保護基は、例えばトリフルオロ酢酸での酸処理により、同時に脱離されることになろう。Trtなどのチオール保護基は、ヨウ素などの酸化剤を使用して、選択的に脱離することができる。
本発明によるペプチドは、不完全な脱保護により、ペプチドの細胞毒活性を高める基を脱離して、調製することができる。あるいは修飾されたRおよびN−およびC−末端基は、ペプチドの合成および関連する脱保護の後に、調製することができる。
特に好ましい方法は、次式:Fmoc−アミノ酸−Opfpのアミノ酸誘導体を使用する合成を含むものである。
本発明のペプチド様化合物および他の生体活性分子を合成するための参考文献および技術は本明細書中に記載されており、したがって当業界でよく知られている。
本明細書で定義したような1種または複数の小さな生体活性分子を適切な希釈剤、担体または賦形剤とともに混合されて含有する処方物は、本発明のさらなる態様を構成している。このような処方物は特に、製薬学的(獣医学も含む)目的または農業目的のために、または微生物汚染を受けやすい物質のための殺菌剤として、例えば食品工業で使用することができる。適切な希釈剤、賦形剤および担体は当業者に知られている。
本明細書で定義したペプチドおよび他の分子は広い抗菌活性を発揮し、したがって、抗ウイルスおよび抗真菌剤としても適切であり、これは、製薬的応用および農業応用を有し、創傷治癒または殺精子剤の促進剤としての応用を有する。これらすべての使用は、本発明のさらなる態様を構成している。
ヒトまたは動物の患者に、本明細書で定義した1種または複数のペプチド、ペプチド様物質または他の生体活性分子を投与することを含む、細菌、ウイルスまたは真菌の感染を治療または予防する方法またはガンを治療する方法は、本発明の更なる態様を構成している。
本発明による組成物は例えば、口、鼻、腸管内、静脈内、腫瘍内または直腸の投与に適切な形で提供することができる。
本明細書で使用されているように、「製薬的」との用語には、本発明の獣医学的適用も含まれる。
本明細書で定義された活性化合物は、錠剤、被覆錠剤、鼻噴霧剤、溶液、エマルジョン、リポソーム、粉末、カプセルまたは持続放出性形態などの、投与の従来的な薬物学的形態で提供することができる。ペプチドは特に、局所投与、例えば糖尿病性潰瘍の治療に適している。これらの形態を調製するために、慣用された製薬的賦形剤、さらに通常の製造方法を使用することができる。例えば、1種または複数の活性成分を、公知の賦形剤、例えば炭酸カルシウム、リン酸カルシウムまたはラクトースなどの希釈剤、コーンスターチまたはアルギン酸などの崩壊剤、デンプンまたはゼラチンなどの結合剤、ステアリン酸マグネシウムまたはタルクなどの滑剤および/またはカルボキシポリメチレン、カルボキシメチルセルロース、酢酸フタル酸セルロースまたは酢酸ポリビニルなどの持続放出を得るための薬剤とともに混合することにより、錠剤を製造することができる。
これらの錠剤は所望の場合には、いくつかの層からなっていてよい。錠剤と同様の方法で得られた核を、錠剤を被覆するために一般に使用される薬剤、例えばポリビニルピロリドンまたはシェラック、アラビアゴム、タルク、二酸化チタンまたは糖で被覆することにより、被覆錠剤を製造することができる。持続放出を得るために、または不相容性を回避するために、核も、いくつかの層からなっていてよい。持続性放出を得るために、錠剤の被覆も、いくつかの層からなっていてよく、この場合、錠剤に関して前記の賦形剤を使用することができる。
臓器特異性キャリヤシステムを使用することもできる。
例えば、p−ヒドロキシ安息香酸塩などの防腐剤またはEDTAなどの安定剤を添加することなどにより、従来の方法で、注射溶液を製造することができる。これらの溶液を次いで、注射バイアルまたはアンプルに充填する。
好ましい投与方法である鼻噴霧は、同様に水溶液に処方して、エアゾール噴射剤を有するか、手動圧縮のための手段を備えている噴霧容器に充填することができる。例えば、活性成分と、ラクトースまたはソルビトールなどの不活性担体とを混合し、この混合物をゼラチンカプセルに充填することにより、1種または複数の活性成分を含有するカプセルを製造することができる。
活性成分または活性成分の組み合わせと、天然脂質またはポリエチレングリコールまたはその誘導体などの、この目的で考えられる慣用の担体とを混合することにより、例えば、適切な座薬を製造することができる。
活性分子を含有する投薬単位は好ましくは、抗菌剤0.1〜10mg、例えば1〜5mgを含有する。上記製薬的組成物は追加として、他の抗菌ペプチドなどといった他の細胞毒性薬剤を含む他の活性成分を含んでもよい。他の活性成分として、様々なタイプの抗生物質、サイトカイン、例えばIFN−γ、TNF、CSFおよび成長因子、免疫調節剤、化学療法剤、例えばシスプラチンまたは抗体が挙げられる。
生体活性分子は、局所用組成物で使用される場合には、一般に少なくとも0.1重量%の量で存在する。多くの場合、1.0重量%よりも多い量でペプチドを使用する必要はない。
このような組成物を全身的に(筋肉内、静脈内、腹腔内)使用する際には、活性分子は少なくとも約5μg/mlの生体活性分子の血清レベルが達成される量で存在する。一般に、その血清レベルは、500μg/mlを超える必要はない。好ましい血清レベルは、約100μg/mlである。このような血清レベルは1から約10mg/kgの投薬用量で、全身投与される組成物中に生体活性分子を加えることにより、達成することができる。一般に、該分子を、100mg/kgを上回る用量で投与する必要はない。
存在する生細菌の数を低減するか、細菌成長または増殖を抑制するために、環境または農業用地または産物、さらに食料および食料生産場所を、本明細書で定義した1種または複数の生体活性分子で処理する方法は、本発明の更なる態様を構成している。
図1は、正常(非処理)E.coliの電子顕微鏡写真である。 図2は、本明細書に記載されたペプチドの一つ、WRWRWRで処理されたE.coliの電子顕微鏡写真である。処理された細菌は、細胞質物質がなく、これらの細胞膜は(細胞壁成分と同様に)破壊され、溶菌メカニズムを明らかに示す。
以下、本発明を、限定的に解するべきでない以下の実施例および図面についてさらに記載する。
以下の実施例は、上記に議論した原理を実証する。便宜上、カチオン性アミノ酸はアルギニンで代表され、嵩高な親油性アミノ酸は、トリプトファン、チロシンおよびトリ−tert.−ブチルトリプトファン(超嵩高な親油性)で代表される。同様の電荷または嵩高な親油性を有する他の残基は、これらのアミノ酸の代わりに使用できることが明らかである。N末端およびC末端の修飾基は、さらなる嵩高な親油性基を提供する。
抗菌性の効力は、最小発育阻止濃度(MIC)および最小殺菌濃度(MBC)として、ともにμg/mlで代表的なグラム陰性菌およびグラム陽性菌であるE.coliおよびS.aureusについて決定された。細胞毒性は、EC50(赤血球の50%溶解に必要なペプチド量)として決定された。
MIC(最小発育阻止濃度)試験
使用された細菌株は:Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, MRSA ATCC 33591およびMRSE ATCC 27626であった。すべての株は、−70℃で貯蔵された。細菌は、2%バクト ペプトン水(Difco1807−17−4)中で成長させた。すべてのテストは、対数成長期中期にある細菌を用いて行った。細菌株に対するペプチドの最小発育阻止濃度(MIC)の決定は、1%バクト ペプトン水中で行われた。2×106CFU/mlの接種を用いる標準微量希釈技術を使用した。すべてのアッセイは、二連で行った。ペプチドはプラスに帯電しており、このためプラスチック製ウェルに付着できるため、我々はHPLCによって溶液中のペプチドの実際の濃度を制御した。プラスチックウェルに該溶液を添加する前後で、ペプチド濃度に差は何らなかった。MBCテストは、同様の方法で行った。
溶血性アッセイ
ペプチドの溶血性の活性は、新鮮なヒトの赤血球を用いて決定した。8mlの血液を健康なヒトから採取した。4mlの血液は、ヘパリンを最終濃度が10U/mlになるように含むポリカーボネート管に移され、残り4mlの血液は、最終濃度が15%EDTAとなるようにEDTAを含むガラス管に移された。赤血球は、1500rpmで10分間の遠心分離によって、ヘパリン処理された血液から分離され、血漿およびバッフィコートを除去するためリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)で3回洗浄した。細胞ペレットを、PBSに再懸濁し、4mlの最終容量とした。ペプチドは、2mg/mlおよび0.1mg/mlの濃度に希釈された。ペプチドは、さらに、表15に記載されている濃度に希釈した。おのおの試験管に、PBSが最初に添加され、ついでRBCおよびペプチド溶液が添加された。EDTAで処理された血液におけるヘマトクリットは、30分後にSysmex K−1000で決定され、また再懸濁されたRBCは10%ヘマトクリットに希釈された。PBS中のRBC(1%)は、ペプチドと一緒におよびペプチドなしで(表15)、37°で1時間、振盪機でインキュベートし、次いで、4000rpmで5分間、遠心分離した。上清は慎重に新たなポリカーボネート管に移し、上清の吸光度を540nmで測定した。ベースラインの溶血は、PBSの存在のもとに放出されるヘモグロビンであり、100%溶血は、0.1% Triton X−100の存在下に放出されるヘモグロビンであった。
[実施例1]
一連のペプチドは、Advance Chemtech社製の固相多重ペプチド合成装置MBS 396上で、カルボキシレートのマイナス電荷を避けるためのC末端アミド化を伴うArg−Trpのコンビネーションを用いて調製される。これらのペプチドの抗菌活性を以下の表1に示す。
カッコ内の数値は、トリプトファン残基の一個以上がPMC基によって修飾されたペプチドを表している。
[実施例2]
ペプチドの2番目のシリーズは、C末端のエステル化および/またはN末端のアシル化を伴い、溶液においてArg/Trp(Tbt)またはTrp(Tbt)/Argモチーフを組み込む手動の合成により調製した。ペプチドの2番目のセットは、少数の構成ブロック(すなわち、Boc RW OBz, Boc WE OMeおよびBoc TbtR OMe)の調製ならびにこれらのブロックを、(N末端で)アミノ酸追加、N末端アシル化および/またはC末端の修飾(ジアミノエタン誘導体を作ることによるC末端におけるカチオン部位の調製)で修飾することに基づきデザインされた。
Boc除去のための一般操作
Bocで保護されたペプチドは、試薬Ki中に溶解され、かつ室温で60−90分間撹拌された。反応混合物に、最少量のジエチルエーテル1に溶解したp−トルエンスルホン酸(2.0−2.5当量)の溶液が添加され、乳白色混合物は、生成物を完全に析出させるため、冷蔵庫内で一晩冷却した。エーテル層を抜き去り、残留物をジエチルエーテル1で粉末まで粉砕し、次いで真空中で蒸発させた。粗生成物は、生物的試験に先立ちPR−HRLCで精製するか、あるいはさらに精製を行うことなく次段階で使用した。
Boc−D−Arg−D−Trp−OBzl(KP−2−1)
Boc−D−Arg−OH 塩酸(855mg, 2.75mmol)、H−D−Trp−OBzl 塩酸 (832mg, 2.5mmol), HOBt(1378mg, 9mmol)およびDIPEA(2.05ml, 12mmol)のDMF(5ml)およびジクロロメタン(1ml)溶液に、氷上で冷却し攪拌しながらHBTU(1138mg,3mmol)が10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で1時間撹拌され、40mlジクロロメタンを添加し、次いで有機相を、3×40ml飽和NaHCO3、2×30ml 5%クエン酸、50ml水および2×30ml塩水で次々と洗浄した。蒸発させて白色固体を得た。
H−D−Arg−D−Trp−OBzl(KP−2−2−1)
Boc−D−Arg−D−Trp−OBzl(1.29g, 2.2mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理した。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.85gの黄色みがかった固体を得た。
Boc−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−1−2)
Boc−L−Arg−OH(792mg, 2.75mmol)、H−L−Trp−OBzl 塩酸 (832mg, 2.5mmol), HOBt(1378mg, 9mmol)およびDIPEA(2.05ml, 12mmol)のDMF(6ml)およびジクロロメタン(3ml)溶液に、HBTU(1138mg,3mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で45分間、さらに室温45分間撹拌された。KP−2−1に記載されたように、ワークアップ(workup)を実施した。蒸発して1.7gの黄色みがかった固体を得た。
H−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−4−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−OBzl(1.0g, 1.5mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発して1.07gのベージュ色固体を得た。
Boc−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−3−2)
Boc−L−Trp−OH(761mg, 2.5mmol)、H−L−Arg−OMe 二塩酸 (718mg, 2.75mmol), HOBt(1378mg, 9mmol)およびDIPEA(2.05ml, 12mmol)のDMF(5ml)およびジクロロメタン(2ml)溶液に、HBTU(1138mg,3mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で1時間撹拌され、40mlの酢酸エチルが添加され、次いで有機相は、3×40ml飽和NaHCO3、2×30ml 5%クエン酸、50ml水および2×30ml塩水で次々と洗浄された。蒸発して白色固体、1.1gを得た。
H−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−5−1)
Boc−L−Trp−L−Arg−OMe(1.1g, 2.15mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発して1.23gの黄色みがかった固体を得た。
Boc−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−6−1)
Boc−L−Trp−OH(87mg, 0.29mmol)、H−L−Trp−L−Arg−OMe ジ−p−トルエンスルホン酸(226mg, 0.3mmol), HOBt(158mg, 1.03mmol)およびDIPEA(235μl, 1.37mmol)のDMF(2ml)溶液に、HBTU(130mg,0.34mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で80分間撹拌され、5mlのジクロロメタンが添加され、次いで有機相は、3×5ml飽和NaHCO3、2×5ml 5%クエン酸、5ml水および5ml塩水で次々と洗浄された。蒸発させて、0.05gの黄色油状物を得たが、このものは微量の生成物を含むことがTlcにより判定された。プールされた水相は3×15ml酢酸エチルで抽出し、MgSO4上で乾燥して、蒸発させ0.17gの黄色油状物を得た。この油状物はさらに精製することなく次の段階で使用された。
H−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−8−1)
Boc−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(0.14g, 約0.2mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。生成物はp−トルエンスルホン酸を添加されることなくジエチルエーテルの添加により析出した。
Boc−L−Arg−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−11−1)
Boc−L−Arg−OH(64mg, 0.22mmol)、H−L−Trp−L−Arg−OMe ジ−p−トルエンスルホン酸(175mg, 0.23mmol)、HOBt(128mg, 0.83mmol)およびDIPEA(181μl, 1.1mmol)のDMF(1ml)溶液に、HBTU(106mg, 0.28mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で2時間、室温で30分間撹拌され、10mlの酢酸エチルが添加され、次いで有機相はKP−3−2に記載されたように洗浄された。ワークアップ後、分析RP−HPLCによって判定したところ有機層には所望の生成物は全く含まれていなかった。プールされた水相は3×15mlの酢酸エチルで抽出され、蒸発させて0.1gの黄色油状物を得た。この油状物はさらに精製することなく次の段階で使用した。
H−L−Arg−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−13−1)
Boc−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(0.14g, 約0.2mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。生成物はp−トルエンスルホン酸を添加されることなくジエチルエーテルの添加により析出した。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.1gの白色固体を得た。
Boc−L−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−12−1)
Boc−L−Trp−OH(88mg, 0.29mmol)、H−L−Arg−L−Trp−OBzl ジ−p−トルエンスルホン酸(255mg, 0.3mmol)、HOBt(158mg, 1.03mmol)およびDIPEA(235μl, 1.37mmol)のDMF(2ml)溶液に、HBTU(130mg, 0.34mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で2時間、室温で30分間撹拌され、10mlの酢酸エチルが添加され、次いで有機相はKP−3−2に記載されたように洗浄した。蒸発して0.23gの黄色油状物を得た。
H−L−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−14−1)
Boc−L−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(0.23g, 約0.3mmol)は、KP−8−1に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.2gの白色固体を得た。
Boc−D−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−15−1)
Boc−D−Trp−OH(90mg, 0.29mmol)、H−L−Arg−L−Trp−OBzl ジ−p−トルエンスルホン酸(251mg, 0.3mmol)、HOBt(158mg, 1.03mmol)およびDIPEA(235μl, 1.37mmol)のDMF(5ml)溶液に、HBTU(130mg, 0.34mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で40分間撹拌され、ワークアップがKP−2−1に記載されているように実施された。蒸発させて0.24gの黄色固体を得た。
H−D−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−16−1)
Boc−Trp−Arg−Trp−OBzl(0.24g, 約0.3mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.17gのベージュ色固体を得た。
Boc−D−Trp−D−Arg−D−Trp−OBzl(KP−2−1−2)
Boc−D−Trp−OH(162mg, 0.53mmol)、H−D−Arg−D−Trp−OBzl ジ−p−トルエンスルホン酸(464mg, 0.56mmol), HOBt(292mg, 1.9mmol)およびDIPEA(4.4ml, 25mmol)のDMF(5ml)およびジクロロメタン(1ml)溶液に、HBTU(241mg, 0.64mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で70分間撹拌され、10mlジクロロメタンが添加され、次いで有機相は、3×10ml飽和NaHCO3、4×10ml 5%クエン酸(過量のDIPEAが添加されているため酸性水相まで)、2×10ml水および2×10ml塩水で次々と洗浄した。蒸発させて0.42gの粗生成物を得た。
H−D−Trp−D−Arg−D−Trp−OBzl(KP−2−1−3)
Boc−D−Trp−D−Arg−D−Trp−OBzl (0.38g, 約0.4mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.3gのベージュ色固体を得た。
Boc−L−Arg−L−Trp−OH(KP−10−2)
Boc−L−Arg−L−Trp−OH(300mg, 0.5mmol)の5mlメタノール/水(19:1)溶液に、Pd−10%活性炭(53mg, 0.05mmol)が添加された。混合物は、水素雰囲気(1atm)で一晩撹拌され、セライト545の薄層を通して濾過され、そして蒸発させて赤い油状物を得た。油状物はとろ火で水に溶解し、凍結乾燥して383mgのピンク色粉末を得た。
Boc−L−Arg−L−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−17−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−OH 塩酸(100mg, 0.20mmol)、H−L−Arg−L−Trp−OBzlジ−p−トルエンスルホン酸(175mg, 0.21mmol)、HOBt(110mg, 0.72mmol)、およびDIPEA(164μl, 0.96mmol)のDMF(2ml)溶液に、HBTU(91mg, 0.24mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で3時間撹拌され、さらにKP−3−2に記載されたようなワークアップが実施された。
H−L−Arg−L−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl(KP−19−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−L−Arg−L−Trp−OBzl (約0.2mmol)は、KP−8−1に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層の完全な除去は、物質の損失なしに実施することが困難であり、このため、おそらくピンク色の粗生成物はかなりの量のTFAを含んでいた。
Boc−L−Arg−L−Trp−D−Arg−D−Trp−OBzl(KP−18−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−OH 塩酸(100mg, 0.20mmol)、H−D−Arg−D−Trp−OBzlジ−p−トルエンスルホン酸(175mg, 0.21mmol)、HOBt(110mg, 0.72mmol)およびDIPEA(164μl, 0.96mmol)のDMF(2ml)溶液に、HBTU(91mg, 0.24mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で3時間撹拌され、さらにKP−3−2に記載されたようなワークアップが実施された。ワークアップ後、分析RP−HPLCによって判定したところ有機層は所望の生成物を少量のみ含んでいた。プールされた水相は3×15ml酢酸エチルで抽出され、蒸発させて粗生成物を得た。
H−L−Arg−L−Trp−D−Arg−D−Trp−OBzl(KP−20−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−D−Arg−D−Trp−OBzl(約0.2mmol)は、KP−8−1に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層の完全な除去は、物質の損失なしに実施することが困難であり、このため、おそらく粗生成物はかなりの量のTFAを含んでいた。
Boc−L−Arg−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−21−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−OH 塩酸(100mg, 0.20mmol)、H−L−Trp−L−Arg−OMeジ−p−トルエンスルホン酸(171mg, 0.23mmol)、HOBt(110mg, 0.72mmol)およびDIPEA(164μl, 0.96mmol)のDMF(2ml)溶液に、HBTU(91mg, 0.24mmol)が氷上で冷却し攪拌しながら10分かけて少しずつ添加された。混合物は氷上で3時間撹拌され、さらにKP−3−2に記載されたようなワークアップが実施された。ワークアップ後、分析RP−HPLCによって判定したところ有機層は所望の生成物を少量しか含んでいなかった。プールされた水相は3×15ml酢酸エチルで抽出され、蒸発させて0.16gの黄色油状物を得た。
H−L−Arg−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(KP−22−1)
Boc−L−Arg−L−Trp−L−Trp−L−Arg−OMe(0.16g、約0.18mmol)は、KP−8−1に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.12gのピンク色固体を得た。
Ind−Trp−Arg−OMe
3−インドリル酢酸(0.289mmol)は、Boc−Trp−Arg−OMeについて記載されているように、H−Trp−Arg−OMe(1.06当量)、トリエチルアミン(2.01当量)およびHBTU(1.10当量)で処理された。メタノールを溶媒として使用した。反応は、9mlの飽和塩化ナトリウムを添加することにより失活された。水相は3×7ml酢酸エチルで抽出され、次いで有機相は4mlの2M塩酸、4mlの水および4mlの5%炭酸水素ナトリウムで洗浄した。有機相は、前記の洗浄工程を1回繰り返したのち、5mlの飽和塩化ナトリウムで乾燥して、次いで蒸発させて0.11gの白色固体を得た。粗生成物はRP−HPLCで精製された。
1H NMR(アセトニトリル−d3):δ=1.34(2H,m)、1.52(1H,m)、1.71(1H,m)、2.89(5H,m)、3.05(1H,m)、3.15(1H,m)、4.34(1H,m)、4.48(1H,m)、6.01(4H,bs)、6.42(1H,bs)、6.88−7.50(12H,ms)、9.10(1H,s)、9.22(1H,s)。
Chx−Trp−Arg−OMe
シクロヘキサンカルボン酸(0.297mmol)が、H−Trp−Arg−OMe(1.03当量)、トリエチルアミン(1.96当量)およびHBTU(1.05当量)で、Boc−Trp−Arg−OMeについて記載されているように処理された。メタノールを溶媒として使用した。失活およびワークアップは、Ind−Trp−Arg−OMeに記載されたように実施して、0.10gの白色固体を得た。粗生成物はRP−HPLCで精製された。
Boc−Tbt−Arg−OMe
Boc−Tbt−OH(0.4735g, 1.0mmol)、H−Arg−OMe 二塩酸(0.2741g, 1.05mmol)、HOBt(0.4872g, 3.61mmol)およびDIPEA(0.820ml, 4.79mmol)のDMF/ジクロロメタン(14ml)の溶液が、攪拌しながら氷/水浴中で冷却される。HBTU(0.4560g, 1.2mmol)が少しずつ10分かけて添加される。混合物は30分間撹拌され、次いで冷却浴は除去される。反応混合物は、カルボン酸成分が少しも残らなくなるまで、室温で撹拌される(TlcシステムA)。混合物は油状になるまで蒸発させて、20mlジクロロメタンを添加し、次いで有機相は、3×20mlの飽和炭酸水素ナトリウム、2×15mlの5%クエン酸、25mlの水、2×15mlの飽和塩化ナトリウムで次々と洗浄され、蒸発させて0.80gの白色固体を得る。
H−Tbt−Arg−OMe
Boc−Tbt−Arg−OMe(0.90mmol)は、基本手順に記載されたように試薬Kで処理された。エーテル層を除去した後、蒸発させて0.24gの白色固体を得た。粗生成物は、RP−HPLCで精製した。
Boc−Arg−Tbt−Arg−OMe
H−Tbt−Arg−OMe のジ−p−トルエンスルホン酸塩(0.24g, 0.270mmol)、Boc−Arg−OH(0.0933g, 0.335mmol)、HOBt(0.0442g, 0.327mmol)、トリエチルアミン(0.113ml,0.811mmol)およびHBTU(0.1231g, 0.325mmol)がアセトニトリル(2.2ml,HPLC等級)中に溶解され、室温で撹拌された。1時間後、出発物質は未だ残っていた(TlcシステムA)。3当量のトリエチルアミンが添加され、反応混合物は、もう1時間撹拌された。失活およびワークアップは、Boc−Trp−Arg−OMeに記載されたように実施された。粗油状物は、ジクロロメタンと共蒸発させて、0.23gの白色固体を得た。粗生成物は、さらに精製することなく使用された。
H−Arg−Tbt−Arg−OMe
粗Boc−Arg−Tbt−Arg−OMeは試薬Kの4.05mlに溶解して、基本手順に記載されたように開裂を行った。粗生成物は生物学試験に先立ちRP−HRLCによって精製された。
Boc−Arg−Trp−OBzl
Boc−Arg−OHとH−Trp−OBzlとを、Boc−Trp−Arg−OMeに記載されているように結合させた。N−メチルモルフォリンを塩基として使用した。粗生成物はRP−HPLCで精製した。
H−Arg−Trp−OBzl
粗Boc−Arg−Trp−OBzl(1.23mmol)を試薬Kの18.3mlに溶解して、基本手順に記載されたように開裂を行った。粗生成物はさらに精製することなく使用された。
Ind−Arg−Trp−OBzl
3−インドリル酢酸(0.0450g、0.257mmol)が、Boc−Trp−Arg−OMeに記載されているように、H−Arg−Trp−OBzlジ−p−トルエンスルホン酸塩、HBTUおよびトリエチルアミン(6当量)で処理された。アセトニトリルを溶媒として使用した。粗生成物は、0.19gの白色固体として分離された。
Chx−Arg−Trp−OBzl
シクロヘキサンカルボン酸(0.0031ml, 0.266mmol)が、Boc−Trp−Arg−OMeに記載されているように、H−Arg−Trp−OBzl、ジ−p−トルエンスルホン酸塩、HBTUおよびトリエチルアミン(6当量)で処理された。アセトニトリルを溶媒として使用した。粗生成物は、0.17gの白色固体として分離された。
Ind−Arg−Trp−OH
粗Ind−Arg−Trp−OBzlは、一般的な方法に記載されているように、水素化され、黄色油状物が得られた。
Chx−Arg−Trp−OH
粗Chx−Arg−Trp−OBzlは、一般的な方法に記載されているように、水素化され、黄色油状物が得られた。
Boc−Arg−Trp−OH(B87)
粗Boc−Arg−Trp−OBzlは、一般的な方法に記載されているように、水素化され、0.72gの黄色油状物が得られた。
Boc−Arg−Trp−Dae−Z
Boc−Arg−Trp−OH(1.265mmol)のDMF/ジクロロメタン(12ml、1:1)溶液に、攪拌しながらHOBt(0.6202g, 4.590mmol)、DIPEA(1.040ml, 6.075mmol)およびN−Z−ジアミノエタン塩酸(0.3088g、1.339mmol)が添加された。HBTU(0.5772g, 1.522mmol)が少しずつ5分かけて添加された。反応混合物は室温で3時間45分撹拌され、蒸発させて暗黄色油状物となった。油状物は20mlの酢酸エチルに溶解し、3mlの2M塩酸、5mlの水、5mlの5%炭酸水素ナトリウム、5mlの水で次々と洗浄された。得られた暗黄色溶液は、硫酸マグネシウム上で乾燥され、蒸発させると油状物になった。ヘプタン中では粉砕できず、油状物は蒸発させて0.86gの茶色がかった固体を得た。
H−Arg−Trp−Dae−Z
Boc−Arg−Trp−Dae−Z(0.544mmol)は試薬K(6.8mlTFA)に溶解され、室温で1時間10分撹拌された。反応混合物は少容量まで蒸発させて、p−トルエンスルホン酸(0.32g)のジエチルエーテル(20ml)溶液が添加された。乳白色混合物は冷蔵庫内で一晩冷却され、生成物を完全に析出させた。エーテル層を抜き去り、残存物は、真空下で蒸発させて白色粉末を得た。粗生成物は、RP−HPLCで精製した。
Ind−Arg−Trp−Dae−Z
3−インドリル酢酸(0.0265g、0.153mmol)が、Boc−Trp−Arg−OMeについて記載されているように、H−Arg−Trp−Dae−Zジ−p−トルエンスルホン酸塩、HBTU(1.2当量)およびトリエチルアミン(5当量)で処理された。アセトニトリル(1.4ml)およびDMF(0.6ml)は、アセトニトリル中でジペプチドアナログが溶解しにくいことから、溶媒として使用された。粗生成物は、0.12gの白色固体として分離された。
略語
Arg アルギニン
Boc t−ブチロキシカルボニル
Chx シクロヘキサンカルボン酸
Dae ジアミノエタン
DIPEA ジイソプロピルエチルアミン
DMF N,N'−ジメチルホルムアミド
ESMS エレクトロスプレー(Electrospray)質量分析法
HBTU O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)N,N,N',N'−テトラ
メチルウロニウムヘキサフルオロリン酸
HOBt 1−ヒドロキシベンゾトリアゾール
Ind 3−インドリル酢酸
MBC 最小殺菌濃度
MIC 最小発育阻止濃度
RP−HPLC 逆相高性能液体クロマトグラフィー
Tbt 2,5,7−トリ−t−ブチルトリプトファン
TFA トリフルオロ酢酸
Trp トリプトファン
Z ベンジロキシカルボニル
文献
1) Guy, C. A..; Fields, G. B. Method in enzymology 1997, 289, 67−83
2) Lott, R. S.; Chauhan, V. S.; Stammer, C. H. Journal of the Chemical Society Chemical Communications 1979, 495−496
備考
i 試薬Kはフェノール(5%, w/v)、水(5% v/v)、チオアニソール(5% v/v)、エタンジチオール(2.% v/v)およびトリフルオロ酢酸(82.5% v/v)からなる。ペプチド 1 mmole当たり1.5mlの試薬が、Boc基の開裂に使用される。
ii ジエチルエーテルにあるp−トルエンスルホン酸の添加は、結果として、ペプチドのトルエンスルホン酸塩の形成をもたらす。1個の遊離アミノ官能基あるいはグアニジン官能基を含むペプチドは、モノp−トルエンスルホン酸塩などを形成すると信じられている。
生成物の同定は、ESMSを用いて実施され、その結果を表2に示す。
カップリングおよび脱保護反応の化学収率は測定されていなかった。生成物の同定はESMSを用いて行われた。精製は半分取的C18カラム上で、移動相として水およびアセトニトリル(ともに0.01%TFAが添加される)を用いるRP−HPLCにより行われた。精製されたサンプルのペプチド含量は、分析用C18カラムを用いるRP−HPLCで確証された。
これらのペプチドの抗菌活性は、以下の表3〜5に示される。
Tbtを含む2つのペプチドを例外として、実施例1および2のいずれのペプチドも測定可能な溶血を示さない(すなわちEC50>1000μg/ml)。ジペプチド、Tbt−Arg−OMeは360μg/mlのEC50を有していたが、しかし驚くべきことに、トリペプチドのArg−Tbt−Arg−OMeは、E.coliおよびS.aureusの双方に対してより高い活性を有しているにもかかわらず、EC50が720μg/mlと、より低い毒性であった。アルギニンは好ましいものの、リジンは抗菌活性を著しく失うことなく使用できる。フェニルアラニンは、より小さいそのサイズのため、トリプトファンよりも活性が低い。
[実施例3]
ペプチドArg−(2−Nal)−Arg−Tyr−Arg−(2−Nal)NH2(ここで(2−Nal)は2−ナフチルアラニンである)が調製され、下記の表6に示されるように、ある範囲の臨床的に重要な病原体に対して試験された。
ペプチドは、9050ミリポア 自動ペプチドシンセサイザー上で、Fmocの保護およびペンタフルオロフェニル(Pfp)エステルを用いる活性化、またはカップリング試薬HATU(O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート)を用いるその場での活性化を利用して製造された。ペンタフルオロフェニルエステルとのカップリングの場合、1−HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)が反応を触媒するために添加され、さらにカップリング試薬HATUを使用する場合、反応はDIPEA(ジイソプロピルエチルアミン)により塩基触媒された。反応性側鎖を有するすべてのアミノ酸は、酸に不安定な保護基で保護され、スカベンジャーを含むTFA(トリフルオロ酢酸)による処理により開裂された。(下記のスカベンジャー混合物を参照)。それと同時にペプチドは、TFA溶液の処理によって固体担体から切り離された。
A)固体担体への1番目のアミノ酸の付着
固体担体PAC−PEG−PS(ペプチド酸−ポリエチレングリコール−ポリスチレン樹脂)(1当量)は、Fmoc−(2−Nal)−OPfp(5当量)およびDMAP(ジメチルアミノピリジン)(1当量)とともに、小容量のDMF(ジメチルホルムアミド)中で混合し、30分間膨潤させるために放置した。次いで、溶液をゆっくりと4時間半撹拌した。その後固体担体上に残存する水酸基すべてをアセチル化するために、Ac2O(無水酢酸)(2.5当量)およびDMAP(0.1当量)が溶液に添加された。該溶液は、次いでもう1時間撹拌された。C末端アミノ酸が付着する固体担体は、濾過によって分離され、さらにフィルター上でDMFで数回洗浄された。その後、該固体担体は、9050 Millipore Automatic Peptide Synthesizerを用いるターゲットペプチドの合成に使用された。
B)ニンヒドリンテスト/カイザー(Kaiser's)テスト
1mg未満のペプチド−樹脂複合体は、5%ニンヒドリンのエタノール溶液、エタノール(20ml)中のフェノール(80g)溶液、および乾燥、蒸留したピリジン溶液の同じ小容量で処理された。反応混合物を2分間、110℃で加熱し、顕微鏡で観察した。(このテストでは、黄色の反応混合物は、充分にアセチル化したことを示し、一方、青い溶液は未だ遊離アミノ基があることを示す。)
C)酸不安定性保護基の開裂
酸不安定な保護基の開裂および固体担体からのペプチドの切断は、2%アニソール、2%エタンジチオール(EDT)、2%水および2%フェノールのTFA混合物を用いて、僅か4時間の開裂時間で行なわれた。固体担体は、その後、濾過により除去され、ペプチドはジエチルエーテル中で析出した。TFAを含むエーテル溶液は、パスツールピペットを用いて除去され、ペプチドはジエチレンエーテルで数回洗浄され、高真空下で乾燥された。
D)精製
前記ペプチドは、C18逆層カラム(*)、および移動相として水およびアセトニトリル(ともに0.1%TFAが添加される)を使用するHPLCで精製された。ペプチドのフラクションの検出に選択された波長は254nmであった。
(*)PrePakR カートリッジ 25×100mm。DeltaPakTM C18 15μm 100Å(Waters Corporation)
E)分析
ペプチドは、分析用HPLC C−18逆層カラム上で移動相として水およびアセトニトリル(ともに0.1%TFA添加される)を使用して、不純物の分析をおこなった。ペプチドの分子量は、陽イオンエレクトロスプレー質量分析法(VG Quattro Quadrupole)で決定された。
下記から選択される、合成に使用されたアミノ酸誘導体
アミノ酸誘導体は、Bachem, MilliGen/Biosearch 社(Division of Millipore)かるいはPerSeptive Biosystem社のいずれかから購入した。
MRSA=メチシリン耐性黄色ブドウ球菌
MRSE=メチシリン耐性表皮ブドウ球菌
[実施例4]
さらなる一連のペプチドが、嵩高な親油性基の異なるサイズおよび分子におけるそれらの相対的な位置の影響を調べるために、設計されて作製された。
以下のほとんどのペプチドは、同じ出発原料、ROBzlから製造された。1つの方法が、次の2段階法によってBocRからROBzlを製造するために開発された。
出発原料のRoBzlから、ペプチドはアミド基形成およびN末端基の脱保護に関する標準的2段階プロトコルを用いて作製された。
「超嵩高な基」、すなわち1個だけ非常に大きい嵩高な親油基を有するペプチドをテストするため、ジペプチドメチルエステル(XROMe)が調製された。一例として、TbtR OMeの合成は上記実施例2に記載されている。類似方法が他のメチルエステルの製造に使用された。
MIC(μg/m)として測定された、種々のペプチドの抗菌活性は、下記の表7に示す。
力価の組:500、300、200、150、100、50、50、37.5、30、25、12.5、5、4、2および1
これらのペプチドはいずれも赤血球に対して測定可能な毒性を有していなかった。
[実施例5]
ヘキサペプチドおよびテトラペプチドのもう一つのグループが、前記実施例で記載されたように、固相多重ペプチド合成装置MBS 396で調製された。これらはE. coliおよびS. aureusに対してテストされ、これらの最小発育阻止濃度(MIC)を下記の表8に示す。最初のカラムはμg/mlでの数値であり、二番目のカラムはμM/mlである。アラニン残基が、「スペーサー」として含められ、活性に対する長さの影響を調べられた。
このデータは、特に超嵩高なPmc基を有するペプチドに関して、グラム陽性菌に対して優れた活性を示している。データは、また実際の配列が大して意味を持たないことも示している。驚くことにしかも利点からして、より小さいペプチドがより活性である(WBRRおよびWBRRAA参照)。
[実施例6]
本明細書で記載されたペプチドを調製する際に使用される、あるいは使用に好適なペプチドカップリング、脱保護および精製のための基本手順が以下に記載される。
ペプチドカップリング 基本手順
合成
N−Boc保護アミノ酸誘導体(1.05当量)およびC末端保護(メチルエステル、ベンジルエステル、ビフェニルメチルエステルかまたはβ−ナフチルアミドとして、そのいずれかで)されたアミノ酸誘導体(1.00当量)および1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)(1.2当量)が、反応容器に添加された。ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)(2.4当量)およびジメチルホルムアミド(DMF)(5ml/mmol N−Boc保護アミノ酸)を添加して、すべての成分が溶解するまで反応混合物を撹拌した。O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N',N'−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU)(1.2当量)が少量ずつ添加され、反応混合物は1時間振盪された。
抽出およびワークアップ
1mmolバッチからの反応混合物は酢酸エチル(16ml)で希釈し、12mlの5%クエン酸と5ml塩水との混合物で2回洗浄した。得られた有機相は6mlの飽和炭酸水素ナトリウムと2ml塩水との混合液で2回洗浄した。
N−Boc保護ペプチドの開裂
好適な手順は、これらの先の実施例に記載されている。
精製と分析
ペプチドは、移動相として水およびアセトニトリルの混合液(0.1%TFAを含む)を使用し、RP−HPLC C18カラム(Delta−Pak C18, 100Å, 15μm, 25×100mm, Waters Corporation, Milford, MA, USA)で、254nmでのUV検出を行い、精製された。すべてのペプチドは、移動相として水およびアセトニトリルの混合物(0.1%TFAを含む)を使用して、分析用RP−HPLC C18カラム(Delta−Pak C18, 100Å, 5μm, 3.9×150mm, Waters Corporation)で、不純物について分析された。すべてのペプチドの純度は、96%より上であることがわかった。ペプチドの完全な状態は、VG Quattro 4重極質量スペクトロメーター(VG Instruments Ins., UK)を用いる陽イオンエレクトロスプレーイオン化質量分析法でチェックされた。
[実施例7]
H−Arg−OBzlの調製(Bodanszky,MおよびBodanszky,A、「The practice of peptide synthesis」(1994) Springer Verlag, p. 30−31に倣った。)
Boc−Arg−OH(2.5mmol)のメタノール(20ml)溶液に、水(2ml)を添加した。該溶液はCs2CO3の20%水溶液で中和され、その後、乾燥するまで真空中で蒸発させた。残存する水は、トルエンの添加と蒸発を繰り返されることによって除去された。Boc−アルギニンのセシウム塩(固体)は、DMF(25ml)および臭化ベンジル(3mmol)で処理され、室温で6時間撹拌された。DMFは減圧下、除去され、生成物はアセトン中に溶解され、濾過された。濾液は真空中で蒸発させ、生成物は95%トリフルオロ酢酸(TFA)(4ml)で処理された。結果として得られる生成物、H−Arg−OBzlは、ジエチルエーテルを用いてピペット吸引して(by tituration)分離された。H−Arg−OBzlの塩は、パラ−トルエンスルホン酸(5mmol)のエーテル溶液で生成物を処理することにより分離された。
H−Arg−OBipの調製(Bodanszky,MおよびBodanszky,A「The practice of peptide synthesis」(1994) Springer Verlag, p. 30−31に倣った。)
Boc−Arg−OH(2.5mmol)のメタノール(20ml)溶液に水(2ml)を添加した。該溶液はCs2CO3の20%水溶液で中和され、その後、乾燥するまで真空中で蒸発させた。残存する水は、トルエンの添加と蒸発を繰り返されることによって除去された。Boc−アルギニンのセシウム塩(固体)は、DMF(25ml)、ビフェニルメチルクロリド(3mmol)およびヨウ化カリウム(1mmol)で処理され、そして室温で6時間撹拌された。DMFは真空中で除去され、生成物はアセトン中に溶解され、濾過された。濾液は真空中で蒸発され、生成物は95%トリフルオロ酢酸(TFA)(4ml)で処理された。結果として得られる生成物、H−Arg−OBipはジエチルエーテルを用いて、ピペット吸引して分離された。H−Arg−OBip塩は、パラ−トルエンスルホン酸(5mmol)のエーテル溶液で生成物を処理することにより分離された。
[実施例8]
C末端が修飾された下記ジペプチドもまた作製し、評価した。便宜のため、これらの化学的構造を以下に示す。
[実施例9]
KWOBzlに基づくペプチド様物質が製造され、望ましい構造モチーフが存在すればペプチド構造が活性には要求されないことを証明するため、試験された。
最初の化合物は、フランスのNeosystemsから得られた。二番目の化合物は、インドール酢酸から標準技術(その酸と臭化ベンジルとのエステル化をCs塩が介在する)を用いて製造され、さらに標準カップリング手順を用いて、diBocリジンにカップリングさせた。
これらの結果は、エステル誘導体が少なくともそれらのペプチド等価物と同じくらいに活性であることを示し、カルボニル基の利点を例証している。
[実施例10]
また、アルドリッチ(Aldrich)カタログから入手できる下記ジフェニルエチレンジアミンもテストされ、そしてすべてがS. aureusに対する250μg/mlのMICを有していた。
[実施例11]
修飾された単一の超嵩高なアミノ酸からなる下記分子を作製し、これらの抗菌活性をテストした。
Boc−Tbt−Dab−Z:
12mlのDMF/CH2Cl2(1:1)にあるBoc−Tbt−OH(0.7510g, 1.6mmol)、N−Z−1,4−ジアミノブタン一塩酸(0.4323g、1.7mmol)、HOBt(0.8715g, 5.7mmol)、DIPEA(1.63ml, 9.5mmol)の混合物は、氷/水浴中で撹拌され、HBTU(0.7220g, 1.9mmol)が少量ずつ10分かけて添加された。混合物は、さらに30分間撹拌され、次いで冷却浴が取り除かれ、撹拌を2時間半続けた。反応混合物は、真空中で蒸発された。得られる液状油状物は、ジクロロメタンに溶解され、続いて3×5ml飽和NaHCO3、2×5ml 10%クエン酸,10ml水および5ml飽和NaClで抽出され、次にMgSO4上で乾燥され、明るい黄色油状物に蒸発された。油状物は、水で粉砕され、真空下で乾燥された。フラッシュクロマトグラフィー(6% MeOH−CHCl3)による粗生成物の精製により、0.96g(89%)の表題化合物を生じた。
Boc−Tbt−Dae−ZおよびBoc−Tbt−Dah−Zは、Boc−Tbt−Dab−Zの記載と同一の手順で調製された。粗生成物はほとんど定量的収量で得られ、そしてフラッシュ(flash)クロマトグラフィーによる精製は必要なかった。
Z保護基の除去は、メタノール/水(19:1)中の10%Pd活性炭上で、一晩水素化(1atm)することにより行った。触媒は、セライトを通して濾過することで除去された。真空下での溶媒の蒸発により黄色油状物として遊離アミンを得た。Boc保護基は、試薬Kで処理することで除去された。真空下で反応混合物を蒸発したのち、油状残留物をジエチルエーテルのp−トルエンスルホン酸で処理することで脱保護されたBoc−ジアミンが、白色固体として分離された。粗生成物は、RP−HPLCで精製され、そして凍結乾燥して白色固体を得た。
略語
Tbt: β−(2,5,7−トリ−tert−ブチルインドール−3−イル)アラニン
Dae: 1,2−ジアミノエタン
Dab: 1,4−ジアミノブタン
Dah: 1,6−ジアミノヘキサン
[実施例12]
嵩高な親油基と極性残基との組合せを具体化する、いくつかのオリジナル構造は、シクロペンタジエンといった安価な原料から、たやすく入手可能である。このような化合物の2つは、図Aに示され、すでに、シクロヘキサンベースを基礎とする土台の汎用性が証明されている。実際、嵩高なまたは極性基の添加順序の単純な変化が、2つの異なる生成物1および2を導く。
化合物1の製造のため辿る合成経路は、化合物2の製造にも適用され得るもので、下記の図Bに示される。
シクロペンタジエン3が、一重項酸素(光増感剤としてローズベンガルの存在下で酸素の光分解によってその位置で発生する)と反応し、相当するエンドパーオキサイドを生じた。このパーオキサイドは、分離されないが、しかし、反応混合物に存在するチオ尿素によって直接還元されて、全体収率が48%で、所望のシス−ジオール4となった。ピリジンおよびDMAPの存在下に過量の臭化ブロムアセチルを用いて、シス−ジオール4のエステル化により、40%収率で、所望のジエステル5が得られた。ジエステル5がさらに先の中間体6への次の転換は、フタルイミドアニオン・カリウムを用いて、求核置換によって円滑に達成された。アルケン6はその後、古典的なオスミウム触媒の条件下、α面からジヒドロキシル化され、実質的に定量的な収量で所望のジオール7を得た。ジオール7から最終生成物1への転換は、7とインドールカルボン酸とのDCC−介在によるカップリング、それに続く熱エタノール中でのヒドラジン水和物によるフタルイミド保護基の脱保護によってもたらされた。2を製造するために逆の順序が辿られた。
この多目的に使えるシーケンスは、種々の類似物の調製に対し、嵩高で極性の基の添加順番を変更し、シクロペンタン骨格を置換する4個のヒドロキシ基の相対的な空間的配置を変え、さらに嵩高な極性基の大きさおよび特質を変えることにより、取り替えることも可能である。この戦略は図3に示されるいくつかの構造によって描かれるが、しかし、これは決して完全なリストではない。
実験手順
1,3−ジヒドロキシ−4−シクロペンテンの調製
チオ尿素(5.03g; 0.68当量)およびローズベンガル(197mg; 0.002当量)の蒸留メタノール(1.8L)溶液に、新たに蒸留したシクロペンタジエン(1当量) 8mlが0℃で添加された。酸素を溶液に通した。2時間後、450Wの水銀電球で照射され、酸素の流入は2時間にわたって維持された。次いで溶液は暗所に保管され、酸素は一晩止められた。混合物は200mlに濃縮され、活性炭およびセライトRを通して着色がなくなるまで複数回濾過された。その後、Na2SO4上で乾燥され、溶媒は加熱することなく、減圧下で除去された。粗生成物は水平蒸留(115℃、10-4mbar)によって精製され、黄色の低融点固体、3.525g(36%収率)を得た。
NMR H1 DMSO 300MHz δ (ppm)(多重度): 1.53(dt); 2.82(dt); 4.67(d); 5.16(s); 6.03(s)
ジブロモ−ジエステル調製
7.05g(1当量)のジオールおよび46.62g(3当量)の臭化酢酸ブロミド(bromoacetic bromide)のジクロロメタン溶液250mlに、17.04ml(3当量)のピリジンと700mg(0.08当量)のDMAPが0℃で添加された。溶液は室温まで暖められ、撹拌しながら一晩保持された。その後、700mlのDCMが添加され、有機相は70mlの3M HCl、140mlのNAHCO3飽和溶液、140mlの水で洗浄された。その有機相は、Na2SO4上で乾燥され、濾過され、溶媒は減圧下で除去された。粗生成物は、フラッシュクロマトグラフィー(AcOEt/EP 35:75)で精製され、9.76g(40.6%収率)の無色液体を得た。
NMR H1 CDCl3 300MHz δ (ppm)(多重度): 1.8 (dt); 2.89(dt); 3.91(s); 5.58(dd); 6.13(s)
ジフタルイミド−ジエステルの調製
1.311g(1当量)のジブロモ化合物および1.78g(2.5当量)のフタルアミドカリウムのDMSO溶液30mlが、環流下に一晩保持された。混合物は、250mlのジエチルエーテルで希釈され、150mlの塩水で3回洗浄された。有機相をNa2SO4上で乾燥され、濾過され、そして溶媒を減圧下で除去した。粗生成物は、フラッシュクロマトグラフィー(AcOEt/EP 80:20)で精製され、1.24g(68.8%収率)の白色固体を得た。
NMR H1 CDCl3 300MHz δ (ppm)(多重度): 1.85(dt); 2.87(dt); 4.42(d); 5.61(dd); 6.11(s); 7.85(m)

Claims (8)

  1. 2〜4個のアミノ酸からなるペプチドまたはペプチド様物質であって、
    当該ペプチドまたはペプチド様物質が、少なくとも13個の非水素原子と4個またはそれ以上の非水素原子からなる1個または複数の閉環とを包含する1個の親油性基を有し、
    前記アミノ酸の少なくとも1つが、カチオン性の側鎖(R基)を有し、アミノ酸の側鎖(R基)の少なくとも1つが、4個またはそれ以上の非水素原子の親油性基であり、
    当該ペプチドまたはペプチド様物質が、アニオン基よりも少なくとも2個多いカチオン基を有するものである、
    ペプチドまたはペプチド様物質を含む、ヒトまたは動物体の微生物感染治療剤。
  2. 前記ペプチドまたはペプチド様物質が、少なくとも5個の非水素原子からなる2個の閉環を有する親油性基を包含するものである、請求項1に記載の微生物感染治療剤。
  3. 前記ペプチドまたはペプチド様物質が、負の電荷を有しないように、C末端で修飾されたものである、請求項1または2に記載の微生物感染治療剤。
  4. 前記ペプチドまたはペプチド様物質が、C末端で、アミド化またはエステル化されたものである、請求項3に記載の微生物感染治療剤。
  5. 2〜4個のアミノ酸からなるペプチドまたはペプチド様物質であって、
    当該ペプチドまたはペプチド様物質が、少なくとも13個の非水素原子と4個またはそれ以上の非水素原子からなる1個または複数の閉環とを包含する1個の親油性基を有し、
    前記アミノ酸の少なくとも1つが、カチオン性の側鎖(R基)を有し、アミノ酸の側鎖(R基)の少なくとも1つが、4個またはそれ以上の非水素原子の親油性基であり、
    当該ペプチドまたはペプチド様物質が、アニオン基よりも少なくとも2個多いカチオン基を有するものである、
    ペプチドまたはペプチド様物質の、膜作用性抗菌剤としての、ex vivoでの非治療的使用。
  6. 前記ペプチドまたはペプチド様物質が、少なくとも5個の非水素原子からなる2個の閉環を有する親油性基を包含するものである、請求項5に記載の使用。
  7. 前記ペプチドまたはペプチド様物質が、負の電荷を有しないように、C末端で修飾されたものである、請求項5または6に記載の使用。
  8. 前記ペプチドまたはペプチド様物質が、C末端で、アミド化またはエステル化されたものである、請求項7に記載の使用。
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