JP5788653B2 - 糖鎖修飾ヌクレオチド及びその使用 - Google Patents
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Description
1.糖とヌクレオチドヌクレオチド若しくはヌクレオシドがリンカーを介して結合しており、糖としてシアル酸を含むことを特徴とする、糖修飾ヌクレオチド。
2.前記糖が、シアリルラクトースである、前項1に記載の糖修飾ヌクレオチド。
3.前記シアリルラクトースが、2-6型シアリルラクトース又は2-3型シアリルラクトースである、前項2に記載の糖修飾ヌクレオチド。
4.前項1〜3のいずれか1に記載の糖修飾ヌクレオチドを含む糖修飾オリゴヌクレオチド。
5.前項1〜3のいずれか1に記載の糖修飾ヌクレオチド、あるいは前項4に記載の糖修飾オリゴヌクレオチドを有効成分として含む抗インフルエンザ剤。
6.抗インフルエンザ剤が、インフルエンザ治療剤又はインフルエンザウイルス捕捉剤である、前項5に記載の抗インフルエンザ剤。
7.以下の工程を含む、前項1〜3のいずれか1に記載の糖修飾ヌクレオチドの製造方法:
1)シアル酸誘導体修飾アクリルアミドを合成する工程;
2)前記シアル酸誘導体修飾アクリルアミドをパラジウム触媒を用いてヌクレオシド3リン酸に付加する工程。
8.前項1〜3のいずれか1に記載の糖修飾ヌクレオチド、基質としてのdNTP及びDNAポリメラーゼを少なくとも用いることを特徴とする、前項4に記載の糖修飾オリゴヌクレオチドの製造方法。
9.核酸増幅方法により作製される前項8に記載の糖修飾オリゴヌクレオチドの製造方法。
10.前項1〜3のいずれか1に記載の糖修飾ヌクレオチド、基質としてのdNTP及びDNAポリメラーゼを少なくとも含む、前項4に記載の糖修飾オリゴヌクレオチド作製用キット。
図1の化合物3から10の詳細な合成方法を以下に示す。
ジクロロメタン100 mlにトリエチルアミン9.58 g (94.7 mmol)、6-アミノ-1-ヘキサノール 4.96 g (42.3 mmol)を入れ、ジクロロメタン70 mlで溶解させたアクリル酸クロリド11.52 g (127.3 mmol)を滴下し、室温で24時間撹拌した。反応液をクロロホルムで希釈し、1 M NaHCO3 50 ml×1と蒸留水50 ml×2で洗浄した。有機層からクロロホルムを減圧留去後の固体に99.5 %エタノール50 mlを加え、続けて2 M NaOH 30 mlを加え1 時間撹拌した。反応溶液を減圧留去し、得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーにより、酢酸エチルで溶出し、白色固体を得た。(収量:4.48 g、収率:62 %)
氷浴下でメチルN-アセチβ- D -ノイラミネート(4)1.96 g(6.06 mmol)にアセチルクロリド25 g(319 mmol)を加え、24時間後反応させた。アセチルクロリドを減圧留去し、発泡性のある褐色粘稠体を得た。この褐色粘稠体をベンゼンに溶かして攪拌したn-ヘキサン溶液に滴下し、生成した沈殿を回収した。(収量:2.87g、収率:87 %)
脱水ジクロロメタンに、メチル 4,7,8,9-テトラ-O-アセチル-2-クロロ-2-デオキシ-D-ノイラミネート(5)1.00 g(1.96mmol)、6-(N-アクロイルアミノ)ヘキサン-1-オール(3)0.480 g(2.80mmol、1.43eq)、サリチル酸銀0.930 g(3.80 mmol、1.94 eq)を加え、室温で5 日間(111時間)反応させた。反応溶液をセライト濾過し、ジクロロメタンを減圧留去した。クロロホルム:メタノール=100:0から99:1のグラジエント溶出によるフラッシュカラムクロマトグラフィー精製を行い、褐色粘稠体を得た。(収量:308 mg、収率:23 %)
MeOH 3.0 mlに6-(N-アクロイルアミノ)ヘキシル メチル(5-アセタミド-4,7,8,9-テトラ-O-アセチル-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-α-D-ガラクト-2-ノニュロピラノシル)オネート(6)150.0 mg(232.7μmol)、1 M水酸化ナトリウム水溶液11 mlを加え、室温で1 時間反応させた。 薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応の進行を確認した後、イオン交換樹脂(DOWEXTM 50W×8; 100 - 200 MESH、H FORM)3.41 g(約1 eq)を加えて中和し、10 分間攪拌した。DOWEXTMをろ過した溶液を減圧留去し、白色固体を得た。(収量:108 mg、収率:100 %)
0.1 M 酢酸バッファー(pH =6.0) 20 ml にdUTP Na塩(8)240 mg(432μmol、1.00eq)と酢酸水銀688 mg(2.16mmol、5.00eq)を加え、50 ℃で5 時間反応させた。5 時間後、TLCにより反応の進行を確認し、塩化リチウム165 mg(3.89mmol、9.00eq)を加え、10 分間攪拌した。酢酸エチル20 mlで10 回水層を洗浄した後、冷エタノール60 mlを加えると、白色沈殿が生じた。溶液を遠心分離し、上澄みをデカンテーションにより除去した。同様の操作を各遠心管について冷エタノール3 mlを二回、冷ジエチルエーテル3 mlを一回ずつ行った。沈殿物を乾燥させ、白色固体を得た。(収量:308 mg、収率:90.1 %)
超純水(MilliQ水)3.00 mlに6-(N-アクロイルアミノ)ヘキシル 5-アセタミド-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-α-D-ガラクト-2-ノニュロピラノソ酸(7)112 mg(231μmol、4eq)とdUTP-HgCl (9)46.1 mg(58.3μmol)、Li2PdCl4 45.8 mg(174μmol、3.00eq)を加え、24時間室温で反応させた。UV吸光光度測定により反応の進行を確認した後、直径5 cmのメンブレンフィルターで反応溶液を濾過し、陰イオン交換クロマトグラフィー(直径1 cm、DEAE Sephadex A-25 2.2g、展開溶媒:50 mM - 1.5 M TEABバッファー pH =7.54)精製を行った。TEABバッファーを減圧留去後、MilliQ水、イオン交換樹脂(DOWEXTM 50W×8; 100 - 200 MESH、Na FORM)を加えて20 分間撹拌した。DOWEXTM 50W×8をろ過した後、溶液を減圧留去し、茶褐色粘稠体を得た。(収量:23.5 mg、収率:40 %)
DNA polymerase KOD Dash(R)を用いて、dUTP-NeuAcがDNAへ導入されるか否かを検討した。テンプレート(鋳型DNA)として、図4のT1〜T7に示す各配列のものを用い、添付の試薬及び取扱説明書に従って、PCR反応を行い、シアル酸修飾オリゴヌクレオチドを合成した。
実施例1−2にて合成した各シアル酸修飾オリゴヌクレオチド(T1〜T7)について、40mer T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7 (5 pmol/μl)をテンプレートとして、dATP, dCTP及びdGTP を各々0.2 mM, dUTP-NeuAc 0.2 mM、プライマー(5 pmol/μl)、DNA polymerase KOD Dash(R) 0.1 U/μlの存在下、55 ℃で1 時間インキュベートした後、15 %ポリアクリルアミド電気泳動により確認した。その結果、dUTP-NeuAcが1個(T1)、2個(T2)、5残基おきに4個(T3)、5個(T4)、10個(T5)、15個(T6)が導入されていることが確認された(図5)。
図2の化合物12〜17の詳細な合成方法を以下に示す。
無水酢酸50 ml (531.34 mmol, 18.1 eq) に無水酢酸ナトリウム3.00 g (36.61 mmol, 1.2 eq)を入れ140 ℃で加熱した。そこにラクトース・一水和物10.05 g (27.92 mmol)を加え、10 分間反応させた。その後、反応溶液を氷水250 ml に入れ撹拌し、粘性のある物質を析出させた。得られた固体をエタノールから再結晶を行い白色固体を得た。(収量:18.0 g、収率:95.0 %)
脱水ジクロロメタン230 mlにα-D-ラクトースオクタアセテート23.25 g (34.3 mmol, 1 eq) を加え、0 ℃に冷却した。33 %臭化水素・酢酸溶液40 mlを加え、90分間撹拌した。TLCにより反応の進行を確認した後、反応液を1 M NaHCO3 100 ml×1, 蒸留水 100 ml×1で分液抽出し、有機層にMgSO4を加え乾燥させろ過した。ろ液を減圧留去して得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーhexane : AcOEt = 6 : 4 - 4 : 6により精製し、白色固体を得た。(収量:22.8 g、収率:95 %)
脱水ジクロロメタン50 mlにヘプタアセチル-α-ブロモラクトース(13)2.09 g (2.98 mmol,)、N-(6-ヒドロキシヘキシル)プロペンアミド(3) 0.610 g (3.56 mmol, 3.1 eq)、炭酸銀0.348 g (1.26 mmol, 1.1 eq)、過塩素酸銀0.251 g (1.21 mmol, 1.1 eq)、180 ℃で3 時間活性化したモレキュラーシーブス4Aを加え、遮光下室温で41時間撹拌した。反応液をセライトでろ過し、ろ液を1 M NaHCO3 100 ml×1、蒸留水100 ml×1で分液抽出し、有機層にMgSO4を加え乾燥させろ過した。ろ液を減圧留去して得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィー(hexane : AcOEt = 1 : 1 - 0 : 1, AcOEt : MeOH = 1 : 0 - 95 : 5)により精製し、白色固体を得た。(収量:520 mg、収率:22.1 %)
脱水メタノール25 mlに、6-(N-アクロイルアミノ)ヘキシル 2,3,4,6-テトラ-O-アセチル-β-D-ガラクトピラノシル-(1→4)-2,3,6-トリ-O-アセチル-β-D-グルコピラノシド(14)475 mg (0.601 mmol, 1 eq)、NaOMe (116 mg 、2.15 mmol, 3.6 eq)を加え、1 時間反応させた。TLCで脱保護の進行を確認した後、アンバーライトIR-120B(H)でイオン交換した。溶液を減圧留去し、フラッシュカラムクロマトグラフィー(CHCl3 : MeOH = 3 : 1 - 7 : 3)により精製し、白色固体を得た。(収量:96 mg、収率 32.2 %、融点183-184 ℃)
bis trisバッファー(15 mM, pH 6.0, 1.0 M NaCl, Triton-X 0.1 %) 10 mlに6-(N-アクロイルアミノ)ヘキシルβ-D-ガラクトピラノシル-(1→4)-β-D-グルコピラノシド(15)100 mg (200μmol)、CMP-NeuAc(シチジン 5'-モノホスホ-β-D-N-アセチルノイラミン酸) 190 mg (300μmol)、α-2,3-シアル酸転移酵素(α-2,3-Sialyltransferase)200 munitを加え、室温で72時間撹拌した。逆相カラムクロマトグラフィー(水-メタノール)により精製し、白色固体を得た。(収量:86 mg、収率:55 %)
MilliQ水3.00 mlに6-(N-アクロイルアミノ)ヘキシル 5-アセタミド-3,5-ジデオキシ-D-グリセロ-α-D-ガラクト-2-ノニュロピラノシロネート)-(2→3)-β-D-ガラクトピラノシル-(1→4)-β-D-グルコピラノシド(16)112 mg(231μmol、4eq)とdUTP-HgCl (9)46.1 mg(58.3μmol)、Li2PdCl4 45.8 mg(174μmol、3.00eq)を加え、24時間室温で反応させた。UV吸光光度測定により反応の進行を確認した後、直径5 cmのメンブレンフィルターで反応溶液を濾過し、陰イオン交換クロマトグラフィー(DEAE SephadexTM A-25 2.2g、展開溶媒:50 mM - 1.5 M TEABバッファー pH =7.54)精製を行った。TEABバッファーを減圧留去後、MilliQ水、イオン交換樹脂(DOWEXTM 50W×8; 100 - 200 MESH、Na FORM)を加えて20 分間撹拌した。DOWEXTM 50W×8をろ過した後、溶液を減圧留去し、茶褐色粘稠体を得た。(収量:14 mg、収率:33 %)
実施例1−2と同手法により、dUTP-LacNeuAcを含むオリゴヌクレオチドを合成することができた。
実施例2−1で合成したdUTP-LacNeuAcについて、インフルエンザウイルスとトリ赤血球との赤血球凝集反応に対する阻害効果を確認した。
0.2×105〜6.25×105 pfu/ml の濃度範囲のインフルエンザウイルスA型(A/PR/8/34(H1N1)株)と、0μM〜5μM の濃度範囲のdUTP-LacNeuAc、及びPBSバッファー(pH 7.4)を96-ウェルプレート上で混合し、37 ℃で30 分間インキュベートした。その後、PBSバッファーで1/100〜1/400に希釈したトリ赤血球を添加し、37 ℃でさらに60 分間インキュベートした。
実施例2−2で合成した15個のdUTP-LacNeuAcを含むオリゴヌクレオチドについて、実験例2−1と同手法により、トリ赤血球凝集反応の阻害効果を確認した。上記の結果、上記オリゴヌクレオチドの濃度が40 nM以下であっても、血球凝集阻害効果が認められた(図7参照)。
Claims (3)
- 以下の工程を含む、シアル酸の2位若しくはシアリルラクトースの1位と、ピリミジン骨格を有するヌクレオシド3リン酸のピリミジン基の5位がリンカーを介して結合してなる糖修飾ヌクレオチドの製造方法:
1)シアル酸の2位若しくはシアリルラクトースの1位と、アクリルアミドのアミド基をリンカーと結合させてシアル酸誘導体修飾アクリルアミドを合成する工程;
2)前記シアル酸誘導体修飾アクリルアミドをパラジウム触媒を用いてピリミジン骨格を有するヌクレオシド3リン酸のピリミジン基の5位に付加する工程。 - 前記シアリルラクトースが、2-6型シアリルラクトース又は2-3型シアリルラクトースである、請求項1に記載の糖修飾ヌクレオチドの製造方法。
- ピリミジン塩基を有するヌクレオシドがウリジンである、請求項1又は2に記載の糖修飾ヌクレオチドの製造方法。
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