JP5881509B2 - アゾベンゼン化合物 - Google Patents
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Description
Xは硫黄原子、酸素原子、−CH2−、又は直接結合であり、
Yは低級アルキレン基、低級アルケニレン基、又は低級アルキニレン基であり、
Aは保護基、水素原子、N末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(a1)、又はN末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(a2)であり、
該アミノ酸残基(a1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(a2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
Bは保護基、ヒドロキシル基、C末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(b1)、又はC末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(b2)であり、
該アミノ酸残基(b1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(b2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基である。)。
Xは硫黄原子、酸素原子、−CH2−、又は直接結合であり、
Yは低級アルキレン基、低級アルケニレン基、又は低級アルキニレン基であり、
Aは保護基、水素原子、N末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(a1)、又はN末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(a2)であり、
該アミノ酸残基(a1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(a2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
Bは保護基、ヒドロキシル基、C末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(b1)、又はC末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(b2)であり、
該アミノ酸残基(b1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(b2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基である。)。
にて示されるアゾベンゼン化合物の製造方法であって、
(i)下記化学式(2)
にて示されるアニリン化合物を、酸化剤を用いて反応させる工程1、
(ii)工程1によって得られる下記化学式(3)
にて示されるニトロソ化合物と、下記化学式(4)
にて表されるアニリン化合物を混合して反応させ、下記化学式(5)
にて示される、アゾベンゼン化合物を得る工程2、
(iii)必要に応じて上記化学式(5)で示されるアゾベンゼン化合物におけるA′及び/又はB′の保護基を脱保護する工程3、
及び、
(iv)必要に応じて上記工程2又は工程3で得られるアゾベンゼン化合物を固相合成法に供する工程4、
を含む製造方法。
本発明のアゾベンゼン化合物は、下記化学式(1)にて表される。
Baseは核酸塩基を示し、それぞれ同一であっても異なってよく、nは0以上25以下、好ましくは3〜23の整数である。)
に示すように、N−(2−アミノエチル)グリシンがペプチド結合によって重合した構造を有し、その主鎖をペプチド主鎖とする。斯かるペプチド主鎖において、アミド基を有する末端をN末端とし、カルボキシル基を有する末端をC末端とする。
上記Xが硫黄原子であり、且つ上記Yが−CH2−である組み合わせ、
上記Xが酸素原子あり、且つ上記Yが−CH2−である組み合わせ、
上記Xが−CH2−であり、且つ上記Yが−CH2−である組み合わせ、等が挙げられ、視光応答性、シス異性体の熱安定性等の観点から上記Xが硫黄原子であり、且つ上記Yが−CH2−である組み合わせが最も好ましい。
本発明の下記式(1)
Xは硫黄原子、酸素原子、−CH2−、又は直接結合であり、
Yは低級アルキレン基、低級アルケニレン基、又は低級アルキニレン基であり、
Aは保護基、水素原子、N末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(a1)、又はN末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(a2)であり、
該アミノ酸残基(a1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(a2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
Bは保護基、ヒドロキシル基、アミノ酸残基(b1)、又はペプチド核酸残基(b2)であり、
該アミノ酸残基(b1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(b2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基である。)
にて示されるアゾベンゼン化合物の製造方法は、以下の工程1〜4を含むものである。
本発明のアゾベンゼン化合物の製造方法における工程1は、下記化学式(2)
にて示されるアニリン化合物を、酸化剤を用いて反応させる工程である。
にて示されるニトロソ化合物が得られる。
下記化学式(7)
にて示すアニリン化合物と、保護基を付与する化合物を反応させればよい。
本発明のアゾベンゼン化合物の製造方法における工程2は、上記工程1にて得られる下記化学式(3)
にて示されるニトロソ化合物と、下記化学式(4)
にて表されるアニリン化合物を混合して反応させる工程である。
にて示される、アゾベンゼン化合物が得られる。
本発明のアゾベンゼン化合物の製造方法における工程3は、上記工程2にて得られる上記化学式(5)にて示されるアゾベンゼン化合物に対して脱保護の処理に供する工程であり、上記化学式(1)にて示されるアゾベンゼン化合物において、Aを水素原子及び/又はBをヒドロキシ基とするアゾベンゼン化合物を製造する場合に必要となる工程である。
本発明のアゾベンゼン化合物の製造方法における工程4は、上記化学式(1)において、A及び/又はBをアミノ酸残基又はペプチド核酸残基とするアゾベンゼン化合物を製造する場合に必要となる工程であり、上記工程2又は工程3にて得られたアゾベンゼン化合物を固相合成法に供する工程である。
<2−(4−((4−((((9H−fluoren−9−yl)methoxy)carbonylamino)methyl)phenyl)diazenyl)phenylthio)acetic acid:化合物I>
下記の化学式(8)に示すスキームにて合成を行った。
Tentagel amide resin (0.24mmol/g,Novabiochem)に上記化合物Iを結合させ、その後、上記化合物Iに対して20%〜40%のピペリジン/DMF溶液を2〜5等量加え、室温で5〜30分反応させた。次いで、2Nの塩酸にて中和、減圧濃縮し、ジクロロメタンによるデカンテーションで脱離後のFmoc基を除去し、Fmocを上記のピペリジンによる脱保護と同様に行い樹脂をDMFにて洗浄した。
下記の化学式(11)に示すスキームにて合成を行った。
DMSO溶媒にパラ位に硫黄を持つアゾベンゼンアミノ酸(化合物I)を終濃度20μmol/lとなるように溶解し、95℃で5分加熱したものをトランス体として、キセノンランプ光源(朝日分光(株)製:ハイパワーキセノン光源Max−302,300W)を利用して360±10nm(長波長カットフィルター導入)にて410±10nmの可視光を表示時間照射し、シス体への光異性化を紫外−可視吸収スペクトルにて評価した(図1)。
DMSO溶媒にパラ位に炭素を持つアゾベンゼンアミノ酸(化合物VI)を終濃度20μmol/lとなるように溶解し、95℃で5分加熱したものをトランス体とした。その後、上述のキセノンランプ光源の光を化合物IVに表示時間照射し、シス体への光異性化を紫外−可視吸収スペクトル(UV−1700,SHIMADZU)にて評価した(図2)。
ペプチド結合型アゾベンゼン化合物として、上記アゾベンゼン化合物VのN末端及びC末端に核内移行シグナルペプチドを有するアゾベンゼン化合物を作製した。
アミノ酸(K:Fmoc−Lys(Boc)−OH=67.5mg(0.14mmol、P:Fmoc−Pro−OH=48.6mg(0.14mmol)、R:Fmoc−Arg(Pbf)−OH=97.5mg(0.14mmol)、V:Fmoc−Val−OH=48.9mg(0.14mmol))、AEEA(Fmoc−2(2−amino ethoxy)ethoxy acetic acid)=55.5mg(0.14mmol)、及び上記アゾベンゼン化合物I=50.2mg(0.096mmol)をbase solution 200μl、DMF200μlに溶かした溶液に、O−(7−azabenzotriazole−1−yl)−1,1,3,3,−tetramethyluronium hexafluorophosphate(HATU)=273mg(0.72mmol)を加えた後、resinに加え、2h攪拌した。また合成の際、AEEA、アゾベンゼン化合物I以降の合成についてはカップリング操作を二回行った。
溶媒を取り除き、DMFで5回洗浄した後、capping solutionを1ml加えて5分間攪拌した。その後、溶媒を取り除き、resinをDMFで10回洗浄した。
Deblock solutionを1ml加え、5分間攪拌した後、溶媒を取り除き、DMFで10回洗浄した。またこのときの脱保護後の溶媒をDMFで希釈し、300nmの紫外−可視吸収スペクトルを測定することで合成効率を確認した。
Hela細胞に上記NLS−AEEA−NLS及びNLS−AZO−NLSのシス体並びにシス/トランス体を作用させて、斯かる細胞の核内に移行するかどうかを検討した。
これらのサンプルをそれぞれ終濃度が120nMとなるようにOpti−MEMに溶解させた後にHela細胞に添加した後、90〜180分インキュベートした後に、TAMRAに基づく蛍光を、蛍光顕微鏡にて観察した。インキュベーション開始から90分後の蛍光顕微鏡写真を図3に、180分後の蛍光顕微鏡写真を図4に示す。
ペプチド結合型アゾベンゼン化合物として、上記アゾベンゼン化合物VのN末端及びC末端にペプチド核酸及びアミノ酸を有するアゾベンゼン化合物を作製した。
塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のN末端(5’末端)のPNA〔C〕のアミド基が、上述の3つのリジンがペプチド結合したペプチドのC末端のリジン残基のカルボキシル基とペプチド結合しており、塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のC末端(3’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基が、上記アゾベンゼン化合物のN末端とペプチド結合している。また、塩基配列がTCTCCCTTCTTT(配列番号2)であるペプチド核酸のN末端(5’末端)のPNA〔T〕のアミド基が、上記アゾベンゼン化合物Vのカルボキシル基とペプチド結合しており、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のC末端(3’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基がリジンのアミド基とペプチド結合している。
塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のN末端(5’末端)のPNA〔C〕のアミド基が、上述の3つのリジンがペプチド結合したペプチドのC末端のリジン残基のカルボキシル基とペプチド結合しており、塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のC末端(3’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基が、グリシンのアミノ基とペプチド結合している。また、上記アゾベンゼン化合物Vのアミド基は、グリシンのカルボキシル基とペプチド結合しており、上記アゾベンゼン化合物Vのカルボキシル基は、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のN末端(3’末端)のPNA〔T〕のアミド基とペプチド結合している。そして、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のC末端(5’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基とリジンのアミド基がペプチド結合している。
塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のN末端(5’末端)のPNA〔C〕のアミド基が、上述の3つのリジンがペプチド結合したペプチドのC末端のリジン残基のカルボキシル基とペプチド結合しており、塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のC末端(3’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基が、βアラニンのアミノ基とペプチド結合している。また、上記アゾベンゼン化合物Vのアミド基は、βアラニンのカルボキシル基とペプチド結合しており、上記アゾベンゼン化合物Vのカルボキシル基は、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のN末端(3’末端)のPNA〔T〕のアミド基とペプチド結合している。そして、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のC末端(5’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基とリジンのアミド基がペプチド結合している。
塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のN末端(5’末端)のPNA〔C〕のアミド基が、上述の3つのリジンがペプチド結合したペプチドのC末端側のカルボキシル基とペプチド結合しており、塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のC末端(3’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基が、4−アミノブチル酸のアミド基とペプチド結合している。また、上記アゾベンゼン化合物Vのアミド基は、4−アミノブチル酸のカルボキシル基とペプチド結合しており、上記アゾベンゼン化合物Vのカルボキシル基は、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のN末端(3’末端)のPNA〔T〕のアミド基とペプチド結合している。そして、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のC末端(5’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基とリジンのアミド基がペプチド結合している。
塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のN末端(5’末端)のPNA〔C〕のアミド基が、上述の3つのリジンがペプチド結合したペプチドのC末端側のカルボキシル基とペプチド結合しており、塩基配列がCCTCTであるペプチド核酸のC末端(3’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基が、5−アミノ吉草酸のアミド基とペプチド結合している。また、上記アゾベンゼン化合物Vのアミド基は、5−アミノ吉草酸のカルボキシル基とペプチド結合しており、上記アゾベンゼン化合物Vのカルボキシル基は、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のN末端(3’末端)のPNA〔T〕のアミド基とペプチド結合している。そして、配列番号2に示す塩基配列からなるペプチド核酸のC末端(5’末端)のPNA〔T〕のカルボキシル基とリジンのアミド基がペプチド結合している。
上述のペプチド核酸結合型アゾベンゼン化合物に含まれるペプチド核酸が有する塩基配列と、相同性を有する一本鎖DNA(ssDNA)を用いて、結合実験を行った。
Claims (4)
- 下記化学式(1)にて示されるアゾベンゼン化合物;
Xは硫黄原子であり、
Yは炭素数が1〜8個の低級アルキレン基、炭素数が3〜8個の低級アルケニレン基、又は炭素数が3〜8個の低級アルキニレン基であり、
Aは保護基、水素原子、N末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(a1)、又はN末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(a2)であり、
該アミノ酸残基(a1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(a2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
上記A中の保護基はアミノ基の保護基であり、
Bは保護基、ヒドロキシル基、C末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(b1)、又はC末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(b2)であり、
該アミノ酸残基(b1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(b2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
上記B中の保護基はカルボキシル基の保護基である。)。 - 前記Yが−CH2−である、請求項1に記載のアゾベンゼン化合物。
- 下記化学式(1)
Xは硫黄原子であり、
Yは炭素数が1〜8個の低級アルキレン基、炭素数が3〜8個の低級アルケニレン基、又は炭素数が3〜8個の低級アルキニレン基であり、
Aは保護基、水素原子、N末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(a1)、又はN末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(a2)であり、
該アミノ酸残基(a1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(a2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のC末端のカルボキシル基からOHを除いた基であり、
上記A中の保護基はアミノ基の保護基であり、
Bは保護基、ヒドロキシル基、C末端に保護基を有していてもよいアミノ酸残基(b1)、又はC末端に保護基を有していてもよいペプチド核酸残基(b2)であり、
該アミノ酸残基(b1)とはペプチドが有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
該ペプチド核酸残基(b2)とはペプチド核酸が有するペプチド主鎖のN末端のアミノ基からHを除いた基であり、
上記B中の保護基はカルボキシル基の保護基である。)。
にて示されるアゾベンゼン化合物の製造方法であって、
(i)下記化学式(2)
にて示されるアニリン化合物を、酸化剤を用いて反応させる工程1、
(ii)工程1によって得られる下記化学式(3)
にて示されるニトロソ化合物と、下記化学式(4)
にて表されるアニリン化合物を混合して反応させ、下記化学式(5)
にて示される、アゾベンゼン化合物を得る工程2、
(iii)必要に応じて上記化学式(5)で示されるアゾベンゼン化合物におけるA′及び/又はB′の保護基を脱保護する工程3、
及び、
(iv)必要に応じて上記工程2又は工程3で得られるアゾベンゼン化合物を固相合成法に供し、化学式(1)にて示されるアゾベンゼン化合物とする工程4、
を含む製造方法。 - 前記Yが−CH2−である、請求項3に記載の製造方法。
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