JP5925760B2 - シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法、当該製造方法に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体、及び当該糖ペプチド - Google Patents

シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法、当該製造方法に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体、及び当該糖ペプチド Download PDF

Info

Publication number
JP5925760B2
JP5925760B2 JP2013503535A JP2013503535A JP5925760B2 JP 5925760 B2 JP5925760 B2 JP 5925760B2 JP 2013503535 A JP2013503535 A JP 2013503535A JP 2013503535 A JP2013503535 A JP 2013503535A JP 5925760 B2 JP5925760 B2 JP 5925760B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sugar chain
group
amino acid
boc
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013503535A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012121206A1 (ja
Inventor
康宏 梶原
康宏 梶原
真淑 村上
真淑 村上
一之 石井
一之 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Glytech Inc
Original Assignee
Glytech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Glytech Inc filed Critical Glytech Inc
Publication of JPWO2012121206A1 publication Critical patent/JPWO2012121206A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5925760B2 publication Critical patent/JP5925760B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/001Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof by chemical synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/107General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides
    • C07K1/1072General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups
    • C07K1/1077General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups by covalent attachment of residues other than amino acids or peptide residues, e.g. sugars, polyols, fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/006General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length of peptides containing derivatised side chain amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/06General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/06General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents
    • C07K1/061General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/06General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents
    • C07K1/061General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups
    • C07K1/068General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups for heterocyclic side chains
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K9/00Peptides having up to 20 amino acids, containing saccharide radicals and having a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

本発明は、医薬品や分析機器のための標準品、学術用試薬などに応用し得る、シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの合成方法に関するものである。
近年、核酸(DNA)、タンパク質に続く第三の鎖状生命分子として、糖鎖分子が注目されてきている。ヒトの体は、約60兆個の細胞から成っている一大細胞社会であり、全ての細胞表面は糖鎖分子によって覆われている。例えば、ABO式血液型は細胞表面の糖鎖の違いにより決定されている。
糖鎖は、細胞間の認識や相互作用に関わる働きをもち、細胞社会を成り立たせる要となっている。細胞社会の乱れは、癌、慢性疾患、感染症、老化などにつながり、例えば、細胞が癌化すると細胞表面上の糖鎖の構造変化が起こることが知られている。
また、コレラ菌やインフルエンザウイルスなどは、ある特定の糖鎖を認識し結合することにより、細胞に侵入し感染することが知られている。
このような糖鎖の機能の解明は、新しい原理に基づく医薬品や食品の開発などをもたらし、病気の予防、治療に貢献するなど、幅広い応用が期待されている。
糖鎖は単糖の配列、結合様式・部位、鎖の長さ・分岐様式、全体の高次構造などの多様性から、核酸やタンパク質の構造と比べると非常に複雑な構造である。従って、その構造に由来する生物学的な情報は核酸やタンパク質に比べて多種多様である。糖鎖は、研究の重要性を認識されながらも、その構造の複雑さや多様性により、核酸やタンパク質に比べて研究の推進が遅れている状況にある。
細胞膜表面や血清などに存在するタンパク質の多くは糖鎖が結合している。糖鎖がタンパク質に共有結合した分子は糖タンパク質とよばれ、糖とタンパク質との結合様式の違いから2つのグループに分けることができる。一つはアスパラギン(Asn)の側鎖のアミノ基と糖鎖が結合したアスパラギン結合型糖鎖(N−グリコシド結合型)である。もう一方はセリン(Ser)やスレオニン(Thr)のアルコールに糖鎖が結合したムチン結合型糖鎖(O−グリコシド結合型)である。すべてのアスパラギン結合型糖鎖は5つの糖残基からなる基本骨格をもち、結合する糖鎖の非還元末端の糖残基の種類によって高マンノース型、複合型、混成型のサブグループに分類される。一方ムチン結合型糖鎖は基本骨格(コア)の違いから4グループに分類される。
糖鎖を有するタンパク質は糖タンパク質製剤としてすでに世界中で利用されているが、この糖タンパク質は主にバイオテクノロジーを利用した方法でのみしか得ることができず、また、これにより作製された糖タンパク質純度が低いという問題を有していた。よって、純度が高く、効率的に目的の糖タンパク質を得られる化学的な合成方法が望まれていた。特に、非天然アミノ酸を有する糖ペプチドを合成する際には、生物学的手法では直接的に生産することができない。
ペプチド合成法として現在広く用いられているのは、1963年にR.B.Merrifieldによって開発された固相合成法である。固相合成法は樹脂(レジン)とよばれる固相上にビルディングブロックであるアミノ酸をつなげ、ペプチド鎖を伸長していく方法である。ペプチド鎖の伸長が終了したら、固相からペプチド鎖を切り出し、目的物を得る。
この応用としてペプチド鎖伸長の際、糖鎖を結合させたアミノ酸を組み込むことで糖ペプチド鎖の合成を可能とすることができる。
固相合成法において、ビルディングブロックとなるアミノ酸のアミノ基は、フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)基や、tert−ブトキシカルボニル(Boc)基、ベンジルオキシカルボニル(CbzまたはZ)基等により保護される。
ここで、Boc基を用いた固相合成法においては、ペプチドの側鎖の保護基の脱保護とペプチド自体を樹脂より切りだす際にフッ化水素等の超強酸を用いるが、このフッ化水素による処理により目的物の一部に糖鎖が含まれていると、その糖鎖の部分、特に糖鎖の非還元末端に存在するシアル酸が容易に分解してしまうという問題を有していた。このように、Boc固相合成法において、シアリル糖鎖を有する目的の糖タンパク質を直接製造することは困難であった。
なお、Fmoc基を用いる固相合成法においては、塩基性条件下において、アミノ酸のアミノ基よりFmoc基を脱離することができる。これに対して、Boc基は、酸性の条件下において、アミノ酸のアミノ基より脱保護できるため、塩基に弱い非天然アミノ酸を用いたペプチドまたは糖ペプチドを固相合成法により合成する際には、Boc固相合成法の必要が生じる。
非天然アミノ酸は、タンパク質構成アミノ酸ではないが、天然に存在するものもあり、また、化学合成によって得ることができる。非天然アミノ酸は、構造の多様性や置換基選択の自由度が極めて高く、このような非天然アミノ酸を利用してペプチドを合成することにより、生体内における安定性の改善や、力価の向上、吸収効率の向上、組織内の分布の改善や、ペプチドの3次元構造の変化等を望むことができ、新規ペプチド医薬や機能材料の候補物質を設計することができるとして注目されている。
また、固相合成法の一つとして、樹脂からペプチドを切り離した際に、作製されたペプチドをチオエステル体とする方法が報告されている(例えば、非特許文献1)。ペプチドチオエステル体を得ることで、例えば、天然型化学的ライゲーション(Native Chemical Ligation、NCL法)やKCL法(Kinetically Controlled Ligation)を利用して他のペプチド鎖と結合させることができ、より大きい目的のタンパク質を製造することができる(特許文献1および非特許文献2)。
NCL法とは、N末端アミノ酸がCysであるペプチドフラグメントと、C末端にチオエステルをもつペプチドフラグメントを連結して、より大きなペプチド鎖を得る方法である。このとき、糖鎖を付加したペプチドフラグメントを用いれば、糖タンパク質を合成することができる。各フラグメントは、例えば、上記の固相合成法で合成することができ、合成の途中で、アミノ酸に代えて均一な糖鎖を有する糖鎖付加アスパラギンを結合させることにより、アミノ酸配列及び糖鎖構造が均一な糖鎖付加フラグメントが得られる(特許文献2)。また、KCL法とは、連結する両ペプチドフラグメントがC末端にチオエステルを有している場合に、反応速度の違いを利用して目的とする糖タンパク質を比較的に多く得る方法である。
このように、糖鎖付加フラグメントを用いてNCL法やKCL法を行えば、製造ロット等によるばらつきがなく、医薬品としても利用可能な均一な糖タンパク質を得ることができる。
国際公開公報第96/34878号パンフレット 国際公開公報第2011/007747号パンフレット
Xianzhang Bu. et al.:Tetrahedron Letters(2002)43:2419−2422 Hutloff A. et al.:Nature(1999)397:263−266
上述のように、Boc固相合成方法において、シアル酸が糖鎖より分解せずに保持可能な合成方法が望まれている。本発明者らは、固相合成法において、糖鎖上のシアル酸のカルボキシル基を特定の化合物により保護することにより、シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの合成法を見出している。しかしながら、Boc固相合成法における超強酸条件下では、これらの保護基を使用しても、糖鎖非還元末端のシアル酸を十分に保持することができず、望んだ収率でシアリル糖鎖を有する糖ペプチドを得ることができなかった。
よって、本発明は、Boc基を用いた糖ペプチドの固相合成法において、糖鎖の非還元末端のシアル酸が分解されずに、高い収率で目的のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの合成方法を提供することにある。
さらに、本発明は、Boc基を用いたシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの固相合成法において、チオエステル体の糖ペプチドを製造する方法を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、糖鎖非還元末端のシアル酸のカルボキシル基の保護基として、フェナシル基を使用することで、Boc固相合成法においてもシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの収量を大幅に改善させることが可能となった。
すなわち、本発明は、シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法であって、以下の工程:
(1)水酸基を有する樹脂(レジン)とアミノ基窒素がBoc基で保護されたアミノ酸とを結合させる工程;
ここで、当該結合させる工程は、前記樹脂の水酸基と前記アミノ酸のカルボキシル基をエステル化反応により結合させる工程であり、
(2)前記Boc基を脱離させることにより遊離アミノ基を形成させる工程;
(3)以下の(i)及び(ii)の工程を、少なくとも1回繰り返す工程:
(i)Boc基でアミノ基窒素が保護された別のアミノ酸をさらに結合させることにより樹脂に結合したアミノ酸を伸長させる工程、
ここで、当該伸長させる工程は、前記別のアミノ酸のカルボキシル基と前記樹脂に結合したアミノ酸の前記遊離アミノ基とを結合させる工程であり、
(ii)(i)における前記Boc基を脱離させることにより遊離アミノ基を形成させる工程;
(4)酸で樹脂を切断する工程;を含み、
ここで、工程(1)における前記アミノ酸、および/または、工程(3)の少なくとも1回の(i)における前記別のアミノ酸が、糖鎖付加アミノ酸であって、かつ、当該糖鎖付加アミノ酸は、糖鎖非還元末端の少なくとも1つにシアル酸を有し、かつ、当該シアル酸のカルボキシル基はフェナシル基で保護されたものであることを特徴とする製造方法に関する。
ここで、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記糖鎖付加アミノ酸が、アスパラギン結合型糖鎖、またはムチン結合型糖鎖であることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記工程(4)において、前記酸がトリフルオロ酢酸/トリフルオロメタンスルホン酸/ジメチルスルフィド/m−クレゾールの混合酸であることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記工程(1)における前記アミノ酸、および/または、前記工程(3)の少なくとも1回の(i)における前記別のアミノ酸が、塩基に弱い非天然アミノ酸であることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記糖鎖付加アミノ酸の少なくとも1つがシアリル糖鎖アスパラギンであって、前記シアリル糖鎖アスパラギンが、6以上の糖残基を有するものであることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記糖鎖付加アミノ酸の少なくとも1つがシアリル糖鎖アスパラギンであって、前記シアリル糖鎖アスパラギンが、9〜11の糖残基を有するものであることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、 前記糖鎖付加アミノ酸の少なくとも1つがシアリル糖鎖アスパラギンであって、前記糖鎖アスパラギンが、6以上の糖残基を有し、2分岐型糖鎖を結合したものであることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記糖鎖付加アミノ酸が式(1)で表されるものであることを特徴とする。
〔式中、RおよびRは、一方が(2)であり、他方が、水素原子及び式(2)〜(6)で示される基からなる群より選択される基である。〕
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記工程(1)の前に、樹脂にチオール化合物を結合させる工程をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、(5)シアリル糖鎖を有する糖ペプチドのチオエステル体と、ペプチドフラグメント又は糖ペプチドフラグメントとを連結する工程をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記工程(4)の酸で樹脂を切断する前に、標識剤を反応させる工程をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、標識剤がダンシルハライドであることを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記工程(1)〜(3)のうちの少なくとも1つの工程において、前記アミノ酸の縮合反応及び/又はBoc基の脱離反応の際、マイクロウェーブを照射することを特徴とする。
また、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法の一実施態様においては、前記工程(4)の後に、前記シアル酸のカルボキシル基を保護しているフェナシル基を脱保護する工程をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明の別の態様は、上記製造方法により作製される、シアリル糖鎖を有する糖ペプチドに関する。
また、本発明の別の態様は、シアリル糖鎖アスパラギンのアミノ基がBoc基で保護され、かつ、糖鎖の非還元末端のシアル酸のカルボキシル基がフェナシル基で保護されたシアリル糖鎖アスパラギン誘導体の製造方法であって、アスパラギンのアミノ基が脂溶性保護基により保護されたシアリル糖鎖アスパラギン誘導体にフェナシル基を導入する工程と、フェナシル基が導入されたシアリル糖鎖アスパラギンの脂溶性保護基を脱離する工程と、脂溶性保護基を脱離したシアリル糖鎖アスパラギンへBoc基を導入する工程とを含む、製造方法に関する。
また、本発明のシアリル糖鎖アスパラギン誘導体の製造方法の一実施態様においては、前記脂溶性保護基がFmocであることを特徴とする。
また、本発明の一実施態様において、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法により製造される糖ペプチドは、エリスロポエチンのアミノ酸配列と同等のアミノ酸配列を有し、かつ、少なくとも1つ以上のシアリル糖鎖を任意の位置に有する糖ペプチドである。また、本発明の一実施態様において、本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法により製造される糖ペプチドは、エリスロポエチンのアミノ酸配列と同等のアミノ酸配列を有する糖ペプチドの一部であって、少なくとも1つ以上のシアリル糖鎖を任意の位置に有する糖ペプチドフラグメントである。
なお、エリスロポエチンのアミノ酸配列と同等のアミノ酸配列とは、フォールディング後にエリスロポエチンの機能を有するアミノ酸配列であって、エリスロポエチンのアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列をいう。
本発明のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法によれば、Boc固相合成法において、糖鎖非還元末端にシアル酸を有する糖ペプチドを直接提供することができる。また、アミノ酸のアミノ基の保護基としてBoc基を用いるため、塩基に弱い非天然のアミノ酸を使用して、糖ペプチドを作製することも可能である。
Boc固相合成のような化学合成により作製される糖ペプチドは、糖鎖の構造が実質的に均一の糖ペプチドを大量に合成することができる。このような糖鎖の構造が均一である糖ペプチドは、品質が一定であり、特に医薬品の製造や、アッセイなどの分野において好ましい。
図1は、本発明の一実施の態様である、インターフェロンガンマ(INFγ)をモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列(TN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)YSVTDLNY)を、Boc固相合成法により作製する方法のフローを示す模式図である。 図2は、本発明の一実施の態様である、インターフェロンガンマ(INFγ)をモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列(TN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)YSVTDLNY)を、Boc固相合成法により作製した際のHPLCプロファイルのグラフを示す。 図3は、本発明の一実施の態様である、インターロイキン3(Interleukin 3:IL−3)をモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列(SLQN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)ASAIES)を、Boc固相合成法により作製する方法のフローを示す模式図である。 図4は、本発明の一実施の態様である、インターロイキン3(Interleukin 3:IL−3)をモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列(SLQN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)ASAIES)を、Boc固相合成法により作製した際のHPLCプロファイルのグラフを示す。 図5は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列1−21番目のアミノ酸配列を有するフラグメントAと、エリスロポエチンのアミノ酸配列22−49番目のアミノ酸配列を有するフラグメントBとを連結させ、フラグメント(A+B)を作製する工程を示す模式図である。 図6は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列98−127番目のアミノ酸配列を有するフラグメントEと、エリスロポエチンのアミノ酸配列128−166番目のアミノ酸配列を有するフラグメントFとを連結させ、フラグメント(E+F)を作製する工程、および、フラグメント(E+F)のN末端のチアゾリジン型システインをシステインへ変換する工程を示す模式図である。 図7は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列98−166番目のアミノ酸配列を有するフラグメント(E+F)と、エリスロポエチンのアミノ酸配列79−97番目のアミノ酸配列を有するフラグメントDとを連結させ、フラグメント(D+E+F)を作製する工程、フラグメント(D+E+F)のN末端のチアゾリジン型システインをシステインへ変換する工程、および、糖鎖シアル酸上のフェナシル基およびTrpの保護基であるホルミル基(CHO)を除去する工程を示す模式図である。 図8は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列79−166番目のアミノ酸配列を有するフラグメント(D+E+F)と、エリスロポエチンのアミノ酸配列50−78番目のアミノ酸配列を有するフラグメントCとを連結させ、フラグメント(C+D+E+F)を作製する工程、ライゲーションに用いたシステインをアラニンへ還元する工程、および、フラグメント(C+D+E+F)のN末端のチアゾリジン型システインをシステインへ変換する工程を示す模式図である。 図9は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列50−166番目のアミノ酸配列を有するフラグメント(C+D+E+F)と、エリスロポエチンのアミノ酸配列1−49番目のアミノ酸配列を有するフラグメント(A+B)とを連結させ、フラグメント(A+B+C+D+E+F)を作製する工程を示す模式図である。 図10は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列1−166番目のアミノ酸配列を有するフラグメント(A+B+C+D+E+F)において、ライゲーションに用いたシステインをアラニンへ変換する工程を示す摸式図である。 図11は、本発明の一実施の形態である、エリスロポエチンをモデルペプチドとした、二分岐ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するアミノ酸配列の製造方法の工程の一部を示す模式図である。具体的には、エリスロポエチンのアミノ酸配列1−166番目のアミノ酸配列を有するフラグメント(A+B+C+D+E+F)において、システインの保護基を脱保護する工程を示す模式図である。
本明細書において、「アミノ酸」とは、その最も広い意味で用いられ、天然のアミノ酸のみならずアミノ酸変異体及び誘導体といったような非天然アミノ酸を含む。当業者であれば、この広い定義を考慮して、本明細書におけるアミノ酸として、例えば、天然タンパク原性L−アミノ酸;D−アミノ酸;アミノ酸変異体及び誘導体などの化学修飾されたアミノ酸;ノルロイシン、β−アラニン、オルニチンなどの天然非タンパク原性アミノ酸;及びアミノ酸の特徴である当業界で公知の特性を有する化学的に合成された化合物などが挙げられることを理解するであろう。非天然アミノ酸の例として、α−メチルアミノ酸(α−メチルアラニンなど)、D−アミノ酸、ヒスチジン様アミノ酸(2−アミノ−ヒスチジン、β−ヒドロキシ−ヒスチジン、ホモヒスチジン、α−フルオロメチル−ヒスチジン及びα−メチル−ヒスチジンなど)、側鎖に余分のメチレンを有するアミノ酸(「ホモ」アミノ酸)及び側鎖中のカルボン酸官能基アミノ酸がスルホン酸基で置換されるアミノ酸(システイン酸など)が挙げられる。好ましい態様において、本発明の化合物に含まれるアミノ酸は、非天然アミノ酸を含む。
本明細書において、「糖鎖」とは、単位糖(単糖及び/又はその誘導体)が1つ以上連なってできた化合物をいう。単位糖が2つ以上連なる場合、各々の単位糖同士の間は、グリコシド結合による脱水縮合によって結合する。このような糖鎖としては、例えば、生体中に含有される単糖類及び多糖類(グルコース、ガラクトース、マンノース、フコース、キシロース、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルガラクトサミン、シアル酸並びにそれらの複合体及び誘導体)の他、分解された多糖、糖タンパク質、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、糖脂質などの複合生体分子から分解又は誘導された糖鎖など広範囲なものが挙げられるがそれらに限定されない。糖鎖は直鎖型であっても分岐鎖型であってもよい。
また、本明細書において、「糖鎖」には糖鎖の誘導体も含まれ、糖鎖の誘導体としては、例えば、糖鎖を構成する糖が、カルボキシル基を有する糖(例えば、C−1位が酸化されてカルボン酸となったアルドン酸(例えば、D−グルコースが酸化されたD−グルコン酸)、末端のC原子がカルボン酸となったウロン酸(D−グルコースが酸化されたD−グルクロン酸))、アミノ基又はアミノ基の誘導体(例えば、アセチル化されたアミノ基)を有する糖(例えば、N−アセチル−D−グルコサミン、N−アセチル−D−ガラクトサミンなど)、アミノ基及びカルボキシル基を両方とも有する糖(例えば、N−アセチルノイラミン酸(シアル酸)、N−アセチルムラミン酸など)、デオキシ化された糖(例えば、2−デオキシ−D−リボース)、硫酸基を含む硫酸化糖、リン酸基を含むリン酸化糖などである糖鎖が挙げられるがこれらに限定されない。
また、本明細書において、糖鎖の誘導体には、糖鎖の還元末端に他の化合物が脱水縮合等により結合した化合物も含む。例えば、アスパラギン結合型糖鎖において、糖鎖の還元末端のN−アセチルグルコサミンにさらに化合物が結合した構造を挙げることができる。その他の糖鎖に対する誘導体の場合にも、同様に還元末端に化合物を付加することができる。
糖鎖の誘導体としては、糖鎖の還元末端に、アミノ酸が付加されたもの(糖鎖付加アミノ酸)や、ペプチド、タンパク質、リンカー、蛍光基、脂質、低分子化合物、放射性化合物などが付加されたものも含む。アミノ酸は、天然のアミノ酸のみならずアミノ酸変異体及び誘導体といったような非天然アミノ酸を含む。アミノ酸、ペプチド、タンパク質等は、これらに含まれる水酸基、アミノ基、カルボキシル基のような官能基の一部ないし全部を保護基で保護したものであってもよい。水酸基の保護基としては、例えば、メチル基、ベンジル基、ベンゾイル基、アセチル基、トリメチルシリル(TMS)基、トリエチルシリル(TES)基、tert−ブチルジメチルシリル(TBSまたはTBDMS)基などを挙げることができる。アミノ保護基としては、例えば、脂溶性保護基として、9−フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)基、t−ブチルオキシカルボニル(Boc)基、ベンジル基、アリルオキシカルボニル基、アセチル基などの、カーボネート系またはアミド系の保護基等を挙げることができる。
本明細書中において、好ましい糖鎖は、医薬品となる糖タンパク質の製造という観点からは、生体内で複合糖質(糖ペプチド(又は糖タンパク質)、プロテオグリカン、糖脂質等)として存在する糖鎖であり、好ましくは、生体内で糖ペプチド(又は糖タンパク質)としてペプチド(又はタンパク質)に結合している糖鎖であるN−結合型糖鎖、O−結合型糖鎖等である。N−結合型糖鎖は、糖鎖がタンパク質に結合する際の結合形式として、糖鎖の還元末端のN−アセチルグルコサミンにおけるアノマー性水酸基が、アスパラギン側鎖のアミノ基(−NH)との間で脱水縮合をして結合する糖鎖の総称であり、O−結合型糖鎖は、糖鎖がタンパク質に結合する際の結合形式として、糖鎖の還元末端のアノマー性水酸基が、セリンまたはスレオニン側鎖の水酸基(−OH)との間で脱水縮合をして結合する糖鎖の総称である。
N−結合型糖鎖は、アスパラギン結合型糖鎖、糖アスパラギン、N−型糖鎖等と呼ばれることもある。N−結合型糖鎖は、Man(β1−4)GlcNac(β1−4)GlcNacを基本骨格の母核とする糖鎖群である。また、糖鎖の分岐構造としても、2分岐型、3分岐型、4分岐型などの多分岐型構造が知られており、そのような分岐構造を有する糖鎖も含まれる。これらの糖鎖の構造は、例えば、生化学辞典(第3版、株式会社東京化学同人発行)等にも記載されている。
なお、N−結合型複合型糖鎖としては、上記糖鎖にFuc(フコース)やGn(N−アセチルグルコサミン)が結合した化合物も存在することが知られており、そのような化合物も含まれる。より具体的には、還元末端のGnに対して、Fucがα1,6結合することや、還元末端のGnに結合したManの4位にGnがβ1,4結合すること、分岐部分のGnにFucがα1,3またはα1,4結合することが知られている。また、上記糖鎖の分岐部分における結合様式が、Gn(β1,6)Manに代えて、Gn(β1,4)ManまたはGn(β1,2)Manである化合物、Gn(β1,4)Manに代えて、Gn(β1,2)Manである化合物や、シアル酸が結合する部分における、Sia(α2,6)Galの一部がSia(α2,6)Galに代えてSia(α2,3)Galである化合物や、Sia(α2,3)Galの一部がSia(α2,3)Galに代えてSia(α2,6)Galである化合物などのグリコシド結合の結合様式が異なる糖鎖も含まれる。
なお、本明細書中において、GnまたはGlcNAcはN−アセチルグルコサミンを、Manはマンノースを、Galはガラクトースを示す。
本明細書において「糖鎖付加アミノ酸」とは、糖鎖が結合したアミノ酸をいい、例えば上述のような、N−結合型糖鎖、O−結合型糖鎖等を挙げることができる。糖鎖とアミノ酸はリンカーを介して結合していてもよい。糖鎖とアミノ酸との結合部位に特に制限はないが、糖鎖の還元末端にアミノ酸が結合していることが好ましい。
糖鎖が結合するアミノ酸の種類は特に限定されないが、好ましくはAsn、Ser、Cys、Lys等が挙げられ、より好ましくはAsnである。
糖鎖とアミノ酸がリンカーを介して結合する場合、リンカーの種類は特に限定されないが、例えば、−NH−(CO)−(CH−CH−(式中、aは整数であり、目的とするリンカー機能を阻害しない限り限定されるものではないが、好ましくは0〜4の整数を示す。)、C1−10ポリメチレン、−CH−R−(式中、Rは、アルキル、置換されたアルキル、アルケニル、置換されたアルケニル、アルキニル、置換されたアルキニル、アリール、置換されたアリール、炭素環基、置換された炭素環基、複素環基及び置換された複素環基からなる群より選択される基から水素原子が1つ脱離して生ずる基である)等を挙げることができる。
本明細書において、「シアリル糖鎖」とは、上記の糖鎖の非還元末端の少なくとも1つにシアル酸を有する糖鎖をいう。よって、例えば、4分岐のアスパラギン結合型糖鎖であれば、非還元末端に1以上のシアル酸を有するテトラシアロ体、トリシアロ体、ジシアロ体、モノシアロ体を含み、3分岐のアスパラギン結合型糖鎖であれば、非還元末端に1以上のシアル酸を有するトリシアロ体、ジシアロ体、モノシアロ体を含み、2分岐のアスパラギン結合型糖鎖であれば、非還元末端に1以上のシアル酸を有するジシアロ体、モノシアロ体を含む。また、シアル酸が存在する非還元末端の位置は限定されない。
本明細書において、「シアル酸」とは、ノイラミン酸(neuraminic acid)のアミノ基やヒドロキシ基が置換された物質を総称するファミリー名である。なお、「ノイラミン酸」とは、分子内にアミノ基及びカルボキシル基を有する特殊な9炭糖であり、下記式で表される。
シアル酸の構造として、上記ノイラミン酸に対する、アミノ基の置換としては、アミノ基のアセチル化、グライコリル化などが知られている他、アミノ基が脱離したデアミノ化などが知られており、ヒドロキシ基の置換としては、アセチル化、メチル化、リン酸化、ラクチル化などが知られているが、これらに限定されない。
本明細書において、天然に存在する糖鎖を付加するという観点からは、糖鎖非還元末端に存在するシアル酸として、天然に最も多く存在するN−アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)、次に多く存在するN−グライコリルノイラミン酸(Neu5Gc)が好ましい。特に、ヒトの糖タンパク質として天然に存在する糖鎖を付加するという観点からは、N−アセチルノイラミン酸がより好ましい。
本明細書において「シアリル糖鎖付加アミノ酸」とは、上記の糖鎖付加アミノ酸であって、糖鎖の非還元末端の少なくとも1つにシアル酸を有するシアリル糖鎖が結合したアミノ酸をいう。
本発明に使用されるシアリル糖鎖付加アミノ酸は、天然物から精製し加工したものや、発現系において合成させた糖タンパク質を精製したもの、または、化学的または酵素的に合成したもの等を用いることができ、また、これらに対してさらに糖鎖伸長反応を行ったもの等を用いることができる。糖鎖伸長反応は、希望する糖鎖構造のグリコシド結合様式に合わせて、当該グリコシド結合の形成を触媒する酵素を選択し、糖鎖を構成する糖の結合順序に応じて、これらを順次行うことにより、製造することができる。
天然物からシアリル糖鎖付加アミノ酸を単離する方法としては、例えば、特開第2003−128703号に開示の方法が挙げることができ、その開示は、全体として本明細書に組み込まれる。本発明者らが開発したこの方法によれば、種々の単離された糖鎖アスパラギン誘導体を従来に比べて非常に容易かつ大量に得ることができる。
この方法は例えば
(a)1種もしくは2種以上の糖鎖アスパラギンを含む混合物に含まれる該糖鎖アスパラギンに脂溶性の保護基を導入して糖鎖アスパラギン誘導体混合物を得る工程、
ならびに
(b)該糖鎖アスパラギン誘導体混合物または該糖鎖アスパラギン誘導体混合物に含まれる糖鎖アスパラギン誘導体を加水分解して得られる混合物をクロマトグラフィーに供して各糖鎖アスパラギン誘導体を分離する工程、
を含む、糖鎖アスパラギン由来の糖鎖アスパラギン誘導体の製造方法である。
この糖鎖アスパラギン誘導体の製造方法は、たとえば、天然の糖タンパク質に由来する糖鎖アスパラギン、好ましくはアスパラギン結合型糖鎖から得られる糖鎖アスパラギンの混合物に含まれる当該糖鎖アスパラギンに脂溶性の保護基を導入(結合)して糖鎖アスパラギン誘導体の混合物を得た後に当該混合物を各糖鎖アスパラギン誘導体に分離することを1つの大きな特徴とする。
また、本発明に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸を取得するために、天然物から単離した、または、化学的・酵素的に合成された糖鎖付加アミノ酸に対して、当業者に周知の方法により糖鎖非還元末端にシアル酸を付加させることもできる。例えば、CMP−シアル酸とシアル酸転移酵素を用いることで、シアル酸を糖鎖の非還元末端に転位させて、シアリル糖鎖付加アミノ酸を作製できる。
本明細書において、「シアル酸転移酵素」とは、糖転移酵素の一種であり、糖供与体(ドナー基質ともいう。)であるCMP−シアル酸から、糖受容体(受容体基質ともいう。)である糖鎖構造にシアル酸残基を転移する反応(以下、「シアル酸転移反応」という。)を触媒する酵素をいう。シアル酸転移酵素は、糖鎖の非還元末端にシアル酸を転移させることが知られている。シアル酸転移反応は、以下の反応式により示すことができる。糖鎖の代わりに糖鎖の誘導体を用いる場合には、式中の糖鎖を糖鎖の誘導体に置き換えることができる。
[式中、シアル酸−糖鎖は、糖鎖の非還元末端にシアル酸がグリコシド結合した化合物を示す。]
シアル酸転移酵素としては、例えば、糖鎖の非還元末端に存在する、ガラクトースの3位や6位、N−アセチルガラクトサミンの6位、また、シアル酸の8位に転移することが知られている。例えば、ガラクトースの3位にシアル酸を転移する酵素はα−2,3シアル酸転移酵素、ガラクトースまたはN−アセチルガラクトサミンの6位にシアル酸を転移する酵素はα−2,6シアル酸転移酵素、シアル酸の8位にさらにシアル酸を転移する酵素はα−2,8ポリシアル酸転移酵素と呼ばれている。
シアル酸転移酵素は、細菌由来のもののほか、ニジマス由来、哺乳類由来のものなどが知られており、また植物からはシアル酸転移酵素様の活性を有するタンパク質が見いだされている。特に、天然に存在する糖鎖を付加するという観点からは、哺乳類由来のものが好ましく、ヒトの糖タンパク質として天然に存在する糖タンパク質またはその糖鎖を製造するという観点から、ヒト由来のものがより好ましい。
α−2,6シアル酸転移酵素については、ヒト由来のものとして、例えば、ガラクトースの6位に転移する酵素としてST6Gal−I(ST6Gal1と表記することもある、以下同様。)及びST6Gal−IIが、またN−アセチルガラクトサミンの6位に転移する酵素としてST6GalNAc−I、ST6GalNAc−II、ST6GalNAc−III及びST6GalNAc−IVが知られている。
α−2,3シアル酸転移酵素については、ヒト由来のものとして、例えば、ガラクトースの3位に転移する酵素としてST3Gal−I〜ST3Gal−VIが知られている。
本明細書において、「CMP−シアル酸」とは、シチジン5’−モノホスフォシアル酸を意味し、シアル酸の2位のヒドロキシ基とCytidine Monophosphate(CMP)のリン酸基とが脱水縮合した構造を有するものをいう。CMP−シアル酸において、シアル酸をより具体的に特定したものとして、CMP−N−アセチルノイラミン酸(CMP−Neu5Ac)、CMP−N−グライコリルノイラミン酸(CMP−Neu5Gc)等が挙げられる。本明細書において、天然に存在する糖タンパク質またはその糖鎖を製造するという観点から、本発明に用いるCMP−シアル酸としては、CMP−N−アセチルノイラミン酸(CMP−Neu5Ac)、CMP−N−グライコリルノイラミン酸(CMP−Neu5Gc)が好ましく、特に、ヒトの糖タンパク質として天然に存在する糖タンパク質またはその糖鎖を製造するという観点から、CMP−N−アセチルノイラミン酸(CMP−Neu5Ac)がより好ましい。
また、本発明において、シアル酸とは、シアル酸の誘導体も含み、シアル酸の誘導体が糖鎖の非還元末端に結合したものも使用することができる。シアル酸誘導体としては、シアル酸の7位、8位或いは9位の炭素に結合している水酸基を水素原子或いはハロゲン原子で置換したものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素等を挙げることができるが、好ましくはフッ素がよい。
また、シアル酸誘導体は、「CMP−シアル酸誘導体」を作製することで、上記の転位酵素を用いて糖鎖の非還元末端に転位させることができる。シアル酸誘導体の糖鎖の非還元末端への転移は、例えば、国際公開公報第2004/058984号パンフレットに記載されており、その開示は、全体として本明細書に組み込まれる。
本発明の一態様において、シアル酸を有する糖鎖付加アミノ酸がアスパラギン結合型糖鎖である場合には、非還元末端の少なくとも1つにシアル酸を有していれば、分岐構造を有していても、有していなくてもよい。また、分岐構造は、特に限定されず、二分岐、三分岐、四分岐から選択される。また、アスパラギン結合型糖鎖が分岐構造を有している場合には、少なくとも非還元末端の1つにシアル酸を有していればよく、非還元末端の数に応じて、1つ、2つ、3つ、または全てにシアル酸を有していてもよい。
本発明の一態様において、シアル酸を有する糖鎖付加アミノ酸がアスパラギン結合型糖鎖である場合には、一つの糖鎖に、4個以上、例えば5個以上、7個以上、特に9個以上の糖を有する糖鎖であることが好ましい。
本発明の好ましい一態様において、シアル酸を有する糖鎖付加アミノ酸がアスパラギン結合型糖鎖である場合には、一つの糖鎖に、5〜11個、9〜11個又は9個の糖を有する糖鎖である。
本発明の好ましい一態様において、シアル酸を有する糖鎖付加アミノ酸がアスパラギン結合型糖鎖である場合は、下記式(7)により表わされる糖鎖である。
〔式中、RおよびRは、一方が式(3)であり、他方が、水素原子、式(3)〜(6)で示される基である。〕
上記のような方法で得られたシアリル糖鎖付加アミノ酸は、本発明の固相合成法に用いる前に、アミノ酸のアミノ基がBoc基により保護され、かつ、糖鎖上の非還元末端に位置するシアル酸のカルボキシル基がフェナシル基により保護されるように調製される。
本明細書において、「フェナシル」とは、下記式で表される(但し、ここで、Xは水素原子である。)。
また、本発明に適したフェナシルの誘導体としては、上記式において、X=Cl,Brであるものなどが挙げられる。
本明細書において、「フェナシル基」とは、下記式で表わされる。
シアリル糖鎖付加アミノ酸のアミノ基へのBoc基の導入は、従来周知の方法により導入することができる。例えば、N−(tert−ブトキシカルボニルオキシ)スクシンイミド(Boc−OSu)あるいはジ−tert−ブチル ジカルボネート[(Boc)O]をDMSO中、塩基(例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等)存在下にて加えることにより導入することができる。反応条件は特に限定されず、例えば、室温で、数時間(1〜5時間)程度で導入することができる。
なお、天然物にBocを導入することで、Boc−シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体を単離した場合には、直接Boc−シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体へフェナシル基を導入することで、本発明の固相合成法に使用することができる。
シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体へのフェナシル基の導入は、例えば、糖鎖付加アミノ酸誘導体を予め5mMの炭酸セシウムにて溶解したのち凍結乾燥を行い、得られた凍結乾燥粉末に対してDMF、次いでフェナシルブロミドを添加、室温で6時間以上攪拌することで導入できる。炭酸セシウムで溶解した際のpHとしては、3〜8の範囲内とすることが好ましく、3〜4.5の範囲とすることがより好ましく、3.6とすることが最も好ましい。
また、例えば、糖鎖を含む天然の糖鎖混合物へFmocを導入し、単離されたFmoc−シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体を原料とする場合には、
(a)Fmoc−シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体のシアル酸のカルボキシル基をフェナシル基で保護する工程と、
(b)前記Fmoc−シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体のFmocを脱離する工程と、
(c)前記工程により得られたシアリル糖鎖付加アミノ酸にBoc基を導入する工程とを含む方法により、アミノ酸のアミノ基がBoc基により保護され、かつ、シアル酸のカルボキシル基がフェナシル基により保護された、シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体を製造することができる。
なお、上記(a)〜(c)の工程は、本明細書に記載の方法、または従来周知の方法により、行うことができる。
上記のようにして得られたシアル酸がフェナシル基で保護されたBoc−シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体をBoc固相合成に用いることで、糖鎖非還元末端にシアル酸を有する糖ペプチドを直接提供することができる。
(固相合成法)
本発明の固相合成は、公知の方法またはそれに準ずる方法に従って行うことができる。
例えば、糖鎖付加されていないフラグメントは、以下の(1)〜(4)の工程によって任意のアミノ酸配列に合成することができる。
(1)水酸基を有する樹脂(レジン)の水酸基と、Boc基でアミノ基窒素が保護されたアミノ酸のカルボキシル基をエステル化反応させる。この場合アミノ酸のアミノ基窒素をBoc基で保護しているので、アミノ酸同士の自己縮合は防止され、レジンの水酸基とアミノ酸のカルボキシル基が反応してエステル化が起こる。
(2)上記で得られたエステルのBoc基を脱離して遊離アミノ基を形成させる。
(3)以下の(i)及び(ii)の工程を1回以上行う。これにより、任意の数の任意のアミノ酸が連結し、C末端にレジンが結合し、N末端に遊離アミノ基を有するペプチドが得られる。
(i)この遊離アミノ基と、脂溶性保護基でアミノ基窒素が保護された任意のアミノ酸のカルボキシル基とアミド化反応させる。
(ii)上記Boc基を脱離して遊離アミノ基を形成させる。
(4)酸でレジンを切断する。
また、糖鎖が付加されたフラグメントの場合は、例えば、国際公開第2004/005330号パンフレット(US2005222382(A1))に記載された方法を用いることができ、その開示は全体として本明細書に参照により組み込まれる。
具体的には、上記(1)〜(3)の工程により、C末端側から糖鎖付加されるアミノ酸の手前まで合成した後、Boc基でアミノ基窒素が保護され、かつ、シアル酸のカルボキシル基がフェナシル基で保護されたシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体のカルボキシル基と(3)の遊離アミノ基をアミド化反応させ、次に、シアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体のBoc基を脱離して遊離アミノ基を形成させる。
その後、上記(3)を必要な回数繰り返し、最後に酸で樹脂を切断することにより、任意の位置に糖鎖が付加された任意のアミノ酸配列を有するシアリル糖鎖付加ペプチドを得ることができる。
なお、上記(1)において、水酸基を有する樹脂(レジン)の水酸基と、Boc基でアミノ基窒素が保護され、かつシアル酸のカルボキシル基がフェナシル基で保護されたたシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体のカルボキシル基をエステル化反応させれば、C末端アミノ酸に糖鎖が付加されたシアリル糖鎖付加ペプチドを得ることができる。
また、Boc基でアミノ基窒素が保護されたシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体を結合した直後に合成を終了し、酸で樹脂を切断すれば、N末端アミノ酸に糖鎖が付加されたシアリル糖鎖付加ペプチドを得ることができる。
なお、シアリル糖鎖付加アミノ酸を連結させる工程は、少なくとも1回以上の任意の回数含むことができる。また、複数回含む場合には、シアリル糖鎖付加アミノ酸を連結させる工程を連続させてもよいし、連続していなくてもよく、目的とする糖ペプチドのアミノ酸配列において、任意の箇所に付加できるよう適宜設定することができる。
なお、本発明の一態様においては、目的とする糖タンパク質をいくつかのフラグメントに分けて、各フラグメントをそれぞれ合成し、ライゲーション法によって連結させて作製することもできる。
本発明の好ましい一態様において、製造されるシアリル糖鎖の構造は、実質的に均一とすることができる。本明細書において、糖鎖の構造が実質的に均一であるとは、シアリル糖鎖を有する糖ペプチド間で比較した場合に、糖鎖付加部位、糖鎖を構成する各糖の種類、結合順序、及び糖間の結合様式が同一であることをいい、少なくとも90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは99%以上の糖鎖の構造が均一であることを言う。糖鎖が均一である糖ペプチドは、品質が一定であり、特に医薬品の製造や、アッセイなどの分野において好ましい。均一な糖鎖の割合は、例えば、HPLC、キャピラリー電気泳動、NMR、質量分析等を用いた方法によって測定することが可能である。糖鎖構造が均一な糖鎖の製造に関しては、国際公開番号第03/008431号パンフレット(US2004181054(A1))、国際公開第2004/058984号パンフレット(US2006228784(A1))、国際公開第2004/058824号パンフレット(US2006009421(A1))、国際公開第2004/070046号パンフレット(US2006205039(A1))、国際公開第2007/011055号パンフレットに記載されており、その開示は全体として本明細書に参照として組み込まれる。
水酸基を有する樹脂(レジン)としては、通常、固相合成で使用する水酸基を有する樹脂(レジン)であればよく、例えば、Amino−PEGA樹脂(メルク社製)、Wang樹脂(メルク社製)、HMPA−PEGA樹脂(メルク社製)、HMPB−PEGA樹脂(メルク社製)等を用いることができる。固相合成の後にチオエステル化するという観点からは、HMPB−PEGA樹脂が好ましい。
アミノ酸としては全てのアミノ酸を用いることができ、例えば、天然アミノ酸である、セリン(Ser)、アスパラギン(Asn)、バリン(Val)、ロイシン(Leu)、イソロイシン(Ile)、アラニン(Ala)、チロシン(Tyr)、グリシン(Gly)、リジン(Lys)、アルギニン(Arg)、ヒスチジン(His)、アスパラギン酸(Asp)、グルタミン酸(Glu)、グルタミン(Gln)、スレオニン(Thr)、システイン(Cys)、メチオニン(Met)、フェニルアラニン(Phe)、トリプトファン(Trp)、プロリン(Pro)を挙げることができる。また、非天然アミノ酸としては、例えば、D−アミノ酸;アミノ酸変異体及び誘導体などの化学修飾されたアミノ酸;ノルロイシン、β−アラニン、オルニチンなどが挙げられる。
本発明の固相合成法は、アミノ酸のアミノ基の保護基として、Boc基で保護し、固相合成後、酸性条件下でBoc基を脱離するため、塩基性に弱い非天然アミノ酸を使用して糖ペプチドを合成することが可能である。なお、本明細書において、「塩基に弱い非天然アミノ酸」とは、塩基性条件下、特に、Fmoc固相合成法におけるFmocの脱離条件下において、化学結合が切れる等により化学構造が崩れてしまう非天然アミノ酸をいう。さらに、Boc固相合成法は、上記のように塩基を利用しないため、塩基に弱いペプチドチオエステルを直接固相合成で作製することができる。
Boc基を導入するには、上記のシアリル糖鎖付加アミノ酸への導入条件と同様の条件により行うことができる。
なお、脂溶性保護基としてBoc基を用いる固相合成法を、Boc固相合成法と呼ぶ。
Boc基で保護したアミノ酸としては、上記のアミノ酸を上記の方法で製造することができる。また、市販のものも使用することができる。例えば、Boc−Ser、Boc−Asn、Boc−Val、Boc−Leu、Boc−Ile、Boc−Ala、Boc−Tyr、Boc−Gly、Boc−Lys、Boc−Arg、Boc−His、Boc−Asp、Boc−Glu、Boc−Gln、Boc−Thr、Boc−Cys、Boc−Met、Boc−Phe、Boc−Trp、Boc−Proを挙げることができる。また、Boc基で保護した非天然アミノ酸としては、アミノ酸の保護と同様の方法で製造することができる。また、市販のものも使用することができる。
また、脂溶性保護基で保護したアミノ酸であって、側鎖に保護基を導入したものとして、例えば、Boc−Arg(di−Z)、Boc−Asn(Xan)、Boc−Asp(Bn)、Boc−Cys(Acm)、Boc−Glu(Bn)、Boc−His(DNP)、Boc−Lys(Cl−Z)、Boc−Ser(Bn)、Boc−Thr(Bn)、Boc−Trp(CHO)、Boc−Tyr(Br−Z)等を挙げることができる。
なお、本明細書において、Thzは、Cysのチアゾリジン型(Thiazolidine−4−carboxylic acid)を示す。また、(di−Z)はジカルボベンゾキシ基(N,N−Bis−(benzyloxycarbonyl)−)を示し、(Xan)はキサンチル基を示し、(Bn)はベンジル基を示し、(Acm)はアセトアミドメチル基を示し、(tBu)はtert−ブチル基を示し、(Trt)はトリチル基を示し、(DNP)は2、4−ジニトロフェニル基を示し、(Cl−Z)は[(2−クロロフェニル)メトキシ]カルボニル基を示し、(CHO)はホルミル基を示す。
エステル化触媒として、例えば1−メシチレンスルホニル−3−ニトロ−1,2,4−トリアゾール(MSNT)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、ジイソプロピルカルボジイミド(DIPCDI)等の公知の脱水縮合剤を用いることができる。アミノ酸と脱水縮合剤との使用割合は、前者1重量部に対して、後者が、通常1〜10重量部、好ましくは2〜5重量部である。
エステル化反応は、例えば、固相カラムにレジンを入れ、このレジンを溶剤で洗浄し、その後アミノ酸の溶液を加えることにより行うのが好ましい。洗浄用溶剤としては、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、塩化メチレン等を挙げることができる。アミノ酸を溶解する溶媒としては、例えばジメチルスルホキシド(DMSO)、DMF、塩化メチレン等を挙げることができる。エステル化反応は0〜50℃、好ましくは室温で、約10分〜2時間程度、好ましくは5分〜15分程度行うのが良い。
この時固相上の未反応の水酸基を無水酢酸等を用いてアセチル化してキャッピングすることも好ましい。
Boc基の脱離は、例えば酸で処理することにより行うことができる。酸としては、例えば10%硫酸/ジオキサン溶液、50%トリフルオロ酢酸/塩化メチレン、p−トルエンスルホン酸/テトラヒドロフラン−塩化メチレン等を挙げることができる。
遊離アミノ基と、Boc基でアミノ基窒素が保護された任意のアミノ酸のカルボキシル基とアミド化反応させる反応は、活性化剤および溶媒の存在下行うのが好ましい。
活性化剤としては、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド・塩酸塩(WSC/HCl)、ジフェニルホスホリルアジド(DPPA)、カルボニルジイミダゾール(CDI)、ジエチルシアノホスホネート(DEPC)、ジイソプロピルカルボジイミド(DIPCI)、ベンゾトリアゾール−1−イルオキシ−トリスピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBOP)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、ヒドロキシスクシンイミド(HOSu)、ジメチルアミノピリジン(DMAP)、1−ヒドロキシ−7−アザベンゾトリアゾール(HOAt)、ヒドロキシフタルイミド(HOPht)、ペンタフルオロフェノール(Pfp−OH)、2−(1H−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(HBTU)、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ホネート(HATU)、O−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 テトラフルオロボレート(TBTU)、3,4−ジヒドロ−3−ヒドロジ−4−オキサ−1,2,3−ベンゾトリアジン(Dhbt)等を挙げることができる。
活性化剤の使用量は、Boc基でアミノ基窒素が保護された任意のアミノ酸に対して、0.8〜10当量、好ましくは0.8〜2当量、さらに好ましくは、0.95当量とするのが好ましい。
溶媒としては、例えばDMSO、DMF、塩化メチレン等を挙げることができる。反応は0〜50℃、好ましくは室温で、約10分〜2時間程度、好ましくは5分〜15分程度行うのが良い。
樹脂(レジン)からペプチド鎖を切断するには酸で処理するのが好ましい。酸としては、例えばトリフルオロ酢酸/トリフルオロメタンスルホン酸(TfOH)、弗化水素(HF)、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸/トリフルオロメタンスルホン酸/ジメチルスルフィド/m−クレゾールの混合酸等の超強酸を挙げることができる。
本発明において用いる糖鎖は、その糖鎖上の水酸基を保護してもよい。保護基としては、例えば、アセチル基、トリエチルシリル基等を挙げることができる。好ましくは、合成した糖ペプチドから切断する時に同時に酸で処理できる保護基が好ましい。例えば、トリエチルシリル基を挙げることができる。
また、本発明においては、固相合成法にマイクロウェーブ法を用いることが好ましい場合もある。マイクロウェーブ法とは、例えば、Bacsa B.et al.,J.Org.Chem.(2008)73:7532−7542に記載されており、その開示は全体として本明細書に参照により組み込まれる。
マイクロウェーブ法は、アミノ酸縮合工程や脱保護工程の際にマイクロウェーブを照射して、分子内の凝集や二次構造の形成、保護基による立体的障害等に基づく問題を解消する方法であり、通常の方法では合成しにくいペプチド、特に長鎖ペプチドを合成する際に有用である。マイクロウェーブ照射の条件は、反応時に熱やエネルギーがかかることにより副反応が生じるのを防ぐよう、アミノ酸配列に依存して当業者が適宜決定することができる。
(C末端のチオエステル化)
また、本発明の一態様においては、目的の糖タンパク質をライゲーションにより連結して製造するための糖ペプチドフラグメントを作製することができる。すなわち、ライゲーションを行うために、製造されたシアリル糖鎖を有する糖ペプチドフラグメントのC末端をチオエステル化、すなわちC末端にα−カルボキシチオエステル部分を形成させることができる。C末端に−C(=O)−SRにより表されるα−カルボキシチオエステル部分を有するペプチドフラグメント(又は糖ペプチドフラグメント)の製造方法は、公知の方法又はそれに準ずる方法を用いることができる。かかる方法は、例えば、国際公開第96/34878号パンフレット(米国特許第6184344号明細書)に記載されており、その開示は全体として本明細書に参照により組み込まれる。
ここで、Rはチオール交換反応を阻害せず、カルボニル炭素への求核置換反応において脱離基となる基であれば特に限定されないが、好ましくはベンジルメルカプタン等のベンジル型、チオフェノール、4−(カルボキシメチル)−チオフェノール等のアリール型、2−メルカプトエタンスルホン酸塩、3−メルカプトプロピオン酸アミド等のアルキル型等から選択することができる。
C末端にα−カルボキシチオエステル部分を有するペプチドフラグメントを製造する方法として、具体的には、例えば固相からペプチドを切り出す際にチオエステル化を行う方法や、固相からペプチドを切り出した後にペプチドのC末端カルボキシル基をチオエステル化する方法等が挙げられる。固相からペプチドを切り出す際にチオエステル化する方法としては、例えば固相樹脂にSafety Catch Linker(スルファミドリンカー)を用いてペプチドを製造し、チオール化合物を作用させる方法が知られている(J.Am.Chem.Soc.,(1999)121:11369−11374、Angew.Chem.Int.Ed.,(2005)44:1650−1654)。
しかしながら、上記の方法は、スルファミドリンカーをアルキル化させる必要があるが、このアルキル化の効率が悪く、また使用する樹脂が高価であるという制限がある。
その他、C末端にα−カルボキシチオエステル部分を有するペプチドフラグメントを製造する方法としては、固相合成の開始時に、チオエステル体を樹脂に結合させておくことで、樹脂からペプチドを切り出した際にチオエステル体を得る方法がある。この方法は、脂溶性保護基の脱離反応に塩基が必要なFmoc固相合成法では適用することができないが、本発明のBoc固相合成法においては適用可能である。例えば、樹脂にメルカプトプロピオン酸をチオエステル結合させた後に、アミノ酸を連結させていくことで、樹脂から作製されたペプチドを切り離した際に、ペプチドチオエステルを作成することができる。
なお、本発明の一態様においては、糖ペプチドフラグメントを調製する工程と、糖ペプチドフラグメントのC末端をチオエステル化する工程が、同時に行われてもよい。
糖ペプチドフラグメントを調製する工程と、糖ペプチドフラグメントのC末端をチオエステル化する工程を同時に行う方法としては、例えば各糖ペプチドフラグメントのC末端側にインテインのアミノ酸配列を付加した融合タンパク質を調製し、インテイン反応によってインテインを切断するのと同時にフラグメントのC末端をチオエステル化することができる。かかる方法は、たとえば、Muralidharan V,et al.(Nature Methods(2006)Vol.3 No.6 429−438)記載されており、その開示は全体として本明細書に参照により組み込まれる。
また、糖ペプチドフラグメントは、KCL法で連結させることもできる。KCL法を用いる場合、第一の糖ペプチドフラグメントのC末端のチオエステルを、第二の糖ペプチドフラグメントのC末端のチオエステルよりも脱離能が高いチオエステルとして用意する必要がある。こうすることで、反応速度の違いによって第一の糖ペプチドフラグメントのC末端側に第二の糖ペプチドフラグメントを結合させることができ、逆に連結した副産物等が生成するのを抑制することができる。
一般に、チオール基の反応性は、アリールチオール基>ベンジル型チオール基>アルキル型チオール基の順であるので、この順序に基づいて、一方のペプチドフラグメントのC末端に、他方のペプチドフラグメントのC末端より反応性の高いチオール基を用意する。
例えば、第一の糖ペプチドフラグメントのC末端をチオフェニルエステル、第二の糖ペプチドフラグメントのC末端をエチルチオエステルとする組み合わせ;第一の糖ペプチドフラグメントのC末端を4−メルカプトフェニルチオエステル(MPAA)、第二の糖ペプチドフラグメントのC末端をベンジルチオエステルとする組み合わせ;第一の糖ペプチドフラグメントのC末端をチオフェニルエステル、第二の糖ペプチドフラグメントのC末端をメルカプトエタンスルホニルエステルとする組み合わせ、等が好ましい。
また、糖ペプチドフラグメントのN末端Cysの−SH基は、所望により保護基により保護されていてもよい。例えば、−SH基をチアゾリジンとして保護してもよい。この保護基はライゲーション反応までの所望の時点で脱保護する。例えばジスルフィド基等、ライゲーションが起こる条件において自然に脱保護される保護基であれば、脱保護せずにそのまま以下のライゲーション反応に用いることもできる。ジスルフィド基は、その後のライゲーション法の反応条件下で容易に脱保護される。
(ライゲーション法による連結工程)
本発明の一態様において、本発明の製造方法により製造された糖ペプチドフラグメントは、他のペプチドフラグメントまたは他の糖ペプチドフラグメントと当業者に周知の方法により連結させることができる。なお、他のペプチドフラグメントおよび他の糖ペプチドフラグメントとしては、Boc固相合成法に限られず、Fmoc固相合成法、その他の化学合成、生合成等、当業者に公知の方法により得られたフラグメントを用いることができる。
例えば、2つの糖ペプチドフラグメントを、必要に応じ、4−メルカプトフェニル酢酸、ベンジルメルカプタン、チオフェノール等の触媒チオールの存在下、100mMリン酸緩衝溶液等の溶液中で混合する。好ましくは、第一の糖ペプチドフラグメント1当量に対し第二の糖ペプチドフラグメントを0.5〜2当量及び触媒チオールを5当量程度の割合で反応を行う。反応はpH6.5〜7.5程度、20〜40℃程度の条件下、約1〜30時間程度行うのが望ましい。反応の進行は、HPLC、MS等を組み合わせた公知の手法を用いて確認することができる。
これに、トリス2−カルボキシエチルホスフィン塩酸塩(TCEP)のような還元剤を加えて副反応を抑制し、所望により精製することで、第一のペプチドフラグメントと第二のペプチドフラグメントとを連結することができる。
また、KCL法は、Kentが報告したもので、反応速度論的制御をしたNCL法である(Kent et al.,Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,3985−3988)。NCL法では、連結する2つのフラグメントのうち、一方のC末端をカルボキシル基とし、もう一方のC末端をチオエステル化し、チオエステル化したフラグメントのC末端側にもう一方のフラグメントが結合させる方法である。これに対し、KCL法は、連結するフラグメントの両方がチオエステル化されている場合に用いることができ、より脱離能の高いチオエステルが連結反応に供される。
上述のとおり、チオール基の反応性は、概して、アリールチオール基>ベンジル型チオール基>アルキル型チオール基の順である。従って、C末端のチオエステル−C(=O)−SRにおいては、Rがアリール基であるものがもっとも脱離能が高く、Rがベンジル基であるもの、Rがアルキル基であるものがこれに次ぐ。これに基づいて各フラグメントのチオエステルを決定すれば、所望の順序で各フラグメントを連結することができる。例えば、一方をチオフェニルエステル、他方をエチルチオエステルとすれば、まずチオフェニルエステルが連結反応に供され、C末端にエチルチオエステルを有するペプチドが得られる。一方を4−メルカプトフェニルチオエステル(MPAA)、他方をベンジルチオエステルとすれば、MPAAが先に反応してC末端にベンジルチオエステルを有するペプチドが得られ、一方をチオフェニルエステル、他方をメルカプトエタンスルホニルエステルとすれば、チオフェニルエステルが先に反応してC末端にメルカプトエタンスルホニルエステルを有するペプチドが得られる。
このように、KCL法によって得られたペプチド鎖はC末端にチオエステルを有するので、当該ペプチド鎖を、そのまま別のフラグメントとのライゲーションに用いることができる。
(フォールディング工程)
また、本発明の別の態様では、シアリル糖鎖を有する糖ペプチドを製造した後、フラグメントを連結し、フォールディング工程を行って、適切な高次構造をとるように処理してもよい。
フォールディング工程は、種々の公知の方法を用いることができるが、たとえば、フォールディングバッファー中での透析によって行うことができる。フォールディングバッファーは、たとえば、グアニジン等のグアニジノ基を有する化合物又はその塩を含み、pHは6.0〜9.0であってもよい。透析は、複数回行ってもよく、その場合各透析処理のバッファーの組成やpHは同一であっても異なっていてもよい。
ポリペプチドがフォールディングしたことは、ポリペプチドの立体構造を解析する任意の方法で確認することができ、例えば、ジスルフィドマッピング法、立体構造エピトープに特異的な抗体への結合性の評価、X線解析などが挙げられるがこれらに限定されない。
なお、本明細書において用いられる用語は、特定の実施態様を説明するために用いられるのであり、発明を限定する意図ではない。
また、本明細書において用いられる「含む」との用語は、文脈上明らかに異なる理解をすべき場合を除き、記述された事項(部材、ステップ、要素、数字など)が存在することを意図するものであり、それ以外の事項(部材、ステップ、要素、数字など)が存在することを排除しない。
異なる定義が無い限り、ここに用いられるすべての用語(技術用語及び科学用語を含む。)は、本発明が属する技術の当業者によって広く理解されるのと同じ意味を有する。ここに用いられる用語は、異なる定義が明示されていない限り、本明細書及び関連技術分野における意味と整合的な意味を有するものとして解釈されるべきであり、理想化され、又は、過度に形式的な意味において解釈されるべきではない。
本発明の実施態様は模式図を参照しつつ説明される場合があるが、模式図である場合、説明を明確にするために、誇張されて表現されている場合がある。
第一の、第二のなどの用語が種々の要素を表現するために用いられるが、これらの要素はそれらの用語によって限定されるべきではないことが理解される。これらの用語は一つの要素を他の要素と区別するためのみに用いられているのであり、例えば、第一の要素を第二の要素と記し、同様に、第二の要素は第一の要素と記すことは、本発明の範囲を逸脱することなく可能である。
以下において、本発明を、実施例を参照してより詳細に説明する。しかしながら、本発明はいろいろな態様により具現化することができ、ここに記載される実施例に限定されるものとして解釈されてはならない。
実施例1.Boc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(Boc−diphenacyl−disialooligo−asparagine)の合成
(I)Fmoc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(Fmoc−diphenacyl−disialooligo−asparagine)の合成
Fmoc−ジシアロ糖鎖アスパラギン(Fmoc−disialooligo−asparagine)(20mg)を2mlの冷水に溶かし、Fmoc−ジシアロ糖鎖アスパラギンを溶解させた冷水をDowex−50×8(H)の樹脂(10.5cm×5cm)に通し、溶出した溶液を凍結乾燥した。凍結乾燥した溶液を10mlの水に溶かし、5mMの炭酸セシウム(CsCO)水溶液を用いて溶液のpHが3.6となるように調製した。その後、溶液を再度凍結乾燥した。凍結乾燥後のFmoc−ジシアロ糖鎖アスパラギンを乾燥DMF(4ml)に溶かし、フェナシルブロミド(5.7mg)を加えた。8時間後、この混合溶液に対して、ジエチルエーテル(20ml)を加え、目的物を析出させた。これをろ紙でろ過した。残った沈殿を集め、沈殿に水:アセトニトリル=7:3の溶液を加えて溶かし、HPLCによって精製した。以上の操作により、目的のFmoc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギンを得ることができた(16mg、収率76%)。
Fmoc−diphenacyl−disialooligo−asparagine
ESI−MS: calcd for C11916668 : 2796.6 [M+H], 1399.3 [M+2H]2+; found: 2798.2 [M+H], 1399.6 [M+2H]2+
(II)Boc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(Boc−diphenacyl−disialooligo−asparagine)の合成
Fmoc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(Fmoc−diphenacyl−disialooligo−asparagine)(20mg)に対し、1−メチルピロリジン(75μL)、ヘキサメチレンイミン(2μL)、および、HOBt(2mg)を溶かした乾燥DMF(100μL)を加え、常温で撹拌し、溶解させた。30分後、ジエチルエーテルをさらに加え、Fmocが脱離したジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギンを析出させた。沈殿物を回収し、ジエチルエーテルをとばした後、沈殿物を蒸留水に溶かした。沈殿物を溶解させた蒸留水をShephadex G−15に通し精製した後、溶出した溶液を凍結乾燥した。得られたジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギンをDMF(1mL)に溶かし、BocO(4.8μL)を加え常温で撹拌することで、Boc基を導入した。4時間後、ジエチルエーテルを加え、沈殿を集めた。沈殿を、50mM酢酸アンモニウム:水=82:17に溶解し、HPLCによって精製した。以上の操作により、目的のBoc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギンを得ることができた(13mg、収率68%)。
Boc−diphenacyl−disialooligo−asparagine
ESI−MS: calcd for C10916468 : 2674.5 [M+H], 1338.2 [M+2H]2+; found: 2675.8 [M+H], 1338.4 [M+2H]2+
実施例2.糖ペプチドチオエステル体の合成 (TN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)YSVTDLNY−SR)
I)ペプチド鎖の調製
固相合成はプロスチレンカラム(東京理科、 No.183 470)を用いて行った。プロスチレンカラムにAmino−PEGA樹脂(50μmol、1.67g)を入れ、DMF溶媒に十分になじませた。その後、Amino−PEGA樹脂に対し、S−トリチル−3−メルカプトプロピオン酸(S−trityl−3−mercaptopropionic Acid)(200μmol)、HBTU(190μmol)、および、DIPEA(800μmol)をDMFに溶かした溶液を加え、常温で撹拌した。30分後、DMFとDCMで樹脂を洗い、95%TFA、5%TIPSを加えた。2分後、溶液を濾過し、再度TFAとTIPSを加え、2分後、樹脂をDMFで洗浄した。この樹脂に対して、Boc−Tyr(OBn)−OH(200mM)、HBTU(190mM)、DIPEA(400mM)をDMFに溶かした混合溶液を樹脂に加えることで一残基目のアミノ酸のチロシンを縮合させた。20分後、樹脂をDMF、ジオキサンで順次洗った。この樹脂に対して、10%硫酸/ジオキサン溶液を加え、5分後濾過し、さらに同じ溶液を加え30分撹拌することでBoc基の脱保護を行った。以降のアミノ酸(Boc−Asn(Xan)−OH、Boc−Leu−OH、Boc−Asp(OBn)−OH、Boc−Thr(OBn)−OH、Boc−Val−OH、Boc−Ser(OBn)−OH、Boc−Tyr(OBn)−OH)も同様の方法で縮合した。
II)シアリル糖鎖付加アミノ酸の縮合、その後のアミノ酸縮合
ペプチドチオエステルを伸長した樹脂(2μmol)のBoc基を上記の方法で脱保護した後、DMFで洗い、5%DIPEA/DMFを加えた。1分後、DMFでしっかり洗い、Boc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(4μmol)、DEPBT(6μmol)、およびDIPEA(4μmol)をDMFに溶かした溶液を加え、常温で撹拌した。14時間後、樹脂をDMFでしっかり洗った。以降のペプチド伸長(Boc−Tyr(OBn)−OH)は糖鎖水酸基の副反応を防ぐため、アミノ酸40mMの濃度で上記と同様の方法で縮合を行った。
III)アミノ酸側鎖の脱保護と樹脂からの切り出し
樹脂をDCMで洗った後、TFA(350μL)、DMS(210μL)、m−クレゾール(70μL)、およびTfOH(70μL)を含む、0℃に冷やしたカクテルを加え、0℃で撹拌した。30分後、溶液を濾過し、樹脂をTFA、ジエチルエーテル、DMF、DCM、TFAの順で洗い、再度、上記のカクテルを同量加え、0℃で撹拌した。2時間後、溶液を濾過し、TFA、ジエチルエーテル、DMFの順番で樹脂をしっかりと洗った。MESNa(5mg)を6Mのグアニジン塩酸塩が入った200mリン酸緩衝液(95μL)に溶かし、この樹脂に加えた。12時間後、溶出した溶液に含まれる化合物をHPLCにより分析、精製を行った。その結果、ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギンを有し、TN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)YSVTDLNY−SRのアミノ酸配列を有する糖ペプチド(1)(配列番号1)を得ることができた。なお、前記のアミノ酸配列中、N(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)は糖鎖アスパラギンを示し、−SRはスルホン酸エチルチオエステルを示す。
実施例3.シアリル糖鎖を有する糖ペプチドチオエステル体の合成 (SLQN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)ASAIES−SR)
I)ペプチドチオエステル体の調製
固相合成はプロスチレンカラム(東京理科、 No.183 470)を用いて行った。プロスチレンカラムにAmino−PEGA樹脂(50μmol、1.67g)を入れ、DMF溶媒に十分になじませた。その後、Amino−PEGA樹脂に対し、S−トリチル−3−メルカプトプロピオン酸(S−trityl−3−mercaptopropionic Acid)(200μmol)、HBTU(190μmol)、および、DIPEA(800μmol)をDMFに溶かした溶液を加え、常温で撹拌した。30分後、DMFとDCMで樹脂をしっかり洗い、95%TFA、5%TIPSを加えた。2分後、溶液をしっかりと濾過し、再度TFAとTIPSを加え、2分後、樹脂をDMFでしっかり洗った。この樹脂に対して、Boc−Ser(OBn)−OH(200mM)、HBTU(190mM)、DIPEA(400mM)をDMFに溶かした混合溶液を樹脂に加えることで一残基目のアミノ酸のセリンを縮合させた。20分後、樹脂をDMF、ジオキサンで順次洗った。この樹脂に対して、10%硫酸/ジオキサン溶液を加え、5分後濾過し、さらに同じ溶液を加え30分撹拌することでBoc基の脱保護を行った。以降のアミノ酸(Boc−Glu(OBn)−OH、Boc−Ile−OH、Boc−Ala−OH、Boc−Ser(OBn)−OH、Boc−Ala−OH)も同様の方法で縮合した。
II)シアリル糖鎖付加アミノ酸の縮合、その後のアミノ酸縮合
ペプチドチオエステルを伸長した樹脂(2μmol)のBoc基を上記の方法で脱保護した後、DMFで洗い、5%DIPEA/DMFを加えた。1分後、DMFでしっかり洗い、Boc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(4μmol)、DEPBT(6μmol)、およびDIPEA(4μmol)をDMFに溶かした溶液を加え、常温で撹拌した。14時間後、樹脂をDMFでしっかり洗った。上記の条件で再度糖鎖の縮合を行った。以降のペプチド伸長(Boc−Gln−OH、Boc−Leu−OH、Boc−Ser(OBn)−OH)は糖鎖水酸基の副反応を防ぐため、アミノ酸40mMの濃度で上記と同様の方法で縮合を行った。
III)アミノ酸側鎖の脱保護と樹脂からの切り出し
樹脂をDCMで洗った後、TFA(350μL)、DMS(210μL)、m−クレゾール(70μL)、およびTfOH(70μL)を含む、0℃に冷やしたカクテルを加え、0℃で撹拌した。30分後、溶液を濾過し、樹脂をTFA、ジエチルエーテル、DMF、DCM、TFAの順で洗い、再度、上記のカクテルを同量加え、0℃で撹拌した。2時間後、溶液を濾過し、TFA、ジエチルエーテル、DMFの順番で樹脂をしっかりと洗った。MESNa(5mg)を6Mのグアニジン塩酸塩が入った200mリン酸緩衝液(95μL)に溶かし、この樹脂に加えた。12時間後、溶出した溶液に含まれる化合物をHPLCにより分析、精製を行った。その結果、ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギンを有するSLQN(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)ASAIES−SRのアミノ酸配列を有する糖ペプチド(2)(配列番号2)を得ることができた。なお、前記のアミノ酸配列中、N(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)は糖鎖アスパラギンを示し、−SRはスルホン酸エチルチオエステルを示す。
Glycopeptide−thioester
ESI−MS: calcd for C1432221883 : 3585.5, [M+H], 1793.8 [M+2H]2+, 1196.2 [M+3H]3+
found: 3586.9, [M+H], 1794.0 [M+2H]2+, 1196.3 [M+3H]3+
試薬の略号:
DMF:N,N−dimethylformamide,DCM:dichloromethane,HOBt:1−hydroxybenzotriazole,TFA:trifluoroacetic acid,DEPBT:3−(Diethoxy−phosphoryloxy)−3H−benzo[d][1,2,3]triazin−4−one,HBTU:2−(1H−Benzotriazole−1−yl)−1,1,3,3−tetramethyluronium hexafluorophosphate,DIPEA:N,N−diisopropylethylamine
実施例4.エリスロポエチンの合成
(I)エリスロポエチンの合成スキームについて
天然のエリスロポエチンは、166個のアミノ酸配列を有し、24位、38位、および、83位にアスパラギン(N)結合型の糖鎖を有し、126位にセリンに結合するO結合型糖鎖を有する。下記の実施例においては、天然のエリスロポエチンのアミノ酸配列において、24位および38位の糖鎖付加アスパラギンを糖鎖が付加していないアスパラギンに変換し、21位のグルタミン酸をシステインに変換し、78位のグルタミンをシステインに変換し、126位の糖鎖付加セリンを糖鎖が付加していないセリンに変換したアミノ酸配列であって、そのアミノ酸配列中の83位にシアリル糖鎖アスパラギンを有する糖ペプチドを合成した。なお、21位のグルタミン酸および78位のグルタミンの代わりに挿入したシステインはライゲーションの連結部位に使用した。本実施例は、エリスロポエチンのアミノ酸配列における1−166個のアミノ酸を、1位−21位までのアミノ酸を有するペプチドフラグメントA、22位−49位までのアミノ酸を有するペプチドフラグメントB、50位−78位までのアミノ酸を有するペプチドフラグメントC、79位−97位までのアミノ酸を有する糖鎖付加ペプチドフラグメントD、98位−127位までのアミノ酸を有するペプチドフラグメントE、128位−166位までのアミノ酸を有するペプチドフラグメントFの6つのフラグメントに分けて製造する方法を例示する。
より具体的には、下記の工程を含む製造方法を例示する:
(A)下記式(8)で表わされるペプチドフラグメントA、下記式(9)で表わされるペプチドフラグメントB、下記式(10)で表わされるペプチドフラグメントC、下記式(11)で表わされる糖鎖付加ペプチドフラグメントD、下記式(12)で表わされるペプチドフラグメントE、および、下記式(13)で表わされるペプチドフラグメントFを作成する工程。
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
なお、式中、Rは、Acm基を示す。フラグメントA、フラグメントB、および、フラグメントFは、天然のエリスロポエチンのアミノ酸配列における7位、29位、33位、161位に対応する位置に、それぞれAcm基を有するシステインを有する。また、Rは、ホルミル基(CHO)を示す。フラグメントDは、天然のエリスロポエチンのアミノ酸配列における88位に対応する位置にホルミル基で保護されたトリプトファンを有する。また、Rは、隣接するS(硫黄)とともにスルホン酸エチルチオエステルを示し、Rは、フェニル基を示し、Rは、ベンジル基を示す。
各フラグメントにおいて、ライゲーションによる連結に使用するC末端はチオエステル化されている。また、各フラグメントにおいて、ライゲーションによる連結に使用するN末端はシステインを有する。また、上記式で表わされるペプチドフラグメントC、糖鎖付加ペプチドフラグメントD、およびペプチドフラグメントEは、それぞれのC末端側におけるライゲーション工程において、副反応を避けるために、N末端側のシステインをチアゾリジン型にしている。
上記フラグメントB、フラグメントC、糖鎖付加フラグメントD、フラグメントE、および、フラグメントFのN末端のアミノ酸は、天然のエリスロポエチンのアミノ酸配列における22位、50位、79位、98位、および128位のアラニンとなる。しかしながら、本実施例においては、ライゲーション工程において、連結される側のフラグメントN末端にシステインを要求する。そのため、各製造例においてフラグメントB、フラグメントC、糖鎖付加フラグメントD、フラグメントE、および、フラグメントFのN末端のアミノ酸を、アラニンの代わりにシステインとして合成している。アラニンの代わりに置換されたシステインは、各フラグメント同士のライゲーション後に、アラニンへと還元した。
(B)フラグメントAとフラグメントBとをライゲーションにより連結させてフラグメント(A+B)を作成する工程(図5参照)。
なお、本明細書において、例えば、フラグメント(A+B)とは、フラグメントAのC末端とフラグメントBのN末端とを連結させることにより得られるフラグメントを示す。
(C)フラグメントEとフラグメントFとをライゲーションにより連結させてフラグメント(E+F)を作成する工程および、フラグメント(E+F)のN末端のチアゾリジン型のシステインをシステインに変換する工程(図6参照)。
(D)フラグメントDとフラグメント(E+F)とをライゲーションにより連結させてフラグメント(D+E+F)を作成する工程、フラグメント(D+E+F)のN末端のチアゾリジン型のシステインをシステインに変換する工程、ならびに、トリプトファン上のホルミル(CHO)基、および、糖鎖シアル酸上のフェナシル基を除去する工程(図7参照)
(E)フラグメントCとフラグメント(D+E+F)とをライゲーションにより連結させてフラグメント(C+D+E+F)を作成し、ライゲーションに用いたシステインをアラニンへ還元し、フラグメント(C+D+E+F)のN末端のチアゾリジン型のシステインをシステインに変換する工程(図8参照)
(F)フラグメント(A+B)とフラグメント(C+D+E+F)とをライゲーションにより連結させてフラグメント(A+B+C+D+E+F)を作成する工程(図9参照)
(G)フラグメント(A+B+C+D+E+F)において、ライゲーションに用いたシステインをアラニンへ還元する工程(図10参照)。
(H)システインの保護基を脱保護する工程(図11参照)
(II) 各ペプチドフラグメントの合成
(II−1. ペプチドフラグメントA−SPhの合成)
なお、本明細書において、ペプチドフラグメントA−SPhの「−SPh」は、チオフェニルを意味する。すなわち、ペプチドフラグメントA−SPhとは、ペプチドフラグメントAのC末端にチオフェニルを有することを意味する。
固相合成用カラムにHMPB−PEGA樹脂(メルク社製)(50μmol)を入れ、Fmoc−Ala(0.25mmol)、MSNT(0.25mmol)及びN−メチルイミダゾール(0.27mmol)をDCM(1.25ml)に溶解させた後、固相合成用カラムに入れ、25℃で2時間攪拌した。
攪拌後、樹脂をDCM、DMFを用いて洗浄した。Fmoc基を20%ピペリジン/DMF溶液(2ml)を用いて15分間処理し脱保護した。DMFで洗浄後、その後のペプチド鎖の伸長は以下に示す方法を用いて、順次アミノ酸を縮合させた。
Fmoc基でアミノ基を保護したアミノ酸をジメチルホルムアミド(DMF)(1ml)に溶解させ、HOBt(0.25mmmol)、ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)(0.25mmmol)を加え、5−10分間活性化した後に、固相合成用カラムに加えた。マイクロウェーブを用いて、37度で15分間反応させた後、樹脂をDCM及びDMFを用いて洗浄した。この操作を繰り返し、Fmoc基およびBoc基で保護したアミノ酸(0.25mmol)を使用しアミノ酸を順次縮合させた。ただし、Fmoc−Cys(Trt)、Fmoc−Cys(Acm)、Fmoc−His(Trt)のアミノ酸のみマイクロウェーブを用いず、室温で15分間反応させた。
アミノ酸のアミノ基窒素をFmoc基で保護したアミノ酸として、Fmoc−Lys(Boc)、Fmoc−Ala、Fmoc−Glu(OtBu)、Fmoc−Leu、Fmoc−Leu、Fmoc−Tyr(tBu)、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Glu(OtBu)、Fmoc−Leu、Fmoc−Val、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Ser(tBu)、Fmoc−Asp(OtBu)、Fmoc−Cys(Acm)、Fmoc−Ile、Fmoc−Leu、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Pro、Fmoc−Pro、Fmoc−Alaを順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にAla−Lys(Boc)−Ala−Glu(OtBu)−Leu−Leu−Tyr(tBu)−Arg(Pbf)−Glu(OtBu)−Leu−Val−Arg(Pbf)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Cys(Acm)−Ile−Leu−Arg(Pbf)−Pro−Pro−Ala−NHの21残基ペプチド(3)(配列番号3)を得た。
上記で得られたペプチド(3)をDCM及びDMFを用いて洗浄した後、トリフルオロエタノールと酢酸の混合溶液(1:1)を十分に樹脂が浸る程度加え、12時間室温で撹拌することで、樹脂とペプチド3とを切り離した。切り離した樹脂をろ過して除き、反応溶液を減圧下で濃縮した。得られた残渣を濃縮し、アミノ酸の側鎖が保護されたペプチド(3):Ala−Lys(Boc)−Ala−Glu(OtBu)−Leu−Leu−Tyr(tBu)−Arg(Pbf)−Glu(OtBu)−Leu−Val−Arg(Pbf)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Cys(Acm)−Ile−Leu−Arg(Pbf)−Pro−Pro−Ala−NHを得た。
21残基のアミノ酸を有しており、かつ、アミノ酸側鎖が保護されたペプチド3を、25mL相当ナスフラスコに移し、DMF(2.5mL)に溶解させた。その後、窒素雰囲気下、−15℃〜−20℃に冷却した。このものにチオフェノール(10.2μl,0.1mmol)を加えた後、PyBOP(52.0mg,0.10mmol)、続いて、DIPEA(18.0μl,0.1mmol)を加えた。−20℃において3時間攪拌した後、ジエチルエーテルを加え、ペプチドを沈殿させた。得られた残渣をトリフルオロ酢酸:水:TIPS(=95:2.5:2.5)を加え室温で撹拌した。2時間後、再度、この溶液を別途用意したジエチルエーテルに加え沈殿させた後、遠心分離を行い溶液部分を除くことで目的とするペプチドチオエステル体を含む残渣が得られた。この得られた残渣をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水、B液:0.09%TFA/10%水/90%AN グラジエント A:B=75:25→25:75(30分)liner gradient]で精製し、C末端がチオフェニルエステルであるペプチドフラグメントA−SPh(4)(配列番号4):HN−Ala−Pro−Pro−Arg−Leu−Ile−Cys(Acm)−Asp−Ser−Arg−Val−Leu−Glu−Arg−Tyr−Leu−Leu−Glu−Ala−Lys−Ala−SPhを得た。ESI−MS: m/z calcd.for C1161903230:[M+2H]2+ 1289.5,[M+3H]3+ 860.0,[M+4H]4+ 645.3,found for [M+2H]2+ 1289.3,[M+3H]3+ 860.0,[M+4H]4+ 645.3.
(II−2. ペプチドフラグメントB−SBnの合成)
ペプチドフラグメントB−SBnは、上記II−1.ペプチドフラグメントA−SPhの合成方法と同様の条件にて、Fmoc固相合成法により合成した。
Fmoc基およびBoc基で保護したアミノ酸として、Fmoc−Tyr(tBu)、Fmoc−Phe、Fmoc−Asn(Trt)、Fmoc−Val、Fmoc−Lys(Boc)、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Asp(OtBu)、Fmoc−Pro、Fmoc−Val、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Ile、Fmoc−Asn(Trt)、Fmoc−Glu(OtBu)、Fmoc−Asn(Trt)、Fmoc−Leu、Fmoc−Ser(tBu)、Fmoc−Cys(Acm)、Fmoc−His(Trt)、Fmoc−Glu(OtBu)、Fmoc−Ala、Fmoc−Cys(Acm)、Fmoc−Gly、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Ile、Fmoc−Asn(Trt)、Fmoc−Gln(Trt)、Fmoc−Cys(Trt)を順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にTyr(tBu)−Phe−Asn(Trt)−Val−Lys(Boc)−Thr(tBu)−Asp(OtBu)−Pro−Val−Thr(tBu)−Ile−Asn(Trt)−Glu(OtBu)−Asn(Trt)−Leu−Ser(tBu)−Cys(Acm)−His(Trt)−Glu(OtBu)−Ala−Cys(Acm)−Gly−Thr(tBu)−Thr(tBu)−Ile−Asn(Trt)−Gln(Trt)−Cys(Trt)−NHの28残基ペプチド(5)(配列番号5)を得た。
上記で得られたペプチド(5)を上記II−1.ペプチドフラグメントA−SPhの合成方法と同様の条件下で操作を行い、樹脂上から切り離し、アミノ酸の側鎖が保護されたペプチド(5):Tyr(tBu)−Phe−Asn(Trt)−Val−Lys(Boc)−Thr(tBu)−Asp(OtBu)−Pro−Val−Thr(tBu)−Ile−Asn(Trt)−Glu(OtBu)−Asn(Trt)−Leu−Ser(tBu)−Cys(Acm)−His(Trt)−Glu(OtBu)−Ala−Cys(Acm)−Gly−Thr(tBu)−Thr(tBu)−Ile−Asn(Trt)−Gln(Trt)−Cys(Trt)−NHを得た。
28残基ペプチドのアミノ酸を有しており、かつ、アミノ酸の側鎖が保護されたペプチド(5)を、25mL相当ナスフラスコに移し、DMF(2.5mL)に溶解させた。その後、窒素雰囲気下、−15℃〜−20℃に冷却した。このものにベンジルメルカプタン(11.7μl,0.1mmol)を加えた後、PyBOP(52.0mg,0.10mmol)、続いて、DIPEA(18.0μl,0.1mmol)を加えた。−20℃において3時間攪拌した後、ジエチルエーテルを加え、ペプチドを沈殿させた。得られた残渣をトリフルオロ酢酸:水:TIPS(=95:2.5:2.5)を加え室温で撹拌した。2時間後、再度、この溶液を別途用意したジエチルエーテルに加え沈殿させた後、遠心分離を行い溶液部分を除くことで目的とするペプチドチオエステル体を含む残渣が得られた。この得られた残渣をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水、B液:0.09%TFA/10%水/90%AN グラジエント A:B=70:30→20:80(30分)liner gradient]で精製し、C末端がチオベンジルエステルであるペプチドフラグメントB−SBn(6)(配列番号6):HN−Cys−Gln−Asn−Ile−Thr−Thr−Gly−Cys(Acm)−Ala−Glu−His−Cys(Acm)−Ser−Leu−Asn−Glu−Asn−Ile−Thr−Val−Pro−Asp−Thr−Lys−Val−Asn−Phe−Tyr−SBnを得た。
ESI−MS: m/z calcd. for C1442193748 : [M+2H]2+ 1863.4, [M+3H]3+ 1122.6, [M+4H]4+ 842.2, found for [M+2H]2+ 1863.4, [M+3H]3+ 1122.6, [M+4H]4+ 842.2.
(II−3. ペプチドフラグメントC−SRの合成)
固相合成はプロスチレンカラム(東京理科、 No.183 470)を用いて行った。プロスチレンカラムにAmino−PEGA樹脂(50μmol、1.67g)を入れ、DMF溶媒に十分になじませた。その後、Amino−PEGA樹脂に対し、S−トリチル−3−メルカプトプロピオン酸(S−trityl−3−mercaptopropionic Acid)(200μmol)、HBTU(190μmol)、および、DIPEA(800μmol)をDMFに溶かした溶液を加え、常温で撹拌した。30分後、DMFとDCMで樹脂を洗い、95%TFA、5%TIPSを加えた。2分後、溶液を濾過し、再度TFAとTIPSを加え、2分後、樹脂をDMFで洗った。この樹脂に対して、Boc−Ala(200mM)、HBTU(190mM)、DIPEA(400mM)をDMFに溶かした混合溶液を樹脂に加えることで一残基目のアミノ酸のアラニンを縮合させた。20分後、樹脂をDMF、ジオキサンで順次洗った。この樹脂に対して、10%硫酸/ジオキサン溶液を加え、5分後濾過し、さらに同じ溶液を加え30分撹拌することでBoc基の脱保護を行った。以降この操作を繰り返し、Boc基で保護したアミノ酸を使用しアミノ酸を順次縮合させた。
Boc基で保護したアミノ酸として、Boc−Gly、Boc−Arg(di−Z)、Boc−Leu、Boc−Val、Boc−Ala、Boc−Glu(Bn)、Boc−Ser(Bn)、Boc−Leu、Boc−Leu、Boc−Ala、Boc−Leu、Boc−Gly、Boc−Gln、Boc−Trp(CHO)、Boc−Val、Boc−Glu(Bn)、Boc−Val、Boc−Ala、Boc−Gln、Boc−Gln、Boc−Gly、Boc−Val、Boc−Glu(Bn)、Boc−Met、Boc−Arg(di−Z)、Boc−Lys(Cl−Z)、Boc−Trp(CHO)、Boc−Thzを順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にAla−Gly−Arg(di−Z)−Leu−Val−Ala−Glu(Bn)−Ser(Bn)−Leu−Leu−Ala−Leu−Gly−Gln−Trp(CHO)−Val−Glu(Bn)−Val−Ala−Gln−Gln−Gly−Val−Glu(Bn)−Met−Arg(di−Z)−Lys(Cl−Z)−Trp(CHO)−Thz−NHの29残基ペプチド(7)(配列番号7)を得た。
上記で得られた樹脂上のペプチド(7)をDCMで洗った後、TFA(400μL)、TfOH(40μL)、EDT(20μL)、およびThioanisole(40μL)を含む、0℃に冷やしたカクテルを加え、0℃で撹拌した。30分後、溶液を濾過し、樹脂をTFA、ジエチルエーテル、DMF、DCM、TFAの順で洗い、再度、上記のカクテルを同量加え、0℃で撹拌した。30分後、溶液を濾過し、TFA、ジエチルエーテル、DMFの順番で樹脂をしっかりと洗った。MESNa(5mg)を6Mのグアニジン塩酸塩が入った200mMリン酸緩衝液(95μL)に溶かし、この樹脂に加えた。12時間後、目的とするペプチドチオエステル体を含む溶出溶液が得られた。この得られた溶液をHPLCで精製し、C末端がチオエステルであるペプチドフラグメントC−SR(8)(配列番号8):HN−Thz−Trp−Lys−Arg−Met−Glu−Val−Gly−Gln−Gln−Ala−Val−Glu−Val−Trp−Gln−Gly−Leu−Ala−Leu−Leu−Ser−Glu−Ala−Val−Leu−Arg−Gly−Ala−SRを得た。なお、−SRは、スルホン酸エチルチオエステルを示す。
ESI−MS: m/z calcd. for C1452354142 : [M+2H]2+ 1677.5, [M+3H]3+ 1118.6, [M+4H]4+ 839.2, found for [M+2H]2+ 1677.5, [M+3H]3+ 1118.6, [M+4H]4+ 839.2.
(II−4.シアル酸糖鎖を有する糖ペプチドフラグメントD−SRの合成)
上記II−3.ペプチドフラグメントC−SRの合成方法と同様に、Boc法による固相合成法を用い、アミノ酸セリン残基までBoc基で保護したアミノ酸を使用しアミノ酸を順次縮合させた。
Boc基で保護したアミノ酸として、Boc−Lys(Cl−Z)、Boc−Asp(Bn)、Boc−Val、Boc−His(DNP)、Boc−Leu、Boc−Gln、Boc−Leu、Boc−Pro、Boc−Glu(Bn)、Boc−Trp(CHO)、Boc−Pro、Boc−Gln、Boc−Ser(Bn)、Boc−Ser(Bn)を順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にLys(Cl−Z)−Asp(Bn)−Val−His(DNP)−Leu−Gln−Leu−Pro−Glu(Bn)−Trp(CHO)−Pro−Gln−Ser(Bn)−Ser(Bn)のペプチドフラグメント(9)(配列番号9)を得た。
上記で得たペプチドフラグメント(9)に対して10%硫酸/ジオキサン溶液を加え、5分後濾過し、さらに同じ溶液を加え30分撹拌することでBoc基の脱保護を行った。その後、DMFで洗い、5%DIPEA/DMFを加えた。1分後、DMFでしっかり洗い、Boc−ジフェナシル−ジシアロ糖鎖アスパラギン(4μmol)、DEPBT(6μmol)、およびDIPEA(4μmol)をDMFに溶かした溶液を加え、常温で撹拌した。14時間後、樹脂をDMFでしっかり洗った。上記の条件で再度糖鎖の縮合を行った。その際、糖鎖水酸基の副反応を防ぐため、アミノ酸40mMの濃度で上記と同様の方法で縮合を行った。Boc基で保護したアミノ酸として、Boc−Val、Boc−Leu、Boc−Leu、Boc−Thzを順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にLys(Cl−Z)−Asp(Bn)−Val−His(DNP)−Leu−Gln−Leu−Pro−Glu(Bn)−Trp(CHO)−Pro−Gln−Ser(Bn)−Ser(Bn)−Asn(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)−Val−Leu−Leu−Thz−NHの19残基糖ペプチド(10)(配列番号10)を得た。
上記で得られた樹脂上のペプチド(10)をDCMで洗った後、TFA(350μL)、DMS(210μL)、m−クレゾール(70μL)、およびTfOH(70μL)を含む、0℃に冷やしたカクテルを加え、0℃で撹拌した。30分後、溶液を濾過し、樹脂をTFA、ジエチルエーテル、DMF、DCM、TFAの順で洗い、再度、上記のカクテルを同量加え、0℃で撹拌した。30分後、溶液を濾過し、樹脂をTFA、ジエチルエーテル、DMF、DCM、TFAの順で洗い、再度、上記のカクテルを同量加え、0℃で撹拌した。2時間後、溶液を濾過し、TFA、ジエチルエーテル、DMFの順番で樹脂をしっかりと洗った。MESNa(5mg)を6Mのグアニジン塩酸塩が入った200mMリン酸緩衝液(95μL)に溶かし、この樹脂に加えた。12時間後、目的とするペプチドチオエステル体を含む溶出溶液が得られた。このものをHPLCで精製し、C末端がチオエステルであるペプチドフラグメントD−SR(11)(配列番号11):HN−Thz−Leu−Leu−Val−Asn(ジフェナシル−ジシアロ糖鎖)−Ser−Ser−Gln−Pro−Trp(CHO)−Glu−Pro−Leu−Gln−Leu−His−Val−Asp−Lys−SRを得た。なお、−SRは、スルホン酸エチルチオエステルを示す。
ESI−MS: m/z calcd.forC2033063295 : [M+3H]3+ 1604.7, [M+4H]4+ 1203.7, [M+5H]5+ 963.1, found for [M+3H]3+ 1605.4, [M+4H]4+ 1204.3, [M+5H]5+ 963.2.
(II−5. ペプチドフラグメントE−SRの合成)
ペプチドフラグメントE−SRは、上記II−3.ペプチドフラグメントC−SRの合成方法と同様の条件にて、Boc固相合成法により合成した。まず、糖鎖付加アミノ酸の連結直前となるセリン残基まで、Boc基で保護したアミノ酸を使用し、C末端側よりアミノ酸を順次縮合させた。
Boc基で保護したアミノ酸として、Boc−Ala、Boc−Ser(Bn)、Boc−Ala、Boc−Ala、Boc−Asp(Bn)、Boc−Pro、Boc−Pro、Boc−Ser(Bn)、Boc−Ile、Boc−Ala、Boc−Glu(Bn)、Boc−Lys(Cl−Z)、Boc−Glu(Bn)、Boc−Ala、Boc−Gly、Boc−Leu、Boc−Ala、Boc−Arg(di−Z)、Boc−Leu、Boc−Leu、Boc−Thr(Bn)、Boc−Thr(Bn)、Boc−Leu、Boc−Ser(Bn)、Boc−Arg(di−Z)、Boc−Leu、Boc−Gly、Boc−Ser(Bn)、Boc−Val、Boc−Thzを順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にAla−Ser(Bn)−Ala−Ala−Asp(Bn)−Pro−Pro−Ser(Bn)−Ile−Ala−Glu(Bn)−Lys(Cl−Z)−Glu(Bn)−Ala−Gly−Leu−Ala−Arg(di−Z)−Leu−Leu−Thr(Bn)−Thr(Bn)−Leu−Ser(Bn)−Arg(di−Z)−Leu−Gly−Ser(Bn)−Val−Thz−NHの30残基ペプチド(12)(配列番号12)を得た。
上記で得られた樹脂上のペプチド(12)を上記II−3.ペプチドフラグメントC−SRの合成方法と同様の条件にて操作を行い樹脂上から切り出した。このものをHPLCで精製し、C末端がチオエステルであるペプチドフラグメントE−SPh(13)(配列番号13):HN−Thz−Val−Ser−Gly−Leu−Arg−Ser−Leu−Thr−Thr−Leu−Leu−Arg−Ala−Leu−Gly−Ala−Glu−Lys−Glu−Ala−Ile−Ser−Pro−Pro−Asp−Ala−Ala−Ser−Ala−SPhを得た。なお、−SRは、スルホン酸エチルチオエステルを示す。
ESI−MS: m/z calcd for C1312263844 : [M+2H]2+ 1567.8, [M+3H]3+ 1045.5, found for [M+2H]2+ 1568.0, [M+3H]3+ 1045.6.
(II−6. ペプチドフラグメントF−OHの合成)
ペプチドフラグメントF−OHは、上記II−1.ペプチドフラグメントA−SPhの合成方法と同様の条件にて、Fmoc固相合成法により合成した。
Fmoc基で保護したアミノ酸として、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Asp(OtBu)、Fmoc−Gly、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Cys(Acm)、Fmoc−Ala、Fmoc−Glu(OtBu)、Fmoc−Gly、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Tyr(tBu)、Fmoc−Leu、Fmoc−Lys(Boc)、Fmoc−Leu、Fmoc−Lys(Boc)、Fmoc−Gly、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Leu、Fmoc−Phe、Fmoc−Asn(Trt)、Fmoc−Ser(tBu)、Fmoc−Tyr(tBu)、Fmoc−Val、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Phe、Fmoc−Leu、Fmoc−Lys(Boc)、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Phe、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Asp(OtBu)、Fmoc−Ala、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Ile、Fmoc−Thr(tBu)、Fmoc−Arg(Pbf)、Fmoc−Leu、Fmoc−Pro、Fmoc−Cys(Trt)を順次用いて固相樹脂に連結させた。その結果、固相樹脂にArg(Pbf)−Asp(OtBu)−Gly−Thr(tBu)−Arg(Pbf)−Cys(Acm)−Ala−Glu(OtBu)−Gly−Thr(tBu)−Tyr(tBu)−Leu−Lys(Boc)−Leu−Lys(Boc)−Gly−Arg(Pbf)−Leu−Phe−Asn(Trt)−Ser(tBu)−Tyr(tBu)−Val−Arg(Pbf)−Phe−Leu−Lys(Boc)−Arg(Pbf)−Phe−Thr(tBu)−Asp(OtBu)−Ala−Thr(tBu)−Ile−Thr(tBu)−Arg(Pbf)−Leu−Pro−Cys(Trt)−NHの39残基ペプチド(14)(配列番号14)を得た。
上記で得られた樹脂上のペプチド(14)を一般的なFmoc法で用いられる手法で樹脂から切り出しHPLCで精製することで、ペプチドフラグメントF(15)(配列番号15):HN−Cys−Pro−Leu−Arg−Thr−Ile−Thr−Ala−Asp−Thr−Phe−Arg−Lys−Leu−Phe−Arg−Val−Tyr−Ser−Asn−Phe−Leu−Arg−Gly−Lys−Leu−Lys−Leu−Tyr−Thr−Gly−Glu−Ala−Cys(Acm)−Arg−Thr−Gly−Asp−Argを得た。
ESI−MS: m/z calcd for C2063346256 : [M+3H]3+ 1547.5, [M+4H]4+ 1160.8, [M+5H]5+ 928.9, [M+6H]6+ 774.2, [M+7H]7+ 663.8, found for [M+3H]3+ 1547.2, [M+4H]4+ 1160.8, [M+5H]5+ 928.9, [M+6H]6+ 774.2, [M+7H]7+ 663.8.
(III) 各フラグメントの連結によるジシアロ糖鎖付加エリスロポエチンの合成
上記で作製した各フラグメントの連結およびジシアロ糖鎖付加エリスロポエチンの合成は、以下に示す全10工程により行った。
(III−1. 第1工程 ペプチドフラグメントEとペプチドフラグメントFとの連結)
30残基のC末端がチオフェニルエステル体であるペプチドフラグメントE(13)(3.7mg)と39残基のペプチドフラグメントF(15)(2.5mg)の二種類を同じナスフラスコにいれ、pH6.8のバッファー溶液(0.40ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液、20mMトリスカルボキシエチルホスフィン溶液(TCEP溶液)にて調製)に溶解させた後、MPAA(2.7mg)を加え、室温で反応を行った。3時間後、反応をHPLCで確認した後、反応溶液にメトキシアミン溶液を加え、pH4.0に調製し、室温で反応を行うことにより、N末端のチアゾリジン型のシステインをシステインへ変換した。2時間後、HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した。反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=75:25→25:75(30分)liner gradient]にて精製し、目的とするペプチドフラグメント(E+F)(16)(配列番号16)を得た(図6)。
ESI−MS: m/z calcd for C33455410097 : [M+4H]4+ 1905.7, [M+5H]5+ 1524.8, [M+6H]6+ 1270.8, [M+7H]7+ 1089.4, [M+8H]8+ 953.4, [M+9H]9+ 847.5, [M+10H]10+ 762.9, found for 1906.0, 1525.0, 1271.0, 1089.7, 953.7, 847.8, 763.2.
(III−2. 第2工程 ペプチドフラグメントDとペプチドフラグメント(E+F)との連結)
19残基のC末端がチオエステル体のジシアロ糖鎖付加ペプチドフラグメントD(11)(3.8mg)と上記第1工程で得られたペプチドフラグメント(E+F)(16)(6.0mg)の二種類を同じナスフラスコにいれ、pH6.8のバッファー溶液(0.40ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液、40mMTCEP溶液にて調製)に溶解させた。その後、MPAA(2.7mg)を加え、室温で反応を行った。HPLCとESI−MSを用いて、反応が終了しているのを確認した後、2−メルカプトエタノール(3.0μL)(0.2Mリン酸溶液、pH8.0、60μLに加え調製)を加え、室温で反応を行うことにより、フェナシル基およびホルミル基の脱保護を行った。2時間後、塩酸を用いて中和した後、反応溶液にメトキシアミン溶液を加え、pH4.0に調製し、室温で反応を行うことにより、チアゾリジン型のシステインをシステインへ変換した。3時間後、HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した。反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=75:25→25:75(30分)liner gradient]にて精製し、目的とする糖鎖付加ポリペプチドフラグメント(D+E+F)(17)(配列番号17)を得た(図7)。
ESI−MS: m/z calcd. for C517842132186 [M+7H]7+ 1716.9, [M+8H]8+ 1502.4, [M+9H]9+ 1335.6, [M+10H]10+ 1202.1, [M+11H]11+ 1092.9, [M+12H]12+ 1001.9, [M+13H]13+ 924.9, [M+14H]14+ 859.0, found 1717.2, 1502.8, 1335.9, 1202.4, 1093.3, 1002.2, 925.1, 858.7.
(III−3. 第3工程 ペプチドフラグメントCと糖鎖付加ペプチドフラグメント(D+E+F)との連結)
29残基のC末端がチオエステル体のペプチドフラグメントC(8)(1.34mg)と上記第2工程で得られた、糖鎖付加ポリペプチドフラグメント(D+E+F)(17)(4.8mg)の二種類を同じナスフラスコにいれ、pH6.8のバッファー溶液(0.40ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液、40mMTCEP溶液にて調製)に溶解させた。その後、MPAA(1.4mg)を加え、室温で反応を行った。HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した後、反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=70:30→20:80(30分)liner gradient]にて精製し、目的とする糖鎖付加ポリペプチドフラグメント(C+D+E+F)(18)(配列番号18)を得た(図8)。
ESI−MS: m/z calcd. for C6611071173235 : [M+8H]8+ 1905.3, [M+9H]9+ 1693.7, [M+10H]10+ 1524.4, [M+11H]11+ 1385.9, [M+12H]12+ 1270.5, [M+13H]13+ 1172.9, [M+14H]14+ 1089.1, [M+15H]15+ 1016.6, [M+16H]16+ 953.1, [M+17H]17+ 897.1, found 1905.1, 1693.8, 1524.5, 1385.9, 1270.7, 1173.0, 1089.2, 1016.7, 953.2, 897.2.
(III−4.第4工程 CysのAlaへの還元)
上記第3工程で得られた、エリスロポエチンのアミノ酸配列における79、98、128位に相当する位置のCysに遊離チオール基を有し、エリスロポエチンのアミノ酸配列における83位に相当する位置のAsnにジシアロ糖鎖を有する117残基の糖鎖付加ペプチドフラグメント(C+D+E+F)(18)(3.8mg)をナスフラスコに入れ、pH7.0のバッファー溶液(1.0ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液にて調製)に溶解させた後、pH7.0のトリスエチルカルボキシホスフィン(TCEP)(130mg)、MESNa(50mg)、VA−044(1.6mg)を加え、室温にて反応させた。10時間後、HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した。反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=70:30→20:80(30分)liner gradient]にて精製し、目的とする糖鎖付加ペプチドフラグメント(C+D+E+F)(19)(配列番号19)を得た(図8)。
ESI−MS: m/z calcd. for C6611071173225 : [M+9H]9+ 1683.9, [M+10H]10+ 1514.8, [M+11H]11+ 1377.2, [M+12H]12+ 1262.5, [M+13H]13+ 1165.5, [M+14H]14+ 1082.3, [M+15H]15+ 1010.2, [M+16H]16+ 947.1, [M+17H]17+ 891.5, [M+18H]18+ 842.0, found 1683.1, 1514.9, 1377.2, 1262.7, 1165.6, 1082.3, 1010.3, 947.2, 891.6, 842.1.
(III−5.第5工程 脱Thz反応)
上記第4工程で得られた、エリスロポエチンのアミノ酸配列における83位に相当する位置のAsnにジシアロ糖鎖を有する117残基の糖鎖付加ポリペプチド(C+D+E+F)(19)(2.0mg)をpH6.8のバッファー溶液(0.05ml)(0.2Mリン酸溶液にて調製)に溶解させた後、反応溶液に0.2Mメトキシアミン溶液を加え、pH4.0に調製し、室温で反応を行った。3時間後、反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=75:25→30:70(30分)liner gradient]にて精製し、目的とする糖鎖付加ペプチドフラグメント(C+D+E+F)(20)(配列番号20)を得た(図8)。
ESI−MS: m/z calcd. for C6601071173225 : [M+9H]9+ 1681.6, [M+10H]10+ 1513.6, [M+11H]11+ 1376.0, [M+12H]12+ 1261.5, [M+13H]13+ 1164.5, [M+14H]14+ 1081.4, [M+15H]15+ 1009.4, [M+16H]16+ 946.4, [M+17H]17+ 890.8,[M+18H]18+ 841.3, found 1681.6, 1513.6, 1376.0, 1261.4, 1164.4, 1081.3, 1009.4, 946.3, 890.7, 841.3.
(III−6. 第6工程 ペプチドフラグメントAとペプチドフラグメントBとの連結)
21残基のC末端がチオフェニルエステル体であるペプチドフラグメントA(4)(2.0mg)と28残基のペプチドフラグメントB(6)(2.7mg)の二種類を同じナスフラスコにいれ、pH6.5のバッファー溶液(0.40ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液、30mMトリスカルボキシエチルホスフィン溶液(TCEP溶液)にて調製)に溶解させ、室温で反応を行った。反応が終了した後、MESNa(5.2mg)を加え、室温にて反応させた。2時間後、HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した。反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=65:35→15:85(30分)liner gradient]にて精製し、目的とするペプチドフラグメント(A+B)(21)(配列番号21)を得た(図5)。
ESI−MS: m/z calcd. for C2494016981: [M+3H]3+ 1950.1, [M+4H]4+ 1463.4, [M+5H]5+ 1170.9, [M+6H]6+ 975.9, [M+7H]7+ 836.7, found 1950.7, 1463.6, 1171.1, 976.1, 836.8.
(III−7. 第7工程 ペプチドフラグメント(A+B)と糖鎖付加ペプチドフラグメント(C+D+E+F)との連結)
上記第6工程で得られた、49残基目のC末端がチオエステル体のペプチドフラグメント(A+B)(21)(2.0mg)と上記第5工程で得られた、糖鎖付加ポリペプチドフラグメント(C+D+E+F)(20)(3.5mg)の二種類を同じナスフラスコにいれ、pH7.0のバッファー溶液(0.077ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液、50mMTCEP溶液にて調製)に溶解させた後、MPAA(ca.0.8mg)を加え、室温で反応を行った。HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した後、反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C18)、φ10x250mm、流速:1.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=65:35→25:75(30分)liner gradient]にて精製し、目的とする糖鎖付加ペプチドフラグメント(A+B+C+D+E+F)(22)(配列番号22)を得た(図9)。
ESI−MS: m/z calcd. for C9071468242303 : [M+11H]11+ 1895.1, [M+12H]12+ 1737.3, [M+13H]13+ 1603.7, [M+14H]14+ 1489.2, [M+15H]15+ 1390.0, [M+16H]16+ 1303.2, [M+17H]17+ 1226.6, [M+18H]18+ 1158.5, [M+19H]19+ 1097.6, [M+20H]20+ 1042.8, [M+21H]21+ 993.2, [M+22H]22+ 948.1, [M+23H]23+ 906.9, [M+24H]24+ 869.1, [M+25H]25+ 834.4, found 1895.0, 1737.3, 1603.8, 1489.1, 1389.9, 1303.2, 1226.6, 1158.5, 1097.7, 1042.7, 993.2, 948.0, 906.9, 869.2, 834.4.
(III−8. 第8工程 CysのAlaへの還元)
上記第7工程で得られた、22、50位Cysに遊離チオール基を持ち、83位Asnにジシアロ糖鎖を有する166残基の糖鎖付加ポリペプチド(A+B+C+D+E+F)(22)(1.0mg)をナスフラスコに入れ、pH7.0のバッファー溶液(0.2ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.2Mリン酸溶液にて調製)に溶解させた後、pH7.0のトリスエチルカルボキシホスフィン(TCEP)(26mg)、MESNa(10mg)、VA−044(0.32mg)を加え、室温にて反応させた。4時間後、HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した。反応溶液をHPLC[カラム:Vydac(C8)、φ10x250mm、流速:4.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、A:B=70:30→20:80(30分)liner gradient]にて精製し、目的とする糖鎖付加ポリペプチドフラグメント(A+B+C+D+E+F)(23)(配列番号23)を得た(図10)。
ESI−MS: m/z calcd. for C9071468242303 : [M+13H]13+ 1598.8, [M+14H]14+ 1484.7, [M+15H]15+ 1385.7, [M+16H]16+ 1229.2, [M+17H]17+ 1222.8, [M+18H]18+ 1155.0, [M+19H]19+ 1094.2, [M+20H]20+ 1039.6, [M+21H]21+ 990.1, [M+22H]22+ 945.1, [M+23H]23+ 904.1, [M+24H]24+ 866.5, [M+25H]25+ 831.9, [M+26H]26+ 799.9, [M+27H]27+ 770.3, found 1598.6, 1484.4, 1385.5, 1299.0, 1222.7, 1154.9, 1094.1, 1039.4, 990.0, 945.2, 904.0, 866.4, 831.6, 799.9, 770.3.
(III−9. 第9工程 Acm基の脱保護)
上記第8工程で得られた、83位Asnにジシアロ糖鎖を有する166残基の糖鎖付加ポリペプチド(23)(ca.0.7mg)をエッペンドルフチューブに入れ、90%酢酸水溶液(0.176ml)に溶解させた後、酢酸銀(ca.0.8mg)を加え、室温にて遮光させながら反応させた。3.5時間後、HPLCとESI−MSを用いて、目的物が生成していることを確認した。反応溶液にジチオスレイトール(6.0mg)を加え、室温で5分間撹拌したのち、遠心分離を行い、沈殿物を除く上澄み液を回収した。その回収した上澄み液をメンブレンフィルターで濾過し、目的物を含む濾液部分をHPLC[カラム:proteonavi(C4)、φ4.6x250mm、流速:1.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、グラジエント A:B=65:35→25:75(30分)liner gradient]にて精製し、7位、29位、33位、161位のAcm基が脱保護された、83位Asnにジシアロジベンジル糖鎖を有する166残基の糖鎖付加ポリペプチド(24)(配列番号24)を得た(図11)
ESI−MS: m/z calcd. for C8951448238299 : [M+13H]13+ 1576.9, [M+14H]14+ 1464.3, [M+15H]15+ 1366.8, [M+16H]16+ 1281.4, [M+17H]17+ 1206.1, [M+18H]18+ 1139.2, [M+19H]19+ 1079.3, [M+20H]20+ 1025.3, [M+21H]21+ 976.6, [M+22H]22+ 932.2, [M+23H]23+ 891.7, [M+24H]24+ 854.6, [M+25H]25+ 820.5, [M+26H]26+ 789.0, [M+27H]27+ 759.8, found 1576.7, 1464.3, 1366.7, 1281.4, 1206.0, 1139.1, 1079.2, 1025.2, 976.5, 932.2, 891.6, 854.6, 820.4, 788.9, 759.8.
(III−10. 第10工程 フォールディング工程)
上記第9工程により得られた、83位Asnにジシアロ糖鎖を有する糖鎖付加ポリペプチド(24)を遠沈管に入れ、pH7.5のバッファー溶液(13ml)(6Mグアニジン塩酸液、0.1mMトリス溶液にて調製)に溶解させた後、室温にて静置させた。この溶液を透析膜(Spectra/Pro、MWCO;8000)に移し替えた。この透析膜を透析外液A(3Mグアニジン塩酸液、0.1mMトリス溶液、4μMシステイン、0.5μMシスチン、にて調製。pH8.5)に入れ、4℃にて透析を行った。12時間後、この透析膜を透析外液B(1Mグアニジン塩酸液、0.1mMトリス溶液にて調製。pH8.0)に入れ直し、4℃にて透析を行った。8時間後、この透析膜を透析外液C(10mMトリス溶液。pH7.0)に入れ直し、4℃にて透析を行った。24時間後、この透析膜を透析外液から取り出し、透析膜内液を遠沈管に移し替えた。透析膜内液をそのままHPLC[カラム:proteonavi(C4)、φ4.6x250mm、流速:1.0mL/min、溶離液 A液:0.1%TFA水 B液:0.09%TFA/10%水/90%AN、グラジエント A:B=60:40→25:75(30分)liner gradient]にて精製し、糖鎖付加ポリペプチド(25)(配列番号25)を得た。なお、フォールディング後の糖鎖付加ポリペプチド(25)は、7位のシステインと161位のシステインとの間においてジスルフィド結合を有しており、29位のシステインと33位のシステインとの間においてジスルフィド結合を有している。
ESI−MS: m/z calcd. for C8951444238299 [M+11H]11+ 1863.1, [M+12H]12+ 1707.9, [M+13H]13+ 1576.6, [M+14H]14+ 1464.1, [M+15H]15+ 1366.5, [M+16H]16+ 1281.2, [M+17H]17+ 1205.9, [M+18H]18+ 1138.9, found 1863.2, 1708.0, 1576.6, 1464.0, 1366.5, 1281.2, 1205.8, 1138.9.

Claims (16)

  1. シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法であって、
    以下の工程:
    (1)水酸基を有する樹脂(レジン)とアミノ基窒素がBoc基で保護されたアミノ酸とを結合させる工程;
    ここで、当該結合させる工程は、前記樹脂の水酸基と前記アミノ酸のカルボキシル基をエステル化反応により結合させる工程であり、
    (2)前記Boc基を脱離させることにより遊離アミノ基を形成させる工程;
    (3)以下の(i)及び(ii)の工程を、少なくとも1回繰り返す工程:
    (i)Boc基でアミノ基窒素が保護された別のアミノ酸をさらに結合させることにより樹脂に結合したアミノ酸を伸長させる工程、
    ここで、当該伸長させる工程は、前記別のアミノ酸のカルボキシル基と前記樹脂に結合したアミノ酸の前記遊離アミノ基とを結合させる工程であり、
    (ii)(i)における前記Boc基を脱離させることにより遊離アミノ基を形成させる工程;
    (4)酸で樹脂を切断する工程;
    を含み、
    ここで、工程(1)における前記アミノ酸、および/または、工程(3)の少なくとも1回の(i)における前記別のアミノ酸が、糖鎖付加アミノ酸であって、かつ、当該糖鎖付加アミノ酸は、糖鎖非還元末端の少なくとも1つにシアル酸を有し、かつ、当該シアル酸のカルボキシル基はフェナシル基で保護されたものである、
    ことを特徴とする製造方法。
  2. 前記糖鎖付加アミノ酸が、アスパラギン結合型糖鎖、またはムチン結合型糖鎖である請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記工程(4)において、前記酸がトリフルオロ酢酸/トリフルオロメタンスルホン酸/ジメチルスルフィド/m−クレゾールの混合酸である請求項1または2に記載の製造方法。
  4. 前記工程(1)における前記アミノ酸、および/または、前記工程(3)の少なくとも1回の(i)における前記別のアミノ酸が、塩基に弱い非天然アミノ酸である請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
  5. 前記糖鎖付加アミノ酸の少なくとも1つがシアリル糖鎖アスパラギンであって、前記シアリル糖鎖アスパラギンが、6以上の糖残基を有するものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
  6. 前記糖鎖付加アミノ酸の少なくとも1つがシアリル糖鎖アスパラギンであって、前記シアリル糖鎖アスパラギンが、9〜11の糖残基を有するものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
  7. 前記糖鎖付加アミノ酸の少なくとも1つがシアリル糖鎖アスパラギンであって、前記糖鎖アスパラギンが、6以上の糖残基を有し、2分岐型糖鎖を結合したものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
  8. 前記糖鎖付加アミノ酸が下記式(1)で表されるものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
    〔式中、RおよびRは、一方が下記式(2)であり、他方が、水素原子及び下記式(2)〜(6)で示される基からなる群より選択される基である。〕
  9. 前記工程(1)の前に、樹脂にチオール化合物を結合させる工程をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
  10. 前記工程(4)の後に、(5)シアリル糖鎖を有する糖ペプチドのチオエステル体と、ペプチドフラグメント又は糖ペプチドフラグメントとを連結する工程をさらに含む、請求項9に記載の製造方法。
  11. 前記工程(4)の酸で樹脂を切断する前に、標識剤を反応させる工程をさらに含む請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法。
  12. 標識剤がダンシルハライドである請求項11に記載の製造方法。
  13. 前記工程(1)〜(3)のうちの少なくとも1つの工程において、前記アミノ酸の縮合反応及び/又はBoc基の脱離反応の際、マイクロウェーブを照射する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載のシアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法であって、前記工程(4)の後に、前記シアル酸のカルボキシル基を保護しているフェナシル基を脱保護する工程をさらに含む、製造方法。
  15. シアリル糖鎖アスパラギンのアミノ基がBoc基で保護され、かつ、糖鎖の非還元末端のシアル酸のカルボキシル基がフェナシル基で保護されたシアリル糖鎖アスパラギン誘導体の製造方法であって、
    アスパラギンのアミノ基が脂溶性保護基により保護されたシアリル糖鎖アスパラギン誘導体にフェナシル基を導入する工程と、
    フェナシル基が導入されたシアリル糖鎖アスパラギンの脂溶性保護基を脱離する工程と、
    脂溶性保護基を脱離したシアリル糖鎖アスパラギンへBoc基を導入する工程と、
    を含む、製造方法。
  16. 前記脂溶性保護基がFmocである請求項15に記載の製造方法。
JP2013503535A 2011-03-10 2012-03-05 シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法、当該製造方法に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体、及び当該糖ペプチド Active JP5925760B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011053644 2011-03-10
JP2011053644 2011-03-10
JP2012021367 2012-02-02
JP2012021367 2012-02-02
PCT/JP2012/055543 WO2012121206A1 (ja) 2011-03-10 2012-03-05 シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法、当該製造方法に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体、及び当該糖ペプチド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012121206A1 JPWO2012121206A1 (ja) 2014-07-17
JP5925760B2 true JP5925760B2 (ja) 2016-05-25

Family

ID=46798167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013503535A Active JP5925760B2 (ja) 2011-03-10 2012-03-05 シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法、当該製造方法に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体、及び当該糖ペプチド

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9073978B2 (ja)
EP (1) EP2684899B1 (ja)
JP (1) JP5925760B2 (ja)
KR (1) KR101920947B1 (ja)
CN (1) CN103534276B (ja)
AU (1) AU2012226981B2 (ja)
BR (1) BR112013022941B8 (ja)
CA (1) CA2829314C (ja)
DK (1) DK2684899T3 (ja)
RU (1) RU2586524C2 (ja)
SG (1) SG193377A1 (ja)
TW (1) TWI548645B (ja)
WO (1) WO2012121206A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109134642A (zh) 2011-10-01 2019-01-04 株式会社糖锁工学研究所 加成糖链的多肽及含有该多肽的医药组合物
ES2687801T3 (es) * 2013-03-29 2018-10-29 Glytech, Inc. Polipéptido presentando cadenas de azúcares sialiladas unidas al mismo
US20160340659A1 (en) * 2014-01-30 2016-11-24 Yissum Research And Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Actin binding peptides and compositions comprising same for inhibiting angiogenesis and treating medical conditions associated with same
JP6472608B2 (ja) * 2014-05-21 2019-02-20 ソマール株式会社 N−アセチルグルコサミン糖鎖基含有化合物、薬剤輸送用キャリアー化合物、製剤、及び、薬剤輸送システム
JP6852397B2 (ja) * 2016-12-28 2021-03-31 株式会社島津製作所 分析用試料の調製方法および分析方法
JP7568510B2 (ja) * 2018-11-30 2024-10-16 中外製薬株式会社 ペプチド化合物、またはアミド化合物の脱保護法および固相反応における脱樹脂方法、並びにペプチド化合物の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008431A1 (fr) * 2001-06-19 2003-01-30 Otsuka Chemical Co.,Ltd. Methode de production d'un derive d'asparagine de chaines des sucres
WO2004005330A1 (ja) * 2002-07-05 2004-01-15 Otsuka Chemical Co., Ltd. 糖鎖アスパラギンを有する糖ペプチドの製造法及び該糖ペプチド
WO2004007661A2 (en) * 2002-06-10 2004-01-22 Geneprot, Inc. Carboxy protection strategies for acidic c-terminal amino acids in chemical ligation of oligopeptides
WO2005010053A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Otsuka Chemical Co., Ltd. アミノ化複合型糖鎖誘導体及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU519815B2 (en) * 1977-12-08 1981-12-24 Ortho Pharmaceutical Corporation New tetrapeptides
US6184344B1 (en) 1995-05-04 2001-02-06 The Scripps Research Institute Synthesis of proteins by native chemical ligation
DK0832096T3 (da) 1995-05-04 2001-10-01 Scripps Research Inst Syntese af proteiner ved nativ kemisk ligering
US5859284A (en) * 1996-08-23 1999-01-12 Gilead Sciences, Inc. Preparation of carbocyclic compounds
WO2003054006A2 (en) 2001-12-11 2003-07-03 Aventis Pasteur Mutated hiv tat
TWI335920B (en) 2002-12-24 2011-01-11 Yasuhiro Kajihara Sugar chain asparagine derivatives, sugar chain asparagine and sugar chain and manufacture thereof
AU2003292641B2 (en) 2002-12-26 2007-11-29 Glytech, Inc. Three-branched sugar-chain asparagine derivatives, the sugar-chain asparagines, the sugar chains, and processes for producing these
AU2004209371B2 (en) 2003-02-04 2008-05-01 Glytech, Inc. Process for producing sugar chain asparagine derivative
US20070011055A1 (en) 2005-07-05 2007-01-11 Netfire 1 Pty Ltd E-commerce with direct access to real-time inventory
KR101534881B1 (ko) * 2007-07-31 2015-07-07 가부시키가이샤 도우사 고가쿠 겐큐쇼 펩티드의 제조방법
EP2455396A4 (en) 2009-07-16 2013-05-01 Otsuka Chemical Co Ltd EXTRACELLULAR AILIM DOMAIN PLACED WITH SUGAR CHAINS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008431A1 (fr) * 2001-06-19 2003-01-30 Otsuka Chemical Co.,Ltd. Methode de production d'un derive d'asparagine de chaines des sucres
WO2004007661A2 (en) * 2002-06-10 2004-01-22 Geneprot, Inc. Carboxy protection strategies for acidic c-terminal amino acids in chemical ligation of oligopeptides
WO2004005330A1 (ja) * 2002-07-05 2004-01-15 Otsuka Chemical Co., Ltd. 糖鎖アスパラギンを有する糖ペプチドの製造法及び該糖ペプチド
WO2005010053A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Otsuka Chemical Co., Ltd. アミノ化複合型糖鎖誘導体及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6016000922; Current Medicinal Chemistry 12(5), 2005, pp.527-550 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103534276B (zh) 2016-03-02
BR112013022941B8 (pt) 2021-02-23
WO2012121206A1 (ja) 2012-09-13
RU2013145370A (ru) 2015-04-20
SG193377A1 (en) 2013-10-30
KR20140011357A (ko) 2014-01-28
AU2012226981A1 (en) 2013-09-26
CA2829314A1 (en) 2012-09-13
TW201249862A (en) 2012-12-16
AU2012226981B2 (en) 2015-12-10
RU2586524C2 (ru) 2016-06-10
DK2684899T3 (en) 2018-07-30
BR112013022941A2 (pt) 2016-12-06
BR112013022941B1 (pt) 2020-12-08
EP2684899A4 (en) 2014-09-17
CN103534276A (zh) 2014-01-22
EP2684899A1 (en) 2014-01-15
CA2829314C (en) 2018-10-02
JPWO2012121206A1 (ja) 2014-07-17
US9073978B2 (en) 2015-07-07
EP2684899B1 (en) 2018-04-25
TWI548645B (zh) 2016-09-11
US20140058062A1 (en) 2014-02-27
KR101920947B1 (ko) 2018-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2184290T3 (en) PROCEDURE FOR PEPTID PREPARATION
JP5925760B2 (ja) シアリル糖鎖を有する糖ペプチドの製造方法、当該製造方法に使用するシアリル糖鎖付加アミノ酸誘導体、及び当該糖ペプチド
EP2330114B1 (en) Glycoprotein production method and screening method
CN104080803B (zh) 加成糖链的多肽及含有该多肽的医药组合物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160301

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160420

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5925760

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250