JP6449469B2 - トラン化合物 - Google Patents
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Description
(I-1) 下記式(1)
該フェニル基は、同一または異なって、1〜5個の置換基を有していてもよい。
該ナフチル基は、同一または異なって、1〜7個の置換基を有していてもよい。]
で表されるトラン化合物。
(I-2) 前記置換基が電子吸引基である(I-1)に記載のトラン化合物。
(I-3) 前記電子吸引基が、シアノ基、ニトロ基、アシル基、ハロゲン基、トシル基、メシル基、およびフェニル基からなる群から選択される少なくとも一種である、(I-2)に記載のトラン化合物。
(II-1) (I-1)に記載するトラン化合物(1)の製造方法であって、下記式(2)
R2は、カルボキシル基の保護基である。]で表される化合物(2)と、脱保護剤とを反応させる工程を含む方法。
(III-1) 下記式(3)
R3は、ペプチド核酸残基を示す。]
で表される、トラン修飾されたペプチド核酸。
nは、6〜25の整数を意味する。]
で表される残基である、(III-1)に記載のペプチド核酸。
(III-3) 前記(I-1)に記載する式(1)中のR1が有する置換基が電子吸引基である(III-1)または(III-2)に記載のペプチド核酸。
(III-4) 前記電子吸引基が、シアノ基、ニトロ基、アシル基、ハロゲン基、トシル基、メシル基、およびフェニル基からなる群から選択される少なくとも一種である、(III-3)に記載のペプチド核酸。
(III-5) 前記ペプチド核酸酸基がアミノ酸残基および/またはスペーサーを含むものである、(III-1)〜(III-4)の何れか1項に記載のペプチド核酸。
(III-6) 化学修飾されてなる、(III-1)〜(III-5)の何れかに記載のペプチド核酸。
(III-7) 化学修飾が、アセチル化、ホルミル化、ミリストイル化、ピログルタミン酸化、アルキル化、グリコシル化、アミド化、アシル化、ヒドロキシル化、脱アミノ化、プレニル化、パルミトイル化、リン酸化、ビオチニル化、およびスクシンイミジル化からなる群より選択される、少なくとも一種である、(III-6)に記載のペプチド核酸。
(IV-1) (III-1)〜(III-7)に記載する少なくとも1つのペプチド核酸(3)を含む、キット。
(IV-2) 薬剤耐性菌、薬剤耐性ウイルス、および薬剤耐性マイコプラズマからなる群より選択される少なくとも一種を検出するために用いられる、(IV-1)に記載のキット。
(IV-3) 前記薬剤耐性ウイルスが、インフルエンザウイルスである、(IV-2)に記載のキット。
(IV-4) 前記インフルエンザウイルスが、オセルタミビル耐性である(IV-3)記載のキット。
トラン化合物(I1)とは、下記式(1)
トラン化合物(1)の製造方法は、下記式(2)
式(5)におけるR2は、上記のとおり、カルボキシル基の保護基である。
ペプチド核酸(3)とは、下記式(3)
ペプチド核酸(3)の製造方法は特に限定されない。例えば、Fmoc固相合成法により、ペプチド核酸を構成する下記式で表される各種の塩基を原料として、ペプチド核酸残基(PNAオリゴマー)を合成する。次いで、合成したペプチド核酸残基のN末端またはC末端に、下記製造例1で製造する各トラン化合物1〜6を原料に、固相合成法によって脱水縮合的にペプチド結合を介して原料化合物を導入することにより、ペプチド核酸(3)を製造することができる。詳細な製造方法は、後述する製造例2において説明する。
キットは、上記のペプチド核酸(3)を含む。ペプチド核酸(3)の中でも、そのC末端にリジン残基を有し、且つ該リジン残基のε−アミノ基に対してビオチンが結合したビオチニル化ペプチド核酸であることが好ましい。
<製造例1:トラン化合物>
以下の製造例1では、特に記述がない限り、市販の化合物をそのまま精製せずに使用した。また、反応溶媒は特に記述が無い限り、市販の脱水された溶媒を使用した。化合物の精製に用いたカラムクロマトグラフィー用シリカゲルには特に記述がない限り、関東化学60N(球状、中性)40-50μmを使用した。TLCプレートはMERCK Silicagel(60 F254)を使用した。
・核磁気共鳴スペクトル:日本電子 JML-LA-400(H1:400MHz;C13:100MHz)
日本電子 JML-LA-600(H1:600MHz;C13:150MHz)
・質量スペクトル :日本電子 JMS-T100LC(ESI-TOF-HRMS)
下記式で表されるトラン化合物1を製造した。以下に詳細な製造方法を示す。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.42-7.39(m, 2H), 7.09-7.06(m, 2 H), 3.66(s, 3H), 2.90(t, 2H), 2.61(t, 2H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.40(d, 2H), 7.14(d, 2 H), 3.64(s, 3H), 3.06(s, 1H) 2.90(t, 2H), 2.61(t, 2H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.51-7.49(m, 2H), 7.43(d, 2 H), 7.30-7.26(m, 3H), 7.12(d, 2H), 3.60(s, 3H), 2.89(t, 2H), 2.56(t, 2H)
H1-NMR(400MHz, DMSO-d6) : 7.53-7.50(m, 2H), 7.55(d, 2 H), 7.35-7.30(m, 3H), 7.18(d, 2H), 2.95(t, 2H), 2.68(t, 2H) ESI HRMS m/z 〔M+Na〕+ calcd 273.0891, found 273.0889
下記式で表されるトラン化合物2を製造した。以下に詳細な製造方法を示す。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.41(d, 2H), 7.05(d, 2H), 3.67(s, 3H), 2.60(t, 2H), 2.32(t, 2H), 1.93(q, 2H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.51-7.49(m, 2H), 7.43(d, 2H), 7.27-7.24(m, 3H), 7.08(d, 2H), 3.58(s, 3H), 2.56(t, 2H), 2.24(t, 2H), 1.87(q, 2H)
H1-NMR(400MHz, DMSO-d6) : 7.56-7.54(m, 2H), 7.48(d, 2H), 7.44-7.41(m, 3H), 7.26(d, 2H), 2.63(t, 2H), 2.23(t, 2H), 1.81(q, 2H) ESI HRMS m/z 〔M+Na〕+ calcd 287.1043, found 287.1040
下記式で表されるトラン化合物3を製造した。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.59(d,2H), 6.93(d, 2H), 2.59(t, 2H), 2.38(t, 2H), 1.65(q, 4H)。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.55(d,2H), 6.89(d, 2H), 3.63(s, 3H), 2.54(t, 2H), 2.30(t, 2H), 1.62(m, 4H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.51-7.49(m, 2H), 7.43(d、2H), 7.31-7.27(m, 3H), 7.10(d, 2H), 3.61(s, 3H), 2.57(t, 2H), 2.28(t, 2H), 1.61(q, 4H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.53-7.51(m, 2H), 7.45(d、2H), 7.35-7.32(m, 3H), 7.15(d, 2H), 2.64(t, 2H), 2.38(t, 2H), 1.69(q, 4H) ESI HRMS m/z 〔M+Na〕+ calcd 301.1199, found 301.1198
下記式で表されるトラン化合物4を製造した。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.35(d, 2H), 7.09(d, 2H), 4.15(t, 2H), 4.02(s, 2H), 3.69(t, 2H), 2.84(t, 2H), 1.22(t, 3H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.52-7.45(m, 4H), 7.30-7.18(m, 5H), 4.15(q, 2H), 4.02(s, 2H), 3.69(t, 2H), 2.84(t, 2H), 1.22(t, 3H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.53-7.50(m, 2H), 7.46(d, 2H), 7.35-7.31(m, 3H), 7.21(d, 2H), 4.12(s, 2H), 3.77(t, 2H), 2.95(t, 2H) ESI HRMS m/z 〔M+Na〕+ calcd 289.0835, found 289.0827
下記式で表されるトラン化合物5を製造した。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 8.05(s, 1H), 7.83-7.80(m, 3H), 7.59-7.49(m, 5H), 7.24(d, 2H), 4.23(q, 2H), 4.12(s, 2H), 3.83(t, 2H), 2.99(t, 2H), 1.22(t, 3H)
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 8.05(s, 1H), 7.83-7.80(m, 3H), 7.59-7.49(m, 5H), 7.24(d, 2H), 4.12(s, 2H), 3.83(t, 2H), 2.99(t, 2H) ESI HRMS m/z 〔M+Na〕+ calcd 353.1148, found 353.1143
下記式で表されるトラン化合物6を製造した。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.64-7.58(m, 4H), 7.47(d, 2H), 7.27(d, 2H), 4.21(q, 2H), 4.07(s, 2H), 3.78(t, 2H), 2.98(t, 2H), 1.28(t, 3H)。
H1-NMR(400MHz, CDCl3) : 7.65-7.60(m, 4H), 7.49(d, 2H), 7.24(d, 2H), 4.11(s, 2H), 3.82(t, 2H), 2.98(t, 2H)
N末端がトラン化合物(トラン化合物1〜6)で修飾されたペプチド核酸を合成した。具体的には、Fmoc固相合成法により合成したPNAオリゴマー〔K...(ATCTCCTCCCTT:配列番号1)〕のN末端に上記製造例1で製造したトラン化合物1〜6を固相合成によって導入し、表1に示す配列のペプチド核酸1〜6を合成した。
樹脂(0.24mmol/g)の1/3(0.08mmol)を伸長させた。
6mlのディスポシリンジに樹脂400mgを量りとり、DMFを3ml加えて15分間撹拌し樹脂を膨潤させ、DMFを除去した。次にFmoc−Lys(Biotin)−OH(15.6mg:0.03mmol)、Fmoc−Lys(Cbz)−OH(25.4mg:0.06mmol)、HBTU(40.5mg:0.30mmol)、HOBT(113.8mg:0.30mmol)をカップリング溶液(NMM/pyridine(1/44;v/v)/DMF(3/2;v/v))1.2mlに溶解した後、樹脂に加えて40分間撹拌した。その後、反応溶液を除去し、DMFで5回洗浄した。
樹脂にキャッピング溶液(無水酢酸/2,6-ルチジン/DMF(5/6/89;v/v/v))を2ml加えて10分間撹拌した後、溶液を除去し、DMFで10回洗浄した。
樹脂に脱保護溶液(ピペリジン/DMF(4/6;v/v))を2ml加えて5分間撹拌した後、脱保護溶液をエッペンチューブにとり、樹脂をDMFで10回洗浄した。脱保護溶液を40倍に希釈し、300nmにおける吸光度を測定することで、伸長反応を確認した。
1)カップリング過程
伸長させる各塩基を有するモノマー(0.10mmol)、HBTU(40.5mg:0.30mmol)、HOBT(113.8mg:0.30mmol)をカップリング溶液1.2mlに溶解した後樹脂に加え、30分間撹拌した。その後、反応溶液を除去し、DMFで5回洗浄した。
樹脂にキャッピング溶液を2ml加えて10分間撹拌した。その後、反応溶液を除去し、DMFで10回洗浄した。
樹脂に脱保護溶液を2ml加えて5分間撹拌した。その後、反応溶液を除去し、DMFで10回洗浄した。各伸長反応の確認は、上記と同様に行った。
まず、これまでに合成した400mgの樹脂を6mlのディスポシリンジにおよそ50mgずつ分注した。
PNAのN末端に修飾する化合物(12.5μmol)、HBTU(5.1mg:37.5μmol)、HOBT(14.2mg:37.5μmol)をカップリング溶液200ulに溶解した後樹脂に加え、30分間撹拌した。その後、反応溶液を除去し、DMFで5回洗浄した。
樹脂にキャッピング溶液を1ml加えて10分間撹拌した。その後、反応溶液を除去し、DMFで10回洗浄した。
伸長反応が完了した樹脂をCH2Cl2で10回洗浄した後、MeOHで5回洗浄して、真空中で乾燥させた。脱樹脂溶液(TFA/m−クレゾール(4/1;v/v))を樹脂が浸るまで加え、1時間撹拌した。15mlファルコンチューブにEt2Oを2ml加え、その上から脱樹脂溶液を加えて生成物を沈殿させた。樹脂をEt2Oで洗浄し生成物を回収した後、−80℃で10分間冷却して生成物を析出させ、4400rpmで4分間遠心分離を行い、生成物を沈殿させて、Et2Oを除去した。この操作を更に2回行い、生成物を真空中で乾燥させた。
精製はHPLC(Inertsil ODS−3;4.6×150mm、acetonitrile/water containing 0.1%TFA、acetonitrile 10% to 50% for 80min)で行い、各目的物を得た。MALDI−TOF−MS(ultrafleXtreme、Bruker Daltonics)を用いて目的物の同定を行った後、HPLC(Inertsil ODS−3;1.5×150mm、acetonitrile/water containing 0.1%TFA、acetonitrile 0% to 50% for 30 min、UV265nm)によって核酸塩基の吸光度を検出し、純度を確認した。
製造例2で製造したペプチド核酸1〜6について、相補DNAおよび非相補DNAのそれぞれのDNAに対する会合挙動(二重鎖の熱力学的安定性)を、融解温度測定により定量的に評価した。
相補配列を持つDNAあるいは非相補配列を有するDNA(表2参照)とペプチド核酸1〜6をそれぞれDNA:ペプチド核酸=1:1となるように調整した。この時の各核酸分子の濃度は4μmol/L(20mMリン酸緩衝液;pH7.4)とした。8連セルを備えた紫外−可視吸収スペクトル測定装置を用いて、260nmにおける吸光度の温度変化を5℃から95℃の範囲を1分間あたり0.5℃ずつ温度変化させて測定し、融解曲線を得た。得られた融解曲線から、中線法を用いてTm値を算出した。
実験例2では、ペプチド核酸として、実験例1において最も相補二重鎖の安定性および配列選択性の向上が認められたペプチド核酸5を用いて、ミスマッチ塩基対およびその位置が異なるDNA配列(表4参照)に対する識別性(会合特性)を評価した。
上記のように、トラン化合物にて修飾されたペプチド核酸は、優れた一塩基多型(一塩基ミスマッチ)の検出ができることを見い出されたので、これをオセルタミビル耐性型インフルエンザウイルスの検出キットに適用可能かどうかを検討した。
先ず、オセルタミビル耐性型インフルエンザウイルスに特徴的なDNAの(本来、インフルエンザウイルスはRNAを遺伝物質として保持するが、予備実験としてDNAで実験することにする。)塩基配列の一部である、5’末端>CTCATAATAAAA>3’末端(配列番号7)に対して相補的な塩基配列である、C末端>GAGTATTATTTT>N末端(配列番号8)を有するPNA(対照PNA−1)を作製した。使用したPNAおよびDNAについて、表6に示す。
上記の通り、インフルエンザウイルスはRNAを遺伝物質として有するため、上記のオセルタミビル耐性インフルエンザウイルスに特徴的な塩基配列(配列番号7)を有するDNAに変えて、5’末端>CUCAUAAUAAAA>3’末端からなる配列を有するRNA(配列番号10)およびオセルタミビル耐性インフルエンザウイルスに特徴的な塩基配列(配列番号9)を有するDNAに変えて、5’末端>CUCAUAAUGAAA>3’末端(配列番号11)を用い、上記の(1)と同様にTm値およびΔTm値を算出した。この結果を表9に示す。
下記の実験にて用いたキットとこれを用いた実験の模式図を図2に示す。
ヤギ由来抗ビオチン抗体(BETHYL社製:A150−111A)とマウス由来抗インフルエンザAモノクローナル抗体(abcam社製:ab66191)は、5%スクロースを含む滅菌水に0.5mg/mlの終濃度になるように希釈した。
上記(1)で作成した抗体200μlをメンブレン上に1mmの幅で塗布機(ニップンエンジニアリング社製)を用いて、30×2.5cmのニトロセルロースメンブレン(ミリポア社製:HF180MC100)に塗布し、55℃、5分間乾燥させたのち、0.5%カゼインを含む5mMのリン酸緩衝液(pH7.4)に5分間浸潤した。次いで、これを0.01%SDSを含む5mMのリン酸緩衝液(pH7.4)に15分間浸潤した後、クロマトグラフ媒体上の判定部に塗布し、これを室温で1晩乾燥させた。
0.1mlの金コロイド懸濁液(ワインレッドケミカル社製:WRGH−2 平均粒子径40nm)に0.7mlのホウ酸緩衝液(2mM;pH9.2)を加えて希釈した。マウス由来抗インフルエンザAモノクローナル抗体(abcam社製:ab110661)を、2mMのホウ酸緩衝液(pH9.0)で0.1mg/mlに希釈した。抗体溶液150μlと金コロイド懸濁液1mlに加え、37℃、10分間静置した。次いで、10%のBSAを含む2mMのホウ酸緩衝液(pH9.0)を0.15ml加え、室温で10分間静置した。その後、30秒超音波をかけ、8000×g、20分間遠心分離を行った。上清を除去した後、1.0%BSA、5%トレハロースを含む2mMのリン酸緩衝液(pH7.4)を1ml加えた。
上記で作成した金コロイド標識抗体溶液40μlを5mm×15mmのグラスファイバーパッド(ミリポア社製)に添加した後、真空乾燥器にて1晩乾燥させ、コンジュゲートパッドを作成した。次に、パッキングシートから成る基材に、上記作成したクロマトグラフ媒体、試料を添加するサンプルパット(ミリポア社製:CFSP203000)、試料吸収する吸収パッド(ミリポア社製)を貼り合わせたものを、幅が5mmになるように裁断した。さらに、上記作成したコンジュゲートパッドを貼りあわせて、イムノクロマトグラフィー測定キットを作成した。
界面活性剤(NP40)、BSA、FBS、リン酸系緩衝液を含む溶液(pH:7.4)を、試料の展開液とした。
上記のオセルタミビル感受性インフルエンザウイルスが有するRNAと相補的な配列を有する上記のPNA5−1を0.1μg/μlの濃度になるように超純水で希釈した。このように調製したPNA溶液の5μLと、1.0×106pfu/mlのオセルタミビル耐性型インフルエンザウイルス溶液(flu/A/Yokohama/77/H1N1)10μlおよびオセルタミビル感受性型インフルエンザウイルス溶液(flu/A/Yokohma/10/H1N1)10μlとを、それぞれ展開液105μlの存在下にて55℃、5分間静置した。
Claims (14)
- 下記式(1)
該フェニル基は、同一または異なって1〜5個の置換基を有していてもよい。
該ナフチル基は、同一または異なって1〜7個の置換基を有していてもよい。]
で表される、トラン化合物。 - 置換基が電子吸引基である請求項1に記載のトラン化合物。
- 電子吸引基が、シアノ基、ニトロ基、アシル基、ハロゲン基、トシル基、メシル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載のトラン化合物。
- 下記式(3)
該フェニル基は、同一または異なって1〜5個の置換基を有する。
該ナフチル基は、同一または異なって1〜7個の置換基を有する。
R3は、ペプチド核酸残基を示す。]
で表される、トラン修飾されたペプチド核酸。 - 前記ペプチド核酸残基が、下記式(4)
nは、6〜25の整数を意味する。]
で表される残基である、請求項4に記載のペプチド核酸。 - 置換基が電子吸引基である請求項4または5に記載のペプチド核酸。
- 電子吸引基が、シアノ基、ニトロ基、アシル基、ハロゲン基、トシル基、メシル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項6に記載のペプチド核酸。
- 前記ペプチド核酸残基が、そのアミノ酸残基を含むものである、請求項4〜7の何れかに記載のペプチド核酸。
- 化学修飾がされてなる、請求項4〜8の何れかに記載のペプチド核酸であって、該化学修飾が、アセチル化、ホルミル化、ミリストイル化、ピログルタミン酸化、アルキル化、グリコシル化、アミド化、アシル化、ヒドロキシル化、脱アミノ化、プレニル化、パルミトイル化、リン酸化、ビオチニル化、およびスクシンイミジル化からなる群より選択される少なくとも一種である、ペプチド核酸。
- 請求項4〜9の何れかに記載のペプチド核酸を含む、キット。
- 薬剤耐性菌、薬剤耐性ウイルス、および薬剤耐性マイコプラズマからなる群より選択される少なくとも一種を検出するために用いられる、請求項10に記載のキット。
- 前記薬剤耐性ウイルスが、インフルエンザウイルスである、請求項11に記載のキット。
- 前記インフルエンザウイルスが、オセルタミビル耐性である、請求項12に記載のキット。
- 一塩基多型を検出するために用いられる、請求項10に記載するキット。
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