JP6598286B2 - チロシンの修飾方法 - Google Patents
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(1)下記の一般式(I)
で表される化合物と下記の一般式(II)
で表される化合物を、酸化剤及び金属触媒存在下で反応させ、下記の一般式(III)
で表される化合物を生成させる工程を含むことを特徴とするチロシンの修飾方法。
で表される化合物を含有するチロシン修飾剤。
で表される化合物。
本発明において「炭素数1〜20のアルキル基」とは、炭素数が1以上20以下の直鎖又は分枝鎖アルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、iso-ペンチル基、neo-ペンチル基、ヘキシル基、iso-ヘキシル基、ヘプチル基、iso-ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基などである。
1)タンパク質等の標識化
標識化合物を付加した本発明の修飾剤(一般式(II)で表される化合物)によって、タンパク質やペプチド中に含まれるチロシン残基を修飾することにより、そのタンパク質等を標識化することができ、細胞内などでのそのタンパク質等の動きを詳細に調べることが可能になる。
特定の薬剤(例えば、抗癌剤)を付加した本発明の修飾剤を、その薬剤を作用させたい細胞など(例えば、癌細胞など)と特異的に結合する抗体と結合させることにより、薬剤を標的とする細胞などに効率的に作用させることが可能になる(ミサイル療法)。また、抗体医薬などのタンパク質医薬に、本発明の修飾剤を利用してPEGなどを付加し、血中安定性などの機能を付加することも可能である。
1)PTADのようにイソシアネートが生成することがないので、チロシンに対する選択性が高い。
で表される化合物。
ペプチド又はタンパク質の修飾に用いた化合物の構造式を図1に示す。これらの化合物のうち、化合物1-3、11は市販のもの(TCI:東京化成工業株式会社)を用いた。その他、以下の化合物の合成に必要な試薬はTCI:東京化成工業株式会社、Sigma-Aldrich、Wako Chemical、関東化学より購入し用いた。
(2−1)N-アセチルルミノール(5-アミノ-2,3-ジヒドロフタラジン-1,4-ジオン, 化合物4)の合成
化合物15 1H NMR(400 MHz; acetonitrile-d4) δ 9.00 (br, 1H), 8.78 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.89 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.66 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 2.23 (s, 3H).
化合物4 1H NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ 12.80 (br, 1H), 8.85 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.84 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.60 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 2.16 (s, 3H).
化合物18 1H NMR(400 MHz; acetonitrile-d4) δ 8.95 (br, 1H), 8.31 (s, 1H), 7.91 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.87 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 2.14 (s, 3H).
化合物5 1H NMR(400 MHz; DMSO-d6) δ 10.48 (br, 1H), 8.38 (s, 1H), 8.01 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.95 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 2.11 (s, 3H).
化合物20 1H NMR(400 MHz; DMSO-d6) δ 8.83 (br, 1H), 8.26-8.22 (m, 2H), 7.92 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 3.04 (s, 3H), 2.81 (s, 3H).
化合物6 1H NMR(400 MHz; CD3OD) δ 8.60 (s, 1H), 8.26 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.23 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 2.97 (s, 3H).
化合物7 1H NMR(400 MHz; DMSO-d6) δ 12.2-10.6 (br, 2H), 7.99 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.55-7.34 (m, 2H), 3.91 (s, 3H).
化合物8 1H NMR(400 MHz; DMSO-d6) δ 12.5-10.8 (br, 1H), 8.20 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.94 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.92- 7.81 (m, 2H), 3.55 (s, 3H).
化合物9 1H NMR(400 MHz; CD3OD) δ 8.35 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.09 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.96-7.84 (m, 2H), 7.63 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.47 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.36 (t, J = 7.6 Hz, 1H).
化合物10と10’の異性体混合物1H NMR(400 MHz; CD3OD) δ 8.16 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 7.94 (d, J = 8.8 Hz, 0.6H), 7.66 (d, J = 2.0 Hz, 0.6H), 7.42-7.34 (m, 2+0.6H), 3.98-3.92 (m, 3+0.6x3H), 3.65 (s, 0.6x3H), 3.63 (s, 3H).
Major体1H NMR(400 MHz; CD3OD : CD3Cl = 4 : 3) δ 8.20 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.38 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 7.32 (dd, J = 8.8, 2.5 Hz, 1H), 3.93 (s, 3H), 3.63 (s, 3H).
Minor体1H NMR(400 MHz; CD3OD : CD3Cl = 4 : 3) δ 7.97 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.69 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 7.37 (dd, J = 8.8, 2.8 Hz, 1H), 3.96 (s, 3H), 3.67 (s, 3H).
化合物24 1H NMR(400 MHz; CDCl3) δ 7.79 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.05 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 6.97 (dd, J = 8.8, 2.4 Hz, 1H), 4.00 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.90 (s, 3H), 3.86 (s, 3H), 3.27 (t, J = 6.8, 2H), 1.88-1.74 (m, 2H), 1.68-1.56 (m, 2H), 1.54-1.38 (m, 4H).
13C NMR(100 MHz, CDCl3) δ 168.8, 166.7, 161.6, 135.7, 131.6, 121.9, 116.1, 114.0, 114.0, 68.24, 52.7, 52.3, 51.3, 28.8, 28.7, 26.4, 25.5.
化合物25 1H NMR(400 MHz; CD3OD) δ 7.84 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 7.07 (dd, J = 8.4, 2.4 Hz, 1H), 4.08 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.32 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 1.88-1.78 (m, 2H), 1.70-1.60 (m, 2H), 1.59-1.42 (m, 4H).
13C NMR(100 MHz; CD3OD) δ 172.1, 169.8, 163.0, 138.0, 132.8, 123.6, 116.6, 115.2, 69.4, 52.3, 30.0, 29.8, 27.5, 26.6.
化合物26 1H NMR(400 MHz; CD3OD) δ 8.08 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 7.99 (d, J = 8.8 Hz, 0.65H), 7.69 (d, J = 2.4, 0.65H), 7.45-7.36 (m, 2+0.65H), 4.19-4.12 (m, 2+0.65x2H), 3.65 (s, 0.65x3H), 3.63 (s, 3H), 3.35-3.32 (m, 2+0.65x2H), 1.92-1.82 (m, 2+0.65x2H), 1.69-1.59 (m, 2+0.65x2H), 1.58-1.45 (m, 4+0.65x4H).
化合物12 1H NMR(400 MHz; CD3OD) δ 8.19 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 8.10 (s, 1+0.6H),7.97 (d, J = 8.8 Hz, 0.6H),7.80-7.71 (m, 1+0.6H) 7.69 (d, J = 2.4, 0.6H), 7.46-7.38 (m, 2+0.6H), 7.15 (d, J = 8.4 Hz, 1+0.6H), 6.73-6.62 (m, 4+0.6x4H), 6.54 (dd, J = 8.8, 2.4 Hz, 2+0.6x2H) 4.24-4.14 (m, 2+0.6x2H), 3.65 (s, 0.6x3H), 3.64 (s, 3H), 3.77-3.52 (m, 2+0.6x2H), 1.96-1.85 (m, 2+0.6x2H), 1.78-1.67 (m, 2+0.6x2H), 1.67-1.56 (m, 2+0.6x2H), 1.56-1.48 (m, 2+0.6x2H).
以下の方法に従って、化合物1〜11のAngioteinsin IIに対する変換効率を調べた。結果を表1に示す。
上記の(3)と同様に、50 μLのスケールで、100 mM Na-Phosphate buffer (pH 7.4)中、最終の濃度がAngioteinsin II 100 μM、HRP (Horseradish peroxidase, Sigma-Aldrich 製品番号P8250) 0.05 μM (0.0005 当量), 化合物8 1 mMになるように0.6 mlのエッペンドルフチューブ中に調整した。過酸化水素の最終濃度が100 μMになるように加え、ボルテックスで撹拌後、室温で1時間放置した。0.1 % TFA水溶液に1 / 10の濃度で希釈し、(場合によっては変換効率を求めるため質量分析解析の内標準物質としてAngiotensin I (MW:1296)を10 μMになるように加える)、その溶液0.5-1 μMとCHCA (0.5 mg/mL in acetonitrile : 0.1% TFA = 1 : 1) 1 μMをMALDI-TOF-MSプレート上で混合し、室温で乾燥、MALDI-TOF-MS解析(Shimazu AXIMA-CFR)により、変換効率・共有結合形成反応を確認した。
Angioteinsin IIのチロシン残基を他のアミノ酸残基に置き換えた変異ペプチド(GeneScript社のカスタム合成により入手)を用いて、化合物8のチロシン残基への選択性を調べた。実験は、上記のAngioteinsin IIの変換効率と同様に行った。結果を図3に示す。
BSA(Sigma-Aldrichから購入)10 μM、ヘミン 10μM、化合物12 1 mMになるように0.6 mlのエッペンドルフチューブ中に調整した。過酸化水素の最終濃度が1 mMになるように加え、ボルテックスで撹拌後、室温で10分放置した。Bio-Spin 6 column (Bio rad)で分子量6000以下の成分を除去することによって、タンパク質成分とその他反応剤成分を分離することで、反応を停止させた。そこに5 x SDS-sample buffer (50 mM Tris, pH 7.4, 4% SDS, 10% glycerol, 4% 2-thioethanol, and 50 μg/ml bromophenol blue)を加え、95℃で5分加熱し、SDS-PAGEサンプルを得た。SDS-PAGEは10%アクリルアミドゲルによって行い、蛍光をイメージャーで検出後、同じゲルをCBB染色、イメージャーで撮影した(Molecular Imager ChemiDoc XRS System, Bio rad)。また、ヘミン、過酸化水素が反応に必須であることを証明するため、各成分を加えないものを比較対象実験として行った。結果を図4に示す。
Claims (11)
- 下記の一般式(I)
で表される化合物と下記の一般式(II)
で表される化合物を、酸化剤及び金属触媒存在下で反応させ、下記の一般式(III)
で表される化合物を生成させる工程を含むことを特徴とするチロシンの修飾方法。 - 酸化剤が過酸化水素であり、金属触媒がポルフィリン金属錯体であることを特徴とする請求項1に記載のチロシンの修飾方法。
- 一般式(II)及び(III)におけるLが、-X-[CH2CH2-Y]m-(CH2)n-Z1〔ここで、X及びYはそれぞれCH2、O、NH、S、NHCO、又はCOを表し、Z1はN3、又はCCHを表し、m及びnはそれぞれ0〜12の整数を表す。〕で表されることを特徴とする請求項1又は2に記載のチロシンの修飾方法。
- 一般式(II)及び(III)におけるLが、-X-[CH2CH2-Y]m-(CH2)n-Z2〔ここで、X及びYはそれぞれCH2、O、NH、S、NHCO、又はCOを表し、Z2は標識物質を含む基又は生物活性物質を含む基を表し、m及びnはそれぞれ0〜12の整数を表す。〕で表されることを特徴とする請求項1又は2に記載のチロシンの修飾方法。
- 一般式(II)及び(III)におけるR3が、水素原子、又はベンゼン環上の任意の位置に存在する1個のアミノ基、アセトアミド基、若しくはメトキシ基であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のチロシンの修飾方法。
- 一般式(II)及び(III)におけるR4がメチル基又はフェニル基であり、一般式(II)におけるR5が水素原子であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のチロシンの修飾方法。
- 下記の一般式(II)
で表される化合物を含有するチロシン修飾剤。 - 一般式(II)におけるLが、-X-[CH2CH2-Y]m-(CH2)n-Z1〔ここで、X及びYはそれぞれCH2、O、NH、S、NHCO、又はCOを表し、Z1はN3、又はCCHを表し、m及びnはそれぞれ0〜12の整数を表す。〕で表されることを特徴とする請求項7に記載のチロシン修飾剤。
- 一般式(II)におけるLが、-X-[CH2CH2-Y]m-(CH2)n-Z2〔ここで、X及びYはそれぞれCH2、O、NH、S、NHCO、又はCOを表し、Z2は標識物質を含む基又は生物活性物質を含む基を表し、m及びnはそれぞれ0〜12の整数を表す。〕で表されることを特徴とする請求項7に記載のチロシン修飾剤。
- 一般式(II)におけるR3が、水素原子、又はベンゼン環上の任意の位置に存在する1個のアミノ基、アセトアミド基、又はメトキシ基であることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載のチロシンの修飾剤。
- 一般式(II)及び(III)におけるR4がメチル基又はフェニル基であり、一般式(II)におけるR5が水素原子であることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載のチロシン修飾剤。
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