JP7011830B2 - 氷晶形成を低減するための組成物および方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年10月14日提出の米国特許仮出願第62/241,588号に対する優先権を主張し、その開示はあらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
凍結保護剤(CPA)は、溶液中に存在する場合、0℃未満の温度に曝露される溶液中の氷晶形成を低減または阻止し得る化合物である。現行のCPAには、小分子(透過性CPAと呼ばれることが多い)、合成ポリマー、および不凍タンパク質が含まれる。
式中:
各R1は独立して、H、置換されていてもよいC1-18アルキル、置換されていてもよいC2-18アルケニル、置換されていてもよいC2-18アルキニル、置換されていてもよいC1-18 ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ、置換されていてもよいC1-18アルキルチオ、置換されていてもよいカルボキシアルキル、C3-10シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、(C3-10シクロアルキル)アルキル、(ヘテロシクロアルキル)アルキル、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選択され、
ここでR1の少なくとも1つの実例はC1-18ヒドロキシアルキルであり、かつ
ここで任意のシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリール基は独立して、1つまたは複数のR3基で置換されていてもよく;
各R2は独立して、H、置換されていてもよいC1-18アルキル、置換されていてもよいC2-18アルケニル、置換されていてもよいC2-18アルキニル、置換されていてもよいC1-18ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ、置換されていてもよいC1-18アルキルチオ、および置換されていてもよいカルボキシアルキルからなる群より選択され;
各R3は独立して、ハロゲン、オキソ、チオキソ、-OH、-SH、アミノ、C1-8アルキル、 C1-8ヒドロキシアルキル、C1-8アルキルアミノ、およびC1-8アルキルチオからなる群より選択され;
XおよびYは独立して、H、置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ、-OH、-SH、カルボキシ、置換されていてもよいC1-8ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ、置換されていてもよいC2-8アルキルチオ、置換されていてもよいC1-8カルボキシアルキル、およびハロゲンからなる群より選択されるか、または
代わりにXおよびYは一緒に共有結合を形成し;かつ
下付き文字nは、ポリマー中のモノマーの数を表して、2~50であり;
ただしnが3~7である場合、R1のすべての実例はエチルヒドロキシではないことを条件とする。
式中:
mは1~8であり;かつ
R3は、H、C1-8アルキル、ヒドロキシル、チオール、ニトロ、アミン、オキソ、およびチオキソからなる群より選択される。
である。
を有し、かつXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、かつXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、かつXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、かつXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、かつXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。
式(I)のペプトイドポリマー、その互変異性体またはその立体異性体:
式中:
各R 1 は独立して、H、置換されていてもよいC 1-18 アルキル、置換されていてもよいC 2-18 アルケニル、置換されていてもよいC 2-18 アルキニル、置換されていてもよいC 1-18 ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいC 1-18 アルキルアミノ、置換されていてもよいC 1-18 アルキルチオ、置換されていてもよいカルボキシアルキル、C 3-10 シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、(C 3-10 シクロアルキル)アルキル、(ヘテロシクロアルキル)アルキル、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選択され、
ここでR 1 の少なくとも1つの実例はC 1-18 ヒドロキシアルキルであり、かつ
ここで任意のシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリール基は独立して、1つまたは複数のR 3 基で置換されていてもよく;
各R 2 は独立して、H、置換されていてもよいC 1-18 アルキル、置換されていてもよいC 2-18 アルケニル、置換されていてもよいC 2-18 アルキニル、置換されていてもよいC 1-18 ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC 1-18 アルキルアミノ、置換されていてもよいC 1-18 アルキルチオ、および置換されていてもよいカルボキシアルキルからなる群より選択され;
各R 3 は独立して、ハロゲン、オキソ、チオキソ、-OH、-SH、アミノ、C 1-8 アルキル、 C 1-8 ヒドロキシアルキル、C 1-8 アルキルアミノ、およびC 1-8 アルキルチオからなる群より選択され;
XおよびYは独立して、H、置換されていてもよいC 1-8 アルキル、置換されていてもよいC 1-8 アシル、置換されていてもよいC 1-8 アルキルアミノ、-OH、-SH、-NH 2 、カルボキシ、置換されていてもよいC 1-8 ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC 1-8 アルキルアミノ、置換されていてもよいC 2-8 アルキルチオ、置換されていてもよいC 1-8 カルボキシアルキル、およびハロゲンからなる群より選択されるか、または
代わりにXおよびYは一緒に共有結合を形成し;かつ
下付き文字nは、ポリマー中のモノマーの数を表して、2~50であり;
ただしnが3~7である場合、R 1 のすべての実例はヒドロキシエチルではないことを条件とする。
[本発明1002]
各R 1 が独立して、下記からなる群より選択される、本発明1001のペプトイドポリマー
式中:
mは1~8であり;かつ
R 3 は、H、C 1-8 アルキル、ハロゲン、ヒドロキシル、チオール、ニトロ、アミン、オキソ、およびチオキソからなる群より選択される。
[本発明1003]
1つまたは複数のR 1 が、R 1a :
の構造を有する、本発明1002のペプトイドポリマー。
[本発明1004]
各R 1a 基が独立して、
から選択される、本発明1003のペプトイドポリマー。
[本発明1005]
各R 1a 基が、
である、本発明1003のペプトイドポリマー。
[本発明1006]
各R 1a 基が、
である、本発明1003のペプトイドポリマー。
[本発明1007]
1つまたは複数のR 1 が、R 1b :
の構造を有する、本発明1002のペプトイドポリマー。
[本発明1008]
各R 1b 基が独立して、
から選択される、本発明1007のペプトイドポリマー。
[本発明1009]
各R 1b 基が、
である、本発明1007のペプトイドポリマー。
[本発明1010]
各R 1b 基が、
である、本発明1007のペプトイドポリマー。
[本発明1011]
各R 1 が独立して、下記からなる群より選択される、本発明1001のペプトイドポリマー
。
[本発明1012]
R 1 の各実例が、独立に選択されたC 1-18 ヒドロキシアルキル基である、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1013]
R 1 の各実例が、独立に選択されたC 1-6 ヒドロキシアルキル基である、本発明1012のペプトイドポリマー。
[本発明1014]
R 1 の各実例が、同じC 1-6 ヒドロキシアルキル基である、本発明1013のペプトイドポリマー。
[本発明1015]
R 1 の各実例が、
である、本発明1014のペプトイドポリマー。
[本発明1016]
R 2 の各実例がHである、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1017]
nが3~25である、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1018]
nが8~50である、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1019]
nが8~20である、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1020]
Xが、H、C 1-8 アルキル、およびC 1-8 アシルからなる群より選択され;かつYが、-OHおよびアミノからなる群より選択される、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1021]
XおよびYが一緒に共有結合を形成する、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1022]
nが10であり、かつ
ペプトイドポリマーが:
3つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび7つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
5つのNhpモノマーおよび5つのNsbモノマー;または
6つのNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
7つのNhpモノマーおよび3つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび2つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1023]
配列
を有し;
XがHまたはC 1-8 アシルであり;かつYが-OHまたは-NH 2 またはC 1-8 アルキルである、
本発明1022のペプトイドポリマー。
[本発明1024]
配列
を有し;
XがHまたはC 1-8 アシルであり;かつYが-OHまたは-NH 2 またはC 1-8 アルキルである、
本発明1022のペプトイドポリマー。
[本発明1025]
配列
を有し;
XがHまたはC 1-8 アシルであり;かつYが-OHまたは-NH 2 またはC 1-8 アルキルである、
本発明1022のペプトイドポリマー。
[本発明1026]
配列
を有し;
XがHまたはC 1-8 アシルであり;かつYが-OHまたは-NH 2 またはC 1-8 アルキルである、
本発明1022のペプトイドポリマー。
[本発明1027]
配列
を有し;
XがHまたはC 1-8 アシルであり;かつYが-OHまたは-NH 2 またはC 1-8 アルキルである、
本発明1022のペプトイドポリマー。
[本発明1028]
表2に示す配列を有する、本発明1022のペプトイドポリマー。
[本発明1029]
nが10であり、かつ
ペプトイドポリマーが:
3つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび7つのNme(2-(メチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNmeモノマー;または
5つのNhpモノマーおよび5つのNmeモノマー;または
6つのNhpモノマーおよび4つのNmeモノマー;または
7つのNhpモノマーおよび3つのNmeモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび2つのNmeモノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1030]
表3に示す配列を有する、本発明1029のペプトイドポリマー。
[本発明1031]
nが10であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
5つのNhe(2-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酢酸)モノマーおよび5つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
5つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび5つのNbu(2-ブチルアミノ)酢酸)モノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1032]
表4に示す配列を有する、本発明1031のペプトイドポリマー。
[本発明1033]
nが10であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
4つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび6つのNib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNbu(2-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNpr(2-プロピルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNip(2-(イソプロピルアミノ)酢酸)モノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1034]
表5に示す配列を有する、本発明1033のペプトイドポリマー。
[本発明1035]
nが14であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
6つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび8つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび7つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
14のNhpモノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1036]
表6に示す配列を有する、本発明1035のペプトイドポリマー。
[本発明1037]
nが14であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
6つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび8つのNib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび7つのNibモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび6つのNibモノマー;または
10のNhpモノマーおよび4つのNibモノマー;または
14のNhpモノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1038]
表7に示す配列を有する、本発明1037のペプトイドポリマー。
[本発明1039]
nが16であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
5つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび11のNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび9つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび8つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
12のNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
16のNhpモノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1040]
表8に示す配列を有する、本発明1039のペプトイドポリマー。
[本発明1041]
nが22であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
7つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび15のNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
10のNhpモノマーおよび12のNsbモノマー;または
11のNhpモノマーおよび11のNsbモノマー;または
14のNhpモノマーおよび8つのNsbモノマー;または
17のNhpモノマーおよび5つのNsbモノマー;または
22のNhpモノマー
を含む、
本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1042]
表9に示す配列を有する、本発明1041のペプトイドポリマー。
[本発明1043]
ヘリックス構造を形成する、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1044]
約0℃~約-20℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1045]
約-20℃~約-40℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1046]
約-20℃で氷晶形成を低減または阻止する、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1047]
約-40℃~約-200℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、本発明1001のペプトイドポリマー。
[本発明1048]
本発明1001のペプトイドポリマーと1つまたは複数のアミノ酸とを含むペプトイド-ペプチドハイブリッドであって、該1つまたは複数のアミノ酸が、該ペプトイドポリマーの一端もしくは両端および/または1つもしくは複数のペプトイドモノマーの間に位置する、ハイブリッド。
[本発明1049]
1つまたは複数のアミノ酸が、アラニン、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、アルギニン、リシン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリン、グルタミン、セリン、スレオニン、バリン、トリプトファン、チロシン、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド。
[本発明1050]
1つまたは複数のアミノ酸が、イソロイシン、ロイシン、セリン、スレオニン、アラニン、バリン、アルギニン、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド。
[本発明1051]
本発明1001のペプトイドポリマー、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせを含む、凍結保護剤溶液。
[本発明1052]
イオン種、透過性凍結保護剤、非透過性凍結保護剤、抗酸化剤、細胞膜安定化化合物、アクアポリンまたは他のチャネル形成化合物、アルコール、糖、糖誘導体、非イオン性界面活性剤、タンパク質、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ポリエチレングリコール(PEG)、フィコール(登録商標)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ヒアルロナン、ホルムアミド、天然または合成ヒドロゲル、およびその組み合わせからなる群より選択される化合物をさらに含む、本発明1051の凍結保護剤溶液。
[本発明1053]
アルコールが、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセロール、メタノール、ブチレングリコール、アドニトール、エタノール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、エリスリトール、ソルビトール、キシシリトール(xythyritol)、ポリプロピレングリコール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール(MPD)、マンニトール、イノシトール、ジチオリトール(dithioritol)、1,2-プロパンジオール、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1054]
糖が単糖である、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1055]
単糖が、グルコース、3-O-メチル-D-グルコピラノース、ガラクトース、アラビノース、果糖、キシロース、マンノース、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1054の凍結保護剤溶液。
[本発明1056]
糖が二糖である、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1057]
二糖が、スクロース、トレハロース、ラクトース、マルトース、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1056の凍結保護剤溶液。
[本発明1058]
糖が多糖である、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1059]
多糖が、ラフィノース、デキストラン、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1058の凍結保護剤溶液。
[本発明1060]
PEGが約1,000g/mol未満の平均分子量を有する、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1061]
PEGが約200~400g/molの平均分子量を有する、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1062]
タンパク質が、卵アルブミン、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、ゼラチン、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1063]
天然または合成ヒドロゲルが、キトサン、ヒアルロン酸、またはその組み合わせを含む、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1064]
非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリソルベート80、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1052の凍結保護剤溶液。
[本発明1065]
組織、臓器、または細胞を保存するための方法であって、組織、臓器、または細胞を、本発明1001のペプトイドポリマー、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド、本発明1051の凍結保護剤溶液、またはその組み合わせと接触させる段階を含む、方法。
[本発明1066]
ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約0℃~約-20℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、本発明1065の方法。
[本発明1067]
ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約-20℃~約-40℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、本発明1065の方法。
[本発明1068]
ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約-20℃で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、本発明1065の方法。
[本発明1069]
ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約-40℃~約-200℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、本発明1065の方法。
[本発明1070]
組織が、生物工学によって作製された組織である、本発明1065の方法。
[本発明1071]
ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせが、約100nM~約100mMの量で存在する、本発明1065の方法。
[本発明1072]
組織、臓器、または細胞が、心臓、肝臓、肺、腎臓、膵臓、腸、胸腺、角膜、神経細胞、血小板、精細胞、卵母細胞、胚細胞、幹細胞、ヒト多能性幹細胞、造血幹細胞、リンパ球、顆粒球、免疫系細胞、骨細胞、原形質類器官、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1065の方法。
[本発明1073]
生体高分子を保存するための方法であって、生体高分子を、本発明1001のペプトイドポリマー、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド、本発明1051の凍結保護剤溶液、またはその組み合わせと接触させる段階を含む、方法。
[本発明1074]
生体高分子が、核酸、アミノ酸、タンパク質、単離タンパク質、ペプチド、脂質、複合構造物、およびその組み合わせからなる群より選択される、本発明1073の方法。
[本発明1075]
本発明1001のペプトイドポリマー、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド、本発明1051の凍結保護剤溶液、またはその組み合わせを含む、美容ケア製品。
[本発明1076]
本発明1001のペプトイドポリマー、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド、本発明1051の凍結保護剤溶液、またはその組み合わせを含む、不凍製品。
[本発明1077]
物体上の氷の形成を防止する、阻止する、または遅延させるために用いられる除氷または氷結阻止製品である、本発明1076の不凍製品。
[本発明1078]
物体が、航空機またはその一部、ガスパイプライン、窓、電気機器、ドローン、ケーブル、送電線、機械設備、自動車エンジン、ギア装置、およびブレーキ装置からなる群より選択される、本発明1077の不凍製品。
[本発明1079]
本発明1001のペプトイドポリマー、本発明1048のペプトイド-ペプチドハイブリッド、本発明1051の凍結保護剤溶液、またはその組み合わせを含む、冷凍食品製品。
[本発明1080]
アイスクリーム、ヨーグルト、海産物、果物、および肉製品からなる群より選択される、本発明1079の冷凍食品製品。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、下記の詳細な説明および図面から当業者に明らかになるであろう。
I. 序論
凍結保存を用いての低温での細胞および組織のバンキングは、多くの生物学的製品および適用にとって重要であるが、完全な回復の成功または生存能力のある治療用細胞、組織、もしくは臓器を実現しなければならないという、重大な課題が残っている。凍結保存は、典型的には、凍結保護剤(CPA)により実施し、これらはジメチルスルホキシド(DMSO)、ウシ血清アルブミン(BSA)などの重要な化学的添加物である。CPAは、氷晶の核形成および成長を防止することにより、凍結保存した生体系の解凍後の生存度を改善するために用いる。しかし、これらの作用物質は、それらの有効濃度で様々なレベルの細胞毒性を示し、したがって、凍結保存、バイオバンキング、および高度再生医学の成功を制限する。この有効かつ安全なCPAの欠如は、毒性CPAが広く使用される一因となっている。生物学的製品および適用の他にも、氷形成の防止は、多様な産業および技術分野にとって依然として物理的および化学的課題である。
本明細書において用いられる略語は、特に記載がないかぎり、従来のものである。以下の略語はペプトイドポリマーのモノマー単位を指すために用いられる:Nsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)、Nib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)、Nbu(2-ブチルアミノ)酢酸)、Npr(2-プロピルアミノ)酢酸)、Nip(2-(イソプロピルアミノ)酢酸)、Nme(2-(メチルアミノ)酢酸)、Nhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)、Nhe(2-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酢酸)、Ndp(2-((2,3-ジヒドロキシプロプリル)アミノ)酢酸、Nyp(2-((1-ヒドロキシプロパン-2-イル)アミノ)酢酸)、Nep(2-((1-(4-ヒドロキシフェニル)エチル)アミノ)酢酸、Ndh(2-((1,3,-ジヒドロオキシプロパン-2-イル)アミノ)酢酸、およびNop(2-((3-(2-オキソピロリンジン-1-イル)プロピル)アミノ)酢酸。以下の略語は化学化合物を指すために用いられる:DMF(N,N'-ジメチルホルムアミド)、DIEA(ジイソプロピルエチルアミン、DIC(N,N'-ジイソプロピルカルボジイミド)、ACN(アセトニトリル)、DCM(塩化メチレン)、HFIP(ヘキサフルオロイソプロピルアルコール);Fmoc(9-フルオレニルメトキシカルボニル)。
の中の波線は、結合点として、任意の置換可能な原子を含むことが意図される。
本明細書において提供するのは、0℃未満の温度および極低温度での氷晶形成を低減または阻止するためのペプトイドポリマーおよび方法である。
いくつかの局面において、本明細書において提供するのは式(I)のペプトイドポリマー、その互変異性体、またはその立体異性体である:
式中:
各R1は独立して、H、置換されていてもよいC1-18アルキル、置換されていてもよいC2-18アルケニル、置換されていてもよいC2-18アルキニル、置換されていてもよいC1-18 ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ、置換されていてもよいC1-18アルキルチオ、置換されていてもよいカルボキシアルキル、C3-10シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、(C3-10シクロアルキル)アルキル、(ヘテロシクロアルキル)アルキル、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選択され、
ここでR1の少なくとも1つの実例はC1-18ヒドロキシアルキルであり、かつ
ここで任意のシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリール基は独立して、1つまたは複数のR3基で置換されていてもよく;
各R2は独立して、H、置換されていてもよいC1-18アルキル、置換されていてもよいC2-18アルケニル、置換されていてもよいC2-18アルキニル、置換されていてもよいC1-18ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ、置換されていてもよいC1-18アルキルチオ、および置換されていてもよいカルボキシアルキルからなる群より選択され;
各R3は独立して、ハロゲン、オキソ、チオキソ、-OH、-SH、アミノ、C1-8アルキル、 C1-8ヒドロキシアルキル、C1-8アルキルアミノ、およびC1-8アルキルチオからなる群より選択され;
XおよびYは独立して、H、置換されていてもよいC1-8アルキル、置換されていてもよいC1-8アシル、置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ、-OH、-SH、-NH2、カルボキシ、置換されていてもよいC1-8ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ、置換されていてもよいC2-8アルキルチオ、置換されていてもよいC1-8カルボキシアルキル、およびハロゲンからなる群より選択されるか、または
代わりにXおよびYは一緒に共有結合を形成し;かつ
下付き文字nは、ポリマー中のモノマーの数を表して、2~50であり;
ただしnが3~7である場合、R1のすべての実例はヒドロキシエチルではないことを条件とする。
式中:mは1~8であり;かつR3は、H、C1-8アルキル、ヒドロキシル、チオール、ニトロ、アミン、オキソ、およびチオキソからなる群より選択される。いくつかの態様において、反復単位、mは1~2、1~3、1~4、1~5、1~6、または1~7であり得る。いくつかの態様において、反復単位、mは1、2、3、4、5、6、7、または8である。
から選択される。いくつかの態様において、2つの立体異性体の混合物が選択される。いくつかの態様において、モノマーのR立体異性体だけが選択される。いくつかの態様において、このモノマーのS立体異性体だけが選択される。
から選択される。いくつかの態様において、2つの立体異性体の混合物が選択される。いくつかの態様において、モノマーのR立体異性体だけが選択される。いくつかの態様において、このモノマーのS立体異性体だけが選択される。
から選択される。いくつかの態様において、2つの立体異性体の混合物が選択される。いくつかの態様において、モノマーのR立体異性体だけが選択される。いくつかの態様において、このモノマーのS立体異性体だけが選択される。
から選択される。いくつかの態様において、2つの立体異性体の混合物が選択される。いくつかの態様において、モノマーのR立体異性体だけが選択される。いくつかの態様において、このモノマーのS立体異性体だけが選択される。
から選択される。いくつかの態様において、2つの立体異性体の混合物が選択される。いくつかの態様において、モノマーのR立体異性体だけが選択される。いくつかの態様において、このモノマーのS立体異性体だけが選択される。
である。
を有し、ここでXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、ここでXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、ここでXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、ここでXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、ペプトイドポリマーは配列
を有し、ここでXはHまたはC1-8アシルであり、かつYは-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである。いくつかの態様において、Yは二級アミンまたは三級アミンである。
もう1つの局面において、本発明は、ペプトイド-ペプチドハイブリッドを提供する。いくつかの態様において、ペプトイド-ペプチドハイブリッドは、本明細書に記載のペプトイドポリマーと1つまたは複数のアミノ酸とを含む。アミノ酸は天然アミノ酸またはその変種であり得る。いくつかの態様において、ペプトイド-ペプチドハイブリッドは約1~10のアミノ酸(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10のアミノ酸)を含む。他の態様において、ペプトイド-ペプチドハイブリッドは約10~100のアミノ酸(例えば、約10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100のアミノ酸)を含む。いくつかの態様において、ペプトイド-ペプチドハイブリッドは約100よりも多くのアミノ酸を含む。他の態様において、ペプトイド-ペプチドハイブリッドは、2~50のペプトイドモノマー(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、42、44、45、46、47、48、49、または50のペプトイドモノマー)と少なくとも約1~100のアミノ酸(例えば、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100のアミノ酸)とを含む。
を含み、ここでXaaアミノ酸残基は、D-アミノ酸、L-アミノ酸、またはその組み合わせなどの、独立に選択されたアミノ酸である。非限定例として、Xaaのすべての実例は、Arg、Ala、Val、および/またはSerアミノ酸残基である。
を含み、ここでXaaアミノ酸残基は、D-アミノ酸、L-アミノ酸、またはその組み合わせなどの、独立に選択されたアミノ酸である。非限定例として、Xaaのすべての実例は、Arg、Ala、Val、および/またはIleアミノ酸残基である。
を含み、ここでXaaアミノ酸残基は、D-アミノ酸、L-アミノ酸、またはその組み合わせなどの、独立に選択されたアミノ酸である。非限定例として、Xaaのすべての実例は、Arg、Ala、Val、および/またはLeuアミノ酸残基である。
を含み、ここでArgアミノ酸残基はD-アミノ酸またはL-アミノ酸である。いくつかの態様において、ペプトイド-ペプチドハイブリッドは表10に示す構造を含む。
もう1つの局面において、本明細書における発明は、ペプトイドポリマーまたはペプトイド-ペプチドハイブリッドの合成法を提供する。本発明のペプトイドポリマーおよびペプトイド-ペプチドハイブリッドは、容易に入手可能な出発原料から、本明細書に記載の一般的方法および手順を用いて調製することができる。典型的または好ましい工程条件(すなわち、反応温度、時間、反応物のモル比、溶媒、圧など)が与えられている場合、特に記載がないかぎり、他の工程条件も使用し得ることが理解されるであろう。最適な反応条件は、用いる特定の反応物または溶媒によって変動し得るが、そのような条件は、当業者であれば、日常的な最適化手順によって決定することができる。
いくつかの局面において、本発明は凍結保護剤溶液を提供する。いくつかの態様において、凍結保護剤溶液は、本明細書に記載のペプトイドポリマー、本明細書に記載のペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせを含む。他の態様において、凍結保護剤溶液は、イオン種、透過性凍結保護剤、非透過性凍結保護剤、抗酸化剤、細胞膜安定化化合物、アクアポリンまたは他のチャネル形成化合物、アルコール、糖、糖誘導体、非イオン性界面活性剤、タンパク質、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ポリエチレングリコール(PEG)、フィコール(登録商標)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ヒアルロナン、ホルムアミド、天然または合成ヒドロゲル、およびその組み合わせからなる群より選択される化合物をさらに含む。特定の態様において、透過性凍結保護剤は細胞膜を透過して細胞内水分濃度を低下させ、それにより任意の温度で形成される氷の量を低減する。他の特定の態様において、非透過性凍結保護剤は、コロイド浸透圧の変化を誘導し、誘導されたイオン性相互作用により細胞外水分と細胞膜との結合を改変する。
本明細書に記載の組成物および方法は、任意の数の凍結保存プロトコルにおける使用に適している。非限定例として、本発明の組成物および方法は、高度氷点下温度(例えば、0℃~-20℃)への過冷却中の凍結保存のために有用である。臓器移植の分野において、臓器を典型的には氷上で冷却(例えば、0~4℃まで)し、これは移植ウィンドウを約10時間に制限する。標準の小分子CPAを含む凍結保護剤でのエクスビボ機械灌流を用いることにより、臓器を-6℃の温度で最大96時間まで保存することが可能となっている。可能な凍結保存時間を延ばすであろう-6℃未満まで凍結保存温度をさらに下げることが望ましいが、さらに温度を下げるために必要な標準的CPAの高い濃度は、CPA関連毒性による不可逆的な臓器損傷を引き起こすため、そうすることは可能ではなかった。さらなる情報については、例えば、Uygun K, et. al. Nat. Protoc. 10(3):484-94 (2015)を参照されたい。エクスビボ灌流法を用いること、またはそれ以外に生体試料(例えば、臓器および組織)もしくは高分子を本明細書に記載のペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、および/もしくは凍結保護剤溶液と接触させることは、高度氷点下温度に過冷却するために有用であり、現在実行可能なものよりも低い温度で長期間の凍結保存を可能にする。高度氷点下温度の過冷却への本発明の他の適切な適用は、当業者には容易に知られるであろう。
関連する局面において、本発明はペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、および/または凍結保護剤溶液の活性をスクリーニングする方法を提供する。
関連する局面において、本発明は、ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、および/または凍結保護剤溶液の、低温で細胞生存度を維持する能力を試験するための細胞生存度アッセイを提供する。
以下の実施例を、特許請求する発明を例示するために提供するが、限定のためではない。
本実施例は、N-置換ペプトイドポリマーおよびペプトイド-ペプチドハイブリッドの0℃未満の温度での氷晶阻止特性を例示する。
この実験において、4つの水性試料を、MilliQ精製水を含む毛細管中で調製した。1つの試料は水だけを含み、もう1つの試料は160mMエチレングリコール(EG)を含んでいた。他の2つの試料はそれぞれ9mMのペプトイドポリマーを含んでいた。ペプトイドポリマー試料の1つは「化合物1」と呼ぶペプトイドポリマーを含み、一方で他の試料は「化合物10」と呼ぶペプトイドポリマーを含んでいた。ペプトイドポリマーの配列は以下のとおりである:
。これらの化合物の化学構造を表2に提供する。
ライブラリ分析の処理量を高めるために、結晶学的x線回折(XRD)技術を用いて、氷晶形成を評価した。これらの実験のために、「化合物2」、「化合物8」、「化合物10」、「化合物11」、「化合物12」、「化合物13」、および「化合物58」なる名称の化合物を試験した。化合物2、8、10、11、12、および13はペプトイドポリマーで、その構造を表2に提供する。化合物58はペプトイド-ペプチドハイブリッドで、その構造を表10に提供する。化合物58は、アルギニンアミノ酸がN末端に付加されていること以外は、化合物12と同様である。
より大規模での本発明の組成物の有用性を試験するために、標準の卵および幹細胞保存に用いられる量と同様の溶液量を用いて、実験を実施した。これらの実験のために、1つは22.5%EGおよび緩衝液だけを含み、もう1つは22.5%EGおよび5mg/ml(0.5%w/v)の化合物12および緩衝液を含む、2つの試料を液体窒素中で急速凍結した。図6Aに示すとおり、化合物12溶液は、液体窒素から取り出した直後、氷形成を伴わない完全なガラス化を示した一方、対照溶液は明らかに凍結し、白い氷晶の塊を生じた。37℃の水浴中で溶液を再加温すると、予想外の有益な結果につながった。化合物12溶液は再加温後2秒未満で脱ガラス化を回避した(図6B、右)が、20秒後の対照試料中には氷の塊が浮いているのが見られた(図6B、左)。チューブは実際にはまだ室温よりもはるかに低かったため、各チューブ上で凝結が見られた。この結果は、化合物12は解凍中の活性な除氷剤として作用することを示す。
本実施例は、本発明の組成物が細胞毒性をほとんどまたはまったく有さず、既存の化合物と比べるとすぐれた凍結保存を達成し得る一方で、CPAの必要量を低減し、したがってCPA関連毒性を低減することを示す。
本発明の凍結保護剤組成物の安全性を示すために、組織培養中でヒト胚腎細胞から増殖させた丈夫で強健な幹細胞株であるHEK 293細胞株を用いて、高処理量の細胞ベース細胞毒性アッセイを開発した。
最初の凍結保存アッセイは、混乱させる外部因子を最小限にするために、化合物12を加えた、および加えていない、非常に単純な溶液を用いて実施した。この第一の実験セットのために、2つの試料溶液を調製した。第一の試料溶液は単純な緩衝液および22.5体積%の濃度のエチレングリコール(EG)を含み、第二の試料溶液は単純な緩衝液、EG(22.5体積%)、および5mg/mL(0.5%(w/v))の化合物12を含んでいた。
本開示の主題に従って提供される例示的態様には、特許請求の範囲および以下の態様が含まれるが、それらに限定されない。
1. 式(I)のペプトイドポリマー、その互変異性体またはその立体異性体:
式中:
各R1は独立して、H、置換されていてもよいC1-18アルキル、置換されていてもよいC2-18アルケニル、置換されていてもよいC2-18アルキニル、置換されていてもよいC1-18 ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ、置換されていてもよいC1-18アルキルチオ、置換されていてもよいカルボキシアルキル、C3-10シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、(C3-10シクロアルキル)アルキル、(ヘテロシクロアルキル)アルキル、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選択され、
ここでR1の少なくとも1つの実例はC1-18ヒドロキシアルキルであり、かつ
ここで任意のシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリール基は独立して、1つまたは複数のR3基で置換されていてもよく;
各R2は独立して、H、置換されていてもよいC1-18アルキル、置換されていてもよいC2-18アルケニル、置換されていてもよいC2-18アルキニル、置換されていてもよいC1-18ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ、置換されていてもよいC1-18アルキルチオ、および置換されていてもよいカルボキシアルキルからなる群より選択され;
各R3は独立して、ハロゲン、オキソ、チオキソ、-OH、-SH、アミノ、C1-8アルキル、 C1-8ヒドロキシアルキル、C1-8アルキルアミノ、およびC1-8アルキルチオからなる群より選択され;
XおよびYは独立して、H、置換されていてもよいC1-8アルキル、置換されていてもよいC1-8アシル、置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ、-OH、-SH、-NH2、カルボキシ、置換されていてもよいC1-8ヒドロキシアルキル、置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ、置換されていてもよいC2-8アルキルチオ、置換されていてもよいC1-8カルボキシアルキル、およびハロゲンからなる群より選択されるか、または
代わりにXおよびYは一緒に共有結合を形成し;かつ
下付き文字nは、ポリマー中のモノマーの数を表して、2~50であり;
ただしnが3~7である場合、R1のすべての実例はヒドロキシエチルではないことを条件とする。
2. 各R1が独立して、下記からなる群より選択される、態様1のペプトイドポリマー
式中:
mは1~8であり;かつ
R3は、H、C1-8アルキル、ハロゲン、ヒドロキシル、チオール、ニトロ、アミン、オキソ、およびチオキソからなる群より選択される。
3. 1つまたは複数のR1が、R1a:
の構造を有する、態様2のペプトイドポリマー。
4. 各R1a基が独立して、
から選択される、態様3のペプトイドポリマー。
5. 各R1a基が、
である、態様3のペプトイドポリマー。
6. 各R1a基が、
である、態様3のペプトイドポリマー。
7. 1つまたは複数のR1が、R1b:
の構造を有する、態様2のペプトイドポリマー。
8. 各R1b基が独立して、
から選択される、態様7のペプトイドポリマー。
9. 各R1b基が、
である、態様7のペプトイドポリマー。
10. 各R1b基が、
である、態様7のペプトイドポリマー。
11. 各R1が独立して、下記からなる群より選択される、態様1のペプトイドポリマー
。
12. R1の各実例が、独立に選択されたC1-18ヒドロキシアルキル基である、態様1のペプトイドポリマー。
13. R1の各実例が、独立に選択されたC1-6ヒドロキシアルキル基である、態様12のペプトイドポリマー。
14. R1の各実例が、同じC1-6ヒドロキシアルキル基である、態様13のペプトイドポリマー。
15. R1の各実例が、
である、態様14のペプトイドポリマー。
16. R2の各実例がHである、態様1~15のいずれかのペプトイドポリマー。
17. nが3~25である、態様1~16のいずれかのペプトイドポリマー。
18. nが8~50である、態様1~16のいずれかのペプトイドポリマー。
19. nが8~20である、態様1~16のいずれかのペプトイドポリマー。
20. Xが、H、C1-8アルキル、およびC1-8アシルからなる群より選択され;かつYが、-OHおよびアミノからなる群より選択される、態様1~19のいずれかのペプトイドポリマー。
21. XおよびYが一緒に共有結合を形成する、態様1~19のいずれかのペプトイドポリマー。
22. nが10であり、かつ
ペプトイドポリマーが:
3つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび7つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
5つのNhpモノマーおよび5つのNsbモノマー;または
6つのNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
7つのNhpモノマーおよび3つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび2つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
23. 配列
を有し;
XがHまたはC1-8アシルであり;かつYが-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである、
態様22のペプトイドポリマー。
24. 配列
を有し;
XがHまたはC1-8アシルであり;かつYが-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである、
態様22のペプトイドポリマー。
25. 配列
を有し;
XがHまたはC1-8アシルであり;かつYが-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである、
態様22のペプトイドポリマー。
26. 配列
を有し;
XがHまたはC1-8アシルであり;かつYが-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである、
態様22のペプトイドポリマー。
27. 配列
を有し;
XがHまたはC1-8アシルであり;かつYが-OHまたは-NH2またはC1-8アルキルである、
態様22のペプトイドポリマー。
28. 表2に示す配列を有する、態様22のペプトイドポリマー。
29. nが10であり、かつ
ペプトイドポリマーが:
3つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび7つのNme(2-(メチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNmeモノマー;または
5つのNhpモノマーおよび5つのNmeモノマー;または
6つのNhpモノマーおよび4つのNmeモノマー;または
7つのNhpモノマーおよび3つのNmeモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび2つのNmeモノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
30. 表3に示す配列を有する、態様29のペプトイドポリマー。
31. nが10であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
5つのNhe(2-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酢酸)モノマーおよび5つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
5つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび5つのNbu(2-ブチルアミノ)酢酸)モノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
32. 表4に示す配列を有する、態様31のペプトイドポリマー。
33. nが10であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
4つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび6つのNib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNbu(2-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNpr(2-プロピルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNip(2-(イソプロピルアミノ)酢酸)モノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
34. 表5に示す配列を有する、態様33のペプトイドポリマー。
35. nが14であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
6つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび8つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび7つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
14のNhpモノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
36. 表6に示す配列を有する、態様35のペプトイドポリマー。
37. nが14であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
6つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび8つのNib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび7つのNibモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび6つのNibモノマー;または
10のNhpモノマーおよび4つのNibモノマー;または
14のNhpモノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
38. 表7に示す配列を有する、態様37のペプトイドポリマー。
39. nが16であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
5つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび11のNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび9つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび8つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
12のNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
16のNhpモノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
40. 表8に示す配列を有する、態様39のペプトイドポリマー。
41. nが22であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
7つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび15のNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
10のNhpモノマーおよび12のNsbモノマー;または
11のNhpモノマーおよび11のNsbモノマー;または
14のNhpモノマーおよび8つのNsbモノマー;または
17のNhpモノマーおよび5つのNsbモノマー;または
22のNhpモノマー
を含む、
態様1のペプトイドポリマー。
42. 表9に示す配列を有する、態様41のペプトイドポリマー。
43. ヘリックス構造を形成する、態様1~42のいずれかのペプトイドポリマー。
44. 約0℃~約-20℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、態様1~43のいずれかのペプトイドポリマー。
45. 約-20℃~約-40℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、態様1~43のいずれかのペプトイドポリマー。
46. 約-20℃で氷晶形成を低減または阻止する、態様1~43のいずれかのペプトイドポリマー。
47. 約-40℃~約-200℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、態様1~43のいずれかのペプトイドポリマー。
48. 態様1~47のいずれかのペプトイドポリマーと1つまたは複数のアミノ酸とを含むペプトイド-ペプチドハイブリッドであって、該1つまたは複数のアミノ酸が、該ペプトイドポリマーの一端もしくは両端および/または1つもしくは複数のペプトイドモノマーの間に位置する、ハイブリッド。
49. 1つまたは複数のアミノ酸が、アラニン、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、アルギニン、リシン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリン、グルタミン、セリン、スレオニン、バリン、トリプトファン、チロシン、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様48のペプトイド-ペプチドハイブリッド。
50. 1つまたは複数のアミノ酸が、イソロイシン、ロイシン、セリン、スレオニン、アラニン、バリン、アルギニン、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様48のペプトイド-ペプチドハイブリッド。
51. 態様1~47のいずれかのペプトイドポリマー、態様48~50のいずれかのペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせを含む、凍結保護剤溶液。
52. イオン種、透過性凍結保護剤、非透過性凍結保護剤、抗酸化剤、細胞膜安定化化合物、アクアポリンまたは他のチャネル形成化合物、アルコール、糖、糖誘導体、非イオン性界面活性剤、タンパク質、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ポリエチレングリコール(PEG)、フィコール(登録商標)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ヒアルロナン、ホルムアミド、天然または合成ヒドロゲル、およびその組み合わせからなる群より選択される化合物をさらに含む、態様51の凍結保護剤溶液。
53. アルコールが、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセロール、メタノール、ブチレングリコール、アドニトール、エタノール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、エリスリトール、ソルビトール、キシシリトール(xythyritol)、ポリプロピレングリコール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール(MPD)、マンニトール、イノシトール、ジチオリトール(dithioritol)、1,2-プロパンジオール、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様52の凍結保護剤溶液。
54. 糖が単糖である、態様52の凍結保護剤溶液。
55. 単糖が、グルコース、3-O-メチル-D-グルコピラノース、ガラクトース、アラビノース、果糖、キシロース、マンノース、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様54の凍結保護剤溶液。
56. 糖が二糖である、態様52の凍結保護剤溶液。
57. 二糖が、スクロース、トレハロース、ラクトース、マルトース、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様56の凍結保護剤溶液。
58. 糖が多糖である、態様52の凍結保護剤溶液。
59. 多糖が、ラフィノース、デキストラン、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様58の凍結保護剤溶液。
60. PEGが約1,000g/mol未満の平均分子量を有する、態様52の凍結保護剤溶液。
61. PEGが約200~400g/molの平均分子量を有する、態様52の凍結保護剤溶液。
62. タンパク質が、卵アルブミン、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、ゼラチン、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様52の凍結保護剤溶液。
63. 天然または合成ヒドロゲルが、キトサン、ヒアルロン酸、またはその組み合わせを含む、態様52の凍結保護剤溶液。
64. 非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリソルベート80、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様52の凍結保護剤溶液。
65. 組織、臓器、または細胞を保存するための方法であって、組織、臓器、または細胞を、態様1~47のいずれかのペプトイドポリマー、態様48~50のいずれかのペプトイド-ペプチドハイブリッド、態様51~64のいずれかの凍結保護剤溶液、またはその組み合わせと接触させる段階を含む、方法。
66. ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約0℃~約-20℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、態様65の方法。
67. ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約-20℃~約-40℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、態様65の方法。
68. ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約-20℃で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、態様65の方法。
69. ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、凍結保護剤溶液、またはその組み合わせが、約-40℃~約-200℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、態様65の方法。
70. 組織が、生物工学によって作製された組織である、態様65~69のいずれかの方法。
71. ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせが、約100nM~約100mMの量で存在する、態様65~70のいずれかの方法。
72. 組織、臓器、または細胞が、心臓、肝臓、肺、腎臓、膵臓、腸、胸腺、角膜、神経細胞、血小板、精細胞、卵母細胞、胚細胞、幹細胞、ヒト多能性幹細胞、造血幹細胞、リンパ球、顆粒球、免疫系細胞、骨細胞、原形質類器官、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様65~71のいずれかの方法。
73. 生体高分子を保存するための方法であって、生体高分子を、態様1~47のいずれかのペプトイドポリマー、態様48~50のいずれかのペプトイド-ペプチドハイブリッド、態様51~64のいずれかの凍結保護剤溶液、またはその組み合わせと接触させる段階を含む、方法。
74. 生体高分子が、核酸、アミノ酸、タンパク質、単離タンパク質、ペプチド、脂質、複合構造物、およびその組み合わせからなる群より選択される、態様73の方法。
75. 態様1~47のいずれかのペプトイドポリマー、態様48~50のいずれかのペプトイド-ペプチドハイブリッド、態様51~64のいずれかの凍結保護剤溶液、またはその組み合わせを含む、美容ケア製品。
76. 態様1~47のいずれかのペプトイドポリマー、態様48~50のいずれかのペプトイド-ペプチドハイブリッド、態様51~64のいずれかの凍結保護剤溶液、またはその組み合わせを含む、不凍製品。
77. 物体上の氷の形成を防止する、阻止する、または遅延させるために用いられる除氷または氷結阻止製品である、態様76の不凍製品。
78. 物体が、航空機またはその一部、ガスパイプライン、窓、電気機器、ドローン、ケーブル、送電線、機械設備、自動車エンジン、ギア装置、およびブレーキ装置からなる群より選択される、態様77の不凍製品。
79. 態様1~47のいずれかのペプトイドポリマー、態様48~50のいずれかのペプトイド-ペプチドハイブリッド、態様51~64のいずれかの凍結保護剤溶液、またはその組み合わせを含む、冷凍食品製品。
80. アイスクリーム、ヨーグルト、海産物、果物、および肉製品からなる群より選択される、態様79の冷凍食品製品。
Claims (28)
- 氷晶形成を低減または阻止する、式(I)のペプトイドポリマー、その互変異性体またはその立体異性体:
式中:
各R1は独立して、ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-18アルキル;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-18 ヒドロキシアルキル;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいアルコキシ;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-18アルキルアミノ;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-18アルキルチオ;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいカルボキシアルキル;C3-10シクロアルキル;ヘテロシクロアルキル;アリール;ヘテロアリール;(C3-10シクロアルキル)アルキル;(ヘテロシクロアルキル)アルキル;アリールアルキル;並びにヘテロアリールアルキルからなる群より選択され、
ここでR1の少なくとも4つはC 1-18ヒドロキシアルキルから独立して選択され、かつ
各R2はHであり;
XおよびYは独立して、H;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、およびニトロから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-8アルキル;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-8アシル;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ;-OH;-SH;-NH2 ;カルボキシ;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-8ヒドロキシアルキル;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、ハロアルキル、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-8アルキルアミノ;ヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC2-8アルキルチオ;並びにヒドロキシ、アミノ、チオール、アルキルアミノ、アルコキシ、カルボキシ、アミド、ニトロ、オキソ、およびチオキソから選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいC1-8カルボキシアルキルからなる群より選択されるか、または
代わりにXおよびYは一緒になって、互いに共有結合を形成し;かつ
下付き文字nは、ポリマー中のモノマーの数を表して、8~25である。 - 各R1が、独立にC1-6ヒドロキシアルキル基より選択される、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- nが10~25である、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- nが8~20である、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- Xが、H、C1-8アルキル、およびC1-8アシルからなる群より選択され;かつYが、-OH一級アミノ、二級アミノ、および三級アミノからなる群より選択される、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- nが10であり、かつ
ペプトイドポリマーが:
4つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび6つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
5つのNhpモノマーおよび5つのNsbモノマー;または
6つのNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
7つのNhpモノマーおよび3つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび2つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが10であり、かつ
ペプトイドポリマーが:
4つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび6つのNme(2-(メチルアミノ)酢酸)モノマー;または
5つのNhpモノマーおよび5つのNmeモノマー;または
6つのNhpモノマーおよび4つのNmeモノマー;または
7つのNhpモノマーおよび3つのNmeモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび2つのNmeモノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが10であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
5つのNhe(2-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酢酸)モノマーおよび5つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
5つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび5つのNbu(2-ブチルアミノ)酢酸)モノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが10であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
4つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび6つのNib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNbu(2-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNpr(2-プロピルアミノ)酢酸)モノマー;または
4つのNhpモノマーおよび6つのNip(2-(イソプロピルアミノ)酢酸)モノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが14であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
6つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび8つのNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび7つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
14のNhpモノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが14であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
6つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび8つのNib(2-(イソブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび7つのNibモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび6つのNibモノマー;または
10のNhpモノマーおよび4つのNibモノマー;または
14のNhpモノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが16であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
5つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび11のNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
7つのNhpモノマーおよび9つのNsbモノマー;または
8つのNhpモノマーおよび8つのNsbモノマー;または
10のNhpモノマーおよび6つのNsbモノマー;または
12のNhpモノマーおよび4つのNsbモノマー;または
16のNhpモノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - nが22であり;かつ
ペプトイドポリマーが:
7つのNhp(2-((2-ヒドロキシプロピル)アミノ)酢酸)モノマーおよび15のNsb(2-(sec-ブチルアミノ)酢酸)モノマー;または
10のNhpモノマーおよび12のNsbモノマー;または
11のNhpモノマーおよび11のNsbモノマー;または
14のNhpモノマーおよび8つのNsbモノマー;または
17のNhpモノマーおよび5つのNsbモノマー;または
22のNhpモノマー
を含む、
請求項1記載のペプトイドポリマー。 - 0℃~-20℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- -20℃~-40℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- -20℃で氷晶形成を低減または阻止する、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- -40℃~-200℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止する、請求項1記載のペプトイドポリマー。
- 請求項1記載のペプトイドポリマーと1つまたは複数のアミノ酸とを含むペプトイド-ペプチドハイブリッドであって、該1つまたは複数のアミノ酸が、該ペプトイドポリマーの一端もしくは両端および/または1つもしくは複数のペプトイドモノマーの間に位置する、ハイブリッド。
- 1つまたは複数のアミノ酸が、アラニン、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、アルギニン、リシン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリン、グルタミン、セリン、スレオニン、バリン、トリプトファン、チロシン、およびその組み合わせからなる群より選択される、請求項21記載のペプトイド-ペプチドハイブリッド。
- 組織、臓器、または細胞を保存するための方法であって、組織、臓器、または細胞を、請求項1記載のペプトイドポリマー、請求項21記載のペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせと接触させる段階を含む、方法。
- ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせが、0℃~-200℃の範囲内の温度で氷晶形成を低減または阻止するのに十分な量で存在する、請求項23記載の方法。
- ペプトイドポリマー、ペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせが、100nM~100mMの量で存在する、請求項23記載の方法。
- 組織、臓器、または細胞が、心臓、肝臓、肺、腎臓、膵臓、腸、胸腺、角膜、神経細胞、血小板、精細胞、卵母細胞、胚細胞、幹細胞、ヒト多能性幹細胞、造血幹細胞、リンパ球、顆粒球、免疫系細胞、骨細胞、原形質類器官、およびその組み合わせからなる群より選択される、請求項23記載の方法。
- 生体高分子を保存するための方法であって、生体高分子を、請求項1記載のペプトイドポリマー、請求項21記載のペプトイド-ペプチドハイブリッド、またはその組み合わせと接触させる段階を含む、方法。
- 生体高分子が、核酸、アミノ酸、タンパク質、単離タンパク質、ペプチド、脂質、複合構造物、およびその組み合わせからなる群より選択される、請求項27記載の方法。
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