JPH05310779A - オリゴヌクレオチド類似体、その製造法および用途 - Google Patents
オリゴヌクレオチド類似体、その製造法および用途Info
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- JPH05310779A JPH05310779A JP5008391A JP839193A JPH05310779A JP H05310779 A JPH05310779 A JP H05310779A JP 5008391 A JP5008391 A JP 5008391A JP 839193 A JP839193 A JP 839193A JP H05310779 A JPH05310779 A JP H05310779A
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Abstract
はH、OH、アルコキシ、NH2等;Bはヌクレオチド
化学において慣用の塩基;aはOまたはCH2;nは1
〜100の整数;WはO、SまたはSe;VはO、Sま
たはNH;YはO、S、NHまたはCH2;Y′はO、
S、NHまたはアルキレン等;XはOHまたはSH;U
はOH、SH、SeH、アルキルまたはアミン等;Zは
OH、SH、SeH、アルキルまたは細胞内吸収を有利
にし、DNAプローブの標識として作用し、もしくはハ
イブリッド形成の間、標的の核酸を攻撃する基等であ
る〕の化合物。 【効果】 上記化合物は遺伝子発現の阻害剤、核酸を検
出するためのプローブおよび分子生物学における補助剤
として有用である。
Description
理学的特性を有する新規なオリゴヌクレオチド類似体、
並びにこれらの製造法に関する。これらの用途は遺伝子
発現の阻害剤(アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボ
チーム、センスオリゴヌクレオチドおよびトリプレック
ス形成オリゴヌクレオチド)、核酸を検出するためのプ
ローブおよび分子生物学的における補助剤としてのこれ
らの使用に関する。オリゴヌクレオチドは遺伝子発現の
阻害剤としてますます多く使用されている〔G.ZonのPha
rmaceutical Research 5,539(1988年);J.S. Cohenの
Topics in Molecular and Structural Biology 12(198
9年)、Macmillan出版; C. HeleneおよびJ.J. Toulmeの
Biochimica et Biophysica Acta 1049, 99(1990年);
E. UhlmannおよびA. PeymanのChemical Reviews 90, 54
3(1990年)〕。アンチセンスオリゴヌクレオチドはそ
の塩基配列が阻害されるmRNAに対して相補的である
核酸フラグメントである。この標的のmRNAは細胞、
ウイルスまたは他の病原体から由来するものでありう
る。好適な細胞状の標的塩基配列は例えばレセプター、
酵素、免疫調節剤、イオンチャンネルまたは腫瘍遺伝子
のものである。アンチセンスオリゴヌクレオチドを使用
するウイルスの複製の阻害は例えばRSV(ラウス肉腫
ウイルス)、HSV−1および−2(単純ヘルペスウイ
ルスI型およびII型)、HIV(ヒト免疫不全ウイル
ス)、並びにインフルエンザウイルスについて開示され
ている。ここでは、ウイルスの核酸に相補的なオリゴヌ
クレオチドが使用されている。対比して、センスオリゴ
ヌクレオチドの配列はこれらのオリゴヌクレオチドが例
えば核酸結合タンパク質または核酸プロセッシング酵素
を結合(“捕獲")し、それによりこれらの生物学的活性
を阻害するように構成されている(Helene, 1990年)。
ここで例として挙げることのできるウイルスの標的は逆
転写酵素、DNAポリメラーゼおよび転移活性剤(tran
sactivator)タンパク質である。トリプレックス形成オ
リゴヌクレオチドは一般にこれらの標的としてDNAを
有し、そしてこれに結合した後、DNAは三重のヘリッ
クス構造を形成する。一般に、mRNAのプロセッシン
グ(スプライシングなど)およびそのタンパク質への翻
訳はアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて阻害され
るが、他方トリプレックス形成オリゴヌクレオチドはD
NAの転写または複製を阻害する(Heleneら、1990年;
UhlmannおよびPeyman,1990年)。しかしながら、最初
のハイブリット形成で一重鎖核酸をアンチセンスオリゴ
ヌクレオチドと結合することもまた可能であり、次に第
2のハイブリット形成でトリプレックス形成オリゴヌク
レオチドと三重構造を形成する二重鎖の形成を伴なう。
この場合、2つの別々のオリゴヌクレオチドまたは1つ
のオリゴヌクレオチド中にアンチセンスおよび三重結合
部分を含ませることができる。いわゆるリボチームはこ
れらのリボヌクレアーゼ活性の結果として標的RNAを
分解〔J.J. RossiおよびN. SarverのTIBTECH 8, 179(1
990年)〕し、さらに合成オリゴヌクレオチドの用途を
示す。
A診断研究において検出される核酸への特異的ハイブリ
ッド形成のためのいわゆるDNAプローブとして使用さ
れる。ここで、好ましくは放射性ではない標識化を用い
て新しい二重鎖の特異的形成が引き続く。このようにし
て、遺伝子疾患、悪性疾患およびウイルスまたは他の病
原体により生じた疾患を検出することができる。
来の形態のオリゴヌクレオチドは殆んど、または全くな
い。これらは特定の要件について適当であるように化学
的に修飾されなければならない。例えばウイルスの複製
の阻害のために、オリゴヌクレオチドを生物学的系にお
いて使用する場合、これらは次の前提条件を満たす必要
がある: 1.これらはインビボ条件下、すなわち細胞内だけでな
く血清中でも十分高い程度の安定性を有しなければなら
ない。 2.これらは細胞および核膜を通過することができなけ
ればならない。 3.これらは阻害効果を発揮するために生理学的条件
下、塩基特異的方法でこれらの標的の核酸に結合しなけ
ればならない。
て不可欠ではないが、しかしこれらのオリゴヌクレオチ
ドは例えばケイ光、化学ルミネセンス、比色定量または
特異染色による検出を可能にする方法で誘導化されなけ
ればならない〔BeckおよびKoesterのAnal. Chem. 62, 2
258(1990年)〕。
酸エステル主鎖、リボース単位またはヌクレオチド塩基
を適当な方法で変化させることにより起こる(Cohen, 19
89年; UhlmannおよびPeyman, 1990年)。しばしば使用
される別法は5′−ヒドロキシル基を適当なリン酸化試
薬と反応させるこしによるオリゴヌクレオチド5′−抱
合体の製造である。5′−末端のみが修飾されたオリゴ
ヌクレオチドはこれらが血清中で分解されるという欠点
を有する。一方、すべてのヌクレオチド間のホスフェー
ト基が変化された場合、オリゴヌクレオチドの特性はし
ばしば徹底的に変化される。例えば、水性溶媒中におけ
るメチルホスホネートオリゴヌクレオチドの溶解性は減
少し、そしてこれらのハイブリッド形成能力もまたそう
である。ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドは非特
異的効果を有し、そのため例えばホモオリゴマーもまた
ウイルスに対して活性である。
増大した血清安定性および良好な溶解性を有するオリゴ
ヌクレオチド類似体を製造することである。本発明は式
I
1〜C6−アルキル、C2〜C18−アルケニル、C2〜C18
−アルキニル、C2〜C18−アルキルカルボニル、C3〜
C19−アルケニルカルボニル、C3〜C19−アルキニル
カルボニル、C6〜C20−アリール、(C6〜C14)−ア
リール−(C1〜C8)−アルキルまたは式II
ルコキシ、ハロゲン、アジドまたはNH2であり;Bは
ヌクレオチド化学において慣用の塩基例えばアデニン、
シトシン、グアニンおよびチミンのような天然の塩基、
またはプリン、2,6−ジアミノプリン、7−デアザア
デニン、7−デアザグアニン、N4N4−エタノシトシ
ン、N6N6−エタノ−2,6−ジアミノプリン、プソイ
ドイソシトシンのような非天然の塩基であり;aはオキ
シまたはメチレンであり;nは1〜100好ましくは1
0〜40の整数であり;Wはオキソ、チオキソまたはセ
レノキソであり;Vはオキシ、チオまたはイミノであ
り;Yはオキシ、チオ、イミノまたはメチレンであり;
Y′はオキシ、チオ、イミノ、(CH2)mまたはV(C
H2)m(ここでmは1〜18好ましくは1〜6の整数で
ある)であり;Xはヒドロキシルまたはメルカプトであ
り;Uはヒドロキシル、メルカプト、SeH、C1〜C
18−アルコキシ好ましくはC1〜C6−アルコキシ、C1
〜C18−アルキル好ましくはC1〜C6−アルキル、C6
〜C20−アリール、(C6〜C14)−アリール−(C1〜
C8)−アルキル、NHR 3、NR3R4または式III (OCH2CH2)pO(CH2)qCH2R″ (III) の基(ここでR3はC1〜C18−アルキル好ましくはC1
〜C8−アルキル、C6〜C20−アリール、(C6〜C14)
−アリール−(C1〜C8)−アルキル、2−(CH2) C−
〔NH(CH2)c〕d−NR12R12(ここでcは2〜6の
整数であり、dは0〜6の整数であり、そしてR12はそ
れぞれ互いに独立して水素、C1〜C6−アルキルまたは
C1〜C4−アルコキシ−C1〜C6−アルキル好ましくは
メトキシエチルである)であり、R4はC1〜C18−アル
キル好ましくはC1〜C8−アルキル、特に好ましくはC
1〜C4−アルキル、C6〜C20−アリールまたは(C6〜
C10)−アリール−(C1〜C8)−アルキルであり、あ
るいはNR3R4の場合、R4はR3およびこれらを担持す
る窒素原子と一緒になって5〜6員の複素環式環(これ
はさらにO、S、Nからなる群より選択されたヘテロ原
子を含有することができる)を形成し、pは1〜100
好ましくは3〜20、特に好ましくは3〜8の整数であ
り、qは0〜22好ましくは0〜15の整数であり、そ
してR11は水素または官能基例えばヒドロキシル、アミ
ノ、NHR13、COOH、CONH2、COOR12また
はハロゲン(ここでR12はC1〜C4−アルキル、好まし
くはメチルである)であり;Z=Z′はヒドロキシル、
メルカプト、SeH、C1〜C22−アルコキシ好ましく
はC6〜C18−アルコキシ、−O−(CH2)b−NR12R
13(ここでbは1〜6の整数であり、そしてR13はC1
〜C6−アルキルであり、またはR12およびR 13はこれ
らを担持する窒素原子と一緒になって3〜6員の環を形
成する)、C1〜C18−アルキル好ましくはC1〜C8−
アルキル、C6〜C20−アリール、(C6〜C14)−アリ
ール−(C1〜C8)−アルキル好ましくは(C6〜
C10)−アリール−(C1〜C4)−アルキル、(C6〜
C14)−アリール−(C1〜C8)−アルコキシ好ましく
は(C6〜C10)−アリール−(C1〜C4)−アルコキ
シ(ここでアリールはヘテロアリールを包含し、そして
アリールは場合によってはカルボキシル、アミノ、ニト
ロ、C1〜C4−アルキルアミノ、C1〜C6−アルコキ
シ、ヒドロキシル、ハロゲンおよびシアノからなる群よ
り選択された1、2または3個の同一のまたは異なった
基により置換される)、C1〜C18−アルキルメルカプ
ト、NHR3、NR3R4、式IIIの基または細胞内吸収を
有利にする、もしくはDNAプローブ用標識として作用
する、あるいはオリゴヌクレオチド類似体の標的の核酸
へのハイブリッド形成の間に結合、架橋または開裂を伴
なって後者を攻撃する基であり;曲線状の中括弧はR2
およびその隣りのホスホリル残基が2′−および3′−
位に、または反対に3′−および2′−位に位置するこ
とができることを示し、各ヌクレオチドはD−またはL
−配置で存在することができ、そして塩基Bはα−また
はβ−位に位置することができる。但し、Zがヒドロキ
シル、メルカプト、メチルまたはエトキシである場合、
基X、Y、Y′、VおよびWのうち少なくとも1つはヒ
ドロキシル、オキシまたはオキソではなく、あるいはR
1は水素ではない〕のオリゴヌクレオチド類似体および
これらの生理学的に許容しうる塩に関する。
D−配置で存在し、R2が2′−位に位置し、そしてa
がオキシである式Iのオリゴヌクレオチド類似体および
これらの生理学的に許容しうる塩が好ましい。
チルまたは式IIの基であり;R2が水素またはヒドロキ
シル、特に水素であり;nが10〜40、特に12〜3
0の整数であり;mが1〜6の整数、特に1であり;U
がヒドロキシル、メルカプト、C1〜C6−アルコキシ、
C1〜C6−アルキル、NR3R4またはNHR3、特にヒ
ドロキシルまたはC1〜C6−アルキル(ここでR3はC1
〜C8−アルキル、好ましくはC1〜C4−アルキルまた
はメトキシエチルである)であり、そしてB、W、V、
Y、Y′、XおよびZは上記の意味を有する式Iのオリ
ゴヌクレオチド類似体が特に好ましい。
リゴヌクレオチド類似体が特に好ましい。さらに、V、
Y、Y′およびWがオキシまたはオキソである式Iのオ
リゴヌクレオチド類似体がとりわけ好ましい。
ソまたはヒドロキシルである式Iのオリゴヌクレオチド
類似体が非常に好ましい。さらに、R1が水素である式
Iのオリゴヌクレオチド類似体が好ましい。
オキソまたはヒドロキシルであり、そしてR1が水素で
ある式Iのオリゴヌクレオチド類似体が特に好ましい。
R2、B、a、W、V、Y、U、R3、R4、p、qおよ
びZのような繰り返して生じる残基は互いに独立して同
一のまたは異なった意味を有する。すなわち例えばそれ
ぞれのVは他のものとは独立してオキシ、チオまたはイ
ミノである。
臭素である。ヘテロアリールは環系に1個または2個の
N原子および/または1個のSもしくはO原子を含有す
る単環式または二環式の(C3〜C9)−ヘテロ芳香族の
基を意味するものと理解される。
油性基例えば−O−(CH2)xCH3(ここでxは6〜1
8の整数である)、−O−(CH2)n−CH=CH−(C
H2)m−CH3(ここでnおよびmは互いに独立して6〜
12の整数である)、−O−(CH2CH2O)4−(CH2)
9−CH3、−O−(CH2CH2O)8−(CH2)13−CH3
および−O−(CH2CH2O)7−(CH2)15−CH3、ま
たはステロイド残基例えばコレステリル、そして天然の
担体系を利用する抱合体例えば胆汁酸、葉酸、2−(N
−アルキル、N−アルコキシ)−アミノアントラキノ
ン、並びにオリゴヌクレオチドのレセプター媒介エンド
サイド−シスをもたらすマンノースとその対応するレセ
プターのペプチドとの抱合体例えばEGF(上皮成長因
子)、ブラジキニンおよびPDGF(血小板由来成長因
子)である。
メチル−1−アミノナフチル−5−スルホニル)誘導
体、フルオレセイン誘導体もしくはクマリン誘導体のケ
イ光グループまたは例えばアクリジン誘導体の化学ルミ
ネセンスグループ、並びにELISAによって検出可能
なジゴキシゲニン系、ビオチン/アビジン系によって検
出可能なビオチングループ、または検出可能なリポータ
ーグループを用いて引き続いての誘導化を可能にする官
能基を有するリンカーアーム例えばアクリジニウム活性
エステルと反応して化学ルミネセンスプローブを形成す
るアミノアルキルリンカーアームを意味するものと理解
される。典型的な標識グループは下記に示されるもので
ある:
たは開裂し、または架橋するオリゴヌクレオチド類似体
には例えばアクリジン、プソラレン(psoralen)、フェ
ナントリジン、ナフトキノン、ダウノマイシンまたはク
ロロエチルアミノアリール抱合体が含まれる。典型的な
挿入用および架橋用残基は下記に示されるものである:
を担持する窒素原子と一緒になって、追加的に別のヘテ
ロ原子を含む5〜6員の複素環式環を形成する)の例と
して、モルホリニルおよびイミダゾリジニル基を挙げる
ことができる。
ボフラノシド、α−およびβ−D−またはL−デオキシ
リボフラノシド、並びに対応する炭素環式の5員環類似
体に限定されないが、他の糖成分例えば環が伸張した、
および環が収縮した糖、非環状の糖誘導体または他のタ
イプの適当な糖誘導体から構成されるオリゴヌクレオチ
ド類似体もまた可能である。さらに、本発明は式Iで例
を挙げられるホスフェート基の誘導体に限定されず、公
知のデホスホ誘導体にもまた関する。
て、式Iのオリゴヌクレオチド類似体の製造は場合によ
っては自動合成装置を用いて、溶液中または好ましくは
固体相上で行なわれる。
またはホスフェートエステル基を有するオリゴヌクレオ
チドの固体相合成はCaruthersの標準的なホスホラミジ
ット(Phosphoramidite)化学〔M.D. Matteucciおよび
M.H CaruthersのJ. Am. Chem.Soc., 103, 3185(1981
年)〕では最初のヌクレオチド単位が3′−ヒドロキシ
ル基を介して固体支持体に結合されるため不可能であ
り、そしてこの理由により3′−ヒドロキシル基を有す
るオリゴヌクレオチドがいつもこれらの合成から得られ
る。固相法に基づく種々の方法が開示されているが、こ
れらの方法はすべて労力を要し、そしてしばしばホスフ
ェートエステルまたはアルキルホスホネートのような誘
導体を製造するためには使用することができない〔R. E
ritjaらのTetrahedron Lett. 32, 1511(1991年); P.
KumarらのTetrahedron Lett. 32, 967(1991年); W.T.
MarkiewiczおよびT.K. Wyrzykiewiczのリン、硫黄およ
びケイ素51/52,374(1990年); E. FelderらのTetrah
edron Lett. 25, 3967(1984年); R. Lohrmannおよび
J. RuthのDMA 3,122(1984年)〕。
−末端のリン(V)グループおよび遊離の5′−ヒドロ
キシルもしくはメメカプト基を有するヌクレオチド単位
を3′−位にリン(III)もしくはリン(V)グループ
を有するもう1つのヌクレオチド単位またはその活性化
誘導体と反応させ、あるいはb) オリゴヌクレオチド
類似体を同様にしてフラグメントを用いて構成し、そし
て(a)または(b)により得られたオリゴヌクレオチ
ド中に他の官能基を保護するために一時的に導入された
保護基を除去し、場合によってはこのようにして得られ
た式Iのオリゴヌクレオチド類似体をその生理学的に許
容しうる塩に変換することからなる式Iのオリゴヌクレ
オチド類似体の製造法に関する。
るのは式IV D−X′−CH2CH2−S(O)x−CH2CH2−A−T
(IV) 〔式中、Aはリンカーアーム例えばジカルボン酸、ジオ
ール、アルキルアミン、ジカルボン酸モノアルキルアミ
ド、酸アミドまたは式
て置換されたC1〜C6−アルキル、好ましくはメチルも
しくは2−シアノエチルである)のホスフェートの残基
であり;Tは例えばCPG(制御多孔ガラス)、シリカ
ゲルまたは有機樹脂例えばポリスチレン(PS)もしく
はPSおよびポリエチレングリコール(POE)(側鎖
がヒドロキシル、アミノ、ハロゲンまたはCOOHのよ
うな官能基によって修飾される)のグラフトコポリマー
のような材料の固体支持体であり;Dはリンカーアーム
AおよびX′−CH2CH2−S(O)x−CH2CH2−基
を開裂することなく除去できる保護基(Bioorg. Chem. 1
4, 274〜325(1986年)を参照)、例えば4−メトキシテ
トラヒドロピラニルおよびジメトキシリチル、好ましく
はジメトキシリチルであり;xは0、1または2の整数
であり;そしてX′はオキシまたはチオである〕の固体
支持体である。
(中でもアミド、エステル)により連結するリンカーア
ームA〔DamkaらのNucleic Acids Res. 18, 3813(1990
年)〕は好ましくはコハク酸残基(O−C(O)−CH2C
H2−C(O)−)、シュウ酸残基(O−C(O)−C(O)
−)、アルキルアミン好ましくはLCAA(長鎖アルキ
ルアミン)、またはポリエチレングリコールである。コ
ハク酸残基が特に好ましい。特定の場合、例えばアンモ
ニアでの長期の処理に耐えられない置換基と組み合わせ
る場合、オキサリルリンカーのようなより不安定なリン
カーが有利である。式IVa〜cの固体支持体の製造は実
施例1に記載する。
H−ホスホネート法またはホスホラミジット(phosphora
midite)法、好ましくはホスホラミジット法〔E. Sonvea
uxのBioorg. Chem. 14, 274(1986年)に従って行うこと
ができる。通常、保護基Dが最初に式IVの支持体から、
好ましくは酸例えば塩化メチレン中におけるトリクロロ
酢酸によって除去される。ホスホラミジット法の場合、
このようにして得られた式IV′ HX′−CH2−CH2−S(O)x−CH2CH2−A−T
(IV′) (式中、x、X′、AおよびTは上記の意味を有する)
の支持体はテトラゾールのような弱酸の存在下で式V
護基例えば4−メトキシテトラヒドロピラニルまたはジ
メトキシリチルであり;R2′は水素、C1〜C18−アル
コキシ、ハロゲンまたは保護されたヒドロキシルもしく
はアミノ基であり;R5およびR6は互いに独立してC1
〜C12−アルキルであり、またはこれらの残基は一緒に
なって5〜6員環を形成し;Y″はオキシ、チオまたは
(CH2)mであり;そしてa、m、VおよびZは上記の意
味を有する〕のヌクレオシドホスホラミジットと縮合さ
れる。
れ自体公知の方法でヨウ素水(W=O)、TETD(テ
トラエチルチウラムジスルフィド)もしくは元素状イオ
ウ(W=S)、またはセレン(W=Se)を用いて酸化
され式VII
AおよびTは上記の意味を有する)の誘導化された支持
体を生成する。好ましくは、式VIIa
してa、R、V、B′、R2′、Y″、R5およびR6は
上記の意味を有する)のビスアミジット(bisamidite)か
ら、Zがアルコキシまたはアルキルメルカプトならばテ
トラゾール触媒を用いて、その対応するアルコールまた
はチオアルコールと反応(実施例2、方法A)させるこ
とにより得られる〔J. E. MaruggらのTetrahedron Let
t. 27, 2271(1986年)〕。好ましいビスアミジットは式V
Ia
トは製造された、例えば次式
−CH2CH3、b)O−i−C3H7、c)O−n−C6
H13、d)O−n−C18H37、
れ、g)p=3、q=0、h)p=4、q=9、i)p
=5、q=4、k)p=8、q=13、p)CH3、
場合Cyti-Buであり、b)およびp)の場合Thyで
あり、e)〜k)およびm)の場合CytBzである〕で
表されるものである。
式IX Z″−PR9R10 (IX) 〔式中、R9およびR10は互いに独立してCl、−NR5
R6、−NR7R8またはZ″(ここでZ″はZである。
但し、ヒドロキシル、メルカプトおよびSeHは保護さ
れた誘導体、例えばO−CH2CH2−CN、O−C
H3、S−CH2CH2CN、X′−CH2CH2−S
(O)x′−CH2CH2−X′−Dまたは
−X′−DMTr(ここでx′は0または1の整数であ
る)、特にO−CH2CH2−S−CH2CH2−O−DM
Trとして存在しなければならない)であり、そしてR
5、R6、R7、R8、X′、DMTrおよびDは上記の意
味を有する〕のホスフィチル化試薬(Phosphitylation r
eagent)を式X
V、B′およびRは上記の意味を有する)の遊離の3′
(2′)−基を有するヌクレオシドと反応させ、次いで、
このようにして得られた化合物を縮合剤例えばテトラゾ
ール(R9,R10=NR5R6またはNR7R8の場合)ま
たはジイソプロピルアミン(R9,R10=Clの場合)
の存在下で式IV′の支持体上に縮合させることである:
これはしばしばより迅速な方法となる(実施例3、方法
B)。引き続くヨウ素水、イオウまたはセレンを用いて
の酸化により式VIIaの化合物が得られる。次いで、公
知の方法により保護基Rを除去し、オリゴヌクレオチド
合成を継続させることができる。合成の最後に、このよ
うにして得られた支持体の結合したオリゴヌクレオチド
類似体から保護基が公知の方法で除去され、そして本発
明の式Iのオリゴヌクレオチド類似体は次に支持体と開
裂される。
する場合、5′−ヒドロキシル基および3′−末端にリ
ン含有抱合部分を有する式I(R′=H)のオリゴヌク
レオチド類似体が得られる。一方、最後の縮合段階で例
えば式IX(式中、R9はZ″である)のリン酸化試薬を
用いた場合、合成の結果として3′−および5′−末端
の両方にホスフェート含有置換基を有する式I(R′=
式II)のオリゴヌクレオチド類似体が得られる。
midate)基を有するオリゴヌクレオチドの製造は例えばJ
aegerらのBiochemistry, 27, 7237(1988年)に記載され
ているようにヨウ素/H2NR3またはHNR3R4(ここ
でR3およびR4は上記の意味を有する)を用いて酸化が
行われるならばテトラゾールの存在下で式IV′(x=
0)の支持体を式V(Z=O−CH3)のモノマーメト
キシホスホラミジットと反応させることにより可能であ
る。
O、SまたはSe)、Z基の導入はまたH−ホスホネー
ト法により行うこととができ、先ず式(XI)
の意味を有する)のヌクレオシドH−ホスホネートを縮
合剤例えば塩化ピバロイルまたはアダマントイルおよび
塩基例えばピリジンの存在下で式IV′の支持体と反応さ
せる。次に、生成した式VII′
〔Oxidative phosphoramidation;B. FroehlerのTetrah
edron Lett. 27, 5575(1986年)〕またはヨウ素水イオウ
もしくはセレンを用いての酸化に付される。このように
して、3′−末端にコレステリル基を有するオリゴヌク
レオチドが、例えばVII′(x=0)を出発物質として
四塩化炭素の存在下でコレステリルオキシカルボニル−
アミノアルキルアミンを用いて製造することができる。
例えば、2−メトキシエチルアミンを用いての酸化的ア
ミド化により3′−O−(2′−メトキシエチル)−ホ
スホラミデート残基を有するオリゴヌクレオチドが得ら
れる。次の連鎖構成はホスホラミジット、H−ホスホネ
ートまたはトリエステル法に従って公知の方法で行われ
る。
またトリエステル法を用いて可能であり、式IV′の支持
体のヒドロキシル基を縮合剤の存在下で式XII
X′は上記の意味を有する)の保護されたホスフェート
ジエステルと反応させる。好ましい縮合剤は求核触媒例
えばイミダゾール、トリアゾール、テトラゾールまたは
これらの置換誘導体例えばN−メチルイミダゾール、3
−ニトロトリアゾールもしくは5−(p−ニトロフェニ
ル)−テトラゾールの存在下における塩化アリールスル
ホニル例えば塩化メシチレンスルホニル、塩化2,4,6
−トリイソプロピルベンゼンスルホニルまたは塩化8−
キノリンスルホニルである。特に好ましい縮合剤はピリ
ジン−N−オキシドまたはキノリン−N−オキシドの4
−置換誘導体〔EfimovらのNucleic Acids Research 13,
3651(1985年)〕である。H−ホスホネートおよびホス
ホラミジット法と比較して、トリエステル法は追加の酸
化段階が必要でないという点で有利である。
(x=0)またはスルフィニル(x=1)支持体を用い
て行われる場合、これらの基は塩基好ましくはアンモニ
アでの開裂を容易なものとするためにそれ自体公知の方
法〔FunakoshiらのProc. Natl.Acad. Sci. 88, 6982(19
91年)〕で最後にスルホニル基に酸化される。合成が完
了すると困難なく除去できなければならないため、塩基
B′のアミノ保護基およびリンカーアームAの構成の性
質はそれぞれ置換基Zの性質に依存する。例えば、オリ
ゴヌクレオチド3′−ホスフェートイソプロピルエステ
ル(Z=O−i−C3H7)を製造する際、B=Adeお
よびCytの場合ベンゾイル(Bz)保護基を、そして
B=Guaの場合、イソブチリル(i−Bu)保護基を
用いることができる。一方、オリゴヌクレオチド3′−
メチルホスホネートエステル(Z=CH3)またはエチ
ルエステル(Z=O−C2H5)を合成するために、B=
AdeおよびGua、そしてB=Cytの場合、それぞ
れより不安定なフェノキシアセチル(PAC)およびイ
ソブチリル保護基が使用される。
込まれる前に適当な方法で保護されなければならない追
加の官能基を有する。例えば、フルオレセインのカルボ
キシル基はアルキルエステルとして保護されなければな
らない。プソラレンでは、アミド基はN−Fmoc(フ
ルオレニルメトキシカルボニル)−保護化合物として存
在しうる。ヒドロキシル基はアシル化またはシリル化
(t−ブチルジメチルシリル)による副反応によって保
護することができる。アミノ基はまたトリフルオロアセ
チル−保護形態で存在しうる。例外的な場合、抱合体は
非常に不安定なため、オリゴヌクレオチド合成の間に保
護基の除去の条件下で分解されうる。このような場合、
式Vのモノマーに官能基例えばZ=HN−(CH2)x−N
H−Fmoc(ここでxは2〜12、好ましくは4〜6
の整数である)を有するリンカーアームを1個だけ組込
むことが好都合である。オリゴヌクレオチド中への組込
みおよび好ましくはアンモニアを用いての保護基の除去
後、遊離のアミノ基は活性エステルに結合されうる。例
えば塩基不安定なアクリジニウムエステルはこのように
して製造された。
決定は電気スプレーイオン化質量分析法により行われる
〔StultsおよびMastersのRapid Commun. Mass. Spectr.
5,350(1991年)〕。
を血清中における、および公知のエキソヌクレアーゼに
対する安定性について試験した。
ドと比較して、すべての式Iのオリゴヌクレオチド類似
体は血清ヌクレアーゼに対する非常に増大した安定性を
有し、他方これらのハイブリッド形成作用はほんのわず
かしか影響されないことを見い出した。
中、約2時間の半減期を有するが、すべての式Iのオリ
ゴヌクレオチド類似体は約16時間、十分安定である。
さらに、式Iのオリゴヌクレオチド類似体はR′が水素
でないものだけが脾臓ホスホジエステラーゼに対して抵
抗性があるが、ヘビ毒ホスホジエステラーゼに対して安
定である。非修飾オリゴヌクレオチドはヘビ毒ホスホジ
エステラーゼにより3′−末端から、そして脾臓ホスホ
ジエステラーゼにより5′−末端からエキソ核酸分解的
に分解される。
のオリゴヌクレオチド類似体はワトソン−クリック型塩
基対による二重鎖ハイブリッドを形成し、他方これらは
フーグスティーン型塩基対による二重鎖核酸を有する三
重らせん構造を形成する。このようにして、核酸の生物
学的機能の調整または抑圧、例えば細胞遺伝子および腫
瘍遺伝子の発現もしくはウィルスのゲノムの機能の抑圧
は本発明のオリゴヌクレオチド類似体を用いることによ
り可能である。従って、式Iのオリゴヌクレオチド類似
体はウィルス感染もしくは癌の治療または予防のための
医薬として使用することができる。
V−1ウィルス複製の阻害に基づいて測定した。例とし
て、次の式IのオリゴヌクレオチドがHSV−1に対し
て活性であることがわかった: 配 列 HSV-1における攻撃点 5′GGG GCG GGG CTC CAT GGG GG IE 110(開始時) 5′CCG GAA AAC ATC GCG GTT GT UL 30 (中間時) 5′GGT GCT GGT GCT GGA CGA CA UL 48 (中間時) 5′GGC CCT GCT GTT CCG TGG CG UL 52 (中間時) 5′CGT CCA TGT CGG CAA ACA GCT UL 48 (開始時) 5′GAC GTT CCT CCT GCG GGA AG IE4/5(スプライス部位)
のない形態において、所定の配列はおそらく血清中で急
速な分解に付されるか、または不十分な細胞浸透を有す
るため、細胞培養においてHSV−1に対して不活性で
ある。一方、式Iの3′−誘導化オリゴヌクレオチドは
HSV−1複製を様々の程度まで阻害する。適当な化学
的誘導化を伴うが抗ウィルス活性を持たないコントロー
ル配列として役にたつものを下記に示す: 5′CCA GGG TAC AGG TGG CCG GC コントロール 5′GAC TAA TCG GGA ATG TTA AG コントロール
のオリゴヌクレオチド(実施例4S)はHSV−2のI
E4/5領域を認識し、そしてHSV−2の複製を阻害す
る。プソラレン抱合体の抗ウィルス活性はUV光で照射す
ることにより有意に増大されうる。160,000塩基
を有するHSV−1/2ゲノムは自然に、ウィルス複製を
阻害するための種々の効果を有する数多くの別の標的配
列を提供する。ヌクレオチド配列を変えることにより、
治療原理を他の何れかのウィルス、細菌または他の病原
体に適用することができる。他の病原体に適用するため
の唯一の前提条件は、これらの病原体の生活環のために
不可欠な遺伝子が公知であるということである。これら
の遺伝子の配列はいわゆる遺伝子データベース中に非常
に多様に蓄えられる。これはその機能が抑圧されうる腫
瘍遺伝子および他の細胞遺伝子の場合についてもそうで
ある。他の細胞遺伝子の例は酵素、レセプター、イオン
チャンネル、免疫調節剤、成長因子および他の調節タン
パク質を符号化するものである。腫瘍遺伝子の例はab
l、neu、myc、myb、ras、fos、mo
s、erbB、ets、jun、p53、srcおよび
relである。
リゴヌクレオチド配列は例えば、サイクリックAMP依
存性プロテインキナーゼ〔L. SheffieldのExp. Cell Re
s. 192, 307(1991年)〕、ストリキニン感受性グリシン
レセプター〔AkagiらのProc.Natl. Acad. Sci. USA 86,
8103(1989年)〕、クロライドチャンネル〔Sorscherら
のProc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 7759(1991年)〕、
インターロイキン−6〔LevyらのJ. Clin. Invest. 88,
696(1991年)〕、塩基性繊維芽細胞成長因子〔Beckerら
のEMBO J. 8, 3685(1989年)〕およびc−myc腫瘍遺
伝子〔PostelらのProc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 822
7(1991年)〕の阻害剤として知られている。他の標的分
子の配列の次のさらなる例は、本発明のオリゴヌクレオ
チドの幅広い応用性を説明するためのものである。
リゴヌクレオチド: 5′ACA CCC AAT TCT GAA AAT GG 3′(スプライス部
位) 5′AGG TCC CTG TTC GGG CGC CA 3′(プライマー結合
部位) b) EGFレセプター(上皮成長因子レセプター) 5′GGG ACT CCG GCG CAG CGC 3′ (5′未翻訳) 5′GGC AAA CTT TCT TTT CCT CC 3′(アミノ末端) c) p53腫瘍サプレッサー 5′GGG AAG GAG GAG GAT GAG G 3′ (5′非符号
化) 5′GGC AGT CAT CCA GCT TCG GAG 3′(翻訳開始) d) c−fos腫瘍遺伝子 5′CCC GAG AAC ATC ATG GTC GAA G 3′(翻訳開始) 5′GGG GAA AGC CCG GCA AGG GG 3′ (5′非符号
化) e) ELAM−1(内皮白血球癒着分子) 5′ACT GCT GCC TCT TGT CTC AGG 3′ (5′−非符号
化) 5′CAA TCA ATG ACT TCA AGA GTT C 3′(翻訳開始) f) ICAM−1(細胞内癒着分子) 5′CTC CCC CAC CAC TTC CCC TC 3′(3′−未翻訳) 5′GCT GGG AGC CAT AGC GAG G 3′ (翻訳開始) g) BCR−ABL(フィラデルフィア染色体転座) 5′GCT GAA GGG CTT CTT CCT TAT TG 3′(BCR−A
BL中断点)
オリゴヌクレオチド誘導体と比較して、式Iのオリゴヌ
クレオチド類似体からなるDNAプローブは一方で増大
したヌクレアーゼ安定性の利点を提供し、そして他方で
はオリゴヌクレオチドの両方の末端で同一のまたは異な
った標識分子の受容を可能にする。異なった標識グルー
プを1個のオリゴヌクレオチド内で選択的に活性化する
ことができる(二重標識化)ということは有利である。
一方の末端に標識をつけ、そして他方の末端に付加的な
官能基を導入(例えば親和性標識)するために二官能性
誘導化もまた用いることができる。この目的のために、
例えば、アビジンまたはストレプトアビジンを認識する
ビオチンをオリゴヌクレオチドの3′−末端に組込むこ
とができるが、他方アルキルアミノリンカーを介してア
クリジニウムエステル化学ルミネセンス標識を5′−末
端に付けることができる。
体の浸透作用は多くの場合、非修飾オリゴヌクレオチド
よりも有利であり、特に親油性基が導入された場合はそ
うである。オリゴヌクレオチドの増大した安定性および
これらの改良された細胞浸透は、非修飾オリゴヌクレオ
チドと比較してより高い生物学的活性を有する形態にお
いて現れる。
体の診断上、予防上および治療上の用途は単なる代表例
であって、したがってこれらの類似体の使用はこれらに
限定されない。その上、本発明のオリゴヌクレオチド類
似体は例えばバイオテクノロジーおよび分子生物学にお
ける補助剤として使用されうる。
に許容しうる補助剤および/または賦形剤および/また
は他の公知の活性物質とともに、有効量の1種以上の式
Iの化合物またはこれらの生理学的に許容しうる塩を含
有する製剤、並びに活性物質が賦形剤そしておそらくは
さらに補助剤、添加剤または他の活性物質とともに適当
な形態に変換されることからなるこれらの製剤の製造法
に関する。投与は好ましくは静脈内的に、局所的に、ま
たは鼻内的に行われる。
スルホンジメトキシトリチルエーテルのスクシネートと
反応させることによる式IVaの支持体の製造 4.56gのビス−(2−ヒドロキシエチル)スルホン
のジメトキシトリチル(DMTr)モノエーテル(10
ミリモル)を2回無水ピリジン中に入れて濃縮すること
により乾燥し、25mlの無水ピリジンに溶解し、1.7
8g(14ミリモル)のDMAP(ジメチルアミノピリ
ジン)および1.4gの無水コハク酸(14ミリモル)
を加え、そしてこの混合物を室温で3時間撹拌した。反
応が完了した後、混合物を濃縮し、残留物を3回トルエ
ン中に入れて濃縮してピリジンを除去し、次いで220
mlの塩化メチレン中に入れた。有機相を10%強度クエ
ン酸(110ml)および3回110mlの水で洗浄し、硫
酸ナトリウム上で乾燥し、そして濃縮した。得られた固
体残留物を真空乾燥した(5.64g)。1.67g(3
ミリモル)のこのスクシネートを2回無水ピリジン中に
入れて濃縮し、0.65mlの無水ピリジンおよび6mlの
テトラヒドロフラン(THF)の混合物中に溶解した。
2.1mlの無水THF中における420mg(3ミリモ
ル)のp−ニトロフェノールおよび687mgのDCC
(ジシクロヘキシルカルボジイミド、3.3ミリモル)
の溶液を加え、混合物を室温で2時間撹拌した。反応が
完了した後、遠心分離により沈殿したジシクロヘキシル
尿素を除去した。沈殿物を1mlの無水エーテル中に懸濁
し、再び遠心分離した。1.5gのアミノプロピル−C
PG支持体(Fluka社製、500Å、100μモル/g
のアミノ基)を1.8mlの無水DMFおよび350μl
のトリエチルアミンの混合物中に懸濁し、沈殿物からデ
カンテーションしたニトロフェニルスクシネートエステ
ルの合一した溶液を加え、そして混合物を室温で16時
間振とうした。固体支持体を分離し、3mlのキャッピン
グ試薬(無水酢酸/2,6−ルチジン/DMAP;それ
ぞれTHF中0.25M)と一緒に室温で1時間振とう
して反応性基をブロックした。次に、誘導化されたCP
G支持体を吸引濾過し、メタノール、THF、塩化メチ
レンおよびエーテルで洗浄し、そして40℃で真空乾燥
した。ジメトキシトリチル含有成分を有する式IVaの支
持体の荷重(loading)は38μモル/gであった。
をビスヒドロキシエチルスルホンジメトキシトリチルエ
ーテルのスクシネートと反応させることによる式IVbの
支持体の製造 100mgのアミノ形態のTentaGel樹脂、250μモル/
gのアミノ基を有するPS/POEコポリマーを360
μlのDMFおよび70μlのトリエチルアミンの混合
物中に懸濁し、400μモルのp−ニトロフェニルスク
シネートエステル(製造:実施例1a参照)を加え、そ
して混合物を室温で16時間乾燥した。次に、実施例1
a)に記載したように後処理した。ジメトキシトリチル
含有成分を有する式IVbのTentaGel樹脂の荷重は98μ
モル/gであった。
(Z″=DMTr−O−CH2CH2−S−CH2CH2−
O−;R9=N(i−C3H7)2;R10=O−CH2CH2
CN)のホスフィチル化試薬と反応させることによる支
持体IVcの製造 500μモル/gのヒドロキシル基を有する50mgのヒ
ドロキシ形態のTentaGel樹脂を25当量のテトラゾール
の存在下、10当量の式IX(Z″=DMTr−O−CH
2CH2−S−CH2CH2−O−;R9=N(i−C3H7)
2;R10=O−CH2CH2CN)のホスフィチル化試薬
とアセトニトリル中、22℃で反応させた。ヨウ素水
(THF/水/ピリジン中における1.3gのヨウ素;
70:20:5=v:v:v)で酸化した後、実施例1
a)に記載したように後処理を行った。ジメトキシトリ
チル含有成分を有する式IVcの支持体の荷重は247μ
モル/gであった。
ド3′−ホスホラミジットの製造 a) VIIIa(B′=CytiBu、Z=O−CH2CH3、
R5=R6=i−C3H7)の製造 2ミリモルの式VI(B′=CytiBu、R5=R6=R7=
R8=i−C3H7)のヌクレオシド3′−ホスホロビス
アミジットを2回20mlの無水アセトニトリル中に入れ
て濃縮して、そして20mlの無水アセトニトリル中に溶
解した。次に、5mlの無水アセトニトリル中における
2.4ミリモルのエタノールおよび1.2ミリモルの昇華
したテトラゾールの溶液を15分間にわたって滴加し
た。撹拌をさらに2.5時間継続した後、混合物を75m
lの塩化メチレンで希釈し、そして有機相を50mlの5
%強度重炭酸ナトリウム溶液で抽出した。水性溶液を2
回50mlの塩化メチレンで洗浄し、合一した有機相を硫
酸ナトリウム上で乾燥し、真空濃縮した。残留物を塩化
メチレン/n−ヘプタン/トリエチルアミン(45:4
5:10;v:v:v)を用いるシリカゲル上における
カラムクロマトグラフィーにより精製した。0.7gの
所望のジアステレオマー物質が、薄層クロマトグラフィ
ーにより精製した化合物(31P−NMR σ=146.
7、147.5ppm)として得られた。痕跡量のその相当
するビス−エチルホスフィットが副生成物( 31P−NM
R σ=139.3ppm)として単離された。
−C3H7、R5=R6=i−C3H7)の製造 10mlの無水塩化メチレン中におけるテトラゾール
(0.5ミリモル)の存在下、式IX(Z″=O−i−C3
H7、R9=R10=N(i−C3H7)2;4ミリモル)のビ
スアミジットを用いる式X(B′=Thy(β−位);
R=DMTr、V=O、a=O、Y″=O;2ミリモ
ル)の5′−O−ジメトキシトリチルチミジンのホスフ
ィチル化により製造を行った。混合物を実施例2a)の
ようにして後処理した(31P−NMR σ=145.04
ppm、145.66ppm)。
−n−C6H13、R5=R6=i−C3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tiBu、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミ
ジットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のn−ヘ
キサノールとの反応により製造した(31P−NMR 1
48.1ppm、148.5ppm)。
−n−C18H37、R5=R6=i−C3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cyt
iBu、R5=R6=R7=R 8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のn−オク
タデカノールとの反応により製造した(31P−NMR
147.2ppm、147.9ppm)。
ピリジルプロパン−3−オキシ、R5=R6=R7=R8=
i−C3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7、R2′=H)
のビスアミジットから、テトラゾール触媒の存在下、1
当量の3−ピリジン(プロパン−3−オール)との反応
により製造した。この場合、カラムクロマトグラフィー
により2つのジアステレオマーを分離することができた
(31P−NMR ジアステレオマー1:147.7ppm、
ジアステレオマー2:148.2ppm)。
ニトロフェニルエチル−2−オキシ、R5=R6=i−C
3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のp−ニト
ロフェニルエタン−2−オールとの反応により製造した
(31P−NMR 148.1ppm、148.6ppm)。
(OCH2CH2)3OCH3、R5=R6=i−C3H7)の製
造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のトリエチ
レングリコールモノメチルエーテルとの反応により製造
した(31P−NMR148.5ppm、148.9ppm)。
CH2CH2)4O(CH2)9CH3、R5=R6=i−C
3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のテトラエ
チレングリコールモノデシルエーテルとの反応により製
造した(31P−NMR 148.4ppm、148.8pp
m)。
CH2CH2)5O(CH2)4CH3、R5=R6=i−C
3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のペンタエ
チレングリコールモノペンチルエーテルとの反応により
製造した(31P−NMR 148.4ppm、148.9pp
m)。
(OCH2CH2)8O(CH2)13CH3、R5=R6=i−C3
H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量のオクタエ
チレングリコールモノテトラデシルエーテルとの反応に
より製造した(31P−NMR 148.4ppm、148.8
ppm)。
R5=R6=i−C3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、5′−O−ジメトキシト
リチルチミジンから触媒としてテトラゾールの代りに2
当量のジイソプロピルエチルアミンを用いて、式IX
(Z″=CH3、R9=Cl、R10=N(i−C3H7)2)
の試薬でのホスフィチル化により製造した(31P−NM
R 120.6ppm、121.0ppm)。
リジン−9−(ブチル−4−オキシ)−、R5=R6=i
−C3H7)の製造 実施例2a)と同様の方法で、式VIa(B′=Cy
tBz、R5=R6=R7=R8=i−C3H7)のビスアミジ
ットからテトラゾール触媒の存在下、1当量の9−(4
−ヒドロキシブチル)アクリジンとの反応により製造し
た(31P−NMR146.7ppm、147.4ppm)。
レオチドの製造 a) 方法A:式VIIIbのヌクレオシド3′−ホスホラ
ミジットを結合することによる式VIIa−1の支持体の
製造 それに0.2μモルのビスヒドロキシエチルスルホンジ
メトキシトリチルエーテルが結合された実施例1a)で
得られた7.5mgの支持体を3%強度のトリクロロ酢酸
で処理し、これによりDMTr保護基を除去し、アセト
ニトリルで洗浄し、次いでアセトニトリル中、テトラゾ
ール(10μモル)の存在下で2μモルの式VIIIb
(B′=Thy、Z=O−i−C3H7、R5=R6=i−
C3H7)のヌクレオシド3′−ホスホラミジットと反応
させた。反応時間は2.5分である。次に、ヨウ素での
酸化(W=Oの場合;THF/水/ピリジン中における
1.3gのヨウ素;70:20:5=v:v:v)を行
った。
を介しての反応による式VIIa−2の支持体の製造 式IX(Z″=n−オクチル、R9=R10=Cl;1当
量)のホスフィチル化試薬を無水アセトニトリルまたは
塩化メチレン中、1.2当量のジイソプロピルエチルア
ミン(DIPEA)の存在下、式Xのヌクレオシド(1
当量の5′−O−ジメトキシトリチルチミジン、B′=
β−位、Y′′′=O)と−78℃で反応させて相当す
るヌクレオシド−3′−O−n−オクチルホスホンモノ
クロライドを生成した。保護基D=DMTrを除去する
ために、式IVaの支持体を方法Aのようにして処理し、
次いでアセトニトリルで洗浄し、DIPEAの存在下、
その場で製造した過剰のヌクレオシド−3′−O−n−
オクチルホスホンモノクロライドと反応させた。ヨウ素
水で酸化した後、式VIIa−2の支持体の結合したヌク
レオチドが得られた。これは次のオリゴヌクレオチド合
成に利用できる。
れぞれの場合において、モノマーはβ−D−デオキシリ
ボヌクレオシドである)の製造 a) 式Ia(R1=R2=H、Z=O−i−C3H7、a
=U=V=W=X=Y=Y′=O、B=Thy、n=
9)のオリゴヌクレオチドの製造 TpTpTpTpTpTpTpTpTpTp−(O−i
−C3H7) 実施例3a)で得られた0.2μモルの支持体VIIa−1
(B′=Thy、W=O、Z=O−i−C3H7)を次の
試薬を用いて順番に処理した: 1.無水アセトニトリル 2.ジクロロメタン中における3%トリクロロ酢酸 3.無水アセトニトリル 4.0.15mlの無水アセトニトリル中における4μモ
ルのβ−シアノエチル5′−O−ジメトキシトリチルチ
ミジン−3′−ホスフィット−ジイソプロピルアミジッ
トおよび2.5μモルのテトラゾール 5.アセトニトリル 6.40%ルチジンおよび10%ジメチルアミノピリジ
ンとともにTHF中における20%無水酢酸 7.アセトニトリル 8.ヨウ素(THF/水/ピリジン中1.3g;70:
20:5=v:v:v)
る)を8回繰り返してデカチミジレート誘導体を生成し
た。合成が完了した後、段階1〜3に記載のようにして
ジメトキシトリチル基の除去を行った。オリゴヌクレオ
チドを支持体から開裂し、と同時にアンモニアで1.5
時間処理することによりβ−シアノエチル基を除去し
た。オリゴヌクレオチドはアミノ保護基を全く含まない
ので、アンモニアを用いてのこれ以上の処理は必要では
ない。得られたイソプロピルデカチミジレート3′−ホ
スフェートの粗生成物はポリアクリルアミドゲル電気泳
動またはHPLCにより精製した。
−C3H7、a=U=V=W=X=Y=Y′=O)のオリ
ゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCpTp−O−i−C
3H7) モノマー中、異なったヌクレオチド塩基を用いる以外は
実施例4a)と同様の方法で合成を行った。合成段階1
〜8において、一般にモノマーはアデニン(Ade)、
シトシン(Cyt)またはグアニン(Gua)のアミノ
基が適当な保護基で保護されたβ−シアノエチル5′−
O−ジメトキシトリチル−ヌクレオシド−3′−ホスフ
ィット−ジアルキルアミドとして使用される。本実施例
においては、N6−ベンゾイル−Ade(AdeBz)、
N4−ベンゾイル−Cyt(Cyt Bz)およびN2−イソ
ブチリル−Gua(GuaiBu)を使用した。実施例4
a)に記載のようにして式VIIa−1(B′=Thy、
W=O、Z=O−i−C3H7)の支持体を出発物質とし
て用い、上記の順序に従ってその相当するモノマー上に
縮合して連鎖構成を行った。しかしながら、アミノ保護
基を除去するために、さらにアンモニアでの処理(50
℃で16時間)を行った。
H2CH3、a=U=V=W=Y=Y′=O) d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−O−CH2C
H3) その製造が方法A(実施例3a))に従って式VIIIaの
モノマーの助けによって行われる、式VIIa−3(B′
=CytiBu、W=O、Z=O−C2H5)の支持体を出
発物質として、実施例4b)と同様の方法で合成を行っ
た。しかしながら、塩基−不安定な置換基(ここではZ
=O−C2H5)を製造するために、合成の最後により容
易に開裂されうるより不安定なアミノ保護基N6−フェ
ノキシアセチル−Ade(AdePAC)、N4−イソブチ
リル−Cyt(CytiBu)およびN2−フェノキシアセ
チル−Gua(GuaPAC)が有利に用いられた。次
に、アンモニアでの保護基の除去に50℃で2時間だけ
かかった。生成物を50℃においてアンモニアでさらに
6時間処理した場合、約5〜10%のオリゴヌクレオチ
ド−3′−ホスフェートがエチルホスフェートエステル
の開裂の結果としての副生成物として得られた。
(CH2)17CH3、a=U=V=X=Y=Y′=O;W
=O、最後の2個の5′−末端ホスホロチオエートヌク
レオチド間結合(W=S、Psとして示される)を除く〕
のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpsGpsTpCpCpApTpGpTpCpGp
GpCpApApApCpApGpCp−O−(CH2)
17CH3) その製造が方法A(実施例3a))に従って式VIIIdの
モノマーの助けによって行われる、式VIIa−4(B′
=CytiBu、W=O、Z=O−(CH2)17CH 3)の支
持体を出発物質として、実施例4c)に記載のものと同
様の方法でより不安定な保護基を用いて合成を行った。
末位から2番目のヌクレオチド(G)および最後のヌク
レオチド(C)を結合した後、ヨウ素水の代りにTET
D溶液(アセトニトリル中における0.4Mのテトラエ
チルチウラムジスルフィド)をイオウ酸化のために使用
した。保護基をアンモニアで2時間処理することにより
除去した。2個の5′−末端ホスホロチオエートヌクレ
オチド間結合および3′−O−n−オクタデシルホスフ
ェートエステル残基を有する式Idのオリゴヌクレオチ
ドが得られた。
H3、a=V=W=X=Y=Y′=O;U=O、2個の
5′−末端メチルホスホネートヌクレオチド間結合(U
=CH3、PMeとして示される)を除く〕のオリゴヌクレ
オチドの製造 d(CpMeGpMeTpCpCpApTpGpTpCpG
pGpCpApApApCpApGpCpTpMe) その製造が方法A(実施例3a))に従って式VIIIpの
モノマーの助けによって行われる、式VIIa−5(B′
=Thy、W=O、Z=CH3)の支持体を出発物質と
して、実施例4c)と同様の方法で合成を行った。通常
のシアノエチルで保護されたモノマー(式VIII、Z=O
CH2CH2CN)の代りに、その相当するメチルホスホ
ンアミジット(式VIII、Z=CH3)を最後の2個のヌ
クレオチド単位(GおよびC)を結合するために用い
た。濃アンモニア(室温で1.5時間)で支持体から開
裂し、次いでエチレンジアミン/エタノール/水(5:
4:1;v:v:v)で6時間処理して塩基のアミノ基
を遊離させた。その結果、2個の5′−末端メチルホス
ホネートヌクレオチド間結合を有する式Ieのオリゴヌ
クレオチド−3′−メチルホスホネートが得られた。
X=S、a=U=V=W=Y=Y′=O)のオリゴヌク
レオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp(s)Me) 実施例1a)で得られた式IVaの支持体を出発物質とし
て、式VIII(Z=CH3、B′=CytiBu、R5=R6=
i−C3H7)のメチルホスホンアミジットを実施例3
a)に記載されているように最初の反応サイクルで結合
した。酸化はTETDを用いて行った。さらなる合成は
実施例3c)に記載のようにして行った。実施例3e)
と同様の方法で保護基を除去した後、式Ifのオリゴヌ
クレオチド−3′−メチルホスホノチオエートが得られ
た。
S、a=U=V=W=Y=Y′=O)のオリゴヌクレオ
チドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp(s)s) 実施例4b)に記載された合成法と同様にして、実施例
1a)で得られた式IVaの支持体を出発物質として行っ
たが、しかし最初の縮合段階でメチルホスホンアミジッ
トの代りに式VIII(Z=2,4−ジクロロチオベンジル;
R5=R6=エチル)のヌクレオシド−3′−ホスホラミ
ジットを使用した。TETD(アセトニトリル中0.4
M)を用いての酸化により再び第2のS原子の導入を行
った。ジクロロベンジルチオ基の開裂は公知の方法でチ
オフェノール/トリエチルアミンを用いて行った。濃ア
ンモニアで保護基を除去した後、式Igのオリゴヌクレ
オチド−3′−ホスホロジチオエートが得られた。
トロフェニルエチル−2−オキシ、a=U=V=W=X
=Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造
モノマーの助けによって行われる、式VIIa−6(B′
=CytBz、W=O、Z=p−ニトロフェニルエチル−
2−オキシ)の支持体を出発物質として、実施例4b)
と同様の方法で合成を行った。55℃において10時間
アンモニアで処理することにより保護基を除去した後、
式Ihのオリゴヌクレオチド−3′−O−(p−ニトロ
フェニルエチル)ホスフェートが得られた。
リジルプロパン−3−オキシ、a=U=V=W=X=Y
=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造
の助けによって製造した式VIIa−7(B′=Cy
tiBu、W=O、
オリゴヌクレオチド合成を行った。
(CH2CH2O)3CH3、a=U=V=W=X=Y=
Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(GpApGpGpApCpGpTpTpCpCpT
pCpCpTpGpCpGpGpGpApApGpGp
Cp−O−(CH2CH2O)3CH3) 実施例3a)に記載のようにして式VIIIgのアミジット
の助けによって製造した式VIIa−8(B′=Cy
tBz、W=O、Z=−O−(CH2CH2O)3CH3)の
支持体を出発物質として、実施例4b)と同様にして上
記の配列に相当するオリゴヌクレオチド合成を行った。
(CH2CH2O)5(CH2)4CH3、a=U=V=W=X
=Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−O−(CH2C
H2O)5−(CH2)4CH3) 実施例3a)に記載のようにして式VIIIiのアミジット
の助けによって製造した式VIIa−9(B′=Cy
tBz、W=O、Z=−O−(CH2CH2O)5(CH2)4
CH3)の支持体を出発物質として、実施例4b)と同
様にしてオリゴヌクレオチド合成を行った。
(CH2CH2O)8(CH2)13CH3、a=U=V=W=
X=Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−O−(CH2C
H2O)8−(CH2)13CH3) 実施例3a)に記載のようにして式VIIIkのアミジット
の助けによって製造した式VIIa−10(B′=Cyt
Bz、W=O、Z=−O−(CH2CH2O)8(CH2)13C
H3)の支持体を出発物質として、実施例4b)と同様
にしてオリゴヌクレオチド合成を行った。
H3)N(CH2)2N(CH3)2、a=U=V=W=X=
Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−N(CH3)(CH
2)2N−(CH3)2 実施例1c)で得られた式IVcの支持体を出発物質とし
て、実施例4a)に記載のようにしてオリゴヌクレオチ
ド合成を行った。但し、最初の縮合反応には式VIII
(B′=Cyti-Bz、Z=OCH3、R5=R6=N(i−
C3H7))のメトキシホスホラミジットを使用し、そし
て酸化的アミド化は2回THF/N,N′,N′−トリメ
チルエチレンジアミン(2:1;v:v)中における
0.1Mヨウ素溶液を用いて15分間行った。オリゴヌ
クレオチド配列の構成後、塩基に安定なスルフィド支持
体をそれ自体公知の方法でNaIO4を用いて酸化して
塩基に不安定なスルホン支持体とした。支持体からの開
裂および保護基(AdeおよびGuaの場合はPAC;
Cytの場合はi−Bu)の除去は50℃においてt−
ブチルアミン/メタノール(1:1、v:v)を用いて
16時間行った。式Inのオリゴヌクレオチド−3′−
トリメチルエチレンジアミン−ホスホラミジットが得ら
れた。
(CH2)2O−CH3、a=U=V=W=X=Y=Y′=
O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−HN(CH2)2O
−CH3) 実施例4n)と同様にして行った。THF/2−メトキ
シ−エチルアミン(2:1;v:v)中における0.1
Mヨウ素溶液を用いての酸化的アミド化は2回15分間
行った。保護基を除去した後、式Ioのオリゴヌクレオ
チド−3′−(2−メトキシエチル)−ホスホラミデー
トが得られた。
S、a=U=V=W=X=Y=Y′=Z′=O)のオリ
ゴヌクレオチドの製造 d(psCpGpTpCpCpApTpGpTpCpG
pGpCpApApApCpApGpCps) 式IVaの支持体を出発物質として、実施例4b)に記載
のようにして合成を行った。しかしながら、最初の単位
(式VIII;B′=CytBz;Z=O−CH2CH2CN;
R5=R6=N(i−C3H7)2)を結合した後、酸化はT
ETDを用いて行った。加えた最後の塩基のDMTr保
護基を除去した後、式IX(R9=N(i−C3H7)2、
Z″=R10=OCH2CH2CN)のビス−シアノエチル
オキシ−ホスホラミジットを用いて遊離の5′−ヒドロ
キシル基をホスフィチル化し、次いでTETDで酸化し
てチオホスフェートとした。アンモニア処理の間にシア
ノエチル保護基を除去した。その結果、式Ipのオリゴ
ヌクレオチド−3′,5′−ビス−チオホスフェートが
得られた。
O−i−C3H7、a=U=V=W=X=Y=Y′=Z′
=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(i−C2H7−O−pCpGpTpCpCpApTp
GpTpCpGpGpCpApApApCpApGpC
pTp−O−i−C3H7) 実施例4b)に記載のようにして合成を行った。加えた
最後の塩基のDMTr保護基を除去した後、式IX(R9
=N(i−C3H7)2、R10=OCH2CH2CN、Z″=
O−i−C3H7)のシアノエチルオキシ−i−プロピル
オキシ−ホスホラミジットを用いて遊離の5′−ヒドロ
キシル基をホスフィチル化し、次いでヨウ素水で酸化し
た。その結果、式Iqのオリゴヌクレオチド−3′,
5′−ビス−イソプロピルホスフェートエステルが得ら
れた。
n−C8H17、a=U=V=W=X=Y=Y′=Z′=
O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CH3(CH2)7−pCpGpTpCpCpApTp
GpTpCpGpGpCpApApApCpApGpC
pTp−(CH2)7CH3) 実施例3b)に記載のようにして製造した式VIIa−2
(B′=Thy、W=O、Z=(CH2)7CH3)の支持
体を出発物質として、実施例4c)と同様にして合成を
行った。加えた最後のDMTr保護基を除去した後、D
IPEA(ジイソプロピルエチルアミン)を用いて式IX
(Z″=(CH2)7CH3、R9=R10=Cl)のn−オク
チルジクロロホスファンで遊離の5′−ヒドロキシル基
をホスフィチル化した。酸化および加水分解後、オリゴ
ヌクレオチドを実施例4e)のようにして支持体から開
裂した。式Irのオリゴヌクレオチド−3′,5′−ビ
ス−(n−オクチルホスホネート)が得られた。
ソラレン”、a=U=V=W=X=Y=Y′=O)のオ
リゴヌクレオチドの製造 d(GpGpCpGpCpCpCpGpGpCpCpT
pGpCpGpApGpApApApGpCpGpCp
Gp−“プソラレン”) その前に実施例2a)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=GuaPAC、R5〜R8=i−C3H7)から“プ
ソラレン”−Hとの反応〔V. PielesおよびU.Englisch
のNucleic Acids Research 17,285(1989
年)〕により得られた式VIII(B′=GuaPAC、Z=
“プソラレン”、R5=R6=i−C3H7)のモノマーか
ら実施例3a)と同様にして製造した式VIIa−11
(B′=GuaPAC、Z=“プソラレン”、W=O)の
支持体を出発物質として、実施例4c)と同様にして合
成を行った。アンモニアで保護基を除去した後、3′−
末端に“プソラレン”ホスフェートエステルが結合され
た式Isのオリゴヌクレオチドが得られた。
チン”、a=U=V=W=X=Y=Y′=O)のオリゴ
ヌクレオチドの製造 d(GpGpCpGpCpCpCpGpGpCpCpT
pGpCpGpApGpApApApGpCpGpCp
Gp−“ビオチン”) その前に実施例2a)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=GuaPAC、R5〜R8=i−C3H7)から“ビ
オチン”−Hとの反応〔R. PonのTetrahedronLett., 3
2,1715(1991年)〕により得られた式VIII
(B′=GuaP AC、Z=“ビオチン”、R5=R6=i
−C3H7)のモノマーから実施例3a)と同様にして製
造した式VIIa−12(B′=GuaPAC、Z=“ビオチ
ン”、W=O)の支持体を出発物質として、実施例4
c)と同様にして合成を行った。アンモニアで保護基を
除去した後、3′−末端に“ビオチン”ホスフェートエ
ステルが結合された式Itのオリゴヌクレオチドが得ら
れた。
オレセイン”、a=U=V=W=X=Y=Y′=O)の
オリゴヌクレオチドの製造 d(GpGpCpGpCpCpCpGpGpCpCpT
pGpCpGpApGpApApApGpCpGpCp
Gp−“フルオレセイン”) その前に実施例2a)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=GuaPAC、R5〜R8=i−C3H7)から“フ
ルオレセイン”−Hとの反応〔SchnbertらのNucleic Ac
ids Research, 18,3427(1991年)〕により
得られた式VIII(B′=GuaPAC、Z=“フルオレセ
イン”、R5=R6=i−C3H7)のモノマーから実施例
3a)と同様にして製造した式VIIa−13(B′=G
uaPAC、Z=“フルオレセイン”、W=O)の支持体
を出発物質として、実施例4c)と同様にして合成を行
った。
ジン−9−イル−ブタ−4−オキシ、a=U=V=W=
X=Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−(アクリジン−
9−イル−ブタ−4−オキシ)) その製造が式VIIImのモノマーを用いて実施例3a)と
同様にして行われる式VIIa−14(B′=CytBz、
W=O、Z=アクリジン−9−イル−ブタ−4−オキ
シ)の支持体を出発物質として、実施例4b)に記載の
ようにしてオリゴヌクレオチド合成を行った。脱保護し
た後、3′−末端にアクリジン−9−イル−ブタ−4−
イルホスフェートエステルを含有する式IVのオリゴヌク
レオチドが得られた。
(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2、a=U=V
=W=X=Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造 d(CpGpTpCpCpApTpGpTpCpGpG
pCpApApApCpApGpCp−HN(CH2)3N
H−(CH2)4NH(CH2)3NH2) 実施例4n)と同様にして合成を行い、そして酸化的ア
ミド化はスペルミンを用いて行った。次に、無水酢酸の
代りに無水トリフルオロ酢酸を用いてキャッピング反応
を行った。保護基を除去した後、3′−末端にスペルミ
ン−ホスホラミデート残基を含有する式Iwのオリゴヌ
クレオチドが得られた。
ジル−N−エチル−2−オキシ、a=U=V=W=X=
Y=Y′=O)のオリゴヌクレオチドの製造
tBz、R5〜R8=i−C3H7)のビスアミジットからN
−(2−ヒドロキシエチル)アジリジンとの反応により
得られた式VIII(B′=CytBz、Z=アジリジル−N
−エチル−2−オキシ、R5=R6=i−C3H7)のモノ
マーから実施例3a)と同様にして製造した式VIIa−
15(B′=CytBz、Z=アジリジル−N−エチル−
2−オキシ、W=O)の支持体を出発物質として、実施
例4c)と同様にして合成を行った。アンモニアで保護
基を除去した後、3′−末端にアジリジン−N−エタ−
2−イルホスフェートエステルが結合された式Ixのオ
リゴヌクレオチドが得られた。
=−O−ファルネシル、psについてはW=S)のオリ
ゴヌクレオチドの製造 5′CpSCpSGpSGpSApSApSApSAp
SCpSApSTpSCpSGpSCpSGpSGpS
TpSTpSGpSTpS-O-ファルネシル その前に実施例2b)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=Thy、R5〜R8=i−C3H7)からファルネ
シルとの反応によって製造された式VIII(B′=Th
y、Z=O−ファルネシル、R5=R6=i−C3H7)の
モノマーから実施例3a)と同様にして製造した式VII
a−16(B′=Thy、Z=O−ファルネシル)の支
持体を出発物質として、実施例4d)と同様にして合成
を行った。酸化はそれぞれ実施例4d)に記載のように
TETD溶液を用いて行った。アンモニアで保護基を除
去した後、3′−末端にファルネシルチオホスフェート
エステルが結合された式Iy−1のアロホスホロチオエ
ートオリゴヌクレオチドが得られた。
=−O−フィチル、ps(s)についてはW=U=S)の
オリゴヌクレオチドの製造 5′CpS(S)CpS(S)GpGpApApApApC
pApTpCpGpCpGGpTpTpS(S)GpS
(S)Tp−O−フィチル3′ その前に実施例2b)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=Thy、R5〜R8=i−C3H7)からフィトー
ルとの反応により得られた式VIII(B′=Thy、Z=
O−フィチル、R5=R6=i−C3H7)のモノマーから
実施例3a)と同様にして製造された式VIIa−17
(B′=Thy、Z=O−フィチル)の支持体を出発物
質として、実施例4y−1)と同様にして合成を行っ
た。ヌクレオチド2、3、19および20(ヌクレオチ
ドのカウンティングは3′から5′への合成の方向に対
応する)は式VIII(Z=2,4−ジクロロチオベンジ
ル、R5=R6=C2H5)の単位を介して導入した。これ
らのヌクレオチドの場合、酸化はTETD溶液を用いて
行った。他の反応サイクルでは、ヨウ素水を用いて酸化
を行った。アンモニアで保護基を除去した後、各場合と
も3′−および5′−末端に2個のホスホロジチオエー
トヌクレオシド間結合を有し、そして3′−末端にファ
ルネシルホスフェートエステルが結合された式Iy−2
のオリゴヌクレオチドが得られた。
=“−O−コレステロール”、pMeについてはU=C
H3)のオリゴヌクレオチドの製造 5′CpMeCpMeGpGpApApApApCpA
pTpCpGpCpGpGpTpTpMeGpMeTp
−“O−コレステロール” その前に実施例2b)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=Thy、R5〜R8=i−C3H7)から“コレス
テロール”との反応により得られた式VIII(B′=Th
y、Z=O−“コレステロール”、R5=R6=i−C3
H7)のモノマーから実施例3a)と同様にして製造し
た式VIIa−18(B′=Thy、Z=O−“コレステ
ロール”)の支持体を出発物質として、実施例4y−
1)と同様にして合成を行った。ヌクレオチド2、3、
19および20は実施例4e)に記載のようにして式VI
II(Z=CH3)のメチルホスホンアミジットを介して
導入した。各場合とも、酸化はヨウ素水を用いて行っ
た。保護基を除去(実施例4d)を参照)した後、各場
合とも3′−および5′−末端に2個のメチルホスホネ
ートヌクレオシド間結合を有し、そして3′−末端に
“コレステロール”ホスフェートエステルが結合された
式Iy−3のオリゴヌクレオチドが得られた。
=−O−テストステロン、pMeについてはU=C
H3)のオリゴヌクレオチドの製造 5′CpMeCpMeGpMeGpMeApMeApM
eApApCpApTpCpGpCpMeGpMeGp
MeTpMeTpMeGpMeTp−“テストステロ
ン” その前に実施例2b)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=Thy、R5〜R8=i−C3H7)から“テスト
ステロン”との反応により得られた式VIII(B′=Th
y、Z=O−“テストステロン”、R5=R6=i−C3
H7)のモノマーから実施例3a)と同様にして製造し
た式VIIa−19(B′=Thy、Z=O−“テストス
テロン”)の支持体を出発物質として、実施例4y−
3)と同様にして合成を行った。ヌクレオチド2〜7お
よび15〜20は実施例4e)に記載のようにして式VI
II(Z=CH3)のメチルホスホンアミジットを介して
導入した。各場合とも酸化はヨウ素水を用いて行った。
保護基を除去した後、各場合とも3′−および5′−末
端に6個のメチルホスホネートヌクレオシド間結合を有
し、そして3′−末端に“テストステロン”ホスフェー
トエステルが結合された式Iy-4のオリゴヌクレオチド
が得られた。
=−O−ビタミン−A、pMe(S)についてはU=CH
3およびW=S、pSについてはU=SおよびW=O)
のオリゴヌクレオチドの製造 CpMe(S)CpMe(S)GpMe(S)GpMe(S)A
pMe(S)ApMe(S)ApSApSCpSApSTp
SCpSGpSCpMe(S)GpMe(S)GpMe(S)
TpMe(S)TpMe(S)GpMe(S)Tp−O−“ビ
タミンA” その前に実施例2b)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=Thy、R5〜R8=i−C3H7)から“ビタミ
ンA−アルコール”との反応により得られた式VIII
(B′=Thy、Z=O−“ビタミンA”、R5=R6=
i−C3H7)のモノマーから実施例3a)と同様にして
製造した式VIIa−20(B′=Thy、Z=O−“ビ
タミンA”)の支持体を出発物質として、実施例4y−
4)と同様にして合成を行った。ヌクレオチド2〜7お
よび15〜20は実施例4e)に記載のようにして式VI
II(Z=CH3)のメチルホスホラミジットを介して導
入した。酸化は実施例4d)に記載のようにしてTET
Dを用いて行った。保護基を除去した後、メチルホスホ
ノチオエートおよび内部に7個のホスホロチオエートヌ
クレオシド間結合を含有する式Iy−5のオリゴヌクレ
オチドが得られた。このオリゴヌクレオチドの3′−末
端にはさらに“ビタミンA”ホスフェートエステルが位
置する。
−CH3;Tの場合R2=H、Z=−O−ビタミンE)の
オリゴヌクレオチドの製造 5′2′−O−CH3(CpCpGpGpApApAp
ApCpApUpCpGpCpGpGpUpUpGp)
Tp−O−“ビタミンE” その前に実施例2b)と同様にしてビスアミジットVIa
(B′=Thy、R5〜R8=i−C3H7)からトコフェ
ロールとの反応により得られた式VIII(B′=Thy、
Z=O−“ビタミンE”、R5=R6=i−C3H7)のモ
ノマーから実施例3a)と同様にして製造した式VIIa
−21(B′=Thy、Z=O−“ビタミンE”)の支
持体を出発物質として、実施例4y−4)と同様にして
合成を行った。ヌクレオチド2〜20は式V(R=DM
Tr、R2=O−CH3)の2′−O−メチルリボヌクレ
オシド−ホスホラミジットを介して導入した。酸化は実
施例4a)に記載のようにしてヨウ素水を用いて行っ
た。不安定なフェノキシアセチル保護基を除去した後、
3′−末端に“ビタミンE”ホスフェートエステルを含
有する式Iy−6の2′−O−メチルオリゴリボヌクレ
オチドが得られた。
I培地および50mlの2回蒸留した水中における450
μlの20%濃度ウシ胎児血清に溶解し、37℃でイン
キュベートした。ゲル電気泳動のためのサンプル10μ
lおよびHPLCのためのサンプル20μlを直ちに、そ
して1、2、4、7および24時間後に取り出し、各場
合ともそれぞれ5または10μlのホルムアミドと混合
して反応を終了させ、次いで95℃で5分間加熱した。
ゲル電気泳動分析のために、サンプルを15%ポリアク
リルアミドゲル(2%ビス)上に負荷し、次いで約3,
000ボルト時間行った。銀染色法によりバンドを可視
化した。HPLC分析のためにサンプルをGen−Pa
k Fax HPLCカラム(Waters/Millipore社製)
に注入し、そして緩衝剤B中における5〜50%の緩衝
剤A〔緩衝剤A:10ミリMのリン酸二水素ナトリウ
ム、アセトニトリル/水(1:4=v:v)中0.1M
NaCl、pH6.8;緩衝剤B:Aと同じだが、1.5M
NaCl〕を用いて1ml/分でクロマトグラフィー処
理した。
べた。この目的のために、本発明の化合物を微量滴定用
プレート中におけるHeLaおよびVero細胞の細胞
培養物に種々の希釈度で加えた。3時間後、その培養物
をヒトの病因となる種々のウイルス(例えば、ヘルペス
ウイルスのHSV−1、HSV−2、オルトミクソウイ
ルスのインフルエンザA2、ピコルナウイルスのライノ
ウイルス2)で感染させた。感染後48〜72時間経過
してから治療上の効果を細胞変性効果に基づいて、顕微
鏡検査により、そしてニュートラルレッドを加えてから
光度測定〔Finter呈色試験;N.B. Finterらの「インタ
ーフェロン」、North Holland出版社、1966年〕す
ることにより測定した。感染した細胞の半分が細胞変性
効果を全く示さない最小濃度を最小阻止濃度(MIC)
とみなした。
O−CH2CH2−S−CH2CH2O−P−{OCH2C
H2CN}{N(i−C3H7)2} 〔請求項9;X′=O、x′=0、R9=OCH2CH2
CN、R10=N(i−C3H7)2〕の製造 ビス−ヒドロキシエチルスルフィド(3.05g)を7
5mlの無水ピリジンに溶解し、この溶液を0℃まで冷却
した。次に、60mlの無水ピリジンに溶解したジメトキ
シトリチルクロライド(8.04g)を撹拌しながら1
時間にわたって滴加した。反応混合物を室温で加温した
後、これをさらに、1.5時間撹拌した。5mlの水をそ
の溶液に加え、真空濃縮した。残留物を250mlの塩化
メチレン中に溶解した。この溶液をそれぞれ125mlの
0.1Mリン酸塩緩衝剤(pH7)で3回抽出し、そして
有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥し、真空濃縮した。粗
生成物を、酢酸エチル/n−ヘプタン/トリエチルアミ
ン(グラジエント 6:14:1〜2:2:1、v:
v:v)を用いてシリカゲルカラム上でクロマトグラフ
ィー処理した。5.3gのビス−ヒドロキシエチルスル
フィド−モノ−(ジメトキシトリチル)エーテル DM
Tr−O−CH2CH2−S−CH2CH2OH(52%)
が得られた。
るこのジメトキシトリチル化合物(1.06g)および
テトラゾール(88mg)の溶液を無水アセトニトリル
(20ml)中におけるシアノエトキシ−ジ−イソプロピ
ルアミノ−ホスファン(0.75g)の溶液にゆっくり
と(20分)、滴加した。さらに3時間の反応後、反応
溶液を95mlの塩化メチレンで希釈し、5%強度の炭酸
ナトリウム溶液(65ml)で洗浄した。有機相を硫酸ナ
トリウム上で乾燥し、真空濃縮した。残留物を酢酸エチ
ル/n−ヘキサン/トリエチルアミン(11:8:1、
v:v:v)を用いるシリカゲルカラム上におけるクロ
マトグラフィーにより精製した。1.25g(80%)
の所望のホスフィチル化試薬(31P−NMR:δ148
ppm〔d〕、99%の総リン含量)が得られた。
を有する:
Claims (12)
- 【請求項1】 式I 【化1】 〔式中、R1は水素、C1〜C18−アルキル、C2〜C18
−アルケニル、C2〜C18−アルキニル、C2〜C18−ア
ルキルカルボニル、C3〜C19−アルケニルカルボニ
ル、C3〜C19−アルキニルカルボニル、C6〜C20−ア
リール、(C6〜C14)−アリール−(C1〜C8)−ア
ルキルまたは式II 【化2】 の基であり;R2は水素、ヒドロキシル、C1〜C18−ア
ルコキシ、ハロゲン、アジドまたはNH2であり;Bは
ヌクレオチド化学において慣用の塩基であり;aはオキ
シまたはメチレンであり;nは1〜100の整数であ
り;Wはオキソ、チオキソまたはセレノキソであり;V
はオキシ、チオまたはイミノであり;Yはオキシ、チ
オ、イミノまたはメチレンであり;Y′はオキシ、チ
オ、イミノ、(CH2)mまたはV(CH2)m(ここでmは
1〜18の整数である)であり;Xはヒドロキシルまた
はメルカプトであり;Uはヒドロキシル、メルカプト、
SeH、C1〜C18−アルコキシ、C1〜C18−アルキ
ル、C6〜C20−アリール、(C6〜C14)−アリール−
(C1〜C8)−アルキル、NHR3、NR3R4または式I
II (OCH2CH2)pO(CH2)qCH2R″ (III) の基(ここでR3はC1〜C18−アルキル、C6〜C20−
アリール、(C6〜C14)−アリール−(C1〜C8)−ア
ルキル、2−(CH2)c−〔NH(CH2)c〕d−NR1 2R
12(ここでcは2〜6の整数であり、dは0〜6の整数
であり、そしてR12はそれぞれ互いに独立して水素、C
1〜C6−アルキルまたはC1〜C4−アルコキシ−C1〜
C6−アルキルである)であり、R4はC1〜C18−アル
キル、C6〜C2 0−アリールまたは(C6〜C10)−アリ
ール−(C1〜C8)−アルキルであり、あるいはNR3
R4の場合、R4はR3およびこれらを担持する窒素原子
と一緒になって5〜6員の複素環式環(これはさらに
O、S、Nからなる群より選択されたヘテロ原子を含有
することができる)を形成し、pは1〜100の整数で
あり、qは0〜22の整数であり、そしてR11は水素ま
たは官能基である)であり;Z=Z′はヒドロキシル、
メルカプト、SeH、C1〜C22−アルコキシ、−O−
(CH2)b−NR12R13(ここでbは1〜6の整数であ
り、そしてR13はC1〜C6−アルキルであり、またはR
12およびR13はこれらを担持する窒素原子と一緒になっ
て3〜6員の環を形成する)、C1〜C18−アルキル、
C6〜C20−アリール、(C6〜C14)−アリール−(C
1〜C8)−アルキル、(C6〜C14)−アリール−(C1
〜C8)−アルコキシ(ここでアリールはヘテロアリー
ルを包含し、そしてアリールは場合によってはカルボキ
シル、アミノ、ニトロ、C1〜C4−アルキルアミノ、C
1〜C6−アルコキシ、ヒドロキシル、ハロゲンおよびシ
アノからなる群より選択された1、2または3個の同一
のまたは異なった基により置換される)、C1〜C18−
アルキルメルカプト、NHR3、NR3R4、式IIIの基ま
たは細胞内吸収を有利にする、もしくはDNAプローブ
用標識として作用する、あるいはオリゴヌクレオチド類
似体の標的の核酸へのハイブリッド形成の間に結合、架
橋または開裂を伴なって後者を攻撃する基であり;曲線
状の中括弧はR2およびその隣りのホスホリル残基が
2′−および3′−位に、または反対に3′−およびお
よび2′−位に位置することができることを示し、各ヌ
クレオチドはD−またはL−配置で存在することがで
き、そして塩基Bはα−またはβ−位に位置することが
できる。但し、Zがヒドロキシル、メルカプト、メチル
またはエトキシである場合、基X、Y、Y′、Vおよび
Wのうち少なくとも1つはヒドロキシル、オキシまたは
オキソではなく、あるいはR1は水素ではない〕のオリ
ゴヌクレオチド類似体およびその生理学的に許容しうる
塩。 - 【請求項2】 塩基Bがβ−位に位置し、ヌクレオチド
がD−配置で存在し、R2が2′−位に位置し、そして
aがオキシである請求項1記載のオリゴヌクレオチド類
似体。 - 【請求項3】 R1が水素、C1〜C6−アルキル、特に
メチルまたは式IIの基であり;R2が水素またはヒドロ
キシル、特に水素であり;nが10〜40、特に12〜
30の整数であり;mが1〜6の整数、特に1であり;
Uがヒドロキシル、メルカプト、C1〜C6−アルコキ
シ、C1〜C6−アルキル、NR3R4またはNHR3、特
にヒドロキシルまたはC1〜C6−アルキル(ここでR3
はC1〜C8−アルキル、好ましくはC1〜C4−アルキル
またはメトキシエチルである)であり、そしてB、W、
V、Y、Y′、XおよびZは上記の意味を有する請求項
1または2記載のオリゴヌクレオチド類似体。 - 【請求項4】 V、YおよびY′がオキシである請求項
1〜3の何れかの項記載のオリゴヌクレオチド類似体。 - 【請求項5】 Wがオキソである請求項1〜4の何れか
の項記載のオリゴヌクレオチド類似体。 - 【請求項6】 Uがヒドロキシルである請求項1〜5の
何れかの項記載のオリゴヌクレオチド類似体。 - 【請求項7】 R1が水素である請求項1〜5の何れか
の項記載のオリゴヌクレオチド類似体。 - 【請求項8】 a) 3′(2′)−末端のリン(V)グル
ープおよび遊離の5′−ヒドロキシルもしくはメルカプ
ト基を有するヌクレオチド単位を3′−位にリン(II
I)もしくはリン(V)グループを有するもう1つのヌ
クレオチド単位またはその活性化誘導体と反応させ、あ
るいは b) オリゴヌクレオチド類似体を同様にして、フラグ
メントを用いて構成し、そして(a)または(b)により得
られたオリゴヌクレオチド中に他の官能基を保護するた
めに一時的に導入された保護基を除去し、場合によって
はこのようにして得られた式Iのオリゴヌクレオチド類
似体をその生理学的に許容しうる塩に変換することから
なる請求項1記載の式Iのオリゴヌクレオチド類似体の
製造法。 - 【請求項9】 式 DMTr−X′−CH2CH2−S(O)x′−CH2CH2
−X′−PR9R10 〔式中、R9およびR10は互いに独立してCl、NR5R
6、NR7R8またはZ″(ここでZ″はZである。但
し、ヒドロキシル、メルカプトおよびSeHは保護され
た誘導体として存在しなければならない。)であり、R
5、R6、R7およびR8は互いに独立してC1〜C12−ア
ルキルであり、またはR5およびR6もしくはR7および
R8は一緒になって5〜6員の環を形成し、X′はオキ
シまたはチオであり、X′は0または1であり、そして
DMTrはジメトキシトリチルである〕のホスフィチル
化試薬。 - 【請求項10】 遺伝子発現の阻害剤としての請求項1
〜7の何れかの項記載のオリゴヌクレオチド類似体の使
用。 - 【請求項11】 核酸を検出するためのプローブとして
の、または分子生物学的における補助剤としての請求項
1〜7の何れか項記載のオリゴヌクレオチド類似体の使
用。 - 【請求項12】 場合によっては生理学的に許容しうる
補助剤および/または賦形剤および/または他の公知の
活性物質とともに、請求項1〜7の何れかの項記載の式
Iのオリゴヌクレオチド類似体を含有する製剤。
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