JPH06509945A - Crosslinkable oligonucleotides for enzyme-mediated triplex formation - Google Patents

Crosslinkable oligonucleotides for enzyme-mediated triplex formation

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JPH06509945A
JPH06509945A JP5504623A JP50462393A JPH06509945A JP H06509945 A JPH06509945 A JP H06509945A JP 5504623 A JP5504623 A JP 5504623A JP 50462393 A JP50462393 A JP 50462393A JP H06509945 A JPH06509945 A JP H06509945A
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ペトリー、チャールズ・アール
メイヤー、リッチ・ビー・ジュニア
テイボーン、ジョン・シー
ハースト、ジェラルド・ディー
ギャンパー、ハワード・ビー
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マイクロプローブ・コーポレイション
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    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6839Triple helix formation or other higher order conformations in hybridisation assays

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 酵素媒介二本鎖形成のための架橋性オリゴヌクレオチド本発明は、1988年9 月28日に出願された出願番号07/250.474(現在、放棄されている) を部分的に継続するものであり、次に1989年3月18日に出願された出願番 号07/353.857を部分的に継続するものである。[Detailed description of the invention] Cross-linking oligonucleotides for enzyme-mediated duplex formation This invention was developed in September 1988. Application number 07/250.474 filed on May 28th (currently abandoned) It is a partial continuation of the above, and the application number filed on March 18, 1989 This is a partial continuation of No. 07/353.857.

発明の背景 本発明は、ヌクレオチド架橋剤に関し、かつオリゴヌクレオチドの製造における これらの化合物の使用に関する。本発明はまたオリゴヌクレオチド製造のための 核酸塩基として有用なピラゾロ[3,4−dl ピリミジンの誘導体に関する。Background of the invention TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nucleotide crosslinking agent and in the production of oligonucleotides. Concerning the use of these compounds. The present invention also provides for oligonucleotide production. The present invention relates to derivatives of pyrazolo[3,4-dl pyrimidine] useful as nucleobases.

オリゴヌクレオチドは、“ターゲットのDNAまたはRNA配列を検出するため の診断的なプローブとして有用である。従来、このようなプローブはプリン、ピ リミジン、または7−ジアザプリンヌクレオチド塩基を含有する核酸配列から成 り立っていた(U、 S、特許4゜711.955;ロビンス等、J−カナディ アン・ジャーナル・オブ・ケミストリー(J、 Can、 J、 Chew、  )、60巻、554頁(1982年):ロビンス等、ジャーナル・オブ・オーガ ニック・ケミストリー(J、Org。Oligonucleotides are used to detect target DNA or RNA sequences. useful as a diagnostic probe. Traditionally, such probes consisting of a nucleic acid sequence containing a rimidine, or 7-diazapurine nucleotide base. (U, S, Patent 4°711.955; Robbins et al., J-Canada Ann Journal of Chemistry (J, Can, J, Chew, ), vol. 60, p. 554 (1982): Robbins et al., Journal of Auger Nick Chemistry (J, Org.

Chea+、) 、48巻、1854頁、(1983年))。化学的部分(ch emical moieties)をこれらの塩基に結合させる方法は、アセト キン水銀化反応を介するものであり、これによって水銀原子をピリミジン環の5 位、プリン環のC−8位または7−デアザプリン環のC−7位に共有結合的に結 合させるか(ダール等、プロシーディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オ ブ・サイエンシイズ・USA(Proc、 Natl^cad、Sci、USA ) 、70巻、2238頁(1973年):ダール等、ノくイオケミストリー( Biochemistry) 、14巻、2447頁(1975年))、または 有機水銀化合物をバランラム触媒存在下ですレフイン化合物と反応させることに よるもの(ルス等、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、43巻、 2870頁(1978年)、ベルゲストロム等、ツヤ−ナル・オブ・アメリカン ・ケミカルバッサイエティー (J、 Am、 CheIl、 Soc、 )  、100巻、8106頁(1978年)、ビノジ等、ジャーナル・オブ・アメリ カン・ケミカル・ソサイエテイー(J、 Am、 Chew、 Sac、 )  、102巻、2033頁(1980年)である。Chea+, ), vol. 48, p. 1854, (1983)). chemical part (ch The method for attaching chemical moieties to these bases is to It is mediated by a quinmercurylation reaction, whereby a mercury atom is converted into a pyrimidine ring. covalently bonded to the C-8 position of the purine ring or the C-7 position of the 7-deazapurine ring. (Dahl et al., Proceedings of the National Academy of Sciences) Proc, Natl^cad, Sci, USA ), Volume 70, Page 2238 (1973): Dahl et al. Biochemistry), vol. 14, p. 2447 (1975)), or By reacting an organic mercury compound with a lefin compound in the presence of a balanrum catalyst. (Russ et al., Journal of Organic Chemistry, vol. 43, 2870 pages (1978), Bergestrom et al., Journal of American ・Chemical Bath Society (J, Am, CheIl, Soc,) , Vol. 100, p. 8106 (1978), Binoji et al., Journal of America Kan Chemical Society (J, Am, Chew, Sac,) , vol. 102, p. 2033 (1980).

オリゴヌクレオチドプローブの糖組成は、目下の所、リボースまたはデオキシリ ポース、または、ある場合においては天然のβ−アラビノースを含有する核酸か ら構成される(特許公開公報EP227.459)。The sugar composition of oligonucleotide probes is currently ribose or deoxyri or, in some cases, naturally occurring β-arabinose-containing nucleic acids. (Patent Publication EP227.459).

この度、新しいグループのヌクレオチド塩基、即ち3.4−ジ置換および3,4 ゜6−トリ置換ピラゾロ[3,4−dl−ピリミジンが見い出され、これは従来 技術に数種の利点をもたらすものである。ピラゾロピリミジンのデ・ノボ(封」 四9)化学合成とそれにより生じたヌクレオチドにより、ヌクレオチド塩基上の 様々な異なる位置に広範囲の官能基を組み込むこと、および様々な糖部分を使用 することを可能にする。またアデニン、グアニンおよびヒポキサンチン類似体も 単一のヌクレオシド前駆体から得られる。更に、該合成は有毒な重金属または高 価な触媒の使用を必要としない。類似のピラゾロ13.4−dコービリミジンが 知られている(コバヤン、ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブレテ ィン(Chem、 Pharm、 Bull、 ) 、 21巻、941頁(1 973年))が、しかしながら、本発明の化合物とは置換基が異なり、またそれ らの用途はキサンチンオキシダーゼ阻害剤としてのみである。Now, a new group of nucleotide bases, namely 3,4-disubstituted and 3,4 ゜6-Trisubstituted pyrazolo[3,4-dl-pyrimidine was found, which was previously This brings several advantages to the technology. De novo sealing of pyrazolopyrimidines 49) By chemical synthesis and the resulting nucleotide, Incorporating a wide range of functional groups in a variety of different positions and using a variety of sugar moieties make it possible to Also adenine, guanine and hypoxanthine analogs Obtained from a single nucleoside precursor. Furthermore, the synthesis does not require toxic heavy metals or high does not require the use of expensive catalysts. The similar pyrazolo 13.4-d corbyrimidine Known (Kobayan, Chemical and Pharmaceutical Bulletin) Chem, Pharm, Bull, Volume 21, Page 941 (1 (973)), however, differs in substituents from the compounds of the present invention, and Their use is only as xanthine oxidase inhibitors.

架橋可能なヌクレオチドプローブを治療的および診断的施用において用いる概念 は、BR,ベーカー、“活性部位指向性不可逆的酵素阻害剤の設計”、ライレイ 、ニューヨーク、(1967年)の先駆的研究と関連があり、彼は、化学療法的 施用において“活性部位指向性酵素阻害剤(active−site−dire cted enzyIIle 1nhibitors)”の用語を使用した。Concept of using cross-linkable nucleotide probes in therapeutic and diagnostic applications BR, Baker, “Design of active site-directed irreversible enzyme inhibitors”, Reilly. , New York, (1967), who was involved in the pioneering work of In application, “active-site-directed enzyme inhibitors” cted enzyme II le 1 inhibitors)" was used.

近年、オリゴヌクレオチドに架橋を組み込む概念は、より優れた配列プローブを 開発するための労力と言う点で時々議論が起こるものである。ノーレおよびヴラ ソフ、プログレス・イン・ニュークリアイック・アシッド・リサーチ・オブ・モ レキュラー・バイオロジー(Prog、 Nucl、 Ac1d Res、 M ol、 Bial、 ) 、32巻、291頁(1985年)は、オリゴヌクレ オチドの3′−または5゛−末端に付与されたN−(2−クロロエチル)−N− メチルアニリン基を使用して配列指向的に架橋すること(“相補性に対応した修 飾(complementary addressed modificati on)”)について議論している。サマートンおよびバートレット、ジャーナル ・オブ・モレキュラー・オブ・バイオロジー(JoMol、Biol、) 、1 22巻、145頁(1978年)は、C−4位にノドノン残基が結合し、末尾に 高反応性ブロモメチルケトン基がある8−原子鎖が、グアノシンのN−7に架橋 し得ることを示した。In recent years, the concept of incorporating crosslinks into oligonucleotides has led to better sequence probes. There is sometimes debate over the amount of effort required to develop it. Nore and Vra Soph, Progress in Nuclear Acid Research of Mo. Recular Biology (Prog, Nucl, Ac1d Res, M Ol, Bial, ), vol. 32, p. 291 (1985) N-(2-chloroethyl)-N- attached to the 3'- or 5'-end of otide Sequence-directed cross-linking using methylaniline groups (“complementarity-aware repair”) complementary addressed modification Somerton and Bartlett, Journal ・Of Molecular Biology (JoMol, Biol,), 1 22, p. 145 (1978), a nodonone residue is bonded to the C-4 position and a An 8-atom chain with a highly reactive bromomethylketone group bridges the N-7 of guanosine. We showed that it is possible.

ウェブおよびマチラッチ、ニューフレインク・アンラド・リサーチ(Nucle ic^Cid Res、) 、14巻、7661頁(1986年)は、5−メチ ル−N、N−エタノントノン塩基を含有するオリゴヌクレオチドを調製しており 、これは相補鎖と緩やかに架橋することが出来るものである。概念的には関連し ている、DNAハイブリッド内でリンカ−アーム(1ir+ker ara)を 介するアルキル化において、イヴアーソンおよびデルヴアン、プロノーディング ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンンイズ・U S A (Pr oc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA)、85巻、4615頁( 1988年)は、反対側の鎖のメチル化を示しており、メチルチオエーテルのB rCN活性化により、結合物(linker)を支える塩基から2対離れた位置 のグアニジノ塩基上で優位に引き起こされる。Web and MachiLatch, Nufraink Unrad Research (Nucle) ic^Cid Res, ), vol. 14, p. 7661 (1986), 5-methyl We have prepared oligonucleotides containing Ru-N, N-ethanonetonone bases. , which can be loosely crosslinked with complementary strands. conceptually related The linker arm (1ir+ker ara) is In alkylation via Yvesson and Delvain, pronoding ・Of National Academy of Sciences U.S.A. (Pr. oc, Natl, Acad, Sci, USA), volume 85, page 4615 ( (1988) showed methylation of the opposite chain, and B of the methylthioether Upon rCN activation, a position two pairs away from the base supporting the linker is caused predominantly on guanidino bases.

オリゴヌクレオチドは、化学療法剤として用いられることもあり、侵入してきた 生物体、例えばウィルス、菌、寄生体または細菌に特有の遺伝子配列の発現を制 御する。天然では、細菌において“アンチセンス”RNAにより制御されるRN Aの発現もあり、相補的なターゲットRNAとRNA: RNAハイブリッドを 形成し、それらの生物学的活性を調節または不活性化することによりその効果を 発揮するものである。アンチセンスRNAを真核細胞に導入するのにプラスミド ベクターを用いる最近の多様な研究から、真核細胞に導入されたアンチセンスR NAがターゲットであるrnRNAの発現をイン・ビボで効果的に阻害すること が示されている(グリーン等、アナル・レビュー・オブ・バイオケミストリー( Ann、 Rev、 BiocheIl+、 ) 、55巻、569−597頁 (1986年)で概説)。加えて、多数のmRNAの中から特定のmRNAを相 補的DNA制限フラグメントと共にハイブリダイゼーションすることによりタン パク質合成を選択的に不活性化すること力咄来、これは、mRNAと結合するこ とによってリボゾーム上でmRNAがタンパク質へ翻訳されるのを妨ぐものであ る(ベーターノン等、ブロン−ディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ ・サイエンンイズ(Proc、 Natl。^cadSci、)、74巻、43 70−4374頁(1977年):ノ1ステイー等、プロノーディング・オブ・ ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシイズ(Proc、 Natl、 A cad、 Sci、 ) 、75巻、1217−1221頁(1978年)。Oligonucleotides are sometimes used as chemotherapeutic agents and have been Controlling the expression of gene sequences specific to an organism, e.g. a virus, fungus, parasite or bacterium control In nature, RNA controlled by "antisense" RNA in bacteria There is also expression of A, and complementary target RNA and RNA: RNA hybrid are formed. form and exert their effects by modulating or inactivating their biological activity. It is something that can be demonstrated. Plasmids are used to introduce antisense RNA into eukaryotic cells. Recent various studies using vectors have shown that antisense R introduced into eukaryotic cells Effectively inhibiting NA-targeted rnRNA expression in vivo has been shown (Green et al., Anal Review of Biochemistry ( Ann, Rev, BiocheIl+, ), volume 55, pages 569-597 (1986)). In addition, it is possible to select specific mRNAs from among a large number of mRNAs. protein by hybridization with complementary DNA restriction fragments. The ability to selectively inactivate protein synthesis has been shown to be effective in binding to mRNA. It prevents the translation of mRNA into protein on ribosomes. (Beternon et al., Bronding of the National Academy of Sciences) ・Science (Proc, Natl.^cadSci,), vol. 74, 43 pp. 70-4374 (1977): No. 1 Stay et al., Pronoding of National Academy of Sciences (Proc, Natl, A CAD, Sci.), vol. 75, pp. 1217-1221 (1978).

配列特異性アンチセンスオリゴヌクレオチドを遺伝子発現の調整剤および化学療 法剤として用いる概念を最初に立証したものとして、ツアメクニクおよびステフ エンソン、プロシーディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエン ンイズ・USA (Proc、Natl、Acad、Sci、USA) 、75 巻、280頁(1978年)は、小さいアンチセンスオリゴデオキシヌクレオチ ドプローブが、細胞培養におけるラウス肉腫ウィルス(RS V)の複製を阻害 6来ること、およびR3Vウィルス性RNAの翻訳がそれらの条件下で阻害され ることを示すものであった(ステフエンソン等、プロシーディング・オブ・ナシ ョナル・アカデミ−・オブ・サイエンンイズ−U S A (Proc、 Na tl、 Acad、 Sci、 USA)、75巻、285頁(1978年)) 。ツァメクニク等、ブロン−ディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・ サイエンシイズ−U S A (Proc、 Natl、^cad、sci、1 JsA) 、83巻、4143頁(1986年)は、HIVゲノムと部分的に相 補的なオリゴヌクレオチドが細胞培養においてタンパク質発現およびウィルス複 製を阻害する能力を有することも示している。阻害の95%までが、約70μM のオリゴヌクレオチド濃度で得られた。重要なことに、彼らはオリゴヌクレオチ ドが無傷で細胞に入り、代謝に対して適度に安定であることを標識ホスフェート 研究と共に示した。Sequence-specific antisense oligonucleotides as modulators of gene expression and chemotherapy Tsamecnik and Steph were the first to prove the concept for use as a legal agent. Enson, Proceedings of the National Academy of Sciences USA (Proc, Natl, Acad, Sci, USA), 75 Vol. 280 (1978) describes small antisense oligodeoxynucleotides. Doprobe inhibits Rous sarcoma virus (RSV) replication in cell culture 6, and translation of R3V viral RNA is inhibited under those conditions. (Stephenson et al., Proceedings of None). National Academy of Sciences-USA (Proc, Na tl, Acad, Sci, USA), vol. 75, p. 285 (1978)) . Tzamechnik et al., Bronding of the National Academy of Sciences. Sciences-USA (Proc, Natl, ^cad, sci, 1 JsA), vol. 83, p. 4143 (1986), which is partially compatible with the HIV genome. Complementary oligonucleotides improve protein expression and virus replication in cell culture. It has also been shown that it has the ability to inhibit production. ~95% of inhibition occurs at approximately 70 μM was obtained at an oligonucleotide concentration of . Importantly, they are oligonucleotides Labeled phosphates enter cells intact and are reasonably metabolically stable. Shown with research.

ウサギグロビンmRNAの開始コドン領域に相補的な配列を持つ非電荷のメチル ホスホネートオリゴデオキシヌクレオチドは、無細胞系およびウサギ網状赤血球 の両方においてmRNAの翻訳を阻害した(ブレイク等、バイオケミストリー( Biochemistry) 、24巻、6139頁(1985年))。別の非 電荷メチルホスホネートオリゴヌクレオチド類似体、単純ヘルペスウィルス1型 のmRNAのアクセプタースプライス部位に相補的な8−ヌクレオチド配列は、 無傷のベロ細胞におけるウィルス複製を阻害出来る。しかしながら、この阻害に はかなり高濃度(>25mM)のこれら非イオン性プローブが必要であった。An uncharged methyl sequence complementary to the start codon region of rabbit globin mRNA Phosphonate oligodeoxynucleotides are used in cell-free systems and rabbit reticulocytes. (Blake et al., Biochemistry ( Biochemistry), vol. 24, p. 6139 (1985)). another non Charged methylphosphonate oligonucleotide analog, herpes simplex virus type 1 The 8-nucleotide sequence complementary to the acceptor splice site of the mRNA of Virus replication in intact Vero cells can be inhibited. However, this inhibition required fairly high concentrations (>25mM) of these nonionic probes.

架橋性オリゴヌクレオチドの影響力は、化学療法分野において非常に重大なもの であるかもしれないが、DNAプローブを基礎とする診断剤におけるこれらの影 響力も同様に非常に重要なものである。共有結合的にプローブ−ターゲットのハ イブリッドを架橋する能力は、診断剤アンセーにおけるバックグラウンド(ba ckground)および感受性の限界を劇的に改善し、同様に新規のアッセー 形式を可能にする潜在能力を持つ。具体的な革新(ギャンパー等、ヌクレイツク ・アシッズ・リサーチ(Nucl、Ac1ds Res、) 、14巻、994 3頁(1988年)により以前議論された)は、以下である: (a、 )変性洗浄工程を組込み、バックグラウンドを除くこと;(b)識別の ために付加する段階として架橋を使用すること。The influence of cross-linking oligonucleotides is of great importance in the field of chemotherapy However, these effects on diagnostic agents based on DNA probes Sound power is also very important. covalently probe-target halide The ability to cross-link hybrids is determined by the background (ba. ckground) and sensitivity limits, as well as novel assays. It has the potential to enable form. Concrete innovations (Gamper, etc., Nucleitsk) ・Acid Research (Nucl, Ac1ds Res,), Volume 14, 994 (previously discussed by p. 3 (1988)) are: (a) incorporating a denaturing wash step to remove background; (b) identifying Using cross-linking as an addition step.

(C)鋭敏な特異性を確実にし、ターゲットの2次構造を実質的に変形する、所 望のハイブリッドの融点温度またはその付近で架橋を起こし、それによりハイブ リッド形成の効果を増加すること、および(d)逆すザンブロトコールにより例 示されるような新規溶液ハイブリダイゼーション形式。(C) a location that ensures acute specificity and substantially deforms the secondary structure of the target; Crosslinking occurs at or near the melting point temperature of the desired hybrid, thereby increasing the effectiveness of lid formation, and (d) reversing xanbrotocol, e.g. A novel solution hybridization format as shown.

しかしながら、架橋する概念は、回避されなければならない潜在的な問題を示唆 している。例えば、架橋手(crosslinking arm)を含有するオ リゴヌクレオチドは共有結合的にターゲットの配列と非常に容易に結合すること があるため、配列の不適当な組合せが起こり、宿生毒性(host toxic ity)が生じる可能性がある。他方で、架橋反応は十分に迅速でなければなら ず、正確に組み合わせた配列が分離し得る前に反応が起こらなければならない。However, the concept of cross-linking suggests potential problems that must be avoided. are doing. For example, an oil containing a crosslinking arm Ligonucleotides very easily bind covalently to target sequences As a result, inappropriate combinations of sequences occur, resulting in host toxic ity) may occur. On the other hand, the crosslinking reaction must be sufficiently rapid. First, a reaction must occur before the correctly assembled sequences can be separated.

この結論を出すには、ハイブリダイゼーション時に、結果としてそのT、がちょ うど37℃の生理学的温度以上である二本鎖を生じるオリゴヌクレオチドを作成 すればよい。そうすれば、ただ一つの不適当な組合せの塩基でもハイブリッド形 成を妨げ、更に架橋を妨げるであろう。オリゴヌクレオチドの長さと塩基組成、 同様にプローブ内で塩基を修飾する場所をうまく選択すれば、最大限の効果を達 成することが出来る。しかしながら、プローブは十分長くし、唯一の部位を特異 的にターゲツトとすることを確実にしなければならない。To draw this conclusion, it is important to note that during hybridization, as a result, the T Creation of oligonucleotides that produce double strands that are above the physiological temperature of 37°C do it. That way, even a single mismatched base can form a hybrid form. formation and further crosslinking. oligonucleotide length and base composition, Similarly, choosing where to modify bases within a probe can maximize effectiveness. can be achieved. However, the probe should be long enough and specific to only one site. We must ensure that the

ヨーロッパ特許出願86309090.8号は、5−!換つリジニルのような化 学的に修飾したDNAプローブの形成を記載しており、その中で!換基は架橋し ないが、化学的または物理的リポータ−基を含有している。W○8707611 はDNAフラグメントの標識方法を記載しており、フラグメントを化学的に修飾 し、続いて蛍光色素と反応させること等によるものである。ヤブサキ等、U。European Patent Application No. 86309090.8 is 5-! conversion to lysinyl It describes the formation of chemically modified DNA probes, among which! Substituents are cross-linked However, it contains a chemical or physical reporter group. W○8707611 describes a method for labeling DNA fragments, in which the fragments are chemically modified. This is done by subsequently reacting with a fluorescent dye. Yabusaki et al., U.

S、特許4,599.303号は、共有結合的に架橋するオリゴヌクレオチドの 機構を開示しており、光励起時に他のヌクレオチドと共有結合的に結合して成る チミジンのフロクマリン−付加物の形成などによる。EP 0259186は架 橋性核酸ハイブリダイゼーションブローブとして用いられ得る高分子とビオチン の付加物を開示している。W○8503075は核酸フラグメント化剤として有 用な架橋性ジスルホン酸エステルを開示している。DE3310337は、タン パク質などの高分子に対する一本鎖ポリヌクレオチドの共有結合的架橋を記載し ており、生じる複合体(complex)は、引き続き外来ポリヌクレオチドに おける相補的配列の調査時にハイブリダイゼーション実験のマーカーとして使用 される。S. Patent No. 4,599.303 describes the use of covalently crosslinking oligonucleotides. The mechanism is disclosed and consists of covalently bonding to other nucleotides upon photoexcitation. Due to the formation of furocoumarin-adducts of thymidine, etc. EP 0259186 is Polymers and biotin that can be used as bridging nucleic acid hybridization probes discloses an adduct of W○8503075 is useful as a nucleic acid fragmentation agent. Discloses crosslinkable disulfonic acid esters that can be used. DE3310337 is a tan describes the covalent cross-linking of single-stranded polynucleotides to macromolecules such as proteins. The resulting complex continues to interact with the foreign polynucleotide. used as a marker in hybridization experiments when investigating complementary sequences in be done.

プローブオリゴヌクレオチドは、高い特異性を持つターゲット配列を同定するの に十分な塩基配列から成る必要があり、それは特定の相補塩基と容易に共有結合 を形成する1またはそれ以上の架橋手を与えられる。このようなオリゴヌクレオ チドは、ハイブリダイゼーションアッセーにおいて高選択的プローブとして使用 されることがある。オリゴヌクレオチドRNAのアンチセンス剤として、例えば 化学療法において使用されることもある。Probe oligonucleotides are used to identify target sequences with high specificity. It must consist of a sufficient base sequence to facilitate covalent bonding with a specific complementary base. provided with one or more crosslinkers to form. Oligonucleos like this used as a highly selective probe in hybridization assays may be done. As an antisense agent for oligonucleotide RNA, e.g. It may also be used in chemotherapy.

発明の要約 本発明は、近接している複数のオリゴヌクレオチド鏡上の特定の部位間の架橋を 成し得る架橋剤に関する。観察された架橋反応は、非常に優れた特異性を持つも のである。本発明は、これら架橋剤の少なくとも1種から成るオリゴヌクレオチ ドおよび生じた新規オリゴヌクレオチドを診断的および治療的目的に使用するこ とにも関する。Summary of the invention The present invention enables cross-linking between specific sites on multiple oligonucleotide mirrors that are in close proximity to each other. The present invention relates to a crosslinking agent that can be used for crosslinking. The observed cross-linking reaction is also highly specific. It is. The present invention provides an oligonucleotide comprising at least one of these crosslinking agents. and the use of the resulting novel oligonucleotides for diagnostic and therapeutic purposes. Also related to.

より詳細には、本発明の架橋剤は、架橋手を持つヌクレオチド塩基の誘導体であ り、以下の式(I′)である・ R,−B−(CH2)、−(Y)、−(CH2)、−A’ (1’)式中、 R1は、水素、または所望によりその3°または5°位で、酸素により糖部分と 結合しており、基Q1、Q2およびQsを含んでいるいるリン誘導体、または、 ヌクレオチド結合形成に適切なそれらの反応性前駆体で置換されていることもあ る糖部分またはその類似体であり。More specifically, the crosslinking agent of the present invention is a derivative of a nucleotide base having a crosslinking arm. The following formula (I') is obtained. R, -B-(CH2), -(Y), -(CH2), -A' (1') in the formula, R1 is hydrogen, or optionally at the 3° or 5° position, the sugar moiety is replaced by oxygen. a phosphorus derivative containing the groups Q1, Q2 and Qs, or They may also be substituted with their reactive precursors suitable for nucleotide bond formation. sugar moiety or its analogue.

Q、は、ヒドロキシ、ホスフェートまたはジホスフェートであり:Q2は、=0 または=Sであり。Q is hydroxy, phosphate or diphosphate: Q2 is =0 Or = S.

Qsは、CH2−R’、S−R’、O−R’、またはN−R’R”であり。Qs is CH2-R', S-R', O-R', or N-R'R''.

RoおよびR”のそれぞれは、独立して水素またはC1−6アルキルであり。Each of Ro and R'' is independently hydrogen or C1-6 alkyl.

Bは、核酸塩基またはそれらの類似体であって、オリゴヌクレオチドの構成部分 であり。B is a nucleobase or an analog thereof, which is a constituent part of an oligonucleotide Yes.

Yは、機能的な連結基であり: mおよびqのそれぞれは独立してOから8までであり。Y is a functional linking group: Each of m and q is independently from 0 to 8.

rは0または1であり; A゛は離脱基である。r is 0 or 1; A′ is a leaving group.

本発明は、上記式(Io)のヌクレオチド塩基誘導体の少なくとも1種から成る 新規オリゴヌクレオチドを提供するものでもある。The present invention comprises at least one nucleotide base derivative of the above formula (Io). It also provides novel oligonucleotides.

本発明のヌクレオチドおよび該ヌクレオチドが組み込まれているオリゴヌクレオ チドはプローブとして使用することも可能である。プローブバイブυダイゼーン ヨンは緩慢ではあるが可逆であるから、プローブを正確なターゲット配列とハイ ブリダイズする時間毎に、プローブが不可逆的にその配列と結合することを確実 にするのが望ましい。本発明のヌクレオチド塩基の共有結合架橋手は、ターゲッ ト鎖を永久に修飾するかまたは脱プリンを引き起こすと思われる。本発明のオリ ゴヌクレオチドは、それ自体、無細胞系、および細胞系において対象となる相補 的核酸配列の同定、分離、位置測定および/または検出に有用である。従って、 本発明は更にターゲットの核酸配列を同定する方法を提供するものであり、その 方法は、標識した本発明のヌクレオチド塩基の少なくとも1種から成るオリゴヌ クレオチドプローブを利用することから成る。Nucleotides of the present invention and oligonucleotides incorporating the nucleotides Tido can also be used as a probe. probe vibe υ daizen The reaction is slow but reversible, allowing the probe to align with the precise target sequence. Ensures that the probe irreversibly binds to its sequence each time it hybridizes It is desirable to do so. The covalent cross-linking arm of the nucleotide base of the present invention It appears to permanently modify the chain or cause depurination. The origin of the present invention Gonucleotides can be used for targeted complementation in themselves, cell-free systems, and cellular systems. It is useful for identifying, separating, localizing and/or detecting target nucleic acid sequences. Therefore, The present invention further provides a method for identifying a target nucleic acid sequence; The method comprises preparing an oligonucleotide comprising at least one labeled nucleotide base of the invention. It consists of utilizing a cleotide probe.

本発明は更に、遺伝子機能を不活性化する方法を記載しており、それは架橋可能 な抗遺伝子○DNと組換え酵素の結合を必要とする。ODNを組換え酵素で被覆 することにより、ターゲット遺伝子内での類似性の調査、および続いて起こる二 本鎖形成を助長する。結果として生じる二本鎖複合体(triple 5tra nd coa+plexes)を架橋すると、遺伝子機能が不活性化する。架橋 可能な抗遺伝子核タンパク質繊維についても記載しており、(1)遺伝子内で、 ターゲットDNA配列に相補的なあるオリゴヌクレオチド(ODN)に共有結合 的に連結するヌクレオシド架橋剤、および(11)ODNと非共有結合的に結合 する組換え酵素を含んでいる。The present invention further describes a method for inactivating gene function, which It requires the combination of anti-gene ○DN and recombinant enzyme. Coating ODN with recombinant enzyme The search for similarities within the target gene and the subsequent Encourages main strand formation. The resulting double-stranded complex (triple Cross-linking (nd coa + plexes) inactivates gene function. crosslinking Possible anti-gene nucleoprotein fibers are also described, including (1) within the gene; Covalently attached to an oligonucleotide (ODN) that is complementary to the target DNA sequence and (11) a non-covalent bond with the ODN. Contains a recombinant enzyme that

本発明は、新規置換ピラゾロr3.4−d〕ピリミジンを提供するものでもあり 、これはヌクレオシドおよびヌクレオチドの調製時にヌクレオチド塩基として、 通常のプリンまたはピリミジン塩基またはデアザプリン類似体よりも有用である 。The present invention also provides novel substituted pyrazolo r3.4-d]pyrimidines. , which is used as a nucleotide base during the preparation of nucleosides and nucleotides. more useful than regular purine or pyrimidine bases or deazapurine analogs .

図面の簡単な説明 図1は、アセトアミドプロピル側手(sidearm)を介して、相補塩基から 5′方向に2部位離れて位置するデオキシグアノノン残基に架橋したオリゴヌク レオチドの修飾チオキシウリジン残基を表している。Brief description of the drawing Figure 1 shows that from the complementary base via the acetamidopropyl sidearm Oligonucleotide cross-linked to deoxyguanononone residues located two sites apart in the 5' direction Represents the modified thioxyuridine residue of leotide.

図2は、!!p−標識HPVターゲットおよび架橋した生成物で、グアノノンの 3′側で切断したもののオートラジオグラムを表している。レーン132P−標 識15−serサイズマーカー。レーン2・24時間20℃で反応。レーン3ニ ア2時間20℃で反応。レーン4:24時間30℃で反応。レーン5ニア2時間 30℃で反応。反応は、2−アミノエタノチオールで停止し、ピペリジン溶液で 処理して効果的に切断した。Figure 2 is! ! p-labeled HPV target and cross-linked product to detect guanonone It shows an autoradiogram cut at the 3' side. Lane 132P- mark Identification 15-ser size marker. Lane 2: React at 20°C for 24 hours. lane 3 ni React at 20°C for 2 hours. Lane 4: Reaction at 30°C for 24 hours. lane 5 near 2 hours React at 30°C. The reaction was stopped with 2-aminoethanothiol and piperidine solution. Processed and effectively cut.

図3は、Up−標識HPVターケソトおよび架橋した生成物のオートラジオグラ ムを表しており、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による/Xイブリッド分 離を示している。レーント対照の32P−標識CMVターゲット。レーン2:2 時間20℃で反応。レーン3ニア2時間20℃で反応。レーン4:24時間30 ℃で反応。レーン5ニア2時間30℃で反応。反応溶液を2−アミノエタノチオ ールで処理し、これはヨードアセトアミド基を消滅させる。Figure 3 shows the autoradiogram of Up-labeled HPV terquesoto and cross-linked products. /X hybrid fraction by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis. It shows distance. 32P-labeled CMV target for lane control. lane 2:2 React at 20°C. Lane 3 Near React at 20°C for 2 hours. Lane 4: 24 hours 30 React at °C. Lane 5 near: React at 30°C for 2 hours. The reaction solution is converted into 2-aminoethanothio treatment with alcohol, which annihilates the iodoacetamide groups.

発明の詳細な説明 A、架橋性オリゴヌクレオチド 本発明は、架橋手を持つ新規置換ヌクレオチド塩基を提供するものであって、ヌ クレオシドおよびヌクレオチドの調製に有用であり、架橋剤としても有用である 。買換塩基は以下の式(Io)である:R+ B (CH2)−(Y)、(CH 2)、、A’ (1’)式中、 R1は、水素、または所望によりその3′または5°位で、酸素により糖部分と 結合しており、基Q3、Q2およびQsを含んでいるリン誘導体、または、ヌク レオチド結合形成に適切なそれらの反応性前駆体で置換されていることもある糖 部分またはその類似体であり; Qlは、ヒドロキシ、ホスフェートまtこはジホスフェートであり:Q2は、= 0または=Sであり。Detailed description of the invention A, crosslinkable oligonucleotide The present invention provides a novel substituted nucleotide base having a bridging arm, Useful in the preparation of creosides and nucleotides and also as a cross-linking agent . The redeemable base has the following formula (Io): R+B (CH2)-(Y), (CH 2),, A' (1') in the formula, R1 is hydrogen or optionally oxygen at the 3' or 5° position a phosphorus derivative containing the groups Q3, Q2 and Qs, or a nucleus sugars that may be substituted with their reactive precursors suitable for leotide bond formation is a part or an analog thereof; Ql is hydroxy, phosphate or diphosphate; Q2 is = 0 or =S.

Qsは、CH2−R’、S−R’、○−R′、またはN−R’R”であり。Qs is CH2-R', S-R', ○-R', or N-R'R''.

RoおよびR”のそれぞれは、独立して水素またはC1−6アルキルであり:B は、核酸塩基またはそれらの類似体であって、オリゴヌクレオチドの構成部分で あり。Each of Ro and R'' is independently hydrogen or C1-6 alkyl: B is a nucleobase or an analog thereof, which is a component of an oligonucleotide. can be.

Yは、機能的な連結基であり。Y is a functional linking group.

mおよびqは独立して0から8までであり:rは0または1であり。m and q are independently from 0 to 8; r is 0 or 1;

八゛は離脱基である。8 is a leaving group.

本発明の実施において、糖部分またはその類似体は、ヌクレオチドの構成部分と して有用なものから選択される。そのような糖部分は、例えば、リボース、チオ キシリボース、ペン[・−ス、デオキシベントース1、ヘキソース、デオキシヘ キソース、グルコース、アラビノース、ベントフラノース、キシロース、リキソ ースおよびンクロベンチルから選択され得る。糖部分は、好ましくは、リポース 、チオキシリポース、アラビノースまたは2°−○−メチルリボースであり、ア ノマー、αまたはβのいずれかも含む。In the practice of this invention, the sugar moiety or analog thereof is a component of a nucleotide. and selected from those that are useful. Such sugar moieties include, for example, ribose, thio xyribose, pen[-su, deoxybentose 1, hexose, deoxybentose xyose, glucose, arabinose, bentofuranose, xylose, lyxo and ncrobentyl. The sugar moiety is preferably , thioxylipose, arabinose or 2°-○-methylribose, Also includes nomer, α or β.

糖部分に結合するリン誘導体は、例えばモノホスフェート、ジホスフェート、ト リホスフェート、アルキルホスフェート、アルカンホスフェート、ホスホロチオ エート、ホスホロ/チオエート等から適宜選択される。Phosphorus derivatives that bind to sugar moieties include, for example, monophosphates, diphosphates, and triphosphates. Rephosphate, alkyl phosphate, alkane phosphate, phosphorothio It is appropriately selected from ate, phosphoro/thioate, etc.

ヌクレオチド内結合形成に適切な反応性前駆体は、オリゴヌクレオチド合成にお けるヌクレオチド鎖伸長時に有用なものの一つである。本発明において、特に有 用な反応性基はリンを含有するものである。ヌクレオチド内結合形成に適切なリ ン含有基は、好ましくはアルキルホスホルアミダイト、アルキルホスファイトま たはアルキルホスホルアミダイトである。代替として、活性化ホスフェ−トンエ ステルが本目的に使われることもある。Reactive precursors suitable for intranucleotide bond formation are used in oligonucleotide synthesis. It is one of the useful substances during nucleotide chain elongation. In the present invention, particularly A useful reactive group is one containing phosphorus. Appropriate linkage for intranucleotide bond formation The ion-containing group is preferably an alkylphosphoramidite, alkylphosphite or or an alkylphosphoramidite. Alternatively, activated phosphatone ether Steal may also be used for this purpose.

核酸塩基またはそれらの類似体(B)は、プリン、ピリミジン、デアザプリンお よびピラゾロピリミジンから選ばれることもある。それは、好ましくはウラシル −5−イル、ノドノン−5−イル、アデニン−7−イル、アデニン−8−イル、 グアニン−7−イル、グアニン−8−イル、4−アミノピロロ−[2,3−d] ピリミジン−5−イル、2−アミノ−4−オキソピロロ[2,3−d]ピリミジ ン−5−イル、4−アミノピラゾロ[3,4−d] ピリミジン−3−イルまた は4−アミノ−6−オキソピラゾロ[3,4−d] ピリミジン−3−イルから 選択され、そこで、プリンは9位を介してオリゴヌクレオチドの糖部分に結合し 、ピリミジンは1位を介して、ピロロピリミジンは7位を介して、ピラゾロピリ ミジンは1位を介してオリゴヌクレオチドの糖部分に結合する。Nucleobases or analogs thereof (B) include purines, pyrimidines, deazapurines and and pyrazolopyrimidine. It is preferably uracil -5-yl, nodonon-5-yl, adenin-7-yl, adenin-8-yl, Guanine-7-yl, guanine-8-yl, 4-aminopyrrolo-[2,3-d] Pyrimidin-5-yl, 2-amino-4-oxopyrrolo[2,3-d]pyrimidine -5-yl, 4-aminopyrazolo[3,4-d]pyrimidin-3-yl or is from 4-amino-6-oxopyrazolo[3,4-d]pyrimidin-3-yl selected, where the purine is attached to the sugar moiety of the oligonucleotide via the 9-position. , pyrimidine through the 1st position, pyrrolopyrimidine through the 7th position, pyrazolopyrin The midine attaches to the sugar moiety of the oligonucleotide through the 1 position.

機能的な連結基Yは、オキ7、チオ、アミノまたはそれらの化学的に保護された 誘導体、例えば、トリフルオロアセトアミド、フタルイミド、C0NR’、NR ’CO,および5O2NR’、式中R’=H*たはCl−6フル+ルである、な どの核性基から選ばれる。これらの脂肪族または芳香族アミンを含むものの機能 性は請求核特性を示すこと、および−(Cl2) 、−A’基の結合点として働 く能力を持つ二とである。アミノ基および保護されたそれらの誘導体が好ましい 。離脱基A′は、例えば、クロロ、ブロモ、ヨード、502R’″またはS″R “Roなどの基から選ばれることもあり、ここで、RoおよびR”はそれぞれ独 立してCし6アルキルまたはアリルであり、またはRoおよびR”は−緒になっ てCl−6アルキレン橋かけを形成する。クロロ、ブロモおよびヨードが好まし い。離脱基は、その離脱能力によって変更する。特定の離脱基の性質および反応 性に依存して、用いる基を各場合で選び、不可逆的に結合するプローブの望まし い特異性を得る。The functional linking group Y is ox7, thio, amino or chemically protected thereof. Derivatives such as trifluoroacetamide, phthalimide, C0NR', NR 'CO, and 5O2NR', where R'=H* or Cl-6fluor, Which nuclear group is chosen? Function of those containing aliphatic or aromatic amines -(Cl2), which acts as the point of attachment for the -A' group. They are two people who have the ability to Amino groups and protected derivatives thereof are preferred . The leaving group A' can be, for example, chloro, bromo, iodo, 502R''' or S''R It may be selected from groups such as “Ro”, where each “Ro” and “R” are independently and C6 alkyl or allyl, or Ro and R'' taken together. to form a Cl-6 alkylene bridge. Chloro, bromo and iodo are preferred stomach. The leaving group varies depending on its leaving ability. Nature and reaction of specific leaving groups The groups used are chosen in each case depending on the nature and the desirability of irreversibly binding probes. get specificity.

二本鎖DNAのボール・アンド・スティックモデル(Ball−and−sti ck models)による考察および高分解能コンピューターグラフィックは 、プリンの7位、ピリミジンの5位が二本鎖核酸のB型二本鎖構造のメジャーグ ローブ(the major groove)に存在することを示している。こ れらの位置は、かなりの量の側鎖で置換され得るが、塩基のハイブリダイゼーシ ョン特性で影響を受けることはない。これらの倒毛は、dThdまたはcicy aの誘導化、またはへテロ環状塩基の直接の全合成、続くグリコリル化のいずれ かにより導入されることもある。これらの修飾ヌクレオチドは自動DNA合成機 でオリゴヌクレオチドに組み込むために適切な活性化ヌクレオチドに転化するこ ともある。アデニンの類似体であるピラゾロ[3,4−dl−ピリミジンと架橋 手を3位で結合させるが、これはプリンの7位に対しても同等である。Ball-and-stick model of double-stranded DNA ck models) and high-resolution computer graphics are , the purine position 7 and the pyrimidine position 5 are major groups in the B-type double-stranded structure of double-stranded nucleic acids. This indicates that it exists in the major groove. child Although these positions can be substituted with significant amounts of side chains, hybridization of the base It is not affected by the version characteristics. These fallen hairs are called dThd or cicy. either derivatization of a or direct total synthesis of the heterocyclic base followed by glycolylation. It may also be introduced depending on the situation. These modified nucleotides can be used in automatic DNA synthesizers. to the appropriate activated nucleotides for incorporation into oligonucleotides. There is also. Cross-linked with pyrazolo[3,4-dl-pyrimidine, an analog of adenine The hands are joined at the 3rd position, but this is also the same for the 7th position of the pudding.

架橋性側鎖は、プリン7−または8−位、ピリミジン5−位、ピロロピリミジン 5−位またはピラゾロピリミジン3−位からメジャーグローブを横切って届くた めに、充分長く、修飾類似体を含有する塩基対の(オリゴマー3゛側)上に位置 するプリン(好ましくはグアニン)のN−7と反応するものでなければならない 。従って、側鎖は、長さにして、少なくとも3原子のものであるべきであり、好 ましくは、少な(とも5原子のもの、より好ましくは少なくとも6原子のもので ある。一般的に好ましい側鎖の長さは、約5から約9炭素原子である。Crosslinkable side chains include purine 7- or 8-position, pyrimidine 5-position, pyrrolopyrimidine For reaching across the major globe from the 5-position or the pyrazolopyrimidine 3-position, be sufficiently long and located on the (3' side of the oligomer) of the base pair containing the modified analog. must react with N-7 of the purine (preferably guanine) . Therefore, the side chain should be at least 3 atoms in length, preferably Preferably, at least 5 atoms, more preferably at least 6 atoms. be. Generally preferred side chain lengths are about 5 to about 9 carbon atoms.

鎖を最大限に架橋するには、架橋手を含むオリゴヌクレオチドにおいて修飾塩基 の3°側上にある第一または第二の塩基と攻撃されているターゲット鎖塩基を対 合することが望ましいと思われる。例えば、攻撃下のターゲット鎖塩基がグアニ ンである場合、修飾ウラノルを含有するプローブに対するターゲット配列は、U ZC(好ましくはUCC)の見は5位で架橋手で置換されたdUrdであるもの を含有するブローブオリゴタクレオチドと相補のGZA (好ましくはGGA) でZはいずれかの塩基であるものを含有すべきである。架橋性アデニン誘導体を 含有しているオリゴヌクレオチドにおいて、例えば、三つ組のアデニン修飾ΔZ 】Cは、GZ’Tで21はいずれかの塩基であるものをターゲットとするだろう 。To maximize cross-linking of the strands, modify bases in oligonucleotides containing cross-linking hands. Pair the target strand base being attacked with the first or second base on the 3° side of It seems desirable that the For example, if the target strand base under attack is If the target sequence for a probe containing a modified uranol is ZC (preferably UCC) is dUrd substituted with a bridge at position 5 Complementary GZA (preferably GGA) with probe oligotacleotide containing and Z should contain any base. cross-linked adenine derivatives In the oligonucleotide containing, for example, the triplet adenine modification ΔZ ] C will target GZ'T and 21 is any base. .

架橋手を育する修飾塩基がウラシルであり、ターゲット配列がGGAである場合 、架橋剤(closslinker)で修飾された塩基対のターゲット配列5° 側の二番目のグアニンのアルキル化は(図1で示したように)観察された唯一の 作用である。When the modified base that develops the crosslinker is uracil and the target sequence is GGA , target sequence of base pairs modified with crosslinker 5° The alkylation of the second guanine on the side is the only one observed (as shown in Figure 1). It is an effect.

架橋反応は、非常に特異的であり請求核分子に親電子分子が“最適に一致する( best fit)”と思われる。即ち、アルキル化部位を見つけるには、2ま たはそれ以上のグアニン残基が、修飾された塩基の相補に近接する必要があり得 る。The cross-linking reaction is highly specific and results in an “optimal match” of the electrophile to the claimed core molecule. In other words, to find the alkylation site, there are two or more guanine residues may be required in close proximity to the complement of the modified base. Ru.

修飾した2種類の2′−チオキンヌクレオシドは、本発明において配列指向性架 橋剤としてオリゴヌクレオチドに組み込むための特定の宵月性を示すものである 。第一種は、5−置換−2′−チオキシウリジンであり、その−膜構造は以下に 示す: 5−置換−2′−デオキシウリンンはスキーム1および2で示した経路により調 製され得る。Two types of modified 2'-thioquine nucleosides are used in the present invention for sequence-directed crosslinking. It exhibits specific properties for incorporation into oligonucleotides as bridging agents. . The first type is 5-substituted-2'-thioxyuridine, whose membrane structure is shown below. show: 5-Substituted-2'-deoxyurin can be prepared by the routes shown in Schemes 1 and 2. can be manufactured.

fXE) 例えば、ロビン等の一般的方法(J カナディアン・ジャーナル・オブ・ケミス トJ)−(J、 Can、 J、 Chem、 ) 、5 Q巻、554頁<1 982年)、ツヤ−ナル・オブ・オーカニ、り・ケミストリー(J、Org、C heo、) 、48巻、1854頁(1983年))を、スキーム1て示したよ うに応用して、直換1−アルキン(XXI)を5−ヨード−2゛−チオキシウリ ノン(XX)とパラジウム媒介カップリングして、アセチレン結合生成物(XX II)を得る。アセチレンのdUrd類似体XXTlを、例えば、ラネー・ニッ ケルで還元して、飽和化合物(XXIII)を得、これを次に直接用いて、下記 のDNA自動合成機で使用する反応物イこ転化した。fXE) For example, the general method of Robin et al. (J Canadian Journal of Chemistry J)-(J, Can, J, Chem, ), 5 Volume Q, page 554 <1 982), Tsuyanal of Orkani, Re-Chemistry (J, Org, C heo, ), vol. 48, p. 1854 (1983)) is shown in Scheme 1. The direct conversion of 1-alkyne (XXI) to 5-iodo-2゛-thioxyuri palladium-mediated coupling with non(XX) to form the acetylene-linked product (XX II) is obtained. The dUrd analogue of acetylene, XXTl, for example, Reduction with Kel gives the saturated compound (XXIII), which can then be used directly to The reactants used in the automatic DNA synthesizer were converted into the same product.

(xxv’r) (XXVT+1 (XX7TI) 5−クロロメルク)フォー2゛−デオキシウリノン(XX I V)を出発化合 物として用いる場合、直接オレフィンを結合させて、機能化したオレフィンとの パラジウム触媒化カップリングにより、オレフィン化合物(XXVTI)を得る ことは出来ない。代わりに、スキーム2で示したように、置換アルケン(XXV )および5−タロロメルクリオー2′−デオキシウヮシン(XX T V)をメ タノールと一緒に反応させて、アルファーメトキン付加物(XXVI)を得、こ れをトリフルオロ酢酸および無水1リフルオロ酢酸によりオレフィン化合物XX VIIに転化する。下記のようにDNA合成合成試用試薬化させるために、還元 して飽和化合物(XXrll)を得る。(xxv’r) (XXVT+1 (XX7TI) Starting compound from 5-chloromerk)pho2-deoxyurinone (XX IV) When used as a product, the olefin is directly bonded to the functionalized olefin. Olefin compound (XXVTI) is obtained by palladium catalyzed coupling I can't do that. Alternatively, substituted alkenes (XXV ) and 5-talolomerculio-2'-deoxywacin (XX TV) Reaction with tanol gives alphamethquin adduct (XXVI), which This was converted into olefin compound XX using trifluoroacetic acid and 1-trifluoroacetic anhydride. Converted to VII. In order to convert the DNA into a synthetic reagent as described below, reduction is performed. to obtain a saturated compound (XXrll).

B ピラゾロ[3,4−dl ピリミジン第二種の修飾ヌクレオチドは2゛−チ オキシ−4−アミノピラゾロ[3,4,−cj]ピリミジン誘導体の群である。B Pyrazolo[3,4-dl pyrimidine The second type of modified nucleotide is 2゛-thi A group of oxy-4-aminopyrazolo[3,4,-cj]pyrimidine derivatives.

これらの誘導体の一般的な構造を以下に表す上記化合物は、3.4−二置換およ び3.4.6−三置換ピラゾロ[3,1−d]ピリミジンの新規誘導体群から誘 導される。3,4−二置換および3.4.6−三置換ピラゾロ[3,4−dl  ピリミジンおよびそれらの合成は、出願人自身の別出願第250.474号に開 示されており、その全体を本明細書に参照して組み込んでいる。それらは以下の 式(1)を待つ式中、 R,は、水素、または糖部分またはそれらの類似体であり、所望によりその3′ または5゛位で、酸素により糖部分と結合しており、基Q1、C2およびC3を 含んでいるリン誘導体、または、ヌクレオチド結合形成に適切なそれらの反応性 前駆体で置換され、但しR3が水素である場合、R1は水素であり得ない:Q、 は、ヒト七キノ、ホスフェートまたはジホスフェートであり。The above compounds, the general structures of these derivatives are shown below, are 3,4-disubstituted and and 3.4.6-trisubstituted pyrazolo[3,1-d]pyrimidine derivatives derived from the group of new derivatives. be guided. 3,4-disubstituted and 3.4.6-trisubstituted pyrazolo [3,4-dl Pyrimidines and their synthesis are disclosed in applicant's own separate application no. 250.474. and is incorporated herein by reference in its entirety. They are below During the ceremony waiting for the expression (1), R, is hydrogen or a sugar moiety or an analog thereof, optionally the 3' Or, at the 5′ position, it is bonded to the sugar moiety by oxygen, and the groups Q1, C2 and C3 are phosphorus derivatives containing or their reactivity suitable for nucleotide bond formation substituted with a precursor provided that if R3 is hydrogen, R1 cannot be hydrogen: Q, is a human hexaquinone, phosphate or diphosphate.

C2は、二〇または=Sであり。C2 is 20 or =S.

C3は、CHa R’、S−R’、O−R’、またはN−R’R”であり:R“ およびR”のそれぞれは、独立して水素またはcl−6アルキルであり。C3 is CHa R', S-R', O-R', or N-R'R": R" and R'' are independently hydrogen or cl-6 alkyl.

R3は、水素または基−w−(X)、−八であり;WとXのそれぞれは、独立し て化学リンカ−アーム(chemical 1inker arm)であり。R3 is hydrogen or a group -w-(X), -8; each of W and X is independently This is a chemical linker arm.

Aは、インターカレーター(j、ntercalators) 、金属イオンキ レータ−1求電子性架橋物、光活性可能架橋物、またはリポータ−基でありSR ,およびR6それソレハ、独立してHlOR,SR,NHOR,NH2まタハN H(CH2) 1NH2でありS Rは、HまたはC1−6アルキルであり。A is an intercalator (j, intercalators), metal ion key Rator-1 is an electrophilic crosslinked product, a photoactivatable crosslinked product, or a reporter group and SR , and R6 soreha, independently HlOR, SR, NHOR, NH2 mataha N H(CH2) is 1NH2 and S R is H or C1-6 alkyl.

nは、ゼロまたは1であり。n is zero or 1.

tは、ゼロまたは12である。t is zero or 12.

3.4−二置換および3.4.6−三置換ピラゾロ[3,4−dl ピリミジン ヌクレオノドの合成および酵素的にまたは化学合成を介してのいずれかで核酸に 組み込むための試薬としてのそれらの使用は、現状手段に幾つかの利点を与える ものである。ヌクレオチドのデ・ノボ(de novo)化学合成は、広範囲の 官能基(例えば、NH2、SH,OH,ハロケン、C0OH,CN、C0NH2 )の組み込みと様々な糖部分の使用を可能にする。アデニン、グアニン、および ヒポキサンチン類仰体も単一ヌクレオチド前駆体から得られる。更に該合成は、 有毒な重金属または高価な触媒の使用を必要としない。3.4-disubstituted and 3.4.6-trisubstituted pyrazolo[3,4-dl pyrimidine] synthesis of nucleotides and into nucleic acids either enzymatically or via chemical synthesis Their use as reagents for incorporation offers several advantages over current means. It is something. De novo chemical synthesis of nucleotides is widely used. Functional groups (e.g. NH2, SH, OH, Haloken, C0OH, CN, C0NH2 ) and the use of various sugar moieties. adenine, guanine, and Hypoxanthine analogs are also obtained from single nucleotide precursors. Furthermore, the synthesis is Does not require the use of toxic heavy metals or expensive catalysts.

本発明の実施において、糖部分またはその類似体はヌクレオチドの構成部分とし て有用なものから選択される。該部分は、例えば、ペントース、デオキシペント ース、ヘキソース、チオキシヘキソース、リボース、チオキシリホース、グルコ ース、アラビノース、ベントフラノース、キンロース、リキソースおよびンクロ ベンチルから選択され得る。糖部分は、好ましくは、リボース、チオキシリポー ス、アラビノース、または2′−〇−メチルリボースであり、アノマーαまたは βのいずれかを含む。In the practice of this invention, the sugar moiety or its analogue is considered as a constituent part of the nucleotide. selected from those that are useful. The moiety may be, for example, a pentose, a deoxypentose, -se, hexose, thioxyhexose, ribose, thioxylyhose, gluco arabinose, bentofuranose, kinloose, lyxose and ncro Bentyl. The sugar moiety is preferably ribose, thioxylipo α, arabinose, or 2′-〇-methylribose, and the anomeric α or Contains either β.

糖部分に結合しているリン誘導体は、例えば、モノホスフェート、ジホスフェー ト、トリホスフェート、アルキルホスフェート、アルカンホスフェート、ホスホ ロチオエート、ホスホロンチオエートなどから適宜選択される。Phosphorus derivatives attached to sugar moieties include, for example, monophosphates, diphosphates, triphosphates, alkyl phosphates, alkane phosphates, phosphorus It is appropriately selected from lotioate, phosphoronethioate, etc.

ヌクレオチド内結合形成に適切な反応性前駆体は、オリゴヌクレオチドの合成に おけるヌクレオチド鎖伸長に役立つものの1種である。本発明において特に有用 な反応性基は、リンを含有するものである。ヌクレオチド内結合形成に適切なリ ン含有基は、好ましくはアルキルホスホアミダイト、アルキルホスファイト、ま たはアルキルホスホアミダイトである。代替として、活性化ホスフェ−トンエス テルを本目的に使用することもある。Reactive precursors suitable for intranucleotide bond formation are used in the synthesis of oligonucleotides. It is one type of substance that is useful for elongation of nucleotide chains. Particularly useful in the present invention The reactive group is one containing phosphorus. Appropriate linkage for intranucleotide bond formation The ion-containing group is preferably an alkylphosphoramidite, alkylphosphite, or or an alkylphosphoramidite. As an alternative, activated phosphatone Es Teru may also be used for this purpose.

上記式■において、化学リンカ−アーム(W単独またはXと一緒)は、例えば抗 体、ディテクタータンパク質(detector proteins) 、また は化学試薬とより容易に相互作用出来る官能基(A)を作るために働く。その結 合は、塩基が二本鎖複合体内のもう一つの塩基と対をなす場合、塩基から離れて いる官能基を支える。結合手は、工ないし12炭素原子のアルキレン基、2ない し12炭素原子のアルケニレン基および1つまたは2つのオレフィン結合、2な いし12炭素原子のアルキニレン基および1つまたは2つのアセチレン結合、ま たは、末端てオキ/、チオ、アミノまたは化学的に保護されたそれらの誘導体( 例えば、トリフルオロアセトアミド、フタルイミド、C0NR’、NR’COお よび5O2NR’、式中R“=HまたはC1−6アルキル)などの核性基で置換 されるような基を含むこともある。このような機能性は、脂肪族または芳香族ア ミンを含んでおり請求核特性を示し、かつ官能基(A、)の結合点として働く能 力がある。In the above formula (■), the chemical linker arm (W alone or together with body, detector proteins, and serves to create a functional group (A) that can more easily interact with chemical reagents. The result When a base pairs with another base in a double-stranded complex, Supports the functional groups that exist. The bond is an alkylene group of 1 to 12 carbon atoms, 2 or an alkenylene group of 12 carbon atoms and one or two olefinic bonds, two an alkynylene group of 12 carbon atoms and one or two acetylene bonds, or or terminally oxy/, thio, amino or chemically protected derivatives thereof ( For example, trifluoroacetamide, phthalimide, C0NR', NR'CO and and 5O2NR', in the formula R"=H or C1-6 alkyl), substituted with a nuclear group such as It may also include groups such as Such functionality can be achieved by aliphatic or aromatic It has the ability to act as a bonding point for the functional group (A,) and exhibits the desired nuclear properties. have power.

リンカ−アーム部分(W単独またはXと一緒)は、好ましくは、少なくとも3原 子のもの、更に好ましくは、少なくとも5原子のものである。末端の核基は、好 ましくは、アミノまたは化学的に保護されたそれらの誘導体である。The linker arm portion (W alone or together with X) preferably contains at least three more preferably at least 5 atoms. The terminal nuclear group is preferably Preferred are amino or chemically protected derivatives thereof.

インターカレーターは、平面の芳香族二環式、三環式、多環式分子であり、核酸 の二本鎖らせん構造において、それ自身を2つの近接した塩基対の間に挿入でき るものである。インターカレーターは、DNAおよびRNAにおけるフレームノ ット変異を引き起こすのに用いられて来た。インターカレーターを結合手を介し て(つなぎ鎖でつなげて)デオキシオリゴヌクレオチドの端に適宜結合すると、 それはオリゴヌクレオチドとそのターゲット配列との結合親和性を増加し、結果 をエキソヌクレアーゼから保護するものもあるが、エンドヌクレアーゼに対して ではない。サン等、ヌクレイツク・アノッズ・リサーチ(Nucleic Ac 1ds Res、 )、15巻、6149−6158頁(1987年):し・ト ーン等、ヌクレイツク・アンッズ・リサーチ(Nucleic Ac1ds R es、 ) 、15巻、7749−7760頁(1987年)参照。つなぐこと が出来る挿入剤(intercalating agents)の例として、オ キサゾロピリドカルバゾール、アクリノンオレンジ、プロフラビン、アクリフラ ビンおよびプロフラビンの誘導体、および3−アジド−6−(3−ブロモプロピ ルアミノ)アクリジン、3−アミノ−6−(3−ブロモペンチルアミン)アクリ ジンおよび3−メトキン−6−クロロ−9−(5−ヒドロキシペンチルアミノ) アクリジンなどのアクリジンがある。Intercalators are planar, aromatic bicyclic, tricyclic, and polycyclic molecules that can be used in nucleic acids. can insert itself between two adjacent base pairs in the double-stranded helical structure of It is something that Intercalators are frame nodes in DNA and RNA. It has been used to induce cut mutations. Through the hands joining the intercalator When appropriately attached (connected with a tether) to the end of a deoxyoligonucleotide, It increases the binding affinity of the oligonucleotide with its target sequence, resulting in Some protect against exonucleases, but not against endonucleases. isn't it. Sun et al., Nucleic Ac 1ds Res, ), vol. 15, pp. 6149-6158 (1987): Shi. Nucleic Ac1ds Research (Nucleic Ac1ds R) es, ), vol. 15, pp. 7749-7760 (1987). connecting Examples of intercalating agents that can xazolopyridocarbazole, acrinone orange, proflavin, acrifla derivatives of vin and proflavin, and 3-azido-6-(3-bromopropylene) 3-amino-6-(3-bromopentylamine)acrydine gin and 3-methquin-6-chloro-9-(5-hydroxypentylamino) There are acridines such as acridine.

ターゲットの核酸の相補配列に対して架橋する能力のあるオリゴヌクレオチドを 増加するからである。このことは、オリゴヌクレオチドに共有結合的に結合させ た架橋剤により達成することが出来、次に化学的に活性化して架橋を形成し、タ ーゲットの相補配列において鎖切断(chain break)を誘発し、それ により該配列に不可逆的な損傷を引き起こす請求電子性架橋部分の例として、ア ルファーハロカルボニル化合物、2−クロロスチルアミンおよびエポキシドがあ る。oligonucleotides capable of cross-linking to complementary sequences of target nucleic acids. This is because it increases. This means that covalently attached oligonucleotides This can be achieved with a cross-linking agent, which is then chemically activated to form cross-links and Induces a chain break in the complementary sequence of the target and As an example of a claimed electronic bridge moiety that causes irreversible damage to the sequence, Rufer halocarbonyl compounds, 2-chlorostylamines and epoxides Ru.

本発明のヌクレオチド塩基部分の少なくとも1種から成るオリゴヌクレオチドが 、核酸アソセーにおけるプローブとして利用される場合は、標識を付けて、ハイ ブリッドポリヌクレオチドの存在を検出する。このような標識はリポータ−基と して挙動し、またターゲットのヌクレオチドとそれらの相補的なオ゛リゴヌクレ オチドプローブの間の二本鎖ホーメーションの検出手段として挙動する。An oligonucleotide comprising at least one nucleotide base moiety of the present invention When used as a probe in a nucleic acid assay, it should be labeled and labeled. Detecting the presence of a hybrid polynucleotide. Such a label can be used as a reporter group. target nucleotides and their complementary oligonucleotides. It acts as a means of detecting the double-stranded formation between the otide probes.

ここで使用されるようなリポータ−基は、測定または検出可能な物理的または化 学的特徴を持つ基である。検出能は、変色、発光、蛍光、または放射能などの特 徴により与えられることもあり、または配位子認識部位として働くリポータ−基 の能力により与えられることもある。As used herein, a reporter group is a measurable or detectable physical or chemical group. It is a group with scientific characteristics. Detectability is determined by characteristics such as color change, luminescence, fluorescence, or radioactivity. a reporter group that may be provided by a characteristic or act as a ligand recognition site. It may also be given by the ability of

本発明の式Iの式中、R1は水素であるピラゾロピリミジンは、以下に概略した 方法およびコバヤノ、Chem、 Pharm、 Bull、21巻、941− 951頁(1973年)により記載されたのと同じ方法により調製することが可 能であり、その開示は、本明細書に参考として組み込んでいる。The pyrazolopyrimidines of formula I of the invention in which R1 is hydrogen are as outlined below. Methods and Kobayano, Chem, Pharm, Bull, Volume 21, 941- 951 (1973). , the disclosure of which is incorporated herein by reference.

一般に、マロノニトリル(I I I)を塩基の存在下、アルキルライド(I  I)で処理し、アノルマロノニトリル(IV)を得、これを引き続き、例えばジ メチルサルフェートまたはジアゾメタンでメチル化し、置換されたメトキシメチ レンマロノニトリル(V)を得る。この化合物を次にヒドラジンヒトレートと嶌 沸アルコール中で反応させ、3−置換−5−アミノピラゾール−4−カルボニト リル(Vl)を得、これを冷濃硫酸で処理し、3−置換−5−アミノピラゾロ− 4=カルボキシアミド(Vll)を得る。Generally, malononitrile (II) is converted into alkyllide (I) in the presence of a base. I) to give anormalononitrile (IV), which is subsequently treated with e.g. Methylated and substituted methoxymethylene with methyl sulfate or diazomethane Lemmalononitrile (V) is obtained. This compound is then combined with hydrazine hydrate. Reacted in boiling alcohol to produce 3-substituted-5-aminopyrazole-4-carbonite. Riru (Vl) was obtained and treated with cold concentrated sulfuric acid to give 3-substituted-5-aminopyrazolo- 4 = carboxamide (Vll) is obtained.

カルボキシアミド(Vll)は、代替法として、ノアノアセトアミド(Xll) を酸ハライド(I I)で処理してアシルンアノアセトアミド(Xlll)を得 ることにより調製されることもあり、これを次にメチル化し、生じたメトキシ化 合物(XIV)をヒドラジンヒトレートで処理する。Carboxamide (Vll) can alternatively be replaced with noanoacetamide (Xll) was treated with acid halide (II) to obtain acylinanoacetamide (Xllll). This is then methylated and the resulting methoxylation Compound (XIV) is treated with hydrazine hydrate.

よびVllから行われる。従って3,4−二置換ピラゾロ[3,4−dl ピリ ミジン(VIIIおよびX)は、対応するVIおよびVllを煮沸ホルムアミド で処理することにより得られる。代替法として、Vlを室温または室温以上でカ ルボン酸のノアルコキノメチルエステル、次にアンモニアで処理してVIIIを 得ることもあり、またVIIを室温または室温以上でカルボン酸のジアルコキシ メチルエステルで処理して(続いてアンモニアで処理しない)、化合物Xを得る こともある。3.4.6−三置換ピラゾロ[3,4−dl ピリミジン(IXお よびXI)は、対応するVIおよびVllを尿素およびチオ尿素(H2N)2C =R6(式中、R6はOまたはSである)と融合することにより得られる。代替 として、VIおよびVNをカリウムエチルキサンテートなどのアルキルキサンテ ート塩およびヨー化メチルなどのアルキルハライドで、室温以上の温度で処理し 、次にニークロロ過安息香酸(MCPBA)などのベルオキシドにより酸化して 、続いてアンモニアで処理してIXおよびXIを得ることもあり、それぞれ、式 中R6はNH2である。and Vll. Therefore, 3,4-disubstituted pyrazolo[3,4-dl pyrazolo The midines (VIII and It can be obtained by processing with Alternatively, Vl can be heated at or above room temperature. noalcoquinomethyl ester of rubonic acid, then treated with ammonia to form VIII. Also, VII can be prepared by converting the dialkoxy group of carboxylic acids at room temperature or above. Treatment with methyl ester (without subsequent treatment with ammonia) provides compound X Sometimes. 3.4.6-trisubstituted pyrazolo[3,4-dl pyrimidine (IX or and XI), the corresponding VI and Vll are expressed as =R6 (wherein R6 is O or S). alternative as VI and VN with alkyl xanthetes such as potassium ethyl xanthate. salts and alkyl halides such as methyl iodide at temperatures above room temperature. , and then oxidized with a peroxide such as dichloroperbenzoic acid (MCPBA). , followed by treatment with ammonia to give IX and XI, respectively, with the formula R6 in the middle is NH2.

式Iの化合物は、反応混合物から回収することが可能であり、その中では、それ らの化合物が確立した方法により形成されている。The compound of formula I can be recovered from the reaction mixture, in which it is These compounds are formed by established methods.

式Iの、式中R1が糖部分である化合物において、糖は、更に処理する前のピラ ゾールV■またはVIIの1位に付加するか、またはピラゾロ[3,4−dコビ リミジンVIJLJX、XまたはXIの1位に付加するかのいずれかであり得る 。糖を付加するには、ピラゾールまたはピラゾロピリジンを水素化ナトリウム、 次に保護された糖のグリコリルノ\ライドで処理する。In compounds of formula I, where R1 is a sugar moiety, the sugar is addition to the 1-position of sol V or VII, or pyrazolo[3,4-d cobi It can be added to either position 1 of the limidine VIJLJX, X or XI . To add sugar, pyrazole or pyrazolopyridine is treated with sodium hydride, It is then treated with a protected sugar glycolylno\lide.

不発明のオリゴヌクレオチドは、式1の置換ピラゾロ[3,4−dl ピリミジ ン由来のこれらヌクレオチドの少なくとも1つおよびほぼ全部、および/または 式1′の置換ヌクレオチド塩基由来のこれらヌクレオチドの少なくとも1つおよ びほぼ全部から成ることもある。The uninvented oligonucleotide comprises a substituted pyrazolo[3,4-dl pyrimidine of formula 1] at least one and substantially all of these nucleotides derived from At least one of these nucleotides derived from the substituted nucleotide base of formula 1' and It may consist of almost all of the

オリゴヌクレオチドを調製するには、保護基を式Iまたは式■′のヌクレオシド に導入し、ヌクレオシドを活性化してオリゴヌクレオチドの合成に用いる。保護 活性化した形への転化は、数種の論評に詳細に記載された2′−チオキシヌクレ オシドについての方法に従う。ソンベイクス(Sonveaux) 、バイオオ ーカニ・ツク・ケミストリー(Bioorganic Chemistry)  、14巻、274−325頁(1986年)、ジョーンズ、“オリゴヌクレオチ ド合成、実用的方法“、M、J ゲイト出版、IRLプレス、23−34頁(1 984年)参照。To prepare oligonucleotides, protecting groups can be added to nucleosides of formula I or formula The nucleoside is activated and used for oligonucleotide synthesis. protection Conversion to the activated form is a 2'-thioxynucleotide, which has been described in detail in several commentaries. Follow the method about Osido. Sonveaux, BioO -Kani Tsuku Chemistry (Bioorganic Chemistry) , vol. 14, pp. 274-325 (1986); "Synthesis, Practical Method", M. J. Gate Publishing, IRL Press, pp. 23-34 (1 984).

活性化ヌクレオチドを、DNAおよびRNAヌクレオチドに対する方法と類似の 方法でオリゴヌクレオチドに組み込み、その中で適切なヌクレオチドが連続して つながり、ターゲットのDNAまたはRNAのヌクレオチド配列に相補的である ヌクレオチド鎖を形成するであろう。ヌクレオチドは、酵素的にまたは化学合成 を経るいずれかで組み込むこともある。該ヌクレオチドは、それらの5°−〇− 7メトキシトリチルー3′〜(N、N−ンイソプロピル)ホスホルアミダイトシ アノエチルエーテル誘導体に転化し、上記の“オリゴヌクレオチド合成、実用的 方法”における方法に従い、合成オリゴヌクレオチドに組み込むことが可能であ る。次にN−保護基を、他のオリゴヌクレオチド保護基と一緒に、合成後のアミ ツリシスにより、当技術分野では一般に知られている方法で除去する。Activated nucleotides can be prepared using methods similar to those for DNA and RNA nucleotides. method into the oligonucleotide, within which the appropriate nucleotides are linked and complementary to the nucleotide sequence of the target DNA or RNA will form a nucleotide chain. Nucleotides can be synthesized enzymatically or chemically It may be incorporated through one of the following steps. The nucleotides have their 5°-〇- 7 Methoxytrityl-3'-(N,N-isopropyl)phosphoramidite It is converted into an anoethyl ether derivative, making it practical for the above-mentioned “oligonucleotide synthesis”. can be incorporated into synthetic oligonucleotides according to the method in ``Methods''. Ru. The N-protecting group is then added to the post-synthesized amino acid along with other oligonucleotide protecting groups. It is removed by thurisis in a manner generally known in the art.

好ましい態様においては、活性化ヌクレオチドを直接、DNA自動合成機にかけ ることもあり、使用する特定の合成機の手順および指示に従うものである。オリ ゴヌクレオチドは標準的な工業規模のホスホアミダイトまたはH−ホスホネート 化学作用を用いて、合成機で調製することも可能である。In a preferred embodiment, the activated nucleotides are applied directly to an automated DNA synthesizer. Follow the procedures and instructions for the specific synthesizer used. Ori Gonucleotides are standard industrial scale phosphoramidites or H-phosphonates. It can also be prepared in a synthesizer using chemistry.

別の好ましい態様においては、アミノピラゾロピリミジンヌクレオチドトリホス フェートをランガー等、プロン−ディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オ ブ・サイエンシイズ・U S A (Proc、 Natl、 Acad、 S ci、 USA)、78巻、6633−6637頁(1981年)により記載さ れたニック・トランスレーション法を用いてアデニンの代わりに用いることも可 能であり、この開示は本明細書に参考として組み込んでいる。In another preferred embodiment, the aminopyrazolopyrimidine nucleotide triphos Langer et al. Bu Sciences U.S.A. (Proc, Natl, Acad, S Ci, USA), Vol. 78, pp. 6633-6637 (1981). It can also be used in place of adenine using the nick translation method. , the disclosure of which is incorporated herein by reference.

ハロアンル基などの離脱基をアミノアルキル尾部(−CH,)、−Y)に付加し 、続いてオリゴヌクレオチドに組み込み、幾つかの保護基を除去することもある 。Adding a leaving group such as a haloanlu group to the aminoalkyl tail (-CH,), -Y) , which may then be incorporated into oligonucleotides to remove some protecting groups. .

例えば、α−ハロアセトアミドの付加は、修飾化合物のHPLCの移動度を変え てアミン基の正の電荷を除去し、続いて2−アミノエタンチオールと反応させて 、正の電荷を再付加することにより、本来のアミノアルキルオリゴヌクレオチド に類似の逆相HPLC移動度を有する誘導体を得ることで立証されることもある 。For example, the addition of α-haloacetamides changes the HPLC mobility of the modified compound. to remove the positive charge of the amine group, followed by reaction with 2-aminoethanethiol. , by re-adding a positive charge to the original aminoalkyl oligonucleotide This may be demonstrated by obtaining derivatives with reversed-phase HPLC mobilities similar to .

特定の実施態様においては、以下の電子性離脱基それぞれをヒト・パピローマウ ィルス(HPV)プローブ上のアミノプロピル基・ブロモアセチル、ヨードアセ チルおよび反応性は落ちるが配座的により順応性のある4−ブロモブチリルを結 合させた。ブロモアセチルおよびヨードアセチルは架橋時に等しい反応性をもつ ものであると分かった。In certain embodiments, each of the following electronic leaving groups is Aminopropyl group, bromoacetyl, iodoacetyl on virus (HPV) probe It binds the less reactive but conformationally more flexible 4-bromobutyryl. Matched. Bromoacetyl and iodoacetyl have equal reactivity during crosslinking I knew it was something.

本発明に従うオリゴヌクレオチドプローブは、式Iの標識された置換ピラゾロ[ 3,4−dl ピリミジンヌクレオチド部分の少なくとも1つぉよび/または式 r゛の標識された置換ヌクレオチド塩基の少なくとも1つを含んで、いる。The oligonucleotide probe according to the invention comprises a labeled substituted pyrazolo [ At least one 3,4-dl pyrimidine nucleotide moiety and/or the formula and at least one substituted nucleotide base labeled r.

プローブは当技術分野で典型的に用いられている数種の方法のいずれが1つによ り標識することが可能である。通常の検出方法は、3H1+25)、 35sS 14(:または32p標識プローブなどを用いるオートラジオグラフィーの使用 である。他のリポータ−基は蛍光試薬、化学ルミネセンス試薬および酵素で標識 された抗体に結合する配位子を含んでいる。代替法として、プローブを直接、蛍 光試薬、化学ルミネセンス試薬、酵素および酵素基質などの標識とコンシュケー トすることが出来る。代わりに、同じ組成物を標識とコンジュゲートした配位子 と反応性の抗体などの配位子−抗配位子コンプレックスを通して間接的に結合さ せることもある。標識の選択は、必要とされる感受性、プローブとのコンジュゲ ートの容易さ、安定性要求性および入手できる器具類に依存している。Probes can be prepared by any one of several methods typically used in the art. It is possible to mark the The usual detection method is 3H1+25), 35sS 14 (: or the use of autoradiography using 32p-labeled probes etc. It is. Other reporter groups are labeled with fluorescent reagents, chemiluminescent reagents, and enzymes. contains a ligand that binds to the antibody. Alternatively, probes can be directly fluoresced. Labels and consumables such as photoreagents, chemiluminescent reagents, enzymes and enzyme substrates It is possible to Alternatively, the same composition can be labeled and conjugated with a ligand binding indirectly through a ligand-antiligand complex such as an antibody that is reactive with Sometimes it can be done. The choice of label depends on the required sensitivity and conjugation with the probe. Depends on ease of operation, stability requirements and available instrumentation.

標識の選択により、標識をプローブ内に組み込む方法を決定する。放射性プロー ブは、典型的に商業的に入手可能で、所望の放射性アイソトープを含有するヌク レオチドを用いて作成される。放射性ヌクレオチドは、例えばDNA合成機の使 用、ニック・トランスレーション、放射性塩基を末端基トランスフェラー七とで プローブの3゛側につなく二と、放射性dNTP’sの存在下、DNAポリメラ ーゼのフレノウフラグメントによる特定の挿入物を有するM13プラスミドの複 製、または放射性rNTP’sの存在下、RNAボリメラーセを用いて鋳型がら RNAを転写することによりプローブ内に組み込むことが出来る。The choice of label determines how the label is incorporated into the probe. radioactive probe Nucleoblasts are typically commercially available and contain the desired radioisotope. Created using leotide. Radioactive nucleotides can be used, for example, using a DNA synthesizer. For use in nick translation and radioactive base transfer with terminal group transferer In the presence of radioactive dNTP's, the DNA polymer is tethered to the 3' side of the probe. Replication of M13 plasmids with specific inserts by the Flenow fragment of or cleave the template using RNA polymerase in the presence of radioactive rNTP’s. By transcribing the RNA, it can be incorporated into the probe.

非放射性プローブは、直接的にノブナル(例えば、蛍光試薬、化学ルミネセンス 試薬または酵素)で標識することが出来、または間接的に配位子とのコンジュゲ ーンヨンにより標識することが出来る。例えば、配位子分子をプローブと適宜結 合させる。その後、この配位子は、本質的に検出可能な化合物であるか、または 酵素または光反応性化合物などの検8可能なノブナルと適宜結合するかのいずれ かである受容体分子とつなげる。配位子および抗配位子は広く変化に冨んでいる 。配位子が天然の″抗配位子(antiligand)”、即ちビオチン、チロ キノンおよびコルチゾールなどの配位子を有している場合は、その標識された天 然に生じる抗配位子と合同して使用することが出来る。代替として、ハプテンま たは抗原化合物のいくつかを適切に標識した抗体と組み合わせて用いることが出 来る。好ましい標識方法では、(ランガー等、プロン−ディング・オン・ナショ ナル・アカデミ−・オン・サイエンスイズ・tJ S A (Proc、Nat l、Acad、Sci、USA) 、78巻、6633−6637頁(1981 年)に記載されているように)オリゴヌクレオチドのビオチン標識類似体を利用 し、これは本明細書に参考として組み込んである。Non-radioactive probes can be directly probed (e.g., fluorescent reagents, chemiluminescent reagents or enzymes) or indirectly conjugated with ligands. It can be labeled by a nu-yon. For example, link the ligand molecule to the probe as appropriate. Match. This ligand is then essentially a detectable compound or Any suitable combination with an detectable knob such as an enzyme or a photoreactive compound. connects with a receptor molecule. Ligands and antiligands are widely varied . If the ligand is a natural "antiligand", i.e. biotin, tyro If it has ligands such as quinone and cortisol, its labeled It can be used in conjunction with naturally occurring anti-ligands. Alternatively, hapten or or some of the antigenic compounds can be used in combination with appropriately labeled antibodies. come. Preferred labeling methods include (Langer et al., Pronding on National Naru Academy on Science Is tJSA (Proc, Nat Acad, Sci, USA), vol. 78, pp. 6633-6637 (1981 Utilizing biotin-labeled analogs of oligonucleotides (as described in 2013) , which is incorporated herein by reference.

リポータ−基として対象となる酵素は、主としてヒドロラーゼ、特にホスファタ ーゼ、エステラーゼ、ウレアーゼおよびグリコンダーゼ、またはオキシドレダク タ′−ゼ、特にベルオキシダーゼである。蛍光化合物は、フルオレセインおよび その誘導体、ロダミンおよびその誘導体、ダンンル、ウンベリフェロン、希土酸 化物などである。化学ルミネセンスは、ルシフェリン、アクリジニウムエステル および2,3−ジヒドロフタルアンネジオン、例えばルミノールを含む。Enzymes of interest as reporter groups are primarily hydrolases, especially phosphatase. -ase, esterase, urease and glycondase, or oxidoreduct enzymes, particularly peroxidases. Fluorescent compounds include fluorescein and its derivatives, rhodamine and its derivatives, Dannlu, umbelliferone, rare earth acids It is a monster, etc. Chemiluminescence, luciferin, acridinium ester and 2,3-dihydrophthalanedione, such as luminol.

特定のハイブリダイゼーション条件は、決定的なものではなく、研究者の好みお よび要望に従い、変わるであろう。様々なハイブリダイゼーション溶液が用いら れることもあり、極性有機溶媒を約20%から約60%容量、好ましくは約30 %容量含んでいる。普通のハイブリダイゼーション溶液は、約30−60%V/ Vホルムアミド、約0.5ないし1M塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、ト リスHCI、PIPESまたはHEPESなどの約0.05ないし0.IMlf ilI液、ドブノル硫酸ナトリウムなどの約0.05%ないし05%洗剤、およ び1〜10rnMの間のEDTA、0.01%ないし5%フィコール(約300 −500kdal)、0,1%ないし5%ポリビニルピロリドン(約200−5 00kdal)および0゜01%ないし10%ウソ血清アルブミンを用いる。ま た典型的なハイブリダイゼーション溶液に含まれるものは、例えば、部分的に断 片化した子牛胸腺またはサケ精子、DNAおよび/または部分的に断片化した酵 母RNAの約0.1から5111g7mlの非標識担体核酸、および所望により 約0.5%から2%wt、/volのグリツツである。別の付加物として、様々 な極性水溶性または膨張可能な試薬を含む容量除外剤など、アニオンポリアクI Jレートまたはポリメチルアクリレートなどが含まれることもあり、デキストラ ンサルフェートなどの糖類ポリマーて満たされていることもある。Specific hybridization conditions are not definitive and are subject to researcher preference and preference. It will change according to the call and demand. Various hybridization solutions can be used. The polar organic solvent may be added to about 20% to about 60% by volume, preferably about 30% by volume. % capacity included. Typical hybridization solutions have approximately 30-60% V/ V formamide, about 0.5 to 1M sodium chloride, sodium citrate, about 0.05 to 0.05, such as Squirrel HCI, PIPES or HEPES. IMlf approximately 0.05% to 0.5% detergent such as IL solution, sodium dobnol sulfate, and and EDTA between 1 and 10 rnM, 0.01% to 5% Ficoll (approximately 300 -500 kdal), 0.1% to 5% polyvinylpyrrolidone (about 200-5 00 kdal) and 0.01% to 10% bogus serum albumin. Ma Typical hybridization solutions include, for example, partially cleaved fragmented calf thymus or salmon sperm, DNA and/or partially fragmented enzymes About 0.1 to 5111 g of mother RNA, 7 ml of unlabeled carrier nucleic acid, and optionally About 0.5% to 2% wt/vol grits. As another addition, various anionic polyacrylates, such as capacity excluding agents containing polar water-soluble or swellable reagents. Dextra may also contain J-rate or polymethyl acrylate. It may also be filled with sugar polymers such as sulfates.

特定のハイブリダイゼーション技術は、本発明の木質的な要素ではない。ハイブ リダイゼーション技術は、一般に“核酸ハイブリダイゼーシヨン、実用的方法” 、ヘイムスおよびピシンズ、出版、IRLプレス、1985年:ガールおよびバ ルデュ、プロノーディング・オン・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンス イズ・U S A (Proc、 Natl、^cad、sci、UsA) 、 63巻、378−383頁(1969年):およびジョン等、ネイチ+ −(N ature) 、223巻、582−587頁(1969年)に記載されている 。ハイブリダイゼーション技術について改良が為されているので、それらを容易 に適用することが出来る。The specific hybridization technique is not a material element of the invention. hive Redization technology is generally referred to as “nucleic acid hybridization, practical method” , Haymes and Pithins, Publishing, IRL Press, 1985: Girl and Ba Redu, Pronouding on National Academy of Sciences Is USA (Proc, Natl, ^cad, sci, UsA), 63, pp. 378-383 (1969): and John et al. ature), Volume 223, Pages 582-587 (1969) . Improvements have been made in hybridization techniques to make them easier. It can be applied to

ハイブリダイゼーション溶液中にある標識プローブの量は広範に変化することが ある。一般には、ターケノト核酸の化学量論的量を越える実質的に過剰なプロー ブが使用されており、プローブとターゲットDNAの結合速度を高めるためであ る。The amount of labeled probe present in the hybridization solution can vary widely. be. Generally, a substantial excess of the probe over the stoichiometric amount of the target nucleic acid is used. This is to increase the binding rate between the probe and target DNA. Ru.

ハイブリダイゼーシヨンの様々な度合いのストリン/エレン−(stringe ncy)を採用することが出来る。ハイブリダイゼーションの条件がより厳重に なる程、安定な二本鎖を形成するためのプローブとターゲット間の相補性の度合 はより強くなければならない。ストリンジエンノーの度合は、温度、イオン強度 、極性有機溶媒の封入などにより31節され得る。例えば、用いられる温度は、 正常は約20℃ないし800Cの範囲てあり、通常は25℃ないし75℃であろ う。50%ホルムアミド中15−50ヌクレオチドのプローブにとって、最適温 度範囲は、22−65℃の間で変化し得る。慣例の実験を行うことにより、室温 で満足にハイブリダイゼーションさせるある1つの条件を定めることが出来る。Strings with varying degrees of hybridization ncy) can be adopted. Hybridization conditions become more stringent I see, the degree of complementarity between the probe and target to form a stable duplex. must be stronger. The degree of stringency depends on temperature and ionic strength. , 31 by inclusion of a polar organic solvent, etc. For example, the temperature used is Normal temperature ranges from about 20℃ to 800℃, and normal temperature ranges from 25℃ to 75℃. cormorant. Optimal temperature for probes of 15-50 nucleotides in 50% formamide The temperature range can vary between 22-65°C. By performing routine experiments, room temperature It is possible to define one condition for satisfactory hybridization.

ハイブリダイゼーシヨンのストリンジエンノーも、ホルムアミドの濃度を約20 %ないし約50%の範囲で操作して反応物溶液のイオン強度および極性を変える ことにより適宜変えられる。The stringency of hybridization also reduces the concentration of formamide to about 20%. % to about 50% to vary the ionic strength and polarity of the reactant solution. It can be changed as appropriate.

商業的に入手可能な超音波浴中に反応容器を浸けて超音波処理すると、ハイブリ ダイゼーション速度が加速することが度々ある。Submerging the reaction vessel in a commercially available ultrasonic bath and sonicating it will result in hybridization. The rate of diization often accelerates.

用いる特定のハイブリダイゼーション溶液に適切な時間および室温でハイブリダ イゼーションした後、プローブ−ターゲットハイブリッドが付着しているガラス 、プラスチック、またはフィルター支持体を一般的にハイブリダイゼーション溶 液と同様の試薬(例えば、塩化ナトリウム、緩衝液、有機溶媒および洗剤)を含 んでいる洗浄溶液に入れる。これらの試薬はハイブリダイゼーション媒質と同様 の濃度であるが、より11FWな洗浄条件が望まれる場合は、それより低い濃度 であることがしばしばある。支持体を洗浄溶液に浸けておく時間は、数分から数 時間またはそれ以上で変わることもある。Hybridize for a time and at room temperature appropriate for the specific hybridization solution being used. After ization, the glass with the probe-target hybrid attached , plastic, or filter supports are commonly used in hybridization solutions. containing similar reagents (e.g., sodium chloride, buffers, organic solvents and detergents). into the washing solution. These reagents are similar to hybridization media However, if a higher cleaning condition of 11FW is desired, a lower concentration can be used. is often the case. The time that the support is left in the cleaning solution ranges from a few minutes to a few minutes. It may change over time or more.

ハイブリダイゼーシヨンまたは洗浄媒質のいずれかは厳fit (string ent)であっても良い。適度に厳重に洗浄した後に、正確なハイブリダイゼー ション複合体が標識の性質と一致してすぐに検出されることもある。Either the hybridization or washing medium is a tight fit (string ent). Accurate hybridization after moderately rigorous cleaning Consistent with the nature of the label, complexes may be readily detected.

プローブが直接標識とコンツユゲートすることもある。例えば、標識が放射性で ある場合、結合したハイブリダイゼーション複合体基質を有する支持体表面はX 線フィルムで露光する。標識が蛍光である場合は、試料は、まずそれを特定の波 長の光にさらすことにより検出される。試料はこの光を吸収し、その後、検出器 でとらえられる異なる波長の光を発する(“物理生物化学”、フレイフェルダー 、D0、W、Hフリーマン&CO0,1982年、537−542頁)。標識が 酵素である場合、その酵素に対する適切な基質と共にインキュベーションするこ とにより試料を検出する。生じたノブナルは、着色沈殿、着色または蛍光溶解物 、または生物ルミネセンスまたは化学ルミネセンスにより生じる光子であり得る 。Probes may also be directly conjugated with labels. For example, if the label is radioactive In some cases, the support surface with bound hybridization complex substrate is Expose with line film. If the label is fluorescent, the sample is first exposed to specific waves. Detected by long exposure to light. The sample absorbs this light and then the detector (“Physical Biochemistry”, Freifelder) , D0, W, H Freeman & CO0, 1982, pp. 537-542). The sign is If it is an enzyme, incubation with the appropriate substrate for the enzyme The sample is detected by The resulting nobunal is a colored precipitate, colored or fluorescent lysate. , or photons produced by bioluminescence or chemiluminescence .

計深棒アッセーに好ましい標識は、着色沈殿を生じるものであり、正の読み値を 指す。例えば、アルカリホスファターゼは、インドキンルホスフエートを脱リン 酸化し、その後、還元反応に参入して、テトラゾリウム塩を非常に着色された不 溶性のホルマザンに転化する。Preferred labels for dipstick assays are those that produce a colored precipitate and give a positive reading. Point. For example, alkaline phosphatase dephosphorylates indoquine phosphate. oxidizes and then participates in a reduction reaction to form the tetrazolium salt into a highly colored dye. Converted to soluble formazan.

ハイブリダイゼーション複合体の検出には、シグナル発生複合体がターゲットの 二本鎖とプローブポリヌクレオチドまたは核酸に結合していることが要求される こともある。典型的には、このような結合は、配位子−コンンユゲートプローブ およびシグナルとコンシュケートした抗配位子の中間として配位子と抗配位子の 相互作用により起こる。シグナル発生複合体の結合もまた、超音波エネルギーに さらすと容易に加速しやすい。Detection of hybridization complexes involves detecting the signal-generating complex as the target. Requires double strands and probe polynucleotide or nucleic acid binding Sometimes. Typically, such bonds are linked to a ligand-conjugate probe. and between the ligand and the antiligand as an intermediate between the signal and the concomitant antiligand. Occurs through interaction. Binding of signal-generating complexes also results in ultrasonic energy It is easy to accelerate when exposed.

標識は、ハイブリダイゼーション複合体の間接的な検出を可能にすることもある 。例えば、標識がハブテンまたは抗原である場合、抗体を用いることにより試料 を検出することが出来る。これらの系において、ラジカルは蛍光または酵素分子 を抗体により結合することにより、ある場合においては、放射性標識に結合させ ることにより発生する(チセン(Tijssen) 、 P、、′生化学および 分子生物学における酵素免疫アッセーの実施および理論、実験室的技術”、ブル ドン、R,H,、ヴアン・ニラペンバーブ、P、H,、出版、エルスヴイア、1 985L 9−20頁)。Labels may also allow indirect detection of hybridization complexes . For example, if the label is a hubten or an antigen, antibodies can be used to can be detected. In these systems, the radicals are fluorescent or enzyme molecules. in some cases, by conjugation with an antibody to a radioactive label. (Tijssen, P., 'Biochemistry and Implementation and Theory of Enzyme Immunoassays in Molecular Biology, Laboratory Techniques”, Bull Dong, R.H., Van Nilapenbarb, P.H., Publishing, Elsevier, 1 985L, pages 9-20).

ハイブリダイゼーション溶液に存在する標識プローブ量は、広範に変化すること もあり、標識の性質、細胞のターゲット核酸に適度に結合出来る標識プローブの 量、およびハイブリダイゼーション媒質および/または洗浄媒質の正確な厳重さ に依存している。一般に、ターゲットの化学量論的量を越える実質的に過剰なプ ローブがプローブとターゲット核酸の結合速度を高める目的で用いられる。The amount of labeled probe present in the hybridization solution can vary widely. However, depending on the nature of the label and the ability of the labeled probe to bind appropriately to the target nucleic acid in cells, amount and exact stringency of the hybridization medium and/or washing medium. depends on. Generally, a substantial excess of the product over the stoichiometric amount of the target The lobes are used to increase the rate of binding between the probe and target nucleic acid.

本発明は、ターゲット核酸配列を同定する方法を指向するものでもあり、その方 法は、式■および/または式I゛の標識かつ置換されたヌクレオチド部分の少な くとも1つを含むオリゴヌクレオチドプローブを利用することから成る。The present invention is also directed to methods of identifying target nucleic acid sequences; The method uses a small number of labeled and substituted nucleotide moieties of formula (1) and/or formula (1). It consists of utilizing at least one oligonucleotide probe.

−態様において、その方法は以下の工程から成る:(a、 )核酸を試料中で変 性し、試験する(b)ターゲット核酸を式Iまたは式I′の標識された置換ヌク レオチド部分の少なくとも1つを含むオリゴヌクレオチドプローブとハイブリダ イゼーションし、その中のプローブはターゲット核酸の配列と相補的な配列から 成る(C)試料を洗浄し、未結合のプローブを除去する(d)試料を検出試薬と 共にインキュベートする(e)試料を検査する。- In embodiments, the method comprises the steps of: (a) modifying the nucleic acid in the sample; (b) converting the target nucleic acid to a labeled substituted nucleic acid of formula I or formula I'; Oligonucleotide probes and hybrids containing at least one leotide moiety The probe in it is derived from a sequence complementary to that of the target nucleic acid. (C) washing the sample to remove unbound probe; (d) treating the sample with a detection reagent; Incubate together (e) Test the samples.

上記方法を当技術分野でよく知られている手順に従い実行することもある。The above methods may be carried out according to procedures well known in the art.

式Iおよび/または式■′の標識された置換ヌクレオチド部分の少なくとも1つ を含むオリゴヌクレオチドプローブを利用し、かつ上記方法から成る、ターゲッ トの核酸配列を同定するアッセーは、本発明を実行することに企図されるもので ある。このようなアッセーには、キットになっているものもある。例えば、代表 的なキットは、式Iまたは式I′のm識された置換ヌクレオチド部分の少な(之 も1つを含むオリゴヌクレオチド、即ちターゲットの核酸配列に相補的な配列を 持つオリゴヌクレオチド;二本鎖核酸を一本鎖核酸に変える変性試薬:および) 1イブリダイゼ−/コン反応混合物から成るプローブ試薬構成物を含有している だろう。該キットは、例えば酵素などのシグナル発生系およびその系のための基 質を含むものもあり得る。At least one labeled substituted nucleotide moiety of formula I and/or formula ■' A target method that utilizes an oligonucleotide probe containing Assays that identify the nucleic acid sequences of be. Some such assays come in kits. For example, representative A standard kit includes a small number of identified substituted nucleotide moieties of formula I or formula I'. an oligonucleotide containing one or more sequences, i.e., a sequence complementary to the target nucleic acid sequence. oligonucleotide; a denaturing reagent that turns double-stranded nucleic acids into single-stranded nucleic acids: and) 1 hybridase-/con reaction mixture. right. The kit includes a signal generation system such as an enzyme and a base for the system. It may also include quality.

C0酵素媒介三本鎖形成 性薬剤として大きな可能性を持つ。例えば、化学的に合成された○DNsは、相 補的なメツセンジャーRNA (mRNA)とのハイブリダイゼーションで二本 鎖を形成することにより特定の遺伝子産物の発現を阻害することもある。より具 体的には、これらの“アンチセンス”○DNsは主としてRNNアーゼ−媒介さ れるターゲットmRNA配列の切断によりメツセージ(伝達暗号)のプロセシン グまたは翻訳を阻害すると信じられている。これらの阻害効果のため、アンチセ ンス0DNsは、抗ウィルス剤、抗寄生物剤、および抗ガン剤として有用である こともある。更に、アンチセンス○DNsは合理的な薬剤開発に唯−無二の機会 を与えるものであり、それは遺伝子ターゲットが、可能性のあるターゲット配列 に関して素晴らしい特異性と万能性の両方を提示するためである。C0 enzyme-mediated triple strand formation It has great potential as a sex drug. For example, chemically synthesized ○DNs are By hybridization with complementary metsenger RNA (mRNA), two Chain formation may also inhibit the expression of specific gene products. Twist Physically, these “antisense” DNs are primarily RNNase-mediated. Message processing by cutting the target mRNA sequence It is believed that it inhibits translation or translation. Because of these inhibitory effects, antiseptic Nance0DNs are useful as antiviral, antiparasitic, and anticancer agents. Sometimes. Moreover, antisense DNs offer a unique opportunity for rational drug development. which gives the gene target a possible target sequence This is because it offers both great specificity and versatility.

しかしながら、“アンチセンス”技術には、ある基本的な不利点がつきまとう。However, "antisense" technology suffers from certain fundamental disadvantages.

土な難題の1つは、アンチセンス0DNsの開発には、イン・ビトロでの試験を 許可するに十分な効能が必要であるということである。ヌクレアーゼ抵抗性、細 胞内への迅速な取込み、およびターゲットRNA配列に対する効率的で安定な/ Xイブリダイゼー/ヨンを示すアンチセンスODN処方が望まれている。これら 特性の1つまたはそれ以上を他の特性に有害効果を与えることなく改良するのは 、困難である場合がある。例えば、オリゴヌクレオチドメチルホスホネートおよ びホスホロチオネートなどのバックボーン(backbones)を修飾したア ンチセンス0DNsは、非修飾0DNsに比例して卓越したヌクレアーゼ抵抗性 を示すが、メチルホスホネート0DNsはRNNアーゼ一対して屈折性であるD NA−RNAハイブリッドを形成し、ホスホロチオネート0DNsは細胞内に不 十分にしか取り込まれない。One of the major challenges is that the development of antisense 0DNs requires in vitro testing. This means that the drug must have sufficient efficacy to be approved. Nuclease resistance, thin rapid uptake into cells, and efficient and stable Antisense ODN formulations that exhibit X hybridization are desired. these Improving one or more of the properties without having a detrimental effect on other properties is , which can be difficult. For example, oligonucleotide methylphosphonate and backbones such as phosphorothioates and phosphorothioates. Antisense 0DNs have superior nuclease resistance in proportion to unmodified 0DNs. However, methylphosphonate 0DNs are refractive with respect to RNNases. Forms an NA-RNA hybrid, and the phosphorothionate 0DNs remain in the cell. Only enough is taken in.

アンチセンス○DNsの有効性を改良する別の方法は、○DNsにある部分を結 合させて、それらのアンチセンス活性を強化するものである。例えば、!−イブ リダイゼーンヨン時に直接RNAターゲットと相互作用する部分(ODN−ター ゲットハイブリッドを安定化するペンダント挿入基(pendant inte rcalating grOυps) 、遊離ラジカルに基づ<RNA切断活性 をもつ0DNs、またはハイブリダイゼーンヨン時にそれらのターゲットと共有 結合的に結合する能力のある0DNsなど)がこの点においては役立つ場合があ る。ODNによるmRNAターゲットの直接切断または架橋により、RNAは不 活性になる。Another way to improve the effectiveness of antisense ○DNs is to connect parts of ○DNs. Together, they enhance their antisense activity. for example,! −Eve The part that directly interacts with the RNA target during redization (ODN-target) A pendant insertion group (pendant inte) that stabilizes the target hybrid calcating grOυps), <RNA cleavage activity based on free radicals 0DNs with or shared with their targets during hybridization 0DNs with the ability to bind associatively) may be helpful in this regard. Ru. Direct cleavage or cross-linking of mRNA targets by ODNs renders the RNA intact. Become active.

アンチセンス0DNsの細胞内取り込みは、また別の墾念領域である。荷電した 0DNsがエネルギー依存経路を通り活発に哺乳類細胞に取り込まれる可能性が ある間に、この経路を拡大し、アンチセンスODNの細胞内濃度を高くするのが 望ましい。°エンドサイトーシスの近接(Endocytic approac hes) ”は、受容体を介した細胞のターゲント化を高めるものであり、アン チセンス○DNに対し脂肪親和性アンカーとして挙動するコレステリル基をコン ジュゲーノヨンし:0DNsをリポゾーム内に入れ;および0DNsを可溶性の 高分子複合体1こ結合するものである。Cellular uptake of antisense 0DNs is another area of challenge. charged It is possible that 0DNs are actively taken up into mammalian cells through an energy-dependent pathway. Over time, it is possible to expand this pathway and increase the intracellular concentration of antisense ODN. desirable. °Endocytic approac hes)” enhances cell targeting through receptors, and Contains a cholesteryl group that behaves as a lipophilic anchor for tisense○DN. Transfer: 0DNs into liposomes; and 0DNs into soluble form. It binds one polymer complex.

上記方法を単独で、または組み合わせて適用すると、アンチセンスODNの能力 を1000倍まで増強し、かつ重大なことにODN合成の費用を減少すること合 理的な薬剤デザインに対する“アンチセンス゛アプローチの別のものを“抗遺伝 子(anti−gene)”と名付ける。アンチセンス0DNsは一本鎖mRN Aをターゲットとするのに対し、抗遺伝子0DNsは、二本鎖DNAとノ\イブ 1ノダイズして、その機能を阻害する能力を持つ。より明確には、抗遺伝子0D Nslt、二本鎖DNAターゲットと共に配列特異性二本鎖複合体を形成し、そ うして選択したターゲット遺伝子の複製または転写を妨害する。ある種のRNA ウィルスおよび核酸を持たないウィロイドを除いて、DNAは、全ての遺伝情報 の宝庫であり、調節制御配列および休止状態のプロウィルスDNAゲノムなどの 非発現遺伝子を含んでいる。反対に、アンチセンス0DNsのタープ・ントであ るmRNA1t、DNAにコード(暗号化)されている情報の非常に小さいサブ セットを表現するものである。従って、抗遺伝子0DNsは、より広い適応性を もっており、また、能力的にも単にmRNAのプロセシングや翻訳を阻害するア ンチセンス○DNsよりも強力である。Applying the above methods alone or in combination, the ability of antisense ODNs to The goal of increasing An alternative to the “antisense” approach to rational drug design is the “antigenetic” approach. Antisense 0DNs are single-stranded mRNAs. Antigene 0DNs targets double-stranded DNA and It has the ability to increase its size and inhibit its functions. More specifically, antigene 0D Nslt forms sequence-specific double-stranded complexes with double-stranded DNA targets and thereby interfering with the replication or transcription of the selected target gene. some kind of RNA DNA contains all genetic information, except for viruses and viroids, which do not have nucleic acids. It is a treasure trove of information such as regulatory control sequences and dormant proviral DNA genomes. Contains unexpressed genes. On the contrary, in the tarp and nt of antisense 0DNs, mRNA1t, a very small subsection of information encoded (encrypted) in DNA. It represents a set. Therefore, anti-gene 0DNs have broader applicability. In addition, it has the ability to simply inhibit mRNA processing and translation. It is more powerful than antisense DNs.

抗遺伝子0DNsは生きている細胞の核内で、染色体DNAと配列特異性複合体 を形成することが出来る。生じた二本鎖は、タープ・ットの二本鎖DNAのil +限および/または転写を阻害することが出来る。2種のターゲット核酸(即ち 、DNAとRNA)について知られている安定性に基づき、DNAの機能を妨害 する抗遺伝子は、対応するmRNA機能のアンチセンス阻害より長い持続効果を 持っている。哺乳類細胞DNAはターンオー/< −(turnover) L 、rなLl;事実、細胞(ま、環境障害または自発発生的転位から発生し得るD NAの損傷を修復する能力のある非常に複雑な経路を持っている。反対に、mR NAは一過性であり、細胞内に数分しか存在しない場合もある。mRNA種の一 定のターンオーツく−および該mR,N A種の潜在的に高い複写数は、アンチ センス○DNsが比較的短期間の効果を与えるであろうことを示唆している。抗 遺伝子○DNsの細胞内取り込みを増加して充分な細胞内濃度に到達させる必要 がある場合もあるが、一方、一度細胞内に取り込まれると○DNsは自然に核内 で濃縮される。Antigene 0DNs form a sequence-specific complex with chromosomal DNA in the nucleus of living cells. can be formed. The resulting double strand is the IL of the tarp-t double stranded DNA. + restriction and/or transcription can be inhibited. Two target nucleic acids (i.e. Interfering with DNA function based on the known stability of DNA and RNA) Antigenes that inhibit mRNA function have a longer-lasting effect than antisense inhibition of the corresponding mRNA function. have. Mammalian cell DNA is a turnover , rLl; in fact, cells (D, which can arise from environmental disturbances or spontaneous translocations) It has a very complex pathway capable of repairing damage to NA. On the contrary, mR NA is transient and may exist within cells for only a few minutes. One of the mRNA species The potential high copy number of the mR,NA species is This suggests that Sense○DNs may have relatively short-term effects. anti It is necessary to increase the cellular uptake of Gene○DNs to reach a sufficient intracellular concentration. On the other hand, once taken into cells, ○DNs naturally enters the nucleus. It is concentrated in

抗遺伝子治療は、あるDNAホモポリマーは二重鎖複合体を形成することが出来 るという観察に基づくものである。これらの二重鎖複合体において、第三の鎖は ワトソン・クリック型塩基対合二重らせん構造のメジャーグローブに存在し、そ こで観照の二本の一つと水素結合する。結合コードは、三番目の塩基(以下に与 えた三つ組(triplet)塩基参照)による塩基対の認識を支配している。Anti-gene therapy is based on the ability of certain DNA homopolymers to form double-stranded complexes. This is based on the observation that In these double-stranded complexes, the third strand is It exists in the major glove of the Watson-Crick base-pairing double helix structure, and its Here it forms a hydrogen bond with one of the two sightings. The bond code is the third base (given below). It governs the recognition of base pairs by triplet bases (see triplet bases).

各場合において、第三鎖の塩基が最初にあり、次に塩基対が続き:最初の2塩基 の間の水素結合が三番目の塩基の相互作用を維持している。In each case, the bases of the third strand are first, followed by the base pair: the first two bases. Hydrogen bonds between the bases maintain the interaction of the third base.

この塩基対認識コードにはある種の制限があることは、与えた三つ組塩基から明 らかである。第一に、塩基対T−AおよびC−Gを認識する能力がない、従って 、二重鎖形成は、二本鎖上の一方のホモプリン塩基と他方のホモピリミジン塩基 の種類(runs)によって制限される。第二に、ノドノンが第三の鏡上にある (“C”)ならば、プロトン付加し、塩基対G−Cのグアニンと水素結合出来る ようにしなければならない。シトシンのプロトン付加のpKaは46であり、生 理学的DHでは、C−G−C三つ組(triads)の安定性は恐らく損なわれ るであろうことを示唆している。5−メチルシトシンとの置換または多価カチオ ン(スペルミンまたはスペルミジンなど)の使用は、pH7,0で三つ組C−G −Cを安定化することもある。第三に、全ての場合において、三つ紐は、第三鎖 の塩基と塩基対のプリン残基の間の2つの水素結合により維持されている。故に 、二重鎖複合体は、一般に元の二本鎖DNAより安定ではなく、プリンとピリミ ジン対間の2つ(A−T)または3つ(G−C)の水素結合の組合せにより維持 されている。It is clear from the given base triplet that this base pair recognition code has certain limitations. It is clear. First, there is no ability to recognize the base pairs T-A and C-G, thus , duplex formation consists of homopurine bases on one side and homopyrimidine bases on the other side on the duplex. is limited by the type of run. Second, Nodnon is on the third mirror. (“C”), it adds a proton and can hydrogen bond with the guanine of the base pair G-C. You must do so. The pKa of protonation of cytosine is 46, and the protonation of cytosine is In physical DH, the stability of C-G-C triads is probably compromised. This suggests that there will be. Substitution with 5-methylcytosine or polyvalent cation The use of spermine (such as spermine or spermidine) in the triplet C-G at pH 7.0 - It may also stabilize C. Thirdly, in all cases the triple strand is the third strand is maintained by two hydrogen bonds between the base and the purine residue of the base pair. Therefore , duplex complexes are generally less stable than the original double-stranded DNA and contain purines and pyrimins. Maintained by a combination of two (A-T) or three (G-C) hydrogen bonds between pairs of has been done.

ントノン/チミンンー、グアニン/アデニン−およびグアニン/チミジン−含有 0DNsは、配列特異的に二本鎖DNAにおけるホモプリンの連続(runs) と結合することが出来る。これらの認識モティーフ(recognition  motif)は、フーグスチーン型塩基対または逆フーグスチーン型塩基対に基 づいている。C/T認識モティーフにおいて、ODNは二本のホモプリン鎖に対 して平行であり:G/A認識モティーフにおいては、ODNは二本のホモプリン 鎖に対して逆平行であり、第三鎖のG含量に依存している。これらの認識モテイ ーフは、配列依存性であることもある。C/T認識モチーフを用いる、抗遺伝子 0DNsの配列特異性により、プラスミドDNAおよび酵母染色体におけるホモ プリン形態(runs)に対する該0DNsのハイブリダイゼーンコンが可能に なる。ODNの結合はホモプリン種(runs)に制限されるため、残っている 2種の塩基対、即ち、C−GおよびT−Aを認識出来る付加的な複素環を同定す るのは有利である。グアノシンを第三鎖で用いて塩基対T−Aを認識することも あるが、一方、この相互作用は、1つの水素結合しか含まず、また相対的に不安 定である。Contains tonone/thymine, guanine/adenine and guanine/thymidine. 0DNs are homopurine runs in double-stranded DNA in a sequence-specific manner. It can be combined with These recognition motifs motif) is based on Hoogsteen type base pairing or reverse Hoogsteen type base pairing. It's on. In the C/T recognition motif, the ODN pairs with two homopurine chains. In the G/A recognition motif, the ODN has two homopurines. antiparallel to the strand and depends on the G content of the third strand. These recognition trends Objects may also be sequence dependent. Antigene using C/T recognition motif The sequence specificity of 0DNs allows for homogeneity in plasmid DNA and yeast chromosomes. Hybridization of the 0DNs to purine forms (runs) is possible. Become. Because ODN binding is restricted to homopurine species (runs), the remaining Identify additional heterocycles that can recognize two base pairs, namely C-G and T-A. It is advantageous to Guanosine can also be used in the third strand to recognize the base pair T-A. However, this interaction involves only one hydrogen bond and is relatively unstable. It is fixed.

アンチセンス0DNsの類似体、抗遺伝子0DNsをこれらの活性を増加するよ うデザインされた様々なペンダント基(pendant groups)で修飾 することも可能である。故に、挿入する基、切断試薬および架橋する部分を抗遺 伝子ODNの末端に追加することもある。二重鎖形成時に、これらの基は、近接 する二本鎖と相互作用し、それぞれ挿入、切断、架橋する。更に、C/T認識モ テイーフにおいては、第三鎖ODNにおけるシトシンを5−メチルシトシンで置 換すると、2G”の豊富なホモプリン形勢(runs)で形成される二重鎖を非 常に安定化する。Analogs of antisense 0DNs, antigene 0DNs, can be used to increase these activities. Modification with various pendant groups designed to It is also possible to do so. Therefore, the inserting group, the cleavage reagent, and the crosslinking moiety are It may also be added to the end of the gene ODN. During duplex formation, these groups are in close proximity It interacts with the double strands that are attached to it, and inserts, cleaves, and crosslinks them, respectively. Furthermore, the C/T recognition model In TIF, cytosine in the third strand ODN is replaced with 5-methylcytosine. In other words, the duplex formed in the 2G”-rich homopurine form (runs) is Always stabilize.

他にも、中軸(backbones)を修飾した○DNsのオリゴヌクレオチド メチルホスホネートおよびホスホロチオエートなどは、二重鎖複合体を形成する こともある。In addition, oligonucleotides of ○DNs with modified backbones are available. Methylphosphonates and phosphorothioates, etc., form double-stranded complexes Sometimes.

酵素が媒介する二重鎖形成 上で議論した二重鎖形成において重要となる不利点は二重鎖形成速度が相対的に 緩慢であることである。本発明は、二重鎖形成の酵素触媒作用により、特に本目 的に好ましい酵素を組み合わせて、この不利点を克服するものである。より意味 深いことに、酵素触媒化二重鎖形成は、全体的な配列認識について(非酵素媒介 二本鎖形成に伴うA−TおよびG−C認識制限とは対照的に)計り知れない利点 を与えるものである。Enzyme-mediated duplex formation An important disadvantage of duplex formation discussed above is the relative speed of duplex formation. Be slow. The present invention is particularly characterized by the enzyme catalysis of duplex formation. The aim is to overcome this disadvantage by combining highly desirable enzymes. more meaningful Deeply, enzyme-catalyzed duplex formation is important for overall sequence recognition (non-enzyme-mediated immense advantages (as opposed to A-T and G-C recognition limitations associated with duplex formation) It gives

要約すると、全ての生きている生物体の遺伝物質は、時折、相同的転位(hom 。In summary, the genetic material of all living organisms undergoes occasional homologous rearrangements (hom .

1Ggous rearrangement)を受け易い。類似の(または相同 的な)DNA分子間でおこる組換えは、種内の遺伝的多様性を促進する重要な役 割を演じており、原核細胞および真核細胞のいずれもに共通の酵素により触媒さ れる。組換えは、DNA修復および免疫応答における重要な役割も演じている。1 Gous rearrangement). similar (or homologous) Recombination that occurs between DNA molecules plays an important role in promoting genetic diversity within a species. catalyzed by enzymes common to both prokaryotic and eukaryotic cells. It will be done. Recombination also plays an important role in DNA repair and immune responses.

E、 coliにおける相同的組換えは、原核細胞および真核細胞のいずれもに おいて起こるプロセスの実例として役立つものである。規定された無細胞系にお けるEcoli由来の精製組換え酵素の研究では、相同的組換えを3段階に分け ている。この実例の目的のためには、“侵入して来る”一本鎖は環状であり、タ ーゲツトの二本鎖は線状である。Homologous recombination in E. coli occurs in both prokaryotic and eukaryotic cells. It serves as an illustration of the process that takes place. in a defined cell-free system. In research on purified recombinant enzymes derived from Ecoli, homologous recombination was divided into three stages. ing. For the purposes of this example, the “invading” single strand is circular and the tag The target duplex is linear.

第一段階、“ンナプンス(対合)前”では、一本鎖環状DNAは、ATPの存在 下、多機能性タンパク質recAて被覆されている。その結果生じる核タンパク 質繊維は、1回転当たり18塩基対および3.6ヌクレオチド当たりrec、A タンパク質1モノマーからなる右巻きらせん状にねじれた構造を持つ。In the first stage, “before pairing,” single-stranded circular DNA is exposed to the presence of ATP. Bottom, coated with multifunctional protein recA. the resulting nuclear protein The quality fiber has 18 base pairs per revolution and 3.6 rec per nucleotide, A It has a right-handed helical structure consisting of one protein monomer.

第二段階、“ノナプンス”では、一本鎖環状核タンパク質繊維は、線状二本鎖D NA鋳型に沿って相同的な配列の二次元的調査を行う。その調査は、らせんに絡 まった網状構造を持たない最初の複合体(その複合体は“互いに巻き込まない2 つの鎖の接合(paranemic joint)”として引用されている)に おける、2つの分子の相同的配列で終結する。互いに巻き込まない2つの鎖の接 合は、非常に不安定であり、膜タンパク質化時に容易に分離する。DNA二重ら せんは非常に迅速に繊維内に組み込まれ、同時に、2つのDNA分子は、互いに らせん状に巻き込んでコイル状になる(即ち、らせんに絡み合う)。この二重鎖 型では、新しく組み込まれた策三鎖が親の二本鎖の一つと(配列および極性にお いて)相同的であり、他の親の二本鎖と相補である。生じたノナプンス複合体に おいて、DNAの3つの鎖は実際に水素結合した二重鎖として存在し、recA と親密な関係を持つと信じられている。互いに巻き込まない2つの鎖の接合とは 対照的に、互いにらせん状に巻き込んでコイル状になった複合体は脱タンパク質 化(recAの除去)時に安定である。In the second stage, “nonapunsu”, the single-stranded circular nucleoprotein fiber is replaced by the linear double-stranded D A two-dimensional search for homologous sequences is performed along the NA template. The investigation is connected to the spiral. The first complex that does not have a tight network structure (the complex consists of two (quoted as “paranemic joint”) terminating in homologous sequences of the two molecules at A connection between two chains that do not get wrapped around each other. The complex is very unstable and easily separates during membrane proteination. DNA double et al. The fibers are incorporated into the fiber very quickly, and at the same time the two DNA molecules are attached to each other. Wrap into a spiral to form a coil (i.e., intertwine in a spiral). this double strand In this case, the newly incorporated triple strand is connected to one of the parent duplexes (in sequence and polarity). homologous) and complementary to the other parental duplex. The resulting nonapunsu complex In this case, the three strands of DNA actually exist as a hydrogen-bonded double strand, and recA believed to have a close relationship with What is the joining of two chains that do not wrap around each other? In contrast, complexes that spiral around each other into a coiled form are deproteinized. It is stable upon conversion (removal of recA).

互いにらせん状に巻き込んでコイル状になったンナプンス複合体は、右巻きらせ ん1回転当たり18の三つ組を含有する。rec Aは複合体の重大な部分であ り、配列特異性は、専ら塩基対間の水素結合部分にある。互いにらせん状に巻き 込んでコイル状になったノナブノス複合体には、代わりとなる2つのコンホーメ ーシコンが存在する。1つは、親DNAの負の線状鎖が正の線状鎖とワトソン・ クリック型塩基対をなすものであり;もう一方は、親DNAの負の線状鎖が正の 環状一本鎖とワトソン・クリック型塩基対をなすものである。いずれのコンホー メーシコンにおいても、第三鎖の塩基は、(上記の結合する部位のコードに従い )他の2つの鎖のプリンに対してフーグスチーン型または逆フーグスチーン型に 水素結合すると仮定される。三本鎖核タンパク質繊維内の一本鎖の環状DNAは 、引き続き相同の線状鎖と置き換わる(“鎖交換″)。この置き換えは、rec Aで触媒される、線状の正の鎖のエネルギー依存性放出を特徴とし、環状一本鎖 と相補線状鎖のハイブリダイゼーンコンで結合する。ンナブシスおよび鎖交換の いずれもの間、rec Aは複合体と関連した状態である。最終的に、recA は新しく形成された二重鎖から分離し、組換えが完成する。The nnapunsu complex, which is coiled by spiraling around each other, is a right-handed helix. Contains 18 triplets per revolution. rec A is a critical part of the complex In other words, sequence specificity lies exclusively in the hydrogen bonds between base pairs. wrapped around each other in a spiral The densely coiled nonabunos complex has two alternative conformations. -Shikon exists. One is that the negative linear strand of the parent DNA is connected to the positive linear strand by Watson Click-type base pairs; the other is the negative linear strand of the parent DNA and the positive It forms a Watson-Crick type base pair with a circular single strand. Which cornho? In Mesicon, the base of the third strand is (according to the code for the binding site above) ) in Hoogsteen type or reverse Hoogsteen type for the other two strands of pudding. Assumed to be hydrogen bonded. The single-stranded circular DNA within the triple-stranded nucleoprotein fiber is , subsequently replaced by a homologous linear strand (“strand exchange”). This replacement is rec Characterized by the energy-dependent release of a linear positive chain, catalyzed by A, a cyclic single chain and a complementary linear strand hybridization complex. nabsis and strand exchange. During both, rec A remains associated with the complex. Finally, recA separates from the newly formed duplex, completing recombination.

ノナブシス複合体の膜タンパク質化時に、無タンパク質二本鎖DNA複合体は、 本質的に一本鎖特異的ヌクレアーゼに抵抗性であり、非常に高いT、、を示す。During membrane proteination of the nonabsis complex, the protein-free double-stranded DNA complex is It is essentially resistant to single-strand specific nucleases and exhibits a very high T.

このことは、いわゆる“第三鎖”と観照の両方が水素結合することと同じ(、複 合体の非常にらせんになり易い状態に帰すると思われる。それ故に、非常にらせ んになり易い、脱タンパク質化したシナブンス複合体は、非常にらせんになり易 いrec A含有複合体の類似体である。従って、rec Aは、他のものでは 達成できない、DNA二重鎖複合体形成を触媒することもある。この複合体にお いて、2つの正の鎖は同一の配列および極性を持ち、正の鎖のいずれかは、負の 観照と二本鎖ハイブリッドを形成する能力を有する。This is the same as hydrogen bonding between the so-called “third chain” and the witness (, This is thought to be due to the state in which the coalescence is highly prone to spiral formation. Therefore, it is very The deproteinized sinabun complex, which is highly susceptible to spiral formation, is highly susceptible to spiral formation. It is an analog of rec A-containing complex. Therefore, rec A is It may also catalyze DNA duplex complex formation, which cannot be achieved. In this complex the two positive strands have the same sequence and polarity, and one of the positive strands has the negative It has the ability to form double-stranded hybrids with sight.

最近の証拠により、recAが、鎖を交換させるなど、二重鎖のコンホーメーシ ョンを変えることが示唆されている。即ち、二本鎖の塩基は、二本鎖がプリン塩 基を含むことにかかわらず、適切なプリン塩基と水素結合出来るということであ る。Recent evidence suggests that recA plays a role in duplex conformation, including strand swapping. It has been suggested that the current version be changed. In other words, a double-stranded base has two strands of purine salt. This means that it can hydrogen bond with an appropriate purine base regardless of whether it contains a group or not. Ru.

数種の因子が、ンナブンス複合体の安定性に影響を及ぼしており、(1)侵入す る一本鎖の長さ、(2)侵入する一本鎖とターゲット二本鎖の間で共有された相 同性(homology)の程度(相同性の長さおよび特に重要な不適当な組合 せが無いこと): (3)ターゲット二本鎖の末端に関して、共有された相同性 領域の位置、および(4)あるとしても二本鎖のスーパーへり・ンクス性(su perhelicity)である。Several factors influence the stability of the Nnabunsu complex, including (1) (2) the shared phase between the invading single strand and the target duplex; Degree of homology (length of homology and especially important mismatches) (3) Shared homology with respect to the end of the target duplex the location of the region, and (4) the double-stranded superhelix character (su), if any. perhelicity).

抗遺伝子との安定な二本鎖形成のために最適な系を選択および設計する場合、以 下の因子が重要である場合がある: 長さ、オリゴマー50−marは、recAと安定なプレシナブンス複合体を形 成させるに充分な長さを持つべきである。When selecting and designing an optimal system for stable duplex formation with an antigene, consider the following: The following factors may be important: The oligomer, 50-mar in length, forms a stable presynabunous complex with recA. It should be long enough to allow

共有された相同性: recA−安定化シナプンス繊維の形成には、最低13塩 基の共有された相同性部位が必要であると思われる。ODNを一付加したMTフ ラン側によるrecA−安定化二本鎖の光固定は、最小レベルまたは好ましいレ ベルの共有された相同性に、更に制限を加えることもある。光固定して、二本鎖 コンプレックス内のコンホーメーシコンが変化すると、侵入する第三鎖が、相同 二本鎖の位置に入れ変わることが可能になる。結果として第三鎖の塩基は、相補 鎖とワトソン・クリック型塩基対合することになる。従って、好ましい実施態様 では、ODNとターゲットは50塩基の相同部位を共有している。Shared homology: recA-stabilized synapunus fiber formation requires a minimum of 13 salts It appears that a shared homology site of the group is required. MT file with one ODN added Photofixation of the recA-stabilized duplex by the run side is performed at minimal or preferred levels. Further restrictions may be placed on the shared homology of Bell. Photofixed and double stranded When the conformational conformation within a complex changes, the invading third strand It becomes possible to switch positions in the double strand. As a result, the bases of the third strand are complementary This results in Watson-Crick base pairing with the chain. Therefore, the preferred embodiment In this case, the ODN and the target share a 50 base homologous site.

接合の型:共有された相同性領域と(あるとしても)ターゲット二本鎖DNAの 末端の位置的関係に依存して、生じるンナブシス複合体は、近接接合、中間接合 、または遠位接合として分類される。近接接合は、recA−安定化二本鎖複合 体が線状二本鎖の左手に位置するものであり、recAが触媒する鎖交換のため に、不安定である。鎖交換の間、二本鎖複合体において、侵入して来る第三鎖に 相同である二本鎖は置き換えられ、結果として、浸入して来る鎖および遊離の一 本鎖を含有する新しい二本鎖となる。鎖交換は遊離の5゛末端を必要とし、5゛ から3′極性へと進行するため、このプロセスは、近接接合において容易に起こ る。Type of mating: shared regions of homology (if any) and target double-stranded DNA Depending on the positional relationship of the ends, the resulting Nnabsis complex can be a proximal junction or an intermediate junction. , or classified as distal junction. Proximal junctions result in recA-stabilized double-stranded complexes The body is located on the left hand side of the linear duplex, and due to strand exchange catalyzed by recA It is unstable. During strand exchange, in the double-stranded complex, the invading third strand Duplexes that are homologous are displaced, and as a result, the incoming strand and the free one This results in a new duplex containing the main strand. Strand exchange requires a free 5′ end; This process easily occurs in close junctions, as it progresses from Ru.

反対に、遠位接合および中間接合は適切な末端を欠いており、容易にrecAが 触媒する鎖交換をうけない。結果として、これらの接合は、非常に安定な構造で ある。加えて、本発明の中では、中間または遠位接合を形成するためには、re c A安定化二本鎖複合体の形成が好ましい。In contrast, the distal and intermediate junctions lack proper termini and are easily accessible to recA. Not subject to catalytic strand exchange. As a result, these joints are highly stable structures. be. Additionally, within the present invention, to form an intermediate or distal junction, re c. Formation of an A-stabilized double-stranded complex is preferred.

スーパーへりックス性(SuperheJ、jcity) ニス−パーへりック スのターゲットは、recA安定化三本鎖二末鎖の形成を助長することがある。Superhelix (SuperheJ, jcity) Varnish-Superhelix targeting of recA may promote the formation of recA-stabilized triple-stranded duplexes.

しかしながら、高効率二本鎖形成は(DNAターゲットおよび非常に小さい共有 相同性領域を有するODNを用いる場合でさえ)、線状ターゲットを用いて得ら れることもある。However, high efficiency duplex formation (DNA target and very small covalent even when using ODNs with homologous regions), Sometimes it happens.

モデル系におけるスーパーコイル状ターゲットに対する、合成、オリゴマー二末 鎖ターゲッ1−DNAの選択は、ターゲットの二本鎖DNAの特徴に伴い、変化 すると思われる。Synthesis and oligomer dispersion for supercoiled targets in model systems The choice of strand target 1-DNA can vary depending on the characteristics of the target double-stranded DNA. It seems that it will.

本発明は、recAが触媒する安定な二本鎖複合体形成と合成杭遺伝子ODN  sを組み合わせたものである。酵素触媒二本鎖形成は、迅速な速度論と全般的な りNA配列認識を示している。recAで被覆された抗遺伝子ODNは、ターゲ ットの二本鎖DNA配列における相同性を探す“案内役(guide)”として 働き、この核タンパク質繊維の認識および結合時に、recAは配列特異性二本 鎖複合体の形成を触媒する。本発明の中では、抗遺伝子ODNは長さにして少な くとも30−40ヌクレオチドであり、ターゲットDNAの二本鎖の2つのいず れかと同一の塩基配列および極性を持っている。二本鎖形成の頻度および膜タン パク質化に追随する二本鎖複合体の安定性は、直接、抗遺伝子○DNの長さと関 連することもある。(適切な極性の)抗遺伝子0DNsを、内性の組換え経路と 組み合わせて使用し、染色体DNAと配列特異性二本鎖複合体を形成させること もある。代替法として、様々な長さの抗遺伝子0DNsをターゲットの二本鎖D NAと結合させる前に、組換え酵素とコンプレックスさせることもある。The present invention focuses on stable double-stranded complex formation catalyzed by recA and synthetic pile gene ODN. It is a combination of s. Enzyme-catalyzed duplex formation has rapid kinetics and a general This shows NA sequence recognition. The antigene ODN coated with recA is as a “guide” to search for homology in double-stranded DNA sequences of During the recognition and binding of this nucleoprotein fiber, recA uses two sequence-specific molecules. Catalyzes the formation of chain complexes. In the present invention, the antigene ODN is small in length. At most 30-40 nucleotides, each of the two strands of the target DNA It has the same base sequence and polarity as Frequency of duplex formation and membrane tongue The stability of the double-stranded complex that follows proteinization is directly related to the length of the antigene○DN. Sometimes they are connected. anti-gene 0DNs (of appropriate polarity) to the endogenous recombination pathway. Used in combination to form sequence-specific double-stranded complexes with chromosomal DNA There is also. As an alternative, double-stranded D targeting antigene 0DNs of various lengths It may also be complexed with a recombinant enzyme before binding to NA.

細胞の組換え機構を用いて、水素結合させた二本鎖複合体の形成を触媒すること は、現状の抗遺伝子研究に付随する数種の不利益を克服するものである。第一に 、酵素で媒介される認識モティーフは、4塩基対全てを認識し、それにより、幾 つかの二本鎖DNA配列をターゲットとすることを可能にする。第二に、rec A被覆−末鎖抗遺伝子ODN (核タンパク質繊維)は、被覆されていない小さ い抗遺伝子○DNよりも非常に効率良(ターゲットの二本鎖DNAと相同の部位 を探し、そうして、効率的な二本鎖複合体形成に必要な抗遺伝子ODNの濃度を 低減する。第三に、水素結合の型と酵素媒介認識に関連した新しいらせん状のね じれのため、生じた二本鎖コンプレックスは生理学的pHで安定である。第四に 、細胞の組換え経路が活用されていることから、より高次のクロマチン構造にお けるDNAは、ターゲットとして利用し易い。更に、第五に、生じた二本鎖複合 体は、抗遺伝子○DNの長さの増大に伴い、安定性の増加を発揮する。Catalyzing the formation of hydrogen-bonded double-stranded complexes using the cellular recombination machinery This overcomes several disadvantages associated with current antigene research. Primarily , the enzyme-mediated recognition motif recognizes all four base pairs, thereby allowing Allows targeting of a few double-stranded DNA sequences. Second, rec A-coated - terminal chain antigene ODN (nucleoprotein fiber) is a small uncoated Much more efficient than the target double-stranded DNA (site homologous to the target double-stranded DNA) and thus determine the concentration of antigene ODN required for efficient double-stranded complex formation. reduce Third, new helical strands related to hydrogen bond types and enzyme-mediated recognition. Because of the oxidation, the resulting double-stranded complex is stable at physiological pH. Fourthly , as cellular recombination pathways are utilized, higher-order chromatin structures are DNA that can be used as a target is easy to use as a target. Furthermore, fifthly, the resulting double-stranded complex The body exhibits increased stability with increasing length of the antigene DN.

効果的な相同性調査を行う能力は、重大な有利要件である。予備的データでは0 DNsは二本鎖DNAの相補的なホモプリン配列を調査する効率が非常に悪いこ とかを示されている。例えば、イン・ビトロにおける非酵素触媒二末鎖形成は、 37℃で60分後に分析されているCF、Mオーソン等、ヌクレイツク・アシッ ズ・リサーチ(?1uc1.Ac1ds )7es、 ) 、19巻、3435 −41頁、1991年)。The ability to conduct effective homology searches is a critical advantage. Preliminary data shows 0 DNs has a very low efficiency in investigating complementary homopurine sequences in double-stranded DNA. It is shown that. For example, non-enzymatically catalyzed duplex formation in vitro CF, M Orson, etc., nuclear acid, analyzed after 60 minutes at 37°C. Research (?1uc1.Ac1ds)7es,), Volume 19, 3435 -41 pages, 1991).

反対に、2つの相補−末鎖の間の古典的なハイブリダイゼーションでさえ、数時 間もかからずむしろ数秒で起こるのである。ヒトのゲノムは3X10”塩基対以 上を含有しいるため、特に、抗遺伝子0DNsを相対的に低い濃度で用いるなら ば、相同性調査には法外に長い時間がかかることになる。二本鎖DNAに対して 弱い非特異的親和性を発揮する、−末鎖DNAとrec Aの間で形成されたよ うなプレンナブンス核タンパク質繊維を使用すると、相同性調査を3次元から2 次元の工程に効果的に低減する。更に、二本鎖と相同的記録(homol、og ous registry)時に、核タンパク質繊維は、対応する二本鎖と裸の 一本鎖との相互作用より多くの二本鎖複合体を産生ずるようである。これらの因 子のために、recA被覆−末鎖ODNおよび相同的二本鎖間の二本鎖形成は、 標準的なハイブリダイゼーション条件下で、相補的−末鎖の自然復元速度の計算 値を1次または2次の大きさで上回る反応速度で起こるのである。On the contrary, even classical hybridization between two complementary-terminal strands takes several hours. It doesn't take long, but rather it happens within seconds. The human genome is larger than 3x10” base pairs. In particular, if anti-gene 0DNs are used at relatively low concentrations, For example, homology searches can take an prohibitively long time. for double stranded DNA A type of protein formed between -end strand DNA and rec A that exhibits weak non-specific affinity. The use of Unaprennabuns nuclear protein fibers allows homology studies to be carried out from 3D to 2D. Effectively reduce the dimension process. Furthermore, double-stranded and homologous records (homol, og ous registry), the nucleoprotein fibers are divided into corresponding double-stranded and naked It appears to produce more double-stranded complexes than interactions with single-stranded molecules. These factors For the offspring, duplex formation between the recA-covered-end strand ODN and the homologous duplex is Calculation of the rate of spontaneous recovery of complementary-terminal strands under standard hybridization conditions This occurs at a reaction rate that exceeds the value by one or two orders of magnitude.

本発明は、(1)ターゲットDNA二本鎖の一方の一部と相同的であり、他方の 類似部分と相補であるODN、および(2)ターゲットDNA配列の不活性化を 達成する酵素触媒二本鎖形成を組み合わせたものである。好ましい実施態様にお いては、ODNはそれと共有結合的につなぎ合わされる架橋部分を持つ。ターゲ ットDNA配列に対するハイブリダイゼーション時に、第三HODN (抗遺伝 子0DN)の親二末鎖の両方に対する架橋はターゲラ14)NA配列を不活性化 する。ODN、架橋する部分、ターゲットDNA配列およびターゲットDNA配 列の環境および特徴に依存して、親の二本鎖の不活性化は、永久的であることも ある。故に、1またはそれ以上の抗遺伝子0DNsの単一投与は、完全なレトロ ウィルスケツム、エビソームのへルベスウイルスゲノムまたは突然変異腫瘍形成 遺伝子の発現を阻止する可能性もある。The present invention provides (1) homologous to a part of one of the target DNA duplexes, and (2) an ODN that is complementary to a similar portion, and (2) an inactivation of the target DNA sequence. It is a combination of enzyme-catalyzed duplex formation that is achieved. In a preferred embodiment In some cases, the ODN has a bridging moiety covalently linked to it. target Upon hybridization to the target DNA sequence, a third HODN (antigenetic Cross-linking to both parent terminal strands (child 0 DN) inactivates the Targetera 14) NA sequence do. ODN, crosslinking part, target DNA sequence and target DNA sequence Depending on the environment and characteristics of the column, inactivation of the parental duplex may be permanent. be. Therefore, a single administration of one or more antigene 0DNs can completely retrograde Virus cetum, evisome helbesvirus genome or mutant tumorigenesis It may also block gene expression.

二本鎖形成および共有結合架橋に従って、修飾されたターゲットDNAはもはや 複製または転写を支持するものではない。DNAにおける他の全ての損傷とは異 なるものであるが、しかしながら、この修飾は修復可能なものではない。通常、 架橋したDNAは、除去修復および相同組換えの組み合わせにより修復される。Following duplex formation and covalent cross-linking, the modified target DNA is no longer Does not constitute an endorsement of reproduction or transcription. Unlike all other lesions in DNA However, this modification is not reparable. usually, Cross-linked DNA is repaired by a combination of excision repair and homologous recombination.

しかしながら、架橋した二本鎖複合体では、組換えに参入するターゲット遺伝子 の複製物で損傷を受けていないものは無いであろう。原核細胞モデルとの類比に より、架橋を除去するミスリペア(または5OS)経路を用いることを試みるこ ともあるが、真核細胞はその犠牲として突然変異を誘発する。このような場合、 遺伝子機能は、生じた突然変異により不可逆的に沈黙されらせるだろう。However, in cross-linked double-stranded complexes, target genes that enter recombination There is probably no copy of this that is not damaged. By analogy with the prokaryotic cell model Instead, try using the misrepair (or 5OS) route to remove crosslinks. However, eukaryotic cells induce mutations as a sacrifice. In such a case, Gene function will be irreversibly silenced by the resulting mutation.

組換え酵素を抗遺伝子○DNsと組み合わせて使用すると、意味深いことに、一 本MODNがその相補ターゲットDNA配列を“見つける′効率が高まる。従っ て、(例えば、核タンパク質複合体において)抗遺伝子ODNが組換え酵素と結 合する場合、二本鎖形成の効率が非常に増加する。Significantly, when recombinant enzymes are used in combination with antigene○DNs, This increases the efficiency with which this MODN “finds” its complementary target DNA sequence. When the anti-gene ODN (e.g. in a nucleoprotein complex) associates with a recombinant enzyme, When combined, the efficiency of duplex formation is greatly increased.

本発明の中で、適切なターゲットDNA配列は、構造遺伝子および上流と下流両 方の調節制御配列を含む。これらの調節配列は、転写または複製のいずれかに関 連していることもある。抗遺伝子ODNは、機能の変化を目的として選ばれるタ ーゲラ1−DNA配列によって決定および設計され、選ばれたターゲラl−D  N Aの2つの鎖のうち1つに相補的な配列を持つであろう。Within the present invention, suitable target DNA sequences include structural genes and both upstream and downstream sequences. regulatory control sequences. These regulatory sequences are involved in either transcription or replication. Sometimes they are connected. Anti-gene ODNs are tags selected for the purpose of altering function. -Gera 1-Determined and designed by DNA sequence and selected Targera l-D N will have a complementary sequence to one of the two strands of A.

本発明の中で使用するにふされしい架橋剤は、ソラレンなどの光化学試薬および 化学架橋剤である。好ましい化学架橋剤は、上記セクションAで記載したもの、 ○DNの3゛および/または5°末端に結合させた電子性部分:および○DNに 結合させたマスクした電子性部分を含む。光架橋剤は、局所または体外への適用 、露光の影響を受けやすいターゲット、同じくイン・ビトロでの使用に有用であ ることもある。化学架橋物は、制限無く用いられることもあり、請求した本発明 の範囲での使用には特に好ましい。Crosslinking agents suitable for use in the present invention include photochemical reagents such as psoralen and It is a chemical crosslinking agent. Preferred chemical crosslinkers are those described in Section A above; ○Electronic moieties attached to the 3′ and/or 5° ends of DN: and ○ Contains an attached masked electronic moiety. Photocrosslinkers can be applied topically or extracorporeally , a light-sensitive target, also useful for in vitro use. Sometimes. Chemical crosslinks may be used without limitation and are not covered by the claimed invention. It is particularly preferable for use within the range of .

好ましい組換え酵素は、recA、ヒト・リコンビナーゼおよびンヨウジョウバ エ(Drosophila) ・リコンビナーゼなどの原核性および真核性組換 え酵素を含み、ヒト・リコンビナーセが特に好ましい。Preferred recombinase enzymes include recA, human recombinase and N. melanogaster. Prokaryotic and eukaryotic recombinants such as Drosophila recombinases Human recombinase is particularly preferred.

特に好ましい実施態様では、抗遺伝子ODNを細胞または宿主に投与し、抗遺伝 子○DNがターゲットの細胞核に入ると、核内にある組換え酵素と結合する。In particularly preferred embodiments, the antigene ODN is administered to a cell or host to When the child DN enters the target cell nucleus, it binds to the recombinant enzyme in the nucleus.

代わりの実施態様においては、抗遺伝子ODNと組換え酵素をエクス・ビポ(竺 vivo)で結合させ、その後、細胞または宿主に核タンパク質繊維として投与 する。In an alternative embodiment, the anti-gene ODN and recombinant enzyme are combined ex-vipo. in vivo) and then administered to cells or hosts as nucleoprotein fibers do.

この実施態様では、リポソームにおいて核タンパク質繊維を投与するほうが有利 であることもある。In this embodiment, it is advantageous to administer the nucleoprotein fibers in liposomes. Sometimes it is.

以下の実施例は、本発明を制限することなく説明するものである。“RT”は室 温を意味する。The following examples illustrate the invention without limiting it. “RT” is room It means warmth.

婢 薄層クロマトグラフィーをシリカゲル60F254プレート(アナルテ・ツク) で以下の溶媒を用いて行った:A−90%塩化メチレン、10%メタノール:B −50%酢酸エチル 50%ヘキサン;C−70%酢酸エチル 10%メタノー ル:10%水:10%アセトン+D−50%エーテル、50%ヘキサン。フラ・ ノ/ユクロマトグラフイーを60F254シリカ(メルク)を用いて行った。オ リゴヌクレオチドはアプライド・バイオシステムズ・モデル・380B合成機で 合成した。オリゴヌクレオチドはT4ポリヌクレオチドキナーゼ(BRL)およ びγ−”P−ATP にニュー・イングランド・ニュークリア)を用いて同位元 素的に標識した。mistress Thin layer chromatography on silica gel 60F254 plate (Anarte Tsuku) using the following solvents: A-90% methylene chloride, 10% methanol: B -50% ethyl acetate 50% hexane; C-70% ethyl acetate 10% methanol Le: 10% water: 10% acetone + D-50% ether, 50% hexane. Hula Chromatography was performed using 60F254 silica (Merck). O Ligonucleotides were produced on an Applied Biosystems Model 380B synthesizer. Synthesized. Oligonucleotides are linked to T4 polynucleotide kinase (BRL) and and γ-”P-ATP using the New England nucleus). Essentially labeled.

実施例1 6−(トリチルアミノ)カプロン酸 6−アミノカプロン酸(26g、0.2モル)をトリエチルアミン(100ml )を加えてジクロロメタン(200Ill)に溶解した。塩化トリチル(120 g、0゜45モル)を加え、溶液を36時間撹拌した。生じた溶液をlNHCl で抽出し、有機層を蒸発させて乾燥した。残留物を2−プロパツール/ I N NaOH(300@t/ 100 ml)に懸濁し、3時間還流した。溶液を蒸 発させて濃いシロップにし、ジクロロメタン(500ml)を加えた。水を加え 、酸性化した。層を分離し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、更に蒸発乾固し た。残留物を熱2−プロパツールに懸濁し、冷却、濾過して中間化合物として有 用な6−(トリチルアミノ)5−(トリチルアミノ)ペンチルヒドロキシメチレ ンマロノニトリル水浴中6−(トリチルアミノ)−カプロン酸(20,0g、5 3ミリモル)およびトリエチルアミン(20ml)のジクロロメタン溶液に、3 0分にわたり、イソブチルクロロホルメート(8,3ml、64ミリモル)を滴 下した。混合物を水浴中で、2時間撹拌し、新しく蒸留したマロンニトリル(4 ,2g、64ミリモル)を1度に加えた。溶液を水浴で2時間、更に室温で2時 間撹拌した。ジクロロメタン溶液を水冷2NHC1(300m1)で洗浄し、二 相の混合物を濾過して、沈澱してきた生成物(13,2g)を除いた。相を分離 し、有機相を乾燥して、更に蒸発させて、濃いシロップにした。シロップをジク ロロメタンをかけ、生成物のみごとな結晶を沈積した状態にした。結晶を濾過し て、乾燥し、生成物の総収量19.5g(87%)に対し6.3gを得たが、こ れは中間体として有用である。Example 1 6-(tritylamino)caproic acid 6-aminocaproic acid (26 g, 0.2 mol) was dissolved in triethylamine (100 ml). ) was added and dissolved in dichloromethane (200 Ill). Trityl chloride (120 g, 0°45 mol) was added and the solution was stirred for 36 hours. The resulting solution was diluted with 1N HCl. The organic layer was evaporated to dryness. Residue 2-Propertool/IN It was suspended in NaOH (300@t/100 ml) and refluxed for 3 hours. Steam the solution It was allowed to evaporate to a thick syrup and dichloromethane (500ml) was added. add water , acidified. Separate the layers and dry the organic layer over sodium sulfate and evaporate to dryness. Ta. The residue was suspended in hot 2-propanol, cooled and filtered to remove the intermediate compound. 6-(tritylamino)5-(tritylamino)pentylhydroxymethylene 6-(tritylamino)-caproic acid (20,0 g, 5 3 mmol) and triethylamine (20 ml) in dichloromethane. Isobutyl chloroformate (8.3 ml, 64 mmol) was added dropwise over 0 min. I put it down. The mixture was stirred in a water bath for 2 h and freshly distilled malonitrile (4 , 2 g, 64 mmol) were added in one portion. The solution was placed in a water bath for 2 hours and then at room temperature for 2 hours. Stir for a while. The dichloromethane solution was washed with water-cooled 2N HCl (300ml) and diluted with dichloromethane. The phase mixture was filtered to remove the precipitated product (13.2 g). separate phases The organic phase was dried and further evaporated to a thick syrup. add syrup Lolomethane was applied to deposit fine crystals of the product. filter the crystals and dried to obtain 6.3 g of product for a total yield of 19.5 g (87%). It is useful as an intermediate.

実施例3: 5−(トリチルアミノ)ペンチルメトキノメチレンマロノニトリルエーテル/ジ クロロメタン(900Ial/ 1001m1)中、実施例2のマロノニトリル (13g、31ミリモル)の懸濁液を水浴で冷却したものを、新しく調製したジ アゾメタン(ジアザルド(商標)(アルドリッチ・ケミカル・カンノ櫻ニー)5 0ミリモルから)のエーテル溶液で処理した。溶液を6時間撹拌し、次;二、酢 酸(10ml)で中和した。溶液を蒸発乾固し、残留物を/クロロメタン/アセ トン(4/1)を溶離剤として用いるノリカケルのクロマトグラフィー(=付し た。生成物を含んでいる両分を集め、蒸発してノロノブにした。シロ・ンプをジ クロロメタンで粉砕し、結晶化した。結晶を濾過し、乾燥してクロマトグラフィ ー的(こ純粋であり、中間化合物として有用な生成物8.3g (61%)を得 を二。Example 3: 5-(Tritylamino)pentylmethquinomethylene malononitrile ether/di Malononitrile of Example 2 in chloromethane (900Ial/1001ml) A suspension of (13 g, 31 mmol) cooled in a water bath was added to a freshly prepared diluted Azomethane (Diazard (trademark) (Aldrich Chemical Kanno Sakuranie) 5 (from 0 mmol) in ether. Stir the solution for 6 hours, then add vinegar Neutralized with acid (10ml). The solution was evaporated to dryness and the residue was dissolved in /chloromethane/acetate. Norikakel's chromatography using ton (4/1) as eluent Ta. Both portions containing the product were collected and evaporated to Noronobu. Shiro Npu wo Ji It was triturated with chloromethane and crystallized. Filter the crystals, dry and chromatograph 8.3 g (61%) of a product which is pure and useful as an intermediate compound was obtained. Two.

実施例4・ 5−アミノ−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル] ビラ・ノール−4−カ ルボニトリル 水浴中、実施例3 (7,0g、16ミリモル)の生成物のメタノール溶液(1 00ml)にヒドラジンモノヒトレート(7,8ml、160ミリモル)を15 分1こわたり滴下した。30分水浴で撹拌後、溶液を蒸発乾固した。残留物を冷 メタノールに懸濁し、濾過して乾燥後、中間体として有用な、5−アミノ−3− [(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾールー4−カルボニトリル7.1( 100%)を得た。分析試料を水から再結晶して調製した。Example 4・ 5-amino-3-[(5-tritylamino)pentyl] bira-nor-4-ka Rubonitrile In a water bath, a methanol solution (1 00 ml) of hydrazine monohydrate (7.8 ml, 160 mmol). I dripped it every minute. After stirring in a water bath for 30 minutes, the solution was evaporated to dryness. Cool the residue After suspension in methanol, filtration and drying, the 5-amino-3- [(5-tritylamino)pentyl]pyrazole-4-carbonitrile 7.1 ( 100%) was obtained. Analytical samples were prepared by recrystallization from water.

実施例5: 5−アミノ−1−(2−チオキシ−3,5−)−〇−トルオイル−β−p−工1 ノトロベントフラノノル)−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ビラ゛ノ ール−4−カルボニトリル 実施例4由来のカルボニトリル(3,5g、8ミリモル)の水冷溶液を水素イヒ ナトリウムで処理し、0−4°Cで30分間撹拌した。1−クロロ−1,2−’ )チオキシ−3,5−ジーo−hルオイルリポフラノースを加え、溶液を0−4 °Cで1時間撹拌した。溶液を重炭酸ナトリウムの飽和溶液に注ぎ、ジクロロメ タンで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、更に蒸発乾固した。残留物 をトルエン/酢酸エチル(5/1)を溶離剤として用い、ノリカゲルのフラツシ ュクロマトグラフィーに付した。2つの主な生成物を単離し、N−1およびN− 2異性体として同定し、それぞれの収率は、N−1は57%(3,6g)および N−2it20%(1,2g)であった。約1gのN−1およびN−2異性体混 合物も集めた。Example 5: 5-amino-1-(2-thioxy-3,5-)-〇-toluoyl-β-p-technique 1 Notrobentofuranonor)-3-[(5-tritylamino)pentyl]virano 4-carbonitrile A water-cooled solution of carbonitrile (3.5 g, 8 mmol) from Example 4 was heated with hydrogen. Treated with sodium and stirred at 0-4°C for 30 minutes. 1-chloro-1,2-' ) Add thioxy-3,5-di-oh fluoroyl lipofuranose and dilute the solution to 0-4 Stirred at °C for 1 hour. Pour the solution into a saturated solution of sodium bicarbonate and dichloromethane. Extracted with tan. The organic layer was dried over sodium sulfate and evaporated to dryness. residue of Norica gel using toluene/ethyl acetate (5/1) as eluent. The sample was subjected to microchromatography. Two main products were isolated, N-1 and N- Identified as two isomers, the respective yields are 57% (3.6 g) for N-1 and N-2it was 20% (1.2 g). Approximately 1 g of N-1 and N-2 isomer mixture I also collected compound items.

グリコジル化した原料の全収量は、5.8g(92%)であった。N−1異性体 、5−アミノ−1−(2−チオキシ−3,5−ジー〇−トルオイル−β一旦−二 1ノトロペントフラノノル)−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピラ゛ /−ル−4−カルボニトリルを更に精製することな〈実施例6で使用した。The total yield of glycosylated raw material was 5.8 g (92%). N-1 isomer , 5-amino-1-(2-thioxy-3,5-di-toluoyl-β once-2 1-notropentofuranonor)-3-[(5-tritylamino)pentyl]pyra /-ru-4-carbonitrile was used in Example 6 without further purification.

実施例6 l−(2−チオキシ−β−且一エリトロペントフラノシル) −3−[(5−( h’ノチルアミノ)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d] ピリミジン−4−アミ ン実施例5 (3,5g、 4.4ミリモル)のピラゾール−4−カルボニドI J )しのトルエン(100ff11)溶液に、ンエトキシメチルアセテート( 1,111,67ミ「ノモル)を加えた。溶液を80−9.0℃で5時間保ち、 その後、蒸発させてシロ・ツブにした。シロップをジクロロメタン(10ml) に溶解し、ガラス加圧瓶中の水冷メタノール性アンモニア(100ml)に加え た。室温で2日後、瓶の中身を蒸発乾固した。残留物をメタノールに溶解し、新 たに調製したナトリウムメトキシドでpH8に調整し、完全に脱保護した。−晩 撹拌した後、溶液をドウエ・ソクス(Dowex)(商標)−50H+樹脂で処 理し、濾過し、更に蒸発乾固した。残留物をアセトン/ヘキサン(3/2)を溶 離剤として用し)で、シリカゲルのクロマトグラフィーに付し、分析的に純粋な 生成物2.0g (77%)を得た。Example 6 l-(2-thioxy-β-and-monoerythropentofuranosyl)-3-[(5-( h'notylamino)pentyl]pyrazolo[3,4-d]pyrimidine-4-ami Example 5 (3.5 g, 4.4 mmol) of pyrazole-4-carbonide I J) To the toluene (100ff11) solution, add ethoxymethyl acetate ( 1,111,67 mmol) was added.The solution was kept at 80-9.0°C for 5 hours. It was then evaporated into white whelk. Add syrup to dichloromethane (10ml) and added to water-cooled methanolic ammonia (100 ml) in a glass pressure bottle. Ta. After two days at room temperature, the contents of the bottle were evaporated to dryness. Dissolve the residue in methanol and The pH was adjusted to 8 with freshly prepared sodium methoxide to completely deprotect. -evening After stirring, the solution was treated with Dowex™-50H+ resin. filtered and evaporated to dryness. Dissolve the residue in acetone/hexane (3/2). (used as a releasing agent) and chromatographed on silica gel to obtain an analytically pure 2.0 g (77%) of product was obtained.

実施例7゜ 1−(2−デオキシ−β一旦−エリトロペントフラノシル)−3−[5−(トリ エチルアミン)ペンチルコピラゾロ[3,4−d] ピリミジン−4−アミン5 −モノホスフェート トリメチルホスフェート(5ml)中、実施例6のピラゾロビ1ノミジンー4− アミン(250mg、 0.43ミリモル)の水冷溶液に、塩化ホスホlJ7し く50μm)を加え、溶液を0−4℃に保った。反応は、水中Oから100%の 直線勾配のアセトニトリルを用いる逆相HPLCにより25分にわたり追跡した 。5時間撹拌後、塩化ホスホリルの付加部分(25μm)を加え、溶液を別1こ 30分撹拌した。Example 7゜ 1-(2-deoxy-β-erythropentofuranosyl)-3-[5-(tri- ethylamine) pentylcopyrazolo[3,4-d]pyrimidin-4-amine 5 -monophosphate Pyrazolobi 1 nomidine-4- of Example 6 in trimethyl phosphate (5 ml) Phosphochloride lJ7 was added to a water-cooled solution of amine (250 mg, 0.43 mmol). 50 μm) was added and the solution was kept at 0-4°C. The reaction starts from 100% O in water. Followed over 25 minutes by reverse phase HPLC using a linear gradient of acetonitrile. . After stirring for 5 hours, an additional portion of phosphoryl chloride (25 μm) was added and the solution was poured into another portion. Stirred for 30 minutes.

2mmX 5 QcmC1,8カラムを用いて逆相HPLCで精製した。カラム を水で平衡化し、0から100%勾配のアセトニトリルで20分にわたり溶出し た。所望の物質を含有している画分を集め、凍結乾燥して、クロマトグラフィー 的に純粋なヌクレオチド160mg(56%)を得た。Purification was performed by reverse phase HPLC using a 2 mm x 5 Q cm C1,8 column. column was equilibrated with water and eluted with a gradient of 0 to 100% acetonitrile over 20 minutes. Ta. Fractions containing the desired substance are collected, lyophilized, and chromatographed. 160 mg (56%) of essentially pure nucleotide was obtained.

実施例8: 1−(2−チオキシーβ−D−エリトロベントフラノノル) −3−(5−[( 6−ビオチンアミド)ヘキサンアミドペンチル) ピラゾロ[3,4−CI]  ピリミジン−4−アミン5゛−モノホスフェート実施例7のヌクレオチドのエタ ノール溶液(10ml)、炭素中水酸化バラノウム(50mgLおよびシクロへ キサジエン(1ml)を3日間還流し、濾過して蒸発乾固した。残留物をノクロ ロメタンで洗浄し、トリエチルアミン(100ml)を含有するDMF (1, 5m1)に溶解し、N−ヒドロキシスクシンイミンルビオチニルアミノカブロエ ート(50mg)で処理した。−晩撹拌後、N−ヒドロキシスクシンイミジル6 −ビオチンアミドカブロエート(50mg)の付加量を加え、溶液を18時間撹 拌した。反応混合物を蒸発乾固し、実施例7の方法に従いクロマトグラフィーに 付した。画分を集め、凍結乾燥して、クロマトグラフィー的に純粋なビオチンア ミド置換ヌクレオチド80mgを得た。Example 8: 1-(2-thioxy-β-D-erythrobentofuranonor)-3-(5-[( 6-biotinamido)hexaneamidopentyl) pyrazolo[3,4-CI] Nucleotide salts of pyrimidine-4-amine 5'-monophosphate Example 7 solution (10 ml), balanoum hydroxide in carbon (50 mg L) and cyclo The xadiene (1 ml) was refluxed for 3 days, filtered and evaporated to dryness. Clean the residue DMF (1, 5 ml) of N-hydroxysuccinimine rubiotinylaminocabroe. (50 mg). - After stirring overnight, N-hydroxysuccinimidyl 6 - Add an additional amount of biotinamide cabroate (50 mg) and stir the solution for 18 hours. Stirred. The reaction mixture was evaporated to dryness and chromatographed according to the method of Example 7. Attached. Fractions were collected and lyophilized to yield chromatographically pure biotinylate. 80 mg of mid-substituted nucleotide was obtained.

実施例9゜ 1−(2−デオキシ−β−D−エリスロペントフラノノル)−3−[5−(6− ビオチンアミド)ヘキサンアミドペンチル] ピラゾロ[3,4−dl ビリミ シン−4−アミン5’−hリホスフエート 実施例8のモノホスフェート(80ffig、約01ミリモル)をトリエチルア ミン(14μm)を添加してDMFに溶解した。カルボニルジイミダゾール(8 1mg。Example 9゜ 1-(2-deoxy-β-D-erythropentofuranonor)-3-[5-(6- biotinamide) hexaneamide pentyl] pyrazolo [3,4-dl virimi Syn-4-amine 5'-h rephosphate The monophosphate of Example 8 (80 ffig, approximately 0.1 mmol) was added to triethyl alcohol. Min (14 μm) was added and dissolved in DMF. Carbonyldiimidazole (8 1mg.

0.5ミリモル)を加え、溶液を室温で18時間撹拌した。溶液をメタノール( 40μm)で処理し、30分撹拌後、トリブチルアンモニウムピロホスフェート (0゜5mlDMF中0.5g)を加えた。24時間撹拌後、もう一部のトリブ チルアンモニウムピロホスフェートを加えて、溶液を一晩撹拌した。反応混合物 を蒸発乾固し、実施例8の方法に従いクロマトグラフィーに付した。2つの生成 物を集め、55℃で18時間それぞれ別々に濃水酸化アンモニウム(IJI)で 処理した。UVおよびHP L C分析では、アンモニア処理後は両方の生成物 は同一であることを示しており、これを集め、凍結乾燥して、ヌクレオチドトリ ホスフェート35゜ニソクートランスレーンコン反応 実施例9のトリホスフェートをランガー等(上記)の二ツク・トランスレーンコ ンプロトコールを用いてpHPV−16に組み込んだ。実施例9のトリホスフェ ートで調製したプローブを商業的に入手出来るバイオ−11−dUTP (シグ マ・ケミカル・カンパニー)を用いて調製したプローブと比較した。フィルター ハイプリダイゼーンコンおよびイン・ントウ塗抹(in 5itu smear s)のいずれにおいても重大な違いは、見られなかった。0.5 mmol) was added and the solution was stirred at room temperature for 18 hours. Pour the solution into methanol ( After stirring for 30 minutes, tributylammonium pyrophosphate (0.5 g in 0.5 ml DMF) was added. After stirring for 24 hours, add another portion of the trib. Tylammonium pyrophosphate was added and the solution was stirred overnight. reaction mixture was evaporated to dryness and chromatographed according to the method of Example 8. two generation The materials were collected and treated separately with concentrated ammonium hydroxide (IJI) for 18 hours at 55°C. Processed. UV and HPLC analysis showed that after ammonia treatment both products were shown to be identical, which were collected and lyophilized to produce nucleotide trinucleotides. Phosphate 35°Nisocoustranslanecon reaction The triphosphate of Example 9 was prepared using the two-translane copolymer of Langer et al. (supra). was incorporated into pHPV-16 using the following protocol. Triphosphene of Example 9 Bio-11-dUTP (Sig. The probe was compared with a probe prepared using a commercially available chemical company (Ma Chemical Company). filter Hyperdigestion and in 5 itu smear No significant differences were observed in any of s).

より具体的には、以下の材料および工程を含む手順である。More specifically, the procedure includes the following materials and steps.

材料。material.

DNアーゼ(ICNバイオメディカルズ)−4μg/m1DNAポリメラーゼ1 (U、S、バイオケミカルズ) −8U/m1pHPV−16−2,1611g /ml、これはヒト・パピローマウィルス16型のゲノム配列を含有するプラス ミドである。DNase (ICN Biomedicals) - 4 μg/ml DNA Polymerase 1 (U, S, Biochemicals) -8U/ml pHPV-16-2, 1611g /ml, which contains the human papillomavirus type 16 genome sequence. It's Mido.

ヌクレオチド−ミックスA−dGTP、dCTPSTTP各2ゴ4(ファルマノ ア) ミックスU−dGTP、dCTP、dATP各2哩バイオ−11−dUTP−1 ,0mg/ml (BRL)バイオ−12−dAPFTP−1,0mg/ml工 程。Nucleotide-mix A-dGTP, dCTPSTTP 2 and 4 each (Pharmano a) Mix U-dGTP, dCTP, dATP 2 liters each Bio-11-dUTP-1 ,0mg/ml (BRL)Bio-12-dAPFTP-1,0mg/ml Moderate.

10X−DP (4ml) 、pHPV−16(2ml) 、ヌクレオチドミッ クスA(6ml)、バイオ−12−dAPPTP (2ml)およびH2O(2 0ml) 0)水冷混合物にDNアーゼ(]、ml)とDNAポリメラーゼ1.  (2,4m1)を加えた。反応混合物を16℃で1時間インキュベートした。10X-DP (4ml), pHPV-16 (2ml), nucleotide mix Xu A (6 ml), Bio-12-dAPPTP (2 ml) and H2O (2 0 ml) 0) DNase (], ml) and DNA polymerase 1. (2.4ml) was added. The reaction mixture was incubated at 16°C for 1 hour.

バイオ−12−dAPPTP (実施例9のトリホスフェートから成る)および ヌクレオチドミックスAの代わりにバイオ−11−dUTPおよびヌクレオチド ミックスUを用いてこの手順を繰り返した。Bio-12-dAPPTP (consisting of the triphosphate of Example 9) and Bio-11-dUTP and nucleotides instead of nucleotide mix A This procedure was repeated using Mix U.

核酸をエタノール沈澱により分離し、ニトロセルロース上にスロットした(sl otted) pHP V−16とハイブリダイズさせた。ハイブリダイズした ビオチニル化プローブをBCIPlNB丁とコンンユゲートするストレプトアビ ンンーアルカリホスファターでにより明視化した。ビオチニル化ヌクレオチドの いずれかを用いて調製したプローブは、同一の/エチルを与えた。プローブを頚 管塗抹(Cervical smears)においてイン・ノトウ形式でも試験 し、シグナルおよびバンクグラウンドにおいて質的な違いは無いことを示した。Nucleic acids were separated by ethanol precipitation and slotted onto nitrocellulose (sl otted) was hybridized with pHP V-16. hybridized Streptavian conjugate of biotinylated probe with BCIPlNB It became clearer with alkaline phosphatase. biotinylated nucleotides Probes prepared with either gave the same /ethyl. probe in the neck Tested also in in-note format in Cervical smears However, it was shown that there was no qualitative difference in signal and background.

実施例IJ 5−アミノ−3−r(5−トリチルアミノ)ペンチルコビラゾールー4−カルボ キノアミト ンアノアセトアミドをマロンニトリルの代わりに用いる以外は、実施例2の方法 に従い、5−(トリチルアミノ)ペンチルヒドロキノメチレンツアノアセトアミ ドを6−(トリチルアミノ)カプロン酸から調製する。これをその後、実施例3 の方法に従い、ンアゾメタンで処理して、メトキノ誘導体を得、これを次に実施 例4のようにヒドラジンモノヒトレートと反応させて、5−アミノ−3−[(5 −トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾールー4−カルホキジアミドを得る。Example IJ 5-amino-3-r(5-tritylamino)pentylcobyrazole-4-carbo Quinoamite The method of Example 2, except that ananoacetamide is used in place of malonitrile. According to is prepared from 6-(tritylamino)caproic acid. After this, Example 3 treatment with azomethane to obtain the methokino derivative, which was then carried out 5-Amino-3-[(5 -tritylamino)pentyl]pyrazole-4-carboxydiamide is obtained.

実施例12・ 4−ヒドロキシ−6−メチルチオ−3−口(5−トリチルアミノ)ペン・チルコ ビラゾローC3,4−d″Jピ)ノミシン 実施例11由来のカルボキシアミドをエチルキサントゲン酸カリウムおよびエタ ノールと高温で反応させ、4−ヒドロキシピラゾロ[3,4−dl ピリミジン =6−チオールのカリウム塩を得る。この塩をその後、ヨードメタンと反応させ て4−ヒドロキシ−6−メチルチオ−3[(5−トリチルアミノ)ペンチル〕ピ ラゾロ[3,4−dl ピリミジンを得る。Example 12・ 4-Hydroxy-6-methylthio-3-(5-tritylamino)pen-tylco Virazoro C3,4-d″Jpi) Chisel Machine The carboxamide from Example 11 was combined with potassium ethylxanthate and ethylxanthate. 4-hydroxypyrazolo[3,4-dl pyrimidine] = Obtain the potassium salt of 6-thiol. This salt is then reacted with iodomethane 4-hydroxy-6-methylthio-3[(5-tritylamino)pentyl]pi Lazolo[3,4-dl pyrimidine is obtained.

1−(2−チオキシ−β−p−エリトロベントフラノノル)−4−ヒドロキシ− 3−[5−0リチルアミノ)ペンチル〕 ピラゾロ[3,4−dl ピリミジン −6−アミン 実施例5の方法に従い、実施例12のビラゾロピリミジンを水素化ナトリウムで 処理し、l−クロロ−1,2−シブオキシー3.5−シー0−トルオイルリボフ ラノースと反応させる。生じた化合物をMCPBAおよびメタノール性アンモニ ウムと反応させ、トルオイル保護基を除いて、生成物を得る。1-(2-thioxy-β-p-erythrobentofuranonor)-4-hydroxy- 3-[5-0 lythylamino)pentyl] pyrazolo[3,4-dl] pyrimidine -6-amine Following the method of Example 5, the birazolopyrimidine of Example 12 was prepared with sodium hydride. treated with l-chloro-1,2-sibuoxy-3,5-cyo-toluoylrivof React with lanose. The resulting compound was combined with MCPBA and methanolic ammonia. The product is obtained by removing the toluoyl protecting group.

実施例14 1−(2−チオキシーβ−り一エリトロベントフラノ/ル)−4−ヒドロキソ= 3−C5(6−ビオチンアミド)ヘキサンアミドペンチル〕ピラゾロ「3,4− d〕ピリミジン−6−アミン5“−モノホスフェート実施例7の方法に従い、実 施例13のビラゾロピリミジンを塩化ホスホリルと反応させ、対応する5゛−モ ノホスフェートを得る。Example 14 1-(2-thioxy-β-ri-erythrobentofurano/l)-4-hydroxo= 3-C5(6-biotinamido)hexaneamidopentyl]pyrazolo "3,4- d] Pyrimidine-6-amine 5"-monophosphate Practical according to the method of Example 7. The birazolopyrimidine of Example 13 was reacted with phosphoryl chloride to form the corresponding 5-monomer. Obtain nophosphate.

実施例8の方法に従い、上記5°−モノホスフェートをパラジウム/吹素および クロロヘキサノエンと反応させ、残留物をN−ヒドロキシスクシンイミンルビオ チニルアミノカブロエートと反応させて、1−(2−チオキシーβ−p−エリト 口ベントフラノシル)−4−ヒドロキシ−3−[5−(6−ビオチンアミド)ヘ キサンアミドペンチル]ピラゾロ[3,4−fi] ビリミシン−6−アミン5 °−モノホスフエートを得る。Following the method of Example 8, the above 5°-monophosphate was treated with palladium/chlorine and React with chlorohexanoene and convert the residue to N-hydroxysuccinimine rubio. 1-(2-thioxy-β-p-erytho) by reacting with thinylaminocabroate. Bentofuranosyl)-4-hydroxy-3-[5-(6-biotinamide) xaneamidopentyl]pyrazolo[3,4-fi] birimicin-6-amine 5 °-monophosphate is obtained.

実施例15゜ ■−(2−チオキシーβ−D−エエノトロペントフラノシル)−4−ヒドロキシ −3−E5−(6−ビオチンアミド)ヘキサンアミドペンチル]ピラゾロ[3, 461ピリミジン−6−アミン5゛−トリホスフェート実施例9の方法に従い、 実施例14の5°−モノホスフェートをカルボニルジイミダゾールで処理し、そ の後、トリブチルアンモニウムピロホスフェートと反応させて、対応する5゛− トリホスフェートを得る。Example 15゜ ■-(2-thioxy-β-D-enotropentofuranosyl)-4-hydroxy -3-E5-(6-biotinamido)hexaneamidopentyl]pyrazolo[3, 461 Pyrimidine-6-amine 5'-triphosphate Following the method of Example 9, The 5°-monophosphate of Example 14 was treated with carbonyldiimidazole; After that, the corresponding 5゛- Obtain triphosphate.

実施例16・ 1−(2−チオキシ−β−且一エリトロペントフラノシル)−3−[5−(トリ チルアミノ)−ペンチル]ピラゾロ[3,4−d] ビリミジン−4−ベンゾイ ルアミン 実施例6由来の1−(2−チオキシ−β−見一エリトロペントフラノシル)−3 −[5−(トリチルアミノ)ベンチルコ ピラゾロ[3,4−d] ピリミジン −4−アミンを塩化ベンゾイルおよびピリミジンと反応させ、1−(2−チオキ シ−3,5−ジーΩ−ベンゾイル−β−二一エリトロベントフラノノル)−3− C5−(トリチルアミノ)−ペンチル]ピラゾロ[3,4−d] ピリミシン− 4−ンベンゾイルアミンを得る。これを水性水酸化ナトリウムで処理して、部分 的に化合物を脱保護し、1−(2−チオキシ−β一旦−エリトロペントフラノシ ル)−3−[5−(トリチルアミノ)−ペンチル]ピラゾロ[3,4−c+3  ピリミジン−4−ベンゾイルアミンを得る。Example 16・ 1-(2-thioxy-β-and-erythropentofuranosyl)-3-[5-(tri thylamino)-pentyl]pyrazolo[3,4-d]pyrimidine-4-benzoy Ruamine 1-(2-thioxy-β-Kiichi erythropentofuranosyl)-3 from Example 6 -[5-(tritylamino)benthylcopyrazolo[3,4-d]pyrimidine -4-amine is reacted with benzoyl chloride and pyrimidine to produce a C-3,5-DΩ-benzoyl-β-2-erythrobentofuranonor)-3- C5-(tritylamino)-pentyl]pyrazolo[3,4-d]pyrimicin- 4-benzoylamine is obtained. This is treated with aqueous sodium hydroxide to partially The compound was deprotected and the 1-(2-thioxy-β-erythropentofuranosyl )-3-[5-(tritylamino)-pentyl]pyrazolo[3,4-c+3 Pyrimidine-4-benzoylamine is obtained.

実施例8の方法に従い、実施例16のベンゾイルアミンをを炭素中の水酸化)々 ラジウムで処理し、その後、無水トリフルオロ酢酸で処理して、1−(2−チオ キシ−β一旦−エリト口ベントフラノシル)−3−[5−(トリフルオロアセト アミド)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d] ピリミジン−4−ベンゾイルアミ ン1−(2−チオキ/−5−0−ジメトキ7トリチルーβ−且−エリトロペント フラノノル)−3−[5−(トリフルオロアセトアミド)ペンチル]ピラゾロ[ 3゜4、− d ] ]ピリミシン−4−ベンゾイルアミン3°0−(N、N− ジイソプロピル)ホスホルアミダイトノアノエチルエステル実施例17の化合物 を塩化シメトキノトリチルおよびピリミジンと反応させて、対応する5′−ジメ トキノトリチル化合物を得る。この化合物をその後ジアノエチルクロロ−N。N −ジイソプロピルホスホルアミダイトと反応させ(シンノ\等、ヌクレイツク・ アンッズ・リサーチ(Nucleic Ac1ds Res、) 、12巻、4 5395−(4−フタルイミドブドー1−イン−1−イル)−2゛−デオキシウ リジン5−ヨード−2°−デオキシウリジン(354mg、1ミリモル)をジメ チルホルムアミド10m1に溶解した。ヨウ化第−銅(76mg、0.4ミリモ ル)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(230mg、 0.2ミリモル)およびトリエチルアミン(200mg、 2.0ミリモル)を 加えた。4−フタルイミドブドー1−イン(300mg、15ミリモル)を一度 に加え、反応を60℃で3時間保った。その後、透明な黄色反応物を蒸発し、塩 化メチレンを加えた。フラスコの内壁をこすって、生成物のほとんど全てを結晶 化し、これを濾過して95%エタノールから再結晶して、標記化合物335mg (78%)を細かい、羽毛のような針状として得た。Following the method of Example 8, the benzoylamine of Example 16 was hydroxylated in carbon. treatment with radium followed by trifluoroacetic anhydride to obtain 1-(2-thio xy-β-bentfuranosyl)-3-[5-(trifluoroacetate) (amido)pentyl]pyrazolo[3,4-d]pyrimidine-4-benzoylamide 1-(2-thiokine/-5-0-dimethoxy7trityl-β-and-erythropent furanonor)-3-[5-(trifluoroacetamido)pentyl]pyrazolo[ 3゜4,-d]]pyrimicin-4-benzoylamine 3゜0-(N,N- Diisopropyl) phosphoramidite noanoethyl ester Compound of Example 17 was reacted with cymethoquinotrityl chloride and pyrimidine to form the corresponding 5'-dimetrityl chloride. A toquinotrityl compound is obtained. This compound was then dianoethylchloro-N. N - React with diisopropyl phosphoramidite (such as Shinno, nuclear Nucleic Ac1ds Research (Nucleic Ac1ds Res), Volume 12, 4 5395-(4-phthalimidobutodo-1-yn-1-yl)-2'-deoxyu Lysine 5-iodo-2°-deoxyuridine (354 mg, 1 mmol) was added to Dissolved in 10 ml of chillformamide. Copper iodide (76 mg, 0.4 mmol) ), tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (230mg, 0.2 mmol) and triethylamine (200 mg, 2.0 mmol) added. 4-phthalimidobudo-1-yne (300 mg, 15 mmol) once In addition, the reaction was kept at 60°C for 3 hours. Then evaporate the clear yellow reactant and salt Methylene chloride was added. Crystallize almost all of the product by scraping the inner wall of the flask. This was filtered and recrystallized from 95% ethanol to give 335 mg of the title compound. (78%) was obtained as fine, feathery needles.

実施例20: 5−(4−フタルイミドブドー1−イル)−2′−デオキシウリジン実施例19 のデオキシウリジン100グラムを95%EtOHに溶解し、中性ラネーニッケ ル約3gを加えた。48時間後、触媒を用心して濾去し、濾液を蒸発して固体に し、メタノール−水から再結晶して、標記化合物960a+g(97%)5−( 3−ヨードアセトアミドプロピル)−2°−デオキシウリジン5−(3−トリフ ルオロアセトアミドプロブ−1−イル)−2−デオキシ−ウリジン(0,3ミリ モル)をアンモニア、次にN−ヒドロキシスクシンイミジルα−ヨードアセテー ト(0,5ミリモル)で処理した。反応混合物を蒸発乾固し、クロマトグラフィ ーにより精製して、5−(3−ヨードアセトアミドプロピル)−2′−デオキシ ウリジンを得た。Example 20: 5-(4-phthalimidobudol-1-yl)-2'-deoxyuridine Example 19 Dissolve 100 grams of deoxyuridine in 95% EtOH and Approximately 3 g of the liquid was added. After 48 hours, the catalyst was carefully filtered off and the filtrate was evaporated to a solid. and recrystallized from methanol-water to give the title compound 960a+g (97%) 5-( 3-iodoacetamidopropyl)-2°-deoxyuridine 5-(3-trif fluoroacetamidoprob-1-yl)-2-deoxy-uridine (0,3 m mol) of ammonia, then N-hydroxysuccinimidyl α-iodoacetate. (0.5 mmol). The reaction mixture was evaporated to dryness and chromatographed. 5-(3-iodoacetamidopropyl)-2'-deoxy Obtained uridine.

実施例22 5−(4−(4−ブロモブチルアミド)ブチル)−2゛−デオキシウリジン実施 例21の方法に従い、実施例20由来の5−(4−フタルイミドブドー1−イル )−2′−デオキシウリジンをアンモニア、次に、N−ヒドロキシスフノンイミ ンルー4−ブロモブチレートで処理して、5−(4−(4−ブロモブチルアミド )ブチル)−2°チオキシウリジンを得る。Example 22 5-(4-(4-bromobutyramido)butyl)-2′-deoxyuridine implementation 5-(4-phthalimidobutol-1-yl from Example 20) according to the method of Example 21 )-2'-deoxyuridine with ammonia and then with N-hydroxysphnonimide. 5-(4-(4-bromobutyramide) ) butyl)-2°thioxyuridine is obtained.

ホスホルアミダイト調製およびDNA合成ヌクレオノドを知られている方法に従 って5゛−ジメメトキシトリチル化しておよそ85%収率で得、3′−ホスホル アミダイトをジイソプロピルアミノパー/アノエチルクロロホスファイトを(上 記“オリゴヌクレオチド合成:実用的方法″のようにして)、塩化メチレン中の ジイソプロピルエチルアミンと共に用いて作った。ホスホルアミダイトをアセト ニトリルで0.2N溶液にし、DNA自動合成機にかけた。これらの新規でかつ 修飾したホスホルアミダイトの組み込みは、通常のホスホルアミダイトと類似の ものの組込みを与えるものであった(UVにより発色するトリチルのアッセーに より判断して97−99%)。Phosphoramidite preparation and DNA synthesis nucleotides were prepared according to known methods. was obtained in approximately 85% yield by 5'-dimethoxytritylation, and 3'-phosphor amidite with diisopropylaminoper/anoethylchlorophosphite (upper) (as in “Oligonucleotide Synthesis: A Practical Method”) in methylene chloride. Made with diisopropylethylamine. Acetate phosphoramidite The solution was made into a 0.2N solution with nitrile and applied to an automatic DNA synthesizer. These new and Incorporation of modified phosphoramidites is similar to regular phosphoramidites. (for trityl assay, which develops color with UV) 97-99%).

オリゴヌクレオチドをDNA合成機からトリチル化型で除去し、30%アンモニ アを用いて、55℃で6時間脱保護した。0.5M重炭酸ナトリウム10μmを 加えて、濃縮時の酸性化を防いだ。オリゴヌクレオチドを真空下で蒸発乾固し、 水10mlに再溶解した。オリゴヌクレオチドをを0.IN酢酸トリエチルアン モニウムアセテート中15−55%アセトニトリルを用いるHPLCにより20 分にわたり精製した。非置換オリゴヌクレオチドは10分で出てきた二アミノ誘 導体は11−12分間かかった。所望のオリゴヌクレオチドを集め、蒸発乾固し て、次に80%水性酢酸に90分間再溶解して、トリチル基を除去した。脱塩は 、G25セフアデツクスカラムで行い、適切な画分を採取した。画分を濃縮して 特定の容量にし、希釈して全収量を確認し、分析HPLCを行って純度を確かめ た。Oligonucleotides were removed from the DNA synthesizer in tritylated form and treated with 30% ammonia. Deprotection was performed at 55° C. for 6 hours using A. 0.5M sodium bicarbonate 10μm In addition, acidification during concentration was prevented. The oligonucleotide was evaporated to dryness under vacuum; Redissolved in 10 ml of water. Add oligonucleotide to 0. IN triethylane acetate 20 by HPLC using 15-55% acetonitrile in monium acetate. Purified for minutes. The unsubstituted oligonucleotide was diamino-derived after 10 minutes. The conductor took 11-12 minutes. Collect the desired oligonucleotide and evaporate to dryness. and then redissolved in 80% aqueous acetic acid for 90 minutes to remove the trityl group. Desalination is , on a G25 Sephadex column and appropriate fractions were collected. Concentrate the fraction Make to specific volume, dilute to check total yield, and perform analytical HPLC to check purity. Ta.

オリゴヌクレオチドは、使用するまで一20℃で凍結しておいた。Oligonucleotides were kept frozen at -20°C until use.

上記方法に従い、ヌクレオシド5−(3−トリフルオロアセトアミドプロブ−1 −イル)−2゛チオキシウリジンを5′−〇−ジメトキシトリチルー3’−(N 。According to the above method, the nucleoside 5-(3-trifluoroacetamidoprobu-1 -yl)-2゛thioxyuridine to 5'-〇-dimethoxytrityl-3'-(N .

N−ジイソプロピル)ホスホルアミダイトンアノエチルエステル誘導体に転化し た。これをDNA合成機に加え、以下の14−merオリゴヌクレオチド配列を 調製した。N-diisopropyl) phosphoramiditone anoethyl ester derivative Ta. Add this to a DNA synthesizer and add the following 14-mer oligonucleotide sequence. Prepared.

3’−CT TCCU’TG TAG GTC−5’配列中、Ulは5−(3− アミノプロプ−1−イル)−2゛−デオキシウリジン(オリゴA)である。In the 3'-CT TCCU'TG TAG GTC-5' sequence, Ul is 5-(3- Aminoprop-1-yl)-2'-deoxyuridine (oligo A).

同じ方法で、5−(4−フタルイミドブドー1−イル)−2°−デオキシウリジ ンを5゛−〇−ジメトキシートリチルー3°−(N、N−ジイソプロピル)ホス ホルアミダイトシアノエチルエステル誘導体に転化し、DNA合成機に加えて、 上記14−merオリゴヌクレオチド配列でUlが5−(4−アミノブドー1− イル)−2′−デオキシウリジン(オリゴC)であるものを調製した。In the same manner, 5-(4-phthalimidobutol-1-yl)-2°-deoxyurid 5゛-〇-dimethoxytrityl-3゛-(N,N-diisopropyl)phosphorus Convert it into a foramidite cyanoethyl ester derivative and add it to a DNA synthesizer. In the above 14-mer oligonucleotide sequence, Ul is 5-(4-aminobudo-1- yl)-2'-deoxyuridine (oligo C) was prepared.

対応する14−IIIerオリゴヌクレオチドでUlが非修飾デオキシウリジン であるものも調製した。In the corresponding 14-IIIer oligonucleotide, Ul is unmodified deoxyuridine. We also prepared .

実施例24: オリゴヌクレオチドの誘導化 一般に、架橋手をアミノアルキリオリゴヌクレオチドに加えるには、アミノアル キルオリゴヌクレオチドの10μgの溶液および0.1Mホウ酸塩緩衝液、pH 8,5,10μm中α−中口−セテートまたは4−ハロブチレートなどの100 Xモル過剰のn−ヒドロキシスクシンイミド!10アシレートを周辺温度で30 分間暗所でインキュベートした。反応全体を滅菌水で平衡化したNAP−10カ ラムに通して滅菌水で溶出した。UV吸収を基にした適切な画分を集め合わせ、 濃度を分光測光法的に測定した。Example 24: Derivatization of oligonucleotides Generally, to add a crosslinker to an aminoalkylioligonucleotide, an aminoalkylated A solution of 10 μg of kill oligonucleotide and 0.1 M borate buffer, pH 100 such as α-Nakaguchi-acetate or 4-halobutyrate in 8, 5, 10μm X molar excess of n-hydroxysuccinimide! 10 acylate at ambient temperature 30 Incubated in the dark for minutes. The entire reaction was equilibrated with sterile water. The mixture was passed through a ram and eluted with sterile water. Collect appropriate fractions based on UV absorption, Concentrations were measured spectrophotometrically.

ハロアシル部分の導入については、HPLCで調べた。ゾルパックス(商標)( Zorbax)オリゴヌクレオチドカラム(デュポン)は、組成りの60%から 80%勾配で20分溶出した:A(20%アセトニトリル=80%0.02 N  NaH2PO4)およびB(20%アセトニトリル中1.2N NaC1:  gQ%0.02NNa82 P Ot)。反応性α−ハロアノル部分が存在する ことが、INノステアミンにさらした後の対応するアミノアルキルオリゴヌクレ オチドに対するα−ハロアノルアミドアルキルオリゴヌクレオチドの保持時間の 応答により示される。ノステアミンを導入すると、アミノアルキルオリゴヌクレ オチドとα−7Xロアノルアミドオリゴヌクレオチドの間の電荷パターンが等し くなる。Introduction of the haloacyl moiety was investigated by HPLC. Solpax (trademark) ( Zorbax) oligonucleotide column (DuPont) from 60% of the composition Eluted with an 80% gradient for 20 minutes: A (20% acetonitrile = 80% 0.02N NaH2PO4) and B (1.2N NaCl in 20% acetonitrile: gQ%0.02NNa82POt). A reactive α-haloanol moiety is present That is, the corresponding aminoalkyl oligonucleotide after exposure to IN nosteamine Retention time of α-haloanolamide alkyl oligonucleotide for otide Indicated by the response. When nosteamine is introduced, aminoalkyl oligonucleotides The charge pattern between the otide and α-7X loanolamide oligonucleotides is equal. It becomes.

以下の方法に従い、14−merオリゴヌクレオチド3°−CT TCCU’T G TAG GTC−5’配列中、U’が5−(3−アミノプロプ−1−イル) −2′−デオキシウリジン(オリゴA1実施例23)であるものをn−ヒドロキ シスフノンイミドα−ヨードアセテートと反応させて、上記1.4−merオリ ゴヌクレオチドで配列中、U’が5−(3−ヨードアセトアミドプロブ−1−イ ル)−2′−デオキシウリジン(オリゴB)であるものを得た。According to the following method, 14-mer oligonucleotide 3°-CT TCCU’T In the G TAG GTC-5' sequence, U' is 5-(3-aminoprop-1-yl) -2'-deoxyuridine (Oligo A1 Example 23) By reacting with cisphnonimide α-iodoacetate, the 1.4-mer ori In the sequence of the oligonucleotide, U' is 5-(3-iodoacetamidoprob-1-yl). )-2'-deoxyuridine (oligo B) was obtained.

オリゴAおよびオリゴBを、上記1.4−merで’[Jlが非修飾デオキシウ リジンであるものと同様、ゾルパックスカラムで分析し、全ての同一配列は、以 下の保持時間を有した。非修飾14−mar、931分;アミノプロピル14− mar (オリゴA)、7.36分、およびヨードアセトアミドプロピル14− mer(オリゴB)、10.09分。Oligo A and oligo B were synthesized with the above 1.4-mer '[Jl is unmodified deoxyuran] Analyzed on a Solpax column, all identical sequences, similar to those in lysine, are It had a lower retention time. Unmodified 14-mar, 931 min; aminopropyl 14- mar (oligo A), 7.36 min, and iodoacetamidopropyl 14- mer (oligo B), 10.09 minutes.

同じ方法で、アミノプロピル14−mer(オリゴA)をn−ヒドロキシスクシ ンイミド4−ブロモブチレートと反応させ、14−merでUlが5−(3−( 4−ブロモブチルアミド)プロプ−1−イル)−2゛−デオキシウリジンである ものを得た。In the same way, aminopropyl 14-mer (oligo A) was converted to n-hydroxysuccinimide. reaction with niimide 4-bromobutyrate to form a 14-mer with Ul as 5-(3-( 4-bromobutyramido)prop-1-yl)-2'-deoxyuridine I got something.

アミノブチル1.4−mer (オリゴC1実施例23)をN−ヒドロキシスク シンイミドα−ヨードアセテートまたはN−ヒドロキシスフノンイミド4−プロ モブチレ−1・のいずれかと反応させ、14−merでUlが5−(4−ヨード アセトアミドブト−1−イル)−2゛−デオキシウリジンまたは5− (4−( 4−ブロモブチルアミド)ブドー1−イル)−2゛−デオキシウリジンであるも のそれぞれを得た。Aminobutyl 1.4-mer (Oligo C1 Example 23) Cinimide α-iodoacetate or N-hydroxysphnonimide 4-pro 14-mer with Ul is 5-(4-iodo) acetamidobut-1-yl)-2゛-deoxyuridine or 5-(4-( 4-bromobutyramido)budol-1-yl)-2'-deoxyuridine I got each of them.

実施例25 架橋反応のアンセー DNAプローブをターゲット核酸配列と架橋する反応は、1μgハロアシルアミ ドアルキルプローブおよび0,1lvfトリス、pH8,0,および0.9MN aC1の200μm中32 p−標識し、コルジセピンを末尾につけたターゲッ トLongを含有し、これを20℃または30℃でインキュベートした。一部を 24時間間隔または72時間間隔で取り出し、1Qrr+Mノステアミン20μ mに希釈し、710アシルアミド基を消滅させた。これら溶液を室温で保存し、 1μmを変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)分析に用いた。Example 25 Questions about cross-linking reactions The reaction for cross-linking the DNA probe with the target nucleic acid sequence was performed using 1 μg haloacyl amino acid. Doorkyl probe and 0,1 lvf Tris, pH 8,0, and 0.9 MN 32 p-labeled target with cordycepin at the end in 200 μm of aC1. The cells were incubated at 20°C or 30°C. some part Removed at 24 hour or 72 hour intervals, 1Qrr + M Nosteamine 20μ The 710 acylamide group was extinguished by diluting to m.m. Store these solutions at room temperature, 1 μm was used for denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) analysis.

上記方法に従い、オリゴヌクレオチド配列の2つのモデルを利用して、修飾プロ ーブがその相補と架橋する潜在能力を評価した。ヒト・パピローマウィルス(H PV)またはヒト・サイトメガロウィルス(CMV)から誘導される、該配列を ルアミド)−プロピル]−2゛−デオキシウリ/ン、またはU=5−[3−(α −・ヨードアセトアミド)−または4−(4−ブロモブチアミド)−ブチル]− 2′−デオキシウリジン。According to the above method, two models of oligonucleotide sequences are used to The potential of the probe to crosslink with its complement was evaluated. Human papillomavirus (H PV) or human cytomegalovirus (CMV). -propyl]-2-deoxyurin, or U=5-[3-(α -・iodoacetamide)- or 4-(4-bromobutyamide)-butyl]- 2'-deoxyuridine.

HPVに対するターゲットは30−merであり、CMVに対するタープ・ブト は24−merである。架橋するプローブはHPVに対して14−mer、 C MVに対して15−merであった。各プローブは、上記配列において旦として 示した単一修飾デオキシウリジンを含有した。The target for HPV is 30-mer, and the target for CMV is 30-mer. is a 24-mer. The crosslinking probe is a 14-mer, C It was a 15-mer with respect to MV. Each probe once in the above sequence Contained the indicated single modified deoxyuridine.

HPVターゲットを5−(3−ヨードアセトアミドプロピル)側手を持つ架橋す るプローブの限定量と反応させた結果を図2に示している。変性PAGEケル上 の切断パターンの分析では、別々の低分子量バンドの出現に付随して、架橋した ハイブリッドが損失することを示していた。このバンドの強度は、最初の反応で どの程度架橋するかに依存している。ゲル上の2つの別個の/Xバンドノブナル があることは、ターゲットまたはプローブ鎖のいずれかで非配列指向性アルキル 化が起こっている(分子内プローブアルキル化を含む)ことを強く主張するもの である。Cross-linking HPV targets with 5-(3-iodoacetamidopropyl) The results of the reaction with a limited amount of probe are shown in FIG. On denaturing PAGE gel Analysis of the cleavage pattern of the cross-linked It was shown that the hybrid will lose. The intensity of this band is It depends on the degree of crosslinking. Two separate /X-band knobs on the gel There is a non-sequence-directed alkyl in either the target or probe strand. strongly asserts that oxidation is occurring (including intramolecular probe alkylation) It is.

隣接レーンにおける実際の15−mar形態(run)と比較すると、主要な切 断フラグメントが、9−merであることが示唆される。独自のオートラジオグ ラムによる精密な試験では、よりゆっくりと動き、非常に弱い強度を持つバンド が認識できた。このパターンは、G−21での主要なアルキル化およびG−20 での少量のアルキル化に一致するであろう。架橋可能なHPVノ\イブリッドの ドレイディングモデル(Dreieng model)の試験は、5−(3−ヨ ードアセトアミドプロピル)側手がらせん構造を少し歪めるだけで、ターゲット 鎖のG−21残基と接触できることを示している。Compared to the actual 15-mar run in the adjacent lane, the main cut It is suggested that the truncated fragment is a 9-mer. Unique autoradiolog Precise testing with a ram shows bands that move more slowly and have very low strength. was recognized. This pattern is consistent with predominant alkylation at G-21 and G-20 This would be consistent with a small amount of alkylation at . Cross-linkable HPV hybrids The Dreien model test is based on the 5-(3-yo) By slightly distorting the helical structure of the side hand, the target It shows that it can contact the G-21 residue of the chain.

アルキル化が修飾デオキシウリジン塩基対の5°側から2単位離れた位置にある ターゲット鎮のグアノンンで優位に起こるならば、CMV配列は反応しないであ ろう。この結果は、実際に観察された。CMVと反応しないことは、更に本発明 の架橋機構の特異性を支持するものである。The alkylation is located 2 units away from the 5° side of the modified deoxyuridine base pair. If it occurs predominantly in the target town of Guanon, the CMV sequence will not react. Dew. This result was actually observed. Not reacting with CMV is a further feature of the present invention. This supports the specificity of the cross-linking mechanism.

実施例26 時間および温度依存性 時間および温度依存性の研究を実施例25のHPNr系で見が5−(3−ヨード アセトアミドプロプ−1−イル)−2′−デオキシウリジンであるもので行った 。Example 26 Time and temperature dependence Time and temperature dependence studies were performed on the HPNr system of Example 25. It was carried out with acetamidoprop-1-yl)-2'-deoxyuridine. .

ターゲットを末尾に末端基トランスフェラーゼをつけたコルジセピンにより32 p−標識しくマニアティス等、“分子クローニング−実験マニュアル”、コール ド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−11982年、239頁)、20℃ま たは30℃のいずれかで、pH80トリス緩衝液中の過剰のプローブと共にイン キュベートした。一部分を0.24または72時間インキュベーション後に取り 出し、10mMメルカプトエチルアミン(ヨードアセトアミドと反応させる)の 等容量で反応を止め、続いて変性または非変性PAGEで分析するために、室温 で保存した。32 by cordycepin with a terminal group transferase attached to the target end. p-labeled Maniatis et al., “Molecular Cloning - Experimental Manual”, Cole. Spring Harbor Laboratory, 11982, p. 239), up to 20°C. Incubate with excess probe in pH 80 Tris buffer either at 30°C or at 30°C. Cubated. Aliquots were removed after 0.24 or 72 hours of incubation. and 10 mM mercaptoethylamine (reacted with iodoacetamide). Stop the reaction with equal volumes and leave at room temperature for subsequent analysis by denaturing or non-denaturing PAGE. Saved with.

ハイブリッドの架橋形成は、変性P A G Eで追跡したが、これは、24お よび72時間の時点ていずれの温度でも明らかであった(図3参照)。架橋した l\イブリッド量はいずれの温度および時間でも増加した。/1イブリッドの約 20%カベ、30℃で72時間インキュベーノヨコンに架橋した。Cross-linking of the hybrid was followed with modified PAGE, which was This was evident at both temperatures and after 72 hours (see Figure 3). cross-linked The amount of Ibrid increased at all temperatures and times. /1 Ibrid's approx. Cross-linking was carried out on a 20% wall and incubated at 30° C. for 72 hours.

別々の温度の範囲での実験では、37℃での架橋の半減期は約2日であり、反応 は58℃で24時間後には完全であることを示していた。この時間依存性反応は 、ヨードアセトアミド部分が加水分解せず、または緩衝液と反応しなLNことを 暗示している。より高い温度での反応速度の増大は、/\イブリ・ソドが維持さ れており、続いてアルキル化速度は温度によって所望の増大を示すことを指示し て0る。Experiments at separate temperature ranges showed that the half-life of cross-linking at 37°C was approximately 2 days, and the reaction showed completeness after 24 hours at 58°C. This time-dependent reaction is , the iodoacetamide moiety does not hydrolyze or react with the buffer solution. It's implied. The increase in reaction rate at higher temperatures is due to the fact that / and subsequently indicate that the alkylation rate shows the desired increase with temperature. te 0ru.

実施例27・ アルキル化の部位特異性 アルキル化の部位特異性を解明するために、実施例25の架橋したHPV/−イ ブリッド(Uは、5−(3−ヨードアセトアミドプロブ−1−イル)−2′−デ オキシウリジンである)を90℃で60分、10%ピペリジン溶液に付した。マ キシマム等(プロシーディング・イブ・ナショナル・アカデミ−・イブ・サイエ ンンイズ−U S A (Proc、 Natl^cad、sci、UsA)  、74巻、560頁(1977年)により示されたように、この処理は、アルキ ル化部位に対してタープ・ソト鎖3゜−を量的に切断するものである。結果とし て得られたデータは、上記架橋により修飾された塩基対の第二のグアニン(即ち 、上記タープ・ブト塩基のグアニン)のアルキル化が、観察された唯一の作用で あることを示しており、HPVモデル系における架橋反応が著しく特異的である ことを示していた。Example 27・ Site specificity of alkylation In order to elucidate the site specificity of alkylation, the cross-linked HPV/- Brid (U is 5-(3-iodoacetamidoprob-1-yl)-2'-de Oxyuridine) was added to a 10% piperidine solution at 90° C. for 60 minutes. Ma Kisimam et al. (Proceedings of the National Academy of Yves) NNIS-USA (Proc, Natl^cad, sci, UsA) , Vol. 74, p. 560 (1977), this process This method quantitatively cleaves the Tarp-Sotho chain 3° with respect to the binding site. As a result The data obtained by , alkylation of the terp-but base (guanine) was the only effect observed. The cross-linking reaction in the HPV model system is highly specific. It showed that.

化学的に修飾した架橋可能な0DNs ソラレン修飾した光−架橋可能な○DNsを光化学的方法を用いて調製した。Chemically modified crosslinkable 0DNs Psoralen-modified photo-crosslinkable ○DNs were prepared using a photochemical method.

要約すると、ODNを相補DNA配列とハイブリダイズし、4′−ヒドロキシメ チル−4,5°、8−トリメチルソラレン(HMT)の存在下、360nmで照 射し、それによって配列特異的架橋架橋を唯一の5’−TpA−3’配列で形成 した。25Qnmの光りに短時間さらす、架橋の部分釣元反転(partial  photoreversal)に従い、HMTフラン側−付加物○DNを変性 PAGEで分離した。Briefly, an ODN is hybridized with a complementary DNA sequence and a 4'-hydroxymer Chill-4,5°, illuminated at 360 nm in the presence of 8-trimethylpsoralen (HMT). injection, thereby forming a sequence-specific cross-link with a unique 5'-TpA-3' sequence. did. Partial reversal of crosslinking by exposing to 25Qnm light for a short time Modify HMT furan side-adduct ○DN according to photoreversal) Separated by PAGE.

代替法として、ソラレン誘導体を化学的フンジュゲーノコンによりODNに結合 させることもある。これらの合成機構を用いて、ODNの5°末端とソラレンの 4′位にわたる結合手を介して4,5°、8−トリメチルソラレン(TMP)と 結合した○DNsを得ることもある。1つの方法として、修飾TMPを、適切に 5′−活性化し脱保護したODNと反応させる(B、 L、り一等、バイオケミ ストリー (Bioche、 )、27巻、3197−3202頁、1988年 )。第二の方法として、TMPホスホルアミダイト結合化合物を固相合成の最後 に加える(U ビールスおよびU、イングリッノエ、ヌクレイツク・アシッズ・ リサーチ(Nucl、 Ac1ds Res、) 、17巻、285−99頁、 1989年)。類似の付加物を4′−アミノメチル−4,5’、8−トリメチル ソラレン(AMT)のチオール化誘導体を用いて調製することもある(J、ティ アレおよびP、ウォーレンツィーエン、ヌクレイツク・アンッズ・リサーチ(N uclJcids Res、 ) 、17巻、3359−72頁、1989年) 。更に代替法として、TMP修飾デオキシアデノシンホスホルアミダイトを固相 合成の間にODNの任意の位置に挿入することもある(U ビールス等、ヌクレ イツク・アンソズ・リサーチ(Nucl、^cids Res、 ) 、17巻 、8967−78頁、1989年)。このシントンでは、TMPはデオキシアデ ノンンの08位に結合する結合剤(linker)でその4位を修飾される。As an alternative, psoralen derivatives can be coupled to ODNs by chemical synthesis. Sometimes I let them do it. Using these synthetic mechanisms, we synthesized the 5° end of ODN and psoralen. 4,5°, 8-trimethylpsoralen (TMP) through the bond spanning the 4′ position. Combined ○DNs may also be obtained. One method is to use modified TMP as appropriate. React with 5′-activated and deprotected ODN (B, L, Ri et al., Biochem. Story (Bioche, ), vol. 27, pp. 3197-3202, 1988 ). As a second method, TMP phosphoramidite-conjugated compounds can be added at the end of solid-phase synthesis. Add to (U Virus and U, Ingrinoe, Nucleitsk Acids) Research (Nucl, Ac1ds Res,), Volume 17, Pages 285-99, (1989). A similar adduct is 4'-aminomethyl-4,5',8-trimethyl It may also be prepared using thiolated derivatives of psoralen (AMT) (J, Thi. Ale and P. Warrenzien, Nukleitsk Ands Research (N uclJcids Res, ), volume 17, pages 3359-72, 1989) . As a further alternative, TMP-modified deoxyadenosine phosphoramidites can be used on a solid phase. It may be inserted at any position in the ODN during synthesis (U Virus et al. Itsuku Ansos Research (Nucl, ^cids Res, ), Volume 17 , pp. 8967-78, 1989). In this synthon, TMP is The 4th position is modified with a linker that binds to the 08th position of the nonn.

実施例29゜ ターケソト二本鎖DNAに対する化学修飾0DNsの使用試作品、即ちrec  A安定化二本鎖において相同的なりNAと複合した場合に、いずれのワトソンお よびクリック鎖とも効率的に架橋できるソラレン化したODNを用いる。末尾を ソラレン化した5゛修飾ODNを合成し、そうしてrec A安定化二本鎖の側 面に接する5’ −TpA−3’配列内で最大限に光架橋する。要約すると、ソ ラレン化したODNを組換え酵素の存在下で用いて、配列特異的架橋を二本鎖D NAターゲットにおける相補部位に導入する。該ODNは、DNAターゲットと フーグスチーン型塩基対合しており、これを5−ヒドロキシソラレン部分または 4.5’、 8− トリメチルンラレン部分でその5′末端を修飾する。ソラレ ンを5′位につなげることにより、フロクマリンを二本鎖のすぐ隣にある二本鎖 5’−TpA−3’配列に容易に挿入することができる。フラン環およびピロン 環のいずれもが、正確に位置して、チミジンと光反応する。ソラレン化した末尾 の長さを変えて、ソラレンを二本−二本鎖接合に最大限に挿入することもある。Example 29゜ Prototype using chemically modified 0DNs for Turke Soto double-stranded DNA, i.e. rec When complexed with homologous NA in the A-stabilized duplex, both Watson and A psoralenized ODN that can be efficiently crosslinked with both the strand and the click strand is used. the end A psoralenized 5゛ modified ODN was synthesized, and the side of the rec A-stabilized duplex was Maximum photocrosslinking occurs within the 5'-TpA-3' sequence in contact with the surface. In summary, so Larenylated ODNs are used in the presence of recombinant enzymes to create sequence-specific cross-links between double-stranded D into a complementary site in the NA target. The ODN has a DNA target and It has a Hoogstein type base pairing, which is connected to the 5-hydroxypsoralen moiety or 4. Modify its 5' end with a 5', 8-trimethylnlalene moiety. solare By linking the furocoumarin to the 5' position, the furocoumarin can be attached to the duplex immediately adjacent to the duplex. It can be easily inserted into the 5'-TpA-3' sequence. Furan ring and pyrone Both rings are precisely positioned to photoreact with thymidine. psoralenized tail The length of the psoralen may be varied to maximize insertion of the psoralen into the duplex-duplex junction.

図1 ・mgd ”’P−1mHPVターゲット@ 32P mm15−merマーカ ー−−ψ 架橋生成物 ・・・嘲−32p−標識HPVターゲット図3 フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2N 15/11 //Cl2Q 1/68 Z 7823−4B(72)発明者 メイヤー、リッ チ・ビー・ジュニアアメリカ合衆国98072ワシントン州、ウディンヴイル、 エヌ・イー・ワンハンドレッドアンドセブンティシックスス・ブレイス1541 1番 I (72)発明者 ティポーン、ジョン・シーアメリカ合衆国98011ワシント ン州、ポウセル、エヌ・イー・ワンハンドレッドアンドシックスティシックスス ・ブレイス 12117番 (72)発明者 バースト、ジェラルド・ディーアメリカ合衆国77380テキ サス州、ザ・ウッドランズ、ウェスト・ハイ・オーウス8フ番 (72)発明者 ギャンバー、ハワード・ビーアメリカ合衆国98072ワシン トン州、ウディンヴイル、エヌ・イー・トゥハンドレッドアンドトゥエルスス・ ドライブ14048番Figure 1 ・mgd ’’P-1mHPV target @32P mm15-mer marker ---ψ Crosslinked product ...Mockery-32p-labeled HPV target Figure 3 Continuation of front page (51) Int, C1,5 identification symbol Internal reference number Cl2N 15/11 //Cl2Q 1/68 Z 7823-4B (72) Inventor Mayer, Ripp Chi Bee Jr. Woodinville, Washington, USA 98072 N.E. One Hundred and Seventy Six Brace 1541 Number 1 I (72) Inventor: Tipone, John See, Washington, USA 98011 Pourcel, N.E. One Hundred and Sixty Six ・Brace No. 12117 (72) Inventor: Burst, Gerald Dee, United States of America 77380 Text 8th Floor, West High Ouse, The Woodlands, Sass. (72) Inventor: Gamber, Howard Bee, Washington, USA 98072 Hundred and Twelve, N.E., Woodinville, Tong. Drive 14048

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.構造遺伝子、遺伝子機能に影響を与える調節配列またはそれらの部分に相当 する、ターゲットの二本鎖DNAの一方の鎖に相同的であり、もう一方の鎖に相 補的なオリゴヌクレオチド(ODN)に架橋剤を付けて架橋性ODNを形成させ 、当該架橋性ODNと組換え酵素を接触させて核タンパク質繊維を形成させ、当 該核タンパク質繊維とターゲットの二本鎖DNAを三本鎖複合体を形成させるに 充分な時間を要して結合せしめ、 当該三本鎖複合体を架橋させて遺伝子機能を変化せしめることから成る、遺伝子 機能を変化させる方法。1. Structural genes, corresponding to regulatory sequences or parts thereof that influence gene function homologous to one strand of the target double-stranded DNA and homologous to the other strand. A complementary oligonucleotide (ODN) is attached with a crosslinking agent to form a crosslinked ODN. , contact the crosslinkable ODN with a recombinant enzyme to form a nuclear protein fiber, and To form a triple-stranded complex between the nuclear protein fiber and the target double-stranded DNA. It takes enough time to combine, The gene consists of cross-linking the three-stranded complex to change the gene function. How to change functionality. 2.架橋剤がヌクレオシド架橋剤である、請求の範囲第1項記載の方法。2. 2. The method of claim 1, wherein the crosslinking agent is a nucleoside crosslinking agent. 3.ヌクレオシド架橋剤が以下の式: R1−B−(CH2)q−(Y)r−(CH2)m−A′(I′)式中、 R1は、水素、またはその3′または5′位において、酸素により糖部分と結合 し、基Q1、Q2およびQ3を含んでいるリン誘導体、または、ヌクレオチド結 合形成に適切なその反応性前駆体で置換されていてもよい、糖部分またはその類 似体であり; Q1は、ヒドロキシ、ホスフェートまたはジホスフェートであり;Q2は、=O または=Sであり; Q3は、CH2−R′、S−R′、O−R′、またはN−R′R′′であり;R ′およびR′′のそれぞれは、独立して水素またはC1−6アルキルであり;B は、オリゴヌクレオチドの構成部分である核酸塩基またはそれらの類似体であり 、; Yは、機能的な連結基であり; mおよびqは独立して0から8であり;rは0または1であり; A′は離脱基である により表される、請求の範囲第2項記載の方法。3. The nucleoside crosslinker has the following formula: R1-B-(CH2)q-(Y)r-(CH2)m-A'(I') In the formula, R1 is hydrogen, or is bonded to the sugar moiety through oxygen at its 3' or 5' position and a phosphorus derivative containing groups Q1, Q2 and Q3, or a nucleotide linkage. A sugar moiety or the like, optionally substituted with a reactive precursor thereof suitable for synthesis. It is a likeness; Q1 is hydroxy, phosphate or diphosphate; Q2 is =O or = S; Q3 is CH2-R', S-R', O-R', or N-R'R''; R ' and R'' are each independently hydrogen or C1-6 alkyl; B is a nucleobase or an analog thereof that is a constituent part of an oligonucleotide. , ; Y is a functional linking group; m and q are independently 0 to 8; r is 0 or 1; A′ is a leaving group The method according to claim 2, which is represented by: 4.構造遺伝子、遺伝子機能に影響を与える調節配列またはそれらの部分に相当 するターゲットの二本鎖DNAの一方の鎖に相同的であり、もう一方の鎖に相補 的なオリゴヌクレオチドに共有結合的に結合した化学的架橋剤と、前記オリゴヌ クレオチドと非共有的に結合した組換え酵素から成る、化学的架橋性抗遺伝子核 タンパク質繊維。4. Structural genes, corresponding to regulatory sequences or parts thereof that influence gene function homologous to one strand of the target double-stranded DNA and complementary to the other strand a chemical cross-linker covalently bound to an oligonucleotide; A chemically cross-linked antigene core consisting of a recombinant enzyme non-covalently linked to a cleotide protein fiber. 5.化学的架橋剤がヌクレオシド架橋剤である、請求の範囲第4項記載の化学的 架橋性抗遺伝子核タンパク質繊維。5. The chemical according to claim 4, wherein the chemical crosslinker is a nucleoside crosslinker. Cross-linked anti-gene nucleoprotein fibers. 6.ヌクレオシド架橋剤が以下の式: R1−B−(CH2)q−(Y)r−(CH2)m−A′ (I′)式中、 R1は、水素、またはその3′または5′位において、酸素により糖部分と結合 し、基Q1、Q2およびQ3を含んでいるリン誘導体、または、ヌクレオチド結 合形成に適切なその反応性前駆体で置換されていてもよい、糖部分またはその類 似体であり; Q1は、ヒドロキシ、ホスフェートまたはジホスフェートであり;Q2は、=O または=Sであり; Q3は、CH2−R′、S−R′、O−R′、またはN−R′R′′であり;R ′およびR′′のそれぞれは、独立して水素またはC1−6アルキルであり;B は、オリゴヌクレオチドの構成部分である核酸塩基またはそれらの類似体であり ; Yは、機能的な連結基であり; mおよびqは独立して0から8であり;rは0または1であり; A′は離脱基である により表される、請求の範囲第5項記載の化学的架橋性抗遺伝子核タンパク質繊 維。6. The nucleoside crosslinker has the following formula: R1-B-(CH2)q-(Y)r-(CH2)m-A' (I') In the formula, R1 is hydrogen, or is bonded to the sugar moiety through oxygen at its 3' or 5' position and a phosphorus derivative containing groups Q1, Q2 and Q3, or a nucleotide linkage. A sugar moiety or the like, optionally substituted with a reactive precursor thereof suitable for synthesis. It is a likeness; Q1 is hydroxy, phosphate or diphosphate; Q2 is =O or = S; Q3 is CH2-R', S-R', O-R', or N-R'R''; R ' and R'' are each independently hydrogen or C1-6 alkyl; B is a nucleobase or an analog thereof that is a constituent part of an oligonucleotide. ; Y is a functional linking group; m and q are independently 0 to 8; r is 0 or 1; A′ is a leaving group The chemically crosslinkable anti-gene nuclear protein fiber according to claim 5, represented by Wisdom.
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