JPH10503759A - 連結ペプチド核酸 - Google Patents

連結ペプチド核酸

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Abstract

(57)【要約】 新規なペプチド核酸および新規な連結したペプチド核酸は核酸とともにトリプル鎖構造を形成する。ペプチド核酸は、適当なリンカーを介してペプチド主鎖に結合した天然に生ずる核塩基等のリガンドを含む。C−ピリミジンおよびイソピリミジンを含む他の核塩基をホーグスティーン鎖中のリガンドとして用いて結合親和性を増加させることができる。2つのペプチド核酸鎖をリンカーとともに一緒に連結してビス−ペプチド核酸を形成する。ビス化合物中のペプチド核酸の個々の鎖は互いにパラレルまたはアンチパラレルに配向しうる。

Description

【発明の詳細な説明】 連結ペプチド核酸 関連する出願のクロスリファレンス 本出願は、1994年7月15日出願の米国特許出願08/275,951の 一部継続出願であり、これは1993年8月27日出願の米国特許出願08/1 08,591の一部継続出願であり、これは1992年5月22日出願の国際特 許出願PCT/EP/01219の米国国内段階であり、これは1991年5月 24日出願のデンマーク特許出願986/91、1991年5月24日出願の9 87/91および1992年4月15日出願の510/92に基づく優先権を主 張している。米国特許出願08/275,951はまた、1993年7月2日出 願の米国特許出願08/088,658および1993年7月2日出願の米国特 許出願08/088,661の一部継続出願である。上述のそれぞれの特許出願 の開示のすべてを本明細書の一部としてここに引用する。 発明の分野 本発明は、ポリヌクレオチドではないが、対応するポリヌクレオチドより強力 に相補的なDNAおよびRNA鎖に結合する化合物に関する。特に、本発明は、 天然に生ずる核塩基(nucleobase)または他の核塩基結合部分が、ポ リアミド主鎖に共有結合的に結合しており、該ポリアミド主鎖が第2の同様に置 換されたポリアミド主鎖に連結部分を介して共有結合的に連結している、新規な ペプチド核酸化合物および新規な連結したペプチド核酸化合物に関する。 発明の背景 オリゴヌクレオチドおよびその類似体は、分子生物学において、ある種の方法 においてプローブ、プライマー、リンカー、アダプターおよび遺伝子フラグメン ト等として開発され用いられてきた。これらの方法において用いられるオリゴヌ クレオチドへの修飾には、非放射性同位体、例えば、フルオレセイン、ビオチン 、ジゴキシゲニン、アルカリホスファターゼ、または他のレポーター分子での標 識が含まれる。リボースホスフェート主鎖に他の修飾を行い、得られる類似体の ヌクレアーゼ安定性を増加させた。これらの修飾には、メチルホスホネート、ホ ス ホロチオエート、ホスホロジチオエート連結、および2’−O−メチルリボース 糖ユニットの使用が含まれる。別の修飾には、取り込みおよび細胞内分布を調節 するための修飾が含まれる。ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドは現在のと ころ抗ウイルス剤としての使用を含む種々の疾患状態のためのヒトの臨床試験に おいてアンチセンス剤として用いられている。これらのオリゴヌクレオチドは診 断および治療において首尾よく使用されているが、改良されたオリゴヌクレオチ ド類似体に対する要望が存在する。 オリゴヌクレオチドはいくつかの方法で本来のDNAおよびRNAと相互作用 することができる。これらのうちの1つは、オリゴヌクレオチドと一本鎖核酸と の間のデュープレックス形成である。他のものは、オリゴヌクレオチドと二本鎖 DNAとの間にトリプレックスを形成して、トリプレックス構造を形成するもの である。しかし、二本鎖DNAとトリプレックス構造を形成するためには、オリ ゴヌクレオチドのシトシン塩基がプロトン化されていなければならない。このた め、これはそのようなトリプレックス形成をpH依存性にする。P.O.P.T s’oおよび同僚は、DNAトリプレックス形成において、シトシンの永続的に プロトン化された類似体としてシュードイソシトシンを用いた(Ono,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1991,113,4032−403 3;Ono,et al.,J.Org.Chem.,1992,57,322 5−3230を参照のこと)。TrapaneおよびTs’oはまた、一本鎖核 酸標的とのトリプレックス形成のためのシュードイソシトシンの使用を示唆した (Trapane,et al.,J.Biomol.Strul.Struc t.,1991,8,229;Trapane,et al.,Biophys .J.,1992,61,2437;およびTrapane,et al.,A bstracts Conference on Nucleic Acid Medical Applications,Cancun,Mexico,J anuary 1993を参照のこと)。特許出願WO93/05180におい て、8−オキソアデニンもトリプレックス形成におけるプロトン化されたシトシ ンとして示唆されている。 ペプチド核酸は、ある点ではオリゴヌクレオチド類似体と類似する化合物であ るが、別の非常に重要な点においては、これらの構造は非常に異なる。ペプチド 核酸においては、オリゴヌクレオチドのデオキシリボースホスフェート主鎖は、 糖ホスホジエステルよりペプチドに似た主鎖により置き換えられている。それぞ れのサブユニットは、この主鎖に結合した、天然に生ずるまたは天然に生じない 塩基を有する。そのような主鎖の1つは、アミド結合を介して連結したN−(2 −アミノエチル)グリシンの繰り返しユニットから構築される。デオキシリボー ス主鎖からは根本的にはずれているため、これらの化合物はペプチド核酸(PN A)と称されている。 PNAはDNAおよびRNAの両方に結合して、PNA/DNAまたはPNA /RNAデュープレックスを形成する。得られるPNA/DNAまたはPNA/ RNAデュープレックスは、Tmで判定して、対応するDNA/DNAまたはD NA/RNAデュープレックスよりも高い親和性で結合する。この高い熱安定性 は、PNAの中性の主鎖による電荷斥力の欠失に起因するのであろう。また、P NAの中性の主鎖により、PNA/DNA(RNA)デュープレックスのTmは 事実上塩濃度に非依存性である。すなわち、PNA/DNAデュープレックス相 互作用は、イオン強度に高度に依存性であるDNA/DNAデュープレックス相 互作用に比べてさらなる利点を提供する。ホモピリミジンPNAは相補的なDN AまたはRNAに結合して、熱安定性の高い(PNA)2/DNA(RNA)ト リプレックスを形成することが示されている(例えば、Egholm,et a l.,Science,1991,254,1497;Egholm,et a l.,J.Am.Chem.Soc.,1992,114,1895;Egho lm,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1992,114,96 77を参照のこと)。 増加した親和性に加えて、PNAはまた増加した特異性をもってDNAに結合 することが示されている。PNA/DNAデュープレックスのミスマッチが溶解 するとき、DNA/DNAデュープレックスと比較して8から20℃のTmの降 下が見られる。このような大きなTmの降下は、ミスマッチが存在する対応する DNA/DNAデュープレックスについては見られない。 PNA鎖のDNA主たはRNA鎖への結合は、2つの配向のいずれかで起こり うる。この配向は、DNAまたはRNA鎖が、PNAのカルボキシル末端がDN AまたはRNAの5’末端に向けられておりかつPNAのアミノ末端がDNAま たはRNAの3’末端に向けられるように、5’から3’配向で相補的なPNA 鎖に結合するとき、アンチパラレルと称される。パラレル配向においては、PN Aのカルボキシル末端およびアミノ末端は、DNAまたはRNAの5’−3’方 向に関してちようど反対向きである。 PNAは一本鎖DNAおよび二本鎖DNAの両方に結合する。上述したように 、二本鎖DNAへの結合においては、PNAの2つの鎖がDNAに結合すること が認められている。PNA/DNAデュープレックスはアンチパラレルコンフィ ギュレーションにおいて安定であるが、以前は(PNA)2/DNAトリプレッ クスについてはパラレル配向が好ましいと考えられていた。 2つの一本鎖ピリミジンPNAの二本鎖DNAへの結合は、オリゴヌクレオチ ドのトリプレックス形成について観察されるような通常の三重らせん形成ではな く、鎖置換を介して生ずることが示されている。PNA鎖が二本鎖DNAに浸入 するとき、DNAの一方の鎖が置き換えられ、PNA2/DNA複合体領域側で ループを形成する。DNAの他方の鎖は(PNA)2/DNAトリプレックス構 造中で固定(lock up)される。ループ領域(あるいはPループと称され る)は一本鎖であり、これは一本鎖DNAを切断しうる酵素による切断に感受性 である。 オリゴヌクレオチドと比較してPNAのさらなる利点は、そのポリアミド主鎖 (それに結合した適当な核塩基または他の側鎖基を有する)がヌクレアーゼまた はプロテアーゼのいずれによっても認識されず、切断されないことである。この 結果、PNAは、DNAおよびペプチドとは異なり、酵素による分解に耐性であ る。 これらの性質のため、PNAは、多くの異なる分野において有用であることが 知られている。PNAはオリゴヌクレオチドより強い結合および高い特異性を有 しているため、クローニング、ブロッティング方法、および蛍光インサイチオハ イブリダイゼーション(FISH)等の応用においてプローブとして用いられて いる。ホモピリミジンPNAは、ホモプリン標的における鎖置換において用いら れている。p−ループと重複するかまたは隣接する制限部位は、制限酵素により 切断されないであろう。また、局所的なトリプレックスは遺伝子の転写を阻害す る。すなわち、DNAフラグメント中の特定の制限部位にPNAが結合すること により、これらの部位における切断が阻害されうる、クローニングおよびサブク ローニング方法において、この利点を利用することができる。標識したPNAは また、DNA分子を直接マッピングするために用いることができる。これを行う ためには、鎖侵入を用いて蛍光標識を有するPNA分子をデュープレックスDN A中の相補的な配列にハイブリダイズさせる。 PNAはさらに、PCRに基づくアッセイ(PCRクランピング)において点 突然変異を検出するためにも用いられてきている。PCRクランピングは、PC Rに基づくアッセイ、例えば、検証中のDNAのセグメント中の通常の野生型遺 伝子座と変異体遺伝子座との間の区別において、点突然変異を検出するためにP NAを用いる。野生型配列に相補的なPNAオリゴマーを合成する。PCR反応 混合物は、このPNAおよび2つのDNAプライマーを含み、その1つは変異体 配列に相補的である。野生型PNAオリゴマーおよびDNAプライマーは、標的 に対するハイブリダイゼーションについて競合する。標的が変異体遺伝子座であ れば、DNAプライマーのハイブリダイゼーションおよび続く増幅のみが生ずる であろう。この方法を用いて、変異体の存在および正確な同一性を検出すること ができる。 発明の目的 本発明は、ssDNA、dsDNAおよびssRNA核酸に結合して、対応す るDNAと比較して改良された熱安定性、特異性、および他の性質を有する複合 体を形成する化合物を提供することを目的とする。 本発明はさらに、一緒になってビスPNAを形成するPNAの2つの配列を用 いて鎖侵入を介して核酸に結合する化合物を提供することを目的とする。ここで 、1つの鎖はワトソン/クリック型の水素結合を用いて標的に対してアンチパラ レルに結合し、第2の鎖はホーグスティーン型の水素結合を用いて標的に対して パラレルに結合する。 本発明はさらに、少なくとも1つのピリミジン複素環塩基がC−ピリミジン複 素環塩基またはイソピリミジン複素環塩基で置換されているPNAおよびビスP NAを提供することを目的とする。 本発明はさらに、標的に対してパラレルである鎖のシトシンがシュードイソシ トシンで置き換えられている、一緒に連結してビスPNAを形成してもよいPN Aの2つの配列を用いて、鎖侵入を介して核酸に結合する化合物を提供すること を目的とする。ここで1つの鎖は標的に対してアンチパラレルに結合してワトソ ン/クリック型水素結合を形成し、第2の鎖は標的に対してパラレルに結合して ホーグスティーン型水素結合を形成する。 本発明はさらに、ホーグスティーン鎖中でシトシン核塩基がシュードイソシト シで置き換えられているビスPNA構造を提供することを目的とする。 本発明はさらに、このような化合物を用いる、治療、診断および予防方法を提 供することを目的とする。 発明の概要 本発明は、修飾されたペプチド核酸、特に連結セグメントを介して連結したP NAに関する。このようなPNAは、”ビスペプチド核酸”または”ビスPNA ”という略称(shorthand name)を与えられている。本発明はま た、ホーグスティーン型塩基対形成のためのある種の非天然核塩基を取り込んだ 修飾されたペプチド核酸に関する。これらの修飾されたペプチド核酸は、特に、 二本鎖DNA中のある部位の同定、制限酵素部位、転写阻害、点突然変異を検出 するためのクランピングを含む診断用途およびトリプレックス形成モチーフ中の ホーグスティーン鎖において用いるのに有用である。 本発明に従えば、C−ピリミジン複素環塩基またはイソピリミジン複素環塩基 であるピリミジン複素環塩基を有する少なくとも1つのペプチド核酸モノマーユ ニットを有するペプチド核酸を含む化合物が提供される。本発明のある好ましい 態様においては、ピリミジン複素環塩基はC−ピリミジン複素環塩基である。本 発明の他の好ましい態様においては、ピリミジン複素環塩基はシュードイソシト シンである。本発明の別の態様においては、C−ピリミジン複素環塩基はシュー ドウラシル、5−ブロモウラシル、イソシトシンまたは他のイソピリミジン複素 環塩基である。 C−ピリミジンおよびイソピリミジン複素環塩基を有する化合物を含む本発明 の化合物には、式Iの化合物が含まれる: [式中、 nは少なくとも2であり; L1−Lnのそれぞれは、独立して、水素、ヒドロキシ、(C1−C4)アルカノイ ル、天然に生ずる核塩基、天然に生じない核塩基、芳香性部分、DNAインター カレーター、核塩基結合基、複素環部分、およびレポーターリガンドからなる群 より選択され; C1−Cnのそれぞれは(CR67yであり、ここでR6は水素であり、R7は天 然に生ずるアルファアミノ酸の側鎖からなる群より選択され、またはR6および R7は、独立して、水素、(C2−C6)アルキル、アリール、アラルキル、ヘテ ロアリール、ヒドロキシ、(C1−C6)アルコキシ、(C1−C6)アルキルチオ 、NR34およびSR5からなる群より選択され、ここで、R3およびR4は互い に独立して、水素、(C1−C4)アルキル、ヒドロキシ−もしくはアルコキシ− もしくはアルキルチオ−置換(C1−C4)アルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、 アルキルチオおよびアミノからなる群より選択され、R5は水素、(C1−C6) アルキル、ヒドロキシ−、アルコキシ−、またはアルキルチオ−置換(C1−C6 )アルキルであり、あるいは、R6およびR7は、一緒になって脂環また複素環系 を完成させてもよい; D1−Dnのそれぞれは(CR67zであり、ここでR6およびR7は上で定義し たとおりであり; yおよびzのそれぞれは1から10の整数であり、y+zの合計は1より大きく 10以下であり; G1−Gn-1のそれぞれは、いずれの方向でもよい−NR3CO−、−NR3CS− 、−NR3SO−または−NR3SO2−であり、ここでR3は上で定義したとおり であり; A1−AnおよびB1−Bnのそれぞれは次のように選択される: (a)Aは式(IIa)、(IIb)、(IIc)または(IId)の基であり 、BはNまたはR3+であり;または (b)Aは式(IId)の基でありBはCHである; [式中、 XはO、S、Se、NR3、CH2またはC(CH32であり; Yは、単結合、O、SまたはNR4であり; pおよびqのそれぞれは0または1から5の整数であり、p+qの合計は10以 下であり; rおよびsのそれぞれは0または1から5の整数であり、r+sの合計は10以 下であり; R1およびR2のそれぞれは、独立して、水素、およびヒドロキシ−もしくはアル コキシ−もしくはアルキルチオ−置換されていてもよい(C1−C4)アルキル、 ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルチオ、アミノおよびハロゲンからなる群より 選択され; R3およびR4のそれぞれは上で定義したとおりである] Qは−CO2H、−CONR'R''、−SO3Hまたは−SO2NR'R''、または −CO2Hもしくは−SO3Hの活性化誘導体であり;そして Iは、−NHR'''R''''または−NR'''C(O)R''''であり、ここでR'、 R''、R'''およびR''''は、独立して、水素、アルキル、アミノ保護基、レポ ーターリガンド、インターカレーター、キレーター、ペプチド、蛋白質、炭水化 物、脂質、ステロイド、ヌクレオシド、ヌクレオチド、ヌクレオチドジホスフェ ート、ヌクレオチドトリホスフェート、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシ ドおよび可溶性および不溶性ポリマーからなる群より選択される]。 本発明のペプチド核酸化合物はさらに、構造III、IVまたはVの化合物: [式中、 それぞれのLは、独立して、水素、フェニル、複素環部分、天然に生ずる核塩基 および天然に生じない核塩基からなる群より選択され; それぞれのR7'は、独立して、水素および天然に生ずるアルファアミノ酸の側鎖 からなる群より選択され; nは1より大きい整数であり; k、l、およびmのそれぞれは、独立して、0または1から5の整数であり; それぞれのpは0または1であり; Rhは、OH、NH2または−NHLysNH2であり;そして R1はHまたはCOCH3である] を含む。 さらに本発明に従えば、少なくとも1つの連結セグメントを介して一緒に連結 した第1および第2のペプチド核酸セグメントを有する、ペプチド核酸またはオ リゴヌクレオチドではない化合物が提供される。 本発明の好ましい態様においては、連結セグメントは、その一方の末端にカル ボン酸官能基を有しかつその他方の末端に第1アミノ官能基を有する線状構造を 含む。好ましい連結セグメントは、少なくとも1つの次の構造のユニットを含む : −[HN−Z−COO]n− [式中、 nは1から3であり;ZはC1−C20アルキル、C2−C20、アルケニル、C2− C20アルキニル、少なくとも1つのOまたはS複素原子を有するC1−C20アル カノイル、C1−C17アリール、またはC7−C34アラルキルである。 より好ましい態様においては、連結セグメントは少なくとも1つの式: −NH−(CH2e−C(=O)− (式中、eは1から15である)のアミノアルキルカルボン酸を含む。 ある好ましい態様においては、eは4から8である。より好主しい態様におい ては、eは5または6である。 別の好ましい態様においては、連結セグメントは、次の式: −(AA)h−[NH−(CH2e−C(=O)−(AA)fg− [式中 AAはα−アミノ酸であり; eは4から8であり; fおよびhは0または1であり;そして gは1から4である] であるように、直前の式の構造および少なくとも1つのさらなるα−アミノ酸を 含む。 別の好ましい態様においては、連結セグメントは少なくとも1つのグリコール アミノ酸のユニットを含む。グリコールアミノ酸は、直線アレイ状に一緒に連結 し、一方の末端にアミノ基を他方の末端にカルボキシル基を含むグリコールサブ ユニットから形成される。好ましいグリコールアミノ酸連結セグメントは次式の 化合物: −[NH−(CH2−CH2−O−)j−CH2−C(=O)−]i [式中、jは1から6であり、iは1から6である] である。。1つの特に好ましい態様においては、jは2であり、iは3である。 本発明のさらに別の態様においては、2つのそれぞれのペプチド核酸セグメン トの両末端が連結セグメントの2つを介して一緒に連結されて、環状構造を形成 する。 本発明のさらに別の態様においては、連結セグメントは、第1および第2のペ プチド核酸セグメントの一方の末端アミン官能基と、第1および第2のペプチド 核酸セグメントの他方のカルボキシル官能基とを連結させる。 本発明のある好ましい態様においては、第1のペプチド核酸セグメントの、そ のアミン末端からそのカルボキシル末端への方向の核塩基配列は、第2のペプチ ド核酸セグメントの、そのカルボキシル末端からそのアミン末端への方向の核塩 基配列と同一である。 本発明の別の態様においては、第1および第2のペプチド核酸セグメントの核 塩基の少なくとも一部はピリミジン核塩基である。本発明のさらに別の態様にお いては、第1または第2のペプチド核酸セグメンとの一方の少なくとも1つのピ リミジン核塩基は、C−ピリミジン複素環塩基またはイソピリミジン複素環塩基 を含む。本発明のさらに別の態様においては、ピリミジン核塩基である核塩基の 一部は、連続するホモピリミジン配列中に位置する。 本発明の化合物はまた、核酸鎖を有する多鎖構造を含み、少なくともその一部 は標的ヌクレオチド配列を形成し、一方、第1および第2のペプチド核酸セグメ ントから形成される別の鎖はリンカーを介して一緒に連結している。第1のペプ チド核酸セグメントの核塩基の配列は、標的ヌクレオチド配列の5’から3’方 向に標的ヌクレオチド配列に相補的であるように選択され、第2のペプチド核酸 セグメントの核塩基の配列は、標的ヌクレオチド配列の3’から5’方向に標的 ヌクレオチド配列に相補的であるように選択される。 本発明のある態様においては、核酸鎖は一本鎖DNAまたはRNAであり、本 発明の別の態様においては、核酸鎖は二本鎖DNAである。 本発明のさらに別の態様においては、第1または第2のペプチド核酸セグメン トの一方はワトソン/クリック型水素結合を用いて標的ヌクレオチド配列に結合 し、第1または第2のペプチド核酸セグメントの他方は、ホーグスティーン型水 素結合を用いて標的ヌクレオチド配列に結合する。ある好ましい態様においては 、前記ホーグスティーン水素結合を用いて標的ヌクレオチド配列に結合する第1 または第2のペプチド核酸セグメントの一方は、標的ヌクレオチド配列中の核塩 基に相補的な位置の少なくとも1つの中にC−ピリミジン複素環核塩基またはイ ソピリミジン複素環核塩基を含む。ある好ましい態様においては、C−ピリミジ ン複素環核塩基またはイソピリミジン複素環核塩基は、シュードイソシトシン、 イソシトシン、シュードウラシルまたは5−ブロモウラシルであるように選択さ れる。 本発明の化合物はまた、核塩基の第1の配列を有する連結したペプチド核酸ユ ニットの第1のセグメントおよび核塩基の第2の配列を有する連結したペプチド 核酸ユニットの第2のセグメント、およびペプチド核酸ユニットの第1および第 2のセグメントを連結するリンカー基を有する化合物を含む。ペプチド核酸ユニ ットの第1のセグメントは、アミノ末端からカルボキシル末端に伸び、ペプチド 核酸ユニットの第2のセグメントはアミノ末端からカルボキシル末端に伸び、こ こでリンカー基はペプチド核酸ユニットの第1のセグメントのカルボキシル末端 とペプチド核酸ユニットの第2のセグメントのアミノ末端とを連結する。 図面の簡単な説明 当業者は、添付の図面を参考にすることにより、本発明の多くの目的および利 点をよりよく理解することができるであろう。 図1は、本発明に従い、実施例26において議論される合成スキームを示す。 図2は、本発明に従い、実施例33において議論される合成スキームを示す。 図3は、本発明に従い、実施例37において議論される合成スキームを示す。 図4は、本発明に従い、実施例41において議論される合成スキームを示す。 好ましい態様の記載 本発明は、新規なPNA分子および新規な連結されたPNA分子に関する。連 結されたPNA分子は連結セグメントにより一緒に連結されているPNA鎖から 形成される。本明細書においては、これらの新規な連結された分子を”ビスPN A”と称する。ビスPNAは、一本鎖PNAよりも改良された結合、特異性およ び認識特性を有することが示されている。 本発明に従って、2つの一本鎖PNAもしくはビスPNAとDNAもしくはR NA標的鎖との間に形成される最も安定なトリプレックスは、ワトソン/クリッ ク塩基対鎖が標的鎖に対してアンチパラレル配向にあり、ホーグスティーン塩基 対鎖が標的鎖に対してパラレル配向にあるトリプレックスであることが見いださ れた。標的鎖に対してそのような配向にあるため、2つのPNA鎖は互いにアン チパラレルである。 本発明のPNA分子および連結されたPNA分子またはビスPNAにおいては 、上述の式Iに示されるように、リガンドLは主として天然に見いだされる位置 、すなわちアデニンまたはグアニンについては9位、チミンまたはシトシンにつ いては1位に結合した天然に生ずる核塩基である。あるいは、Lは天然に生じな い核塩基(核塩基類似体)、他の塩基結合性部分、芳香族部分、(C1−C4)ア ルカノイル、ヒドロキシまたは水素であってもよい。ある好ましい態様において は、構造中の少なくとも1つのLはC−ピリミジン複素環塩基またはイソピリミ ジン複素環塩基である。別の態様においては、LはDNAインターカレーター、 レポ ーターリガンド(例えば、蛍光団、放射性標識、スピン標識、ハプテン)または ビオチン等の蛋白質認識リガンドでありうる。 本発明の目的のためには、用語”ピリミジン”は、その置換基または他の分子 との結合の位置にかかわらず、任意の1,3−ジアジンを意味する。本発明に従 うピリミジンには、天然に生ずるおよび合成の核塩基およびその類似体の両方が 含まれる。C−ピリミジン核塩基は、ヌクレオシド中に位置する場合にピリミジ ン環の炭素原子を介してヌクレオシドの糖部分に連結されるであろう核塩基であ る。本発明のペプチド核酸とともに用いる場合、上述のヌクレオシド連結と同様 の様式で、C−ピリミジン塩基はピリミジン環の炭素原子を介してペプチド核酸 主鎖に連結される。本発明に従うイソピリミジは、4−ケト−2−アミノ−、4 −チオ−2−アミノ、2−チオ−4−ケトおよび2−ケト−4−チオ−二置換ピ リミジンである。シュードピリミジンはピリミジンの5位を通してPNA鎖に直 接または間接的に結合しているものである。 合成の間、Lは保護基でブロックしてもよい。適当な保護基は、酸、塩基また は水添分解的もしくは光化学的に切断しうる保護基、例えば、t−ブトキシカル ボニル(Boc)、フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)、ベンジ ルオキシカルボニル(ZまたはCBZ)、ベンゾイル、2−クロロベンジルオキ シカルボニルまたは2−ニトロベンジル(2Nb)である。 Aは、−CR12CO−、−CR12CS−、−CR12CSe−、−CR1 2CNHR3−、−CR12C=CH2−および−CR12C=C(CH32− (ここで、R1、R2およびR3は上で定義したとおりである)等の広範囲の基で ありうる。 好ましくは、Aはメチレンカルボニル(−CH2CO−)である。また、Aは より長い鎖部分、例えばプロパノイル、ブタノイルもしくはペンタノイル、また はOがXの他の値で置き換えられているか、または鎖がR12で置き換えられて いるか、またはYを含む異種混合物である、対応する誘導体でありうる。さらに 、Aは(C2−C6)アルキレン鎖、R12で置換されている(C2−C6)アルキ レン鎖であってもよく、またはYを含む異種混合物であってもよい。場合によっ ては、Aは単なる単結合であってもよい。 本発明のある好ましい態様においては、Bは窒素原子であり、このことにより アキラル主鎖の可能性を提示する。Bはまた、R3+であることもでき、ここで R3は上で定義したとおりである。BはまたCH基であってもよい。 本発明のある好ましい態様においては、Cは(−CR67−)yであり、ここ でR6およびR7は上で定義したとおりである。R6およびR7はまたヘテロアリー ル基、例えば、ピロリル、フリル、チエニル、イミダゾリル、ピリジル、ピリミ ジニル、インドリルであってもよく、または、一緒になって、例えば、1,2− シクロブタンジイル、1,2−シクロペンタンジイル、または1,2−シクロヘ キサンジイル等の脂環系を完成してもよい。 本発明のある好ましい態様においては、DはCH2基である。DはまたCR67 であってもよく、ここでR6およびR7は上で定義したとおりである。 本発明のある好ましい態様においては、Gは、いずれの向きでもよい−NR3 CO−、−NR3CS−、−NR3SO−または−NR3SO2−から選択され、こ こでR3は上で定義したとおりである。 本発明のペプチド核酸の主鎖を形成するアミノ酸およびアミノ酸類似体は、同 一でも異なっていてもよい。我々は、N−(2−アミノエチル)グリシンに基づ くものが特に本発明の目的に適していることを見いだしたが、本発明の状況にお いては広範なアミノ酸類似体を用いることができる。 本発明の連結セグメントは、2つのPNA鎖を一緒に連結しうる化合物である 。好ましい配向は、第1のPNA分子のC末端を第2のPNA分子のN末端に連 結するものである。PNAセグメントを連結するための現在のところ好ましい2 つの連結セグメントは、アミノ酸基により一緒に連結した”egl基”(エチレ ングリコール)および”Aha基”(アミノヘキサン酸)である。現在のところ 好ましい別の連結セグメントには、α−アミノ酸、特にグリシンまたはリジンが 隙間に置かれた上述のAha基が含まれる。 広範な他の化合物もまた連結セグメントとして有用であり、したがって本発明 の範囲内に含まれる。一般に、連結セグメントは、空間スパニング基により隔て られた第1アミノ基およびカルボキシ基を有する化合物であり、ここで空間スパ ニング基は1つまたはそれ以上の官能基から形成される。空間スパニング基の代 表的な例は、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、C2−C20アルキニル 、少なくとも1つのOまたはS原子を有するC1−C20アルカノイル、C7−C34 アラルキル、C6−C14アリールおよびアミノ酸である。好ましいアルカノイル 基は、1から10個の複素原子(OまたはS)を有していてもよい。好ましいア ルカノイル基には、メチル、エチルおよびプロピルアルカノキシ、特にポリエト キシすなわちエチレングリコールが含まれる。α−アミノ酸のD、L、およびD L異性体を含むアミノ酸、ならびにより長い鎖のアミノ酸が一緒に連結して連結 セグメントを形成してもよい。特に好ましいアミノ酸はヘキサン酸アミノ酸であ る。空間スパニング基として用いられるアラルキル基は、芳香族環上に位置する かまたは1個もしくはそれ以上のCH2基で隔てられていてもよいアミノまたは カルボキシ基を有していてもよく、ここで、CH2基の総数は20個またはそれ より少ない。アラルキル連結PNA中の置換の位置は様々であるが、オルトおよ びメタが現在のところ好ましい。これは、これらの位置における置換、特にオル ト置換が、ビスPNAが湾曲するよう誘導し、したがって、2つの連結したペプ チド核酸鎖を互いにパラレルな空間位置に配置することを容易にするからである 。誘導された湾曲を含むビスPNAの別の群は、シス−アルケニルリンカーまた はプロリンリンカーを取り込んだものである。 連結セグメントの選択においては、PNA化学との適合性、およびPNAの1 つの末端の官能基を第2のPNAの1つの末端上の官能基に連結させる能力を考 慮すべきである。また、連結セグメントは、2つの連結したPNAが、2つの独 立したPNA一本鎖が相互作用するのとほぼ同様に、ssDNA、ssRNAま たはdsDNAと相互作用しうるように柔軟であるように選択することができる 。有効であることが示されているいくつかの好ましい連結セグメントは、23お よび24原子の長さのものである。 ビスPNAは、一本鎖PNAと比較して、改良された結合親和性、熱安定性、 および特異性を有することが示されている。dsDNAを標的として用いて、好 ましい配向は、ビスPNAの第1のPNA鎖が標的に対してパラレルであり、す なわち、デュープレックスの標的DNA鎖が5’から3’方向に参照され、第1 のPNAはNからC方向で相補的であり、かつ、ビスPNAの第2のPNA鎖は 標的に対してアンチパラレルであり、すなわち、これはCからN方向でDNA鎖 に相補的(ここでも5’から3’方向に参照される)であることが示されている 。したがって、連結セグメントはPNA鎖を互いに反対向きで連結させる、すな わち、共通の参照点から、一方の鎖はNからC方向に並び、他方はCからN方向 に並ぶ。 理論に拘束されることを望むものではないが、ビスPNAのアンチパラレル鎖 がDNA標的に結合し、このことにより鎖侵入を介して他のDNA鎖を置き換え るものと考えられる。この結合はワトソン/クリック性の結合である。一方、ビ スPNAの第2のPNA鎖、すなわちパラレル鎖は、ホーグスティーン型水素結 合を用いてDNAに結合する。成分一本鎖PNAを用い、これらを別々におよび 混合物としてビスPNAと比較することにより、ビスPNAが速度においてより 速いこと、すなわちより速く標的に結合することが示された。このより速い速度 は、ビスPNAにおいて第2の鎖が非常に近づけられていることによる。 我々はまた、dsDNAに結合したビスPNAのTmに及ぼすpHの影響を、 シトシンがシュードイソシトシンで置き換えられている同一のビスPNAと比較 して調べた。以前の研究においては、PNAのdsDNAへの結合には明白なp H依存性があることが観察されている。pHが高くなるとTmが低下することは 、(PNA)2/DNA複合体におけるホーグスティーン結合がpH依存性であ ることを示す。正常なホーグスティーン結合は、シトシンがプロトン化されてい ることを必要とする。このことは、ホーグスティーン鎖結合をpH依存性にする 。我々は、ホーグスティーン鎖中の1つまたはそれ以上のシトシン核塩基をシュ ードイソシトシンおよび他の同様の核塩基で置換するとこの依存性が除去される ことを見いだした。この効果を示すために、本発明の2つのビスPNAのうち、 一方をパラレル鎖中のシトシン核塩基がシュードイソシトシンで置き換えられる ように合成し、他方をアンチパラレル鎖中のシトシンがシュードイソシトシンで 置き換えられるように合成した、パラレル鎖中にシュードイソシトシンを有する ビスPNAはほとんどpH非依存性であり、このことは、パラレル鎖がホーグス ティーン結合に関与していることを示す。 シュードイソシトシンまたは他の同様のC−ピリミジン核塩基によるシトシン の置換は、以下に記載するいくつかの例に従って、簡単に実施することができる 。これは、ヌクレオシド中におけるシュードイソシトシンまたは他のC−ピリミ ジンによるシトシンの置換とはちようど対照的である。ヌクレオシド中において は、アノマー特異的炭素−炭素結合はC−ヌクレオシドの合成中に形成されなけ ればならない。ペプチド核酸中にはアノマー(糖)炭素原子がないため、そのよ うな束縛は考慮する必要はない。 本発明のさらに別の観点においては、PNAおよびビスPNAを、低分子量エ フェクターリガンド、例えばヌクレアーゼ活性またはアルキル化活性を有するリ ガンドまたはレポーターリガンド(蛍光、スピンラベル、放射活性、ビオチンま たはハプテン等の蛋白質認識リガンド)にコンジュゲートさせる。本発明のさら に別の観点においては、PNAおよびビスPNAをペプチドまたは蛋白質にコン ジュゲートさせ、ここで、ペプチドはシグナリング活性を有し、蛋白質は例えば 酵素、転写因子または抗体である。また、PNAを水溶性または非水溶性ポリマ ーに結合させることもできる。本発明の別の観点においては、PNAおよびビス PNAを、オリゴヌクレオチドまたは炭水化物にコンジュゲートさせる。是認さ れる場合には、PNAまたはビスPNAをさらに別の部分(例えばペプチド鎖、 レポーター、インターカレーターまたは他のタイプのリガンド含有基)に結合す るように合成し、さらにこれを固体支持体に結合させることができる。このよう なPNAコンジュゲートは、本発明の他のPNAのように、遺伝子調節(例えば 、遺伝子標的化薬剤)に、診断に、バイオテクノロジーおよび研究プローブ、プ ライマー、人工制限酵素等として用いることができる。 本発明の別の観点としては、PNAおよびビスPNAを用いてRNAおよびs sDNAを標的化し、相補型の遺伝子制御部分および核酸の同定および精製用の ハイブリダイゼーションプローブの両方を製造することができる。さらに、PN AおよびビスPNAを、これらがdsDNAとトリプルらせんを形成することが できるように修飾することができる。配列特異的にdsDNAに結合する試薬は 、遺伝子標的化薬剤としての適用を有する。これらは、癌、AIDSおよび他の ウイルス感染等の疾患を治療するための非常に有用な薬剤として予知されており 、また、ある種の遺伝的疾患の治療に有効であることが判明するであろう。さら に、 これらの試薬を研究のためおよび診断において特定の核酸の検出および単離のた めに用いることができる。 当該技術分野においては、トリプルらせんの原理はdsDNAの配列特異的認 識に用いられている。トリプルらせん形成は、ホモプリン−ホモピリミジン配列 の認識を利用する。トリプルらせん形成を伴う鎖置換複合体は、鎖置換複合体が 生理学的条件下、すなわち、中性pH、周囲温度(20−40℃)および中程度 の(100−150mM)イオン強度で非常に安定であるという点において、単 純なトリプルらせん認識より優れている。 遺伝子標的化薬剤は、標的遺伝子の制御領域(プロモーター)に相補的な核塩 基配列(約10から約20ユニットを含む)を有するように設計される。したが って、この薬剤を投与すると、これはプロモーターに結合しRNAポリメラーゼ がそれにアクセスすることを妨害する。結局、mRNA、したがって、遺伝子産 物(蛋白質)は生成されない。ウイルスについては、標的が生命の維持に必要な 遺伝子中にあれば、生存可能なウイルス粒子は生成しないであろう。あるいは、 標的はプロモーターの下流にあり、RNAポリメラーゼをこの位置で終了させ、 このことにより非機能性のトランケート型のmRNA/蛋白質を形成させること もできる。 塩基相補的なハイブリダイゼーションによるssDNAの配列特異的認識は、 同様に、標的特異的遺伝子およびウイルスに利用することができる。この場合、 標的配列は、薬剤の標的への結合がリボソームの作用、したがってmRNAの蛋 白質への翻訳を妨害するように、mRNA中に含まれる。本発明のビスPNAは 、相補的なssDNAに対して著しく高い親和性を有する点において従来の薬剤 より優れている。また、これらは、細胞取り込みを容易にするように電荷を有さ ず水溶性であるように合成することができ、生物学的に安定でありプロテアーゼ 等による酵素的分解に耐性となるように非生物学的アミノ酸のアミドを含有する ように合成することができる。 本発明のビス−PNAおよびC−ピリミジンおよびイソピリミジン核塩基含有 PNAは、特に診断アッセイおよび分子生物学的クローニングおよびサブクロー ニング技術において有用であり、ビスPNAの二本鎖DNAへの結合において生 ずる鎖置換効果の利点を利用することができる。さらに、これらは正常PNAよ り高い塩基ミスマッチ特異性を示すため、診断試験およびPCRに基づくアッセ イの改変において有用な転写阻害に有利に用いることができる。 モノマー性構築ブロックの合成 本発明のモノマー性構築ブロックは、アミノ酸またはアミノ酸類似体主鎖部分 および核塩基部分からなる。より一般化された記述は、カルボキシル官能基、ア ミノ官能基および少なくとも1つの他の官能基(例えば核塩基または核塩基類似 体)を有する主鎖であろう。モノマー性構築ブロックは、好ましくは、合成され るモノマーに依存して様々な一般的方法により合成される。これには、核塩基お よび任意のテザー官能部分、例えばN(2−アミノエチル)グリシンを付加する 前にモノマー性構築ブロックの主鎖部分を製造することが含まれる。例示は実施 例1、2、7、8および9に記載される。次に、所望の核塩基または核塩基類似 体を主鎖部分に共有結合させて、モノマー性構築ブロックを得る。チミンモノマ ーの合成は実施例3−6に、保護されたシトシンモノマーの合成は実施例9−1 7に例示される。 保護されたアデニンモノマーの合成は、実施例18−22に例示されるように 、ブロモ酢酸エチルによるアルキル化およびX線結晶解析により置換位置が所望 の9位であることを確認することを含んでいた。次に、試薬N−エチル−ベンジ ルオキシカルボニルイミダゾールテトラフルオロボレートを用いて、N6−アミ ノ基をベンジルオキシカルボニル基で保護した。生成物エステルの単純な加水分 解によりN6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンが得 られ、これを次に標準的方法において用いた。 保護されたG−モノマーの合成は、実施例23−25に例示される。出発物質 である2−アミノ−6−クロロプリンをブロモ酢酸でアルキル化し、次に塩素原 子をベンジルオキシ基で置換した。得られた酸を試薬PyBrop(商標)を用 いて(boc−アミノエチル)グリシンメチルエステルにカップリングさせ、得 られたエステルを加水分解した。PNA−オリゴマーの合成の最終HF切断段階 において、O6−ベンジル基を除去した。切断は、縮合剤としてジイソプロピル カルボジイミドを用いてPNA−オリゴマー中に取り込ませた後、最終PNAオ リ ゴマーの予測された分子量を判定することにより確認した。 C−ピリミジンおよびイソピリミジン複素環塩基を有するモノマーの合成、お よびこれらのPNAおよびビスPNA中への取り込みは、別の実施例に例示され る。アンチパラレル鎖を含むビスPNAのパラレル鎖中におけるシトシンのシュ ードイソシトシンによる置換は、あるpH範囲において安定であることが示され ているが、シトシンが存在する場合には同じビスPNAはpH依存性を示す。こ の効果は実施例61に例示される。 シュードイソシトシンモノマーの合成は、実施例26−32に例示される。イ ソシトシン、5−ブロモウラシル、またはシュードウラシルのいずれかを有する 他のモノマー性構築ブロックの合成は、実施例33−44に例示される。 PNAおよびビスPNAの合成 PNAおよびビスPNAの合成は、第1のモノマー性構築ブロックを固体支持 体に結合させることを含む。次に、所望のPNAの解明は、脱保護およびカップ リングを含む反復プロセスにより実施する。所望の分子がビスPNAである場合 、モノマー性構築ブロックを取り込ませるのとほぼ同一の方法によりテザーを取 り込ませ、次に別の反復プロセスを上述のように実施して、所望の配列の第2の PNA鎖を解明する。 分子を固体マトリックス上にアンカリングさせる原理は、化学変換の間の中間 体生成物を説明することを助け、これは固相合成またはメリフィールド(Mer rifield)合成として知られている(例えば、Merrifield,J .Am.Chem.Soc.,1963,85,2149およびScience ,1986,232,341を参照のこと)。アミノ酸のペプチド中への段階的 またはフラグメント的固相アセンブリの確立された方法は、通常は、ジビニルベ ンゼンの混合物を添加したスチレンモノマーのパール重合により形成された架橋 コポリマーである、わずかに架橋されたスチレン−ジビニルベンゼンコポリマー のビーズマトリックスを利用する。通常は、1−2%のレベルの架橋が用いられ る。このようなマトリックスを本発明に従う固相PNA合成において用いること もできる(図8)。 固相の最初の官能化に関しては、伝統的固相ペプチド合成に関連して50を越 える方法が記載されている(例えば、Barany and Merrifie ld,”The Peptides”Vol.2,Academic Pres s,New York,1979,pp.1−284およびStewart a nd Young,”Solid Phase Peptide Synthe sis”,2nd Ed,Pierce Chemical Company, Illinois,1984を参照のこと)。クロロメチル官能基(メリフィー ルド試薬;クロロメチルメチルエーテル/SnCl4反応を経由)、アミノメチ ル官能基(N−ヒドロキシメチルフタルイミド反応を経由;Mitchell, et al.,Tetrahedron Lett.,1976,3795を参 照)、およびベンズヒドリルアミノ官能基(Pietta,et al.,J. Chem.Soc.,1970,650)の導入のための反応が最も広く適用さ れている。その性質にかかわらず、官能基の目的は通常は、コポリマー固体支持 体と固体支持体にカップリングされるべき第1のモノマー性構築ブロックのC末 端との間にアンカー連結を形成することにある。認識されるように、アンカー連 結はまた、固体支持体とモノマー性構築ブロックのN末端との間に形成すること もできる。一般に、官能基の”濃度”はグラムあたりミリモル(mmol/g) として表現することが便利である。最初に導入される他の反応性官能基には、4 −メチルベンズヒドリルアミノおよび4−メトキシベンズヒドリルアミノが含ま れる。これらの確立された方法の全ては原則として本発明の状況において有用で ある。PNA合成のための好ましい方法は、アミノメチルを最初の官能基として 用いる。ここで、アミノメチルは、スペーサー形成試薬の一方の末端におけるカ ルボン酸基に対するアミド結合が本質的に定量的に形成するというアミノメチル 官能基のアミノ基の反応性のため、”スペーサー”または”ハンドル”基の取り 込みに関して特に有利である。非常に多数の関連するスペーサー−またはハンド ル−形成二官能性試薬(Barany,et al.,Int.J.Pepti de Protein Res.,1987,30,705を参照のこと)、特 にアミノメチル官能基において見いだされるようなアミノ基に対して反応性であ る試薬が記載されている。代表的な二官能性試薬としては、4−(ハロアルキル )アリール−低級アルカン酸(例えば4−(ブロモメチル)フェニル酢酸)、B oc−ア ミノアシル−4−(オキシメチル)アリール−低級アルカン酸(例えばBoc− アミノアシル−4−(オキシメチル)フェニル酢酸)、N−Boc−p−アシル ベンズヒドリルアミン(例えばN−Boc−p−グルタロイルベンズヒドリルア ミン)、N−Boc−4’−低級アルキル−p−アシルベンズヒドリルアミン( 例えばN−Boc−4’−メチル−p−グルタロイルベンズヒドリルアミン)、 N−Boc−4’−低級アルコキシ−p−アシルベンズヒドリルアミン(例えば N−Boc−4’−メトキシ−p−グルタロイルベンズヒドリルアミン)、およ び4−ヒドロキシメチルフェノキシ酢酸が挙げられる。本発明の状況において特 に関連性のあるスペーサー基の1つのタイプは、フェニルアセトアミドメチル( Pam)ハンドル(Mitchell and Merrifield,J.O rg.Chem.,1976,41,2015)であり、これは、4−フェニル アセトアミドメチル基の電子回収(withdrawing)効果に由来するが 、古典的なベンジルエステル結合よりBoc−アミノ脱保護試薬であるトリフル オロ酢酸(TFA)に対して約100倍安定である。 合成されたPNAまたはビスPNA鎖を、PNAまたはビスPNA鎖のC末端 がアミド型であるように固体支持体から切断する目的で取り込まれてもよいある 種の官能基(例えばベンズヒドリルアミノ、4−メチルベンズヒドリルアミノお よび4−メトキシベンズヒドリルアミノ)は、スペーサー基の導入を必要としな い。いずれのこのような官能基も、本発明の状況において有利に用いることがで きる。 スペーサーまたはハンドル基の導入に関する別の方法は、いわゆる”あらかじ め形成されたハンドル”方法であり(Tam,et al.,Synthesi s,1979,955−957を参照のこと)、これは第1のモノマー性構築ブ ロックのカップリングの間の完全な制御を与え、PNA合成と関係のない望まれ ない官能基の存在から生ずる複雑性の可能性を排除する。この方法においては、 上述したものと同一のタイプのスペーサーまたはハンドル基を、固体支持体に結 合することが望まれる第1のモノマー性構築ブロックと反応させ、モノマー性構 築ブロックはN−保護されており、所望のPNA鎖の成長に関して関連性のない 他の側鎖で任意に保護されている。すなわち、スペーサーまたはハンドル基が望 ましい場合においては、固体支持体にカップリングさせるべき第1のモノマー性 構築ブロックは、最初に導入された官能基(例えば、アミノメチル基)に結合し ているスペーサー基の遊離の反応性末端にカップリングさせてもよく、あるいは スペーサー形成試薬と反応させてもよい。次に、スペーサー形成試薬を最初に導 入された官能基と反応させる。他の有用なアンカー形成スキームには、”マルチ デタッチャブル”樹脂(Tam,et al.,Tetrahedron Le tt.,1979,4935およびJ.Am.Chem.Soc.,1980, 102,611;Tam,J.Org.Chem.,1985,50,5291 )が含まれ、これは1より多い放出のモードを提供し、このことにより合成の設 計をより柔軟にする。 N−保護の適当な選択は、通常は側鎖の保護のためのベンジル系基と組み合わ せて用いられるtert−ブチルオキシカルボニル(Boc)基(Carpin o,J.Am.Chem.Soc.,1957,79,4427;McKay, et al.,J.Am.Chem.Soc.,1957,79,4686;A nderson,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1957,7 9,6180)、および通常は任意の側鎖の保護のためのtert−ブチル(t Bu)基と組み合わせて用いられる9−フルオレニルメチルオキシカルボニル( Fmoc)基(Carpino,et al.,J.Am.Chem.Soc. ,1970,92,5748およびJ.Org.Chem.,1972,37, 3404)であるが、従来の固相ペプチド合成においてよく知られている多くの 他の可能性が存在する。 すなわち、広範な他の有用なアミノ保護基が存在し、そのいくつかは、Ado c(Hass,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1966,88 ,1988)、Bpoc(Sieber,Helv.Chem.Acta.,1 968,51,614)、Mcb(Brady,et al.,J.Org.C hem.,1977,42,143)、Bic(Kemp,et al.,Te trahedron,1975,4624)、o−ニトロフェニルスルフェニル (Nps)(Zervas,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1 963,85,3660)、およびジチアスクシノイル(Dts)(Baran y,et al,J.Am.Chem.Soc.,1977,99,7363) である。これらのアミノ保護基、特に広く用いられているウレタン官能基系のも のは、ほとんどのα−アミノ酸のカップリングの間に首尾よくラセミ化を妨害す る(容易に形成されるオキサゾリノン(アザラクトン)中間体の互変異性化によ り媒介される(Goodman,et al.,J.Am.Chem.Soc. ,1964,86,2918))。このようなアミノ保護基に加えて、あらゆる 範囲の非ウレタンタイプのアミノ保護基が、PNA分子、特にアキラルユニット から構築されるものを組み立てる場合に適用しうる。すなわち、上述したアミノ 保護基(またはそれらの任意の基から誘導されるもの)のみならず、以下の要件 をよく満たすほとんどいかなるアミノ保護基も本発明の状況において有用である :(1)穏和な酸に対する安定性(カルボキシル基により顕著に攻撃されない) ;(2)穏和な塩基または求核基に対する安定性(問題とするアミノ基により顕 著に攻撃されない):(3)アシル化に対する耐性(活性化アミノ酸または活性 化モノマー性構築ブロックにより顕著に攻撃されない)。さらに、(4)保護基 は重要な副反応なしにほぼ定量的に除去されなくてはならず、そして(5)存在 する場合には、入りつつあるモノマー性構築ブロックの光学的一体性は、好まし くはカップリングの際に高度に保存されるべきである。最後に、側鎖官能基の保 護は繰り返されるアミノ脱保護サイクルの条件に抵抗しなければならないため、 側鎖保護基の選択は一般にアミノ保護基の選択に依存する。これは、PNAまた はビスPNA分子の化学的な組立の総合的方法が、例えばアミノおよび側鎖保護 基の異なる酸安定性に頼るか(上述の”Boc−ベンジル”アプローチの場合等 )、または直交するすなわち化学選択的な保護スキームを用いるか(上述の”F moc−tBu”アプローチの場合等)にかかわらず真実である。 第1のモノマー性構築ブロックのカップリングに続いて、固相合成の次の段階 は、所望のPNA鎖の体系的な仕上げである。この仕上げは、繰り返される脱保 護/カップリングのサイクルを含む。最後にカップリングされたモノマー性構築 ブロック上の一時的保護基、例えばBocまたはFmoc基は、適当な処理、例 えばBocの場合にはトリフルオロ酢酸等によるアシドリシス、または、Fmo cの場合にはピペリジン等による塩基処理により定量的に除去され、N末端アミ ン官能基が解放される。 次の所望のN−保護されたモノマー性構築ブロックは、次に最後にカップリン グされたモノマー性構築ブロックのN末端にカップリングされる。このモノマー 性構築ブロックのC末端と最後にカップリングされたモノマー性構築ブロックのN 末端とのカップリングは、いくつかの方法により実施することができる。例えば 、入りつつあるモノマー性構築ブロックをいくつかの方法のいずれかにより活性 化されたカルボキシル基を有する形で提供することによりこれを結合させること ができる。この方法には、2,4,5−トリクロロフェニルエステル(Ples s,et al.,Helv.Chim.Acta,1963,46,1609 )、フタルイミドエステル(Nefkens,et al.,J.Am.Che m.Soc.,1961,83,1263)、ペンタクロロフェニルエステル( Kupryszewski,Rocz.Chem.,1961,35,595) 、ペンタフルオロフェニルエステル(Kovacs,et al.,J.Am. Chem.Soc.,1963,85,183)、o−ニトロフェニルエステル (Bodanzsky,Nature,1955,175,685)、イミダゾ ールエステル(Li,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1970 ,92,7608)、および3−ヒドロキシ−4−オキソ−3,4−ジヒドロキ ナゾリン(Dhbt−OH)エステル(Konig,et al.,Chem. Ber,1973,103,2024および2034)等の活性エステル誘導体 の最初の形成、または対称アンヒドリド(Wieland,et al.,An gew.Chem.,Int.Ed.Engl.,1971,10,336)等 のアンヒドリドの最初の形成が含まれる。あるいは、入りつつあるモノマー性構 築ブロックのカルボキシル基を、例えば、ジクロロヘキシルカルボジイミド(S heehan,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1955,77 ,1067)またはその誘導体等の縮合試薬の補助により、最後にカップリング されたモノマー性構築ブロックのN末端と直接反応させてもよい。第2アミノ基 を含むPNAまたはビスPNA分子を組み立てる場合には、ベンゾトリアゾリル N−オキシ−トリスジメチルアミノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート( BOP)、”Castro試薬”(例えば、Rivaille,et al., Te trahedron,1980,36,3413を参照のこと)が推奨される。 最後に、最近報告されたアミノ酸フッ化物に類似する活性化PNAモノマー(C arpino,J.Am.Chem.Soc.,1990,112,9651) も、PNAおよびビスPNA合成において用いるのに多大な見込みを有する。 固体支持体に結合したPNA鎖からのビスPNAの合成は、PNA鎖の合成に 用いた反復プロセスに類似する。最後の所望のモノマー性構築ブロックをカップ リングさせ、ゲルを適当な溶媒、例えばピリジンで洗浄する。末端N保護基を除 去し、活性化された連結セグメントをカップリングさせる。連結セグメントは単 一ユニットであってもよく、またはエチレングリコールもしくはアミノヘキサン 酸タイプの連結セグメントの場合と同様に(実施例47および55)、連結セグ メントを一緒にカップリングさせたときに所望の連結セグメントを与えるサブユ ニットとして付加してもよい。PNAの第2のセグメントの合成は、第1のセグ メントと同様に実施する。 保護基を含む所望のPNAまたはビスPNA鎖の組立に続いて、次の段階は通 常は、PNAまたはビスPNA鎖のカップリングされた構築ブロックの脱保護お よび合成されたPNAまたはビスPNAの固体支持体からの切断である。これら のプロセスは実質的に同時に実施することができ、このことにより、遊離のPN AまたはビスPNA分子が所望の形で与えられる。あるいは、2つの別々に合成 されたPNA鎖の縮合が実施される場合には、合成開始時に適当なスペーサー基 を選択することにより所望のPNAまたはビスPNA鎖をそれぞれの固体支持体 から切断し(いずれのペプチド鎖も依然としてその側鎖保護基を取り込んでいる )、例えば2つの側鎖保護されたペプチド鎖をカップリングさせてより長いPN AまたはビスPNA鎖を形成した後に、最後に側鎖保護基を除去する。 上述の”Boc−ベンジル”保護スキームにおいては、側鎖の最終的な脱保護 およびPNAまたはビスPNA分子の固体支持体からの放出は、最もしばしば、 無水HF(Sakakibara,et al.,Bull.Chem.Soc .Jpn,1965,38,4921)、ボロントリス(トリフルオロ酢酸)( Pless,et al.,Helv.Chim.Acta,1973,46, 1609)、およびトリフルオロメタンスルホン酸およびメタンスルホン酸等の ス ルホン酸(Yajima,et al.,J.Chem.Soc.,Chem. Comm.,1974,107)等の強酸を用いて実施される。この従来の強酸 (例えば無水HF)脱保護方法は、PNA鎖中の感受性残基のアルキル化および アシル化を引き起こしうる非常に反応性の高いカルボカチオンを生成する。この ような副反応は、アニソール、フェノール、ジメチルスルフィドおよびメルカプ トエタノール等のスカベンジャーの存在によっては部分的にしか回避することが できず、したがって、有害なカルボカチオンの前駆体を除去して不活性なスルホ ニウム塩を形成するスルフィド補助アシドリシスSN2脱保護方法(Tam,e t al.,J.Am.Chem.Soc.,1983,105,6442およ びJ.Am.Chem.Soc.,1986,108,5242)、いわゆる” 低(low)”がペプチドおよびPNA合成において、単独でまたは”高(hi gh)”方法との組み合わせでしばしば用いられる。より頻度は低いが、特定の 場合においては、脱保護および/またはPNA−固体支持体結合の最終切断に用 いられる他の方法は、例えば、塩基触媒性アルコリシス(Barton,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1973,95,4501)、および アンモリシスならびにヒドラジノリシス(Bodanszky,et al., Chem.Ind.,1964,1423)、水添分解(Jones,Tetr ahedron Lett.,1977,2853およびSchlatter, et al,Tetrahedron Lett.,1977,2861)、お よび光分解(Rich and Gurwara,J.Am.Chem.Soc .,1975,97,1575)等の方法である。 最後に、”正常な”ペプチドの化学的合成とは対照的に、例えばアミノエチル グリシル主鎖ユニットに基づくもの等のアキラルPNAおよびビスPNAの段階 的鎖構築は、カップリング反応がラセミ化を含まないため、N末端またはC末端 のいずれから始めることもできる。当業者は、C末端で開始する合成が典型的に は保護されたアミン基および遊離または活性化酸基を用いるが、N末端で開始す る合成が典型的には保護された酸基および遊離または活性化されたアミン基を用 いることを認識するであろう。 固相ペプチド合成の合成サイクルにおいてはほとんどの操作が同一であるとい う認識に基づいて(固相PNAおよびビスPNA合成の場合ににもあてはまる) 、多数のペプチドの製造を容易にするために、新規マトリックスであるPEPS が最近導入された(Berg,et al.,J.Am.Chem.Soc., 1989,111,8024および国際特許出願WO90/02749)。この マトリックスは、ぶら下がった長鎖ポリスチレン(PS)グラフト(分子量106 の桁)を有するポリエチレン(PE)フィルムからなる。フィルムの負荷容量 は、ビーズマトリックスと同程度に高いが、PEPSは、多数の同時合成に適合 する追加の柔軟性を有する。すなわち、固相ペプチド合成のための新規コンフィ ギュレーションにおいては、PEPSフィルムは、それぞれが個々のコンパート メントとして働く、別々の、ラベルされたシートの形状に仕上げられる。合成サ イクルのすべての同一段階の間、シートは単一の反応容器中に一緒に保持されて 、従来の方法による単一のペプチドの速度と近い速度で多数のペプチドを同時に 製造することを可能とする。これは、問題とする特定の化学に適合するリンカー またはスペーサー基を含むPEPSフィルム支持体が多数のPNAおよびビスP NA分子の合成において特に価値が高いためである。通常は4つの”シュードヌ クレオチド”ユニットのそれぞれに対して4つの異なる反応コンパートメントの みが必要であるため、PNAおよびビスPNA分子は概念的には簡単に合成しう る。すなわち、PEPSフィルム支持体は、平行して実質的に同時に実施される 多くのPNA合成において首尾よく試験されてきた。PEPSから得られた生成 物の収率および品質は、伝統的なポリスチレンビーズ支持体を用いて得られたも のに匹敵した。またPEPSポリマーの他の形状、例えば、不織フェルト、編ネ ット、スティックまたはマイクロウエルプレートを用いた実験は、合成効率の何 らの限界も示さなかった。 多数のペプチドの同時合成のために提案された2つの他の方法も、多数の異な るPNA分子の製造に適用することができる、これらの方法の第1(Geyse n,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1984 ,81,3998)は、アクリル酸−グラフトポリエチレンのロッドおよび96 −マイクロタイターウエルを用いて、成長しつつあるペプチド鎖を固定化し、コ ンパートメント化された合成を実施する。この方法は高度に効果的ではあるが、 マ イクログラムスケールにしか適用することができない。第2の方法(Hough ten,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1985,82,5 131)は、伝統的に用いられるポリマービーズを含む”ティーバッグ”を用い る。本発明の状況における多数のペプチド、PNAまたはビスPNA合成につい ての他の関連性のある提案には、異なる密度を有する2つの異なる支持体の同時 使用(Tregear,”Chemistry and Biology of Peptides”,J.Meienhofer,ed.,Ann Arbo r Sci.Publ.,Ann Arbor,1972 pp.175−17 8)、マニホールドを介する反応容器の組み合わせ(Gorman,Anal. Biochem.,1984,136,397)、マルチカラム固相合成(例え ば、Krchnak,et al,Int.J.Peptide Protei n Res.,1989,33,209およびHolm and Meldal ,”Proceedings of the 20th European P eptide Symposium”,G.Jung and E.Bayer ,eds.,Walter de Gruyter&Co.,Berlin,1 989,208−210)、およびセルロース紙の使用(Eichler,et al.,Collect.Czech.Chem.Commun.,1989 ,54,1746)、および米国特許5,324,483(1994年6月28 日発行)が含まれる。 固相PNAおよびビスPNA合成に関しては、従来の架橋スチレン/ジビニル ベンゼンコポリマーマトリックスおよびPEPS支持体が現在のところ好ましい が、関連性があるであろう固体支持体の例の非限定的リストは:(1)N,N’ −ビスアクリロイルエチレンジアミンと架橋したジメチルアクリルアミドのコポ リマーに基づく粒子であり、既知の量のN−tert−ブトキシカルボニル−ベ ータ−アラニル−N’−アクリロイルヘキサメチレンジアミンを含む。いくつか のスペーサー分子が、典型的にはベータアラニル基、次にアミノ酸残基サブユニ ットを介して付加される。また、重合の間にベータアラニル含有モノマーをアク リロイルサルコシンモノマーで置き換えて、樹脂ビーズを形成することもできる 。重合の次にビーズをエチレンジアミンと反応させて、共有結合的に連結した官 能 基として第1アミンを含む樹脂粒子を形成する。ポリクリルアミド系支持体は、 ポリスチレン系支持体よりも比較的より疎水的であり、通常は、ジメチルホルム アミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンおよび同様のもの等の極 性非プロトン性溶媒とともに用いられる(Atherton,et al.,J .Am.Chem.Soc.,1975,97,6584,Bioorg.Ch em.1979,8,351およびJ.C.S.Perkin I 538(1 981)を参照のこと);(2)固体支持体の第2グループは多孔性ガラスビー ズおよびシリカゲル等の、シリカ含有粒子に基づく。1つの例は、商標”POR ASIL E”としてWaters Associates,Framingh am,MA,USAから販売されている、トリクロロ−[3−(4−クロロメチ ル)フェニル]プロピルシランと多孔性ガラスビーズとの反応生成物である(P arr and Grohmann,Angew.Chem.Internal .Ed.1972,11,314を参照のこと)。同様に、1,4−ジヒドロキ シメチルベンゼンとシリカとのモノエステル(商標”BIOPAK”としてWa ters Associatesから販売)は、有用であることが報告されてい る(Bayer and Jung,Tetrahedron Lett.,1 970,4503を参照のこと);(3)第3のタイプの有用な固体支持体は、 これらが2つの主要な成分、すなわち樹脂および用いられる有機合成反応条件で 実質的に不活性の他の材料を含む点において複合材料と称することができる。1 つの例示的複合材料(Scott,et al.,J.Chrom.Sci., 1971,9,577を参照のこと)は、反応性クロロメチル基を含む疎水性架 橋スチレンポリマーで被覆したガラス粒子を用い、これはNorthgate Laboratories,Inc.,Hamden,CT,USAにより供給 された。他の例示的複合材料は、フッ素化エチレンポリマーのコアを含み、この 上にポリスチレンがグラフトされている(Kent and Merrifie ld,Israel J.Chem.1978,17,243およびvan R ietschoten,”Peptides 1974”,Y.Wolman, Ed.,Wiley and Sons,New York,1975,pp. 113−116を参照のこと);および(4)PEPS以外の連続固体支持体、 例 えば綿シート(Lebl and Eichler,Peptide Res. 1989,2,232)およびヒドロキシプロビルアクリレート被覆ポリプロピ レン膜(Daniels,et al.,Tetrahedron Lett. 1989,4345)もまた、PNAおよびビスPNA合成に適している。 手動または自動で操作しても、本発明の状況においては固相PNAおよびビス PNA合成は通常はバッチ式で実施される。しかし、ほとんどの合成は、支持体 をカラム中に詰めた連続フローモードにおいても同様に実施することができる( Bayer,et al.,Tetrahedron Lett.,1970, 4503およびScott,et al.,J.Chromatogr.Sci .,1971,9,577)。連続フロー固相合成に関しては、硬質ポリ(ジメ チルアクリルアミド)−多孔質ケイソウ土(Kieselguhr)支持体(A therton,et al.,J.Chem.Soc.Chem.Commu n.,1981,1151)が特に首尾がよいように見えるが、他の有用なコン フィギュレーションは、標準的コポリ(スチレン−1%−ジビニルベンゼン)支 持体(Krchnak,et al.,Tetrahedron Lett., 1987,4469)について達成されたものに関する。 PNAおよびビスPNA合成に関しては、現在のところ固相技術が好ましいが 、他の方法論またはそれらの組み合わせ、例えば、固相技術との組み合わせも同 様に適用することができる。(1)段階的組立またはセグメント/フラグメント 縮合のいずれかによる、ペプチド合成のための古典的溶液相方法(例えば、Bo danszky,”Principles of Peptide Synth esis”,Springer−Verlag,Berlin−New Yor k1984)は、非常に大きいスケール(グラムまたはキログラム)のPNAま たはビスPNA化合物の製造を考慮したとき、特に関連性が高いであろう;(2 )線状ポリスチレン(Shemyakin,et al.,Tetrahedr on Lett.,1965,2323)およびポリエチレングリコール(PE G)(Mutter and Bayer,Angew.Chem.,Int. Ed.Engl.,1974,13,88)等の可溶性ポリマー支持体を用いる 、いわゆる”液相”方法は有用である;(3)ランダム重合(例えば、Odia n,” Principles of Polymerization”,McGraw −Hill,New York(1970)を参照のこと)は、多くの分子量” (ポリディスパース”)のペプチド、PNAまたはビスPNA分子の混合物を与 え、抗ウイルス効果のスクリーニング等の目的に特に関連性が高い;(4)ポリ マー支持アミノ酸活性エステルの使用に基づく技術(Fridkin,et a l.,J.Am.Chem.Soc.,1965,87,4646)は、”逆メ リフィールド合成”または”ポリマー性試薬合成”とも称され、中間体生成物の 単離および生成に利点を提供し、したがって、次にフラグメント縮合によりより 大きいPNAまたはビスPNA分子を得ることができる、中間のサイズの任意に 保護されたPNAまたはビスPNA分子の合成に特に適した方法を提供する;( 5)新規な特異性を有するプロテアーゼまたはその誘導体(例えばプロテインエ ンジニアリング等の人工的手段により得られる)等の酵素によりPNA分子を酵 素的に組み立てることが意図される。また、多数のPNAフラグメントを縮合さ せて非常に大きいPNAまたはビスPNA分子を生成するための”PNAリガー ゼ”の開発を意図することができる;(6)興味あるほとんどいかなる分子に対 しても抗体を生成させることができるため、Lernerのグループ(Tram antano,et al.,Science,1986,234,1566) およびSchultzのグループ(Pollack,et al.,Scien ce,1986,234,1570)により同時に発見された、最近開発された 触媒的抗体(アブザイム:abzymes)もまた、PNAおよびビスPNA分 子を組み立てるための潜在的候補として考慮すべきである。すなわち、アシル転 移反応を触媒するアブザイムの製造は非常に成功している(例えば、Shoka t,et al.,Nature,1989,338,269およびこの中の引 用文献を参照のこと)。最後に、ごく最近Stewartのグループによって発 見された完全に人工的な酵素(Hahn,et al.,Science,19 90,248,1544)をPNA合成に適するように開発することができる。 特定のカップリング反応を媒介しうる、一般的に適用しうる酵素、リガーゼおよ び触媒的抗体の設計は、”正常な”ペプチド合成よりもPNA合成についてより 容易に達成されるはずである。これは、20個の天然に生ずる(蛋白質生成性 (proteinogenic))アミノ酸から構成されるペプチドと比較して 、PNA分子はしばしば4つの異なるアミノ酸のみ(4つの天然の核塩基につい てそれぞれ1つ)からなるであろうためである。結論として、特定のPNAまた はビスPNA分子の合成に単一の方法が完全に適していることはなく、したがっ て、複数の方法の組み合わせがしばしばもっともよく働く。 本発明はまた、PNAおよびビスPNAの治療的または予防的使用に関する。 治療および予防的標的であろうものとしては、ヘルペス単純ウイルス(HSV) 、ヒトパピローマウイルス(HPV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、カン ジダアルビカンス、インフルエンザウイルス、サイトメガロウイルス(CMV) 、細胞内接着分子(ICAM)、5−リポキシゲナーゼ(5−LO)、ホスホリ パーゼA2(PLA2)プロテインキナーゼC(PKC)、およびRASオンコジ ンが挙げられる。このような標的への潜在的適用には、眼、口唇、性器および全 身性ヘルペス単純ウイルスIおよびII感染;性器いぼ;子宮頸癌;尋常性ゆう ぜい;カポジ肉腫;AIDS;皮膚および全身性真菌感染;インフルエンザ;肺 炎;免疫抑制患者における網膜炎および肺炎;単核細胞症;眼、皮膚および全身 性炎症;心血管疾患;癌;喘息;乾癬;心血管虚脱;心筋梗塞;胃腸疾患;腎疾 患;慢性関節リウマチ;骨関節炎;急性膵炎;敗血症性ショック;クローン病; および細菌感染の治療が含まれる。 治療的または予防的処置のためには、本発明のPNAおよびビスPNAを、担 体、増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤、界面活性剤等を含んでいてもよい医薬組 成物中に処方することができる。医薬組成物は、PNAまたはビスPNAに加え て、抗菌剤、抗炎症剤、麻酔剤等の1つまたはそれ以上の活性成分を含んでいて もよい。 医薬組成物は、局所または全身処置が望まれるか、および処置されるべき領域 に依存して多くの方法で投与することができる。投与は、局所(目、膣、直腸、 鼻孔内を含む)、経口、吸入、または例えば、静脈内滴注、または皮下、腹腔内 もしくは筋肉内注射による非経口で実施することができる。 局所投与のための処方には、軟膏、ローション、クリーム、ゲル、ドロップ、 座剤、スプレー、水剤および散剤が含まれる。通常の医薬担体、水性、粉末また は油性基剤、増粘剤等が必要であるかまたは望ましいであろう。被覆コンドーム もまた有用である。 経口投与のための組成物には、散剤または顆粒剤、懸濁剤または水または非水 媒質溶液剤、カプセル剤、サッシェ剤または錠剤が含まれる。増粘剤、芳香剤、 希釈剤、乳化剤、分散補助剤または結合剤も望ましいであろう。 非経口投与のための処方には無菌水溶液が含まれ、それは緩衝剤、希釈剤およ び他の適当な添加物を含んでいてもよい。 用量は、処置されるべき状態の重篤度および応答性に依存するが、通常は、数 日から数か月、または治癒が達成されるまで、あるいは病状の減縮が達成される まで、治療の経過にしたがって、1日に1回またはそれ以上の用量である。業者 は、最適な用量、投与方法論および反復速度を容易に決定することができる。 このような処置は、単細胞原核生物および真核生物から多細胞真核生物までの 範囲にわたる種々の生物で実施することができる。その遺伝、代謝または細胞の 制御の基本部分としてDNA−RNA転写またはRNA−蛋白質翻訳を用いるい ずれの生物も、本発明にしたがう治療的および/または予防的処置に感受性であ る。細菌、酵母、原生生物、藻類、すべての植物および温血動物を含むすべての 高等動物のように外見上は異なった生物を処置することができる。さらに、多細 胞真核生物の細胞の各々は、それらの細胞活性に不可欠な部分としてDNA−R NA転写およびRNA−蛋白質翻訳の両方を含むため、処置することができる。 さらに、真核生物細胞の多くのオルガネラ(例えばミトコンドリアおよびクロロ プラスト)もまた、転写および翻訳の機構を含む。すなわち、単一の細胞、細胞 集団またはオルガネラもまた、本発明の治療的または診断的PNAまたはビスP NAで治療することのできる生物の定義の内に含まれうる。本明細書において用 いる場合、“治療”とは、生物の殺傷または遊走性あるいは有害な細胞の増殖ま たは発現の制御による疾病状態の根絶を含むことを意味する。 本発明はまた、固相生化学(例えば、”Solid Phase Bioch emistry−Analytical and Synthetic Asp ects”,W.H.Scouten,ed.,John Wiley&Son s,New York,1983を参照のこと)、とりわけ固相バイオシステム 、 特に相補的な核酸の診断的検出/定量およびアフィニティ精製に関するバイオア ッセイまたは固相技術(例えば、”Affinity Chromatogra phy−A Practical Approach”,P.D.G.Dean ,W.S.Johnson and F.A Middle,eds.,IRL Press Ltd.,Oxford1986;”Nucleic Acid Hybridization−A Practical Approach” ,B.D.Harnes and S.J.Higgins,IRL Pres s Ltd.,Oxford 1987を参照のこと)におけるPNAおよびビ スPNA分子の有益な使用に関する。このようなバイオアッセイまたは精製技術 を実施するための今日の方法は、ほぼ排他的に、ビーズ状固体支持体に物理学的 に吸着されたまたは実質的に永久の共有アンカー連結を介して結合された、”正 常な”またはわずかに修飾されたオリゴヌクレオチドを使用する。固体支持体と しては、例えば、セルロース、ガラスビーズ(制御された多孔度を有するものを 含む)(Mizutani,et al.,J.Chromatogr.,19 86,356,202)、”セファデックス”、”セファロース”、アガロース 、ポリアクリルアミド、多孔粒子アルミナ、ヒドロキシアルキルメタクリレート ゲル、ジオール結合シリカ、多孔セラミクス、またはナイロンおよびニトロセル ロースのフィルターディスク等の連続材料が挙げられる。1つの例は、ポリAテ イル含有mRNAのアフィニティ単離のためにセルロースビーズ上でのオリゴ− dTの化学的合成を用いた(Gilham,”Methods in Enzy mology”L.Grossmann and K.Moldave,eds .,vol.21,part D,page 191,Academic Pr ess,New York and London,1971)。上述の全ての 方法は、本発明の状況中で適用しうる。しかし、可能な場合には、問題とする分 子の物理学的吸着より共有結合が好ましい。これは、吸着方法は、固定化された 分子のいくつかがハイブリダイゼーションまたはアフィニティプロセスの間に洗 い流される(脱離)という欠点を有するからである。すなわち、支持体材料の表 面に吸着される分子種がバイオアッセイ/精製方法の過程で支持体が供される種 々の処置の間に失われる程度にはほとんど制御がない。この問題の深刻さは、も ちろ ん、吸着と”遊離”種との間に平衡が達成される速度に大きく依存する。ある場 合には、許容しうる正確さおよび/または再現性をもって定量的アッセイを実施 することはほとんど不可能であろう。体液、水性試薬または洗浄剤による支持体 の処理の間に吸着された分子種が失われることは、一般に、比較的低い分子量の 分子種については最も顕著であると予測される。オリゴヌクレオチドとは対照的 に、PNAおよびビスPNA分子は、強い求核性および/または求電子中心を含 むため、固体支持体により容易に結合させることができる。さらに、オリゴヌク レオチドの固体支持体上での直接組立は、固定化された分子の非常に低い負荷を こうむる。これは主として、オリゴヌクレオチドの構築における最新技術のホス ホルアミダイト化学の成功的な使用を可能とする材料の表面容量が低いことによ る(Beaucage and Caruthers,Tetrahedron Lett.,1981,22,1859;Caruthers,Scienc e,1985,232,281)。これはまた、高い表面負荷容量を有する固体 支持体に適合した別のホスファイトトリエステル方法を用いることによっては、 比較的短いオリゴヌクレオチドしか得られない(Letsinger and Mahadevan,J.Am.Chem.Soc.1976,98,3655 )という事実もこうむる。しかし、従来の固相ペプチド合成については、後者の 支持体は固定化PNAおよびビスPNA分子を構築するための非常に優れた材料 である(側鎖保護基は、鎖を固体支持体に保持するアンカー連結を切断すること なく、合成されたPNAまたはビスPNA鎖から除去される)。すなわち、PN A種は、相補的な核酸についてのはるかに高い(かつ依然として配列特異的な) 結合親和性に関して上述の固相技術から恩恵を受けており、そして二本鎖構造中 に存在する核酸のさらに独特の配列特異的認識(およびそれに対する強い結合) から恩恵を受けている。これらはまた、大量に固体支持体上に負荷することがで き、したがって、固相技術の感受性/容量をさらに増加することができる。さら に、最近報告された”光指示性、空間的にアドレス可能な平行化学合成”技術( Fodor,et al.,Science,1991,251,767)、す なわち固相化学と光リトグラフィーとを組み合わせて、非常に多様なしかし同定 可能な永久に固定化された数千の化合物(ペプチド等)を実質的に同時に製造す る技 術を用いることにより、固相生化学におけるPNAの使用に関するあるタイプの 研究にとりかかり、これを容易にし、または著しく加速することができる。 以下の実施例を検討することにより、本発明のさらなる目的、利点および新規 な特性が当業者に明らかとなるであろう。ただしこれらの実施例は限定を意図す るものではない。 一般的事項 実験例では以下の略号を用いる:egl,−NH−CH2−CH2−O−CH2 −CH2−O−CH2−C(=O)−;Aha,6−アミノヘキサン酸;DMF, N,N−ジメチルホルムアミド;DCC,N,N−ジシクロヘキシルカルボジイ ミド;DCU,N,N−ジシクロヘキシル尿素;THF,テトラヒドロフラン; aeg,(2′−アミノエチル)グリシン;pfp,ペンタフルオロフェニル; Boc,t−ブトキシカルボニル:Z,ベンジルオキシカルボニル;NMR,核 磁気共鳴;s,1重線;d,2重線;dd,2重線の2重線;t,3重線;q, 4重線;m,多重線;b,幅広い;δ,化学シフト。 NMRスペクトルは、JEOL FX 90Q分光計、またはブルーカー(B ruker)250MHzにより、テトラメチルシランを内標準として記録され た。質量分析はVG FAB源およびプローブを備えたマスラボ(MassLa b)VG 12−250四重極分析計により行われた。融点はブチ(Buchi )融点測定装置により記録され、未補正である。N,N−ジメチルホルムアミド は4Åのモレキュラーシーブで乾燥され、蒸留され、4Åのモレキュラーシーブ 上に保存された。ピリジン(HPLC用)は4Åのモレキュラーシーブ上で乾燥 され、保存された。用いた他の溶剤は得られる最高純度であるか、または使用前 に蒸留された。ジオキサンは使用前に塩基性アルミナに導通された。無水t−ブ チルオキシカルボニル、4−ニトロフェノール、ブロモ酢酸メチル、ベンジルオ キシカルボニルクロリド、ペンタフルオロフェノールはすべてアルドリッヒ・ケ ミカル・カンパニーから得られた。チミン、シトシン、アデニンはすべてシグマ から得られた。 薄層クロマトグラフィー(Tlc)は下記の溶剤系を用いて行われた:(1) クロロホルム:トリエチルアミン:メタノール、7:1:2;(2)塩化メチレ ン:メタノール、9:1;(3)クロロホルム:メタノール:酢酸、85:10: 5。スポットはUV(254nm)により、および/または120℃に5分間加 熱したのちニンヒドリン溶液(1−ブタノール1000mlおよび酢酸30ml 中のニンヒドリン3g)を噴霧し、噴霧後に再び加熱することにより、視覚化さ れた。Tlcプレートはガラスまたはプラスチックを支持体とする、蛍光指示薬 を含有するシリカゲルであった。 実施例1 炭酸t−ブチル4−ニトロフェニル(1) 炭酸ナトリウム(29.14g;0.275mol)および4−ニトロフェノ ール(12.75g;91.6mmol)をジオキサン(250ml)と混合し た。無水Boc(20.0g;91.6mmol)をジオキサン(50ml)と 共に混合物に移した。この混合物を1時間還流し、0℃に冷却し、濾過し、1/ 3に濃縮し、次いで0℃の水(350ml)に注入した。1/2時間撹拌したの ち、生成物を濾過により採集し、水で洗浄し、次いで真空中で乾燥剤(sicapent )により乾燥させた。収量21.3g(97%)。融点73.0〜74.5℃( 文献78.5〜79.5℃)。元素分析;C1113NO5につき実測値(計算値 )C:55.20(55.23);H:5.61(5.48);N:5.82( 5.85)。 実施例2 N−(2−Boc−アミノエチル)グリシン(2) 表題化合物をHeimer,et al.,Int.J.Pept.,198 4,23,203〜211の方法の変法により製造した。N−(2′−アミノエ チル)グリシン(3.00g;25.4mmol)を水(50ml)に溶解し、 シオキサン(50ml)を添加し、2N水酸化ナトリウムでpHを11.2に調 整した。炭酸t−ブチル−4−ニトロフェニル(1,7.29g;30.5mm ol)をジオキサン(40ml)に溶解し、2時間かけて滴加した。その間、2 N水酸化ナトリウムでpHを11.2に維持した。さらに3時間、定期的にpH を11.2に調整し、次いで溶液を一夜放置した。溶液を0℃に冷却し、0.5 M塩酸でpHを慎重に3.5に調整した。この水溶液をクロロホルムで洗浄し( 200mlで3回)、2N水酸化ナトリウムでpHを9.5に調整し、溶液を真 空中(14mmHg)で蒸発乾固した。残渣をDMFで抽出し(25ml+10 mlで2回)、抽出液を濾過して過剰の塩を除去した。その結果、表題化合物の 溶液が60%の収率、およびTlc(系1、ニンヒドリンで視覚化、Rf=0. 3)による純度95%以上で得られた。この溶液をそれ以上精製せずに下記のB oc−aeg誘導体の製造に用いた。 実施例3 N−1−カルボキシメチルチミン(3) この方法は文献の合成法とは異なるが、より簡単であり、より高い収率を与え 、かつ生成物中に未反応のチミンを残さない。チミン(40.0g;0.317 mol)および炭酸カリウム(87.7g;0.643mmol)の、DMF( 900ml)中における懸濁液に、ブロモ酢酸メチル(30.00ml;0.3 17mmol)を添加した。この混合物を窒素下に一夜激しく撹拌した。混合物 を濾過し、真空中で蒸発乾固した。固体残渣を水(300ml)および4N塩酸 (12ml)で処理し、0℃で15分間撹拌し、濾過し、水で洗浄した(75m lで2回)。沈殿を水(120ml)および2N水酸化ナトリウム(60ml) で処理し、10分間煮沸した。混合物を0℃に冷却し、濾過し、4N塩酸(70 ml)の添加によって純粋な表題化合物を沈殿させた。真空中で乾燥剤(sicape nt)により乾燥したのちの収量:37.1g(64%)。 実施例4 N−1−カルボキシメチルチミンペンタフルオロフェニルエステル(4) N−1−カルボキシメチルチミン(3,10.0g;54.3mmol)およ びペンタフルオロフェノール(10.0g;54.3mmol)をDMF(100 ml)に溶解し、氷水中で5℃に冷却した。次いでDCC(13.45g;65.2 mmol)を添加した。温度が5℃より低くなった時点で氷浴を取り除き、混合 物を周囲温度で3時間撹拌した。沈殿したDCUを濾過により分離し、DMFで 2回洗浄した(10mlで2回)。濾液を合わせてエーテル(1400ml)に注 入し、0℃に冷却した。石油エーテル(1400ml)を添加し、混合物を一夜 放置した。表題化合物を濾過により単離し、石油エーテルで十分に洗浄した。収 量:14.8g(78%)。生成物は次の反応を実施するのに十分なほど純粋であ ったが、2−プロパノールからの再結晶により分析用試料を得た。融点200. 5 〜206℃。元素分析;C137524につき実測値(計算値)C:44.7 9(44.59);H:2.14(2.01);N:8.13(8.00)。FAB −MS:443(M+1+グリセリン)、351(M+1)。 実施例5 1−(Boc−aeg)チミン(5) 実施例2で得たDMF溶液に、トリエチルアミン(7.08ml;50.8m mol)、次いでN−1−カルボキシメチルチミンペンタフルオロフェニルエス テル(4,4.45g;12.7mmol)を添加した。得られた溶液を1時間 撹拌した。この溶液を0℃に冷却し、カチオン交換材(“Dowex 50W X−8”,40g)で20分間処理した。カチオン交換材を濾過により分離し、 ジクロロメタンで洗浄し(15mlで2回)、ジクロロメタン(150ml)を 添加した。得られた溶液を飽和塩化ナトリウムで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾 燥させ、まず水流アスピレーターによる、次いでオイルポンプによる真空中で蒸 発乾固した。残渣を水(50ml)と共に振盪し、蒸発乾固した。この操作を一 度繰り返した。次いで残渣をメタノール(75ml)に溶解し、エーテル(60 0ml)および石油エーテル(1.4L)に注入した。一夜撹拌したのち、白色 固体を濾過により単離し、石油エーテルで洗浄した。真空中で乾燥剤(sicapent )により乾燥させて、3.50g(71.7%)を得た。融点142〜147℃ 。元素分析;C162447につき実測値(計算値)C:49.59(50.00) ;H:6.34(6.29);N:14.58(14.58)。1H−NMR( 250MHz,DMSO−d6):第二級アミド結合の周りの回転が制限されて いるため、シグナルの幾つかが2:1の比率で二重になった(リスト中に主につ いてはmj、副についてはmiで示した)。 実施例6 1−(Boc−aeg)チミンペンタフルオロフェニルエステル(6,Boc− Taeg・OPfp) 1−(Boc−aeg)チミン(5)(2.00g;5.20mmol)をD MF(5ml)に溶解し、塩化メチレン(15ml)を添加した。ペンタフルオ ロフェノール(1.05g;5.72mmol)を添加し、この溶液を氷浴中で 0℃に冷却した。次いでDDC(1.29g;6.24mmol)を添加し、2 分後に氷浴を取り除いた。周囲温度で3時間撹拌したのち、沈殿したDCUを濾 過により分離し、塩化メチレンで洗浄した。濾液を合わせて炭酸水素ナトリウム 水溶液で2回、飽和塩化ナトリウムで1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ 、真空中で蒸発乾固した。固体残渣をジオキサン(150ml)に溶解し、0℃ の水(200ml)に注入した。表題化合物を濾過により単離し、水で洗浄し、 乾燥剤(sicapent)で乾燥させた。収量:2.20g(77%)。2−プロパノ ールからの再結晶により分析用試料を得た。融点174〜175.5℃。元素分 析;C2223475につき実測値(計算値)C:48.22(48.01) ;H:4.64(4.21);N:9.67(10.18)。1H−NMR(2 50MHz,CDCl3):第二級アミド結合の周りの回転が制限されているた め、シグナルの幾つかが6:1の比率で二重になった(リスト中に主については mj、副についてはmiで示した)。 実施例7 N−ベンジルオキシカルボニル−N′−(Boc−アミノエチル)グリシン(7 ) アミノエチルグリシン(52.86g;0.447mol)を水(900ml )に溶解し、シオキサン(900ml)を添加した。2N NaOHでpHを1 1.2に調整した。pHを11.2に維持しながら、炭酸t−ブチル−p−ニト ロフェニル(128.4g;0.537mol)をジオキサン(720ml)に 溶解して2時間かけて滴加した。少なくともさらに3時間、pHを11.2に維 持し、次いで撹拌しながら一夜放置した。黄色溶液を0℃に冷却し、2N HC lでpHを3.5に調整した。混合物をクロロホルムで洗浄し(100mlで4 回)、水相のpHを0℃の2N NaOHで9.5に再調整した。ベンジルオキ シカルホニルクロリド(73.5ml;0.515mol)を半時間かけて添加 した。その間、2N NaOHでpHを9.5に維持した。その後4時間にわた ってpHを頻繁に調整し、そして溶液を撹拌しながら一夜放置した。翌日、溶液 をエーテルで洗浄し(600mlで3回)、次いで溶液のpHを0℃の2N H Clで1.5に調整した。酢酸エチルで抽出することにより(1000mlで5 回)、表題化合物を単離した。酢酸エチル溶液を硫酸マグネシウムで乾燥させ、 真空中で蒸発乾固した。これにより138gが得られ、これをエーテル(300 ml)に溶解し、石油エーテル(1800ml)の添加により沈殿させた。収量 :124.7g(79%)。融点64.5〜85℃。元素分析;C222426 につき実測値(計算値) HPLC(260nm)20.71分(80.2%)および21.57分(19.8%)。 UVスペクトル(200nm〜300nm)は同一であり、これは副ピークがB is−Z−AEGからなることを示した。 実施例8 N′−Boc−アミノエチルグリシンエチルエステル(8) N−ベンジルオキシカルボニル−N′−(Boc−アミノエチル)グリシン(7 , 60.0g;0.170mol)およびN,N−ジメチル−4−アミノピリジン (6.00g)を無水エタノール(500ml)に溶解し、0℃に冷却したのち DCC(42.2g;0.204mol)を添加した。5分後に氷浴を取り除き 、さらに2時間撹拌を続けた。沈殿したDCU(35.5g、乾燥)を濾過によ り分離し、エーテルで洗浄した(100mlで3回)。濾液を合わせて順次、希 硫酸水素カリウム(400mlで2回)、希炭酸水素ナトリウム(400mlで 2回)および飽和塩化ナトリウム(400mlで1回)で洗浄した。有機相を濾 過し、次いで硫酸マグネシウムで乾燥させ、真空中で蒸発乾固すると66.1g の油状物質が得られ、これは少量のDCUを含有していた。 この油を無水エタノール(600ml)に溶解し、カーボン上パラジウム(6 .6g)を添加した。この溶液を大気圧で水素添加し、その際、溜めに2N水酸 化ナトリウムを充填した。4時間後に理論値の4.2Lのうち3.3Lが消費され た。反応混合物をセライトで濾過し、真空中で蒸発乾固して、39.5g(94 %)の油状物質を得た。油状物質の一部13gをシリカゲル(600g,SiO2 )クロマトグラフィーにより精製した。塩化メチレン中の20%石油エーテル 300mlで溶離したのち、表題化合物が塩化メチレン中の5%メタノール17 00mlで溶出した。十分な純度をもつ画分から真空中で溶剤を除去すると、収 量は8.49gであった。あるいは10gの粗製物質をバルブ管(Kugel Rohr)蒸留により精製した。 実施例9 N′−Boc−アミノエチルグリシンメチルエステル(9) 上記の方法を採用し、エタノールの代わりにメタノールを用いた。最終生成物 をフラッンュカラムクロマトグラフィーにより精製した。 実施例10 1−(Boc−aeg)チミンエチルエステル(10) N′−Boc−アミノエチルグリシンエチルエステル(8,13.5g;54 .8mmol)、DhbtOH(9.84g;60.3mmol)およびN−1 −カルボキシメチルチミン(4,11.1g;60.3mmol)をDMF(2 10ml)に溶解した。次いで塩化メチレン(210ml)を添加した。この溶 液をエタノール/氷浴中で0℃に冷却し、DCC(13.6g;65.8mmo l)を添加した。1時間後に氷浴を取り除き、周囲温度でさらに2時間、撹拌を 続けた。沈殿したDCUを濾過により分離し、塩化メチレンで2回洗浄した(7 5mlで2回)。合わせた濾液に塩化メチレン(650ml)を追加した。溶液 を順次、希炭酸水素ナトリウム(500mlで3回)、希硫酸水素カリウム(5 00mlで2回)、および飽和塩化ナトリウム(500mlで1回)で洗浄した 。有機相から少量の沈殿を濾過により除去した。有機相を硫酸マグネシウムで乾 燥させ、真空中で蒸発乾固した。油状残渣を塩化メチレン(150ml)に溶解 し、濾過し、0℃の石油エーテル(350ml)の添加により表題化合物を沈殿 させた。この塩化メチレン/石油エーテル処理を一度繰り返した。これにより1 6.0g(71%)の表題化合物が得られ、これはHPLCによれば99%以上 の純度であった。 実施例11 1−(Boc−aeg)チミン(6a) 実施例10で得た物質をTHF(194ml、0.2M溶液を与える)に懸濁 し、1M水酸化リチウム水溶液(116ml)を添加した。この混合物を周囲温 度で45分間撹拌し、次いで濾過して残留DCUを除去した。溶液に水(40m l)を添加し、次いでこれを塩化メチレン(300ml)で洗浄した。水(30 ml)を追加し、このアルカリ性溶液を塩化メチレン(150ml)でもう一度 先浄した。水溶液を0℃に冷却し、1N HCl(約110ml)の滴加により pHを2に調整した。表題化合物を酢酸エチルで抽出し(200mlで9回)、 抽出液を合わせて硫酸マグネシウムで乾燥させ、真空中で蒸発乾固した。残渣を メタノールから一度蒸発させた。これは一夜乾燥させたのち無色のガラス状固体 となった。収量9.57g(64%)。HPLC>98%、Rf=14.8分。 元素分析;C162447・0.25 H2Oにつき実測値(計算値)C:49.29 (49.42);H:6.52(6.35);N:14.11(14.41)。 第二級アミド結合の周りの回転が制限されているため、シグナルの幾つかが2: 1の比率で二重になった(リスト中に主についてはmj、副についてはmiで示 した)。 実施例12 N−4−ベンジルオキシカルボニルシトシン(12) 約1時間かけてベンジルオキシカルボニルクロリド(52ml;0.36mo l)を、乾燥ピリジン(1000ml)中のシトシン(8,20.0g;0.1 8mol)の懸濁液に、0℃で窒素下にオーブン乾燥した装置内で滴加した。次 いで溶液を一夜撹拌したのち、このピリジン懸濁液を真空中で蒸発乾固した。水 (200ml)および4N塩酸を添加してpHを約1にした。生じた白色沈殿を 濾別し、水で洗浄し、空気吸引により部分乾燥させた。まだ湿潤している沈殿を 無水エタノール(500ml)と共に10分間煮沸し、0℃に冷却し、濾過し、 エーテルで十分に洗浄し、真空中で乾燥させた。収量24.7g(54%)。融 点>250℃。元素分析;C121133につき実測値(計算値)C:58.5 9(58.77);H:4.55(4.52);N:17.17(17.13) 。生成物を溶解させられなかったので、NMRスベクトルを記録しなかった。 実施例13 N−4−ベンジルオキシカルボニル−N−1−カルボキシメチルシトシン(13) 機械的撹拌および窒素保護を備えた三つ口丸底フラスコに、ブロム酢酸メチル (7.82ml;82.6mmol)、ならびに乾燥DMF(900ml)中の N−4−ベンジルオキシカルボニルシトシン(12,21.0g;82.6mm ol)および炭酸カリウム(11.4g;82.6mmol)の懸濁液を装入し た。混合物を一夜激しく撹拌し、濾過し、真空中で蒸発乾固した。水(300m l)および4N塩酸(10ml)を添加し、混合物を0℃で15分間撹拌し、濾 過し、水で洗浄した(75mlで2回)。単離した沈殿を水(120ml)、2 N水酸化ナトリウム(60ml)で処理し、30分間撹拌し、濾過し、0℃に冷 却し、4N塩酸(35ml)を添加した。表題化合物を濾過により単離し、水で 十分に洗浄し、メタノール(1000ml)から再結晶し、エーテルで十分に洗 浄した。これにより7.70g(31%)の純粋な化合物が得られた。再結晶の 母液を200mlの容量に減少させ、0℃に冷却した。これによりさらに2.3 0gの物質が得られ、これはTlcでは純粋であったが、赤色であった。融点2 66〜274℃。元素分析;C141335につき実測値(計算値); 実施例14 N−4−ベンジルオキシカルボニル−N−1−カルボキシメチルシトシンペンタ フルオロフェニルエステル(14) N−4−ベンジルオキシカルボニル−N−1−カルボキシメチルシトシン(1 3,4.00g;13.2mmol)およびペンタフルオロフェノール(2.6 7g;14.5mmol)をDMF(70ml)と混合し、氷水で0℃に冷却し 、DCC(3.27g;15.8mmol)を添加した。3分後に氷浴を取り除 き、混合物を室温で3時間撹拌した。沈殿したDCUを濾過により分離し、DM Fで洗浄し、濾液を真空中(0.2mmHg)で蒸発乾固した。固体残渣を塩化 メチレン(250ml)で処理し、15分間激しく撹拌し、濾過し、希炭酸水素 ナトリウムで2回、飽和塩化ナトリウムで1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥 させ、真空中で蒸発乾固した。固体残渣を2−プロパノール(150ml)から 再結晶し、結晶をエーテルで十分に洗浄した。収量3.40g(55%)。融点 241 〜245℃。元素分析;C2012355につき実測値(計算値) 実施例15 N−4−ベンジルオキシカルボニル−1−Boc−aeg−シトシン(15) DMF中の(N−Boc−2−アミノエチル)グリシン(2)(実施例2の記 載に従って製造)の溶液に、トリエチルアミン(7.00ml;50.8mmo l)およびN−4−ベンジルオキシカルボニル−N−1−カルボキシメチルシト シンペンタフルオロフェニルエステル(14,2.70g;5.75mmol) を添加した。この溶液を室温で1時間撹拌したのち、塩化メチレン(150ml) 、飽和塩化ナトリウム(250ml)、およびpH約1となる量の4N塩酸を添 加した。有機層を分離し、飽和塩化ナトリウムで2回洗浄し、硫酸マグネシウム で乾燥させ、まず水流アスピレーターによる、次いでオイルポンプによる真空中 で蒸発乾固した。油状の残渣を水(25ml)で処理し、再び真空中で蒸発乾固 した。次いでこの操作を繰り返した。次いで油状の残渣(2.80g)を塩化メ チレン(100ml)に溶解し、石油エーテル(250ml)を添加し、混合物 を一夜撹拌した。表題化合物を濾過により単離し、石油エーテルで洗浄した。T lc(系1)は実質量のペンタフルオロフェノールを示したが、それを除去する ことは試みなかった。収量1.72g(59%)。融点156℃(分解)。1H −NMR(250MHz,CDCl3):第二級アミト結合の周りの回転が制限 されているため、シグナルの幾つかが2:1の比率で二重になった(リスト中に 主についてはmj、副についてはmiで示した)。 実施例16 N−4−ベンジルオキシカルボニル−1−Boc−aeg−シトシンペンタフル オロフェニルエステル(16) N−4−ベンジルオキシカルボニル−1−Boc−aeg−シトシン(15, 1.50g;2.98mmol)およびペンタフルオロフェノール(548mg ;2.98mmol)をDMF(10ml)に溶解した。塩化メチレン(10m l)を添加し、反応混合物を氷浴中で0℃に冷却し、DCC(676mg;3. 28mmol)を添加した。3分後に氷浴を取り除き、混合物を周囲温度で3時 間撹拌した。沈殿を濾過により単離し、塩化メチレンで1回洗浄した。沈殿を沸 騰ジオキサン(150ml)に溶解し、溶液を15℃に冷却し、これによりDC Uが沈殿した。このDCUを濾過により除去し、得られた濾液を0℃で水(25 0ml)に注入した。表題化合物を濾過により単離し、水で洗浄し、真空中で乾 燥剤(sicapent)により乾燥させた。収量1.30g(65%)。元素分析;C29 28585につき実測値(計算値)C:52.63(52.02);H:4 .41(4.22);N:10.55(10.46)。1H−NMR(250M Hz,DMSO−d6):本質的に上記酸のスペクトルを示した。これはエステ ルの加水分解による可能性が最も高い。FAB−MS:670(M+1);61 4(M+1−tBu)。 実施例17 N−4−ベンジルオキシカルボニル−1−(Boc−aeg)シトシン(17) N′−Boc−アミノエチルグリシンエチルエステル(8,5.00g;20 .3mmol)、DhbtOH(3.64g;22.3mmol)およびN−4 −ベンジルオキシカルボニル−N−1−カルボキシメチルシトシン(13,6. 77g;22.3mmol)をDMF(100ml)に懸濁した。次いで塩化メ チレン(100ml)を添加した。この溶液を0℃に冷却し、DCC(5.03 g;24.4mmol)を添加した。2時間後に水浴を取り除き、周囲温度でさ らに1時間撹拌を続けた。次いで反応混合物を真空中で蒸発乾固した。残渣をエ ーテル(100ml)に懸濁し、30分間激しく撹拌した。固体物質を濾過によ り単離し、このエーテル洗浄操作を2回繰り返した。次いでこの物質を希炭酸水 素ナ トリウム(約4%溶液、100ml)と共に15分間激しく撹拌し、濾過し、水 で洗浄した。次いでこの操作を1回繰り返すと、乾燥後に17.0gの黄色を帯 びた固体物質が残った。次いでこの固体をジオキサン(200ml)と共に煮沸 し、熱時濾過した。冷後、水(200ml)を添加した。沈殿した物質を濾過に より単離し、水で洗浄し、乾燥させた。HPLC(260nmで観察)によれば 、DCUを除いてこの物質は99%より高い純度を有していた。次いでこのエス テルをTHF(100ml)に懸濁し、0℃に冷却し、1N LiOH(60m l)を添加した。15分間撹拌したのち、混合物を濾過し、濾液を塩化メチレン で洗浄した(150mlで2回)。次いでこのアルカリ性溶液を0℃に冷却し、 1N HClでpHを2.0に調整した。表題化合物を濾過により単離し、水で 1回洗浄すると、乾燥後に11.3gの白色粉末が残った。この物質を塩化メチ レン(300ml)に懸濁し、石油エーテル(300ml)を添加した。濾過お よび洗浄し、乾燥したのち、7.1g(69%)が得られた。HPLCは純度9 9%のRf=19.5分、および少量の不純物12.6分(約1%)(Z−脱保 護モノマーである可能性が最も高い)を示した。元素分析;C232958につ き実測値(計算値)C:54.16(54.87);H:5.76(5.81) ;N:13.65(13.91)。1H−NMR(250MHz,DMSO−d6 ):10.78(b.s,1H,CO2 H); 7.88(2つのオーバーラップ d,1H,Cyt H-5); 7.41-7 .32(m,5H,Ph); 7.01(2つのオーバーラップ d,1H,Cyt H-6); 6.94 & 6.78(un res.L,1H,BocNH); 5.19(s,2H,PhCH2 ); 4.81 & 4.62(s,2H,CH2 CON); 4.17 & 3.98(s,2H,CH2 CO2H); 3.42-3.03(m.水を含む,CH2 CH2 )および 1.38 & 1. 37(s,9H,tBu)。13C−NMR 150.88; 128.52; 128.18; 127.96; 93.90; 66.5 3; 49.58 および 28.22。IR:周波数cm1(強度)3423(26.4),3035(53.2), 2978(41.4),1736(17.3),1658(3.8),1563(23.0),1501(6.8)および 1456(26 .4)。 実施例18 9−カルボキシメチルアデニンエチルエステル(18) アデニン(10.0g;74mmol)および炭酸カリウム(10.29g; 74.0mmol)をDMFに懸濁し、ブロモ酢酸エチル(8.24ml;74 mmol)を添加した。この懸濁液を室温で窒素下に2.5時間撹拌し、次いで 濾過した。固体残渣をDMF(10ml)で3回洗浄した。濾液を合わせて真空 中て蒸発乾固した。黄橙色の固体物質を水(200ml)に注入し、pH約6に なるまで4N HClを添加した。0℃で10分間撹拌したのち、固体を濾別し 、水で洗浄し、96%エタノール(150ml)から再結晶した。表題化合物を 濾過により単離し、エーテルで十分に洗浄した。収量3.4g(20%)。融点 215.5〜220℃。元素分析;C91152につき実測値(計算値) IR:周波数cm1(強度) アルキル化の位置は、96%エタノールからの再結晶で得た結晶についてのX 線結晶法により証明された。 あるいは9−カルボキシメチルアデニンエチルエステル(18)は以下の方法 で製造できる。窒素導入口、機械的撹拌機および滴下漏斗を備えた2Lの三つ口 フラスコ内で、DMF(1100ml)中のアデニン(50.0g;0.37m ol)の懸濁液に、ヘキサン洗浄した水素化ナトリウム−鉱油分散液16.4g (0.407mol)を添加した。この混合物を2時間激しく撹拌し、次いでブ ロモ酢酸エチル(75ml;0.67mol)を3時間かけて滴加した。混合物 をさらに1時間撹拌したのち、Tlcはアデニンが完全に転化したことを示した 。混合物を1mmHgで蒸発乾固し、油状の残渣に水(500ml)を添加する と、表題化合物が結晶化した。この固体を96%エタノール(600ml)から 再結晶した。乾燥後の収量53.7g(65.6%)。HPLC(215nm) 純度>99.5%。 実施例19 N−6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンエチルエス テル(19) 9−カルボキシメチルアデニンエチルエステル(18,3.40g;15.4 mmol)を乾燥DMF(50ml)に緩和な加熱により溶解し、20℃に冷却 し、塩化メチレン(50ml)中のN−エチル−ベンジルオキシカルボニルイミ ダゾールテトラフルオロボレート(62mmol)の溶液に、氷冷しながら15 分かけて添加した。少量の沈殿が見られた。氷浴を取り除き、溶液を一夜撹拌し た。反応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム(100ml)で処理した。10分間 撹拌したのち、相を分離し、有機相を順次、1容量の水、希硫酸水素カリウム( 2回)、および飽和塩化ナトリウムで洗浄した。この溶液を硫酸マグネシウムで 乾燥させ、真空中で蒸発乾固した。これにより11gの油状物質を得た。この物 質を塩化メチレン(25ml)に溶解し、0℃に冷却し、石油エーテル(50m l)で沈殿させた。この操作を一度繰り返して、3.45g(63%)の表題化 合物を得た。融点132〜35℃。元素分析;C171754につき実測値(計 算値) FAB−MS:356(MH+)および312(MH+ -CO2)。IR:周波数cm1( 強度) 実施例20 N−6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニン(20) N−6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンエチルエ ステル(19,3.20g;9.01mmol)を、0℃に冷却したメタノール (50ml)と混合した。水酸化ナトリウム溶液(50ml;2N)を添加する と、これによりこの物質が速やかに溶解した。0℃で30分後に、このアルカリ 性溶液を塩化メチレンで洗浄した(50mlで2回)。この水溶液を0℃の4N HClでpH1.0にすると、表題化合物が沈殿した。濾過し、水で洗浄し、 乾燥したのちの収量は3.08g(104%)であった。生成物は塩を含有し、 元素分析はそれを反映した。元素分析;C151354につき実測値(計算値) C:46.32(55.05);H:4.24(4.00);N:18.10( 21.40)およびC/N:2.57(2.56)。 FAB−MS:328(MH+)および284(MH+ -CO2)。HPLC(2 15nm,260nm)系1において:15.18分、少量の不純物はすべて2 %未満。 実施例21 N−6−ベンジルオキシカルボニル−1−(Boc−aeg)アデニンエチルエ ステル(21) N′−Boc−アミノエチルグリシンエチルエステル(8,2.00g;8. 12mmol)、DhbtOH(1.46g;8.93mmol)およびN−6 −ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニン(20,2.92 g;8.93mmol)をDMF(15ml)に溶解した。次いで塩化メチレン (15ml)を添加した。この溶液をエタノール/氷浴中で0℃に冷却した。D CC(2.01g;9.74mmol)を添加した。2.5時間後に氷浴を取り 除き、周囲温度でさらに1.5時間撹拌を続けた。沈殿したDCUを濾過により 分離し、DMF(15ml)で1回、塩化メチレンで2回(15mlで2回)洗 浄した。合わせた濾液に塩化メチレン(100ml)を追加した。この溶液を順 次、希炭酸水素ナトリウム(100mlで2回)、希硫酸水素カリウム(100 mlで2回)、および飽和塩化ナトリウム(100mlで1回)洗浄した。有機 相を真空中で蒸発乾固すると、3.28g(73%)の黄色を帯びた油状物質が 得られた。祖生成物のHPLCはわずか66%の純度を示し、共に主ピークより 多少極性の低い数種の不純物を伴った。この油を無水エタノール(50ml)に 溶解し、活性炭を添加した。5分間撹拌したのち、溶液を濾過した。濾液を水( 30ml)と混合し、撹拌しながら一夜放置した。翌日、白色沈殿を濾過により 分離し、水で洗浄し、乾燥すると、HPLCで98%を越える純度の物質1.1 6g(26%)が得られた。母液に水を添加すると、純度約95%のものがさら に0.53g得られた。元素分析;C263377・H2Oにつき実測値(計算 値) このスペクトルは痕跡量のエタノールおよびDCUを示す。 実施例22 N−6−ベンジルオキシカルボニル−1−(Boc−aeg)アデニン(22) N−6−ベンジルオキシカルボニル−1−(Boc−aeg)アデニンエチル エステル(21,1.48g;2.66mmol)をTHF(13ml)に懸濁 し、この混合物を0℃に冷却した。水酸化リチウム(8ml;1N)を添加した 。15分間撹拌したのち、反応混合物を濾過し、水(25ml)を追加し、溶液 を塩化メチレンで洗浄した(25mlで2回)。この水溶液を1N HClでp H2.0に調整した。沈殿を濾過により単離し、水で洗浄し、乾燥させて、0. 82g(58%)を得た。塩化メチレン/石油エーテルから2回再沈殿させた生 成物は乾燥後に0.77g(55%)であった。融点119℃(分解)。元素分 析;C242977・H2Oにつき実測値(計算値)C:53.32(52.8 4);H:5.71(5.73);N:17.68(17.97)。FAB−MS: 528.5(MH+)。 実施例23 2−アミノ−6−クロロ−9−カルボキシメチルプリン(23) DMF(50ml)中の2−アミノ−6−クロロプリン(5.02g;29. 6mmol)および炭酸カリウム(12.91g;93.5mmol)の懸濁液 に、ブロモ酢酸(4.70g;22.8mmol)を添加した。混合物を窒素下 に20時間、激しく混合した。水(150ml)を添加し、溶液をセライトで濾 過して、明るい黄色の溶液を得た。この溶液を4N塩酸でpH3に酸性化した。 沈殿を濾過し、真空中で乾燥剤(sicapent)により乾燥させた。収量(3.02 g;44.8%)。1H−NMR(DMSO−d6):d - 4.88 ppm(s,2H); 6. 95(s,2H); 8.10(s,1H)。 実施例24 2−アミノ−6−ベンジルオキシ−9−カルボキシメチルプリン(24) ナトリウム(2.0g;87.0mmol)をベンジルアルコール(20ml )に溶解し、130℃に2時間加熱した。0℃に冷却したのち、DMF(85m l)中の2−アミノ−6−クロロ−9−カルボキシメチルプリン(23,4.0 5g;18.0mmol)の溶液を徐々に添加し、得られた懸濁液を20℃で一 夜撹拌した。水酸化ナトリウム溶液(1N,100ml)を添加し、透明な溶液 を酢酸エチルで洗浄した(100mlで3回)。次いで水相を4N塩酸でpH3 に酸性化した。沈殿を酢酸エチル(200ml)に装入し、水相を酢酸エチルで 抽出した(100mlで2回)。有機相を合わせて飽和塩化ナトリウム溶液で洗 浄し(75mlで2回)、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、真空中で蒸発乾固し た。残渣をエタノール(300ml)から再結晶した。真空中で乾燥剤(sicape nt) により乾燥したのちの収量:2.76g(52%)。融点159〜65℃。元素 分析(計算値,実測値) 実施例25 N−([2−アミノ−6−ベンジルオキシプリン−9−イル]アセチル)−N− (2−Boc−アミノエチル)グリシン[BocGaegモノマー](25) 2−アミノ−6−ベンジルオキシ−9−カルボキシメチルプリン(24,0. 50g;1.67mmol)、N′−Boc−アミノエチルグリシンメチルエス テル(0.65g;2.80mmol)、ジイソプロピルエチルアミン(0.5 4g;4.19mmol)、およびブロモ−トリス−ピロリジノ−ホスホニウム −ヘキサフルオロ−ホスフェート(PyBroP、登録商標)(0.798g; 1.71mmol)をDMF(2ml)中で4時間撹拌した。透明な溶液を氷冷し た炭酸水素ナトリウム溶液(1N;40ml)に注入し、酢酸エチルで抽出した (40mlで3回)。有機相を硫酸水素カリウム溶液(1N;40mlで2回) 、炭酸水素ナトリウム溶液(1N;40mlで1回)、飽和塩化ナトリウム溶液 (60ml)で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、真空中で蒸発させた のち、固体残渣を酢酸エチル/ヘキサン(20ml(2:1))から再結晶して 、メチルエステルを63%の収率で得た。MS−FAB 514(M+1)。こ のエステルを、濃水酸化ナトリウム(1ml)を含有するエタノール/水(30 ml(1:2))に溶解することにより加水分解した。2時間撹拌したのち、溶 液を濾過し、4N塩酸の添加によりpH3に酸性化した。濾過により表題化合物 を得た。収量370mg(72%、加水分解につき)。HPLCによる純度は9 9%より高かった。第二級アミド結合の周りの回転が制限されているため、シグ ナルの幾つかが2:1の比率で二重になった(リスト中に主についてはmj、副 についてはmiで示した)。 実施例26 α−ホルミルコハク酸メチル、図1(26a) Fissekis and Sweet,Biochemistry 197 0,9,3136〜42の方法の変法により、ナトリウムメトキシド(40.5 g;0.75mol)を乾燥エーテル(500ml)に懸濁し、窒素下に0℃で 撹拌した。コハク酸ジメチル(65.4ml;0.50mol)およびキ酸メチ ル(123ml;2.00mol)を30分かけて滴加した。反応混合物を0℃ で2時間、次いで室温で一夜撹拌した。次いで反応混合物を蒸発させて粘稠な褐 色の残渣を得た。これを石油エーテルで1回洗浄し、次いで3M塩酸(160m l)に溶解した。この溶液を濃塩酸で弱酸性となし、次いでジクロロメタンで抽 出した(250mlで4回)。有機相を乾燥させ(MgSO4)、濾過し、減圧 下で蒸発させた。得られた残渣をバルブ管装置内で60℃および0.6mBar において蒸留して、モル比80:20(NMRにより測定)の表題化合物とコハ ク酸ジメチルの混合物52.3gを無色の油として得た。この混合物をそのまま 以下の製造に使用できる。生成物は、ジクロロメタンによる抽出の代わりにジエ チルエーテルによる連続抽出を用いることにより、コハク酸ジメチルを含有しな い状態で単離できる。しかし本発明者らの手法ではこれにより収率が34%に低 下した。FissekisおよびSweet(前掲)は62%の低下を報告して いる。 実施例27 イソシトシン−5−イル酢酸(27) Beran,et al.,Collect.Czech.Chem.Com mun.1983,48,292〜8の方法の変法により、ナトリウムメトキシ ド(41.9g,0.78mol)を乾燥メタノール(200ml)に溶解し、 塩酸グアニジン(49.4g,0.52mol)を添加した。混合物を窒素下に 室温で10分間撹拌した。乾燥メタノール(100ml)中のα−ホルミルコハ ク酸メチル(26,30.0g,0.17mol)の溶液を混合物に添加した。 反応混合物を窒素下で3時間還流し、次いで室温で一夜撹拌した。次いで反応混 合物を濾過し、濾過ケークをメタノールで1回洗浄した。濾液と洗液を集めて減 圧下で蒸発させた。得られた残渣を水(80ml)に溶解し、この溶液を濃塩酸 でpH4.2に酸性化した。0℃で撹拌したのち、混合物を濾過し、沈殿を水で 1回洗浄し、次いで凍結乾燥すると、28.29g(97%)の表題化合物が白 色固体として残った。C6733・1/2 H2Oにつき計算値:C,40.45 ;H,4.53;N,23.59;実測値:C,40.13;H,4.22;N ,23.26。 生成物が貧溶解性であるため、そのナトリウム塩としてさらに特性解明した。 27(0.42g,2.5mmol)および炭酸水素ナトリウムを沸騰水(35 ml)に溶解した。この溶液を冷却し、蒸発させた。残渣を水(6ml)に溶解 し、エタノール(4ml)およびイソプロパノール(8ml)を添加した。27 のナトリウム塩を濾過により採集し、無水エタノールおよび石油エーテルで洗浄 し、乾燥させて、0.31g(65%)を白色結晶として得た。 実施例28 イソシトシン−5−イル酢酸メチル(28) 塩化チオニル(3.6ml,50mmol)を−40℃で窒素下に撹拌したメ タノール(210ml)に添加した。イソシトシン−5−イル酢酸(27,7. 0g,41mmol)を添加し、反応混合物を室温で1時間、60℃で3時間、 そして室温で一夜撹拌した。反応混合物を蒸発乾固し、残渣を飽和炭酸水素ナト リウム水溶液(80ml)に溶解すると、泡状沈殿が生じた。pH6.5になる まで4M塩酸を添加し、懸濁液を1時間撹拌した。沈殿を濾過により採集し、水 で洗浄し、水から再結晶し、凍結乾燥して、4.66g(62%)のイソシトシ ン−5−イル酢酸メチルを白色結晶として得た。 7933・3/2 H2Oにつき計算値:C,40.00;H,5.75;N, 19.99;実測値:C,40.18;H,5.46;N,20.30。 実施例29 N−2−(ベンジルオキシカルボニル)イソシトシン−5−イル酢酸メチル(2 9) イソシトシン−5−イル酢酸メチル(28,9.5g,52mmol)を乾燥 DMF(95ml)に溶解し、この溶液を0℃で窒素下に撹拌した。N−ベンジ ルオキシカルボニル−N′−メチルイミダゾリウムトリフレート(37.99g ,104mmol)を徐々に添加した。反応混合物を0℃で30分間、次いで室 温で一夜撹拌した。ジクロロメタン(800ml)を添加し、得られた混合物を 半飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(400mlで2回)、半飽和硫酸水素カリウ ム水溶液(400mlで2回)、およびブライン(400mlで1回)で洗浄し た。有機相を乾燥させ(MgSO4)、濾過し、減圧下で蒸発させた。残渣をメ タノールから再結晶して、13.32g(81%)の表題化合物を白色結晶とし て得た。 151535につき計算値:C,56.78;H,4.76;N,13.24 ;実測値:C,56.68;H,4.79;N,13.28。 実施例30 N−2−(ベンジルオキシカルボニル)イソシトシン−5−イル酢酸(30) N−2−(ベンジルオキシカルボニル)イソシトシン−5−イル酢酸メチル( 29,5.2g,16mmol)をTHF(52ml)に懸濁し、0℃に冷却し た。1M水酸化リチウム(49ml,49mmol)を添加し、反応混合物を0 ℃で25分間撹拌した。1M水酸化リチウム(20ml,20mmol)を追加 し、混合物を0℃で90分間撹拌した。1M塩酸でpH2に酸性化することによ り生成物を沈殿させ、濾過により採集し、水で1回洗浄し、乾燥させて、4.1 2g(83%)の白色結晶を得た。 MS(FAB+)m/z(%):304(12,M+H)。C141335につ き計算値:C,55.45;H,4.32:N,13.86;実測値:C,55 .55;H,4.46;N,13.84。 実施例31 エチルN−(2−Boc−アミノエチル)−N−(N−2−(ベンジルオキシカ ルボニル)イソシトシン−5−イルアセチル)グリシネート(31) N−2−(ベンジルオキシカルボニル)イソシトシン−5−イル酢酸(30, 2.0g,6.6mmol)を、撹拌棒および隔壁を備えたフラスコに移し、隔 壁を通して窒素流を導入した。乾燥DMF(20ml)およびN−メチルモルホ リン(2.2ml,19.8mmol)を添加した。この混合物を0℃に冷却し 、エチルN−(2−Boc−アミノエチル)グリシネート(1.8g,7.3m mol)およびO−ベンゾトリアゾール−1−イル−N,N,N′,N′−テト ラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU,3.0g,7.9 m mol)を添加した。反応混合物を窒素下に4時間撹拌したのち、ジクロロメタ ン(100ml)を添加した。有機相を半飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(75 mlで2回)、半飽和硫酸水素カリウム水溶液(75mlで2回)、およびブラ イン(75mlで1回)で洗浄し、乾燥させ(MgSO4)、濾過し、減圧下で 蒸発させた。残渣を酢酸エチル(50ml)に溶解し、0℃で10分間撹拌し、 セライトで濾過し、これを酢酸エチルで洗浄した。濾液および洗液を集めて10 mlの容量に濃縮した。ジエチルエーテル(100ml)を添加し、得られた溶 液を室温で一夜撹拌した。生成物を濾過により採集し、ジエチルエーテルで1回 洗浄して、2.6g(74%)の表題化合物を白色結晶として得た。アミド結合 の周りの回転が阻害されているため、NMRシグナルの幾つかが主(ma)およ び副(mi)成分から構成される。1H−NMR(DMSO−d6/TMS):δ = 1.20-1.30(m,3H,CH2 CH3 ); 1.45(s,9H,BOC); 3.05-3.52(m,6H,NCH2,CH2 N,CH2CON); 4.08 および 4.40(s,ma および s,mi,各 2H,CH2COO); 4.15 お よび 4.25(q,ma,J=7 Hz および q,mi,各 2H,CH2 CH3); 5.29(s,2H,PhCH2 ) ; 7.40-7.52(m,5H,PhCH2); 7.64 および 7.67(s,mi および s,ma,各 1H,H -6).13C−NMR(DMSO−d6/TMS):δ= 14.1(CH2 CH3 ); 28.2(BOC) ; 30.2 および 30.5(ma および mi,各 CH2 CON); 37.9 および 38.3(mi および ma,各 NCH2); 47.7 および 48.0(ma および mi,各CH2N); 50.2(CH2 COO); 60.4 および 61.0(ma および mi,各CH2 CH3); 67.0(PhCH2 ); 127.9-128.5(m,PhCH2) ; 135.8(PhCH2); 155.7(C-6); 169.4(CON); 170.0(COO)。MS(FAB+)m/ z(%):532(3.5,M+H);432(3.5,M−BOC+H)。C25 3358につき計算値:C,56.49;H,6.26;N,13.17;実 測値:C,56.46;H,6.14;N,12.86。 実施例32 N−(2−Boc−アミノエチル)−N−(N−2−(ベンジルオキシカルボニ ル)イソシトシン−5−イルアセチル)グリシン(32) エチルN−(2−Boc−アミノエチル)−N−(N−2−(ベンジルオキシ カルボニル)イソシトシン−5−イルアセチル)グリシネート(31,1.6g ,3.0mmol)を、緩和に加熱することによりメタノール(16ml)に溶 解 した。この溶液を0℃に冷却し、2M水酸化ナトリウム(23ml)を添加した 。反応混合物を室温で75分間撹拌したのち、再び0℃に冷却した。pHを1. 7に調整し、生成物を濾過により採集し、水で1回洗浄し、乾燥させて、1.2 4g(82%)の32を白色結晶として得た。 アミド結合の周りの回転が阻害されているため、NMRシグナルの幾つかが主 (ma)および副(mi)成分から構成される。1H−NMR(DMSO−d6/ TMS):δ= 1.45(s,9H,BOC); 3.05-3.52(m,6H,NCH2,CH2N,CH2CON); 4 .01 および 4.29(s,ma および s,mi.各,CH2COO); 5.29(s,2H,PhCH2 ); 7.4 0-7.51(m,5H,PhCH2); 7.63 および 7.68(s,mi および s,ma,各 1H,H-6).13 C−NMR(DMSO−d6/TMS):δ= 28.2(BOC); 30.2 および 30.5(m a および mi,各 CH2 CON); 37.9 および 38.3(mi および ma,各 NCH2); 47.5 お よび 47.9(ma および mi,各 CH2N); 50.2(CH2 COO); 67.0(PhCH2 ); 128.0-128. 5(m,PhCH2); 135.8(m,PhCH2); 150.5(Z-CO); 155.7(C-6); 169.9 および 170. 3(ma および mi,各 CON); 170.8 および 171.2(ma および mi,各 COO)。MS (FAB+)m/z(%):504(16,M+H);448(3.5,M−t −Bu+H);404(23,M−BOC+H)。 実施例33 (2−チオウラシル−5−イル)酢酸エチル、図2(33) すべての操作を乾燥した装置内で窒素雰囲気下に実施した。ナトリウム(4. 36g,190mmol)を無水エタノール(440ml)に溶解した。チオ尿 素(14.4g,190mmol)およびα−ホルミルコハク酸メチル(26, 30.0g,172mmol)を添加した。反応混合物を6時間還流し、次いで 減圧下で蒸発乾固した。冷15%酢酸(300ml)を残渣に添加した。混合物 を0℃で一夜撹拌し、濾過した。沈殿を水で1回洗浄し、乾燥させて、12.2 9g(37%)の表題化合物を白色固体として得た。 81023S につき計算値:C,44.85;H,4.70;N,13.0 8;C/N,3.43.実測値:C,42.95;H,4.58;N,12.8 9;C/N,3.33。 実施例34 ウラシル−5−イル酢酸(34) (2−チオウラシル−5−イル)酢酸エチル(33,7.8g,36mmol )を、クロロ酢酸(1.9g,20mmol)および水(47ml)と混合し、 2時間還流した。濃塩酸(22ml)を添加し、反応混合物を一夜還流した。反 応混合物を濾過し、沈殿を水で1回洗浄し、乾燥させた。8の代わりに沈殿につ きこの操作を繰り返して、4.19g(68%)の表題化合物を白色固体として 得た。 実施例35 エチルN−(2−BOC−アミノエチル)−N−(ウラシル−5−イルアセチル )グリシネート(35) ウラシル−5−イル酢酸(34,1.0g,5.9mmol)を、隔壁を備え た丸底フラスコに移し、隔壁を通して窒素流を導入した。乾燥DMF(10ml )およびN−メチルモルホリン(1.9ml,17.6mmol)をフラスコに 移し、混合物を0℃に冷却した。エチルN−(2−BOC−アミノエチル)グリ シネート(1.6g,6.5mmol)およびO−(3,4−ジヒドロ−4−オ キ ソ−1,2,3−ベンゾトリアジン−3−イル)−N,N,N′,N′−テトラ メチルウロニウムテトラフルオロボレート(TDBTU,2.5g,7.0mm ol)を混合物に添加した。反応混合物を0℃で3時間撹拌し、次いで酢酸エチ ル(300ml)に注入した。得られた懸濁液を飽和硫酸水素カリウム水溶液( 50mlで2回)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50mlで2回)およびブ ライン(50mlで1回)で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、 濾過し、減圧下で蒸発させた。残渣をジクロロメタン(10ml)およびジエチ ルエーテル(40ml)中で一夜撹拌した。得られた沈殿を濾過により単離し、 シエチルエーテルで1回洗浄し、乾燥させて、1.13g(48%)の表題化合 物を白色結晶として得た。 アミド結合の周りの回転が阻害されているため、NMRシグナルの幾つかが主 (ma)および副(mi)成分から構成される。 172647につき計算値:C,51.25;H,6.58;N,14.06 ;C/N,3.65.実測値:C,50.62;H,6.51;N,13.60 ;C/N,3.72。 実施例36 N−(2−BOC−アミノエチル)−N−(ウラシル−5−イルアセチル)グリ シン(36) エチルN−(2−BOC−アミノエチル)−N−(ウラシル−5−イルアセチ ル)グリシネート(35,1.00g,2.5mmol)を1M水酸化ナトリウ ム水溶液(50ml)に溶解し、混合物を室温で15分間撹拌した。反応混合物 を0℃に冷却し、2M塩酸の添加によりpHを1.5に調整した。30分後に水 溶液をn−ブタノールで抽出した(80mlで4回)。合わせた有機相のn−ブ タノールを減圧下で蒸発させた。残留n−ブタノールを水との共沸蒸留により除 去した(50mlで5回)。得られた水溶液を凍結乾燥させて、0.93g(1 00%)の表題化合物を白色結晶として得た。アミド結合の周りの回転が阻害さ れているため、NMRシグナルの幾つかが主(ma)および副(mi)成分から 構成される。 152247につき計算値:C,48.65;H,5.99;N,15.13 ;C/N,3.22.実測値:C,35.13;H,4.66;N,10.48 ;C/N,3.35。 実施例37 N−2−(ベンジルオキシカルボニル)イソシトシン、図3(37) イソシトシン(5.0g,45mmol)を乾燥DMF(50ml)に加熱に より溶解した。この溶液を0℃に冷却し、N−ベンジルオキシカルボニル−N′ −メチルイミダソリウムトリフレート(33g,90mmol)を徐々に添加し た。反応混合物を窒素下に0℃で30分間、次いで室温で一夜撹拌した。ジクロ ロメタン(400ml)を添加し、有機相を半飽和炭酸水素ナトリウム水溶液( 200mlで2回)、半飽和硫酸水素カリウム水溶液(200mlで2回)、お よびブライン(200mlで1回)で洗浄し、乾燥させ(MgSO4)、濾過し 、減圧下で蒸発させた。残渣をメタノールから再結晶して、7.52g(68% )の表題化合物を白色結晶として得た。 実施例38 エチルN−(2−BOC−アミノエチル)−N−(ブロモアセチル)グリシネー ト(38) N′−BOC−アミノエチルグリシンエチルエステル(8,5.95g,24 .2mmol)をジクロロメタン(15ml)に溶解し、0℃に冷却した。3, 4−ジヒドロ−3−ヒドロキシ−4−オキソ−1,2,3−ベンゾトリアジン( DhbtOH,4.34g,26.6mmol)、シクロロメタン(15ml) 中のジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC,5.98g,29.0mmol )、およびジクロロメタン(30ml)中のブロモ酢酸(3.69g,26.6 mmol)を添加した。反応混合物を0℃で100分間、次いで室温で100分 間撹拌した。次いでそれを濾過し、沈殿をジクロロメタンで洗浄した(30ml で3回)。濾液および洗液を集めて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(120ml で3回)、飽和硫酸水素カリウム水溶液(120mlで2回)、およびブライン (120mlで2回)で洗浄した。有機相を乾燥させ(Na2SO4)、濾過し、 減圧下で蒸発させた。残渣をシリカで濾過した(30g,EtOAc/石油エー テル25:75,v/v,最高速度で移動するTLCスポットが除去されるまで ;次いで55:50,v/v,生成物を採集)。集めた画分を減圧下で蒸発させ て、8.29g(93%)の表題化合物を黄色の油として得た。この油をそれ以 上精製せずに次の工程に用いた。アミド結合の周りの回転が阻害されているため 、NMRシグナルの幾つかが主(ma)および副(mi)成分から構成される。1 H−NMR(CDCl3/TMS):δ= 1.24-1.33(m,3H,CH2 CH3 ); 1.43 お よび 1.44(s,mi および s,ma,各 9H,BOC); 3.28-3.32(m,2H,NCH2); 3.54- 3.56(m,2H,CH2N); 3.79 および 3.93(s,mi および s,ma,各 CH2CON); 4.02 および 4.19-4.26(s,ma,CH2COO および m,S,mi,CH2 CH3,CH2COO,各 4H) .13C−NMR(CDCl3/TMS):δ= 13.8(CH2 CH3 ); 28.1(BOC); 38.2 および 38.5(mi および ma,各NCH2); 48.0 および 48.9(mi および ma,各 CH2 N); 50.1 および 50.8(ma および mi,各 CH2 COO); 61.4(CH2 CON); 61.8(CH2 CH3 )。MS(FAB+)m/z(%):369(10,M+2+H);367(1 2,M+H);313(24,M−t−Bu+2+H);311(2 7,M−t−Bu+H);269(67,M−BOC+2+H);267(75 ,M−BOC+H)。 実施例39 エチルN−(2−BOC−アミノエチル)−N−(N−2−(ベンシルオキシカ ルボニル)イソシトシン−1−イル−アセチル)グリシネート(39) N−2−(ベンジルオキシカルボニル)イソシトシン(37,2.00g,8 .2mmol)を乾燥DMF(15ml)に溶解し、炭酸カリウム(1.69g ,12.3mmol)を添加した。混合物を75℃に30分間加熱し、次いで室 温に冷却した。乾燥DMF(10ml)中のエチルN−(2−BOC−アミノエ チル)−N−(ブロモアセチル)グリシネート(38,3.00g,8.2mm ol)を添加し、反応混合物を窒素下に室温で一夜撹拌した。反応混合物に水( 150ml)を添加し、次いでこれをジクロロメタン(150および100ml )で抽出した。有機相を飽和硫酸水素カリウム水溶液(100mlで3回)およ びブライン(100mlで2回)で洗浄し、乾燥させ(Na2SO4)、濾過し、 減圧下で蒸発させた。残渣をシリカ上でクロマトグラフィー処理(180ml, EtOAc/n−ヘキサン1:1,v/v,次いでEtOAc)して、1.95 g(45%)の表題化合物を白色ガラス質泡状物として得た。アミド結合の周り の回転が阻害されているため、NMRシグナルの幾つかが主(ma)および副( mi)成分から構成される。1H−NMR(CDCl3/TMS):δ= 1.22-1. 29(m,3H,CH2 CH3 ); 1.39 および 1.40(s,ma および s,mi,各 9H,BOC); 3.1 5-3.25 および 3.35-3.36(m,mi および m,ma,各 2H,NCH2); 3.50-3.53(m,2 H,CH2N); 4.02 および 4.27(s,ma および s,mi,各 2H,CH2COO); 4.09-4.23 (m,2H,CH2 CH3); 4.48 および 4.71(s,mi および s,ma,各 2H,CH2CON); 5. 12(s,2H,PhCH2 ); 5.80(d,J-8 Hz,1H,H-5); 7.19(d,J-8 Hz,1H,H-6); 7. 25-7.38(m,5H,PhCH2).13C−NMR(CDCl3/TMS):δ= 13.7(CH2 CH 3 ); 28.0(BOC); 38.4(NCH2); 48.4 および 48.9(mi および ma,各 CH2N); 49.1 および 49.4(ma および mi,各 CH2 CON);;50.5(CH2 COO); 61.3 および 61.8(m a および mi,各 CH2 CH3); 67.1(PhCH2 ); 104.0(C-5); 127.7-128.1(m.PhCH2); 135.8(m,PhCH2); 144.9(C-6); 153.9(Z-CO); 159.4(C-2); 161.9(C-4); 166.4(CON); 168.9(COO)。MS(FAB+)m/z(%):532 (92,M+H);476(8,M−t−Bu+H)。C253358につき計 算値:C,56.49;H,6.26;N,13.17;C/N,4.29;実 測値:C,55.76;H,6.54;N,12.64;C/N,4.41。 実施例40 N−(2−BOC−アミノエチル)−N−(N−2−(ベンジルオキシカルボニ ル)イソシトシン−1−イル−アセチル)グリシン(40) エチルN−(2−BOC−アミノエチル)−N−(N−2−(ベンジルオキシ カルボニル)イソシトシン−1−イル−アセチル)グリシネート(39,1.3 4g,2.5mmol)をTHF(40ml)に0℃で溶解した。1M水酸化リ チウム(7.5ml,7.5mmol)を添加し、反応混合物を0℃で75分間 撹拌した。水(50ml)を添加し、濃塩酸でpHを3に調整した。水相をEt OAcで抽出した(70mlで2回)。抽出液を集めて乾燥させ(Na2SO4) 、濾過し、減圧下で蒸発させた。残渣をデシケーター内で乾燥剤(sicapent)に より65時間乾燥させて、1.26g(100%)の表題化合物を白色ガラス質 泡状物として得た。 アミド結合の周りの回転が阻害されているため、NMRシグナルの幾つかが主 (ma)および副(mi)成分から構成される。1H−NMR(DMSO−d6/ TMS):δ= 1.44(s,9H,BOC); 3.29-3.51(m,4H,NCH2 および CH2N); 4.0 7 および 4.31(s,ma および s,mi,各 2H,CH2COO); 4.82 および 5.01(s,mi および s,ma,各 2H,CH2CON); 5.19(s,2H,PhCH2 ); 5.99-6.01(m,1H,H-5) ; 7.73 および 7.76(d,mi,J-8 Hz および d.ma,J-8 Hz,各 1H,H-6); 7.39 -7.45(m,5H,PhCH2).13C−NMR(DMSO−d6/TMS):δ= 28.2(BOC ); 37.6 および 38.2(mi および ma,各 NCH2); 47.0 および 47.9(mi および m a,各 CH2N); 49.2(CH2 CON); 49.4 および 49.6(ma および mi,各 CH2 COO); 66 .8 および 66.9(ma および mi,各 PhCH2 ); 103.2(C-5); 127.8-128.3(m,PhCH2 ); 136.5(PhCH2); 147.7(C-6); 154.1(Z-CO); 155.7(BOC-CO); 159.5(C-2); 162 .2(C-4); 166.5 および 166.9(ma および mi,各 CON); 170. 3および 170.7(ma および mi,各 COO)。MS(FAB+)m/z(%):50 4(21,M+H);448(6,M−t−Bu+H);404(11,M−B OC+H);91(100,PhCH2)。 実施例41 5−ブロモウラシル−N−1−メチルアセテート、図4(41) 5−ブロモウラシル(5.00g,26.2mmol)および炭酸カリウム( 7.23g,52.3mmol)をDMF(75ml)に懸濁した。ブロモ酢酸 メチル(2.48ml,26.lmmol)を5分間かけて添加した。懸濁液を 室温で2時間撹拌し、次いで濾過した。固体残渣をDMFで2回洗浄し、濾液を 合わせて真空中で蒸発乾固した。残渣は表題化合物、DMFおよび少量の未同定 不純物を含有する油であった。加水分解前に表題化合物を精製する必要はない。1 H−NMR(DMSO−d6,250MHz):8.55(不純物); 8.27(CBr=CHN); 8.02(不純物); 4.76(不純物); 4.70(不純物); 4.62(NCH2 COOCH3); 3.78(COOCH3 ); 2.96(DMF); 2.80(DMF). 13C−NMR(DMSO−d6,250MHz):1 68.8(COOCH3); 172.5(CH-CBrCON); 161.6(DMF); 151.9(NCON); 145.0(CO-CBr-CH N); 95.6(COCBr-CHN); 52.6(不純物); 52.5(OCH3); 49.7(不純物); 48.8(NCH2CO OMe); 43.0(不純物); 36.0(DMF)。 UV(メタノール;maxnm) 実施例42 (5−ブロモウラシル)酢酸(42) 水(30ml)を実施例41で得た粗生成物である油に添加し、水酸化ナトリ ウム(2M,60ml)の添加により混合物を溶解した。0℃で10分間撹拌し たのち、pH=2になるまで塩酸(4M,45ml)を添加すると表題化合物が 沈殿した。50分後に固体残渣を濾過により単離し、冷水で1回洗浄し、次いで 真空中で乾燥剤(sicapent)により乾燥させた。収量:2.46g(38%)。 融点250〜251℃。 元素分析:C253358につき実測値(計算値): FAB−MS m/z(帰属,強度);251/249(M+H,5)。 実施例43 N−(2−Boc−アミノエチル)−N−(5−ブロモウラシル−N−1−メチ レンカルボニル)グリシンエチルエステル(43) N′−Boc−アミノエチルグリシンエチルエステル(8,1.80g,7. 30mmol)をDMF(10ml)に溶解した。Dhbt−OH(1.31g ,8.03mmol)を添加すると、沈殿が生じた。沈殿が溶解するまでDMF を添加した(10ml、2回)。沈殿しないように徐々に(5−ブロモウラシル )酢酸(42,2.00g,8.03mmol)を添加した。塩化メチレン(3 0ml)を添加し、混合物を0℃に冷却し、次いで濾過した。沈殿、すなわちD CUを塩化メチレンで2回洗浄した。合わせた濾液に塩化メチレン(100ml )を添加した。混合物を半飽和NaHCO3溶液(100mlで3回、H2O:飽 和NaHCO3溶液1:1 v/v)、次いで希KHSO4(100mlで2回、 H2O:飽和KHSO4溶液4:1 v/v)、最後に飽和NaCl溶液(100 mlで1回)で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、真空 中て(約15mmHg、次いて約1mmHg)蒸発乾固した。残渣を塩化メチレ ン(35ml)に懸濁し、室温で45分間撹拌し、濾過した(沈殿はDCUであ った)。濾液に0℃で石油エーテル(2容量)を滴加すると、油が沈殿した。液 体をデカントし、残留する油を塩化メチレン(20〜50ml)に溶解した。石 油エーテル(2容量)の添加により沈殿させた。不純物が除去されるまでこの操 作を5回繰り返した。不純物は展開溶媒として10%MeOH/CH2Cl2を用 い るTLCで検出できる。得られた油を塩化メチレン(25ml)に溶解し、真空 中で蒸発乾固すると、表題化合物が凝固した。収量:2.03g(58%)。融 点87〜90℃。元素分析:C1725BrN47につき実測値(計算値): FAB−MS m/z(帰属,相対強度);479/477(M+H,5);4 23/421(M+2H−tBu,8);423/421(M+2H−tBu, 8);379/377(M+2H−Boc,100);233/231(M−主鎖 、20)。 実施例44 N−(Boc−アミノエチル)−N−(5−ブロモウラシル−N−1−メチレン カルボニル)グリシン(44) N−(Boc−アミノエチル)−N−(5−ブロモウラシル−N−1−メチレ ンカルボニル)エチルエステル(43,1.96g,4.11mmol)を加熱 によりメタノール(30ml)に溶解し、次いで0℃に冷却した。水酸化ナトリ ウム(2M,30ml)を添加し、混合物を30分間撹拌した。pH=2.0に なるまでHCl(1M,70ml)を添加した。水相を酢酸エチルで抽出した( 65mlで3回、および40mlで7回)。酢酸エチル抽出液を合わせて、飽 和NaCl溶液(500ml)で洗浄した。酢酸エチル相を硫酸マグネシウムで 乾燥させ、濾過し、真空中で蒸発乾固した。収量:1.77g(96%)。融点 92〜97℃。元素分析:C1521BrN47につき実測値(計算値): FAB−MS m/z(帰属,相対強度);449/451(M+H,70); 349/351(M+2H−Boc,100);231/233(M−主鎖、2 0)。 実施例45 固相法によるPNAオリゴマーの合成、一般法 一般に0.1〜1.0mmolの官能価が得られるように官能基付き樹脂を秤量 する(樹脂に結合した官能基は種々の業者から市販されている;たとえばケンタ ッキー州ペプタイズ・インタナショナル)。この重量の樹脂を1:1(v/v)ジ クロロメタン:ジメチルホルムアミド溶液(5mL/1g樹脂)に懸濁し、所望 により一定期間膨潤させる。次いで溶剤を濾過により除去し、樹脂をトリフルオ ロ酢酸(1mL/1g樹脂)に懸濁し、2分間振盪する。トリフルオロ酢酸を濾 過により除去し、この工程を1回繰り返す。樹脂を1:1(v/v)ジクロロメ タン:ジメチルホルムアミド溶液で3回洗浄する。得られた樹脂をピリジン溶液( 5mL/1g樹脂)に再懸濁し、真空濾過してピリジンを除去する。この工程を 2回繰り返す。次いで1:1(v/v)ジクロロメタン:ジメチルホルムアミド溶 液 (5mL/1g樹脂)を用いて再懸濁したのち濾過し(“洗浄”と呼ぶ)、この 洗浄工程を2回繰り返す。この樹脂を1:1(v/v)ピリジン:ジメチルホル ムアミドに懸濁し、この懸濁液に目的とするPNAモノマー(2〜10モル当量 )、TBTU(1.9〜9.9モル当量)、およびジイソプロピルアミン(5〜 20モル当量)を、PNAの最終濃度が0.2Mとなるように添加する。この懸 濁液を15〜60分間振盪し、消費されたカップリング溶液を濾過により除去す る。樹脂をピリジンで3回洗浄し、未反応アミンをDMF中5当量のラポポルト (Rapoport)試薬で5分間、キャッピングする。次いで樹脂をピリジン で3回洗浄したのち、1:1(v/v)ジクロロメタン:ジメチルホルムアミド (5mL/1g樹脂)で3回洗浄する。この時点で樹脂は次のカップリング反応 に使用できる状態となる。。目的とするPNAが樹脂上に組み立てられるまでこ の操作を繰り返す。 この一般法で製造したアミノエチルグリシン(aeg−)PNAおよびaeg− PNA誘導体の具体例 実施例46 PNAのキャッピング PNAは、実施例45に記載した方法に従い、最終工程でPNAモノマーの代 わりに目的とするカルボン酸系キャッピング試薬を用いて、N−末端で非PNA 部分によりキャッピングすることができる。 この一般法で製造した(aeg−)PNAおよびaeg−PNA誘導体の具体例 実施例47 Lys/Aha結合ビスaeg−PNAの製造 最初の10個のaeg−PNAモノマー単位は、実施例45に従った標準固相 法によりTBTU活性化を用いてaeg−Tモノマー単位をリシン−MBHA樹 脂に結合させて、アミノ末端t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含 む樹脂結合PNAモノマーを得ることにより結合させた。反復法により他方の9 aeg−PNAモノマー単位を結合させた。末端aeg−PNAはアミノ末端t −ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む。 支持体をN,N−ジメチルホルムアミド/ジクロロメタン(1:1)で4回洗 浄し、次いでトリフルオロ酢酸中の5% m−クレゾール(3mL)で2回、そ のつど3分間振盪しながら処理した。支持体を再びN,N−ジメチルホルムアミ ド/ジクロロメタン(1:1)で、次いでピリジンで洗浄した。バイアルにt− ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)− L−リシン(200mmol)およびO−(ベンゾトリアゾール−1−イル)− 1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(180mm ol)を添加した。このバイアルにN,N−ジメチルホルムアミド(1mL)お よびピリジン(1mL)を添加したのち、N,N−ジイソプロピルエチルアミン (400mmol)を添加した。すべての固体が溶解するまでバイアルを振盪し た。1分後にバイアルの内容物をペプチド合成容器に添加し、20分間振盪した 。次いで反応溶液を排除し、支持体をピリジンで5回洗浄した。N,N−ジメチ ル ホルムアミド(1.5mL)中の10%N−ベンジルオキシカルボニル−N′− メチル−イミダゾールトリフレートの溶液を添加することにより、残留する遊離 アミンをキャッピングした。5分間振盪したのち、キャッピング溶液を排除し、 支持体をピリジンで5回洗浄した。 リンカーの残部は、(前記に従って)N−t−ブチルオキシカルボニル−ε− アミノヘキサン酸、t−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジ ルオキシカルボニル)−L−リシン、N−t−ブチルオキシカルボニル−ε−ア ミノヘキサン酸、およびt−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベ ンジルオキシカルボニル)−L−リシンの逐次結合により製造された。得られた t−ブチルオキシカルボニルキャップ付きのアミノ末端リンカーを含むデカマー aeg−PNAからなるオリゴマーを、次いで残り10PNA単位につき再び標 準固相法により伸長させた。支持体の開裂除去およびHPLC精製は、標準PN Aオリゴマーにつき記載したものと同様であった。表題化合物はエレクトロスプ レー(electrospray)質量分析により、予想分子量6012ダルト ンをもつと測定された。このビス−PNAとその標的によって形成されたPNA /DNAトリプレックスの熱安定性は、対応する単一PNAとその標的によって 形成されたPNA/DNAトリプレックスより大きいことが見出された(ビスに ついてはTm=89℃、単一体については85℃)。質量分析によって、ビス− PNAは標的と1:1複合体を形成するのに対し、単一PNAはその標的と2: 1複合体を形成することも証明された。 実施例47a Lys/アミノシス−ヘキセン酸連結ビスaeg−PNAの製造 最初の10個のaeg−PNAモノマー単位は、実施例45に従った標準固相 法によりTBTU活性化を用いてaeg−Tモノマー単位をリシン−MBHA樹 脂に結合させ、アミノ末端t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む 樹脂結合PNAモノマーを得ることにより結合させる。反復法により他方の9個 のaeg−PNAモノマー単位を結合させる。末端aeg−PNAはアミノ末端 t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む。 支持体をN,N−ジメチルホルムアミド/ジクロロメタン(1:1)で4回洗 浄し、次いでトリフルオロ酢酸中の5% m−クレゾール(3mL)で2回、そ のつど3分間振盪しながら処理する。支持体を再びN,N−ジメチルホルムアミ ド/ジクロロメタン(1:1)で洗浄し、次いでピリジンで洗浄する。バイアル にt−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニ ル)−L−リシン(200mmol)およびO−(ベンゾトリアゾール−1−イ ル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(18 0mmol)を添加する。このバイアルにN,N−ジメチルホルムアミド(1m L)およびピリジン(1mL)を添加したのち、N,N−ジイソプロピルエチル アミン(400mmol)を添加する。すべての固体が溶解するまでバイアルを 振盪する。1分後にバイアルの内容物をペプチド合成容器に添加し、20分間振 盪する。次いで反応溶液を排除し、支持体をピリジンで5回洗浄する。N,N− ジメチルホルムアミド(1.5mL)中の10%N−ベンジルオキシカルボニル −N′−メチル−イミダゾールトリフレートの溶液を添加することにより、残留 する遊離アミンをキャッピングする。5分間振盪したのち、キャッピング溶液を 排除し、支持体をピリジンで5回洗浄する。 リンカーの残部は、(前記に従って)N−t−ブチルオキシカルボニル−ε− アミノヘキセン酸、t−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジ ルオキシカルボニル)−L−リシン、N−t−ブチルオキシカルボニル−ε−ア ミノヘキセン酸、およびt−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベ ンジルオキシカルボニル)−L−リシンの逐次結合により製造される。得られた t−ブチルオキシカルボニルキャップ付きのアミノ末端リンカーを含むデカマー aeg−PNAからなるオリゴマーを、次いで残りの10PNA単位につき再び 標準固相法により伸長させる。支持体の開裂除去およびHPLC精製は、標準P NAオリゴマーにつき記載したものと同様である。 実施例47b Lys/アミノヘキシン酸連結ビスaeg−PNAの製造 最初の10個のaeg−PNAモノマー単位は、実施例45に従った標準固相 法によりTBTU活性化を用いてaeg−Tモノマー単位をリシン−MBHA樹 脂に結合させ、アミノ末端t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む 樹脂結合PNAモノマーを得ることにより結合させる。反復法により他方の9個 のaeg−PNAモノマー単位を結合させる。末端aeg−PNAはアミノ末端 t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む。 支持体をN,N−ジメチルホルムアミド/ジクロロメタン(1:1)で4回洗 浄し、次いでトリフルオロ酢酸中の5% m−クレゾール(3mL)で2回、そ のつど3分間振盪しながら処理する。支持体を再びN,N−ジメチルホルムアミ ド/ジクロロメタン(1:1)で、次いでピリジンで洗浄する。バイアルにt− ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)− L−リシン(200mmol)およびO−(ベンゾトリアゾール−1−イル)− 1.1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(180mm ol)を添加する。このバイアルにN,N−ジメチルホルムアミド(1mL)お よびピリジン(1mL)を添加したのち、N,N−ジイソプロピルエチルアミン (400mmol)を添加する。すべての固体が溶解するまでバイアルを振盪す る。1分後にバイアルの内容物をペプチド合成容器に添加し、20分間振盪する 。次いで反応溶液を排除し、支持体をピリジンで5回洗浄する。N,N−ジメチ ルホルムアミド(1.5mL)中の10%N−ベンジルオキシカルボニル−N′ −メチル−イミダゾールトリフレートの溶液を添加することにより、残留する遊 離アミンをキャッピングする。5分間振盪したのち、キャッピング溶液を排除し 、支持体をピリジンで5回洗浄する。 リンカーの残部は、(前記に従って)N−t−ブチルオキシカルボニル−ε− アミノヘキシン酸、t−ブチルオキンカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジ ルオキシカルボニル)−L−リシン、N−t−ブチルオキシカルボニル−ε−ア ミノヘキシン酸、およびt−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベ ンジルオキシカルボニル)−L−リシンの逐次結合により製造される。得られた t−ブチルオキシカルボニルキャップ付きのアミノ末端リンカーを含むデカマー aeg−PNAからなるオリゴマーを、次いで残り10PNA単位につき再び標 準固相法により伸長させる。支持体の開裂除去およびHPLC精製は、標準PN Aオリゴマーにつき記載したものと同様である。 実施例47c Lys/メタ−アミノ安息香酸連結ビスaeg−PNAの製造 最初の10個のaeg−PNAモノマー単位は、実施例45に従った標準固相 法によりTBTU活性化を用いてaeg−Tモノマー単位をリシン−MBHA樹 脂に結合させ、アミノ末端t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む 樹脂結合PNAモノマーを得ることにより結合させる。反復法により他方の9個 のaeg−PNAモノマー単位を結合させる。末端aeg−PNAはアミノ末端 t−ブチルオキシカルボニル(BOC)保護基を含む。 支持体をN,N−ジメチルホルムアミド/ジクロロメタン(1:1)で4回洗 浄し、次いでトリフルオロ酢酸中の5% m−クレゾール(3mL)で2回、そ のつど3分間振盪しながら処理する。支持体を再びN,N−ジメチルホルムアミ ド/ジクロロメタン(1:1)で、次いでピリジンで洗浄する。バイアルにt− ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)− L−リシン(200mmol)およびO−(ベンゾトリアゾール−1−イル)− 1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(180mm ol)を添加する。このバイアルにN,N−ジメチルホルムアミド(1mL)お よびピリジン(1mL)を添加したのち、N,N−ジイソプロピルエチルアミン (400mmol)を添加する。すべての固体が溶解するまでバイアルを振盪す る。1分後にバイアルの内容物をペプチド合成容器に添加し、20分間振盪する 。 次いで反応溶液を排除し、支持体をピリジンで5回洗浄する。N,N−ジメチル ホルムアミド(1.5mL)中の10%N−ベンジルオキシカルボニル−N′− メチル−イミダゾールトリフレートの溶液を添加することにより、残留する遊離 アミンをキャッピングする。5分間振盪したのち、キャッピング溶液を排除し、 支持体をピリジンで5回洗浄する。 リンカーの残部は、(前記に従って)N−t−ブチルオキシカルボニル−メタ −アミノ安息香酸、t−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベンジ ルオキシカルボニル)−L−リシン、N−t−ブチルオキシカルボニル−メタ− アミノ安息香酸、およびt−ブチルオキシカルボニル−N−ε−(2−クロロベ ンジルオキシカルボニル)−L−リシンの逐次結合により製造される。得られた t−ブチルオキシカルボニルキャップ付きのアミノ末端リンカーを含むデカマー aeg−PNAからなるオリゴマーを、次いで残り10個のPNA単位につき再 び標準固相法により伸長させる。支持体の開裂除去およびHPLC精製は、標準 PNAオリゴマーにつき記載したものと同様である。 実施例48 Lys/Aha連結ビスaeg−PNAの製造 表題のLys/Aha連結aeg−PNAを実施例47の方法に従って合成し 、ただしポリスチレンポリエチレングリコールコポリマー樹脂の代わりに“テン タゲル(Tentagel)樹脂”を合成支持体として用いた。 実施例49 Lys/Aha連結ビスaeg−PNAの製造 表題のLys/Aha連結aeg−PNAを実施例47の方法に従って合成し 、ただしポリスチレンポリエチレングリコールコポリマー樹脂の代わりに“テン タゲル樹脂”を合成支持体として用いた。 実施例50 Lys/Aha連結ビスaeg−PNAの製造 表題のLys/Aha連結aeg−PNAを実施例47の方法に従って合成し 、ただしポリスチレンポリエチレングリコールコポリマー樹脂の代わりに“テン タゲル樹脂”を合成支持体として用いた。 実施例51 シュードイソシトシン(J)を含むLys/Aha連結ビスaeg−PNA 表題のLys/Aha連結ビスaeg−PNAを実施例47の方法に従って製 造する。シュードイソシトシン“(J)”モノマー単位を実施例26〜32の方 法に従って合成し、シトシンモノマー単位の代わりに用いて表題化合物を得る。 実施例52 シュードウラシル(ΨU)を含むLys/Aha連結ビスaeg−PNA 表題のLys/Aha連結ビスaeg−PNAを実施例47の方法に従って製 造する。シュードウラシル“ΨU”モノマー単位を実施例33〜36の方法に従 って合成し、ウラシルモノマー単位の一部の代わりに用いて表題化合物を得る。 実施例53 イソシトシン(iC)を含むLys/Aha連結ビスaeg−PNA 表題のLys/Aha連結ビスaeg−PNAを実施例47の方法に従って製 造する。aeg−イソシトシン“iC”モノマー単位を実施例37〜40の方法 に従って合成し、aeg−シトシンモノマー単位の一部の代わりに用いて表題化 合物を得る。 実施例54 5−ブロモウラシル(5BrU)を含むLys/Aha連結ビスaeg−PNA 表題のLys/Aha連結ビスaeg−PNAを実施例47の方法に従って製 造する。aeg−5−ブロモウラシルモノマー単位を実施例41〜44の方法に 従って合成し、aeg−ウラシルモノマー単位の一部の代わりに用いて表題化合 物を得る。 実施例55 egl連結ビスaeg−PNAの製造 保護されたビスaeg−PNAを、置換度約0.10mmol/gのBoc− Lys(CIZ)官能基付きMBHA樹脂上で組み立てた。ジクロロメタン中で 一夜予め膨潤させたt−Boc−Lys(CIZ)−MBHA樹脂200mg( 乾燥重量)上で、合成を開始した。以下の工程を、目的配列が得られるまで繰り 返した:(1)95:5 TFA/m−クレゾールで処理することによりN−末 端t−Boc保護基を除去した(2×4分,1ml):(2)1:1 DMF/ ジクロロメタンで洗浄する(3×1分,1ml);(3)ピリジンで洗浄した( 2×1分,1ml);(4)HBTU(18.0mg,0.48mmol)およ びモノマー(0.5mmol)、t−Boc−CzOH(25.1mg)、t− Boc−T−OH(19.2mg)、またはt−Boc−egl−OH(13. 1mg)を1:1 DMF/ピリジン(t−Boc−egl−OHの場合は純D MFを用いた)に装入し、最終容量0.5mlになるまでDECA(16ml, 1mmol)を添加し、混合物を1分間、予備活性化したのち樹脂に添加し、そ こで室温において20分間結合を行わせた;(5)定量カイザー試験(ニンヒド リン)用に数個のビーズを取り出した;(6)ピリシンで洗浄した(2×1分, 1ml);(7)DMF(1ml)中のラポポルト試薬(100mg,0.28 mmol)でアシル化した;(8)8:2 DMF/ピピリジンで洗浄した;( 9)ピリジンで洗浄した(3×1分,1ml);(10)1:1 DMF/ジク ロロメタンで洗浄した(3×1分,1ml)。 目的配列が得られたのち、樹脂を純ジクロロメタンで洗浄し(3×1分,1. 5ml)、次いでデシケーター内で真空下に乾燥させた。定量カイザー試験はす べて黄色であり、ビーズは着色しなかった。 ビスaeg−PNAを樹脂から開裂させ、永久保護基を除去した。1:8:1 TFA/DMS/m−クレゾール溶液(50μL)および9:1 TFA/TF MSA溶液(50μL)を氷浴で冷却し、乾燥樹脂10mgにつき添加した。室 温で1時間、反応を進行させ、樹脂から排液し、純TFAで洗浄した(1×1分 ,1ml)。8:1:1 TFA/TFMSA/m−クレゾール溶液(100μ L)(氷浴で冷却)を乾燥樹脂10mgにつき添加した。反応を2時間進行させ 、樹脂から排液し、TFAで洗浄した(1×1分,1ml)。これら2つのTF A溶液を合わせて、乾燥エーテルの添加によりaeg−PNAを沈殿させた。沈 殿を乾燥エーテルで4回洗浄した。収量12.7mg(純度>90%、RP−H PLCにより精製、μBondapak C18)。MS(FAB+)m/z: (実測値/計算値)4249/4247。 実施例55a egl連結ビスaeg−PNAの製造 表題のegl連結ビスaeg−PNAを実施例55の方法に従って合成した。 実施例55b egl連結ビスaeg−PNAの製造 表題のegl連結ビスaeg−PNAを実施例55の方法で合成した。 実施例56 シュードイソシトシン(J)を含むegl連結ビスaeg−PNA この保護されたaeg−PNAを、置換度約0.10mmol/gのBoc− Lys(CIZ)修飾MBHA樹脂上で組み立てた。ジクロロメタン中で一夜予 め膨潤させたt−Boc−Lys(CIZ)−MBHA樹脂100mg(乾燥重 量)上で、合成を開始した。実施例55の方法でビスaeg−PNAを合成した 。工程(4)でaeg−J単位の導入のために実施例26〜32のaeg−シュ ードイソシトシンモノマー(25.1mg,0.5mmol)を用いた。実施例 45の方法でビスaeg−PNAを樹脂から開裂させた。収量5.5mg(純度 >90%、RP−HPLCにより精製、μBondapak C18)。MS( FAB+)m/z:(実測値/計算値)4748/4747。 この例の方法を用いて、以下のシュードイソシトシン(J)を含むegl連結 ビスaeg−PNAをさらに合成した: 実施例56a シュードイソシトシン(J)を含むPNA 表題化合物を実施例56の方法で合成した。シュードイソシトシン(J)塩基 を含むこのaeg−PNAにはリンカーを導入しなかった。 実施例57 シュードイソシトシン(J)を含むegl連結ビスaeg−PNA この保護されたaeg−PNAを、置換度約0.10mmol/gのBoc− Lys(CIZ)修飾MBHA樹脂上で組み立てた。ジクロロメタン中で一夜予 め膨潤させたt−Boc−Lys(CIZ)−MBHA樹脂100mg(乾燥重 量)上で、合成を開始した。実施例55の方法でビスaeg−PNAを合成した 。工程(4)でaeg−シュードイソシトシン単位の導入のために実施例26〜 32のaeg−シュードイソシトシンモノマー(25.1mg,0.5mmol )を用いた。実施例45の方法でビスaeg−PNAを樹脂から開裂させた。収 量2.8mg(純度>90%、RP−HPLCにより精製、μBondapak C18)。MS(FAB+)m/z:(実測値/計算値)4749/4747 。 実施例58 aeg−PNAの合成 表題のaeg−PNAを実施例45の方法で合成した。 実施例59 シュードイソシトシン(J)、およびシュードウリジン(ΨU)を含むaeg− PNAオリゴマー この保護されたaeg−PNAオリゴマーを、置換度約0.10mmol/g のBoc−Lys(CIZ)修飾MBHA樹脂上で組み立てた。ジクロロメタン 中で一夜予め膨潤させたt−Boc−Lys(CIZ)−MBHA樹脂100m g(乾燥重量)上で、合成を開始した。実施例55の方法でビスaeg−PNA オリゴマーを合成した。工程(4)で、aeg−シュートイソシトシンモノマー 単位およびaeg−シュードウラシルモノマー単位の導入のために、実施例26 〜32のaeg−シュードイソシトシンモノマー(25.1mg,0.5mmo l)および実施例33〜36のaeg−シュードウラシルモノマー(19.2m g,0.5mmol)を用いた。実施例45の方法でaeg−PNAを樹脂から 開裂させた。収量5.8mg(純度>90%、RP−HPLCにより精製、μB ondapak C18)。MS(FAB+)m/z:(実測値/計算値)28 11/2811。 実施例60 aeg−イソシトシン(aeg−iC)、およびaeg−シュードイソシトシン (aeg−J)を含むaeg−PNAオリゴマー この保護されたaeg−PNAを、置換度約0.10mmol/gのBoc− Lys(CIZ)修飾MBHA樹脂上で組み立てた。ジクロロメタン中で一夜予 め膨潤させたt−Boc−Lys(CIZ)−MBHA樹脂100mg(乾燥重 量)上で、合成を開始した。実施例55の方法でaeg−PNAオリゴマーを合 成した。工程(4)で、aeg−シュードイソシトシンモノマー単位およびae g−イソシトシンモノマー単位の導入のために、実施例26〜32のaeg−シ ュードイソシトシンモノマー(25.1mg,0.5mmol)および実施例3 7〜40のaeg−シュードウラシルモノマー(25.1mg,0.5mmol )を用いた。実施例45の方法でaeg−PNAを樹脂から開裂させた。収量5 .8mg(純度>90%、RP−HPLCにより精製、μBondapak C 18)。MS(FAB+)m/z:(実測値/計算値)2702/2701。 実施例61 1−カルボキシメチルピリミジン−2−オン 表題化合物を実施例23の方法で、ピリミジン−2−オンを用いて合成した。 実施例62 N−([1−ピリミジン−2−オン]−アセチル)−N−(2−Boc−アミノ エチル)グリシン[BocPyモノマー] 1−カルボキシメチルピリミジン−2−オン(実施例61,1当量)およびB oc−アミノエチルグリシンエチルエステル(2.9g)をDMF(50ml) に溶解した。Dhbt−OH(1.1当量)を添加し、混合物を氷浴で冷却した 。DCC(1.2当量,2.9g)を添加し、混合物を室温で一夜撹拌した。DC Uを濾別し、DMFで洗浄した。DMF層を合わせて真空中で蒸発させた。得ら れた樹脂をジクロロメタンに溶解し、飽和NaHCO3、KHSO4およびNaC l水溶液で洗浄した。有機相をMgSO4で乾燥させ、真空中で蒸発させた。残 渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して、表題化合物を得た。 実施例63 aeg/Aha連結ビスaeg−PNAの製造 表題のビスaeg−PNAオリゴマーを、実施例62のN−([1−ピリミジ ン−2−オン)−N−(2−Boc−アミノエチル)グリシン[BocPyモノ マー]を用いる方法に従って、実施例47の方法で組み立てた。 実施例64 N−アセチル−N−(2−Boc−アミノエチル)グリシン[BocAcモノマー] 表題化合物を実施例25の方法で、酢酸を用いて製造した。 実施例65 (Aha)aeg(Ac)Aha連結ビスaeg−PNAの製造 表題のビスaeg−PNAオリゴマーを、実施例64のN−アセチル−N− (2−Boc−アミノエチル)グリシン[BocAcモノマー]を用いる方法に 従って、実施例47の方法で組み立てた。 実施例66 N−(4−ペンチノイル)−N−(2−Boc−アミノエチル)−β−アラニン [BocWモノマー] 表題化合物を実施例25の方法で、4−ペンチン酸(4−pentynoic acid)を用いて製造した。 実施例67 Wを含むビスaeg−PNAの製造 表題のWを含むビスaeg−PNAオリゴマーを、実施例66のN−(4−ペ ンチノイル)−N−(2−Boc−アミノエチル)−β−アラニン[BocWモ ノマー]を用いる方法に従って、実施例47の方法で組み立てた。 実施例68 Wを含むビスaeg−PNAの製造 表題のWを含むビスaeg−PNAオリゴマーを、実施例67のN−(4−ペ ンチノイル)−N−(2−Boc−アミノエチル)−β−アラニン[BocWモ ノマー]を用いる方法に従って、実施例47の方法で組み立てた。 実施例69 N−Boc−4−アミノ酪酸 表題化合物を実施例2の方法で、4−アミノ酪酸を用いて製造した。 実施例70 N−(4−アミノブチリル)−N−(2−Boc−アミノエチル)グリシン[B ocabaモノマー] 表題化合物を実施例25の方法で、実施例69のN−Boc−4−アミノ酪酸 を用いて製造した。 実施例71 aba-egl-His-(β-ala)-Asp連結ビスaeg−PNAの製造 表題化合物を実施例47の方法で、実施例70のN−(4−アミノブチリル) −N−(2−Boc−アミノエチル)グリシンを用いて製造した。 実施例72 N−Boc−N′−(2−Z−アミノエチル)エチレンジアミン塩酸塩 ジエチレントリアミン(45.16ml;0.418mol)をクロロホルム (400ml)に溶解し、クロロホルム(100ml)中のt−ブチル−4−ニ トロフェニルカーボネート(10.00g;0.0418mol)の溶液を0℃ で3時間かけて滴加した。次いで反応混合物を室温に一夜放置した。沈殿したニ トロフェノールを濾過により分離し、クロロホルムで2回洗浄した。濾液を真空 中で蒸発乾固することにより得られた黄色の油を水(200ml)に溶解し、0 ℃の4M塩酸でpHを3.5に調整した。水相を酢酸エチルで抽出し(300m lで3回)、次いで2M水酸化ナトリウムでpHを7に調整し、真空中で容量を 約300mlに減少させた。次いで2M水酸化ナトリウムでpHを12に調整し 、この溶液を酢酸エチルで抽出した(300mlで8回)。有機相を飽和塩化ナ トリウム水溶液で洗浄し(500mlで2回)、硫酸マグネシウムで乾燥させ、 真空中で蒸発乾固した。得られた油を水(50ml)に溶解し、0℃の4M塩酸 によりpHを5に調整し、溶液を真空中で蒸発乾固した。残渣をエーテルで数回 洗浄し、真空中で乾燥剤(sicapent)により乾燥させた。乾燥した化合物の一部 (3.80g;0.138mol)を水とジオキサンの混合物(70ml;水1 容量対ジオキサン1容量)に溶解し、2M水酸化ナトリウムでpHを11に調整 した。次いでジオキサン(35ml)中のベンジル−4−ニトロフェニルカーボ ネート(4.14g;0.015mol)を2時間かけて滴加し、その間2M水 酸化ナトリウムでpHを常に11に維持した。混合物を室温で一夜撹拌したのち 、0℃の4M塩酸でpHを3.5に調整し、溶液を酢酸エチルと共に振盪した( 100mlで4回)。振盪の間に沈殿した生成物を濾別し、酢酸エチルで2回洗 浄 し、真空中で上記乾燥剤により乾燥させた。収量3.42g(66%)。融点1 94〜196℃。元素分析:C1728344Clにつき実測値(計算値):C ,53.77(54.61);H,7.46(7.55);N,11.07(1 1.24);Cl,9.63(9.48)。 実施例73 N−(2−Z−アミノエチル)−N−(2−Boc−アミノエチル)グリシンエ チルエステル 塩酸N−Boc−N′−(2−Z−アミノエチル)エチレンジアミン(2.0 g;0.0054mol)をDMF(40ml)とトリエチルアミン(1.85 ml;0.013mol)の混合物に溶解し、ブロモ酢酸エチル(0.72ml ;0.0064mol)を添加した。反応混合物を室温で一夜撹拌した。次いで 水(40ml)を添加し、この溶液を塩化メチレンで抽出した(50mlで2回 )。有機相を飽和塩化ナトリウム水溶液で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させ た。真空中で蒸発乾固すると黄色の油が得られ、これをシリカゲル上で塩化メチ レン中10%メタノールにより溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製 した。これにより表題化合物を油として得た。収量1.98g(87%)。元素 分析:C213336につき実測値(計算値):C,58.38(59.56) ;H,8.01(7.85);N,10.06(9.92)。 実施例74 N−(2−Z−アミノエチル)−N−(2−アミノエチル)グリシンエチルエス テル塩酸塩 N−(2−Z−アミノエチル)−N−(2−Boc−アミノエチル)グリシン エチルエスデル(3.2g;0.00756mol)を酢酸中の1M塩酸(32m l)に溶解し、室温で撹拌した。4時間後に溶液を真空中で蒸発乾固した。収量 2.33g(83%)。融点152℃(分解)。元素分析:C162734Cl2 ・2H2Oにつき実測値(計算値): 実施例75 N−(β−メトキシ−α−メチルアクリロイル)−N′−[N″−(2−Z−ア ミノエチル)−N″−(エトキシカルボニルメチル)−2−アミノエチル]尿素 β−メトキシ−α−メチルアクリロイルクロリド(0.729g;0.005 42mol)およびシアン酸銀(1.055g;0.00704mol)を乾燥 トルエン中で30分間還流した。次いでこの懸濁液を室温に冷却したのち、N− (2−Z−アミノエチル)−N−(2−アミノエチル)グリシンエチルエステル 塩酸塩(2.00g;0.00542mol)およびジイソプロピルエチルアミ ン(2.36ml;0.014mol)を添加した。この混合物を2時間撹拌し 、次いで濾過して塩類を分離し、これらの塩類を塩化メチレンで洗浄した(15 ml)。濾液を水(20mlで3回)および飽和塩化ナトリウム水溶液(20m l)で抽出し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、真空中で蒸発乾固した。 得られた固体をエーテルで十分に洗浄し、真空中で乾燥剤(sicapent)により乾 燥させた。収量1.16g(46%)。融点73〜76℃。元素分析:C2232 47につき実測値(計算値) 実施例76 N−(2−Boc−アミノエチル)−N−[2−(1−チミニル)エチル]グリ シンヒドロトリフルオロアセテート N−(β−メトキシ−α−メチルアクリロイル)−N′−[N″−(2−Z− アミノエチル)−N″−(エトキシカルボニルメチル)−2−アミノエチル]尿 素(1.146g;0.00247mol)を4M塩酸中で4時間煮沸した。次 いでこの溶液を真空中で蒸発乾固し、得られた固体をメタノール中10%トリエ チルアミン(25ml)に懸濁した。ジ−t−ブチルジカーボネート(1.24 g;0.0057mol)を添加し、溶液を室温で1時間撹拌したのち真空中で 蒸発乾固した。RP−8カラムを用い、0.1%トリフルオロ酢酸を含有する水 中の14.4%アセトニトリルで溶離するMPLCにより、残渣を精製した。収 量0.446g(37%)。融点79℃(分解)。元素分析:C1827483 につき実測値(計算値) 実施例77 ビスPNAの熱安定性 実施例58の表題aeg−PNA、ならびに実施例55、56および57の表 題aeg−PNAを、pH5、7および9でオリゴヌクレオチド標的と対比した (PNA)2/DNAトリプレックス形成の熱安定性を測定する実験に用いた。 標的として用いたデオキシオリゴヌクレオチトは、I−CGC−AGA−GA3 C−GC;およびII−CGC−A3GA−GAC−GCであった。これらの標 的分子はアンチパラレルである。 実験は100mM NaCl、10mM リン酸Na、0.1mM EDTA 中で行われた。加熱速度は5〜90℃で0.5℃/分であった。 PNAおよび各ビスPNAを独立して各標的に結合させ、各pH範囲でTmを 測定した。結果を次表に示す。 この実験の結果は、2個のPNAを互いに連結させることによってわずかでは あるが有意のTm上昇が得られることを明瞭に示す。これは化合物Aについて得 た結果を化合物Dについて得た結果と比較することにより示される。この実験は 、反対の極性をもつDNA標的を比較した場合に大差が見られないことも示す。 被験化合物のTmは、パラレルホーグスティーン鎖中にシュートイソシトシン を含まない化合物について、強いpH依存性を示す。このpH依存性は、ホーグ スティーン鎖中のシトシンのプロトン化が必要であることにより説明される。こ のプロトン化は、シュードイソシトシンについては結合が起こるのに必要ない。 形成されたトリプレックスの熱安定性にpHが与える影響を調べるために、化 合物Bにおいては化合物の一方の連結鎖中のシトシンをシュードイソシトシンで 置換し、化合物Cにおいては他方の結合鎖中のシトシンを同様に置換した。これ らのPNAは酸性pH(5)で、ビスPNA化合物Aのものに匹敵する熱安定性 を示した。しかしその化合物のシトシン含有部分がDNA標的に対してアンチパ ラレルである(したがってシュードイソシトシン鎖がパラレルである)複合体に おいては、TmのpH依存性はほとんど見られない。このことは、標的Iと化合 物B、および標的IIと化合物Cにおいて見られた。これらの結果は、この配向 が複合体形成を導くことを示す(アンチパラレル→ワトソン/クリック)。標的 IIと化合物B、および標的Iと化合物Cにおいて見られたpH依存性は、これ らの化合物のシトシン鎖がホーグスティーン水素結合に関与することを示す。化 合物A〜Cは冷却に際して極めて速やかな形成速度を示した。このように、DN Aへの2本の一本鎖PNA結合につき普通見られる溶融に際しての顕著なヒステ リシス挙動がないことは、本発明において共有結合している第2PNAの局所濃 度が高いことによる。 実施例78 塩基対ミスマッチがビス−PNA/DNA、aeg−PNA2/DNA熱安定性 (Tm)に与える影響 実施例61で調べた3種類のaeg−PNA、すなわち化合物CであるH-T CT-CTT-T-egl-egl−egl-TTT-JTJ-T-Lys-NH2(配列 番号:52)(PNA−C)、化合物DであるH-TCT-CTT-T-Lys-N H2(配列番号:53)(PNA−D)および化合物EであるH-T3JTJT-L ys-NH2(配列番号:51)(PNA−E)を調べて、結合がミスマッチを含 むオリゴヌクレオチト標的に与える影響を判定した。 熱安定性測定から判定されたビスPNA(PNA−C)の配列識別性は、著し い安定性損失を生じる(1つの塩基ミスマッチにつき30℃)。これは両PNA 鎖を伴う認識プロセスが2倍であることを反映する。 実施例79 ビスaeg−PNAの鎖置換結合 プラスミドpTHa1232P−末端標識EcoR1−PvuIIフラグメント を、100μlの10mMリン酸Na、1mM EDTA(pH7)中における aeg−PNAと共に20℃で60分間インキュベートし、次いでKMnO4( 20mM,15秒)で処理した。沈殿およびピペリジン処理ののち、試料を配列 決定用ポリアクリルアミドゲル中の電気泳動により分析し、放射性DNAバント をオートラジオグラフィーにより視覚化した。下記濃度のPNAを用いた:1μ M、3μM、10μMおよび30μM。PNAは実施例77の化合物A、B、C およびDであった。PNAを含有しない対照も試験した。 結果は、これらのフラグメントが鎖置換用として期待されることを示す。 実施例80 ビスaeg−PNAの結合親和性 連結していないaeg−PNAのものと比較したビスaeg−PNAの結合特 性を調べるために、下記のaeg−PNAおよびビスaeg−PNAを合成した : 2つの標準10mer aeg−PNA(化合物AおよびB)は実施例45の 方法に従って反対の配向で、すなわちアンチパラレルに合成され、2つのビスa eg−PNAは2つの10mer配列が連結部分を介して互いに連結した状態で 合成された。一方のビスaeg−PNA(化合物C)は、先に実施例47に記載 したAhaおよびlys基を用いて連結された。他方のビスaeg−PNA(化 合物D)は、実施例55に記載したポリエチレングリコール連結部分を用いて連 結された。これらのaeg−PNAは連結部分以外は同じである。 二本鎖DNA侵入の解離定数(Kds)を、各ビスaeg−PNA、各単一a eg−PNA、および単一aeg−PNAの等モル混合物につき測定した。ハイ ブリダイゼーションを100mM Na+(1×TMTB)中で37℃において 4日間行った。DNA標的は、反対配向の相補鎖を含む65merデュープレッ クスであった。 Aha連結ビスaeg−PNA(化合物C)は、最良の単一aeg−PNA( 化合物B)より約500倍良好にデュープレックスDNAを結合した。PEG連 結ビスaeg−PNAは、最良の単一aeg−PNA(化合物B)と同程度に良 好に結合した。ビス結合の配向が見られたのはトリプレックスの5′末端を架橋 するAhaリンカーについてであった。一本鎖のRNAおよびDNA標的へのビ ス体の結合を同様に評価し、個々のaeg−PNAと比較した。Aha連結ビス aeg−PNAは、aeg−PNAより100倍以上良好に一本鎖DNAを結 合した。好ましい配向は標的鎖の5′末端を架橋するリンカーを含む。個々のa eg−PNAは、一本鎖DNAより一本鎖RNAを500倍以上良好に結合した 。ビスaeg−PNAは、最も良好に結合する単一aeg−PNAより3倍良好 に一本鎖RNAを結合した。 ビスaeg−PNA鎖の侵入をMg++およびスペルミンの存在下で評価した。 Mg++はPNA鎖の侵入を弱め、一方スペルミンは結合を完全に阻害することが 種々の実験で示された。Mg++およびスペルミンは化合物Cの結合を弱めたが、 スペルミンの存在下では検出可能な侵入が見られた。 デュープレックスDNAの化合物Cについてのハイブリダイゼーション速度を 2種類の濃度で測定し、幾つかの単一PNAについての侵入速度と比較した。化 合物Cは単一PNAより9倍以上速やかに結合した。ビスPNAによって向上し た鎖侵入には、速度の増大も伴った。これは第2のトリプレックス形成aeg− PNAが近接しており、デュープレックス中の鎖侵入aeg−PNAを安定化す ることによると思われる。第2のaeg−PNAは侵入aeg−PNAがデュー プレックスから排除されるのを阻止すると思われる。 ビスaeg−PNA(化合物C)によって向上したこの結合がAhaリンカー の非特異的結合によるものでないことを確認するために、化合物Cを最高1μM の非相補デュープレックス標的とハイブリダイズさせた。結合は見られなかった 。 実施例81 ビスaeg−PNA:DNAのES/MS ビスaeg−PNAと一本鎖DNAの結合の化学量論的量を、広域質量範囲の ヒューレット−パッカード59987Aエレクトロスプレーユニット、5989 A四重極質量分析計、およびLCパッキング1/100スプリッターによりエレ クトロスプレーニードルに接続したヒューレット−パッカード1090HPLC を用いて測定した。化合物A、質量4991AMUのDNA一本鎖16mer( 50mM NH4OAc溶液中、8μM)、および実施例80の化合物C、質量 6012のビスaeg−PNA(50mM NH4OAc溶液中、10μM) を、別個に、および混合物として分析した。混合物として試験する試料は、37 ℃で72時間インキュベートし、2℃に48時間冷却した、NH4OAc溶液中 の50mM原液から採取した。試験前に試料を室温に昇温させた。各試料原液5 0μlを用い、混合物を75μlのイソブロパノールと混合し、質量分析計に連 続供給する50μlのループに注入した。試料はすべて陰イオンモードで分析さ れ、最小16の走査を平均して質量を決定した。データのデコンボルーション( deconvolution)をヒューレット−パッカードのエレクトロスプレ ーデコンボルーションプログラムにより行った。一本鎖DNAの測定質量は49 90AMUであり、ビスaeg−PNAの測定質量は6012AMUであった。 混合物の測定質量は11005AMUであり、1つのDNA鎖と1つのビスae g−PNA鎖、すなわち1:1の比率に相当する。トリプレックスについての計 算質量は11002AMUであり、11005AMUは計算質量の0.03%以 内である。 実施例82 aeg−PNA:DNAのES/MS 2つの単一aeg−PNAと相補配列を含む一本鎖DNAとの結合の化学量論 的量を、実施例81の装置を用いる質量分析により測定した。 8μMの一本鎖DNA(化合物A)を50mM NH4OAc原液から採取し 、同様に50mM NH4OAc原液から採取した20μMの単一aeg−PN A(化合物C、実施例80)と混合した。2試料を混和し、37℃で72時間イ ンキュベートし、2℃に48時間冷却した。試験前に試料を室温に昇温させた。 こうして混合物中に形成された化合物の測定質量は10597Daであった。単 一aeg−PNAの質量は2802であり、一本鎖DNA標的(化合物A)の質 量は4900Daである。1つの一本鎖DNAと2つのaeg−PNAの合計は 10594Daである。この質量は2:1の化学量論的量、すなわち2つのae g−PNAと1つのDNAの結果である。 実施例83 単一PNA、トランスPNAおよびシスPNAを用いた転写開始 3種類のプラスミドpT9C、pT9CT9C(それぞれ配列T9CおよびT 9CT9Cを含むpUC19誘導体)、およびpT9CA9GKS(配列T9C A9Gを含む9bluescript KS+誘導体)の制限フラグメントをP vuII消化により単離し、ポリアクリルアミドゲルで精製し、338塩基対( pT9C)、354塩基対(pT9CT9C)および477塩基対(pT9CA 9GKS)のフラグメントを得た。PNAとDNAフラグメントを総容量15μ Lの10mM トリス−HCl(pH8.0)および0.1mM EDTA中に おいて37℃で1時間インキュベートすることにより、PNA−DNA複合体を 形成した。下記最終濃度を含有するように反応混合物を調整した:40mM ト リス−HCl(pH7.9)、120mM KCl、5mM MgCl2、01 1mM DTT、ならびに1mM ATP、CTPおよびGTPならびに0.1 mM UTP、ならびに5μCi 32P UTP。用いたPNAはそれぞれの場 合T9C−lysNH2であった。 用いた3種類のプラスミドは、それぞれPNAに対して1つの結合部位(モノ) 、同−DNA鎖上に1対の結合部位(シス)、反対側のDNA鎖上に1対の結合 部位(トランス)を備えている。PNA濃度0M、3nM、10nM、3μMお よび10μMで、PNAと3種類のプラスミドの間に複合体を形成させた。 100nMの大腸菌(E.coli)RNAポリメラーゼホロ酵素(ベーリン ガー)の添加により、転写を開始した。混合物(総容量30μl)を37℃で2 0分間インキュベートし、転写により生成したRNAを次いでエタノール沈殿法 により回収した。RNA転写体を8%変性ポリアクリルアミドゲル上で分析し、 オートラジオグラフィーにより視覚化した。 対応するゲル上に見られるように、モノについてはRNA濃度10μMにおい て、PNA結合部位で転写が起こった場合に予想される大きさの単一RNA生成 物が生成する。 対応するゲル上に見られるように、シスについてはRNA濃度10μMにおい て、PNA結合部位で転写が起こった場合に予想される大きさの一本鎖RNA転 写体が生成するが、シスに配置された結合部位に2つのオリゴPNAが存在する ことによって転写がより効果的に促進されることが示される。 対応するゲル上に見られるように、トランスについてはRNA濃度10nM、 3μMおよび10μMにおいて、2本のDNA鎖それぞれから転写が開始し、か つそれぞれの結合部位からDNAフラグメントの末端へ進行した場合に予想され る大きさの2つのRNA転写体が生成する。 転写RNAが見られたゲルにおいては、1個のDNA鋳型分子につき1〜5個 のRNA分子が生成すると推定される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07K 1/13 C12Q 1/68 A // C12N 15/09 A61K 37/02 ADY C12Q 1/68 C12N 15/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TT,UA, UG,US,UZ,VN (71)出願人 ブシャート,ドルテ デンマーク王国デーコー−3500 ベルラー ゼ,サナーゴールスヴェイ 73 (71)出願人 エグホルム,ミカエル アメリカ合衆国マサチューセッツ州02173, レキシントン,レキシントン,リッジ・ド ライブ 1231 (71)出願人 ニールセン,ペーター デンマーク王国デーコー−2980 コーデダ ル,イェルテヴァンゲット 509 (72)発明者 エグホルム,ミカエル アメリカ合衆国マサチューセッツ州02173, レキシントン,レキシントン・リッジ・ド ライブ 1231 (72)発明者 ニールセン,ペーター デンマーク王国デーコー−2980 コーデダ ル,イェルテヴァンゲット 509 (72)発明者 ブシャート,オレ デンマーク王国デーコー−3500 ベルラー ゼ,サナーゴールスヴェイ 73 (72)発明者 ドゥーホルム,キム・エル デンマーク王国デーコー−2980 コーデダ ル,エネーヴァルハーヴェン 505 (72)発明者 クリステンセン,レイフ デンマーク王国デーコー−2500 ヴァルヴ ィー,サシリアヴェイ 11,3テーヴェー (72)発明者 コウル,ジェームズ・エム アメリカ合衆国マサチューセッツ州01886, ウエストフォード,バンバリー・ドライブ 7 (72)発明者 キーリー,ジョン アメリカ合衆国カリフォルニア州92130, サン・ディエゴ,コルテ・ファシル 4230 (72)発明者 グリフィス,マイケル アメリカ合衆国カリフォルニア州92130, サン・ディエゴ,カーメル・ランディング 3686

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ペプチド核酸鎖を含む化合物であって、前記ペプチド核酸鎖はピリミジン 複素環塩基を有する少なくとも1つのペプチド核酸ユニットを含み;かつ、 前記ピリミジン複素環塩基はC−ピリミジン複素環塩基またはイソピリミジン複 素環塩基を含むことを特徴とする化合物。 2.前記ピリミジン塩基がC−ピリミジン複素環塩基である、請求項1記載の化 合物。 3.前記C−ピリミジン複素環塩基がシュードイソシトシンである、請求項2記 載の化合物。 4.前記C−ピリミジン複素環塩基がシュードウラシルである、請求項2記載の 化合物。 5.前記イソピリミジン複素環塩基が5−ブロモウラシルである、請求項2記載 の化合物。 6.前記ピリミジン塩基がイソピリミジン複素環塩基である、請求項1記載の化 合物。 7.前記イソピリミジン複素環塩基がイソシトシンである、請求項6記載の化合 物。 8.前記ペプチド核酸鎖が次式: [式中: nは少なくとも2であり、 L1−Lnのそれぞれは、独立して、水素、ヒドロキシ、(C1−C4)アルカノイ ル、天然に生ずる核塩基、天然に生じない核塩基、芳香族性部分、DNAインタ ーカレーター、核塩基結合基、複素環部分およびレポーターリガンドからなる群 より選択され; C1−Cnのそれぞれは(CR67yであり、ここでR6は水素であり、R7は天 然に生ずるアルファアミノ酸の側鎖からなる群より選択され、またはR6および R7は、独立して、水素、(C2−C6)アルキル、アリール、アラルキル、ヘテ ロアリール、ヒドロキシ、(C1−C6)アルコキシ、(C1−C6)アルキルチオ 、NR34およびSR5からなる群より選択され、ここでR3およびR4は、それ ぞれ独立して、水素、(C1−C4)アルキル、ヒドロキシ−もしくはアルコキシ −もしくはアルキルチオ−置換(C1−C4)アルキル、ヒドロキシ、アルコキシ 、アルキルチオおよびアミノからなる群より選択され、R5は、水素、(C1−C6 )アルキル、ヒドロキシ−、アルコキシ−、もしくはアルキルチオ−置換(C1 −C6)アルキルであり、またはR6およびR7は一緒になって脂環または複素環 系を形成し; D1−Dnのそれぞれは(CR67zであり、ここでR6およびR7は上で定義し たとおりであり; yおよびzのそれぞれは0または1から10の整数であり、y+zの合計は1よ り大きいが10より小さく; G1−Gn-1のそれぞれは、いずれの向きでもよい−NR3CO−、−NR3CS− 、−NR3SO−または−NR3SO2−であり、ここでR3は上で定義したとおり であり; A1−AnおよびB1−Bnのそれぞれは、 (a)Aは式(IIa)、(IIb)、(IIc)または(IId)の基であり 、BはNまたはR3+であり;または (b)Aは式(IId)の基であり、BはCHであるように選択され; [式中、 XはO、S、Se、NR3、CH2またはC(CH32であり; Yは単結合、O、SまたはNR4であり; pおよびqのそれぞれは0または1から5の整数であり、p+qの合計は10以 下であり; rおよびsのそれぞれは0または1から5の整数であり、r+sの合計は10以 下であり; R1およびR2のそれぞれは、独立して、水素、ヒドロキシ−もしくはアルコキシ −もしくはアルキルチオ−置換されていてもよい(C1−C4)アルキル、ヒドロ キシ、アルコキシ、アルキルチオ、アミノおよびハロゲンからなる群より選択さ れ;そして R3およびR4のそれぞれは上で定義したとおりである] Qは−CO2H、−CONR'R''、−SO3Hもしくは−SO2NR'R''または −CO2Hもしくは−SO3Hの活性化誘導体であり;そして Iは−NHR'''R''''または−NR'''C(O)R''''であり、ここでR'、R' '、R'''およびR''''は、独立して、水素、アルキル、アミノ保護基、レボータ ーリガンド、インターカレーター、キレーター、ペプチド、蛋白質、炭水化物、 脂質、ステロイド、ヌクレオシド、ヌクレオチド、ヌクレオチドジホスフェート 、ヌクレオチドトリホスフェート、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシドお よび可溶性および不溶性ポリマーからなる群より選択される] の化合物を含む、請求項1記載の化合物。 9.前記ペプチド核酸鎖が式III、IVまたはV: [式中: それぞれのLは、独立して、水素、フェニル、複素環部分、天然に生ずる核塩基 および天然に生じない核塩基からなる群より選択され; それぞれのR7'は、独立して、水素および天然に生ずるアルファアミノ酸の側鎖 からなる群より選択され; nは1より大きい整数であり; k、lおよびmのそれぞれは、独立して、0または1から5の整数であり; それぞれのpは0または1であり; Rhは、OH、NH2または−NHLysNH2であり;そして RiはHまたはCOCH3である] の化合物を含む、請求項1記載の化合物。 10.第1のペプチド核酸セグメントおよび第2のペプチド核酸セグメントを含 む化合物であって、 前記セグメントは少なくとも1つの連結セグメントを介して連結しており;そし て 前記連結セグメントはペプチド核酸またはオリゴヌクレオチドではない化合物。 11.前記連結セグメントが式: −[HN−Z−C(=O)]n− [式中: nは1から3であり;そして Zは、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、C2−C20アルキニル、少な くとも1つのOまたはS原子を有するC1−C20アルカノイル、C7−C34アラル キル、C6−C14、アリールまたはアミノ酸である] のものである、請求項10記載の化合物。 12.前記連結セグメントが次式: −NH−(CH2e−C(=O)− [式中、eは1から15である] のアミノアルキルカルボン酸の少なくとも1つのユニットを含む、請求項10記 載の化合物。 13.eが4から8である、請求項12記載の化合物。 14.eが5または6である、請求項13記載の化合物。 15.前記連結セグメントがさらに少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項1 2記載の化合物。 16.前記連結セグメントが次式: −(AA)h−[NH−(CH2e−C(=O)−(AA)fg− [式中、 AAはα−アミノ酸であり; eは4から8であり; fおよびhは0または1であり;そして gは1から4である] の化合物を含む、請求項10記載の化合物。 17.前記連結セグメントがグリコールアミノ酸の少なくとも1つのユニットを 含む、請求項10記載の化合物。 18.前記グリコールアミノ酸が、線状の配列で一緒に連結し一方の末端にアミ ノ基を他方の末端にカルボキシル基を有するグリコールサブユニットを含む、請 求項17記載の化合物。 19.前記連結セグメントが次式: −[NH−(CH2−CH2−O−)j−CH2−C(=O)−]i [式中、 jは1から6であり;そして iは1から6である] の化合物を含む、請求項10記載の化合物。 20.jが2であり、iが3である請求項19記載の化合物。 21.前記ペプチド核酸セグメントが前記連結セグメントの2つを介して一緒に 連結して環状構造を形成している、請求項10記載の化合物。 22.前記連結セグメントが前記第1および第2のペプチド核酸セグメントの一 方の上の末端アミン官能基を前記第1および第2のペプチド核酸セグメントの他 方の上のカルボキシル官能基に連結している、請求項10記載の化合物。 23.前記第1のペプチド核酸セグメントがそのアミン末端からそのカルボキシ ル末端方向で決定される核塩基配列を有し、前記第2のペプチド核酸セグメント がそのカルボキシル末端からそのアミン末端方向で決定される核塩基配列を有し 、 かつ前記配列が同一である、請求項22記載の化合物。 24.前記第1および第2のペプチド核酸セグメントの核塩基の少なくとも一部 がピリミジン核塩基である、請求項10記載の化合物。 25.前記第1または前記第2のペプチド核酸セグメントの一方の前記ピリミジ ン核塩基の少なくとも1つがC−ピリミジン複素環塩基またはイソピリミジン複 素環塩基を含む、請求項24記載の化合物。 26.ピリミジン核塩基である前記核塩基の前記一部が連続するホモピリミジン 配列中に位置する、請求項24記載の化合物。 27.前記連結セグメントがカルボン酸官能基および第1アミノ官能基を含む請 求項10記載の化合物。 28.その少なくとも一部が標的ヌクレオチド配列を形成する核酸鎖;およびリ ンカーを介して一緒に連結した第1および第2のペプチド核酸セグメントを含む 別の鎖 を含む多鎖構造であって; 前記第1のペプチド核酸セグメントは、前記標的ヌクレオチド配列の5’から3 ’方向で前記標的ヌクレオチド配列に相補的な核塩基配列を有し;かつ 前記第2のペプチド核酸セグメントは、前記標的ヌクレオチド配列の3’から5 ’方向で前記標的ヌクレオチド配列に相補的な核塩基配列を有する ことを特徴とする多鎖構造。 29.前記核酸鎖が一本鎖DNAまたはRNAである、請求項28記載の構造。 30.前記核酸鎖が二本鎖DNAである、請求項28記載の構造。 31.前記第1または第2のペプチド核酸セグメントの一方が前記標的ヌクレオ チド配列に対してワトソン/クリック結合を示し、前記第1および第2のペプチ ド核酸セグメントの他方が前記標的ヌクレオチド配列に対してホーグスティーン 結合を示す、請求項28記載の構造。 32.前記標的ヌクレオチド配列に対してホーグスティーン結合を示す前記第1 または第2のペプチド核酸セグメントの前記一方が、前記標的ヌクレオチド配列 中の核塩基に相補的な位置の少なくとも1つにおいて、C−ピリミジン複素環核 塩基またはイソピリミジン複素環核塩基を含む、請求項31記載の構造。 33.前記C−ピリミジン複素環核塩基またはイソピリミジン複素環核塩基が、 シュードイソシトシン、イソシトシン、シュードウラシルまたは5−ブロモウラ シルである、請求項32記載の構造。 34.第1の核塩基配列を有する連結したペプチド核酸ユニットの第1のセグメ ント; そのカルボキシル末端からそのアミン末端への方向で決定される第2の核塩基配 列を有する連結したペプチド核酸ユニットの第2のセグメント;および 前記第1および前記第2のペプチド核酸ユニットのセグメントを連結するリンカ ー基; を含む化合物。 35.ペプチド核酸ユニットの前記第1のセグメントがアミノ末端からカルボキ シル末端に伸び、; ペプチド核酸ユニットの前記第2のセグメントがアミノ末端からカルボキシル末 端に伸び;かつ 前記リンカー基が、ペプチド核酸ユニットの前記第1のセグメントの前記カルボ キシル末端を、ペプチド核酸ユニットの前記第2のセグメントの前記アミノ末端 に連結している、請求項34記載の化合物。 36.ペプチド核酸ユニットの前記第1のセグメントがアミノ末端からカルボキ シル末端に伸び、; ペプチド核酸ユニットの前記第2のセグメントがアミノ末端からカルボキシル末 端に伸び;かつ ペプチド核酸ユニットの前記第2のセグメントのカルボキシル末端からアミノ末 端への方向で決定される前記第2の核塩基配列と、ペプチド核酸ユニットの前記 第1のセグメントのアミノ末端からカルボキシル末端への方向で決定される前記 第1の核塩基配列とが同一である、請求項34記載の化合物。 37.前記リンカー基が、ペプチド核酸ユニットの前記第1のセグメントの前記 カルボキシル末端をペプチド核酸ユニットの前記第2のセグメントの前記アミノ 末端に連結する、請求項36記載の化合物。
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