JPH1149797A - 二次元または三次元幾何学構造体 - Google Patents
二次元または三次元幾何学構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】より確実な又は予言できる方法で、より安定な
高分子量の超分子構造体を提供すること並びに伝導度及
び／又は絶縁体性質を有する新規な材料／ポリマーにお
いて使用可能な超分子構造体に基づく新規な材料を提供
すること。 【解決手段】認識要素を結合した第１オリゴマー要素
と、該第１オリゴマー要素の認識要素を認識可能な認識
要素を結合した第２オリゴマー要素とを結合条件下で結
合する工程を含み、該認識要素は、水素結合、ファン・
デル・ワールス相互作用、π−スタッキング又は水排除
を介して他の認識要素を認識する複素環部分であり、該
第１及び第２オリゴマー要素の少なくとも１つの認識要
素が核酸類似体の空間の一定の位置に結合していること
を特徴とする一定のオリゴマー又はポリマーの幾何学構
造体の構築方法並びに該構築方法により調製される幾何
学構造体。
高分子量の超分子構造体を提供すること並びに伝導度及
び／又は絶縁体性質を有する新規な材料／ポリマーにお
いて使用可能な超分子構造体に基づく新規な材料を提供
すること。 【解決手段】認識要素を結合した第１オリゴマー要素
と、該第１オリゴマー要素の認識要素を認識可能な認識
要素を結合した第２オリゴマー要素とを結合条件下で結
合する工程を含み、該認識要素は、水素結合、ファン・
デル・ワールス相互作用、π−スタッキング又は水排除
を介して他の認識要素を認識する複素環部分であり、該
第１及び第２オリゴマー要素の少なくとも１つの認識要
素が核酸類似体の空間の一定の位置に結合していること
を特徴とする一定のオリゴマー又はポリマーの幾何学構
造体の構築方法並びに該構築方法により調製される幾何
学構造体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オリゴマー要素か
ら二次元または三次元の一定のポリマー幾何学構造体の
構築方法、かかる幾何学構造体ならびに一定の型の超分
子構造体の集合における核酸類似体の使用方法に関す
る。
ら二次元または三次元の一定のポリマー幾何学構造体の
構築方法、かかる幾何学構造体ならびに一定の型の超分
子構造体の集合における核酸類似体の使用方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】生きた生物体は、特に、生物分子（脂
質、蛋白質複合体およびＤＮＡ二重らせん）の一定の自
己会合によりかかる生物分子から構築される。生物分子
は、限られた親和性のみを有し、生物学的に分解されや
すいので、生きた生物体に存在するかかる超分子構造体
は、これらの生物体外では比較的不安定である。
質、蛋白質複合体およびＤＮＡ二重らせん）の一定の自
己会合によりかかる生物分子から構築される。生物分子
は、限られた親和性のみを有し、生物学的に分解されや
すいので、生きた生物体に存在するかかる超分子構造体
は、これらの生物体外では比較的不安定である。
【０００３】レーン(Lehn)(Science 260, 1762-1763, 1
993)は、低分子量の有機分子と金属イオンから人工的に
自己集合した錯体の使用を記載している。
993)は、低分子量の有機分子と金属イオンから人工的に
自己集合した錯体の使用を記載している。
【０００４】さらに、孔がクラスター形成中にラングミ
ュア−ブロジェット層で生成可能であることは、知られ
ている。かかる人工系は、違いがないかまたはいくらか
の違いを有する単一の分子の会合に基づく。
ュア−ブロジェット層で生成可能であることは、知られ
ている。かかる人工系は、違いがないかまたはいくらか
の違いを有する単一の分子の会合に基づく。
【０００５】天然では、複雑な構造体は、アミノ酸およ
びヌクレオチドのような単一の基本構造に基づき、異な
る三次元構造の巨大分子から作製される。相補的な配列
の核酸は、イン・ビボの特殊構造およびネットワークを
後に形成可能ならせん鎖を形成する。
びヌクレオチドのような単一の基本構造に基づき、異な
る三次元構造の巨大分子から作製される。相補的な配列
の核酸は、イン・ビボの特殊構造およびネットワークを
後に形成可能ならせん鎖を形成する。
【０００６】Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36,
7, 735-739において、巨大環に基づく超分子構造体が開
示されている。J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 852-853
において、超分子構造体における立体化学の制御が記載
されている。
7, 735-739において、巨大環に基づく超分子構造体が開
示されている。J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 852-853
において、超分子構造体における立体化学の制御が記載
されている。
【０００７】J. Vac. Sci. Technol. A 12(4), 1895-19
03において、二次元の格子を形成するためにＤＮＡ分子
の自己会合が記載されている。かかる格子は、そのヌク
レオチド配列がかかるＤＮＡ分子の４以上が接合点を形
成するための好ましい集合を有するように選ばれるＤＮ
Ａ分子を用いて形成される。本明細書において、関わる
ＤＮＡ分子の配列をいかに選択しなければならないかを
明白に説明する。さらに、立方体のような三次元の物体
がいかに６つの環状ＤＮＡ分子から創出できるかを少な
くとも理論的に開示する。また、ＤＮＡ分子の配列は、
立方体の辺に沿って二本鎖のＤＮＡを生成させることに
より構造が安定化され、定められるように選択される。
03において、二次元の格子を形成するためにＤＮＡ分子
の自己会合が記載されている。かかる格子は、そのヌク
レオチド配列がかかるＤＮＡ分子の４以上が接合点を形
成するための好ましい集合を有するように選ばれるＤＮ
Ａ分子を用いて形成される。本明細書において、関わる
ＤＮＡ分子の配列をいかに選択しなければならないかを
明白に説明する。さらに、立方体のような三次元の物体
がいかに６つの環状ＤＮＡ分子から創出できるかを少な
くとも理論的に開示する。また、ＤＮＡ分子の配列は、
立方体の辺に沿って二本鎖のＤＮＡを生成させることに
より構造が安定化され、定められるように選択される。
【０００８】独国特許−Ａ−３９２４４５４号明細書お
よび米国特許第５，５６１，０７１号明細書において、
電子チップに用いられる要素等の伝導性要素を生成する
ための自己会合二本鎖ＤＮＡの使用が記載されている。
この参考文献の開示は、参照により本明細書に合体され
る。
よび米国特許第５，５６１，０７１号明細書において、
電子チップに用いられる要素等の伝導性要素を生成する
ための自己会合二本鎖ＤＮＡの使用が記載されている。
この参考文献の開示は、参照により本明細書に合体され
る。
【０００９】現在、ＤＮＡの自己会合により調製される
超分子構造体は、イン・ビトロの条件下で不安定なの
で、それらにより調製された電子チップ等は信頼性のな
いことがわかっている。
超分子構造体は、イン・ビトロの条件下で不安定なの
で、それらにより調製された電子チップ等は信頼性のな
いことがわかっている。
【００１０】国際公開第９２／２０７０２号パンフレッ
トにおいて、非常に高い親和性で相補的な核酸に結合可
能な純粋に合成されたオリゴマー分子が開示されてい
る。これは、ヒトの体内での治療法またはイン・ビボも
しくはイン・ビトロの核酸の診断においてのいずれかで
使用することができる。この参考文献に記載されたペプ
チド核酸（ＰＮＡ）は、一定の位置でヌクレオ塩基を付
着した、これらのヌクレオ塩基がＤＮＡ鎖上の相補的な
塩基に水素結合可能となるように、よって二本鎖または
三本鎖複合体を形成できるような非天然のバックボーン
を有することを特徴とする。
トにおいて、非常に高い親和性で相補的な核酸に結合可
能な純粋に合成されたオリゴマー分子が開示されてい
る。これは、ヒトの体内での治療法またはイン・ビボも
しくはイン・ビトロの核酸の診断においてのいずれかで
使用することができる。この参考文献に記載されたペプ
チド核酸（ＰＮＡ）は、一定の位置でヌクレオ塩基を付
着した、これらのヌクレオ塩基がＤＮＡ鎖上の相補的な
塩基に水素結合可能となるように、よって二本鎖または
三本鎖複合体を形成できるような非天然のバックボーン
を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、本発明
の目的は、より確実な方法で高分子量の超分子構造体を
提供することにある。また、本発明の別のまたは追加の
目的は、予言できる方法でより安定な高分子量の超分子
構造体を提供することにある。本発明のさらなる目的
は、目的の方法で、コンピューターチップにおいて、ナ
ノメータースケールでロボットのアーム等のロボットに
おいて、伝導度および／または絶縁体性質を有する新規
な材料／ポリマーにおいて使用可能な超分子構造体に基
づく新規な材料を提供することにある。
は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、本発明
の目的は、より確実な方法で高分子量の超分子構造体を
提供することにある。また、本発明の別のまたは追加の
目的は、予言できる方法でより安定な高分子量の超分子
構造体を提供することにある。本発明のさらなる目的
は、目的の方法で、コンピューターチップにおいて、ナ
ノメータースケールでロボットのアーム等のロボットに
おいて、伝導度および／または絶縁体性質を有する新規
な材料／ポリマーにおいて使用可能な超分子構造体に基
づく新規な材料を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、（１） 下記工程： − 認識要素の結合した第１のオリゴマー要素と、前記
第１のオリゴマー要素の認識要素を認識することが可能
な認識要素の結合した第２のオリゴマー要素とを結合条
件下で結合する工程、を含み、前記認識要素は、水素結
合、ファン・デル・ワールス相互作用、π−スタッキン
グまたは水排除を介して他の認識要素を認識する複素環
部分であり、前記第１および第２のオリゴマー要素の少
なくとも１つの認識要素が核酸類似体の空間の一定の位
置に結合していることを特徴とする、一定のオリゴマー
またはポリマーの幾何学構造体の構築方法、（２） 該
核酸類似体がペプチド結合を含むバックボーンを有する
ことを特徴とする、前記（１）記載の構築方法、（３）
該構造体が二次元または三次元構造体であることを特
徴とする、前記（１）または（２）記載の構築方法、
（４） 該構造体が枝分かれしていることを特徴とす
る、前記（１）〜（３）いずれか記載の構築方法、
（５） 該構造体がネットワークである、前記（１）〜
（４）いずれか記載の構築方法、（６） 該第１および
第２のオリゴマー要素が核酸類似体を含む、前記（１）
〜（５）いずれか記載の構築方法、（７） 異なる配列
の認識要素を有する２以上のオリゴマー要素を含有して
なり、第１のオリゴマー要素の認識要素は、水素結合を
介して第２のオリゴマー要素上の認識要素に結合してな
る構造体であって、前記第１および第２のオリゴマー要
素が核酸類似体であることを特徴とする、オリゴマーま
たはポリマーの一定の幾何学構造体、（８） 該幾何学
構造体が５以上のオリゴマー要素を含有してなることを
特徴とする、前記（７）記載の構造体、（９） 一般
式：
は、（１） 下記工程： − 認識要素の結合した第１のオリゴマー要素と、前記
第１のオリゴマー要素の認識要素を認識することが可能
な認識要素の結合した第２のオリゴマー要素とを結合条
件下で結合する工程、を含み、前記認識要素は、水素結
合、ファン・デル・ワールス相互作用、π−スタッキン
グまたは水排除を介して他の認識要素を認識する複素環
部分であり、前記第１および第２のオリゴマー要素の少
なくとも１つの認識要素が核酸類似体の空間の一定の位
置に結合していることを特徴とする、一定のオリゴマー
またはポリマーの幾何学構造体の構築方法、（２） 該
核酸類似体がペプチド結合を含むバックボーンを有する
ことを特徴とする、前記（１）記載の構築方法、（３）
該構造体が二次元または三次元構造体であることを特
徴とする、前記（１）または（２）記載の構築方法、
（４） 該構造体が枝分かれしていることを特徴とす
る、前記（１）〜（３）いずれか記載の構築方法、
（５） 該構造体がネットワークである、前記（１）〜
（４）いずれか記載の構築方法、（６） 該第１および
第２のオリゴマー要素が核酸類似体を含む、前記（１）
〜（５）いずれか記載の構築方法、（７） 異なる配列
の認識要素を有する２以上のオリゴマー要素を含有して
なり、第１のオリゴマー要素の認識要素は、水素結合を
介して第２のオリゴマー要素上の認識要素に結合してな
る構造体であって、前記第１および第２のオリゴマー要
素が核酸類似体であることを特徴とする、オリゴマーま
たはポリマーの一定の幾何学構造体、（８） 該幾何学
構造体が５以上のオリゴマー要素を含有してなることを
特徴とする、前記（７）記載の構造体、（９） 一般
式：
【００１３】
【化２】
【００１４】（式中、Ｘはアミノ保護基であり、Ｙはカ
ルボキシ保護基であり、Ｒ7 は、正もしくは負の電荷を
有する官能基を含む部分、または金属イオンを錯化もし
くはキレート化可能な部分、または共有結合による架橋
を誘導するための反応基であり、Ｌは、複素環部分およ
び反応性芳香族部分から選択される親和性部分である）
で表されるモノマーサブユニットを含有してなる化合物
を用いる、塩基配列の特異性に基づく一定の型の超分子
構造体の調製方法、（１０） 正もしくは負の電荷を有
する該官能基がカルボキシル基、リン酸基もしくはアン
モニウム基であり、共有結合による架橋を誘導するため
の該反応基がメルカプト、マレインイミド、キノン、ナ
イトレンもしくはカルベンであり、該親和性部分が芳香
族アジドもしくはキノンである、前記（９）記載の調製
方法、（１１） 前記（１）により調製可能な幾何学構
造体を用いる、コンピューターチップの伝導体ネットワ
ークの調製方法、に関する。
ルボキシ保護基であり、Ｒ7 は、正もしくは負の電荷を
有する官能基を含む部分、または金属イオンを錯化もし
くはキレート化可能な部分、または共有結合による架橋
を誘導するための反応基であり、Ｌは、複素環部分およ
び反応性芳香族部分から選択される親和性部分である）
で表されるモノマーサブユニットを含有してなる化合物
を用いる、塩基配列の特異性に基づく一定の型の超分子
構造体の調製方法、（１０） 正もしくは負の電荷を有
する該官能基がカルボキシル基、リン酸基もしくはアン
モニウム基であり、共有結合による架橋を誘導するため
の該反応基がメルカプト、マレインイミド、キノン、ナ
イトレンもしくはカルベンであり、該親和性部分が芳香
族アジドもしくはキノンである、前記（９）記載の調製
方法、（１１） 前記（１）により調製可能な幾何学構
造体を用いる、コンピューターチップの伝導体ネットワ
ークの調製方法、に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の主題は、認識要素の結合
した第１のオリゴマー要素と、前記第１のオリゴマー要
素の認識要素を認識することが可能な認識要素の結合し
た第２のオリゴマー要素とを結合条件下で結合する工程
を含み、前記認識要素が水素結合を介して他の認識要素
を認識する複素環部分であり、前記第１および第２のオ
リゴマー要素の前記認識要素がペプチド結合を含むバッ
クボーンの空間の一定の位置に結合している、二次元ま
たは三次元のポリマーの一定の幾何学構造体の構築方法
である。さらに、本発明の主題は、かかるポリマー幾何
学構造体である。
した第１のオリゴマー要素と、前記第１のオリゴマー要
素の認識要素を認識することが可能な認識要素の結合し
た第２のオリゴマー要素とを結合条件下で結合する工程
を含み、前記認識要素が水素結合を介して他の認識要素
を認識する複素環部分であり、前記第１および第２のオ
リゴマー要素の前記認識要素がペプチド結合を含むバッ
クボーンの空間の一定の位置に結合している、二次元ま
たは三次元のポリマーの一定の幾何学構造体の構築方法
である。さらに、本発明の主題は、かかるポリマー幾何
学構造体である。
【００１６】本発明において一定の幾何学構造体とは、
一定の広がりを有する、概略的に描くことが可能な構造
体である。かかる一定の幾何学構造体の例としては、前
記従来技術に記載したような格子、接合点、立方体およ
び枝分かれ分子が挙げられる。したがって、本発明は、
目的の構造を創出するために、ナノ−エンジニアリング
で使用することができる。従来技術により該構造を作製
するためのＤＮＡが記載されているが、本発明は、ペプ
チド様結合を含むバックボーンを含有するオリゴマー要
素の使用に向けられる。幾何学構造体は、少なくとも１
つの枝分かれ点を含むことが好ましい。枝分かれ点と
は、３つ以上のアームが合流する位置であると定義され
る。これらのアームの少なくとも１つは、このアームの
１つの鎖がさらなるオリゴマー要素の鎖に結合している
セグメントを含有する。本発明のオリゴマーまたはポリ
マーの幾何学構造体は、少なくとも２つのオリゴマー要
素を含有する。しかしながら、かかる構造体は６以上の
オリゴマー要素、好ましくは８〜１００万の間のオリゴ
マー要素を含むことが好ましい。この定義において、オ
リゴマー構造体は、２〜２０のオリゴマー要素を含み、
ポリマー構造体は、２１以上のオリゴマー要素を含む。
これらのオリゴマー要素は、例えば、認識要素の配列の
みが異なる同じ種類のものであってもよく、しかしなが
ら、該オリゴマー要素は、例えば、配列と分子構造が異
なる、異なる種類のものであることが好ましく、例え
ば、それらのいくつかは、さらに修飾されるかまたは異
なるバックボーンもしくは付着部分に基づくものであ
る。
一定の広がりを有する、概略的に描くことが可能な構造
体である。かかる一定の幾何学構造体の例としては、前
記従来技術に記載したような格子、接合点、立方体およ
び枝分かれ分子が挙げられる。したがって、本発明は、
目的の構造を創出するために、ナノ−エンジニアリング
で使用することができる。従来技術により該構造を作製
するためのＤＮＡが記載されているが、本発明は、ペプ
チド様結合を含むバックボーンを含有するオリゴマー要
素の使用に向けられる。幾何学構造体は、少なくとも１
つの枝分かれ点を含むことが好ましい。枝分かれ点と
は、３つ以上のアームが合流する位置であると定義され
る。これらのアームの少なくとも１つは、このアームの
１つの鎖がさらなるオリゴマー要素の鎖に結合している
セグメントを含有する。本発明のオリゴマーまたはポリ
マーの幾何学構造体は、少なくとも２つのオリゴマー要
素を含有する。しかしながら、かかる構造体は６以上の
オリゴマー要素、好ましくは８〜１００万の間のオリゴ
マー要素を含むことが好ましい。この定義において、オ
リゴマー構造体は、２〜２０のオリゴマー要素を含み、
ポリマー構造体は、２１以上のオリゴマー要素を含む。
これらのオリゴマー要素は、例えば、認識要素の配列の
みが異なる同じ種類のものであってもよく、しかしなが
ら、該オリゴマー要素は、例えば、配列と分子構造が異
なる、異なる種類のものであることが好ましく、例え
ば、それらのいくつかは、さらに修飾されるかまたは異
なるバックボーンもしくは付着部分に基づくものであ
る。
【００１７】本発明においてオリゴマー要素とは、ファ
ン・デル・ワールス相互作用、π−スタッキング、水排
除または水素結合を介して他の複素環分子を認識するア
ルキル、アリール、芳香族または／および複素環部分等
の親和性部分を含むと定義される。前記親和性部分は、
ポリアミドバックボーンの空間の一定の位置に結合して
いる。該バックボーンは、一般に、非天然のバックボー
ンである。該バックボーンは、好ましくはアミド結合形
成により一緒に共有結合したサブユニット等の反復モノ
マーサブユニットを含むことが好ましい。国際公開第９
５／１４７０６号パンフレット、欧州特許第７００９２
８号明細書、欧州特許第６４６５９５号明細書および欧
州特許第６７２６７７号明細書に記載されるように、バ
ックボーンに１種類のみのモノマーサブユニットを用い
ることがさらに好ましいが、別々に混合されるかまたは
いくつかの同一サブユニットを含む一続きとして、バッ
クボーン内に異なるサブユニットおよび／または異なる
結合を用いることが可能である。
ン・デル・ワールス相互作用、π−スタッキング、水排
除または水素結合を介して他の複素環分子を認識するア
ルキル、アリール、芳香族または／および複素環部分等
の親和性部分を含むと定義される。前記親和性部分は、
ポリアミドバックボーンの空間の一定の位置に結合して
いる。該バックボーンは、一般に、非天然のバックボー
ンである。該バックボーンは、好ましくはアミド結合形
成により一緒に共有結合したサブユニット等の反復モノ
マーサブユニットを含むことが好ましい。国際公開第９
５／１４７０６号パンフレット、欧州特許第７００９２
８号明細書、欧州特許第６４６５９５号明細書および欧
州特許第６７２６７７号明細書に記載されるように、バ
ックボーンに１種類のみのモノマーサブユニットを用い
ることがさらに好ましいが、別々に混合されるかまたは
いくつかの同一サブユニットを含む一続きとして、バッ
クボーン内に異なるサブユニットおよび／または異なる
結合を用いることが可能である。
【００１８】非天然のバックボーン部ならびに過剰のオ
リゴヌクレオチドの両方を有するオリゴマー要素は、幾
何学構造体を集合後修飾するために使用することができ
る。したがって、例えば、欧州特許第７２０６１５号明
細書に記載されるように、モノヌクレオチドユニットを
オリゴマーユニットの末端にさらに付着することが可能
である。
リゴヌクレオチドの両方を有するオリゴマー要素は、幾
何学構造体を集合後修飾するために使用することができ
る。したがって、例えば、欧州特許第７２０６１５号明
細書に記載されるように、モノヌクレオチドユニットを
オリゴマーユニットの末端にさらに付着することが可能
である。
【００１９】ペプチド核酸（ＰＮＡ）等の好ましいオリ
ゴマー要素は、国際公開第９２／２０７０２号パンフレ
ットに記載されている。かかる化合物は、ポリアミドバ
ックボーン内に位置するアミン原子に個々に結合した多
数の複素環部分を生ずるポリアミド含有バックボーンを
含む。
ゴマー要素は、国際公開第９２／２０７０２号パンフレ
ットに記載されている。かかる化合物は、ポリアミドバ
ックボーン内に位置するアミン原子に個々に結合した多
数の複素環部分を生ずるポリアミド含有バックボーンを
含む。
【００２０】好ましいペプチド核酸を、式（Ｉ）で示
す：
す：
【００２１】
【化３】
【００２２】〔式中、ｎは、少なくとも３以上の整数で
あり、ｘは、２〜ｎ−１の整数であり、Ｌ1 〜Ｌn は、
それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基、炭素数１〜
４のアルカノイル基、天然のヌクレオ塩基、非天然のヌ
クレオ塩基、芳香環基、ＤＮＡインターカーレーター、
ヌクレオ塩基結合基、複素環基、レポーターリガンドお
よびキレート基からなる群より選択されたリガンドであ
り、少なくとも１つのＬ1〜Ｌn は１級または２級アミ
ノ基を含有し；Ｃ1 〜Ｃn は、それぞれ、（ＣＲ
6 Ｒ7 ）y （ＣＲ6 Ｒ7 、ＣＨＲ6 ＣＨＲ7 またはＣＲ
6 Ｒ7 ＣＨ2 が好ましい）であり、ここで、Ｒ6 は水
素、Ｒ7 は天然のαアミノ酸の側鎖からなる群より選択
されるか、Ｒ6 とＲ7 は、独立に、水素、炭素数１〜６
のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリ
ール基、ヒドロキシル基、炭素数１〜６のアルコキシ
基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、ＮＲ3 Ｒ4 および
ＳＲ5 からなる群より選択され、ここで、Ｒ3 とＲ4 は
以下のように定義され、Ｒ5 は、水素、炭素数１〜６の
アルキル基、ヒドロキシル基、炭素数１〜６のアルコキ
シ基、または炭素数１〜６のアルキルチオ置換された炭
素数１〜６のアルキル基であるか、Ｒ6 とＲ7 は、一緒
になって脂環系もしくは複素環系を形成し；またはＣ1
〜Ｃn は、ＣＯ、ＣＳ、ＣＮＲ3 である；Ｄ1 〜Ｄ
n は、それぞれ、（ＣＲ6 Ｒ7 ）z （ＣＲ6 Ｒ7 、ＣＨ
Ｒ6 ＣＨＲ7 またはＣＨ2 ＣＲ6 Ｒ7 が好ましい）であ
り、ここで、Ｒ6 とＲ7 は、前記定義するとおりであ
り；ｙおよびｚは、それぞれ、０または１〜１０の整数
であり、ｙ＋ｚの合計は少なくとも２であり、好ましく
は、２を越えるが１０以下であり、Ｇ1 〜Ｇn-1 は、そ
れぞれ、−ＮＲ3 ＣＯ−、−ＮＲ3 ＣＳ−、−ＮＲ3 Ｓ
Ｏ−または−ＮＲ3 ＳＯ2 −のいずれの向きでもよく、
ここで、Ｒ3 は、以下に定義するとおりであり；Ａ1 〜
Ａn とＢ1 〜Ｂn は、それぞれ、下記： （ａ）Ａ1 〜Ａn は、式（Ｉ／Ａ）、（Ｉ／Ｂ）、（Ｉ
／Ｃ）もしくは（Ｉ／Ｄ）の基で、Ｂ1 〜Ｂn は、Ｎも
しくはＲ3 Ｎ+ である；または（ｂ）Ａ1 〜Ａn は、式
（Ｉ／Ｄ）の基で、Ｂ1 〜Ｂn は、ＣＨである；ように
選択され、
あり、ｘは、２〜ｎ−１の整数であり、Ｌ1 〜Ｌn は、
それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基、炭素数１〜
４のアルカノイル基、天然のヌクレオ塩基、非天然のヌ
クレオ塩基、芳香環基、ＤＮＡインターカーレーター、
ヌクレオ塩基結合基、複素環基、レポーターリガンドお
よびキレート基からなる群より選択されたリガンドであ
り、少なくとも１つのＬ1〜Ｌn は１級または２級アミ
ノ基を含有し；Ｃ1 〜Ｃn は、それぞれ、（ＣＲ
6 Ｒ7 ）y （ＣＲ6 Ｒ7 、ＣＨＲ6 ＣＨＲ7 またはＣＲ
6 Ｒ7 ＣＨ2 が好ましい）であり、ここで、Ｒ6 は水
素、Ｒ7 は天然のαアミノ酸の側鎖からなる群より選択
されるか、Ｒ6 とＲ7 は、独立に、水素、炭素数１〜６
のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリ
ール基、ヒドロキシル基、炭素数１〜６のアルコキシ
基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、ＮＲ3 Ｒ4 および
ＳＲ5 からなる群より選択され、ここで、Ｒ3 とＲ4 は
以下のように定義され、Ｒ5 は、水素、炭素数１〜６の
アルキル基、ヒドロキシル基、炭素数１〜６のアルコキ
シ基、または炭素数１〜６のアルキルチオ置換された炭
素数１〜６のアルキル基であるか、Ｒ6 とＲ7 は、一緒
になって脂環系もしくは複素環系を形成し；またはＣ1
〜Ｃn は、ＣＯ、ＣＳ、ＣＮＲ3 である；Ｄ1 〜Ｄ
n は、それぞれ、（ＣＲ6 Ｒ7 ）z （ＣＲ6 Ｒ7 、ＣＨ
Ｒ6 ＣＨＲ7 またはＣＨ2 ＣＲ6 Ｒ7 が好ましい）であ
り、ここで、Ｒ6 とＲ7 は、前記定義するとおりであ
り；ｙおよびｚは、それぞれ、０または１〜１０の整数
であり、ｙ＋ｚの合計は少なくとも２であり、好ましく
は、２を越えるが１０以下であり、Ｇ1 〜Ｇn-1 は、そ
れぞれ、−ＮＲ3 ＣＯ−、−ＮＲ3 ＣＳ−、−ＮＲ3 Ｓ
Ｏ−または−ＮＲ3 ＳＯ2 −のいずれの向きでもよく、
ここで、Ｒ3 は、以下に定義するとおりであり；Ａ1 〜
Ａn とＢ1 〜Ｂn は、それぞれ、下記： （ａ）Ａ1 〜Ａn は、式（Ｉ／Ａ）、（Ｉ／Ｂ）、（Ｉ
／Ｃ）もしくは（Ｉ／Ｄ）の基で、Ｂ1 〜Ｂn は、Ｎも
しくはＲ3 Ｎ+ である；または（ｂ）Ａ1 〜Ａn は、式
（Ｉ／Ｄ）の基で、Ｂ1 〜Ｂn は、ＣＨである；ように
選択され、
【００２３】
【化４】
【００２４】（式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、ＮＲ3 、Ｃ
Ｈ2 またはＣ（ＣＨ3 ）2 であり；Ｙは、単結合、Ｏ、
ＳまたはＮＲ4 であり；ｐおよびｑは、それぞれ、０ま
たは１〜５の整数であり（ｐ＋ｑの合計は、５以下であ
ることが好ましい）；ｒおよびｓは、それぞれ、０また
は１〜５の整数であり（ｒ＋ｓの合計は、５以下である
ことが好ましい）；Ｒ1 およびＲ2 は、それぞれ独立し
て、水素、ヒドロキシ−もしくは炭素数１〜４のアルコ
キシ−もしくは炭素数１〜４のアルキルチオ−置換され
ていてもよい炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシル
基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４のアル
キルチオ基、アミノ基およびハロゲンからなる群より選
択され；ならびにＲ3 およびＲ4 は、それぞれ独立し
て、水素、炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシ−も
しくはアルコキシ−もしくはアルキルチオ−置換された
炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数１
〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基お
よびアミノ基からなる群より選択され；ＱおよびＩは、
独立して、ＮＨ2 、ＣＯＮＨ2 、ＣＯＯＨ、水素、炭素
数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、
アミノ保護基により保護されたアミノ基、レポーターリ
ガンド、インターカーレーター、キレート化剤、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、オリゴリボヌクレオチドと
オリゴデオキシリボヌクレオチドの両方を含むオリゴヌ
クレオチド、オリゴヌクレオシドおよび可溶性および非
可溶性ポリマーならびに核酸結合基からなる群より選択
され、ｘ１およびｙ１は、それぞれ、０〜１０までの整
数である）〕
Ｈ2 またはＣ（ＣＨ3 ）2 であり；Ｙは、単結合、Ｏ、
ＳまたはＮＲ4 であり；ｐおよびｑは、それぞれ、０ま
たは１〜５の整数であり（ｐ＋ｑの合計は、５以下であ
ることが好ましい）；ｒおよびｓは、それぞれ、０また
は１〜５の整数であり（ｒ＋ｓの合計は、５以下である
ことが好ましい）；Ｒ1 およびＲ2 は、それぞれ独立し
て、水素、ヒドロキシ−もしくは炭素数１〜４のアルコ
キシ−もしくは炭素数１〜４のアルキルチオ−置換され
ていてもよい炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシル
基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４のアル
キルチオ基、アミノ基およびハロゲンからなる群より選
択され；ならびにＲ3 およびＲ4 は、それぞれ独立し
て、水素、炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシ−も
しくはアルコキシ−もしくはアルキルチオ−置換された
炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数１
〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基お
よびアミノ基からなる群より選択され；ＱおよびＩは、
独立して、ＮＨ2 、ＣＯＮＨ2 、ＣＯＯＨ、水素、炭素
数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、
アミノ保護基により保護されたアミノ基、レポーターリ
ガンド、インターカーレーター、キレート化剤、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、オリゴリボヌクレオチドと
オリゴデオキシリボヌクレオチドの両方を含むオリゴヌ
クレオチド、オリゴヌクレオシドおよび可溶性および非
可溶性ポリマーならびに核酸結合基からなる群より選択
され、ｘ１およびｙ１は、それぞれ、０〜１０までの整
数である）〕
【００２５】最も好ましい核酸結合化合物は、一般式
（II）：
（II）：
【００２６】
【化５】
【００２７】（式中、Ｌは、Ｌ1 〜Ｌn に対して前記定
義されたリガンドであり、ｋ、ｌおよびｍは、独立に０
または１〜５までの整数であり、ｐは、０または１であ
り、Ｒ7 は、水素および天然のαアミノ酸の側鎖からな
る群より選択される）で表されるモノマーサブユニット
の少なくとも１つを含むものである。
義されたリガンドであり、ｋ、ｌおよびｍは、独立に０
または１〜５までの整数であり、ｐは、０または１であ
り、Ｒ7 は、水素および天然のαアミノ酸の側鎖からな
る群より選択される）で表されるモノマーサブユニット
の少なくとも１つを含むものである。
【００２８】好ましい認識要素は、Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔおよ
びＵ等の天然のヌクレオ塩基、イノシン、５−メチルシ
トシンまたはチオウラシル等のまれな塩基ならびに７−
デアザ−ｄＧＴＰ、ブロモチミンおよびアザアデニン等
のいかなる非天然の類似体等のヌクレオ塩基である。こ
れらの認識要素は、当該技術分野において公知のよう
に、別のオリゴマー要素上の対応する認識要素を認識す
ることが可能である。したがって、本発明は、例えば、
認識要素の配列に基づく高い特異性を有する目的の構造
体を創出する可能性を提供する。
びＵ等の天然のヌクレオ塩基、イノシン、５−メチルシ
トシンまたはチオウラシル等のまれな塩基ならびに７−
デアザ−ｄＧＴＰ、ブロモチミンおよびアザアデニン等
のいかなる非天然の類似体等のヌクレオ塩基である。こ
れらの認識要素は、当該技術分野において公知のよう
に、別のオリゴマー要素上の対応する認識要素を認識す
ることが可能である。したがって、本発明は、例えば、
認識要素の配列に基づく高い特異性を有する目的の構造
体を創出する可能性を提供する。
【００２９】水素結合は、特に、ワトソン−クリック塩
基対形成およびフーグスティーン型塩基対形成を含む核
酸の２つの鎖間で起こるような結合方法である。
基対形成およびフーグスティーン型塩基対形成を含む核
酸の２つの鎖間で起こるような結合方法である。
【００３０】認識要素は、バックボーン上の特定かつ一
定の位置に結合し、４〜８個の介在原子により離れてい
ることが好ましい。好ましい付着原子は、窒素原子であ
る。
定の位置に結合し、４〜８個の介在原子により離れてい
ることが好ましい。好ましい付着原子は、窒素原子であ
る。
【００３１】本発明において使用されるオリゴマー要素
は、前記文献に記載されたような方法により調製するこ
とができる。バックボーン内のペプチド様結合の使用
は、ＤＮＡまたはペプチド合成機を用いる簡単な合成の
よい機会を提供する。調製する場合、該オリゴマー要素
は、認識部分、認識されうる部分、触媒作用部分、標識
または化学的に反応もしくは活性化可能な部分等の本発
明の幾何学構造体に含まれる予定である他の部分に結合
可能である。認識部分および認識されうる部分は、認識
可能で、好ましくは他の成分に結合可能な部分である。
例えば、免疫学的に反応する化合物、抗体、抗原および
好ましくはポリハプテンまたは環状ペプチド等のペプチ
ドエピトープを含む部分が挙げられる。また、かかる部
分は、オリゴマー要素を結合してもよく、例えば、環状
ペプチドの１つの末端が第１のオリゴマー要素に結合さ
れてもよく、他の末端が第２のオリゴマー要素に結合さ
れてもよい。これは、例えば、ペプチド合成機におい
て、ポリマー構造内に導入する前にかかるコンジュゲー
トを合成することにより達成可能である。
は、前記文献に記載されたような方法により調製するこ
とができる。バックボーン内のペプチド様結合の使用
は、ＤＮＡまたはペプチド合成機を用いる簡単な合成の
よい機会を提供する。調製する場合、該オリゴマー要素
は、認識部分、認識されうる部分、触媒作用部分、標識
または化学的に反応もしくは活性化可能な部分等の本発
明の幾何学構造体に含まれる予定である他の部分に結合
可能である。認識部分および認識されうる部分は、認識
可能で、好ましくは他の成分に結合可能な部分である。
例えば、免疫学的に反応する化合物、抗体、抗原および
好ましくはポリハプテンまたは環状ペプチド等のペプチ
ドエピトープを含む部分が挙げられる。また、かかる部
分は、オリゴマー要素を結合してもよく、例えば、環状
ペプチドの１つの末端が第１のオリゴマー要素に結合さ
れてもよく、他の末端が第２のオリゴマー要素に結合さ
れてもよい。これは、例えば、ペプチド合成機におい
て、ポリマー構造内に導入する前にかかるコンジュゲー
トを合成することにより達成可能である。
【００３２】触媒作用部分は、酵素であり、一緒に共有
結合した多数の酵素の凝集物等のポリマー酵素が好まし
い。例えば、蛍光標識、染色剤または金属もしくは他の
固体粒子でさえも、種々の標識をオリゴマー要素に共役
させることができる。反応基が好ましい。
結合した多数の酵素の凝集物等のポリマー酵素が好まし
い。例えば、蛍光標識、染色剤または金属もしくは他の
固体粒子でさえも、種々の標識をオリゴマー要素に共役
させることができる。反応基が好ましい。
【００３３】本発明において有用な反応基は、前記定義
したような認識部分等の他の基に共有結合可能な基であ
り、ポリマー構造体の集合前または後で、オリゴマー要
素を架橋するために、またはオリゴマー要素にいかなる
部分をもさらに結合するために使用可能な基が好まし
い。かかる架橋部分は、例えば、アリールアジド、アシ
ルアジド、ジアジリン、ケトン、キノンおよびプソラレ
ンである。本発明において有用なオリゴマー要素の調製
は、国際公開第９２／２０７０２号パンフレットおよび
米国特許第５，５３９，０８２号明細書に詳細に開示さ
れている。これらの参考文献は、本明細書に合体され
る。
したような認識部分等の他の基に共有結合可能な基であ
り、ポリマー構造体の集合前または後で、オリゴマー要
素を架橋するために、またはオリゴマー要素にいかなる
部分をもさらに結合するために使用可能な基が好まし
い。かかる架橋部分は、例えば、アリールアジド、アシ
ルアジド、ジアジリン、ケトン、キノンおよびプソラレ
ンである。本発明において有用なオリゴマー要素の調製
は、国際公開第９２／２０７０２号パンフレットおよび
米国特許第５，５３９，０８２号明細書に詳細に開示さ
れている。これらの参考文献は、本明細書に合体され
る。
【００３４】前記したように、キメラ要素の使用は、モ
ノヌクレオチドを用いる酵素的伸長反応等により、比較
的短いオリゴマー要素を伸長させる可能性を提供する。
伸長の別の例としては、チオール基を有する一方のオリ
ゴマー上とチオール基に接近したアミノ基も含む他のオ
リゴマー上とのチオエステルの反応によるオリゴマーサ
ブユニットの化学的連結である。チオエステル交換は、
２つのオリゴマーを一緒に連結する。次いで、第２のオ
リゴマー上のアミノ基は、アミド結合を形成するため
に、新規に形成されたチオエステルを交換する（Canne
ら、J. Am. Chem.Soc. 1996, 118, 5891-5896) 。化学
的連結の他の例は、同一もしくは別のオリゴマーサブユ
ニット上に官能基を有する１つのオリゴマーサブユニッ
トの活性化された基の結合である。この反応は、１つの
オリゴマー上の活性化カルボン酸誘導体および同一もし
くは別のオリゴマー上のアミノ基により行なうことがで
きる。
ノヌクレオチドを用いる酵素的伸長反応等により、比較
的短いオリゴマー要素を伸長させる可能性を提供する。
伸長の別の例としては、チオール基を有する一方のオリ
ゴマー上とチオール基に接近したアミノ基も含む他のオ
リゴマー上とのチオエステルの反応によるオリゴマーサ
ブユニットの化学的連結である。チオエステル交換は、
２つのオリゴマーを一緒に連結する。次いで、第２のオ
リゴマー上のアミノ基は、アミド結合を形成するため
に、新規に形成されたチオエステルを交換する（Canne
ら、J. Am. Chem.Soc. 1996, 118, 5891-5896) 。化学
的連結の他の例は、同一もしくは別のオリゴマーサブユ
ニット上に官能基を有する１つのオリゴマーサブユニッ
トの活性化された基の結合である。この反応は、１つの
オリゴマー上の活性化カルボン酸誘導体および同一もし
くは別のオリゴマー上のアミノ基により行なうことがで
きる。
【００３５】また、２つのセグメントの共有結合は、突
出末端を有する二本鎖／三本鎖を用いることによっても
行なうことができる。次いで、１つの二本鎖の突出末端
を他の二本鎖／三本鎖の突出末端とハイブリダイズする
ことができ、よって、倍の長さの二本鎖を形成する。架
橋することが可能な認識部分を用いることにより（前記
参照）、突出領域を共有結合することができる。
出末端を有する二本鎖／三本鎖を用いることによっても
行なうことができる。次いで、１つの二本鎖の突出末端
を他の二本鎖／三本鎖の突出末端とハイブリダイズする
ことができ、よって、倍の長さの二本鎖を形成する。架
橋することが可能な認識部分を用いることにより（前記
参照）、突出領域を共有結合することができる。
【００３６】本発明の方法の好ましい様式において、少
なくとも２つのオリゴマー要素を、認識要素を介する水
素結合により一緒にオリゴマー要素を結合するのに適し
た条件下で結合させる。ペプチド核酸にとって適した条
件は、国際公開第９２／２０７０２号パンフレットに開
示されている。本発明におけるＰＮＡの使用の最も大き
な利点の１つは、塩のないまたは非常に低濃度の塩の存
在する水中等の非生理学的媒体中で、核酸または他のＰ
ＮＡオリゴマーに塩基対形成を介してＰＮＡが結合でき
るという点である。
なくとも２つのオリゴマー要素を、認識要素を介する水
素結合により一緒にオリゴマー要素を結合するのに適し
た条件下で結合させる。ペプチド核酸にとって適した条
件は、国際公開第９２／２０７０２号パンフレットに開
示されている。本発明におけるＰＮＡの使用の最も大き
な利点の１つは、塩のないまたは非常に低濃度の塩の存
在する水中等の非生理学的媒体中で、核酸または他のＰ
ＮＡオリゴマーに塩基対形成を介してＰＮＡが結合でき
るという点である。
【００３７】国際公開第９５／１４７０８号パンフレッ
トに、キレート部分を結合したＰＮＡが開示されてい
る。さらに、これらのＰＮＡオリゴマーは、かかるオリ
ゴ／ポリマー構造内に電気伝導度を増加させるための金
属イオンを結合させる（よって、金属イオンで幾何学構
造体に不純物を添加する）機会を与える。ペプチド部分
を付着したＰＮＡは、国際公開第９５／１６２０２号パ
ンフレットに開示されている。これらの化合物は、酵素
的修飾等の、後の修飾により本発明の幾何学構造体に機
能を与え、または「ブリッジ」構造を作ることによりペ
プチド抗原への結合のための抗体の使用等の新規もしく
は追加の会合構造体を構築するための機会を提供する。
トに、キレート部分を結合したＰＮＡが開示されてい
る。さらに、これらのＰＮＡオリゴマーは、かかるオリ
ゴ／ポリマー構造内に電気伝導度を増加させるための金
属イオンを結合させる（よって、金属イオンで幾何学構
造体に不純物を添加する）機会を与える。ペプチド部分
を付着したＰＮＡは、国際公開第９５／１６２０２号パ
ンフレットに開示されている。これらの化合物は、酵素
的修飾等の、後の修飾により本発明の幾何学構造体に機
能を与え、または「ブリッジ」構造を作ることによりペ
プチド抗原への結合のための抗体の使用等の新規もしく
は追加の会合構造体を構築するための機会を提供する。
【００３８】核酸間の認識に比べて、特に第１と第２の
オリゴマー要素が同じ種類のバックボーンから作られる
場合において、核酸の測定方法と同様に核酸を認識する
ことが必要ないので、配列中の親和性部分の間隔をより
自由に選択することができる。したがって、本発明は、
天然のＤＮＡを用いて調製される構造体よりもはるかに
柔軟な幾何学構造体の構築方法を提供する。しかしなが
ら、各オリゴマー要素のセグメント内、好ましくは水素
結合を介してともに結合するように設計されたオリゴマ
ー要素のセグメント内の認識要素間の間隔は、少なくと
も一致または類似していることが好ましく、該認識要素
間の間隔は、認識要素のπ−スタッキングおよび／また
は水排除がいまだ可能であるようになる。好ましい鎖間
相互作用は、第１および第２オリゴマー要素により製造
される二本／三本鎖産物の融解温度（Ｔm ）を測定する
ことにより容易に決定することができる。
オリゴマー要素が同じ種類のバックボーンから作られる
場合において、核酸の測定方法と同様に核酸を認識する
ことが必要ないので、配列中の親和性部分の間隔をより
自由に選択することができる。したがって、本発明は、
天然のＤＮＡを用いて調製される構造体よりもはるかに
柔軟な幾何学構造体の構築方法を提供する。しかしなが
ら、各オリゴマー要素のセグメント内、好ましくは水素
結合を介してともに結合するように設計されたオリゴマ
ー要素のセグメント内の認識要素間の間隔は、少なくと
も一致または類似していることが好ましく、該認識要素
間の間隔は、認識要素のπ−スタッキングおよび／また
は水排除がいまだ可能であるようになる。好ましい鎖間
相互作用は、第１および第２オリゴマー要素により製造
される二本／三本鎖産物の融解温度（Ｔm ）を測定する
ことにより容易に決定することができる。
【００３９】一次元構造体は、枝分かれ点を有しない構
造体、すなわち、直鎖状構造体である。
造体、すなわち、直鎖状構造体である。
【００４０】本発明の二次元構造体は、例えば、１つの
層に向いた直鎖状構造を有する構造体であり、前記直鎖
状構造体は、枝分かれ点で互いに選択的に結合してい
る。二次元構造体は、直線、曲線または形成された環状
であってもよい。環は、鎖または連鎖状に一緒に結合し
ていてもよい。
層に向いた直鎖状構造を有する構造体であり、前記直鎖
状構造体は、枝分かれ点で互いに選択的に結合してい
る。二次元構造体は、直線、曲線または形成された環状
であってもよい。環は、鎖または連鎖状に一緒に結合し
ていてもよい。
【００４１】三次元構造体とは、１を越える層に広がっ
たまたは１を越える枝分かれ点を含む二次元構造体と定
義されうる。三次元構造体の例は、立方体、管またはら
せん型構造である。
たまたは１を越える枝分かれ点を含む二次元構造体と定
義されうる。三次元構造体の例は、立方体、管またはら
せん型構造である。
【００４２】本発明により構築される幾何学構造体は、
ナノ構造体の調製およびナノエンジニアリングに高い興
味がある。ナノ構造体の開発は、巨大構造体に比べて、
進歩した器具に要求される小さな空間および少量の材料
の必要性により興味深い。ナノ構造体への開発は、コン
ピューターの分野において最もよく説明されうる。最初
のコンピューターは、装備したハードウエアが広大な規
模を有したので大きな空間を要したが、半導体技術の開
発により、非常に高い許容量を有するが限られた空間し
か必要としないコンピューターの製作を可能にした。コ
ンピューターチップを調製するために現在使用されてい
る光リトグラフ様式は、チップのスケールをさらに低下
させるには限界があることが今認識されている。ここ
で、本発明において製造されるようなナノ構造体は、ス
ケールを低下させたコンピューターチップの構築に必要
なこれらのより小さな規模を提供する。
ナノ構造体の調製およびナノエンジニアリングに高い興
味がある。ナノ構造体の開発は、巨大構造体に比べて、
進歩した器具に要求される小さな空間および少量の材料
の必要性により興味深い。ナノ構造体への開発は、コン
ピューターの分野において最もよく説明されうる。最初
のコンピューターは、装備したハードウエアが広大な規
模を有したので大きな空間を要したが、半導体技術の開
発により、非常に高い許容量を有するが限られた空間し
か必要としないコンピューターの製作を可能にした。コ
ンピューターチップを調製するために現在使用されてい
る光リトグラフ様式は、チップのスケールをさらに低下
させるには限界があることが今認識されている。ここ
で、本発明において製造されるようなナノ構造体は、ス
ケールを低下させたコンピューターチップの構築に必要
なこれらのより小さな規模を提供する。
【００４３】この可能性は、好ましくは直径が二本鎖核
酸類似体と同じくらい小さく、その規模が二本鎖核酸と
ほぼ同じ範囲にあるワイヤーまたは伝導性要素の構築を
可能にする。しかしながら、一本鎖セグメントを幾何学
構造体に含ませることにより、いかなるワイヤーをも一
本鎖核酸類似体または炭水化物等のさらに単純な有機分
子の強度にスケールダウンすることが可能である。
酸類似体と同じくらい小さく、その規模が二本鎖核酸と
ほぼ同じ範囲にあるワイヤーまたは伝導性要素の構築を
可能にする。しかしながら、一本鎖セグメントを幾何学
構造体に含ませることにより、いかなるワイヤーをも一
本鎖核酸類似体または炭水化物等のさらに単純な有機分
子の強度にスケールダウンすることが可能である。
【００４４】本発明の幾何学構造体とは、認識要素を用
いて特異的または非特異的方法で結合可能な条件下で、
２以上のオリゴマー要素（伸長または伸長していない）
を結合させることにより調製することができる。次い
で、特異的な結合が計画されるとき、塩基対を形成可能
な（通常ハイブリダイゼーションと呼ばれる過程）天然
または非天然のヌクレオ塩基を使用することができる。
次いで、非特異的な結合が計画されるとき、鎖間π−ス
タッキングおよび／または水排除により二本鎖の形成が
選択的に起こる。
いて特異的または非特異的方法で結合可能な条件下で、
２以上のオリゴマー要素（伸長または伸長していない）
を結合させることにより調製することができる。次い
で、特異的な結合が計画されるとき、塩基対を形成可能
な（通常ハイブリダイゼーションと呼ばれる過程）天然
または非天然のヌクレオ塩基を使用することができる。
次いで、非特異的な結合が計画されるとき、鎖間π−ス
タッキングおよび／または水排除により二本鎖の形成が
選択的に起こる。
【００４５】したがって、本発明の幾何学構造体の最初
の適応において、該構造は、表面上等の一定の型を創出
するためにマスクとして使用される。核酸類似体の固定
は、表面への受動的吸着によりなされてもよいが、該類
似体と該表面間の結合形成（イオンまたは共有）によっ
てもなされうる。かかる結合は、温度または光化学的手
段により形成されうる。
の適応において、該構造は、表面上等の一定の型を創出
するためにマスクとして使用される。核酸類似体の固定
は、表面への受動的吸着によりなされてもよいが、該類
似体と該表面間の結合形成（イオンまたは共有）によっ
てもなされうる。かかる結合は、温度または光化学的手
段により形成されうる。
【００４６】表面上で創出された型を用いて、一部また
は残りの部分（前記表面上等）すべてを覆うかコーティ
ングするために用いることが可能であり、不純物を添加
したシリコン等を有する材料によっては前記構造体によ
り覆われず、例えば、金属有機化学的蒸気析出を用い
て、集合したオリゴマー要素を含む幾何学構造体を除去
し、次いで、不純物を添加したヒ化ガリウムまたは不純
物を添加したシリコンのような伝導体等の第２の材料の
表面のいまだ未保護部分に適用する。したがって、本発
明の幾何学構造体は、ネットワークまたは格子として設
計することが可能であり、よって、一定のチップの製造
を可能にする。ネットワークまたは格子からコンピュー
ターチップの調製のための前記概念的考察の一部は、参
照により本明細書に合体される米国特許第５，５６１，
０７１号明細書から類推して移すことができる。
は残りの部分（前記表面上等）すべてを覆うかコーティ
ングするために用いることが可能であり、不純物を添加
したシリコン等を有する材料によっては前記構造体によ
り覆われず、例えば、金属有機化学的蒸気析出を用い
て、集合したオリゴマー要素を含む幾何学構造体を除去
し、次いで、不純物を添加したヒ化ガリウムまたは不純
物を添加したシリコンのような伝導体等の第２の材料の
表面のいまだ未保護部分に適用する。したがって、本発
明の幾何学構造体は、ネットワークまたは格子として設
計することが可能であり、よって、一定のチップの製造
を可能にする。ネットワークまたは格子からコンピュー
ターチップの調製のための前記概念的考察の一部は、参
照により本明細書に合体される米国特許第５，５６１，
０７１号明細書から類推して移すことができる。
【００４７】核酸類似体および特にこの分野におけるペ
プチド核酸の使用は、重要な利点を有する。核酸類似体
は、表面の金属コーティング条件下で核酸よりも安定で
ある。特に、核酸の１つでグリコシドまたはリン酸結合
を破壊すること等により幾何学構造体内で破壊するコン
ピューターチップの調製の分野において、次いで「ワイ
ヤー」を通じて流れない電流に重大な結果を有するであ
ろう。
プチド核酸の使用は、重要な利点を有する。核酸類似体
は、表面の金属コーティング条件下で核酸よりも安定で
ある。特に、核酸の１つでグリコシドまたはリン酸結合
を破壊すること等により幾何学構造体内で破壊するコン
ピューターチップの調製の分野において、次いで「ワイ
ヤー」を通じて流れない電流に重大な結果を有するであ
ろう。
【００４８】ＰＮＡは、好ましい態様においてグリコシ
ドまたは／およびリン酸結合を含まない核酸類似体であ
り、かかるようなものは、核酸に比べて鎖の破壊のリス
クを有意に低下し、ずっと安定である。これにより、使
用上さらにより確実な核酸類似体を用いて、チップを調
製させる。また、ＰＮＡのような核酸類似体は、化学的
に反応可能な部位を導入するための比較的柔軟な方法に
より、より柔軟な方法で前記したように修飾することが
できる。
ドまたは／およびリン酸結合を含まない核酸類似体であ
り、かかるようなものは、核酸に比べて鎖の破壊のリス
クを有意に低下し、ずっと安定である。これにより、使
用上さらにより確実な核酸類似体を用いて、チップを調
製させる。また、ＰＮＡのような核酸類似体は、化学的
に反応可能な部位を導入するための比較的柔軟な方法に
より、より柔軟な方法で前記したように修飾することが
できる。
【００４９】第２の態様において、本発明により調製さ
れる超分子の幾何学構造体は、電子伝達体に関する足場
として使用することができ、よって、それ自体電流を通
すことができる。本発明のオリゴマー要素を用いて構築
された二本鎖は、特に、複素環部分または他の芳香族／
コンジュゲート化系の妨害されないπ−スタックが二本
鎖内に含まれるならば、電子のナノ構造伝導体として作
用することができる（米国特許第５，５９１，５７８号
明細書または、C & EN, 1997年2 月24日、Angew. Chem.
Int. Ed. Engl. 1997, 36, 7,735-739 またはJ. Am. C
hem. Soc. 1997, 119, 852-853等を参照) 。それによ
り、単純な適応において、オリゴマー要素の二本鎖から
構成される電子伝達の足場、「ワイヤー」を介して２つ
の肉眼で見える電極を接続することが可能である。かか
る電極は、幾何学構造体のオリゴマー要素の１つが例え
ば、共有結合で直接付着したり、例えば、電極表面に幾
何学構造体またはオリゴマー要素を吸着することによ
り、間接的に付着する金属表面であってもよい。ＰＮＡ
の炭素電極への固定は、J. Am. Chem. Soc. 1996, 118,
7667-7670に記載されている。この刊行物の内容は、電
極に付着した核酸類似体の調製および電極に結合した二
本鎖核酸類似体のポテンシオグラムの測定を規定するの
で、参照により合体される。
れる超分子の幾何学構造体は、電子伝達体に関する足場
として使用することができ、よって、それ自体電流を通
すことができる。本発明のオリゴマー要素を用いて構築
された二本鎖は、特に、複素環部分または他の芳香族／
コンジュゲート化系の妨害されないπ−スタックが二本
鎖内に含まれるならば、電子のナノ構造伝導体として作
用することができる（米国特許第５，５９１，５７８号
明細書または、C & EN, 1997年2 月24日、Angew. Chem.
Int. Ed. Engl. 1997, 36, 7,735-739 またはJ. Am. C
hem. Soc. 1997, 119, 852-853等を参照) 。それによ
り、単純な適応において、オリゴマー要素の二本鎖から
構成される電子伝達の足場、「ワイヤー」を介して２つ
の肉眼で見える電極を接続することが可能である。かか
る電極は、幾何学構造体のオリゴマー要素の１つが例え
ば、共有結合で直接付着したり、例えば、電極表面に幾
何学構造体またはオリゴマー要素を吸着することによ
り、間接的に付着する金属表面であってもよい。ＰＮＡ
の炭素電極への固定は、J. Am. Chem. Soc. 1996, 118,
7667-7670に記載されている。この刊行物の内容は、電
極に付着した核酸類似体の調製および電極に結合した二
本鎖核酸類似体のポテンシオグラムの測定を規定するの
で、参照により合体される。
【００５０】本発明を用いて、本発明の幾何学構造体を
集合させることにより、それぞれが従来技術により調製
された２つの電極を接続することができる。これは、前
記したように、一次的な方法でなされうるかまたは、オ
リゴマー要素の特別なセットを用いて方向性のある方法
で接続可能な別々の電極等のより部分的な表面を含むこ
とがきる。例えば、各電極が特別なオリゴマー要素もし
くは拡張したポリマー構造さえも付着しており、その
後、本発明の幾何学構造体を創出するためにオリゴマー
要素を、またはオリゴマー要素を有する１つの電極の拡
張された幾何学構造体のアームを、または別の選択され
た電極の拡張された幾何学構造体を接続することにより
選択された電極を接続して、電極の配列で表面を提供す
ることが可能である。この方法において、顧客により設
計された電極および構造が調製されうる。電極の配列を
含むかかる装置は、これらの構造またはオリゴマー要素
を含む溶液の１以上の小滴を各電極の表面に選択的に適
用させることにより製造することができる。いかなる過
剰の化合物も洗浄除去してよい。その後、選択された電
極間の接続は、前記したように確立されうる。
集合させることにより、それぞれが従来技術により調製
された２つの電極を接続することができる。これは、前
記したように、一次的な方法でなされうるかまたは、オ
リゴマー要素の特別なセットを用いて方向性のある方法
で接続可能な別々の電極等のより部分的な表面を含むこ
とがきる。例えば、各電極が特別なオリゴマー要素もし
くは拡張したポリマー構造さえも付着しており、その
後、本発明の幾何学構造体を創出するためにオリゴマー
要素を、またはオリゴマー要素を有する１つの電極の拡
張された幾何学構造体のアームを、または別の選択され
た電極の拡張された幾何学構造体を接続することにより
選択された電極を接続して、電極の配列で表面を提供す
ることが可能である。この方法において、顧客により設
計された電極および構造が調製されうる。電極の配列を
含むかかる装置は、これらの構造またはオリゴマー要素
を含む溶液の１以上の小滴を各電極の表面に選択的に適
用させることにより製造することができる。いかなる過
剰の化合物も洗浄除去してよい。その後、選択された電
極間の接続は、前記したように確立されうる。
【００５１】さらに、架橋または酵素的伸長によっても
本発明の方法により製造されたいかなる幾何学構造体も
後に修飾することが可能である。架橋は、アクリジン、
アリールアジド、アシルアジド、ジアジリジン、ケト
ン、キノンまたはプソラレンのような光化学的活性部位
を取り込んだ幾何学構造体を、架橋反応を活性化させる
ために適当な波長の光で照射することによりなされう
る。また、架橋は、アクリレートもしくはスチレンのよ
うな二重結合を含有する部分を用いてラジカルもしくは
求電子連鎖反応による、または活性化されたときにアミ
ンのような他の官能基と反応可能なカルボン酸のような
官能基の活性化によるポリマー調製におけるような熱化
学的手段によりなすことも可能である。この方法におい
て、追加の枝分かれ点または二本鎖部分の鎖内／二本鎖
の安定化さえも達成されうる。さらに、かかる不純物を
添加した構造体の調製および使用に関して参照されるNa
ture,第391 巻, 775 頁, 1998年において開示された方
法と同様に、銀イオン等のイオンにより幾何学構造体に
おける負の電荷をもった部分に不純物を添加することが
可能である。
本発明の方法により製造されたいかなる幾何学構造体も
後に修飾することが可能である。架橋は、アクリジン、
アリールアジド、アシルアジド、ジアジリジン、ケト
ン、キノンまたはプソラレンのような光化学的活性部位
を取り込んだ幾何学構造体を、架橋反応を活性化させる
ために適当な波長の光で照射することによりなされう
る。また、架橋は、アクリレートもしくはスチレンのよ
うな二重結合を含有する部分を用いてラジカルもしくは
求電子連鎖反応による、または活性化されたときにアミ
ンのような他の官能基と反応可能なカルボン酸のような
官能基の活性化によるポリマー調製におけるような熱化
学的手段によりなすことも可能である。この方法におい
て、追加の枝分かれ点または二本鎖部分の鎖内／二本鎖
の安定化さえも達成されうる。さらに、かかる不純物を
添加した構造体の調製および使用に関して参照されるNa
ture,第391 巻, 775 頁, 1998年において開示された方
法と同様に、銀イオン等のイオンにより幾何学構造体に
おける負の電荷をもった部分に不純物を添加することが
可能である。
【００５２】三次元構造体は、二次元構造体を互いの頂
上に付加することにより、統合された多層構造型構造体
を形成する一貫した方法で作ることができる。
上に付加することにより、統合された多層構造型構造体
を形成する一貫した方法で作ることができる。
【００５３】三次元構造体のコンフォメーションの修飾
は、照射時に異性化する（シス／トランス異性体等）ア
ザベンゼン、スチルベンのような特別な光化学基を用い
ることによりなされうる。
は、照射時に異性化する（シス／トランス異性体等）ア
ザベンゼン、スチルベンのような特別な光化学基を用い
ることによりなされうる。
【００５４】二次元または三次元構造体は、固相等に添
加する前に溶液中で行なうことが可能であり、または、
まず表面に二本鎖の一方の鎖を添加し、次いで、二本鎖
を固相上で形成するように相補鎖を添加することにより
直接該表面上で作ることが可能である。沈殿した構造体
は、ヘリックス状のような三次元型等の溶液中のような
構造を保持してもよいし、ラダー状のような型でヘリッ
クスから二本鎖に表面上で構造を変えてもよい。
加する前に溶液中で行なうことが可能であり、または、
まず表面に二本鎖の一方の鎖を添加し、次いで、二本鎖
を固相上で形成するように相補鎖を添加することにより
直接該表面上で作ることが可能である。沈殿した構造体
は、ヘリックス状のような三次元型等の溶液中のような
構造を保持してもよいし、ラダー状のような型でヘリッ
クスから二本鎖に表面上で構造を変えてもよい。
【００５５】さらに、ＰＮＡの使用の別の利点は、ある
配列に対して安定な三本鎖（ＰＮＡ−ＤＮＡ−ＰＮＡま
たはＰＮＡ−ＰＮＡ−ＰＮＡ）を形成することを可能に
することである。この結合モチーフは、ＤＮＡ等よりも
さらにより統合された構造を調製することを可能にす
る。
配列に対して安定な三本鎖（ＰＮＡ−ＤＮＡ−ＰＮＡま
たはＰＮＡ−ＰＮＡ−ＰＮＡ）を形成することを可能に
することである。この結合モチーフは、ＤＮＡ等よりも
さらにより統合された構造を調製することを可能にす
る。
【００５６】したがって、本発明のさらなる主題は、下
記一般式：
記一般式：
【００５７】
【化６】
【００５８】（式中、Ｘはアミノ保護基であり、Ｙはカ
ルボキシル保護基であり、Ｒ7 は、カルボキシル基、リ
ン酸基もしくはアンモニウム基等の正もしくは負の電荷
を有する官能基を含む部分、または金属イオンを錯化も
しくはキレート化可能な部分、またはメルカプト、マレ
インイミド、キノン、ナイトレンもしくはカルベン等の
共有結合による架橋を誘導するための反応基であり、Ｌ
は、塩基配列特異性もしくは塩基非特異性に基づく一定
の型の超分子構造体の調製のための、特に、ネットワー
クおよびコンピューターチップを処理する、ヌクレオ塩
基への塩基対形成が可能な新規材料（新規ポリマー等）
の構築のための、ならびにかかる構造体を架橋するため
の、またはかかる構造体に対する認識部位を結合するた
めの、複素環部分または芳香族アジドもしくはキノン等
の反応性芳香族部分が好ましい親和性部分である）のモ
ノマーサブユニットを用いることにより含まれるまたは
調製される化合物の調製方法である。
ルボキシル保護基であり、Ｒ7 は、カルボキシル基、リ
ン酸基もしくはアンモニウム基等の正もしくは負の電荷
を有する官能基を含む部分、または金属イオンを錯化も
しくはキレート化可能な部分、またはメルカプト、マレ
インイミド、キノン、ナイトレンもしくはカルベン等の
共有結合による架橋を誘導するための反応基であり、Ｌ
は、塩基配列特異性もしくは塩基非特異性に基づく一定
の型の超分子構造体の調製のための、特に、ネットワー
クおよびコンピューターチップを処理する、ヌクレオ塩
基への塩基対形成が可能な新規材料（新規ポリマー等）
の構築のための、ならびにかかる構造体を架橋するため
の、またはかかる構造体に対する認識部位を結合するた
めの、複素環部分または芳香族アジドもしくはキノン等
の反応性芳香族部分が好ましい親和性部分である）のモ
ノマーサブユニットを用いることにより含まれるまたは
調製される化合物の調製方法である。
【００５９】核酸類似体は、かかる構造体の調製のため
の反応条件に対して比較的安定であり、通常の核酸では
不可能な反応基を導入する機会を提供するので、一定の
幾何学のポリマー構造複合体の調製のための特に有用な
道具を提供する。
の反応条件に対して比較的安定であり、通常の核酸では
不可能な反応基を導入する機会を提供するので、一定の
幾何学のポリマー構造複合体の調製のための特に有用な
道具を提供する。
【００６０】核酸類似体の使用のさらなる利点は、核酸
に比べて有機溶媒でのよりよい溶解性および比較的低い
水溶性を有する核酸類似体を提供する可能性である。さ
らに、核酸類似体の親油性は、多くの表面に対するより
高い親和性を提供する。
に比べて有機溶媒でのよりよい溶解性および比較的低い
水溶性を有する核酸類似体を提供する可能性である。さ
らに、核酸類似体の親油性は、多くの表面に対するより
高い親和性を提供する。
【００６１】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。実施例１ 核酸類似体の調製 ペプチド核酸は、２−カルボキシルメチル基により中央
のＮ原子に結合した塩基を有するＮ−（２−アミノエチ
ル）−グリシンバックボーンを保持する核酸類似体であ
る。ＰＮＡは、国際公開第９２／２０７０２号パンフレ
ットおよび米国特許第５，５３９，０８２号明細書に開
示された方法により調製される。配列は、各実施例にお
いて示される。
明する。実施例１ 核酸類似体の調製 ペプチド核酸は、２−カルボキシルメチル基により中央
のＮ原子に結合した塩基を有するＮ−（２−アミノエチ
ル）−グリシンバックボーンを保持する核酸類似体であ
る。ＰＮＡは、国際公開第９２／２０７０２号パンフレ
ットおよび米国特許第５，５３９，０８２号明細書に開
示された方法により調製される。配列は、各実施例にお
いて示される。
【００６２】実施例２ ６つの核酸類似体を含む二重フォーク様幾何学構造体の
集合 実施例１により、以下のペプチド核酸分子を調製する： １． Ｈ−ＴＣＡ−ＣＧＴ* −ＡＣＣ−ＴＡＧ−ＴＣＴ
* ＣＴ−ｔｇｃ−ａｔ*ｇ−ｃａｔ−ＮＨ2 ２． Ｈ−ｃｇａ−ｔｇｃ−ｔ* ａｃ−ＴＣＴＣＴ* −
ＣＴＡ−ＧＧＴ* −ＡＣＧ−ＴＧＡ−ＮＨ2 ３．（Ｈ−ＧＴＡ−ＧＣＡ−Ｔ* ＣＧ）2 −（ＡＴＧ−
ＣＡＴ* −ＧＣＡ）1 −ＮＨ2 （2 ２．において小文字
のセグメントに相補的、および1 １．において小文字の
セグメントに相補的）
集合 実施例１により、以下のペプチド核酸分子を調製する： １． Ｈ−ＴＣＡ−ＣＧＴ* −ＡＣＣ−ＴＡＧ−ＴＣＴ
* ＣＴ−ｔｇｃ−ａｔ*ｇ−ｃａｔ−ＮＨ2 ２． Ｈ−ｃｇａ−ｔｇｃ−ｔ* ａｃ−ＴＣＴＣＴ* −
ＣＴＡ−ＧＧＴ* −ＡＣＧ−ＴＧＡ−ＮＨ2 ３．（Ｈ−ＧＴＡ−ＧＣＡ−Ｔ* ＣＧ）2 −（ＡＴＧ−
ＣＡＴ* −ＧＣＡ）1 −ＮＨ2 （2 ２．において小文字
のセグメントに相補的、および1 １．において小文字の
セグメントに相補的）
【００６３】以下のペプチド核酸分子を対照分子として
調製した。 ４． Ｈ−ＣＴＡ−ＧＧＴ* −ＡＣＧ−ＴＧＡ−ＮＨ2
（１．の下線のセグメントに相補的） ５． Ｈ−ＴＣＡ−ＣＧＴ* −ＡＣＣ−ＴＡＧ−ＮＨ2
（２．の下線のセグメントに相補的） ６． Ｈ−ＧＴＡ−ＧＣＡ−Ｔ* ＣＧ−ＮＨ2 （２．の
小文字のセグメントに相補的） ７． Ｈ−ＡＴＧ−ＣＡＴ* −ＧＣＡ−ＮＨ2 （１．の
小文字のセグメントに相補的） Ｔ* は、その位置でのＴモノマーがリジン含有バックボ
ーンから構成される。前記１〜７の数字は、図１に示さ
れた１〜７の数字に対応する。
調製した。 ４． Ｈ−ＣＴＡ−ＧＧＴ* −ＡＣＧ−ＴＧＡ−ＮＨ2
（１．の下線のセグメントに相補的） ５． Ｈ−ＴＣＡ−ＣＧＴ* −ＡＣＣ−ＴＡＧ−ＮＨ2
（２．の下線のセグメントに相補的） ６． Ｈ−ＧＴＡ−ＧＣＡ−Ｔ* ＣＧ−ＮＨ2 （２．の
小文字のセグメントに相補的） ７． Ｈ−ＡＴＧ−ＣＡＴ* −ＧＣＡ−ＮＨ2 （１．の
小文字のセグメントに相補的） Ｔ* は、その位置でのＴモノマーがリジン含有バックボ
ーンから構成される。前記１〜７の数字は、図１に示さ
れた１〜７の数字に対応する。
【００６４】分子１、２および３は、オリゴマー要素と
して６個のＰＮＡ分子を含むオリゴマー構造体を形成す
るように設計される（３個にそれぞれ２回含まれる）。
配列は、オリゴマー要素１、２および３の特定の前もっ
て決定された結合が存在するように選択される。形成さ
れた幾何学構造体は、２つの枝分かれ点および４つの二
本鎖セグメントを有する。
して６個のＰＮＡ分子を含むオリゴマー構造体を形成す
るように設計される（３個にそれぞれ２回含まれる）。
配列は、オリゴマー要素１、２および３の特定の前もっ
て決定された結合が存在するように選択される。形成さ
れた幾何学構造体は、２つの枝分かれ点および４つの二
本鎖セグメントを有する。
【００６５】対照ハイブリダイゼーション 融解温度（Ｔm ）の測定は、すべてのセグメントがハイ
ブリダイズ可能であることを示す個々の対照部分の連続
ハイブリダイゼーションを示す。したがって、１２マー
の対照セグメント４および５の相補的セグメント１また
は２へのハイブリダイゼーションは、約７２℃での明ら
かな遷移を示す。９マーの対照セグメント（６および
７）の相補的セグメント１または２へのハイブリダイゼ
ーションは、約６０℃での遷移を示す。連結セグメント
（３）の相補的セグメント１または２へのハイブリダイ
ゼーションは、約６５℃での遷移を示す。これらの実験
により、ステムは、約７３℃のＴm （１２マー）を有
し、フォーク部分は、約６０℃のより低いＴm （９マ
ー）を有することが示される。
ブリダイズ可能であることを示す個々の対照部分の連続
ハイブリダイゼーションを示す。したがって、１２マー
の対照セグメント４および５の相補的セグメント１また
は２へのハイブリダイゼーションは、約７２℃での明ら
かな遷移を示す。９マーの対照セグメント（６および
７）の相補的セグメント１または２へのハイブリダイゼ
ーションは、約６０℃での遷移を示す。連結セグメント
（３）の相補的セグメント１または２へのハイブリダイ
ゼーションは、約６５℃での遷移を示す。これらの実験
により、ステムは、約７３℃のＴm （１２マー）を有
し、フォーク部分は、約６０℃のより低いＴm （９マ
ー）を有することが示される。
【００６６】超分子構造体の形成 １および２相互のハイブリダイゼーション（１本のフォ
ーク形成、２分子の結合）は、示された対照セグメント
とちょうど同じ大きさのΔＯＤを有する７３℃での非常
に明らかな遷移を示す。１、２および３の混合（二重フ
ォーク形成、６分子の結合）は、７３℃で明らかな遷移
を示し、５０〜６０℃付近で弱い遷移を示す。この実験
におけるΔＯＤは、最高の測定値である。この実験によ
り、該構造体の２つのハイブリダイズしたステム部分
（ダイマー、二本鎖形成により生成）は、ＰＮＡ（３）
の重複により結合させることができることが示される。
全体の構造は、目的の「二重フォーク」であると予想さ
れる。Ｔm の測定に加え、全体の複合体の増加したΔＯ
Ｄにより、より大きな構造体が形成されることが示され
た。
ーク形成、２分子の結合）は、示された対照セグメント
とちょうど同じ大きさのΔＯＤを有する７３℃での非常
に明らかな遷移を示す。１、２および３の混合（二重フ
ォーク形成、６分子の結合）は、７３℃で明らかな遷移
を示し、５０〜６０℃付近で弱い遷移を示す。この実験
におけるΔＯＤは、最高の測定値である。この実験によ
り、該構造体の２つのハイブリダイズしたステム部分
（ダイマー、二本鎖形成により生成）は、ＰＮＡ（３）
の重複により結合させることができることが示される。
全体の構造は、目的の「二重フォーク」であると予想さ
れる。Ｔm の測定に加え、全体の複合体の増加したΔＯ
Ｄにより、より大きな構造体が形成されることが示され
た。
【００６７】超分子構造体は、ＡＦＭ（原子間力顕微
鏡）により可視化することができる（Hansma, H. G. &
Hoh, J. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 11
5-139(1994); Bustamante, C. & Rivetti, C. Annu. Re
v. Biophys. Biomol. Struct.25, 395-429 (1996); Ha
n, W., Linsay, S. M., Dlakic, M. & Harrington, E.
R. Nature, 386, 563を参照) 。該構造体は、溶液等で
調製され、次いで、解読可能な表面に適用可能かまた
は、該表面にビルディングブロックを連続して追加する
ことにより調製可能である。さらに、中性子回折によ
り、溶液中の超分子構造体の平均サイズの兆候を示すこ
とができる。
鏡）により可視化することができる（Hansma, H. G. &
Hoh, J. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 11
5-139(1994); Bustamante, C. & Rivetti, C. Annu. Re
v. Biophys. Biomol. Struct.25, 395-429 (1996); Ha
n, W., Linsay, S. M., Dlakic, M. & Harrington, E.
R. Nature, 386, 563を参照) 。該構造体は、溶液等で
調製され、次いで、解読可能な表面に適用可能かまた
は、該表面にビルディングブロックを連続して追加する
ことにより調製可能である。さらに、中性子回折によ
り、溶液中の超分子構造体の平均サイズの兆候を示すこ
とができる。
【００６８】
【発明の効果】本発明により、オリゴマー要素から二次
元または三次元の一定のポリマー幾何学構造体の構築方
法、かかる幾何学構造体ならびに一定の型の超分子構造
体の集合における核酸類似体の使用が提供される。本発
明によれば、より確実な方法で高分子量の超分子構造体
および予言できる方法でより安定な高分子量の超分子構
造体が提供される。また、本発明によれば、コンピュー
ターチップにおいて、ナノメータースケールでロボット
のアーム等のロボットにおいてならびに伝導度および／
または絶縁体性質を有する新規な材料／ポリマーにおい
て使用可能な超分子構造体に基づく新規な材料が提供さ
れる。
元または三次元の一定のポリマー幾何学構造体の構築方
法、かかる幾何学構造体ならびに一定の型の超分子構造
体の集合における核酸類似体の使用が提供される。本発
明によれば、より確実な方法で高分子量の超分子構造体
および予言できる方法でより安定な高分子量の超分子構
造体が提供される。また、本発明によれば、コンピュー
ターチップにおいて、ナノメータースケールでロボット
のアーム等のロボットにおいてならびに伝導度および／
または絶縁体性質を有する新規な材料／ポリマーにおい
て使用可能な超分子構造体に基づく新規な材料が提供さ
れる。
【図１】図１は、３つの異なるペプチド核酸の自己集合
により調製された、自己集合した二次元幾何学構造体の
構造を示す。
により調製された、自己集合した二次元幾何学構造体の
構造を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンセン，ヘンリック フライデンルント デンマーク国 ロドブレ デーカー−2660 タルンヴェイ 33アー エステー.
Claims (11)
- 【請求項１】 下記工程： − 認識要素の結合した第１のオリゴマー要素と、前記
第１のオリゴマー要素の認識要素を認識することが可能
な認識要素の結合した第２のオリゴマー要素とを結合条
件下で結合する工程、を含み、前記認識要素は、水素結
合、ファン・デル・ワールス相互作用、π−スタッキン
グまたは水排除を介して他の認識要素を認識する複素環
部分であり、前記第１および第２のオリゴマー要素の少
なくとも１つの認識要素が核酸類似体の空間の一定の位
置に結合していることを特徴とする、一定のオリゴマー
またはポリマーの幾何学構造体の構築方法。 - 【請求項２】 該核酸類似体がペプチド結合を含むバッ
クボーンを有することを特徴とする、請求項１記載の構
築方法。 - 【請求項３】 該構造体が二次元または三次元構造体で
あることを特徴とする、請求項１または２記載の構築方
法。 - 【請求項４】 該構造体が枝分かれしていることを特徴
とする、請求項１〜３いずれか記載の構築方法。 - 【請求項５】 該構造体がネットワークである、請求項
１〜４いずれか記載の構築方法。 - 【請求項６】 該第１および第２のオリゴマー要素が核
酸類似体を含む、請求項１〜５いずれか記載の構築方
法。 - 【請求項７】 異なる配列の認識要素を有する２以上の
オリゴマー要素を含有してなり、第１のオリゴマー要素
の認識要素は、水素結合を介して第２のオリゴマー要素
上の認識要素に結合してなる構造体であって、前記第１
および第２のオリゴマー要素が核酸類似体であることを
特徴とする、オリゴマーまたはポリマーの一定の幾何学
構造体。 - 【請求項８】 該幾何学構造体が５以上のオリゴマー要
素を含有してなることを特徴とする、請求項７記載の構
造体。 - 【請求項９】 一般式： 【化１】 （式中、Ｘはアミノ保護基であり、Ｙはカルボキシ保護
基であり、Ｒ7 は、正もしくは負の電荷を有する官能基
を含む部分、または金属イオンを錯化もしくはキレート
化可能な部分、または共有結合による架橋を誘導するた
めの反応基であり、Ｌは、複素環部分および反応性芳香
族部分から選択される親和性部分である）で表されるモ
ノマーサブユニットを含有してなる化合物を用いる、塩
基配列の特異性に基づく一定の型の超分子構造体の調製
方法。 - 【請求項１０】 正もしくは負の電荷を有する該官能基
がカルボキシル基、リン酸基もしくはアンモニウム基で
あり、共有結合による架橋を誘導するための該反応基が
メルカプト、マレインイミド、キノン、ナイトレンもし
くはカルベンであり、該親和性部分が芳香族アジドもし
くはキノンである、請求項９記載の調製方法。 - 【請求項１１】 請求項１により調製可能な幾何学構造
体を用いる、コンピューターチップの伝導体ネットワー
クの調製方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97108670 | 1997-05-30 | ||
| DE97108670:7 | 1997-05-30 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009008034A Division JP2009100762A (ja) | 1997-05-30 | 2009-01-16 | 二次元または三次元幾何学構造体 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH1149797A true JPH1149797A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=8226844
Family Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP10143931A Pending JPH1149797A (ja) | 1997-05-30 | 1998-05-26 | 二次元または三次元幾何学構造体 |
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|---|---|---|---|
| JP2009008034A Withdrawn JP2009100762A (ja) | 1997-05-30 | 2009-01-16 | 二次元または三次元幾何学構造体 |
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| JP (2) | JPH1149797A (ja) |
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| US7648678B2 (en) | 2002-12-20 | 2010-01-19 | Dako Denmark A/S | Method and system for pretreatment of tissue slides |
| US20100291485A1 (en) * | 2008-09-14 | 2010-11-18 | Troy Lapsys | Nanoscale molecule synthesis |
| CN106338423B (zh) | 2015-07-10 | 2020-07-14 | 三斯坎公司 | 组织学染色的空间复用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3924454A1 (de) | 1989-07-24 | 1991-02-07 | Cornelis P Prof Dr Hollenberg | Die anwendung von dna und dna-technologie fuer die konstruktion von netzwerken zur verwendung in der chip-konstruktion und chip-produktion (dna chips) |
| US5714331A (en) * | 1991-05-24 | 1998-02-03 | Buchardt, Deceased; Ole | Peptide nucleic acids having enhanced binding affinity, sequence specificity and solubility |
| DK51092D0 (da) * | 1991-05-24 | 1992-04-15 | Ole Buchardt | Oligonucleotid-analoge betegnet pna, monomere synthoner og fremgangsmaade til fremstilling deraf samt anvendelser deraf |
-
1998
- 1998-05-26 DK DK98109492T patent/DK0881228T3/da active
- 1998-05-26 JP JP10143931A patent/JPH1149797A/ja active Pending
- 1998-05-26 AT AT98109492T patent/ATE301669T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-05-26 EP EP98109492A patent/EP0881228B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-26 DE DE69831113T patent/DE69831113T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-29 US US09/087,514 patent/US6310179B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-07 US US09/656,759 patent/US6521744B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2009
- 2009-01-16 JP JP2009008034A patent/JP2009100762A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
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| DE69831113T2 (de) | 2006-05-24 |
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| US6310179B1 (en) | 2001-10-30 |
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