JPH11503720A - 空間的に配置されたアレイ中で複数の化学物質を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、異なる化合物のm x n 配列に関し、該化合物はアミン及びケトンからなる群から選択される少なくとも１種の構造的分岐要素を有し、骨格構造はアミンイミド、イミダゾロン、スルホニルアミンイミド及びホスホニルアミンイミドからなる群から選択される。

Description

【発明の詳細な説明】 空間的に配置されたアレイ中で複数の化学物質を製造する方法発明の背景 新しい分子の発見は、伝統的に二つの広い領域、すなわち、生命の脅威となる 病気の治療のための医薬として使用される生理活性物質、及び商業用、特にハイ テクノロジー用途に使用される新規物質に向けられてきている。両者において、 新規分子の発見に用いられる戦略は基本的に二つの操作、すなわち、(i)化学合 成や天然物からの単離により調製された候補分子のランダムな選択、及び(ii)目 的の特性についてのその候補分子の試験、を含んでいる。この発見のサイクルを 、目的の特性を有する分子が発見されるまで無限に繰り返す。多くの場合、試験 のために選ばれる分子の型は、かなり狭く限定された化学群に属している。例え ば、新規ペプチドホルモンの発見はペプチドを使用した研究に関連し、新規治療 用ステロイドの発見はステロイド核を使用した研究に関連し、コンピューターチ ップやセンサーの製造に使用される新規表面の発見は無機材料を使用した研究に 関連している（例えばHirschmann，Angew．Chem.，Int．Ed．in Engl．1991，30 ,1278-1301 参照）。その結果、特に天然の、思いがけない発見に主として依存 している新規な機能を有する分子の発見は、極めて時間浪費型の、面倒な、予測 出来ない、コストのかかる仕事であった。 新規分子の発見に利用されている戦略と手段について以下に簡単に説明する。 生物学的に興味のある分子について特に説明する。しかし、以下に説明するよう にハイテクノロジー用途の新規材料として役立ち得る加工材料の開発及び分子の 発見において遭遇する技術的な課題がある。 生物活性の現代理論は、生物活性、従って、生理的状態は分子認識事象の結果 であると述べている。例えば、ヌクレオチドは、相補的な塩基対を形成すること ができ、相補的一本鎖分子がハイブリダイズし、遺伝子発現の調節に関与してい ると考えられる二重又は三重螺旋構造を形成する。また別の例では、リガンドと 呼ばれる生理活性分子はリガンドアクセプター（例えば、レセプター又は酵素） と呼ばれる通常は巨大分子であるもう一つの分子と結合し、この結合が、最終的 に生理的状態、例えば、正常な細胞の成長及び分化、発癌現象をもたらす異常な 細胞の成長、血圧の制御、神経インパルスの生成と伝達等を引き起こす、一連の 分子事象を誘導する。リガンドとリガンドアクセプターの結合は適正な三次元構 造配置と化学的相互作用が関与した、幾何学的特徴を有する極めて特異的なもの である。生物学的リガンドの模擬物の設計と合成 病気の治療に使用され得る試薬の開発のための最近の戦略は、生物レセプター 、酵素、又は関連巨大分子のリガンドの形態を発見し、そのリガンドを模倣し、 リガンドの活性を高め（すなわち、アゴナイズ）又は抑制（すなわち、アンタゴ ナイズ）するものの発見に関連している。このような望ましいリガンドの形態の 発見は、分子(化学合成により、又は天然から単離された分子、例えば、K．Naka nishi，Acta Pharm．Nord.，1992，4，319-328)のランダムスクリーニングによ り又は、先導構造、通常は天然リガンドの構造を同定し、構造の新しいデザイン を多数回繰り返してその特性を最適化し、生物試験を行ういわゆる”合理的”ア プローチ(例えば、Testa，B．& Kier，L．B．Med．Res．Rev．1991，11，35-48 及びRotstein，S．H．& Murcko，M．A．J．Med．Chem．1993，36，1700-1710)を 利用して伝統的に行われてきている。最も有用な医薬は、”合理的”アプローチ ではなく、ランダムに選択された化合物のスクリーニングにより発見されている ので、最近では、組合せの化学を利用して、特定の生物活性をスクリーニングし たランダムに構築された化学構造の巨大なライブラリーを構築して、医薬の発見 をハイブリッドアプローチによりおこなうことが出現している(Brenner，S．& L erner，R．A．Proc．Natl．Acad．Sci．USA 1992，89，5381)。 ”合理的”医薬デザインに使用されている最も先導的な構造は、レセプター又 は酵素の天然ポリペプチドリガンドである。ポリペプチドリガンド、特に小さな ものの大多数は、ペプチド結合が酸性媒体中で又はペプチダーゼの存在下で加水 分解を受けやすいという傾向があるため、生理的流体中で比較的不安定である。 従って、このようなリガンドは、薬物動力学的観点から決定的に不利であり、医 薬として好ましくない。医薬として小さなペプチドがさらに制限される理由は、 リガンドアクセプターに対する親和性が低いということである。この現象は、大 きな、たたまれたポリペプチドが示す、例えば、特定のレセプター、例えば、レ セプター又は酵素に対するナノモル以下の領域にもなる親和性と鋭い対照を示す 。ペプチドが、有効な医薬となるためには、好ましくはナノモル領域でしっかり と結合し、生物流体と共存する化学及び生化学的な厳しさに耐えることができる 、非ペプチド性有機構造物、すなわち、模擬ペプチドに変換される必要がある。 模擬ペプチドデザインの技術における多数の進歩にもかかわらず、ポリペプチ ドリガンド構造を模擬ペプチドに変換するという課題に対する一般的な回答は出 されていない。現在のところ、”合理的”な模擬ペプチドデザインは特別のベー スに基づいている。多数の新デザイン−合成−スクリーニングサイクルを使用し てある種の生化学群に属するペプチドリガンドが有機チェストと薬理学者によっ て特定の模擬ペプチドに変換された。しかし、多くの場合、一つの生化学領域、 例えば、先導として酵素基質を用いたペプチダーゼ阻害剤デザインにおける結果 を、他の領域、例えば、先導としてキナーゼ基質を用いたチロシン−キナーゼ阻 害剤デザインに利用することはできない。 多くの場合、”合理的”アプローチを用いたペプチド構造先導物からの模擬ペ プチドは、非天然のアミノ酸を含んでいる。これら模擬物の多くは、天然ペプチ ド（α−アミノ酸からなる）の厄介な特性のいくつかを示すので、医薬としての 使用には適さない。最近、非ペプチド骨格、例えば、ステロイドや糖構造を使用 して、特定のレセプター結合基を固定された幾何学的関係で結合する基本的な研 究が提案されている(例えば、Hirschmann，R.ら J．Am．Chem．Soc．1992，114, 9699-9701; Hirschmann，R.ら J．Am．Chem．Soc．1992，114，9217-9218)。し かし、このアプローチの成功はまだみられていない。 先導構造の同定を促進する試みにおいて、また、ランダムに選択された化合物 のスクリーニングにより有用な医薬候補を同定する試みにおいて、望ましい生物 活性についてスクリーニングされた”ペプトイド”と呼ばれるある種の模擬ペプ チドと、ペプチドの大きな組合せライブラリーを形成する自動的な方法が開発さ れた（Gordon，E．M．ら J．Med．Chem．1994，37，1385-1401）。例えば、H.M. Geysen(Bioorg．Med．Chem．Letters，1993，3，397-404; Proc．Natl．Acad．S ci．USA 1984，81，3998)は、メリーフィールドペプチド合成の改良法を使用し ており、この方法では、合成すべきペプチドのＣ−末端アミノ酸残基を、ポリエ チレンピンとして成形した固体支持体粒子に結合し、これらのピンを個別に又は 集合的に順次処理して、追加のアミノ酸残基を導入し、目的のペプチドを形成す る。このペプチドを次にピンから除去することなく活性についてスクリーニング する。Houghton（Proc．Natl．Acad．Sci．USA 1985，82，5131; Eichler，J．& Houghton，R．A．Biochemistry，1993，32，11035-11041，及びU.S.Patent No. 4,631,211）は、固体支持体に結合したC-末端アミノ酸を有する個別のポリエチ レンバッグ（ティーバッグ）を使用している。これらを固相合成法を用いて必要 なアミノ酸と混合し結合する。次いで製造されたペプチドを回収し、個別に試験 する。S．P．A．Fodorらは（Science 1991，251，767）は、シリコンウエファー 上に光指令性、空間的にアドレス可能なパラレルペプチド合成を行い、生物ター ゲットへの結合を直接に試験することのできるアドレス可能なペプチドの大きな アレイを形成することを記載している。これらの研究者は、ファージの表面に巨 大なペプチドライブラリーを発現するための組換えＤＮＡ／遺伝子工学的方法を 開発している(Cwirlaら,Proc．Natl．Acad．Sci．USA 1990，87，6378; Barbas ら，Proc．Natl．Acad．Sci．USA，1991，881，7978-7982)． 別の結合方法(combinatorial approach)では、V.D．Huebner及び D.V．Santi （米国特許第5182366 号明細書）は、それぞれ所望のアミノ酸でアシル化した部 分に分割された機能化ポリスチレンビーズを使用し、このビーズ部分は、混合さ れ、次いで、固相ペプチド合成技術を使用して、それぞれがジペプチドを産生す る第二の所望のアミノ酸で再度アシル化された部分に分割される。この合成スキ ームを使用することによって、均一な量で、指数関数的に増大した数のペプチド を生産した。このペプチドは、次いで、関心のある生物学的活性に関してそれぞ れスクリーニングした。 Zuckermann及び共同研究者ら（例えば、Zuckermannら、J．Med．Chem．1994， 37，2678-2685 及び Zuckermann ら、Int．J．Peptide Protein Res．1992，91, 1を参照）は、ペプチドライブラリーの合成に対する同様の方法を開発し、これ らの方法を、「ペプトイド」と呼ばれる、N-アルキルグリシンペプチド誘導体の ライブラリーの製造のためのモジュール合成化学の自動化に適用した。このペプ トイドは、種々の生化学的標的に対する活性についてスクリーニングされる。同 様に、Symon ら、Proc．Natl．Acad．Sci．USA，1992，89，9367参照。コードさ れた結合化学合成は、最近記載された(Brenner，S. 及びLerner，R．A.，Proc. Natl．Acad．Sci．USA，1992，89，5381; Barbas，C．F.ら、Proc．Natl．Acad ．Sci．USA，1992，89，4457-4461。更に、Borchardt，A．及び Still，W．C.， J．Am．Chem．Soc．1994，116，373-374; Kerr，J．ら、J．Am．Chem．Soc．199 3，115，2529-2531も参照)。 M．J．Kurth 及び彼のグループ(Chen，C．ら、J．Am．Chem．Soc．1994，116, 2661-2662)は、有機合成戦略を適用して、ポリマー支持体上における多段工程 方法を使用して合成した非ペプチドライブラリーを開発した。この方法は、化学 ライブラリーの適用及び開発における標準的な有機合成の有用性を示したが、合 成条件は、固相支持体との相容性によって限定される。 分離に使用される基体又は支持体の開発には、ビーズや、ゲル又はフィルムの ような加工材料を製造するための種々の条件におけるモノマー分子の重合/ 架橋 、若しくは、所望の新規な材料を製造するための、例えば、ポリスチレンビーズ のスルホン化のような、種々の市販されている加工材料の化学修飾が含まれる。 多くの場合、従来の支持体材料は、特定の分離又は分離型を実施するために開発 されたものであり、従って、限定された有用性を有する。これらの材料の多くは 、生物学的マクロ分子と非相容性であり、例えば、高圧液体クロマトグラフィー に汎用される逆相シリカは、疎水性タンパク質及び他のポリペプチドを変性し得 る。更に、多くの支持体は、感受性の生体分子、例えば、タンパク質、酵素、糖 タンパク質等と相容性ではない条件で使用される。これらの生体分子は、直ちに 変性し得るものであり、極端なpHに感受性である。これらの支持体を使用して行 われる分離における付加的な困難性は、分離結果が、しばしば支持体- バッチに 依存性であり、即ち、再現性がないことである。 近年、種々の被覆及び複合体形成材料を使用して、市販の加工材料を改善され た特性を有する物品に変化させることが行われている。しかしながら、この方法 は、今だ成功裡に終わっていない。 もしクロマトグラフィー支持体が錯体混合物の成分と特異的に結合する分子を 備えている場合には、その成分は、混合物から分離され、実験条件（例えば、バ ッファー、ストリンジェンシーなど）を変えることにより、次いで放出すること ができる。この型の分離は、「アフィニティークロマトグラフィー」と適切に呼 ばれ、非常に効果的でかつ広く使用されている分離技術である（Perry，E．S．, Technique of Chemistry，Vol．12（J．Wiley）及び May，S．W.，Separations and Purification，1978，3rd ed.を参照）。これは、最大分離効率を達成する ために、生体分子に損傷を与える条件、例えば、高圧、有機溶媒及び他の変性剤 等を使用することを含む条件の下で使用されることが要求される従来のクロマト グラフィー技術、例えば、シリカ、アルミナ、長鎖炭化水素やポリサッカライド で被覆されたシリカ又はアルミナ、及び他の型のビーズ又はゲルにおけるクロマ トグラフィーに比べて、確かに、遙かに選択的である（例えば、Stewart，D．J ．ら、J．Biotechnology 1989，11，253-266; Brown，E．ら、Int．Symp．Affin ity．Chromatography & Molecular Interactions 1979，86，37-50を参照）。 更に強力な分離技術の開発は、材料科学の分野、特に、生理学的媒体において 見出される条件に類似する実験条件の下で特異的分子形状を認識できる能力を有 する材料の設計及び組立におけるブレークスルーに有意に依存する。即ち、この ような実験条件には、温度及びpHが生理学レベルに近似しかつ生体分子を損傷す るか変性することが知られている試薬を含まない水性媒体が含まれなければなら ない。これらの「インテリジェント」材料の組立には、他を特異的に認識できる 小分子を、既存の材料、例えば、表面、フィルム、ゲル、ビーズ等に、広範囲の 科学変性によって導入する工程、これとは別に、認識できる分子をモノマーに変 え、これを使用して、高分子反応を介して、「インテリジェント」材料を創生す る工程が頻繁に含まれる。 多数のペプチドを合成する能力における進歩によって、異なるタンパク質が等 価に相互作用することのできる広範囲のミクロ環境の組合せを形成することがで きる。Kauvar（米国特許第 5,340,474号明細書）は、一連の被分析物からの選択 された被分析物に特異的な所要のアフィニティーを有するリガンドを、それらの リガンドの選択に最大の多様性(diversity)を付与することによって、得るクロ マトグラフィー方法を開発した。この技術の要点は、多数の平行する試料を分析 するのに適した、透過９６−ウェルプレート(flow-through 96-well plate)を使 用することである。パラトープアナログ（又は「パラログ」）として短いペプチ ドを主体とするリガンドは、ソーベントと結合するのに使用されるN-末端アミノ 酸スペーサーを含有する。C-末端は、アミド基でキャプされている。多様性は、 次いで、疎水性アミノ酸、エナンチオマーアミノ酸、正電荷、負電荷及び中性（ 親水性）残基の使用、並びにシステイン残基間のジスルフィド結合の形成を介し ての鎖内環化によって形成される。タンパク質は、次いで、ソーベントプレート 中の各カラム上に負荷され、クロマトグラフィーソーベントに結合したタンパク 質は、溶離され、次いで、第２の予備処理されたマイクロプレート中に集められ る（Benedek，K．ら、J．Chromatography 1992，627，51-61）。パラログのセッ トは、タンパク質構造文献(Villar，H.O．及び Kauvar，L．M.，FEBS Letters 1 994，349，125-130)から引用される以下の５つの独立パラメーターを系統的に変 化させることによって、また、一次抗原及びそのアナログの明瞭なスペクトルを 示す交又反応の再現性のあるパターンを抗原のパネルに対する分子アナログの免 疫分析によって規定するために(Cheung，P．Y．K．ら、Analytica Chimica Acta 1993，283，181-192)、組み立てられる。 1. 疎水性指数 2. pH７において溶液中のイオン化可能な側鎖の pKa値を平均化することによ って全体の電荷から誘導された等電点 3. 疎水性モーメント 4. 類似のラテラルダイポールモーメント 5. ヘリカル骨格に沿った嵩高い側鎖の分布における分散度の計測値としての 波型(corrugation)因子定義 本発明は、構造要素から「分子構築物」と呼ばれる論理的に調製された合成製 品分子を、一群の分子構築物が一定の構造的要素及び可変構造要素を有するよう に設計、合成及び使用するためのシステムに関する。定義を以下に示す。 「構築物」は、共通の一定構造要素及び共通の可変構造要素を有する一群の分 子のメンバーである分子である。 「一連(array)」は、デカルト座標において分子構築物の論理的な位置的順位 である。 「結合」又は「化学結合」は、２つの原子間に共有される一群の電子を記述す るの使用する。この用語は、また、２つの原子間におけるイオン、共有又はその 他の引力を意味する。 「構築ブロック」は、分子構築物の組立てに有用な分子である。 「フラグメント」又は「構造多様性要素」は、分子構築物の共通の可変構造要 素を意味する。 “分子コア（molecular core）”とは、分子構成物（molecular construct） の共通かつ一定な構造要素（structural element）のことである。 “空間的なアドレス（address）”とは、独特のデカルト座標により定義され る配列（array）内における位置（position）のことである。 “サブ配列（sub-array）”とは、共通の分子コアを有し、かつ断片（fragmen t）内の０又は１つの変化により互いに異なる分子構成物を含む、与えられた配 列内の空間的なアドレスの集合（set）のことである。 “相対的なアドレス（relative address）”とは、選択したあらゆるアドレス と比較できる、配列又はサブ配列内の位置（location）のことを言う。 “オペレーター（operator）”とは、配列又はサブ配列内に存在する個々のセ ル（cell）内の少なくとも２つの空間的なアドレス（spatial address）の状況 において同時に起こる（simultaneous）及び／又は共に起こる（concurrent）変 化であって、結果として配列内の少なくとも１つの分子構成物における構造の変 化を生じさせる変化のことである。特に、本発明の用語におけるオペレーターは 、分子コア上の少なくとも１つの部位において構造多様性要素（structural div ersity element）に対するアタッチメント（attachment）になるか又はそれを提 供することのできる反応であって、構造多様性要素の構造モチーフ（structural motif）を付加又は変化させる反応であることができる。特許権に従い行う ことができるその他のオペレーターは、試薬又は溶媒の添加、例えばガスクロマ トグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、質量分析法、赤外分光測定法、紫 外分光測定法、核磁気共鳴分析法、蛍光分光測定法（fluorescence spectroscop y）、融点、物質収支、燃焼分析法及び薄層クロマトグラフィー等の品質管理プ ロトコル（quality control protocol）、例えばELISA、分光学的阻害アッセイ （spectroscopic inhibition assay）、ディスクアッセイ（disc assay）及び結 合アフィニティーアッセイ（binding affinity assay）等の生物学的及び酵素学 的アッセイ、機械的な動作（motion）又は操作、静置（resting）及び蒸発を含 む時間の経過、加熱及び冷却、合成における以前の工程の繰り返し、並びに設計 目的に適した形態の生成物の希釈及び処理（dispensation）を含むが、これらに 限定されるものではない。発明の概要 本発明は、異なる化学物質（chemical compound）からなるｍ×ｎ配列であっ て、前記物質（compound）のそれぞれが、以下に示す群： より選ばれる少なくとも１種の構造多様性要素を有しており、かつ骨格構造が以 下に示す群： より選ばれる配列に向けられる。 更に本発明は、異なる化学物質のｍ×ｎ配列であって、前記物質のそれぞれが 本明細書で定義した少なくとも１種の構造多様性要素を有しており、かつ骨格構 造が、少なくとも３つの炭素原子を有し、かつ、通常は、反応して構造多様性要 素を形成するか又は結びつく（attach）ことができる部位への他の分子の付加に よる、構造を変化させる反応を受けることができる少なくとも２つの部位を分子 内に有する化学分子（chemical molecule）であってもよい配列に向けられる。 更に本発明は、配列内に少なくとも１種のｋ×ｌサブ配列を含む分子構成物の 論理的な順序付け（logical ordering）を有する、分子構成物と呼ばれる化学物 質のｎ×ｍ配列であって、各サブ配列は、 ａ）少なくともｋ．ｌの分子構成物であって、共通の分子コアを有し、かつ分 子コアに結びついた構造多様性要素における少なくとも１つの変化によってその 他のｋ．ｌ分子構成物とは異なる分子構成物、及び ｂ）配列内の各サブ配列であって、各サブ配列内の対応する全ての分子構成物 が構造多様性要素内に少なくとも１つの変化を有しているという点で、その他の 全てのサブ配列と関連しているサブ配列、 からなることを特徴とする配列に向けられる。 又、前記化学物質からなる配列は、ｎ、ｍ、ｋ及びｌが全て１より大きい整数 であるという状況を包含する。 又、前記化学物質からなる配列は、ｎ＞５かつｍ＞１又はｎ＞１０かつｍ＞１ 、更にはｎ＞５かつｍ＞５という状況に向けることもできる。ｍ及びｎについて 用 いる特定の整数は重要でなく、所望の配列の形態に依存してあらゆるものを選ぶ ことができる。 又、前記に定義した化学物質の配列は、ｍ×ｎが１０よりも大きい、２０より も大きい、１００よりも大きい、２００よりも大きい、５００よりも大きい、１ ０００よりも大きい、更には５０００よりも大きい配列にも向けられる。更に、 最終の数（final number）は選んだｍ及びｎの値のあらゆる倍数をとることがで きる。 更に本発明は、配列内に少なくとも１つのｋ×ｌサブ配列を含む分子構成物の 論理的な順序付けを有する、分子構成物と呼ばれる化学物質のｎ×ｍ配列であっ て、各サブ配列は、 ａ）少なくともｋ．ｌの分子構成物であって、共通の分子コアを有し、かつ分 子コアに結びついた構造多様性要素における少なくとも１つの変化によってその 他のｋ．ｌ分子構成物とは異なる分子構成物、 ｂ）配列内の各サブ配列であって、各サブ配列内の対応する全ての分子構成物 が構造多様性要素内に少なくとも１つの変化を有しているという点で、その他の 全てのサブ配列と関連しているサブ配列、及び、 ｃ）各分子構成物が少なくとも２つの隣接する分子構成物から等距離にあるこ と、 からなることを特徴とする配列に向けられる。 好ましい配列は直前に記載したものであり、ｎ及びｍが３よりも大きいときに は、化学物質は、等距離で隣接するその他の４つの化学物質により４面を囲まれ る配列である。 更に本発明は、配列内に少なくとも１つのｋ×ｌサブ配列を含む分子構成物の 論理的な順序付けを有する分子構成物と呼ばれる化学物質のｎ×ｍ配列であって 、各サブ配列は、 ａ）少なくともｋ．ｌの分子構成物であって、共通の分子コアを有し、かつ分 子コアに結びついた構造多様性要素における少なくとも１つの変化によってその 他のｋ．ｌ分子構成物とは異なる分子構成物、 ｂ）配列内の各サブ配列であって、各サブ配列内の対応する全ての分子構成物 が構造多様性要素内に少なくとも１つの変化を有しているという点で、その他の 全てのサブ配列と関連しているサブ配列、及び、 ｃ）各分子構成物が容器材料（container material）によりその他の全ての分 子構成物から分離されること、 からなることを特徴とする配列に向けられる。 前記の配列用に含まれる材料は、ガラス、ポリマー、シリコン又は当業者に既 知のあらゆる材料を使用してもよい。 更に本発明は、配列内に少なくとも１つのｋ×ｌサブ配列を含む分子構成物の 論理的な順序付けを有する、分子構成物と呼ばれる化学物質のｎ×ｍ配列であっ て、各サブ配列は、 ａ）少なくともｋ．ｌの分子構成物であって、共通の分子コアを有し、かつ分 子コアに結びついた構造多様性要素における少なくとも１つの変化によってその 他のｋ．ｌ分子構成物とは異なる分子構成物、 ｂ）配列内の各サブ配列であって、各サブ配列内の対応する全ての分子構成物 が構造多様性要素内に少なくとも１つの変化を有しているという点で、その他の 全てのサブ配列と関連しているサブ配列、及び、 ｃ）各分子構成物が少なくとも２つの隣接する分子構成物から等距離にあるこ と、 からなることを特徴とする配列に向けられる。 好ましい配列は直前に記載したものであり、ｎ及びｍが3 よりも大きいときに は、化学物質は、等距離で隣接するその他の４つの化学物質により4 面を囲まれ る配列である。 更に本発明は、配列内に少なくとも１つのｋ×ｌサブ配列を含む分子構成物の 論理的な順序付けを有する、分子構成物と呼ばれる化学物質のｎ×ｍ×ｑ配列で あって、各サブ配列は、 ａ）少なくともｋ．ｌの分子構成物であって、共通の分子コアを有し、かつ分 子コアに結びついた構造多様性要素における少なくとも１つの変化によってその 他のｋ．ｌ分子構成物とは異なる分子構成物、 ｂ）配列内の各サブ配列であって、各サブ配列内の対応する全ての分子構成物 が構造多様性要素内に少なくとも１つの変化を有しているという点で、その他の 全てのサブ配列と関連しているサブ配列、及び、 ｃ）ｑは１よりも大きい整数であって、ｑｌ〜ｑｓ（ｓは1 よりも大きい整数 である）と呼ばれる各配列は、少なくとも１つの機能によりその他のｑ配列と異 なること、 からなることを特徴とする配列に向けられる。 更に本発明は、ｎ×ｍ×ｑ配列であって、機能がアミン、アルデヒド、アルコ ール、ケトン、カルボン酸、エーテル及びエポキシからなる群より選ばれる有機 構造の付加であり、機能は分析技術であってもよく又はなくてもよい配列に向け られる。 本発明の主題である反応は、例えば装置に結びついたマルチプルピペット（mu ltiple pipette）等の機械装置及び当業者に既知のその他の方法を使用すること により同時に行われてもよい。図面の簡単な説明 図１は構築ブロック、それらのアドレス及びその種々のオペレーターの間の関 係を示すアレイ頂のグラフ図である。 図２は構築ブロックを組み合わせてアレイを形成するためのイベントの順序を 示す略図である。発明の詳細な説明 本発明は、化合物の所望の性質が測定でき、かつそれらを構築するためのフラ グメント使用の特定の規則的変化に相関関係付けられる、種々の用途の一つに関 する化学化合物のアレイの論理的レイアウト、構築及び試験に関する。そのアレ イは、アッセンブリーを迅速に処理し、試験から誘導された情報の内容を最大に し、かつ試験方法からのそのデータの迅速な抽出を促進するような様式で規則的 である。この方法は所望の用途に最適の性質を有する化合物の開発を促進するの に大きな実用性を有する。 アレイは化合物の論理的に規則的かつ配置されたサブアレイから構築される。 夫々のサブアレイは１〜10¹²の数の範囲であり、かつ所定のサブアレイ内の２種 の化合物の間の変化がフラグメント中のゼロ(0)または一つ(1)の変化のみからな るような様式で、下記の性質を有する構造上関連する個々の化学化合物の空間上 アドレス可能な組からなる。(1)“分子コア”と称される共通の構造上の足場(sc affold)要素及び(2)フラグメントと称される可変の構造多様性要素。これらのア レイは順にアレイの組からなる高次アレイを形成するような様式で配置され、試 験されてその用途に利用可能な最適の構造上の特徴に関する情報を与える。 サブアレイは、化合物の直接の比較が所望の用途、並びに物理的性質及び反応 性の変化に関する効果について効果の知られているフラグメントに関する情報を 自動的に生じるような様式で配置される。独立に可変の構造多様性要素の数ｎに 関する簡単な組理論により与えられるように、ｎ論理的高次アレイ配置が存在し 、その結果、ｎ構造多様性要素の夫々の変化の効果に関する関連情報が適当に配 置されたサブアレイ中の相対的アドレスからの試験データの比較により簡単な方 法で得られる。 本発明の用途は所望の生物活性または物理的活性の迅速な測定及び最適化であ る。アレイがスクリーニングされ、最適候補が選ばれる。このプロセスはｎ次元 で続行されて、候補の絶対的構造活性関係（“SAR”）ピクチャーと、試験中の 使用についてアレイの迅速なモジュラー合成により加速された選択とを与える。 こうして、一面において、本発明はIND 立候補に関する化合物の迅速な合成、ス クリーニング及び試験に関して今までのところ最も強力な手段である。この方法 はアッセンブリーの方法において反応し、関与するフラグメントの能力のみに基 いてフラグメントを選択するために促進される。 これらのアレイは集合されて徹底的試験のための“スーパーアレイ”を形成し 得る。このアプローチは生物活性を研究するための異なる構造、機能性及び空間 上の配置についての大規模な検討を与える。 また、アレイの物理的構築は純度及び性質の確認に関する合成結果の論理的か つ迅速な分析を可能にする。所定のサブアレイ内の一連の位置を試験することに より、そのコアの構築の効力を測定し、満足な結果を与えないフラグメントを排 除すること（即ち、アッセンブリー内のプロセス開発）が可能になる。それ故、 この糸は先の結果からの所定の試薬の実用性を学習し、更なる使用からそれらを 削除し、またはアレイ中のそれらの有効なとり込みに一般的な条件を変化する能 力を有する。こうして、陽性結果及び陰性結果の両方がアレイの最終的な構築に 有益であり、しかもフラグメントの包含または排除に関して不明確さがない。 本発明の更に別の用途は、分離用途または精製用途のためのクロマトグラフィ ー担体への付着についての最適分析物またはエピトープ結合リガンドの促進であ る。本発明の更に別の用途は、濃度、安定性、反応性またはその他のあらゆる所 望の物理的性質の如き性質に関する物質の選択を促進するように、モジュラー様 式で物質を構築することができることに関する。多くの方法がこのような努力に おいてフラグメント候補に関する論理的選択に頼っているが、この方法は全ての 候補の構築及び試験を提供し、それにより、従来の方法が時間、労力、及びコス トの制限に基いて行っている折衷を排除する。あらゆる可能な合成変化のスクリ ーニングにより、最適候補の選択は化学的直観ではなくデータの問題である。所 望のアフィニティーが迅速に最適化でき、かつ所定のサブアレイ内でなされた単 独変化に直接に相関関係付けられ、帰属し得る。それ故、リガンドの選択は最早 ランダムな直観的プロセスではなく、徹底的なデータを与える完全信頼度のもの である（Kauvar,L.M．の米国特許第5,340,474 号を参照のこと）。 更に、本発明は、アレイ様式またはサブアレイ様式のアッセンブリーのプラン ニング、記号論理学的開発、実施、品質分析、パッケージング、分配、試験、解 読及び反復の間のすきまのない技術の開発を提供する。本発明は統一された化学 発見システムの統合されたデザイン及び送出を提供し、これは情報処理の論理及 び実施の適用により従来知られていなかった。本発明は全ての可能な空間アドレ スの占有を提供し、それ故、所望の性質の完全な分析を可能にする。この概念は このモジュラー構築の統合された局面を支持するのに適当なハードウェア及びソ フトウェアの設計及び製造に向けて拡張し得る。 本発明の論理的に配置されたアレイは全ての既知の従来技術とは基本的に異な る。これらのアレイの試験は完全な関連構造情報の発生を自動的にもたらし、そ の結果、陽性結果が(1)所定の空間アドレス内の化合物に関する情報、(2)系統的 構造上の同種の組に対するこの情報の同時の並置、(3)陽性結果の存在下で陰 性結果から関連構造情報を抽出することができることを与える。 全ての既知の従来技術は一般的に構造多様性の最大化に関する。定義により、 これは最大データの獲得を排除した。これらの場合、個々の構造変化と化合物の 測定可能な性質の得られる変化の関係が試験結果から直接に得られない。直観に より導かれつつ、従来技術の方法を使用して所望の物理的性質を有する化合物を 得る方法はせいぜいランダムな統計的プロセスである。こうして、陽性結果は特 定の構造修飾と所望の性質の相当する変化の関係に関する追加の情報を与えるよ うに設計されず、また陰性結果は情報を全く与えることができない。従来技術の 方法は、コストがかかり、時間を浪費し、かつ成功が予測し難い方法で関連情報 を解明するために広範囲の更なる実験を一般的に必要とする。 これらのアレイは多種の分子コアから構築されてもよく、その幾つかの例が以 下に示される。コア候補に関する基準は、足場がa)少なくとも二つの構造多様性 要素に関する付着点に相当し、b)調節された変化する空間配置中のこれらの構造 多様性要素に相当することができ、c)迅速な協同様式で構築し得ることである。 一般に、分子コアは線状、分岐または環状の有機化合物である。特に、分子コ アは、少なくとも３個の炭素原子と、通常、反応して構造多様性要素を形成また は付着することができる部位へのその他の分子の付加により、構造を変化する反 応を行い得る分子の二つの部位とを有する化学分子を含む。 分子コアの一つの例はアミンイミド分子である。これは既に記載された技術で ある。 これらの化合物は、以下に示されるように、エポキシド、エステル、及びヒドラ ジンの反応、並びにヒドラジドのアルキル化から、幾つかの方法で合成し得る。 オキサゾロン分子の分子コアを形成することができる足場の例。メチリデンア ミドはアルデヒド、次いでアミンとオキサゾロンの連続反応から生成される。こ れらの化合物及びそれらの同種は順にイミダゾロンに変換されてもよい。 これらの化合物及びそれらの製造方法がPCT 公表WO 94/00509及びWO 94/01102 に記載されている。 スルホニルアミンイミド及びホスホニルアミンイミドがそれらの炭素系相対物 として同様の方法で構築し得る分子コアの更に別の例であり、所望の様式のエポ キシドとヒドラジンの反応に関与しないスルホネートエステルを除く。 アミンイミド、オキサゾロン、スルホニルアミンイミド、及びホスホニルアミ ンイミドが分子コアの概念の幾つかの例であるが、その他の分子コアが本発明の 教示に従って可能である。可能な分子コアの更に別の例として、アルカロイド、 キノリン、イソキノリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、プリン、ピ リミジン、チアゾリジン、イミダゾピラジノン、オキサゾロピリジン、ピロール 、ピロリジン、イミダゾリドン、キノロン、アミノ酸、マクロリド、ペネム、サ ッカリド、キサンチン、ベンゾチアジアジン、アントラサイクリン、ジベンゾシ クロペンタジエン、イノシトール、ポルフィン、コリン、及び幾何学的固体に相 当する炭素骨格（例えば、十二面体）が挙げられるが、これらに限定されない。 ディールス−アルダー反応、ダルツェンのグリシジルエステル縮合、シモンズ −スミスシクロプロパン化、ロジウム触媒カルベン付加、ユギ(Ugi)反応及びパ ッセリニ(Passerini)反応が、これらのアレイを上記のようにして構築するよう に、全てこのような方法で行い得る。この技術の適用が容易であり、それが構築 されるフォーマットが殆どの有機変換及び反応順序に使い易い。 構造多様性要素は同じであってもよく、また異なっていてもよく、種々の構造 のものであってもよく、またそれらの物理的性質または機能的性質を著しく異に していてもよく、または同じであってもよい。それらはまたキラルもしくは対称 的であってもよく、またはキラルもしくは対称的である化合物からのものであっ てもよい。構造多様性要素は下記の物質から選ばれることが好ましい。 1)形態(AA)_nのアミノ酸誘導体、これは、例えば、天然産αアミノ酸、特にア ラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン 、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メ チオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、トリプトファン 、チロシン；天然産の二置換アミノ酸、例えば、アミノイソ酪酸、及びイソバリ ン 等；α−二置換変異体、α位にオレフィン置換を有する種、天然産側鎖の誘導体 、変異体または擬態を有する種を含む種々の合成アミノ酸残基；Ｎ−置換グリシ ン残基；アミノ酸残基を機能上模擬することが知られている天然種及び合成種、 例えば、スタチン、ベスタチン等の全てを含む天然アミノ酸残基及び合成アミノ 酸残基（ｎ＝１）、上記のアミノ酸から構築されたペプチド（ｎ＝２〜30）、例 えば、アンギオテンシノーゲン及び生理学上重要なアンギオテンシン加水分解産 物のそのファミリー、並びに、上記の天然残基及び合成残基の全ての種々の組み 合わせ及び順列からつくられた誘導体、変異体及び擬態、ポリペプチド（ｎ＝31 〜70）、例えば、大きいエンドセリン、パンクレアスタチン、ヒト成長ホルモン 放出因子及びヒト膵臓ポリペプチド、構造タンパク質、例えば、コラーゲン、機 能性タンパク質、例えば、ヘモグロビン、調節性タンパク質、例えば、ドーパミ ンレセプター及びトロンビンレセプターを含むタンパク質（ｎ＞70）を含む。 2)形態(NUCL)_nのヌクレオチド誘導体、これは天然ヌクレオチド及び合成ヌク レオチド（ｎ＝１）、例えば、アデノシン、チミン、グアニジン、ウリジン、シ トシン、これらの誘導体及びプリン環、糖環の種々の変異体及び擬態、ホスフェ ート結合及びこれらの幾つかまたは全部の組み合わせ、天然産ヌクレオチドのホ モ及びヘテロ−合成組み合わせ及び順列；合成プリン種もしくはピリミジン種、 またはこれらの擬態を含む誘導体及び変異体；種々の糖環擬態；及びホスホジエ ステル、ホスホロチオネート、ホスホロジチオネート、ホスホルアミデート、ア ルキルホスホトリエステル、スルファメート、３’−チオホルムアセタール、メ チレン（メチルイミノ）、３−Ｎ−カルバメート、モルホリノカルバメート及び ペプチド核酸類似体を含むが、これらに限定されない多種のオルタネート主鎖類 似体の種々の可能なものを全て含むヌクレオチドプローブ（ｎ＝２〜25）及びオ リゴヌクレオチド（ｎ＞25）を含む。 3)形態(CH)_nの炭水化物誘導体、これは天然の生理活性炭水化物；関連化合物 、例えば、グルコース、ガラクトース、シアル酸、β−Ｄ−グルコシルアミン及 びノジョリマイシン（これらは両方ともグルコシダーゼのインヒビターである） ；擬似糖、例えば、５ａ−カルバ−２−Ｄ−ガラクトピラノース（これはクレブ シェラ・ニューモニア(Klebsiella pneumonia)の成長を抑制することが知られて い る）（ｎ＝１）；これらの合成炭水化物残基及び誘導体（ｎ＝１）並びに高マン ノースオリゴサッカリド、既知の抗生物質ストレプトマイシンを含む、天然に見 られるようなこれらの複雑なオリゴマー順列の全て（ｎ＞１）を含む。 4)天然産または合成の有機構造モチーフ。“モチーフ”という用語は、生物活 性を有する特定の構造を有し、または含む有機分子、例えば、酵素活性部位に相 補性の構造を有する分子と定義される。この用語は薬作用発生団、またはその代 謝産物を含む医薬化合物の公知の基本構造のあらゆるものを含む。これらの基本 構造として、β−ラクタム、例えば、バクテリアの細胞壁生合成を抑制すること が知られているペニシリン；CNS レセプターに結合することが知られており、抗 鬱剤として使用されるジベンゾアゼピン；バクテリアリボザイムに結合すること が知られているポリケチドマクロリド等が挙げられる。これらの構造モチーフは 一般にリガンドアクセプターに対し特異性の望ましい結合特性を有することが知 られている。 5)リポーター要素、例えば、天然または合成の色素または写真増幅することが できる残基、これはスルファミンイミド構造または反応スキームに合成上とり込 まれてもよく、またその基のリポーティング機能性に悪影響しないで基を介して 結合されてもよい反応性基を有する。好ましい反応性基はアミノ基、チオ基、ヒ ドロキシ基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、特に、メチルエステル基、 酸クロリド基、イソシアネートアルキルハライド基、アリールハライド基及びオ キシラン基である。 6)重合性基、例えば、二重結合または縮合重合もしくは共重合を行い得るその 他の官能基を含む有機部分。好適な基として、ビニル基、オキシラン基、カルボ ン酸、酸クロリド、エステル、アミド、アズラクトン、ラクトン及びラクタムが 挙げられる。また、その他の有機部分、例えば、Ｒ及びＲ’について定義された ような有機部分が使用されてもよい。 7)巨大分子成分、例えば、巨大分子表面または構造、これらはリガンド−レセ プター分子への付着種の結合が悪影響されず、かつ付着官能基の相互作用活性が 巨大分子により決定または制限されるような方法で上記の種々の反応性基を介し てスルファミンイミドモジュールに付着されてもよい。巨大分子成分の例として 、 種々の用途、例えば、通常のクロマトグラフィー分離及び逆相クロマトグラフィ ー分離、水精製、塗料用顔料、等に普通使用されるような、多孔質無機成分及び 非多孔質無機成分、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等；タン パク質精製、水軟化に普通使用される、合成成分、例えば、スチレンジビニルベ ンゼンビーズ、種々のメタクリレートビーズ、PVA ビーズ、等を含む、多孔質有 機巨大分子成分及び非多孔質有機巨大分子成分；及び種々のその他の用途の天然 成分、例えば、天然セルロース及び官能化セルロース、例えば、アガロース及び キチン、ナイロン、ポリエーテルスルホンもしくは上記物質のいずれかから作ら れたシート及び中空繊維。これらの巨大分子の分子量は約1000ダルトンからでき るだけ高い分子量までの範囲であってもよい。それらはナノ粒子(dp=1000-5000 Å)、ラテックス粒子(dp=1000-5000 Å)、多孔質または非多孔質のビーズ(dp=0. 5-1000ミクロン)、膜、ゲル、巨視的表面または官能化もしくは被覆されたバー ジョン或いは複合材料の形態をとり得る。 また、構造多様性要素は好適な有機部分への化学結合、水素原子、有機部分（ これは好適な親電子基、例えば、アルデヒド、エステル、アルキルハライド、ケ トン、ニトリル、エポキシド等；好適な求核性基、例えば、ヒドロキシル、アミ ノ、カルボキシレート、アミド、カルボアニオン、尿素等；または下記のその他 の構造多様性要素の一種を含む）であってもよい。加えて、構造多様性要素は結 合して環、二環式系または三環式系；または先の式により特定された化合物の反 復単位の末端に結合する構造を形成してもよく、またはその他の部分に別々に連 結されていてもよい。 足場の構造多様性要素は同じであってもよく、また異なっていてもよく、夫々 が炭素、窒素、硫黄、酸素、あらゆるその他の無機元素またはこれらの組み合わ せの一種以上の原子であってもよい。構造多様性要素はシアノ、ニトロ、ハロゲ ン、酸素、ヒドロキシ、アルコキシ、チオ、直鎖アルキルまたは分岐鎖アルキル 、炭素環アリール及びこれらの置換誘導体または複素環誘導体であってもよい。 構造多様性要素は隣接分子コア中で異なっていてもよく、またそれらが結合され る炭素原子について選択された立体化学転移を有していてもよい。 本明細書に使用される線状鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基という表現は アルカン、アルケン及びアルキンを含む、あらゆる置換または未置換の非環式炭 素含有化合物を意味する。30個までの炭素原子を有するアルキル基が好ましい。 アルキル基の例として、低級アルキル、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル 、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチルまたはtert- ブチル；高級アルキル、 例えば、オクチル、ノニル、デシル、等；低級アルキレン、例えば、エチレン、 プロピレン、プロピルジエン、ブチレン、ブチルジエン；高級アルケニル、例え ば、１−デセン、１−ノネン、２，６−ジメチル−５−オクテニル、６−エチル −５−オクテニルまたはヘプテニル等；アルキニル、例えば、１−エチニル、２ −ブチニル、１−ペンチニル等が挙げられる。当業者は多数の線状アルキル基及 び分岐アルキル基を良く知っており、これらは本発明の範囲内である。 加えて、このようなアルキル基はまた種々の置換基を含んでもよい（１個以上 の水素原子が官能基により置換されている）。官能基として、ヒドロキシル、ア ミノ、カルボキシル、アミド、エステル、エーテル、及びハロゲン（フッ素、塩 素、臭素及びヨウ素）等が挙げられるが、これらに限定されない。特別な置換ア ルキル基は、例えば、アルコキシ、例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ペ ントキシ等、ポリヒドロキシ、例えば、１，２−ジヒドロキシプロピル、１，４ −ジヒドロキシ−１−ブチル、等；メチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミ ノ、ジエチルアミノ、トリエチルアミノ、シクロペンチルアミノ、ベンジルアミ ノ、ジベンジルアミノ、等；プロピオン酸基、ブタン酸基またはペンタン酸基、 等；ホルムアミド、アセトアミド、ブタンアミド、等、メトキシカルボニル、エ トキシカルボニル等、クロロホルミル、ブロモホルミル、１，１−クロロエチル 、ブロモエチル、等、またはジメチル基もしくはジエチル基等であってもよい。 本明細書に使用される約20個までの炭素原子の置換及び未置換の炭素環基は環 状炭素含有化合物を意味し、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル 、アダマンチル、等が挙げられるが、これらに限定されない。このような環式基 はまた種々の置換基を含んでもよい（１個以上の水素原子が官能基により置換さ れている）。このような官能基として、上記の官能基、及び上記の低級アルキル 基が挙げられる。本発明の環式基はヘテロ原子を更に含んでいてもよい。例えば 、特別な実施態様において、構造多様性要素Ａはシクロヘキサノールである。 本明細書に使用される置換アリール基及び未置換アリール基は、通常(4p-2)パ イ結合電子（式中、ｐは１以上の整数である）を含む共役二重結合の系を有する 炭化水素環を意味する。アリール基の例として、フェニル、ナフチル、アニシル 、トルイル、キシレニル等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明によ れば、アリールとして、アリールオキシ基、アラルキル基、アラルキルオキシ基 及びヘテロアリール基、例えば、ピリミジン、モルホリン、ピペラジン、ピペリ ジン、安息香酸、トルエンまたはチオフェン等がまた挙げられる。また、これら のアリール基はあらゆる数の種々の官能基で置換されていてもよい。置換アルキ ル基及び炭素環基に関して上記された官能基の他に、アリール基の官能基はニト ロ基であってもよい。 上記のように、構造多様性要素はまたアルキル基、炭素環基またはアリール基 のあらゆる組み合わせ、例えば、１−シクロヘキシルプロピル、ベンジルシクロ ヘキシルメチル、２−シクロヘキシル−プロピル、２，２−メチルシクロヘキシ ルプロピル、２，２−メチルフェニルプロピル、２，２−メチルフェニルブチル 等を表し得る。 また、構造多様性要素は、四級窒素への結合のための末端炭素原子を含む連結 基であってもよく、隣接ｎ単位中で異なっていてもよい。 本発明の一実施態様において、構造多様性要素の少なくとも一つは有機または 無機の巨大分子表面に相当する。好ましい巨大分子表面の例として、セラミック 、例えば、シリカ及びアルミナ、多孔質ビーズ及び非多孔質ビーズ、ポリマー、 例えば、ビーズの形態のラテックス、膜、ゲル、巨視的表面もしくは被覆バージ ョンまたはこれらの複合材料もしくはハイブリッドが挙げられる。 全ての刊行物、特許、及び特許出願が、それらの関係する部分の参考として本 明細書に特別に含まれる（The Merck Index,第11編，Budavari,S．編集，Merck ＆Co.，Rahway，NJ，1989; Physicians Desk Reference，第44編，Barnhart,E.D .Publ.，Medical Economics Company Inc.，Oradell，NJ，1990を参照のこと） 。 以下の実験は本発明の一実施態様を例示することを意味し、本発明をそれに限 定することを目的とするものではない。実施例 ８種のオキサゾロン（構築ブロックＡ）、32種のアルデヒド（構築ブロックＢ ）、及び40種のアミン（構築ブロックＣ）から、本発明の教示に従って、10,240 成分アレイを合成する。 AN 1001 プロトコル： 構築ブロックのテトラヒドロフラン(THF)溶液を“AN 10 01 SOLUTION PROTOCOLS．CALCULATIONS，AND BUILDING BLOCK SELECTION”と題 する普及シートについて生じたプロトコルに従って調製する。構築ブロック溶液 は“Ａ”で250 mM、“Ｂ”で250 mM、また“Ｃ”で500 mMである。充分な容積の 夫々の溶液を調製して反応プレート(Px、この場合AN 1001 についてx=1-128)の １列の生成を可能にする。反応プレートは夫々80の空間アドレス(8 X 10)を含み 、列は16の反応プレートを含む。全アレイはこれらの反応プレートの８列からな り、これらはアレイの製造を完結する時点で16回リサイクルされる。初期のサイ クルの第一オペレーターは“AN 1001 SPATIAL LAYOUT”と題する普及シートに記 載の“Ａ”構築ブロック溶液200 μl（1当量、50μモル）の空間送出であり、“ Ａ”構築ブロックはP1で開始し、P16 で終了する。第二オペレーターは“AN 100 1 SPATIAL LAYOUT，“B”BUILDING BLOCKS”と題する普及シートに記載の同反応 プレートへの“Ｂ”構築ブロック200 μl（1当量、50μモル）の空間送出である 。第三オペレーターは、“Ａ”構築ブロック及び“Ｂ”構築ブロックが添加され た全ての空間アドレスへのTHF 中のトリエチルアミンのI M(1 当量、50μモル) 溶液50μL の同反応プレートへの添加である。第四オペレーターは1.5 時間にわ たる60℃のアジテーターにおける反応ブロックの配置である。第五オペレーター は“AN 1001 SPATIAL LAYOUT，“C”BUILDING BLOCKS”と題する普及シートに記 載の“Ｃ”構築ブロック溶液100 μl（1当量、50μモル）の添加である。第六オ ペレーターは列またはサイクル中の全ての空間アドレスへのTHF200μL の添加で ある。第七オペレーターは反応プレートを16時間にわたって25℃で放置させ、TH Fの蒸発及び分子構築物の合成の完結を可能にする。次いで下記のオペレーター を適用して送出及び品質管理のために分子構築物を分配し、改良する。反応プレ ートを60℃で10分間加熱し、ジメチルスルホキシド(DMSO)400 μl を添加してそ の分子構築物を溶解する（オペレーター８）。その溶液を反応プレートから除去 し、 特別な方法でプラスチックミクロタイタプレートに入れる（オペレーター９）。 反応プレート（夫々のアドレス）をDMSO 325μL で４回特別に洗浄し、同ミクロ タイタプレートに入れる（オペレーター10）。これはその後の空間分配に供する DMSO中の分子構築物の29.4mM溶液を与える。品質管理のために夫々のミクロタイ タプレートからの特異なアドデスパターンレイアウト後にアリコート10μL を除 去する（オペレーター11）。これらのアリコートを特別に改良し、アセトニトリ ル300 μL で希釈し、これらのサンプルを夫々のミクロタイタプレート中の分子 構築物の品質管理のために高速液体クロマトグラフィー及び質量分析法による分 析にかける（オペレーター12）。上記サイクル及びオペレーターをもう７回繰り 返してアレイ、AN 1001 の製造及び品質管理妥当性検査を終了する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ホーガン ジョセフ シー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02178 ベルモント オーク アベニュー 50 (72)発明者 ファース ポール アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02155 メドフォード ボードイン スト リート 59 (72)発明者 ケースビーア ディヴィッド エス アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01749 ハドソン プリースト ストリー ト 45 (72)発明者 ツー チェン アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02139 ケンブリッジ メモリアル ドラ イヴ 305

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記工程を有する合成分子構造物のアレイを構成する方法： a.複数の分子構造物を形成する工程； b.前記分子構造物のサブアレイの論理配列を有するアレイを配置する工程； c.通常の分子コアと、他と異なる、少なくとも１種の構造化された分岐要素をを 有する各サブアレイを提供する工程；及び d.前記構造的分岐要素における相違により、全ての他のサブアレイに対し、該ア レイ内において各サブアレイを関連付ける工程。 ２．前記分子構造物が機能化ビーズ、プレート、膜、積層物又はこれらの組み合 せである請求項１に記載の方法。 ３．下記工程を有する、第１化合物を反応部位に結合させる能力を最適化する方 法： a.反応部位の三次元的及び静電気的構造を確認する工程； b.前記反応部位に対し相補的な少なくとも１種の構造的分岐要素に結合するため に骨格を選択する工程； c.異なる化合物のｎｘｍアレイを形成する工程、該工程において、各化合物は前 記骨格と少なくとも１種の構造的分岐要素を有する； d.前記反応部位に対し、ｎｘｍアレイにおける各化合物を同時にスクリーニング し、前記反応部位に対し最も反応性を有する化合物を決定する工程。 ４．さらに、(e)ｎｘｍアレイにおける化合物が前記反応部位に対しどのような 反応性を有するか確認し、これらの化合物を（ｎ，ｍ）によって指定される位置 に割り当てる工程を含む請求項３に記載の方法。 ５．さらに、(f)前記反応部位に対し反応性を有する少なくとも１種の化合物を 含むｏｘｐアレイを形成し、かつ前記少なくとも１種の化合物のそれぞれの、少 なくとも１種の同族体、異性体又は類似体を形成する工程を含む、請求項４に記 載の方法。 ６．さらに、(g)ｏｘｐアレイにおける各化合物を同時にスクリーニングし、そ れぞれの化合物の反応部位に対する反応性を調べる工程を有する請求項５に記載 の方法。 ７．(e)から(g)の工程を、少なくとも２度繰り返す請求項６に記載の方法。 ８．さらに、下記構造を有する骨格を選択する工程を含む、請求項１に記載の方 法。 ９．さらに、下記構造を有する骨格を選択する工程を含む、請求項１に記載の方 法。 10．さらに、下記構造を有する骨格を選択する工程を含む、請求項１に記載の方 法。 11．さらに、下記構造を有する骨格を選択する工程を含む、請求項１に記載の方 法。 12．さらに、限定的でない下記の群から構造的分岐要素を選択する工程を有する 請求項１に記載の方法。 13．結合能力を有する各化合物が、該化合物の構造的及び化学的データが提供さ れる、アレイにおける所定の位置に配置されている、請求項３に記載の方法。。 14．下記の工程を有する、異なる化合物のｎｘｍアレイの空間的な配向を確認す る方法： a)配向されたくぼみのｎｘｍアレイを形成する工程； b)該くぼみに化合物を形成できる反応性成分を加える工程； c)各くぼみに加えられたすべての成分のモル重量を測定し、各くぼみに位置（ｎ ，ｍ）を割り当てる工程； d)反応性成分を化合させ、各くぼみに化合物を形成させ、いずれか２個のくぼみ において、化学組成物のモル重量を測定する工程； e)いずれか２個のくぼみにおける化合物のモル重量と、各くぼみ（ｎ，ｍ）に加 えた化学成分のモル重量を一致させ、前記アレイの空間的配向を測定する工程。 15．前記モル重量を質量分光分析により測定する、請求項14に記載の方法。 16．下記工程を有する、反応部位と結合できる化合物の構造を決定する方法： a)反応部位の三次元的構造及び静電気的構造を確認する工程； b)反応部位に対し相補的になり得る構造的分岐要素に結合するために骨格を選択 する工程; c)異なる化合物のｎｘｍアレイを形成する工程、該工程において、各化合物は前 記骨格と少なくとも１種の構造的分岐要素を有する； d)反応部位に対するｎｘｍアレイにおける各化合物を同時にスクリーニングし、 分子認識部位に対し、最大の反応性を有する化合物を決定する工程。 17．上記骨格が下記構造を有する、請求項１６記載の方法。 18．上記骨格が下記構造を有する、請求項１６記載の方法。 19．上記骨格が下記構造を有する、請求項１６記載の方法。 20．上記骨格が下記構造を有する、請求項１６記載の方法。 21．少なくとも１種の構造的分岐要素が下記群から選択されるが、これに制限さ れない、請求項１６記載の方法。 22．下記工程からなる、反応部位の少なくとも１部を決定する方法。 a)構造的分岐要素を結合するための骨格バックボーンを選択し； b)各化合物が骨格バックボーン及び少なくとも１種の構造的分岐要素を有する 異なる化合物のｎｘｍアレイを形成し； c)反応部位に対して最も大きい反応性を有する化合物を決定するための反応部 位に対するｎｘｍアレイを同時にスクリーニングし； d)最も大きい反応性を有するアレイ中の化合物(n,m)の構造を決定し； e)ｎｘｍアレイ、及びその異性体、同族体及び類似体から最も大きい反応性を 有する反応性化合物を含む第２のｋｘｌアレイを形成し； f)反応部位に対して最も大きい反応性を有する化合物を決定するための反応部 位に対する化合物のｋｘｌアレイを同時にスクリーニングし； g)最も大きい反応性を有するｋｘｌアレイから化合物の構造及び静電気的構造 を決定し； f)ｏｘｐアレイ型に対して反応性を有する各化合物(n,m)の少なくとも１種の 同族体、異性体又は類似体を形成する。 23．下記工程からなる、分子認識部位と反応することができる化合物の理論的開 発 a)構造的分岐要素と結合する骨格を選択し； b)各化合物が骨格バックボーン及び少なくとも１種の構造的分岐要素を有する 異なる化合物のｎｘｍアレイを同時に形成し；及び c)分子認識部位に対して最も大きい反応性を有する化合物を決定するための分 子認識部位に対する化合物のｎｘｍアレイを同時にスクリーニングする。 24．下記工程からなる、化合物のｎｘｍアレイを形成する方法。 a)部位が化学変化を受けうるように、一般の分子コア及びＸを有する同一の分 子構造物のｎｘｍアレイを形成し（ここで、Ｘは３以上である）； b)少なくとも１種の異なる分子構造物上で反応を引き起こすために、ｎｘｍア レイ中において各分子構造物上で操作を同時に及び／又は共に実行し、； c)新 規化合物の生前とした完全にアドレス可能な配列を引き起こすために、十分なサ イクルのために、b)の生産物上でかぶせるか又は直交する操作を行なう。 25．下記工程からなる、反応部位と結合できる化合物の構造を決定する方法。 a)反応部位の三次元構造及び静電気的構造を確認し； b)反応部位に対し相補的になり得る構造的分岐要素に結合するための骨格バッ クボーンを選択し； c)異なる化合物のｎｘｍアレイを形成し、該工程において、各化合物は上記骨 格バックボーンと少なくとも１種の構造的分岐要素を有し； d)反応部位に対するｎｘｍアレイにおける各化合物を同時にスクリーニングし 、分子認識部位に対して最大の反応性を有する化合物を決定する。 26．更に、下記工程を有する請求項２５記載の方法。 e)ｏｘｐアレイにおいて各化合物を同時にスクリーニングし； f)各ウエルに加えた全ての成分の分子量を決定し、位置を各ウエルに割り当て ； g)各ウエル中で化合物を形成するために結合する反応性成分を許容し、２つの ウエル内の化合物の分子量を決定し； h)化合物を形成し得る反応性成分のウエル内への添加を実行し； i)反応性部位に対するｏｘｐアレイ内での各化合物を同時にスクリーニングす る。 27．下記工程からなる、反応部位の少なくとも１部を決定する方法。 a)構造的分岐要素と結合するための骨格バックボーンを選択し； b)異なる化合物のｎｘｍアレイを形成し、各化合物は上記骨格バックボーンと 少なくとも１種の構造的分岐要素を有し； c)反応部位に対するｎｘｍアレイにおける各化合物を同時にスクリーニングし 、反応部位に対して最大の反応性を有する化合物を決定し； d)アレイにおいて最大の反応性を有する化合物（ｎ，ｍ）の構造を決定し； e)ｎｘｍアレイ、及びその異性体、同族体及び類似体から最も反応性のある化 合物を含有する第２のｋｘｌアレイを形成し； f)反応部位に対する化合物のｋｘｌアレイを同時にスクリーニングし、反応部 位に対して最も大きい反応性を有する化合物を決定し； g)最も大きい反応性を有するｋｘｌアレイからの化合物の構造及び静電気的構 造を決定する。