JPS63190899A - 固相上で複数のペプチドを同時に合成する方法 - Google Patents

固相上で複数のペプチドを同時に合成する方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 化学的に合成したペプチド(オリゴおよびポリペプチド
)は、生物学的および医学的分子研究の分野で重要な役
割を有する様になって来ている。
これらは、共動作用又は拮抗作用を有するペブチドボル
モンあるいはその類縁体として、又はたん白質構造研究
におけるモデル化合物としては、免疫親和性クロマトグ
ラフィーや未知の遺伝子産物の同定や病原体に対するワ
クチンの開発用の特異的抗体の製造用に使用される。
ペプチドやオリゴマーやポリマー(下記式においてnが
150まで)は、アミド結合(ペプチド結合)を介して
アミノ酸を結合することによって作ることが出来る。
アミノ酸        ペプチド 本発明において、ペプチドとは、20個の天然L−アミ
ノ酸の他に、化学的に変性したD−アミノ酸や希アミノ
酸や非天然アミノ酸ならびに合成アミノ酸(Rは任意の
値で良い)をも含有する化合物をも含むものである。所
定のアミノ酸配列を有するペプチドの化学合成は、適当
に保護したアミノ酸、ジーまたはオリゴ−ペプチド単位
等の構成要素を順次結合することによって行なわれる。
保護基の性質およびアミド結合の化学的な生成の仕方を
異にする色々な合成法が当分野において知られている0
例えば下記の文献を参照すると良い。
(1)   R,B、門errifieldHJ、  
Am、  Che+I1.  Soc、+  85(1
963)  2149゜ +21  E 、 W u e n s c h等; 
Houben−Weyl+ 門ethoden der
Orgamischen Chemie、第4判、第1
5巻(E。
Mueller刊)(西独、Thieme、 Sfut
tgart)。
1974年。
(31G、  Barany、  R,B、Merri
field;  The  Peptides+第2巻
(E、Gross、 J、Meienhofer W、
Academic Press刊)(米国New Yo
rk)、 1979年、第1ページ。
Merrifieldの開発した固相法の原理を使用す
ると速やかに合成することが可能であり、これによると
、オリゴマーの生長連鎖は通常、その伸長しない末端に
おいて、巨視的に固状の基質の形の同相と化学的に結合
している0次いで鎖伸長反応又は結合反応は基質の表面
で行なわれ、その際反応生成物は基質に結合したまま残
留し、そして反応余剰物や反応成分は洗浄により除去さ
れる。
これまでこの様な合成にたくさんの基質が使用されてお
り、そして基質と合成法とは互いに順応し合うものでな
くては成らない、(例えば、上記文献ならびに本文中記
載する他の文献を参照、)又当業者にはその適合仕様は
周知である。従って、従来ペプチドは一般に個々に少量
の粒状体上に合成されていた。、(例えば、R4ets
choen等;Peptides+1974年第13回
欧州ペプチド委年金13回欧州ペプチド委員会13th
 Europ、Peptide Symp、)第113
〜116頁、(John Wiley & 5ons刊
)参照、)又ペプチドを個々にプラスチックシート上に
合成することも知られている。(例えば、西独DE−O
51,593,880,4参照。)この襟な従来法によ
ると、m個のアミノ酸単位の鎖長を有するn個のペプチ
ドを作るには、一般に(nXm)の合成工程を行うこと
になる。
又一方、小さな袋につめた粒状体をいくつか組合わせて
複数の群としてこれらを使用することがすでに提案され
ている@  (HoughtemHProc、 Nat
l。
Acad、 Sci、 (米国) 、 82. (19
85) 513]参照、)本発明の目的は1種、2種又
はそれ以上のシート状又は平板状の基質を使用して成り
、そして使用した液体媒質に対して透過性を有し、かつ
機械的安定性とカラム反応器での使用に適した形状とを
有する固相上において複数のペプチドを同時に合成する
方法を提供することにある。
この様な本発明の目的を達成するために、本発明は使用
した液体媒質に対して透過性を有する、場合により繊維
補強されたセルロース又は紙の平板物質から成る、1種
、2種又はそれ以上の基質を固相として使用し、そして
それ自体公知の方法により fat  それぞれの第1アミノ酸を、適当な方法によ
り機能性を付与した基質断片に、各群の出発単位として
結合させ、その際各基質群は少なくとも1つの基質断片
を有するものであり、そしてこの基質断片を各群毎に異
なる出発単位と結合させ(後記反応機構fl)参照)、
そして 山) こうして(alにより結合させた基質断片を合成
すべきペプチドの配列に従って相当するアミノ酸単位と
各群毎に反応させ(後記反応機構(11参照)なお、 (C)  所望の合成法に従って、工程(blの前に脱
保護工程を行うか、そして(または)該工程(1))の
後に保護工程を行うことより成る、固相上における?3
1数ペプチドの同時合成法を提供するものである。
セルロースおよび紙は化学的に不活性な物質ではなく、
又、これらは均質な孔分布も有していない、(例えば、
Amarnath & Broom; Chew、 R
ev、。
77、 (1977)、 103参照、)従って従来技
術においてプラスチック基質を化学的に特異的にペプチ
ド合成に選択して適用したことには充分な理由があった
のである。この様なことからみて、セルロースと紙とが
ペプチド合成を阻害するものではなくむしろこれらの利
点を開発利用し得る、すなわち、その入手の容易さ、そ
の機械的安定性およびその使用した液体媒質に対する良
好な透過性等をペプチド合成に利用し得るということは
全く予期し得ない驚くべきことであった。
本発明において使用する平板状物質とは、互いに直交す
る3空間次元の内の1つの次元が他の2次元よりも実質
的に小さい様な形状を有する物質を意味するものである
。この様な平板状基質は断片として使用するのに任意の
3次元形状を有してて良く、例えば、シート状又は細長
いテープ状のものであっても良い。この様な平板状シー
ト物質としては、ろ紙又はガラス繊維で補強したろ紙を
例として挙げることが出来る。この平板状物質はそれ自
体最初のアミノ酸単位(すなわち、構造要素としての出
発単位)と結合するのに適当であり、あるいは又従来か
ら当業者に周知の方法によりこの目的のために変性する
ことも出来る。
本発明の好ましい態様としては、使用する平板状物質は
液状反応媒体および(または)その中に含まれる反応成
分に対して透過性を有するものである。
平板状基質を使用する本発明方法によれば、1つの同一
の反応容器中で複数の基質断片を1つの同一アミノ酸単
位すなわち構造要素と同時に反応させ、しかる後に何ら
互いにlη染することなくこれらを再度圧いにきちんと
分離することが可能である。
こうして各ペプチドは1つまたはそれ以上の断片から成
る基質群上で合成される。この目的のために、合成すべ
きペプチド鎖の第1アミノ酸を、特定の基質に適用され
るそれ自体公知の方法により基質に化学的に結合させる
。次いで所望によっては、その出発分子に結合した基質
断片の残りの反応性官能基を保護し、そしてその出発分
子を末端脱保護する。同一の合成分子を結合させるべき
断片の基質群を1つの同一反応容器中で反応させる。結
合反応は使用される特定の合成方法に従って行なわれる
。結合後に、保護および末端第保護を再度行うことが出
来る。この反応サイクル完了後に次の結合サイクルを行
うのであるが、この目的のために、基質断片を各群毎に
、合成すべき配列に相当するアミノ酸分子に反応させる
。この様な合成サイクルの1例を反応機構(1)として
下記に示した。最後の合成工程終了後に、全基質断片を
分離することが出来、こうして5ペプチドをその基質断
片から放し、脱保護しそして単離する。
適当に保護されたアミノ酸構成要素分子の代りに、適当
に保護されたジー又はオリゴ−ペプチドを使用してペプ
チドを構築することも出来る。合成工程は従来技術に従
って、手動式又は自動の合成装置の振動型反応容器又は
カラム式反応容器(例えばDryland & 5he
ppard; J、Chem、 Soc。
Perkin Trans、、 + (1986) 1
25に記載)中のいずれでも行うことが出来る。
本発明の方法によれば、出来るだけ長い反応サイクルを
一緒に反応する異種の基質群の配列(異種のペプチド配
列用の)とすることによって、複数のペプチドの生成の
ための合成工程の数を減らすことが出来る0反応機構(
1)の例について言えば、7xlO=70の反応サイク
ルの数が15に城っている。
本発明方法に従って、たくさんの異配列ペプチド、すな
わち2.3か所の位置だけが異なる配列のペプチドを大
量に作るのに特に有利である。
本発明におけるペプチド合成には公知の合成法を使用出
来る。
次に本発明を実施例により詳しく説明する。
反応機構(2)にセルロース基質(例えばろ紙)をモノ
メトキシ−トリチル−p−ヒドロキシメチル−X−フェ
ノキシヘキサン酸と縮合剤としてのMSNTとでエステ
ル化する工程を示した。セルロースの残りの反応性OH
基を保護した後に、モノメトキシトリチル基をジクロル
酢酸で脱離し、そして生成した遊離のp−ヒドロキシメ
チル基と第1のアミノ酸分子とをエステル結合を介して
結合させる。残りの変化しないp−ヒドロキシメチル基
を保護しても良い。その後に、この第1のアミノ酸分子
のNH,基を脱保護し、そして次いで第2のアミノ酸分
子のカルボキシル基と結合させ、その後で残っている遊
離のNH,基を保護してもよい。末端NH!基の脱保護
および次のアミノ酸分子の結合として更に所望によって
は未反応のNH2基の保護から成るサイクル工程配列に
よってペプチド鎖が生成する。結合反応には適当に保護
されたアミノ酸無水物又はp−ニトロフェニルエーテル
を使用した。−次的なN Hx保護基としてフルオレニ
ルメトキシカルボニル基を選択使用し、該保護基はそれ
ぞれの場合にジメチルホルムアミド中20%ピペリジン
で脱離させた。7個又はそれ以上のアミノ酸を連鎖とし
て有するペプチドが得られた。収量は従来法に匹敵する
ものであった。
反応 構f1.lの説■ ASn=アミノ酸(同指標のものは同一アミノ酸を意味
する。) Trn=配列(n)用の基質断片群(n)ZN=n番目
の結合サイクル 2文1鴬踵」1社μ」【J− P−基質(ポリマー、この場合セルロース)   Me
OTr=1)−モノメトキシトリチルMSNT=2.4
.6−メシチレン−3−ニトロ−1,2,4−トリアゾ
リド Ac=アセチル DCC−ジシクロへキシルカルボジイミドDMAP=4
−ジメチルアミノピリジンD I PEA=ジイソプロ
ピルエチルアミン、Rn=アミノ酸側鎖基 Fmoc=フルオレニルメトキシカルボニル−DMF−
ジメチルホルムアミド DCA=ジクロル酢酸 反r   +i   (耗− 第1サイクル:  rrl−5ASI結合(チャージン
グ)第2サイクル:  Tr、−、。      AS
、結合(チャージング)第3サイクル:  Tr、−、
、AS、結合第4サイクル’  TrI+6+l。  
   AS、結合第5サイクル:  Trx、 a、 
q      AS5結合第6サイクル’  Tr3.
 S+ 1.*     Ash結合第7サイクル: 
 rrl−16AS7結合第8サイクル’  Tr3.
4+ S+ h−1+ 1+ 10  Ass結合第9
サイクル’  ”1.l+ 4+ ’+、。   AS
、結合第10サイクル:  Tr、 z+ s+ 7+
 I    AS+o結合第11サイクル:  Tr=
        As11結合第12サイクル:  T
r6        AS+z結合第13サイクル: 
 Tr、 s、 h* q     ASIff結合第
14サイクル’  Trl、 2.3+ 16    
 AS14結合第15サイクル:  Trt、 a、 
q      Ass結合く =                       Σ
+                  1o=Q 昭        0:      工       
      、      。
目      Δ CX−Iト 1        区 z−:e+ −1Δ 匡−v−:e+1 1          H 0=0             8 手続補正書(ハ) 昭和62年11月3日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 使用した液体媒質に対して透過性を有する場合
    により繊維補強されたセルロース又は紙の平板物質から
    成る、1種、2種又はそれ以上の基質を固相として使用
    し、そしてそれ自体公知の方法により、 (a)それぞれの第1アミノ酸を、適当な方法により機
    能性を付与した基質断片に、各群の出発単位として結合
    させ、その際各基質群は少なくとも1つの基質断片を有
    するものであり、そしてこの基質断片を各群毎に異なる
    出発単位と結合させ、そして、 (b)こうして(a)により結合させた基質断片を、合
    成すべきペプチドの配列に従って相当するアミノ酸単位
    と各群毎に反応させ、なお、 (c)所望の合成法に従って、工程(b)の前に脱保護
    工程を行うか、そして(または)該工程(b)の後に保
    護工程を行なうことを特徴とする、同相上において複数
    のペプチドを同時に合成する方法。
  2. (2)該方法を1個又は数個のカラム式反応容器中で行
    う、特許請求の範囲第(1)項に記載の方法。
  3. (3)基質断片を流れ方向に横断して設け、そしていず
    れの場合も該断面がカラム式反応容器の全内部顔面積を
    占める様にして成る、特許請求の範囲第(1)又は(2
    )項に記載の方法。
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