KR100804022B1 - Bisazacrownethercalix[4]arene linkers and method for synthesizing the same - Google Patents

Bisazacrownethercalix[4]arene linkers and method for synthesizing the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 보다 높은 농도로 단백질을 흡착할 수 있는 단백질의 고정화 연결체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 본 발명은 단백질의 고정화 연결체로서 비스아자크라운에테르칼릭사렌 (bisazacrownethercalix[4]arene) 연결체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an immobilized linker of a protein capable of adsorbing a protein at a higher concentration and a method for preparing the same. More specifically, the present invention relates to bis-azacrownethercalix [4] arene as an immobilized linker of a protein. The present invention relates to a connector and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명에 따른 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체는 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막을 형성하고, 상기 형성된 막으로 단백질을 높은 농도로 고정화함을 확인함으로써 보다 우수하고 다양한 형태의 표면을 만들 수 있으며, 특히 단백질 칩 등 다양한 용도로 적용할 수 있다.In addition, the bis-azacrownethercalisarene linkage according to the present invention can form a self-assembled monomolecular membrane on a gold surface, and by confirming that the protein is immobilized at a high concentration with the formed membrane, it is possible to make a more excellent and various types of surfaces. In particular, it can be applied to a variety of uses, such as protein chips.

칼릭사렌 (calix[4]arene), 아자크라운에테르 (azacrownether), 자기 조립 단분자 막 (SAM), 링커, 단백질 고정화, 소 혈청 알부민 (BSA), 표면 플라즈마 공명장치 (SPR) Calix [4] arene, azacrownether, self-assembled monolayer (SAM), linker, protein immobilized, bovine serum albumin (BSA), surface plasma resonator (SPR)

Description

비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체 및 이의 제조방법 { BISAZACROWNETHERCALIX[4]ARENE LINKERS AND METHOD FOR SYNTHESIZING THE SAME}Bis-Azacrown Ether-Calic Sarene Linkage and Its Manufacturing Method {BISAZACROWNETHERCALIX [4] ARENE LINKERS AND METHOD FOR SYNTHESIZING THE SAME}

도 1은 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 합성하는 반응식을 나타낸 것이다. 1 shows a reaction scheme for synthesizing a bis-aza crown ether caxylene linker.

도 2는 기존에 상용화되고 있는 프로링커 (prolinker) 의 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막의 형성과 이렇게 형성된 자기 조립 단분자 막과 BSA 단백질 간의 고정화를 표면 플라즈마 공명장치 (SPR) 로 측정한 데이터를 나타낸 것이다. FIG. 2 shows data of the formation of a self-assembled monomolecular film on a gold surface of a commercially available prolinker and immobilization between the thus formed self-assembled monomolecular film and BSA protein by surface plasma resonance apparatus (SPR). will be.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막의 형성과 이렇게 형성된 자기 조립 단분자 막과 소 혈청 알부민 (BSA) 단백질 간의 고정화를 SPR로 측정한 데이터를 나타낸 것이다. 3 is a SPR measurement of the formation of a self-assembled monomolecular membrane on the gold surface of the bis-azacrownethercalixylene linkage prepared according to the present invention and the immobilization between the self-assembled monomolecular membrane and bovine serum albumin (BSA) protein thus formed. Data is shown.

도 4는 시판하는 프로링커의 시뮬레이션 데이터와 실험으로 측정한 데이터를 비교한 것이다. 4 compares simulation data of commercially available prolinkers with data measured by experiments.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 시뮬레이션 데이터와 실험으로 측정한 데이터를 비교한 것이다. Figure 5 compares the data measured by the simulation data and the experimental data of the bis-a-crown ether calicsarene connector prepared according to the present invention.

본 발명은 보다 높은 농도로 단백질을 흡착할 수 있는 단백질의 고정화 연결체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 단백질의 고정화 연결체로서 비스아자크라운에테르칼릭사렌 (bisazacrownethercalix[4]arene) 연결체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to immobilized linkages of proteins capable of adsorbing proteins at higher concentrations and methods for their preparation. More specifically, the present invention relates to bis-azacrownethercalix [4] arene linkages and methods for preparing the same as immobilized linkages of proteins.

또한, 본 발명에 따른 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체는 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막을 형성하고, 상기 형성된 막으로 단백질을 높은 농도로 고정화함을 확인함으로써 보다 우수하고 다양한 형태의 표면을 만들 수 있으며, 특히 단백질 칩 등 다양한 용도로 적용할 수 있다.In addition, the bis-azacrownethercalisarene linkage according to the present invention can form a self-assembled monomolecular membrane on a gold surface, and by confirming that the protein is immobilized at a high concentration with the formed membrane, it is possible to make a more excellent and various types of surfaces. In particular, it can be applied to a variety of uses, such as protein chips.

더 구체적으로, 본 발명은 단백질 칩 (chip)으로 이용하기 위하여 금 박막 표면에 비-공유 결합으로 단백질을 고정화하기 위한 단백질 연결체 (linker)로서의 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 칼릭스사아렌 (calix[4]arene)을 출발 물질로 하여 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체를 우수한 수율로 제조하고, 이렇게 제조된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체를 기본 골격으로 하여 페놀기의 파라 (para) 위치에 선택적으로 싸이올 (-SH) 기를 도입시킴으로써 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 얻고, 이 신규 화합물을 단백질 고정화 연결체로 이용함으로써 보다 높은 농도로 단백질과의 결합이 가능한 단백질 고정화 연결체의 제조 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a bis-azacrownethercalixylene derivative as a protein linker for immobilizing a protein by non-covalent bonds on a gold thin film surface for use as a protein chip, and a method for preparing the same. will be. More specifically, the present invention is to prepare a bis-aza crown ether calixar derivatives in excellent yield by using as a starting material (calix [4] arene), based on the bis-aza crown ether caxylene derivatives thus prepared By introducing a thiol (-SH) group selectively at the para position of the phenol group as a backbone, bis-azacrownethercalixylene linkages are obtained, and the new compound is used as a protein immobilization linkage to obtain a protein and a higher concentration. It relates to a method for producing a protein immobilized linker capable of binding.

최근 인간의 게놈지도가 완성된 이후 많은 연구가 유전자의 발현 산물인 단 백질 쪽에 관심을 갖게 되고, 자연스럽게 단백질 기능분석에 이용될 수 있는 단백질 칩 그리고 이와 관련된 바이오센서, SPR (표면 플라즈마 공명장치, Surface Plasmon Resonance) 등 여러 분석 장비의 개발연구에 관심이 집중되고 있으며 이러한 기술의 핵심이 되는 분야가 단백질의 고정화라고 할 수 있다. 단백질을 기판 위에 안정적으로 고정화시키기 위해서는 고정화 연결층의 개발이 무엇보다도 가장 중요한 핵심적인 기술이며 원천 기술이라고 할 수 있다.Since the recent completion of the human genome map, many studies have focused on protein expression products, protein chips that can naturally be used for protein function analysis, and related biosensors, SPRs (surface plasma resonators, surfaces). Attention is focused on the development and development of various analytical equipment, including Plasmon Resonance, and the key area of this technology is the immobilization of proteins. In order to stably fix proteins on a substrate, the development of an immobilized linking layer is the most important core technology and the source technology.

효소, 항원, 항체 등의 단백질을 고체 기질에 고정화하는 방법은 특정 단백질 분석에 널리 이용되고 있는 고체상 면역 분석법 (Solid Phase Immuno-assay) 의 기초가 되며, 그 간 많은 연구개발이 이루어져 왔다. 특히, ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) 법은 암 또는 특정 질환을 검출 진단할 수 있는 분석기법으로 널리 사용되고 있으며, 다양한 종류의 임상진단용 또는 연구용 분석 키트들이 개발되어 왔다.The method of immobilizing proteins such as enzymes, antigens, antibodies, etc. on a solid substrate is the basis of the solid phase immunoassay (Solid Phase Immuno-assay), which is widely used for specific protein analysis, and many research and developments have been made. In particular, the ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) method is widely used as an analytical method for detecting and diagnosing cancer or a specific disease, and various kinds of clinical diagnostic or research assay kits have been developed.

단백질을 고형기판 표면에 부착시키는 고정화 반응은 주로 고분자 물질이나 폴리스티렌, 니트로셀롤로오스 또는 폴리비닐클로라이드를 기질 표면에 코팅하여 단백질을 물리적으로 흡착시키는 방식을 이용해 왔다. 최근에는 화학반응을 이용하여 단백질과 기질 표면 사이 공유결합을 통한 표면 고정화 반응을 이용하거나, 또는 고체기질 위에 비오틴 (biotin) 을 부착한 뒤 이 비오틴-아비딘 (biotin-avidin) (또는 스트렙토아비딘) 반응을 이용하여 단백질을 고정화하는 방법이 발표되기도 하였다. The immobilization reaction for attaching the protein to the surface of the solid substrate has been mainly used to physically adsorb the protein by coating a polymer surface or a polystyrene, nitrocellulose or polyvinyl chloride on the substrate surface. Recent chemical reactions have used surface immobilization reactions through covalent linkages between proteins and substrate surfaces, or biotin-avidin (or streptoavidin) reactions after biotin is deposited on solid substrates. A method of immobilizing proteins has been published.

그러나 위와 같은 단백질 고정화 방법들은 다음과 같은 문제점을 가지고 있 다. 기존의 단백질 고정화 방법에서 가장 문제가 되는 것은 표면에 고정화된 단백질의 양이 충분하지 못하다는 점이다. 이러한 경우, 낮은 농도에서는 이종 단백질이 고체 기질 표면에 비특이적으로 (non-specific) 반응을 하여 실험결과에 심각한 오차를 나타낼 수 있다. 또한, 기존 방법은 기질 표면에 고정화된 단백질의 양 또는 농도가 매우 낮기 때문에 극미량의 특정 단백질을 검출 분석하는데 있어서 어려움이 있다는 것이다. 그러므로 단위 면적당 표면에 고정화되는 단백질의 양이 많으면 많을수록 비특이적 반응을 최소화하여, 단백질의 분석 오차를 줄일 수 있을 뿐 아니라 분석 단백질의 측정 감도 (sensitivity) 를 향상시킬 수 있다. 그래서 현재 고집적 단백질 칩 분야의 많은 연구가 고정화 단백질의 양이 극대화될 수 있는 단백질과 고체 기질 간의 가교 역할을 하는 분자 연결체와 분석검출 시스템 개발에 집중되고 있다.However, these protein immobilization methods have the following problems. The problem with the existing protein immobilization method is that the amount of protein immobilized on the surface is not sufficient. In this case, at low concentrations, the heterologous protein may react non-specifically to the surface of the solid substrate, which may cause serious errors in the experimental results. In addition, existing methods have difficulty in detecting and analyzing trace amounts of specific proteins because the amount or concentration of protein immobilized on the substrate surface is very low. Therefore, the greater the amount of protein immobilized on the surface per unit area, the more non-specific reaction can be minimized, thereby reducing the analytical error of the protein and improving the measurement sensitivity of the analyte protein. Thus, much research in the field of highly integrated protein chips is currently focused on the development of molecular linkages and analytical detection systems that serve as crosslinks between proteins and solid substrates in which the amount of immobilized protein can be maximized.

단백질을 특정 기질 위에 고정화시키는데 있어서 문제가 되는 것은 고정화 단백질이 원래대로 생물학적 활성을 유지하는 점이다. 단백질이 기질 표면에 고정화되면 수액 상 (phase) 에서 보다 더 쉽게 활성을 잃어버리고, 단백질 상호반응의 특이성을 상실하게 된다. 이는 단백질이 고체 기질에 화학결합으로 고정화될 때 단백질의 변형과 변성을 가져오게 되며, 또한 물리적 흡착에 의한 단백질 고정화 방법은 흡착 단백질의 배향성을 상실하여 특정 분석 단백질의 특이적 반응을 저해하거나, 다른 단백질과의 비특이적 반응을 유발하여 선택성 (selectivity) 을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 선행기술들이 가지고 있는 고정화 단백질의 변형과 변성 또는 배향의 이질성 (heterogeneity) 은 단백질 칩을 이용한 분석 단백질의 검출 분 석기법 개발에 있어서 감도 (sensitivity), 선택성 (selectivity) 및 재현성 (reproducibility) 을 높이는데 많은 어려움과 한계를 가지고 있다. The problem with immobilizing a protein on a specific substrate is that the immobilized protein retains its biological activity intact. When proteins are immobilized on the substrate surface, they lose their activity more easily in the fluid phase and lose the specificity of protein interactions. This results in the modification and denaturation of the protein when the protein is immobilized by a chemical bond to a solid substrate, and the method of protein immobilization by physical adsorption loses the orientation of the adsorbed protein to inhibit the specific reaction of a specific analyte protein or other It causes a nonspecific reaction with the protein, resulting in poor selectivity. Therefore, heterogeneity of the modification and denaturation or orientation of the immobilized protein of the prior art has been shown to improve sensitivity, selectivity and reproducibility in the development of detection assays for analytical proteins using protein chips. There are many difficulties and limitations in raising.

한편, 단백질 고정화 연결체 제조와 관련하여, 종래에 많은 연구가 있었으나 그 중에서 초분자 시스템을 이용하여 단백질 연결체 층을 개발하고 이를 진단용 단백질 칩에 적용해 최적화하려는 연구는 그리 많이 시도되지 않았으며, 현재 단백질 고정화 기술과 관련된 유사기술로는 스웨덴의 BlAcore 사(社)가 사이클로덱스트린 (cyclodextrin) 을 사용하고 있으나, 사이클로덱스트린의 경우 단백질에 대한 상호 작용력이 약하여 집적화된 단백질 칩에 사용하는 데에는 어려움을 가지고 있다. 또한, 칼릭사렌을 이용하여 크라운에테르를 가진 새로운 단백질 고정화 물질인 칼릭사렌-크라운에테르 유도체 (프로링커, prolinker) 가 보고된 바 있으며, 금 표면 위에 형성된 칼릭사렌-크라운에테르 유도체의 자기 조립 단분자 막 (Self-Assembeled Monolayer) 과 수용성 표준단백질로 알려진 소 혈청 알부민 (BSA) 과의 흡착농도는 175 ng/㎠로 알려져 있다 (Kim, T. S. Proteogen, US Patent no. 6,485, 984 B1, Nov 26, 2002).On the other hand, there have been a lot of researches related to the manufacture of protein immobilized linkages. Among them, there have not been many attempts to develop the protein linkage layer using supramolecular system and apply it to the diagnostic protein chip. As a similar technique related to protein immobilization technology, Sweden's BlAcore uses cyclodextrin. However, cyclodextrin has difficulty in using in integrated protein chips due to its weak interaction force with protein. . In addition, there has been reported a new protein immobilizing material having a crown ether using a calixarene, a calixarene-crownether derivative (prolinker), and a self-assembled monomolecular membrane of a calixarene-crownether derivative formed on a gold surface. (Self-Assembeled Monolayer) and Bovine Serum Albumin (BSA), known as water-soluble standard protein, is known to be 175 ng / cm 2 (Kim, TS Proteogen, US Patent no. 6,485, 984 B1, Nov 26, 2002). .

또한, 유럽 특허출원 제 1110964 A1 에서는 단백질을 고정하기 위한 칼릭아렌 유도체 즉, 칼릭사아렌을 기반으로 단백질 분자와 비공유결합으로 상호작용할 수 있는 칼릭아렌 유도체를 개시하고 있지만, 본 발명의 발명자들은 상기 선행기술과는 달리 페놀 기에 2 개의 초산 기 (group) 를 도입함으로써 선행기술보다는 많은 양의 단백질을 비공유결합으로 고정화할 수 있는 기술적 구성을 달성하는데 성공하고 본 발명에 이르게 되었다.In addition, European Patent Application No. 1110964 A1 discloses a calicarene derivative for immobilizing a protein, that is, a calicarene derivative capable of non-covalent interaction with a protein molecule based on calixarene. Contrary to the technique, the introduction of two groups of acetic acid groups to the phenol group succeeded in achieving a technical configuration capable of immobilizing a large amount of proteins non-covalently than the prior art, and thus led to the present invention.

이에, 본 발명자들은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하고자 금 표면 위에 형성된 자기 조립 단분자 막이 비공유결합으로 단백질을 보다 높은 농도로 흡착할 수 있는 단백질 고정화용 연결체 화합물의 제조에 성공하고 본 발명에 이르게 되었다.Accordingly, the present inventors have succeeded in the production of a conjugated compound for immobilization of protein, which can adsorb a protein at a higher concentration by a non-covalent self-assembled monomolecular membrane formed on a gold surface in order to solve the problems as described above. It became.

즉, 본 발명의 발명자들은 본 발명에 따른 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체는 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막 (SAM)을 형성하고, 상기 형성된 막으로 단백질을 높은 농도로 고정화함을 확인함으로써 보다 우수하고 다양한 형태의 표면을 만들 수 있으며, 특히 단백질 칩 등 다양한 용도로 적용할 수 있다. 따라서, 칼릭사렌을 기본 골격으로 하여 두 개의 아자크라운에테르 고리가 단백질의 하전 부위에 공존하는 암모늄 이온과 더욱 강한 수소결합을 형성할 수 있다는 것 및 두 개의 하이드록시 기 (group) 가 있어 강한 친수성을 가지게 되고 이것으로 인하여 수용액 상에서 더 강하게 단백질과 더 강한 수소결합을 한다는 것을 인식하여 본 발명을 완성하게 되었다. In other words, the inventors of the present invention more specifically by confirming that the bis-azacrownethercalixylene linkage according to the present invention forms a self-assembled monomolecular membrane (SAM) on the gold surface and immobilizes the protein to a high concentration with the formed membrane. It can make excellent and various types of surface, and can be applied to various uses, especially protein chips. Thus, with the base of kalixarene, two azacrownether rings can form stronger hydrogen bonds with the ammonium ions coexisting at the charged site of the protein, and there are two hydroxy groups and strong hydrophilicity. This resulted in the recognition of stronger hydrogen bonds with proteins in aqueous solutions, thus completing the present invention.

따라서, 위와 같은 새로운 인식에 기초한 본 발명의 목적은 칼릭사렌을 기본 골격으로 하는 새로운 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention based on the above novel recognition is to provide a new bis-azacrownethercalixylene linker having a calixarene as a basic skeleton and a method for preparing the same.

또한, 본 발병은 상기와 같은 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 이용한 효과적인 단백질 고정화 연결체로 보다 높은 농도로 단백질을 고정화시키는 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a method for immobilizing a protein at a higher concentration with an effective protein immobilization linker using the bis-aza crown ether calixarene linker as described above.

본 발명은 보다 높은 농도로 단백질을 흡착할 수 있는 단백질의 고정화 연결체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명은 단백질의 고정화 연결체로서 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to immobilized linkages of proteins capable of adsorbing proteins at higher concentrations and methods for their preparation. More specifically, the present invention relates to a bis-azacrownethercalixylene linker and a method for preparing the same as an immobilized linker of a protein.

또한, 본 발명은 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 통하여 단백질을 높은 농도로 고정화할 수 있음을 확인함으로써 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 이용한 효과적인 단백질 고정화 연결체로 보다 높은 농도로 단백질을 고정화시키는 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention is to confirm that the protein can be immobilized to a high concentration through the bis-aza crown ether calicsarene linker to effectively fix the protein to a higher concentration with a bis-a-crown ether calic sarene linker It is about a method.

또한, 본 발명에 따른 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체는 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막을 형성하고, 상기 형성된 막으로 단백질을 높은 농도로 고정화함으로써 보다 우수하고 다양한 형태의 표면을 만들 수 있으며, 특히 단백질 칩 등 다양한 용도로 적용할 수 있다.In addition, the bis-azacrownethercalixylene linkage according to the present invention forms a self-assembled monomolecular film on the gold surface, and by using the formed membrane to immobilize the protein at a high concentration, it is possible to make a more excellent and various types of surface, in particular It can be applied to various uses such as protein chips.

본 발명의 신규한 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체는 칼릭사렌을 기본골격으로 하여 아래의 가장자리 (lower rim) 의 1,3-위치에 선택적으로 1-아자-18-크라운-6를 연결하고, 페놀성 하이드록시 기 (group) 를 갖는 벤젠고리의 파라 (para) 위치에 선택적으로 싸이올 기 (-SH) 를 도입하는 것을 특징으로 한다. The novel bis-azacrownethercalixarenelinker of the present invention selectively connects 1-aza-18-crown-6 to the 1,3-position of the lower rim with the base of kalixaren, The thiol group (-SH) is selectively introduced at the para position of the benzene ring having a phenolic hydroxy group.

상기한 목적들을 위해, 본 발명은 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 제조에 있어 그 전구체인 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체 제조에 있어 칼릭사렌에 아자크라운에테르를 대칭적으로 첨가하는 것을 기술적 특징으로 한다. 또 한, 본 발명에 따라 제조된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체에 자기 조립 단분자막을 형성할 수 있도록 싸이올 기 (-SH)를 정량적으로 도입하는 것을 기술적 특징으로 한다. 또한, 싸이올 기를 도입시키는 단계는 싸이오우레아로 반응시킨 후 생성된 염을 알칼리 수용액으로 가수분해하는 과정을 포함한다.For the above purposes, the present invention is characterized in that symmetrically adding azacrown ether to calyxarene in the preparation of bis-azacrownethercalixylene derivatives, which are precursors in the preparation of bis-azacrownethercalixylene linkers. do. In addition, the quantitative introduction of a thiol group (-SH) to form a self-assembled monomolecular film to the bis-aza crown ether calicsarene derivatives prepared according to the present invention is characterized by a technical feature. In addition, the step of introducing a thiol group includes the step of reacting with a thiourea and then hydrolyzing the resulting salt into an aqueous alkali solution.

또한, 본 발명의 신규한 화합물이 금 표면 위에서 자기 조립 단분자막을 형성하고, 형성된 자기 조립 단분자 막 위에 비-공유결합으로 단백질을 높은 농도로 흡착함으로써 단백질 고정화 연결체로 사용되는 비스아자크라운에테르칼릭사렌의 용도에 관한 것이다.In addition, the novel compounds of the present invention form a self-assembled monomolecular film on a gold surface, and are used as protein immobilization linkers by adsorbing proteins at high concentration by non-covalent bonds on the formed self-assembled monomolecular film. It relates to the use of.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

단백질 연결체의 골격 화합물인 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체를 제조하는 데 있어 하기 화학식 1로 표시되는 이의 중간체인 칼릭사렌카르복실산 중간체는 기존에 알려진 방법에 따라 칼릭사렌카르복실산에스테르를 트리메틸암모늄하이드록사이드를 수용액으로 가수분해하여 얻었다. In the preparation of bis-azacrownethercalixylene derivatives, which are skeletal compounds of protein linkages, the intermediates thereof, which are represented by the following general formula (1), are converted to trimethylammonium carboxylic acid esters according to a known method. The hydroxide was obtained by hydrolysis with an aqueous solution.

Figure 112006024862383-pat00001
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화학식 1의 칼릭사렌 카르복실산에 이차아민인 아자크라운에테르를 작용하여 아미드화하는 데에는 카보디이미드 등의 다양한 활성화 시약이 가능하나, 성공적으로 반응을 수행할 수 없었다. 따라서 보다 반응성이 큰 염화카르복산 유도체 화학식 2를 효과적으로 제조하고, 이와 아자크라운에테르로부터 아마이드화 하였다.Various activation reagents, such as carbodiimide, are possible to amidate amic an azacrownether, a secondary amine, to the calixarylene carboxylic acid of Formula 1, but the reaction cannot be successfully performed. Therefore, the more reactive chloride carboxylic acid derivative formula (2) was effectively prepared and amidated from azacrown ether.

Figure 112006024862383-pat00002
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상기 화학식 1을 염화카르보닐기로 변환하는 단계에서 일반적 반응방법인 싸이오닐 클로라이드의 반응보다 더 온화한 저온 조건에서 반응시킬 수 있는 염화옥살산을 사용하는 것을 특징으로 하고, 아자크라운에테르와 반응하여 하기 화학식 3을 91%의 높은 수득률로 제조하였다. In the step of converting Chemical Formula 1 into a carbonyl chloride group, oxalic acid chloride which can be reacted at a milder temperature than a reaction of Thionyl Chloride, which is a general reaction method, is used. Made with a high yield of 91%.

Figure 112006024862383-pat00003
Figure 112006024862383-pat00003

상기의 화학식 3으로부터 칼릭사렌의 벤젠고리에 클로로메틸 기를 도입하는 반응은 루이스 촉매가 필요하다. 그러나 페놀 기능기의 산소원자는 반응을 너무 활성화시켜 과도한 클로로메틸화 반응을 일으킨다. 따라서 저온에서의 반응이 필수적이다. 최적반응조건은 얼음 욕에서 1 시간 반응시키고 상온으로 올리면서 3 시간을 더 반응시키는 조건이 가장 좋음을 알 수 있었다. 또한, 페놀성 하이드록시 기의 수소가 이웃한 페놀에테르 기의 산소와 수소결합을 함으로써 페놀에테르 기의 벤젠 고리의 전자밀도가 감소되어 활성이 감소되고, 반면에 페놀성 벤젠 고리의 전자밀도가 상대적으로 커서 방향족 친 전자 치환반응의 활성이 증가됨에 따라 이 벤젠고리에 선택적으로 클로로메틸화 반응을 일으켜서 화학식 4의 화합물을 선택적으로 얻을 수 있다. The reaction for introducing the chloromethyl group into the benzene ring of calixarene from the formula (3) requires a Lewis catalyst. However, the oxygen atom of the phenol functional group activates the reaction too much, causing excessive chloromethylation. Therefore, the reaction at low temperature is essential. The optimum reaction conditions were 1 hour in the ice bath and the reaction was increased to room temperature for 3 hours. In addition, the hydrogen of the phenolic hydroxy group bonds with the oxygen of the adjacent phenol ether group to reduce the electron density of the benzene ring of the phenol ether group, thereby reducing the activity, while the electron density of the phenolic benzene ring is relatively low. As the activity of the aromatic parent electron substitution reaction increases, the benzene ring can be selectively chloromethylated to selectively obtain the compound of formula (4).

Figure 112006024862383-pat00004
Figure 112006024862383-pat00004

목적하는 단백질 연결체인 비스아자크라운에테르칼릭사렌는 상기 화학식 4로부터 싸이올화시킴으로써 제조할 수 있다. 알킬할로겐 화합물의 싸이올화는 먼저 싸이오우레아로 반응하고 생성된 염을 알칼리 수용액으로 가수분해함으로써 제조할 수 있다. 상기 화학식 4로부터 싸이올화 반응을 적용한 바, 화합물이 일반적인 반응 용매인 에탄올에 잘 녹지 않아 N,N-디메틸포름아마이드 (DMF) 를 반응용매로 하 여 싸이오우레아와 반응을 완결할 수 있고, 가성소다 수용액으로 가수분해하여 하기의 화학식 5를 제조할 수 있다. The desired protein linker bis-azacrownethercalixylene can be prepared by thiolation from the above formula (4). Thiolation of the alkylhalogen compound is first reacted with thiourea and the resulting salt It can manufacture by hydrolyzing with aqueous alkali solution. When the thiolation reaction is applied from Chemical Formula 4, the compound is not soluble in ethanol, which is a general reaction solvent, and thus N, N -dimethylformamide (DMF) is used as a reaction solvent to complete the reaction with thiourea, and caustic. The following Formula 5 may be prepared by hydrolysis with an aqueous soda solution.

Figure 112006024862383-pat00005
Figure 112006024862383-pat00005

화학식 5는 분자 간 또는 분자 내에서 쉽게 다이설파이드 결합을 형성하여 NMR에서 대칭성의 구조가 잘 관측되지 않는다. 따라서, 싸이오우레아 염을 분리하여 NMR로서 그 대칭성을 확인하거나 또는 그 정제 과정에서 환원제로 소듐 보로하이드라이드를 넣어 주어 화학식 5의 NMR에서 대칭성을 확인할 수 있었다.Formula 5 easily forms disulfide bonds between or within molecules, so that the structure of symmetry is not well observed in NMR. Therefore, the thiourea salt was separated and confirmed its symmetry as NMR, or sodium borohydride was added as a reducing agent in the purification process to confirm the symmetry in the NMR of the formula (5).

하기에 핵자기 공명 장치를 이용하여 신규 화합물인 화학식 3, 4, 5를 분석한 자료를 기재한다.The data of analyzing the new compounds of Chemical Formulas 3, 4, and 5 are described below using a nuclear magnetic resonance apparatus.

1. 25,27-비스[(4,7,10,13,16-1.25,27-bis [(4,7,10,13,16- 펜타옥사Pentaoxa -1--One- 아자사이클로옥타데Azacyclooctade -1--One- 닐카보닐Nylcarbonyl )메톡시]) Methoxy] 칼릭스Calix [4][4] 아렌Aren (화학식 3) (Formula 3)

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.04 (s, 2H, Ar-OH), 6.99 (d, J = 7.5 Hz, 4H, Ar-H), 6.88 (d, J = 7.6 Hz, 4H, Ar-H), 6.72 (t, J = 7.5 Hz, 2H, Ar-H), 6.58 (t, J = 7.6 Hz, 2H, Ar-H), 4.89 (s, 4H,-OCH 2 CO-), 4.49 (d, J = 13.1 Hz, 4H, -CHaHb-), 3.79-3.73 (m, 48H, protons of crown ether moiety), 3.30 (d, J = 13.1 Hz, 4H, -CHaHb-) ; 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 168.3, 153.5, 153.1, 133.6, 128.9, 128.3, 128.2, 125.2, 118.8, 73.8, 71.1, 70.77, 70.75, 70.69, 70.65, 70.64, 70.5, 70.4, 69.8, 69.5, 48.6, 47.0, 31.6 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 8.04 (s, 2H, Ar-O H ), 6.99 (d, J = 7.5 Hz, 4H, Ar- H ), 6.88 (d, J = 7.6 Hz, 4H, Ar- H ), 6.72 (t, J = 7.5 Hz, 2H, Ar- H ), 6.58 (t, J = 7.6 Hz, 2H, Ar- H ), 4.89 (s, 4H, -OC H 2 CO-) , 4.49 (d, J = 13.1 Hz, 4H, -C Ha Hb-), 3.79-3.73 (m, 48H, protons of crown ether moiety), 3.30 (d, J = 13.1 Hz, 4H, -CHa Hb -) ; 13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 168.3, 153.5, 153.1, 133.6, 128.9, 128.3, 128.2, 125.2, 118.8, 73.8, 71.1, 70.77, 70.75, 70.69, 70.65, 70.64, 70.5, 70.4, 69.8, 69.5, 48.6, 47.0, 31.6

2. 25,27-비스[(4,7,10,13,16-2. 25,27-bis [(4,7,10,13,16- 펜타옥사Pentaoxa -1--One- 아자사이클로옥타데Azacyclooctade -1--One- 닐카보닐Nylcarbonyl )메톡시]-5,17-비스() Methoxy] -5,17-bis ( 클로로메틸Chloromethyl )) 칼릭스Calix [4][4] 아렌Aren (화학식 4) (Formula 4)

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.99 (s, 4H, Ar-H), 6.90 (d, J = 7.5 Hz, 4H, Ar-H), 6.72 (t, J = 7.5 Hz, 2H, Ar-H), 4.91 (s, 4H, -OCH 2 CO-), 4.50 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -CH a Hb-), 4.28 (s, 4H, -CH 2 Cl), 3.79-3.60 (m, 48H, protons of crown ether moiety), 3.33 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -CHa H b -); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 167.6, 152.5, 151.7, 132.6, 127.9, 127.3, 127.1, 126.9, 124.1, 73.7, 72.7, 70.0, 69.70 (double intensity), 69.64, 69.58, 69.46, 69.3, 68.7, 68.4, 56.6, 47.5, 45.9, 30.6 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 6.99 (s, 4H, Ar- H ), 6.90 (d, J = 7.5 Hz, 4H, Ar- H ), 6.72 (t, J = 7.5 Hz, 2H, Ar -H ), 4.91 (s, 4H, -OC H 2 CO-), 4.50 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -C H a H b- ), 4.28 (s, 4H, -C H 2 Cl) , 3.79-3.60 (m, 48H, protons of crown ether moiety), 3.33 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -CH a H b- ); 13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 167.6, 152.5, 151.7, 132.6, 127.9, 127.3, 127.1, 126.9, 124.1, 73.7, 72.7, 70.0, 69.70 (double intensity), 69.64, 69.58, 69.46, 69.3, 68.7 , 68.4, 56.6, 47.5, 45.9, 30.6

3. 25,27-비스[(4,7,10,13,16-3.25,27-bis [(4,7,10,13,16- 펜타옥사Pentaoxa -1--One- 아자사이클로옥타데Azacyclooctade -1--One- 닐카보닐Nylcarbonyl )) Me 톡시]-5,17-비스(Methoxy] -5,17-bis ( 머캅토메틸Mercaptomethyl )) 칼릭스Calix [4][4] 아렌Aren

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.90 (s, 4H, Ar-H), 6.81 (d, J = 7.5 Hz, 4H, Ar-H), 6.65 (t, J = 7.5 Hz, 2H, Ar-H), 4.82 (s, 4H, -OCH 2 CO-), 4.40 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -CH a Hb), 4.22 (s, 4H, -CH 2 SH), 3.71-3.53 (m, 48H, protons of crown ether moiety), 3.26 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -CHa H b -) 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 167.6, 152.4, 151.7, 132.4, 127.9, 127.3, 127.0, 124.5, 124.2, 73.7, 72.6, 70.0, 69.69, 69.64, 69.57, 69.4, 69.3, 68.6, 68.5, 56.6, 47.4, 45.9, 30.5, 29.3. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 6.90 (s, 4H, Ar- H ), 6.81 (d, J = 7.5 Hz, 4H, Ar- H ), 6.65 (t, J = 7.5 Hz, 2H, Ar -H ), 4.82 (s, 4H, -OC H 2 CO-), 4.40 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -C H a H b ), 4.22 (s, 4H, -C H 2 SH), 3.71-3.53 (m, 48H, protons of crown ether moiety), 3.26 (d, J = 13.0 Hz, 4H, -CH a H b- ) 13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 167.6, 152.4, 151.7, 132.4, 127.9, 127.3, 127.0, 124.5, 124.2, 73.7, 72.6, 70.0, 69.69, 69.64, 69.57, 69.4, 69.3, 68.6, 68.5, 56.6, 47.4, 45.9, 30.5, 29.3.

또한, 본 발명은 상기와 같이 얻어진 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 금 표면 위에서 자기 조립 단분자막을 형성시키는 단계를 포함함으로써 상기 형성된 자기 조립 단분자 막이 단백질을 비공유결합력으로 효과적으로 고정화시키는 방법을 포함한다. In addition, the present invention includes a step of forming a self-assembled monomolecular film on the gold surface of the bis-aza crown ether calixarene linkage obtained as described above, and thus the self-assembled monomolecular membrane formed comprises a method of effectively immobilizing proteins with non-covalent force. .

본 발명에서는 금 표면 위에 형성된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 자기 조립 단분자 막의 농도와 이 단분자 막에 비공유결합으로 흡착된 단백질의 농도는 하기의 식 1에 의하여 얻었다.In the present invention, the concentration of the self-assembled monomolecular membrane of the bis-aza crown ether calixarene conjugate formed on the gold surface and the protein covalently adsorbed to the monomolecular membrane were obtained by the following equation.

Figure 112006024862383-pat00006
Figure 112006024862383-pat00006

Γ : 흡착된 분자의 표면농도, Γ: surface concentration of adsorbed molecules,

d : 흡착된 분자층의 두께,d: thickness of the adsorbed molecular layer,

nb : 버퍼의 굴절율,n b = Refractive index of the buffer,

n : 흡착된 분자층의 굴절율,n: refractive index of the adsorbed molecular layer,

r (the specific refractivity of BSA) : 0.234 mL/gr (the specific refractivity of BSA): 0.234 mL / g

v (the partial specific volume of BSA) : 0.729 mL/gv (the partial specific volume of BSA): 0.729 mL / g

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<< 실시예Example 1> 25,27-비스[(4,7,10,13,16- 1> 25,27-bis [(4,7,10,13,16- 펜타옥사Pentaoxa -1--One- 아자Keep it up -- 사이클로옥타데Cyclooctade -1--One- 닐카보닐Nylcarbonyl )) 메톡시Methoxy ]] 칼릭스Calix [4][4] 아렌의Aren's 제조 Produce

아세토니트릴 30 ㎖에 칼릭스[4]아렌 1.7 g과 무수 탄산칼륨 0.68 g, 에틸브로모아세테이트 1.40 g을 넣고 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄/메탄올 용매로 재결정하여 반응 혼합물로부터 칼릭사렌에스테르 유도체를 81%의 수율로 분리하였다.To 30 ml of acetonitrile, 1.7 g of Kalix [4] arene, 0.68 g of anhydrous potassium carbonate and 1.40 g of ethyl bromoacetate were added and stirred under reflux for 24 hours. Recrystallization with a dichloromethane / methanol solvent separated the calixarene ester derivative from the reaction mixture in a yield of 81%.

상기와 같이 수득한 칼릭사렌에스테르 유도체 2.75 g를 테트라하이드로퓨란 (THF) 80 ㎖에 녹이고 테트라메틸암모늄하이드록사이드 (25% 수용액) 40 ㎖와 증류수 80 ㎖를 넣고 24 시간 동안 환류 교반하였다. 이렇게 해서 얻은 칼릭사렌카복실릭산 유도체를 91 %의 수율로 얻었다. 2.75 g of the calicsarene ester derivative obtained as described above was dissolved in 80 ml of tetrahydrofuran (THF), 40 ml of tetramethylammonium hydroxide (25% aqueous solution) and 80 ml of distilled water were added and stirred under reflux for 24 hours. The thus obtained calixarylene carboxylic acid derivative was obtained in a yield of 91%.

상기와 같이 수득한 칼릭사렌카복실릭산 유도체 134 ㎎을 테트라하이드로퓨란 10 ㎖에 녹인 용액을 얼음욕에서 냉각하고 옥살릭클로라이드 116 ㎎과 N,N-디메틸포름아마이드를 한 방울 넣고 40분 교반하였다. 이렇게 해서 얻은 염화복실산칼릭사렌 유도체에 1-아자-18-크라운-6 131 ㎎, 테트라하이드로퓨란 5 ㎖, 트라이에틸아민 80 ㎕을 넣은 뒤 얼음 욕에서 10 분간 교반시키고 상온으로 올리면서 5 시간 동안 다시 교반시켰다. 컬럼 크로마토그래피법 (실리카겔, 메탄올/디클로로메탄)으로 91 %의 수율로 분리하였다. The solution obtained by dissolving 134 mg of the calixarethylene carboxylic acid derivative obtained in 10 ml of tetrahydrofuran was cooled in an ice bath, and 116 mg of oxalic chloride and one drop of N, N -dimethylformamide were stirred for 40 minutes. 131 mg of 1-aza-18-crown-6, 5 ml of tetrahydrofuran, and 80 µl of triethylamine were added to the obtained calciric acid chloride derivatives. Stir again. Column chromatography (silica gel, methanol / dichloromethane) was isolated in 91% yield.

<< 실시예Example 2> 25,27-비스[(4,7,10,13,16- 2> 25,27-bis [(4,7,10,13,16- 펜타옥사Pentaoxa -1--One- 아자사이클로옥타데Azacyclooctade -1--One- 닐카보닐Nylcarbonyl )) 메톡시Methoxy ]-5,17-비스(] -5,17-bis ( 클로로메틸Chloromethyl )) 칼릭스Calix [4][4] 아렌의Aren's 제조 Produce

얼음 욕에서 클로로포름 15 ㎖에 염화주석(II) (1M 디클로로메탄용액) 0.78 ㎖와 클로로메틸메틸에테르 125 ㎎을 넣고 15분 후에 클로로포름 10 ㎖에 녹인 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체 40 ㎎을 넣은 뒤 1 시간 교반 후 상온으로 올리면서 다시 3 시간 동안 교반하였다. 컬럼 크로마토그래피법 (실리카겔, 메탄올/디클로로메탄)으로 45 %의 수율로 분리하였다. In an ice bath, add 0.78 ml of tin (II) chloride (1M dichloromethane solution) and 125 mg of chloromethylmethyl ether in 15 ml of chloroform, and after 15 minutes, add 40 mg of bis-azacrownethercalixylene derivative dissolved in 10 ml of chloroform. After stirring for an hour, the mixture was stirred for 3 hours while raising to room temperature. Column chromatography (silica gel, methanol / dichloromethane) was isolated in 45% yield.

<< 실시예Example 3> 25,27-비스[(4,7,10,13,16- 3> 25,27-bis [(4,7,10,13,16- 펜타옥사Pentaoxa -1--One- 아자사이클로옥타데Azacyclooctade -1--One- 닐카보닐Nylcarbonyl )) 메톡시Methoxy ]-5,17-비스(] -5,17-bis ( 머캅토메틸Mercaptomethyl )) 칼릭스Calix [4][4] 아렌의Aren's 제조 Produce

25,27-비스[(4,7,10,13,16-펜타옥사-1-아자사이클로옥타데-1-일카보닐)메톡시]-5,17-비스(클로로메틸)칼릭스[4]아렌 81 ㎎과 싸이오유레아 33 ㎎, N,N-디메틸포름아마이드 7 ㎖을 넣고 밤새 교반 반응하고, 용매를 제거한 후 테트라하이드로퓨란 10 ㎖에 다시 녹이고 가성소다 수용액 (0.3 M 수용액) 5 ㎖을 넣고 10 분간 교반반응하고 용매를 다시 회전증발기로 제거한 후 잔류물을 디클로로메탄 5 ㎖에 녹인 용액에 소디움보로하이드라이드 80 ㎎을 넣고 이 혼합물을 포화 염화암모늄 수용액으로 세척하고 무수 황산마그네슘으로 건조한 후 여과하여 여액을 증발농축하여 고체생성물을 99%의 수율로 얻었다.25,27-bis [(4,7,10,13,16-pentaoxa-1-azacyclooctade-1-ylcarbonyl) methoxy] -5,17-bis (chloromethyl) calix [4 ] Add 81 mg of arene, 33 mg of thiourea, and 7 ml of N, N -dimethylformamide , stir the reaction overnight, remove the solvent, dissolve again in 10 ml of tetrahydrofuran, and add 5 ml of aqueous sodium hydroxide solution (0.3 M aqueous solution). After stirring for 10 minutes, the solvent was again removed by rotary evaporator, and 80 mg of sodium borohydride was added to a solution of the residue dissolved in 5 ml of dichloromethane. The mixture was washed with saturated aqueous ammonium chloride solution and dried over anhydrous magnesium sulfate. The filtrate was concentrated by evaporation to give a solid product in 99% yield.

<< 실시예Example 4> 금 표면 위에서 시판  4> Available on Gold Surface 프로링커와With pro linker 개발한  Developed 비스아자크라운Bis-Aza Crown 연결체의Connected 자기 조립 단분자막의 형성과  The formation of self-assembled monolayers SPRSPR 측정 Measure

금 표면을 메탄올로 세척하고 클로로포름/메탄올 (1 : 99 v/v)의 혼합용액으로 다시 세척하였다. 프로링커와 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 각각 클로로포름/메탄올 (1 : 99 v/v)의 혼합용액으로 하여 0.1 mM의 용액을 만든다. 여기에 세척한 금 기질을 담그고 용액을 5 시간 동안 혼합용액을 5 ㎖/min 으로 흘려주면서 자기 조립 단분자막이 형성되도록 하고, 표면플라즈마공명장치 (Surface Plasmon Resonance)로 고정화되는 과정을 SPR의 공명각의 변화가 없을 때까지 관찰하였다. 고정화 과정이 끝나면 메탄올과 증류수를 사용하여 순서대로 세척하였다. The gold surface was washed with methanol and again with a mixed solution of chloroform / methanol (1: 99 v / v). A 0.1 mM solution is prepared using a mixture of chloroform / methanol (1: 99 v / v) as a prolinker and a bis-aza crown ether caxylene linker, respectively. The washed gold substrate was immersed and the solution was flowed at 5 ml / min for 5 hours to form a self-assembled monomolecular film, and the surface plasma resonance device (Surface Plasmon Resonance) to fix the process of the resonance angle of the SPR Observation was made until there was no change. After the immobilization process, the mixture was washed sequentially with methanol and distilled water.

<< 실험예Experimental Example 1>  1>

프로링커와With pro linker 비스아자크라운에테르칼릭사렌Bis-Azacrown Ether Calixen 연결체의Connected 자기 조립 단분자막 상에 소 혈청 알부민 ( Bovine serum albumin on self-assembled monolayers ( BSABSA ) 단백질 고정화 및 A) protein immobilization and SPRSPR 측정 Measure

프로링커와 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 자기 조립 단분자막들은 수용성 표준단백질로 알려진 BSA을 이용하여 단백질의 고정화 과정을 조사하였다. BSA의 고정화 농도는 인산완충용액 (0.01 M, pH 7.4)상에서 5 mM 농도로 준비되어 적용되었으며, 고정화과정은 SPR 공명각 변화가 더 이상 일어나지 않고 포화되는 시간까지 지속적으로 측정하였다. The self-assembled monolayers of the pro-linker and bis-azacrownethercalisarene linkages were examined for protein immobilization using BSA, known as a water-soluble standard protein. The immobilization concentration of BSA was prepared and applied at a concentration of 5 mM in phosphate buffer solution (0.01 M, pH 7.4), and the immobilization process was continuously measured until the saturation time of the SPR resonance no longer occurred.

결과result

상기 <실시예>에 따른 실험결과, 금 표면 위에서 프로링커의 자기 조립 단분자 막이 형성됨에 따라 SPR 공명각이 증가하고 5 시간 내에 포화되는 것을 관찰할 수 있었다 (도 2). 이때 공명각의 변화는 0.08˚ 로 금 표면 위에 자기 조립 단분자 막이 형성되는 것을 알 수 있었다. 이렇게 형성된 프로링커의 자기 조립 단분자 막 위에서의 BSA 단백질 고정화로 인한 공명각의 변화는 0.56도로 고정화가 일어나는 것을 관찰하였다 (도 2). As a result of the experiment according to the <Example>, it was observed that the SPR resonance angle increases and saturates within 5 hours as the self-assembled monomolecular film of the prolinker is formed on the gold surface. In this case, the change in the resonance angle was 0.08 °, and it was found that a self-assembled monomolecular film was formed on the gold surface. It was observed that the change in resonance angle due to BSA protein immobilization on the self-assembled monomolecular membrane of the prolinker thus formed occurred at 0.56 degrees (FIG. 2).

또한, 상기 <실시예>에 따라 제조한 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 SPR의 실험결과, 금 표면 위에 자기 조립 단분자 막이 형성됨에 따라 공명각의 변화는 0.17° 로 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막이 형성됨을 관찰하였다. 이렇게 형성된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 자기 조립 단분자 막 위에서의 BSA 단백질 간의 고정화를 SPR로 측정한 결과 0.41°로써 고정화가 일어남을 알 수 있었다 (도 3).In addition, as a result of the SPR experiment of the bis-aza crown ether calixarene conjugate prepared according to the <Example>, as the self-assembled monomolecular film is formed on the gold surface, the change of the resonance angle is 0.17 ° and the self-assembled stage on the gold surface. It was observed that a molecular film was formed. Immobilization of the BSA protein on the self-assembled monomolecular membrane of the thus formed bis-aza crown ether calicsarene conjugate was measured by SPR, and it was found that the immobilization occurred at 0.41 ° (FIG. 3).

프로링커의 SPR 실험결과로부터 금 표면 위에 형성된 자기 조립 단분자 막의 농도와 자기 조립 단분자 막과 BSA 단백질 간의 흡착농도를 <수학식 1>로부터 얻기 위해서는 시뮬레이션으로 얻은 광학상수가 필요하며, 또한 실험결과의 타당성 근거로 시뮬레이션으로 얻은 곡선과 실험결과로 얻은 곡선을 비교할 필요가 있다. 그 실험결과, 금 표면 위에 형성된 프로링커의 자기 조립 단분자막의 농도는 260 pmole/cm2 이며, 자기 조립 단분자 막에 흡착된 BSA 단백질의 농도는 175 ng/cm2 으로 나타났다. 또한, 시뮬레이션으로 얻은 곡선과 실험결과로 얻은 곡선이 매우 일치하여 이 실험의 타당함을 보여준다 (도 4).In order to obtain the concentration of the self-assembled monomolecular membrane formed on the gold surface and the adsorption concentration between the self-assembled monomolecular membrane and the BSA protein from Equation 1 from the SPR test results of the prolinker, the optical constant obtained by the simulation is required. On the basis of the validity of, it is necessary to compare the curves obtained from the simulations with those obtained from the experimental results. As a result, the concentration of the self-assembled monolayer of prolinker formed on the gold surface was 260 pmole / cm 2 , and the concentration of BSA protein adsorbed on the self-assembled monolayer was 175 ng / cm 2 . In addition, the curves obtained from the simulations and the curves obtained from the experimental results are very consistent, showing the validity of this experiment (FIG. 4).

비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 SPR 실험결과로부터 금 표면 위에 형성된 자기 조립 단분자막의 농도와 자기 조립 단분자 막 위에서의 BSA 단백질의 흡착농도를 <수학식 1>로부터 얻기 위해서는 시뮬레이션으로 얻은 광학상수가 필요하며 또한 실험결과의 타당성 근거로 시뮬레이션 얻은 곡선과 실험결과로 얻은 곡선을 비교할 필요가 있다. 그 실험결과, 금 표면 위에 형성된 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 자기 조립 단분자 막의 농도는 235 pmole/cm2 이며 자기 조립 단분자 막에 흡착된 BSA 단백질의 농도는 197 ng/cm2 으로 나타났다 (도 5). In order to obtain the concentrations of the self-assembled monomolecular film formed on the gold surface and the adsorption concentration of BSA protein on the self-assembled monomolecular membrane from Equation 1, the optical constants obtained by simulation It is also necessary to compare the curves obtained from the simulation results with those obtained from the experimental results on the basis of the validity of the experimental results. As a result, the concentration of the self-assembled monomolecular film of bis-aza crown ether calixarene conjugate formed on the gold surface was 235 pmole / cm 2 The concentration of BSA protein adsorbed on the self-assembled monomolecular membrane was 197 ng / cm 2 (FIG. 5).

금 표면 위에 형성된 단백질 연결체의 단분자 막의 농도가 낮은 것은 비스아자크라운에테르 연결체 (MW 1123.37)의 분자평면의 크기가 프로링커 (MW 702.92)의 분자평면의 크기보다 크기 때문에 그러하다. 그러나, 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체의 자기 조립 단분자 막에 고정화된 BSA 단백질의 양은 프로링커 단백질 연결체에 의한 단백질 고정화의 양보다 약 11% 더 우수함을 나타내었다. 시뮬레이션으로 얻은 곡선과 실험결과로 얻은 곡선이 매우 유사하여 이 실험의 타당함을 보 여준다.The low concentration of the monomolecular membrane of the protein linkages formed on the gold surface is due to the size of the molecular plane of the biszacrownether linker (MW 1123.37) being larger than that of the prolinker (MW 702.92). However, the amount of BSA protein immobilized on the self-assembled monomolecular membrane of the bis-azacrownethercalixylene linker was shown to be about 11% better than the amount of protein immobilization by the prolinker protein linker. The curves obtained from the simulations and the curves obtained from the experimental results are very similar to show the validity of this experiment.

본 발명에서 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 통하여 단백질을 높은 농도로 고정화할 수 있음을 확인함으로써 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체를 이용한 효과적인 단백질 고정화 연결체로 보다 높은 농도로 단백질을 고정화시키는 방법을 제공한다.In the present invention, by confirming that the protein can be immobilized to a high concentration through the bis-aza crown ether caxylene linker, a method for immobilizing the protein at a higher concentration with an effective protein immobilization link using the bis-aza crown ether caxylene linker to provide.

상기와 같이, 본 발명의 비스아자크라운에테르칼릭사렌 연결체는 금 표면 위에서 자기 조립 단분자 막을 형성하고, 상기 형성된 막으로 단백질을 높은 농도로 고정화함으로써 보다 우수하고 다양한 형태로 표면을 개질할 수 있으며, 이를 활용함으로써 단백질 칩 등 다양한 용도로 적용할 수 있다.As described above, the bis-azacrownethercalisarene linkage of the present invention can form a self-assembled monomolecular film on a gold surface, and the surface of the bis-aza crown ether-calixylene linker can be modified to have a better and more diverse shape by immobilizing proteins at a high concentration. By using this, it can be applied to various uses such as protein chip.

Claims (11)

삭제delete 하기 화학식으로 표기되는 것을 특징으로 하는 화합물.A compound characterized by the following formula.
Figure 112007027347532-pat00007
Figure 112007027347532-pat00007
제2항에 있어서, 상기 화합물이 금의 표면 상에 자기 조립 단분자 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 화합물.3. A compound according to claim 2, wherein said compound forms a self-assembled monomolecular film on the surface of gold. 삭제delete 제3항에 있어서, 상기 화합물이 단백질을 고정화하는 것을 특징으로 하는 화합물.4. A compound according to claim 3, wherein said compound immobilizes the protein. 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 화합물이 단백질 칩에 사용되는 것을 특징으로 하는 화합물.6. A compound according to claim 5, wherein said compound is used in a protein chip. (1) 칼릭사렌 (Calix[4]arene) 을 출발물질로 하여 아자크라운에테르를 가하여 하기 화학식으로 표기되는 비스아자크라운에테르칼릭사렌 유도체를 제조하는 단계 및(1) preparing a bis-azacrownethercalixylene derivative represented by the following chemical formula by adding azacrown ether using Calix [4] arene as a starting material; and (2) 상기 유도체를 기본골격으로 페놀성 하이드록시 기를 갖는 벤젠고리의 파라 (para) 위치에 싸이올 기를 도입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 신규한 화합물의 제조방법.(2) a method for producing a novel compound, comprising introducing a thiol group at a para position of a benzene ring having a phenolic hydroxy group as a base skeleton of the derivative.
Figure 112007079197228-pat00008
Figure 112007079197228-pat00008
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식으로 표기되는 것을 특징으로 하는 화합물의 제조방법.The method for producing a compound according to claim 8, wherein the compound is represented by the following formula.
Figure 112006024862383-pat00009
Figure 112006024862383-pat00009
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