KR101869570B1 - 변형된 뉴클레오사이드 및 그로부터 제조된 올리고머 화합물 - Google Patents

변형된 뉴클레오사이드 및 그로부터 제조된 올리고머 화합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변형된 뉴클레오사이드, 그의 유사체 및 그로부터 제조된 올리고머 화합물을 제공한다. 특히, 본 발명은 올리고머 화합물의 말단에서 편입시키는데 유용한 변형된 뉴클레오사이드 및 그의 유사체를 제공한다. 이러한 올리고머 화합물은 또한 이중 가닥 조성물에 포함될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 제공된 올리고머 화합물은 표적 RNA의 정상의 기능의 소실을 초래하는 표적 RNA의 일부에 혼성화될 것으로 예상된다.

Description

변형된 뉴클레오사이드 및 그로부터 제조된 올리고머 화합물 {MODIFIED NUCLEOSIDES AND OLIGOMERIC COMPOUNDS PREPARED THEREFROM}
정부 지원의 진술
본 발명은 NIH에 의해 수여된 계약 #5R44GM076793-03 하에 미합중국 정부 지원이 행해졌다. 미합중국 정부는 본 발명의 소정의 권리를 지닌다.
서열 목록
본 출원은 전자 형식으로 서열 목록과 함께 출원된다. 서열 목록은 2011년 4월 26일자 작성된 20110426_CHEM0067WOSEQ.txt라는 명칭의 파일로서 제공되며, 그 용량은 10Kb이다. 서열 목록의 전자 형식의 정보는 참조로 그의 전문이 본 명세서에 포함된다.
발명의 기술분야
본 명세서에는 5' 변형된 뉴클레오사이드, 그의 유사체 및 그로부터 제조된 올리고머 화합물이 제공된다. 특히, 올리고머 화합물의 말단 위치들 중 하나, 바람직하게는 5' 위치에 내포시키기에 유용한 5' 변형된 뉴클레오사이드 및 그의 유사체가 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 제공된 올리고머 화합물은 증강된 뉴클레아제 안정성을 지닐 것으로 예상된다. 소정의 실시형태에 있어서, 이들 5' 변형된 뉴클레오사이드 중 하나 이상 또는 그의 유사체를 내포하는 본 명세서에서 제공된 올리고머 화합물 및 조성물은 표적 RNA의 정상의 기능의 소실을 초래하는 표적 RNA의 일부에 혼성화(hybridization)될 것으로 예상된다. 올리고머 화합물은 또한 진단 용도에 있어서의 프라이머 및 프로브로서 유용하게 될 것으로 예상된다.
표적화 질환-유발 유전자 서열은 30년 전 이상에서 처음으로 제안되었고(Belikova et al., Tet. Lett., 1967, 37, 3557-3562), 안티센스 활성은 그후 수십년 이상 후에 세포 배양에서 입증되었다(Zamecnik et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1978, 75, 280-284). 질환-유발 유전자로부터 기인하는 질환 혹은 병태(condition)의 치료에 있어서 안티센스 기술의 한 가지 이점은 특정 질환-유발 유전자의 발현을 조절(증감)시키는 능력을 지니는 직접적인 유전적 접근법이라는 점이다. 다른 이점은, 안티센스 화합물을 이용하는 치료 표적의 검증이 약물 후보의 직접적이고도 즉각적인 발견으로 이어지며; 안티센스 화합물은 잠재적인 치료제라는 점이다.
일반적으로, 안티센스 수법 배경의 원리는 안티센스 화합물이 표적 핵산에 혼성화되어 전사 혹은 번역 등과 같은 유전자 발현 활성 혹은 기능을 조절한다는 점이다. 유전자 발현의 조절은, 예를 들어, 표적 분해 혹은 점유기반 억제에 의해 달성될 수 있다. 분해에 의한 RNA 표적 기능의 조절예는 DNA-유사 안티센스 화합물과 혼성화 시 표적 RNA의 RNase H-기반 열화에 의거한다. 표적 분해에 의한 유전자 발현의 조절의 다른 예는 RNA 간섭(RNA interference: RNAi)이다. RNAi는 일반적으로 표적화된 내인성 mRNA 수준의 서열-특이적 감소를 초래하는 dsRNA의 도입을 포함하는 안티센스-매개 유전자 침묵(gene silencing)을 의미한다. 점유-기반 메카니즘에 의한 RNA 표적 기능의 조절의 추가예는 마이크로RNA(microRNA) 기능의 조절이다. 마이크로RNA는 단백질-코딩 RNA의 발현을 조정하는 소형 비코딩 RNA이다. 안티센스 화합물의 마이크로RNA에의 결합은 마이크로RNA가 그의 메신저 RNA 표적에 결합하는 것을 방지하고, 이에 따라서, 마이크로RNA의 기능과 간섭한다. 특정 매카니즘에 관계없이, 이 서열 특이성은 안티센스 화합물을 표적 검증 및 유전자 기능성화용의 툴(tool)로서뿐만 아니라 악성 및 기타 질환의 병인에 연루된 유전자의 발현을 선택적으로 조절하는 치료제로서 매우 매력적이게 만든다.
안티센스 수법은 하나 이상의 특이적 유전자의 발현을 저감시키는 효과적인 수단이며, 따라서, 다수의 치료, 진단 및 연구 응용에 독특하게 유용한 것으로 판명될 수 있다. 화학적으로 변형된 뉴클레오사이드는 표적 RNA에 대한 뉴클레아제 내성, 약동학 혹은 친화성 등과 같은 하나 이상의 특성을 향상시키기 위하여 안티센스 화합물 내로 편입시키기 위하여 통상적으로 이용된다. 1998년에, 안티센스 화합물인 비트라벤(Vitravene)(등록상표)(포미비어센(fomivirsen); 캘리포니아주의 칼스배드시에 소재한 아이시스 파마수티컬즈 인코포레이티드(Isis Pharmaceuticals Inc.))에 의해 개발됨)은 미국 식약청(FDA)으로부터 마케팅 승인을 받은 첫번째 안티센스 약물이었고, 현재 AIDS 환자에서의 거대세포바이러스(cytomegalovirus: CMV)-유래 망막염의 치료에 이용되고 있다.
새로운 화학적 변형 혹은 수식(modification)은 안티센스 화합물의 역가 및 효능을 개선시키고, 경구 전달용의 잠재성을 드러낼 뿐만 아니라 경피 투여의 증가, 부작용에 대한 잠재성 감소 그리고 환자 편의성의 향상을 가져온다. 안티센스 화합물의 역가를 증가시키는 화학적 변성은 낮은 용량의 투여를 허용하여, 요법의 전체적인 비용 저감뿐만 아니라 독성에 대한 잠재성도 감소시킨다. 분해에 대한 내성을 증가시키는 변형은 신체로부터 보다 느린 제거율(clearance)을 초래하여, 덜 빈번한 투약을 가능하게 한다. 상이한 유형의 화학적 변형들은 화합물의 효능을 더욱 최적화하기 위하여 하나의 화합물에 있어서 병용될 수 있다.
5'-치환된 DNA 및 RNA 유도체의 합성 및 그들의 올리고머 화합물 내로의 편입은 문헌들에 보고되어 있다(Saha et al, J. Org . Chem ., 1995, 60, 788-789; Wang et al, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 1999, 9, 885-890; 및 Mikhailov et al, Nucleosides & Nucleotides, 1991, 10(1-3), 339-343; Leonid et al, 1995, 14(3-5), 901-905; 및 Eppacher et al, Helvetica Chimica Acta, 2004, 87, 3004-3020). 5'-치환된 모노머는 또한 변형된 염기를 지니는 모노포스페이트로서 제조된 바 있다(Wang et al, Nucleosides & Nucleotides & Nucleic Acids, 2004, 23 (1 & 2), 317-337).
당 고리의 5'-위치 및 2'-위치를 포함하는 복수개의 위치에서 임의적 변형을 포함하는 변형된 뉴클레오사이드 및 이들 변형된 뉴클레오사이드를 내부에 편입시킨 올리고머 화합물의 종류가 보고된 바 있다(국제 특허 출원 제PCT US94/02993호(WO 94/22890로서 1994년 10월 13일자로 공개됨) 참조).
5'-CH2 치환된 2'-O-보호된 뉴클레오사이드의 합성 및 그들의 편입은 이미 보고되어 있다(Wu et al., Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 1127-1143 및 Wu et al. Bioconjugate Chem. 1999, 10, 921-924 참조).
아마이드 연결된 뉴클레오사이드 다이머는 올리고뉴클레오타이드 내로의 편입을 위하여 제조되었고, 여기서, 다이머 내의 3' 연결된 뉴클레오사이드(5'에서 3')는 2'-OCH3 및 5'-(S)-CH3를 포함한다(Mesmaeker et al, Synlett, 1997, 1287-1290).
2'-치환된 5'-CH2(또는 O) 변형된 뉴클레오사이드의 종류 및 이들을 올리고뉴클레오타이드로 편입시키는 논의는 이미 보고되어 있다(국제 특허 출원 제PCT/US92/01020호(WO 92/13869로서 1992년 2월 7일자로 공개됨) 참조).
2'-치환을 지닌 변형된 5'-메틸렌 포스포네이트 모노머의 합성 및 변형된 항바이러스 다이머를 제조하기 위한 그들의 용도는 이미 보고되어 있다(미국 특허출원 제10/418,662호(US 2006/0074035로서 2006년 4월 6일자로 공개됨)).
5'-알키닐포스페이트 리보뉴클레오사이드의 각종 유사체가 제조되어 문헌에 보고되어 있다(Meurillon et al, Tetrahedron, 2009, 65, 6039-6046 및 Nucleic Acidss Symposium Series, 2008, 52(1), 565-566; Lera et al, Org . Lett., 2000, 2(24), 3873-3875).
5'-비닐포스페이트 DNA 및 RNA 모노머의 제조, 그리고 올리고뉴클레오타이드 합성용의 다이머 화합물을 제조하기 위한 그들의 용도가 기재되어 있다. 그들의 생화학적 연구 또한 논의된 바 있다(Whittaker et al, Tet . Lett., 2008, 49, 6984-6987; Abbas et al, Org . Lett., 2001, 3(21), 3365-3367; Bertram et al, Biochemistry, 2002, 41, 7725-7731; Zhao et al, Tet . Lett ., 1996, 37(35), 6239-6242 및 Jung, et al, Bioorg . Med . Chem., 2000, 8, 2501-2509 참조).
각종 BNA가 제조되어 과학 문헌뿐만 아니라 특허 문헌에 보고되어 있으며, 예를 들면, 이에 대해서는 다음과 같은 것들을 참조할 수 있고: Singh et al., Chem. Commun., 1998, 4, 455-456; Koshkin et al, Tetrahedron, 1998, 54, 3607-3630; Wahlestedt et al, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2000, 97, 5633-5638; Kumar et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1998, 8, 2219-2222; Wengel et al., 국제 특허 출원 공개 WO 98-DK393 19980914; Singh et al., J. Org. Chem., 1998, 63, 10035-10039, 이들 각각의 텍스트는 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다. 발행된 미국 특허 및 간행된 특허 출원의 예로는, 예를 들면, 다음과 같으며: 미국 특허 제7,053,207호, 제6,770,748호, 제6,268,490호 및 제6,794,499호, 및 미국 특허 출원 공개 제20040219565호, 제20040014959호, 제20030207841호, 제20040192918호, 제20030224377호, 제20040143114호 및 제20030082807호; 이들 각 텍스트는 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다.
각종 사이클로헥시톨 뉴클레오사이드 유사체의 합성은 문헌에 보고되어 있으며, 예를 들어, 이하와 같은 것들을 참조할 수 있다: Verheggen et al, J. Med . Chem., 1995, 38, 826-835; Altmann et al, Chimia, 1996, 50, 168-176; Herdewijn et al, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 1996, 6 (13), 1457-1460; Verheggen et al, Nucleosides & Nucleotides, 1996, 15(1-3), 325-335; Ostrowski et al, J. Med . Chem., 1998, 41, 4343-4353; Allart et al, Tetrahedron., 1999, 55, 6527-6546; Wouters et al, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 1999, 9, 1563-1566; Brown, et al, Drug Development Res., 2000, 49, 253-259; 국제 특허 출원 공개 WO 93/25565; WO 02/18406; 및 WO 05/049582; 미국 특허 제5,314,893호; 제5,607,922호; 및 제6,455,507호.
각종 사이클로헥시톨 뉴클레오사이드 유사체가 모노머로서 기재되어 있고, 또한 올리고머 화합물 내로 편입되었다(예를 들어: 국제 특허 출원 공개 WO 93/25565(공개일: 1993년 12월 23일); Augustyns et al. Nucleic Acidss Res., 1993, 21(20), 4670-4676; Verheggen et al, J. Med . Chem., 1993, 36, 2033-2040; Van Aerschol et al, Angew . Chem . Int . Ed . Engl, 1995, 34(12), 1338-1339; Anderson et al, Tetrahedron Letters, 1996, 37(45), 8147-8150; Herdewijn et al, Liebigs Ann., 1996, 1337-1348; De Bouvere et al, Liebigs Ann ./ Recueil, 1997, 1453-1461; 1513-1520; Hendrix et al, Chem . Eur . J., 1997, 3(1), 110-120; Hendrix et al, Chem . Eur . J., 1997, 3(9), 1513-1520; Hossain et al, J. Org. Chem., 1998, 63, 1574-1582; Allart et al, Chem . Eur . J., 1999, 5(8), 2424-2431; Boudou et al, Nucleic Acidss Res., 1999, 27(6), 1450-1456; Kozlov et al, J. Am . Chem . Soc , 1999, 121, 1108-1109; Kozlov et al, J. Am . Chem . Soc, 1999, 121, 2653-2656; Kozlov et al, J. Am . Chem . Soc, 1999, 121, 5856-5859; Pochet et al., Nucleosides & Nucleotides , 1999, 18 (4&5), 1015-1017; Vastmans et al, Collection Symposium Series, 1999, 2, 156-160; Froeyen et al, Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 2153-2182; Kozlov et al, Chem . Eur . J., 2000, 6(1), 151-155; Atkins et al, Parmazie, 2000, 55(8), 615-617; Lescrinier et al, Chemistry & Biology, 2000, 7, 719-731; Lescrinier et al, Helvetica Chimi caActa, 2000, 83, 1291-1310; Wang et al, J. Am . Chem ., 2000, 122, 8595-8602; 미국 특허 출원 제US2004/0033967호; 미국 특허 출원 공개 제US 2008/0038745호; 미국 특허 공고 제7,276,592호 공보). DNA 유사체는 또한 논문에서 검토되어 있으며(Leumann, J. C, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2002, 10, 841-854 참조) 이것은 사이클로헥시톨 뉴클레오사이드 유사체(헥시톨 핵산족의 명명 하)의 일반적인 논의를 포함하고 있다.
포스포다이에스터 연결된 헥시톨 핵산(HNA, 또는 1,5-안하이드로헥시톨 핵산)을 지니는 올리고머 화합물은 또한 세포 검정에서의 평가를 위하여 제조된 바 있다. 평가된 상이한 모티프는 전체적으로 변형되어(각 모노머가 포스포다이에스터 연결된 헥시톨 핵산 유사체임) 갭핑(gapped)되어 있으며, 여기서 상기 올리고머 화합물의 3' 및 5' 외부 영역의 각 모노머는 각각 포스포다이에스터 연결된 헥시톨 핵산 유사체이고, 내부 영역 내의 각 모노머는 포스포로티오에이트 연결된 데옥시리보뉴클레오사이드이다(Kang et al, Nucleic Acids Research, 2004, 32(14), 4411-4419; Vandermeeren et al., 2000, 55, 655-663; Flores et al, Parasitol Res., 1999, 85, 864-866; 및 Hendrix et al, Chem . Eur . J, 1997, 3(9), 1513-1520 참조).
ANA 또는 D-알트라이톨 핵산으로 당업계에서 지칭되는 3'-OH 기를 지니는 포스포다이에스터 연결된 유사체를 지니는 올리고머 화합물이 제조되어 구조적 및 시험관내에서 평가된 바 있다(Allart et al, Chem . Eur . J., 1999, 5(8), 2424-2431).
헥시톨 뉴클레오타이드(HNA 핵산으로도 당업계에서 지칭됨)가 편입된 화학적으로 변형된 siRNA가 제조되어 침묵 능력(silencing capacity)에 대해서 시험된 바 있다(2006년 5월 11일자 공개된 국제 특허 출원 공개 WO 06/047842).
사이클로헥세닐 핵산 및 그의 유사체가 모노머뿐만 아니라 올리고머 화합물로서 과학 및 특허 문헌에 보고되어 있고, 그 예로는 다음과 같은 것들을 들 수 있으며: Robeyns et al, J. Am . Chem . Soc, 2008, 130(6), 1979-1984; Horvath et al, Tetrahedron Letters, 2007, 48, 3621-3623; Nauwelaerts et al, J. Am . Chem . Soc, 2007, 129(30), 9340-9348; Gu et al., Nucleosides , Nucleotides & Nucleic Acids, 2005, 24(5-7), 993-998; Nauwelaerts et al., Nucleic Acids Research, 2005, 33(8), 2452-2463; Robeyns et al., Acta Crystallographica, Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, 2005, F61(6), 585-586; Gu et al., Tetrahedron, 2004, 60(9), 2111-2123; Gu et al., Oligonucleotides, 2003, 13(6), 479-489; Wang et al, J. Org . Chem., 2003, 68, 4499-4505; Verbeure et al., Nucleic Acids Research, 2001, 29(24), 4941-4947; Wang et al, J. Org . Chem., 2001, 66, 8478-82; Wang et al, Nucleosides , Nucleotides & Nucleic Acids, 2001, 20(4-7), 785-788; Wang et al, J. Am . Chem ., 2000, 122, 8595-8602; 국제 특허 출원 공개 WO 06/047842; 및 국제 특허 출원 공개 WO 01/049687; 이들 각 텍스트는 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다.
각종 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체의 합성은 문헌에 보고되어 있고, 예를 들면, 다음과 같은 것들을 들 수 있다: Verheggen et al., J. Med . Chem., 1995, 38, 826-835; Altmann et al., Chimia, 1996, 50, 168-176; Herdewijn et al, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 1996, 6 (13), 1457-1460; Verheggen et al, Nucleosides & Nucleotides, 1996, 15(1-3), 325-335; Ostrowski et al, J. Med . Chem., 1998, 41, 4343-4353; Allart et al, Tetrahedron., 1999, 55, 6527-6546; Wouters et al, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 1999, 9, 1563-1566; Brown, et al, Drug Development Res., 2000, 49, 253-259; 국제 특허 출원 공개 WO 93/25565; WO 02/18406; 및 WO 05/049582; 미국 특허 제5,314,893호; 제5,607,922호; 및 제6,455,507호 공보.
각종 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체가 모노머로서 기재되어 있고, 또한 올리고머 화합물 내로 편입되어 있다(예컨대, 국제 특허 출원 공개 공보 WO 93/25565(1993년 12월 23일 공개); Augustyns et al. Nucleic Acidss Res., 1993, 21(20), 4670-4676; Verheggen et al., J. Med . Chem., 1993, 36, 2033-2040; Van Aerschol et al., Angew . Chem . Int . Ed . Engl, 1995, 34(12), 1338-1339; Anderson et al, Tetrahedron Letters, 1996, 37(45), 8147-8150; Herdewijn et al, Liebigs Ann., 1996, 1337-1348; De Bouvere et al, Liebigs Ann ./ Recueil , 1997, 1453-1461; 1513-1520; Hendrix et al, Chem . Eur . J., 1997, 3(1), 110-120; Hendrix et al, Chem . Eur . J., 1997, 3(9), 1513-1520; Hossain et al, J. Org. Chem., 1998, 63, 1574-1582; Allart et al, Chem . Eur . J., 1999, 5(8), 2424-2431 ; Boudou et al., Nucleic Acids Res ., 1999, 27(6), 1450-1456; Kozlov et al, J. Am . Chem . Soc, 1999, 121, 1108-1109; Kozlov et al, J. Am . Chem . Soc, 1999, 121, 2653-2656; Kozlov et al, J. Am . Chem . Soc, 1999, 121, 5856-5859; Pochet et al., Nucleosides & Nucleotides, 1999, 18 (4&5), 1015-1017; Vastmans et al, Collection Symposium Series , 1999, 2, 156-160; Froeyen et al, Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 2153-2182; Kozlov et al, Chem . Eur . J., 2000, 6(1), 151-155; Atkins et al, Parmazie , 2000, 55(8), 615-617; Lescrinier et al, Chemistry & Biology, 2000, 7, 719-731; Lescrinier et al, Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 1291-1310; Wang et al, J. Am . Chem., 2000, 122, 8595-8602; 미국 특허 출원 제US 2004/0033967호; 미국 특허 출원 공개 제US 2008/0038745호; 미국 특허 제7,276,592호 공보). DNA 유사체가 또한 논문에서 검토되어 있으며(Leumann, J. C, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2002, 10, 841-854 참조), 이 논문은 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체(헥시톨 헥산족의 명명 하)의 일반적인 논의를 포함하고 있다.
포스포다이에스터 연결된 3'-H 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체(HNA - 헥시톨 핵산 또는 1,5-안하이드로헥시톨 핵산이라고도 지칭됨)을 지니는 올리고머 화합물이 세포 검정에서 평가를 위하여 제조된 바 있다. 평가된 상이한 모티프는 전체적으로 변형되어 있고(각 모노머가 포스포다이에스터 연결된 3'-H 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체임) 갭핑되어 있으며, 여기서 상기 올리고머 화합물의 3' 및 5' 외부 영역의 각 모노머는 각각 포스포다이에스터 연결된 3'-H 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체이고, 내부 영역 내의 각 모노머는 포스포로티오에이트 연결된 데옥시리보뉴클레오사이드이다(Kang et al., Nucleic Acids Research, 2004, 32(14), 4411-4419; Vandermeeren et al., 2000, 55, 655-663; Flores et al, Parasitol Res., 1999, 85, 864-866; 및 Hendrix et al, Chem . Eur. J, 1997, 3(9), 1513-1520 참조).
포스포다이에스터 연결된 3'-OH 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체(ANA 또는 D-알트라이톨 핵산으로도 당업계에서 지칭됨)를 지니는 올리고머 화합물이 제조되어 구조 및 시험관내의 양쪽 모두에 대해서 평가되었다(Allart et al, Chem. Eur . J., 1999, 5(8), 2424-2431).
헥시톨 뉴클레오타이드(HNA 핵산으로도 당업계에서 지칭됨)이 편입된 화학적으로 변형된 siRNA가 제조되어 침묵 능력에 대해서 시험되었다(2006년 5월 11일자로 공개된 국제 특허 출원 공개 WO 06/047842 참조).
본 명세서에는 5' 변형된 뉴클레오사이드, 그의 유사체 및 그로부터 제조된 올리고머 화합물이 제공된다. 특히, 본 명세서에 제공된 5' 변형된 뉴클레오사이드 및 그의 유사체는, 올리고머 화합물의 말단에, 바람직하게는 5' 말단에서 연결된다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물은 증강된 뉴클레아제 안정성을 지닐 것으로 예상된다. 소정의 실시형태에 있어서, 5' 변형된 뉴클레오사이드 혹은 그의 유사체의 하나 이상을 내포(혹은 편입)하는 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물 및 조성물은 표적 RNA의 정사의 기능의 소실을 초래하는 표적 RNA의 일부에 혼성화될 것으로 예상된다. 상기 올리고머 화합물은 또한 진단 용도에서의 프라이머 및 프로브로서 유용할 것으로 예상된다.
변형예는 이하에 더욱 상세히 개별적으로 정의된다. 본 명세서에 제공되는 5'-변형된 뉴클레오사이드, 그의 유사체 및 올리고머 화합물은 본 명세서에 개시된 실시형태 및 본 명세서에 규정된 변형예의 모든 조합을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 Ic를 지니는 화합물이 제공된다:
[화학식 Ic]
Figure 112012097943010-pct00001
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분(phosphorous moiety)이고;
M1은 H, OH 또는 OR1이며;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이고;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
r은 0 또는 1이고;
A는 하기 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00002
중 하나이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
M3는 O, S, NR14, C(R15)(R16), C(R15)(R16)C(R17)(R18), C(R15)=C(R17), OC(R15)(R16) 또는 OC(R15)(Bx2)이며;
R14은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
R15, R16, R17 및 R18은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
Bx1은 헤테로사이클릭 염기 부분이거나; 또는
Bx2가 존재하면, Bx2는 헤테로사이클릭 염기 부분이고 Bx1은H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
J4, J5, J6 및 J7은 각각 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이거나; 또는
J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교(bridge)를 형성하되, 상기 가교는 O, S, NR19, C(R20)(R21), C(R20)=C(R21), C[=C(R20)(R21)] 및 C(=O)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 연결된 바이라디칼 기(biradical group)를 포함하고, J5, J6 및 J7 중 나머지 두개는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
각각의 R19, R20 및 R21은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X1은 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, M3는 O, CH=CH, OCH2 또는 OC(H)(Bx2)이다. 소정의 실시형태에 있어서, M3는 O이다.
소정의 실시형태에 있어서, J4, J5, J6 및 J7은 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성한다.
A는 하기 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00003
중 하나이되, 식 중,
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H or 할로겐. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 하나는 H이고 Q1 및 Q2 중 다른 쪽은 F, CH3 또는 OCH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, T1은 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00004
을 지니되, 식 중,
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, 보호된 하이드록실, 보호된 티올, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, 보호된 포스포르아미다이트 또는 치환된 아미노이고;
Rb는 O 또는 S이다. 소정의 실시형태에 있어서, Rb는 O이고, Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, OCH3, OCH2CH3 또는 OCH(CH3)2이다.
소정의 실시형태에 있어서, r은 0이고, M1은 O(CH2)2CN이며, M2는 N[CH(CH3)2]2이다.
소정의 실시형태에 있어서, G는 할로겐, OCH3, OCH2F, OCHF2, OCF3, OCH2CH3, O(CH2)2F, OCH2CHF2, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-SCH3, O(CH2)2-OCF3, O(CH2)3-N(R10)(R11), O(CH2)2-ON(R10)(R11), O(CH2)2-O(CH2)2-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R12)-(CH2)2-N(R10)(R11) 또는 O(CH2)2-N(R12)-C(=NR13)[N(R10)(R11)]이되, 여기서 R10, R11, R12 및 R13은 각각, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬. 소정의 실시형태에 있어서, G는 할로겐, OCH3, OCF3, OCH2CH3, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-O(CH2)2-N(CH3)2, OCH2C(=O)-N(H)CH3, OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 또는 OCH2-N(H)-C(=NH)NH2. 소정의 실시형태에 있어서, G는 F, OCH3 또는 O(CH2)2-OCH3. 소정의 실시형태에 있어서, G는 O(CH2)2-OCH3.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 염기 부분은 피리미딘, 치환된 피리미딘, 퓨린 또는 치환된 퓨린이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 염기 부분은 유라실, 티민, 시토신, 5-메틸시토신, 아데닌 또는 구아닌이다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 Ie의 입체형상을 지니는 화합물이 제공된다:
[화학식 Ie]
Figure 112012097943010-pct00005
식 중, Bx는 피리미딘, 치환된 피리미딘, 퓨린 또는 치환된 퓨린으로부터 선택된 헤테로사이클릭 염기 부분이고, 기타 변형예는 이미 설명된 바와 같다.
소정의 실시형태에 있어서, A가 하기 화학식을 지니는 것인 화학식 Ie의 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00006
식 중, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2가 각각, 독립적으로, H, F, CH3 또는 OCH3인 것인 화학식 Ie의 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, T1이 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00007
을 지니되, 식 중,
Rb는 O이고;
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, OCH3, OCH2CH3 또는 OCH(CH3)2인 것인 화학식 Ie의 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIc를 지니는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIc]
Figure 112012097943010-pct00008
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
T2는 상기 올리고머 화합물에 상기 화학식 IIc의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
A는 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00009
중 하나이고,
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(R3)(R4)이며;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이고;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
M3는 O, S, NR14, C(R15)(R16), C(R15)(R16)C(R17)(R18), C(R15)=C(R17), OC(R15)(R16) 또는 OC(R15)(Bx2)이고;
R14은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
R15, R16, R17 및 R18은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
Bx1은 헤테로사이클릭 염기 부분이거나; 또는
Bx2가 존재하면, Bx2는 헤테로사이클릭 염기 부분이고 Bx1은 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
J4, J5, J6 및 J7은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이거나; 또는
J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성하되, 상기 가교는 O, S, NR19, C(R20)(R21), C(R20)=C(R21), C[=C(R20)(R21)] 및 C(=O)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 연결된 바이라디칼 기(bi라디칼 group)를 포함하고, J5, J6 및 J7 중 나머지 두개는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
각각의 R19, R20 및 R21은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X1은 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이고;
상기 올리고머 화합물8 내지 40개의 모노머 서브유닛을 포함하고, 또한 표적 핵산의 적어도 일부에 혼성화 가능하다.
소정의 실시형태에 있어서, M3는 O, CH=CH, OCH2 또는 OC(H)(Bx2)이다. 소정의 실시형태에 있어서, M3는 O이다.
소정의 실시형태에 있어서, J4, J5, J6 및 J7은 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성한다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 하기 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00010
중 하나이되, 식 중,
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H or 할로겐. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 H이고 Q1 및 Q2 중 다른 쪽은 F, CH3 또는 OCH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, T1은 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00011
을 지니되, 식 중,
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, 보호된 하이드록실, 보호된 티올, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, 보호된 아미노 또는 치환된 아미노이고;
Rb는 O 또는 S이다. 소정의 실시형태에 있어서, Rb는 O이고, Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, OCH3, OCH2CH3 또는 CH(CH3)2이다.
소정의 실시형태에 있어서, G는 할로겐, OCH3, OCH2F, OCHF2, OCF3, OCH2CH3, O(CH2)2F, OCH2CHF2, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-SCH3, O(CH2)2-OCF3, O(CH2)3-N(R10)(R11), O(CH2)2-ON(R10)(R11), O(CH2)2-O(CH2)2-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R12)-(CH2)2-N(R10)(R11) 또는 O(CH2)2-N(R12)-C(=NR13)[N(R10)(R11)]이되, 여기서 R10, R11, R12 및 R13은 각각, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 할로겐, OCH3, OCF3, OCH2CH3, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-O(CH2)2-N(CH3)2, OCH2C(=O)-N(H)CH3, OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 또는 OCH2-N(H)-C(=NH)NH2이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 F, OCH3 또는 O(CH2)2-OCH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 O(CH2)2-OCH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 염기 부분은 피리미딘, 치환된 피리미딘, 퓨린 또는 치환된 퓨린이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 염기 부분은 유라실, 티민, 시토신, 5-메틸시토신, 아데닌 또는 구아닌이다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 IIc를 지니는 각각의 5'-말단 화합물이 또한 하기 화학식 IId의 입체 형태를 지니는 것인 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IId]
Figure 112012097943010-pct00012
식 중, Bx는 피리미딘, 치환된 피리미딘, 치환된 퓨린으로부터 선택된 헤테로사이클릭 염기 부분이다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00013
을 지니되;
식 중, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, F, CH3 또는 OCH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, T1은 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00014
을 지니되;
식 중,
Rb는 O이고;
Ra 및 Rc 는 각각, 독립적으로, OCH3, OCH2CH3 또는 OCH(CH3)2이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 5'-말단 화합물이 하기 화학식 IIe를 지니는 것인 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIe]
Figure 112012097943010-pct00015
식 중,
Bx는 유라실, 티민, 시토신, 5 -메틸 시토신, 아데닌 또는 구아닌이고;
T2는 상기 올리고머 화합물에 상기 화학식 IIe의 화합물을 연결하는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
G는 할로겐, OCH3, OCF3, OCH2CH3, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-O(CH2)2-N(CH3)2, OCH2C(=O)-N(H)CH3, OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 또는 OCH2-N(H)-C(=NH)NH2이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 5'-말단 화합물이 화학식 IIe(식 중, G가 F, OCH3 또는 O(CH2)2-OCH3임)인 것인 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 연결된 모노머 서브유닛을 포함하는 올리고머 화합물이 제공되되, 여기서, 각 인터뉴클레오사이드 연결기는, 독립적으로, 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연결기 또는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각 인터뉴클레오사이드 연결기는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기이다.
소정의 실시형태에 있어서, 제1올리고머 화합물과 제2올리고머 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물이 제공되되, 여기서 상기 제1올리고머 화합물은 상기 제2올리고머 화합물에 대해서 상보적이고, 상기 제2올리고머 화합물은 핵산 표적에 대해서 상보적이며;
상기 제1 및 제2올리고머 화합물 중 적어도 한쪽은 본 명세서에서 제공된 바와 같은 올리고머 화합물이고;
상기 조성물은 임의선택적으로 하나 이상의 5' 또는 3' 말단기를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 유전자 발현을 억제시키는 방법은, 세포를 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물 또는 본 명세서에 제공되는 이중 가닥 조성물에 접촉시키는 단계를 포함하되, 여기서 단독으로 혹은 이중 가닥 조성물 내에 상기 올리고머 화합물 단독 혹은 은 약 8 내지 약 46개의 모노머 서브유닛을 포함하고, 또한 표적 RNA에 대해서 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 동물에 있는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 인간에 있는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA, 프레-mRNA(pre-mRNA) 및 마이크로 RNA로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 인간 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 분할됨으로써 그의 기능을 억제한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 표적 RNA의 수준을 검출하는 단계를 더 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 세포 혹은 조직을 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물 또는 본 명세서에 제공되는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 유전자 발현을 억제하는 시험관내 방법이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물 및 이중 가닥 조성물은 유전자 발현을 억제하는 생체내 방법에 이용하기 위하여 제공되며, 해당 방법은 하나 이상의 세포, 조직 혹은 동물을 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물 또는 본 명세서에 제공되는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공되는 바와 같은 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물은 의학적 요법(medical therapy)에 이용하기 위하여 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식들 중 하나를 지니는 화합물을 5'-위치에 포함하는, 단독으로 혹은 이중 가닥 조성물 내에 이용하기 위한 올리고머 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00016
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(R3)(R4)이며;
각각의 R3 및 R4는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이고;
상기 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물은 각각 ssRNAi 혹은 dsRNAi RISC 기반 메카니즘을 통해서 작용하고, 5' 변형을 지니지 않는 올리고머 화합물에 대해서 증강된 활성을 제공한다. 이러한 변형은 올리고머 화합물의 말단의 5' 위치 또는 비푸라노실 모노머(non-furanosyl monomer)를 포함하는 올리고머 화합물에 대한 동등한 5' 위치에서 있을 수 있다. 비푸라노실 모노머 고리를 지니는 모노머에 대한 위에서 표시된 바와 같은 비닐기들 중 하나의 부착은 실시예에서 예시되어 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 이하의 화학식들 중 하나를 지니는 화합물을 5'-우치에 포함하는, 단독으로 혹은 이중 가닥 조성물 내에 이용하기 위한 올리고머 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00017
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이고;
여기서 상기 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물은 각각 ssRNAi 혹은 dsRNAi RISC 기반 메카니즘을 통해서 작용하고, 5' 변형을 지니지 않는 올리고머 화합물에 대해서 증강된 활성을 제공한다. 이러한 변형은 올리고머 화합물의 말단의 5' 위치에서 또는 비푸라노실 모노머를 포함하는 올리고머 화합물에 대해서 동등한 5' 위치에 있을 수 있다
소정의 실시형태에 있어서, 이하의 화학식을 지니는 화합물을 5'-위치에 포함하는, 단독으로 혹은 이중 가닥 조성물 내에 이용하기 위한 올리고머 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00018
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
여기서 상기 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물은 각각 ssRNAi 혹은 dsRNAi RISC 기반 메카니즘을 통해서 작용하고, 5' 변형을 지니지 않는 올리고머 화합물에 대해서 증강된 활성을 제공한다. 이러한 변형은 올리고머 화합물의 말단의 5' 위치에서 또는 비푸라노실 모노머를 포함하는 올리고머 화합물에 대해서 동등한 5' 위치에 있을 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 5' 변형된 뉴클레오사이드 및 그의 유사체는 각각 하기 화학식 Ic의 화합물 내에 포함된다:
[화학식 Ic]
Figure 112012097943010-pct00019
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
M1은 H, OH 또는 OR1이며;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이고;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬이며;
r은 0 또는 1이며;
A는 하기 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00020
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이며;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이고;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
M3는 O, S, NR14, C(R15)(R16), C(R15)(R16)C(R17)(R18), C(R15)=C(R17), OC(R15)(R16) 또는 OC(R15)(Bx2)이고;
R14은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
R15, R16, R17 및 R18은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
Bx1 및 Bx2 중 한쪽은 헤테로사이클릭 염기 부분이고, Bx1 및 Bx2 중 다른 쪽은, 존재할 경우, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
J4, J5, J6 및 J7은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이거나; 또는
J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성하되, 상기 가교는 O, S, NR19, C(R20)(R21), C(R20)=C(R21), C[=C(R20)(R21)] 및 C(=O)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 연결된 바이라디칼 기를 포함하고, J5, J6 및 J7 중 나머지 두개는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
각각의 R19, R20 및 R21은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X1은 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, M3는 O, CH2CH2, CH=CH, OCH2 또는 OC(H)(Bx2)이고, 여기서 Bx2는 헤테로사이클릭 염기 부분이다.
소정의 실시형태에 있어서, J4, J5, J6 및 J7은 각각 H이다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00021
을 지닌다.
식 중, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H 또는 할로겐이다.
소정의 실시형태에 있어서, 5' 변형된 뉴클레오사이드는 각각 하기 화학식 I을 지닌다:
[화학식 I]
Figure 112012097943010-pct00022
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, 알킬 또는 치환된 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
A는 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00023
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, Bx는 피리미딘, 치환된 피리미딘, 퓨린 또는 치환된 퓨린이다. 소정의 실시형태에 있어서, Bx는 유라실, 5-티아졸로-유라실, 티민, 시토신, 5-메틸시토신, 5-티아졸로-시토신, 아데닌, 구아닌 또는 2,6-다이아미노퓨린이다.
소정의 실시형태에 있어서, T1은 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00024
을 지니되,
식 중,
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, 보호된 하이드록실, 보호된 티올, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, 보호된 아미노 또는 치환된 아미노이고;
Rb는 O 또는 S이다.
소정의 실시형태에 있어서, T1은 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00025
을 지니되,
식 중,
Ra 및 Rc는 각각 보호된 하이드록실이고;
Rb는 O 또는 S이다.
소정의 실시형태에 있어서, T1은 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00026
을 지니되,
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, OCH3, OCH2CH3 또는 OCH(CH3)2이고;
Rb는 O이다.
소정의 실시형태에 있어서, r은 1이고, M1은 H이며 M2은 OH이다. 소정의 실시형태에 있어서, r은 0이고, M1은 O(CH2)2CN이며, M2는 N[CH(CH3)2]2이다.
소정의 실시형태에 있어서, G는 할로겐, OCH3, OCH2F, OCHF2, OCF3, OCH2CH3, O(CH2)2F, OCH2CHF2, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-SCH3, O(CH2)2-OCF3, O(CH2)3-N(R10)(R11), O(CH2)2-ON(R10)(R11), O(CH2)2-O(CH2)2-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R12)-(CH2)2-N(R10)(R11) 또는 O(CH2)2-N(R12)-C(=NR13)[N(R10)(R11)]이되, 여기서 R10, R11, R12 및 R13은 각각, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 할로겐, OCH3, OCF3, OCH2CH3, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-O(CH2)2-N(CH3)2, OCH2C(=O)-N(H)CH3, OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 또는 OCH2-N(H)-C(=NH)NH2이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 F, OCH3, O(CH2)2-OCH3, OCH2C(=O)-N(H)CH3 또는 OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 O(CH2)2-OCH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, G는 F이다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 이하의 화학식들 중 하나이다:
Figure 112012097943010-pct00027
.
A는 이하의 화학식들 중 하나이다:
Figure 112012097943010-pct00028
.
소정의 실시형태에 있어서, A는 이하의 화학식들 중 하나이다:
Figure 112012097943010-pct00029
.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 H이고 Q1 및 Q2 중 다른 쪽은 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고 Q1 및 Q2 중 다른 쪽은 F, CH3 또는 OCH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, F 또는 CH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3는 O이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3는 S이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3는 N(R5)이다. 소정의 실시형태에 있어서, R5는 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, R5는 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, R5는 CH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3는 C(R6)(R7)이다. 소정의 실시형태에 있어서, R6 및 R7은 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, R6 및 R7 중 한쪽은 H이고, R6 및 R7 중 다른 쪽은 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, R6 및 R7 중 한쪽은 H이고 R6 및 R7 중 다른 쪽은 CH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, R6 및 R7는 각각, 독립적으로, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 하기 화학식을 지닌다:
Figure 112012097943010-pct00030
소정의 실시형태에 있어서, 상기 5' 변형된 뉴클레오사이드는 각각 하기 화학식 Ia를 지닌다:
[화학식 Ia]
Figure 112012097943010-pct00031
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, 알킬 또는 치환된 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
A는 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00032
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 5' 변형된 뉴클레오사이드는 각각 화학식 Ib를 지닌다:
[화학식 Ib]
Figure 112012097943010-pct00033
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, 알킬 또는 치환된 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
각각의 R3 및 R4는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이고;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
X는 O, S 또는 N(E1)이고;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이며;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
n은 1 내지 약 6이며;
m은 0 또는 1이고;
j는 0 또는 1이며;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이고;
L은 O, S 또는 NJ3이며;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이고;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 5' 변형된 뉴클레오사이드는 각각 하기 화학식 Ib를 지닌다:
[화학식 Ib]
Figure 112012097943010-pct00034
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 O(CH2)2CN이고;
M2는 N[(CH(CH3)2]2이며;
r은 0이고;
Q1 및 Q2는 각각 H이며;
G는 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이고;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
X는 O, S 또는 N(E1)이고;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이며;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
n은 1 내지 약 6이며;
m은 0 또는 1이고;
j는 0 또는 1이며;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이고;
L은 O, S 또는 NJ3이며;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이고;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 5' 변형된 뉴클레오사이드는 각각 하기 화학식 Ib를 지닌다:
[화학식 Ib]
Figure 112012097943010-pct00035
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 O(CH2)2CN이고;
M2는 N[(CH(CH3)2]2이며;
r은 0이고;
Q1 및 Q2는 각각 H이며;
G는 O(CH2)2OCH3이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIc]
Figure 112012097943010-pct00036
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
T2는 상기 올리고머 화합물에 상기 화학식 IIc의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
A는 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00037
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이며;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이고;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
M3는 O, S, NR14, C(R15)(R16), C(R15)(R16)C(R17)(R18), C(R15)=C(R17), OC(R15)(R16) 또는 OC(R15)(Bx2)이고;
R14은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
R15, R16, R17 및 R18은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
Bx1 및 Bx2 중 한쪽은 헤테로사이클릭 염기 부분이고, Bx1 및 Bx2 중 다른 쪽은, 존재할 경우, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
J4, J5, J6 및 J7은 각각 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이거나; 또는
J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성하되, 상기 가교는 O, S, NR19, C(R20)(R21), C(R20)=C(R21), C[=C(R20)(R21)] 및 C(=O)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 연결된 바이라디칼 기를 포함하고, J5, J6 및 J7 중 나머지 두개는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
각각의 R19, R20 및 R21은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X1은 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, M3가 O, CH2CH2, CH=CH, OCH2 또는 OC(H)(Bx2)이고 여기서 Bx2가 헤테로사이클릭 염기 부분인 화학식 IIc를 지니는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, J4, J5, J6 및 J7이 각각 H인 화학식 IIc를 지니는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공되되, 여기서 A는 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00038
을 지니고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이다.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2가 각각, 독립적으로, H 또는 할로겐인 것인 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 II를 지니는 5'-말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 II]
Figure 112012097943010-pct00039
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
T2는 상기 올리고머 화합물에 상기 화학식 II의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이고;
A는 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00040
중 하나이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, Bx가 피리미딘, 치환된 피리미딘, 퓨린 또는 치환된 퓨린인 것인 화학식 II를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Bx가 유라실, 5-티아졸로-유라실, 티민, 시토신, 5-메틸시토신, 5-티아졸로-시토신, 아데닌, 구아닌 또는 2,6-다이아미노퓨린인 것인 화학식 II를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, T1이 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00041
을 지니되,
식 중,
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, 보호된 하이드록실, 보호된 티올, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, 보호된 아미노 또는 치환된 아미노이고;
Rb는 O 또는 S인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, T1이 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00042
을 지니되,
식 중,
Ra 및 Rc는 각각 보호된 하이드록실이고;
Rb는 O 또는 S인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, T1이 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00043
을 지니되,
식 중,
Ra 및 Rc가 각각, 독립적으로, OCH3, OCH2CH3 또는 OCH(CH3)2이고;
Rb가 O인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공되되, 여기서 G는 할로겐, OCH3, OCH2F, OCHF2, OCF3, OCH2CH3, O(CH2)2F, OCH2CHF2, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-SCH3, O(CH2)2-OCF3, O(CH2)3-N(R10)(R11), O(CH2)2-ON(R10)(R11), O(CH2)2-O(CH2)2-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R12)-(CH2)2-N(R10)(R11) 또는 O(CH2)2-N(R12)-C(=NR13)[N(R10)(R11)]이고, 여기서 R10, R11, R12 및 R13은 각각, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, G가 할로겐, OCH3, OCF3, OCH2CH3, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-O(CH2)2-N(CH3)2, OCH2C(=O)-N(H)CH3, OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 또는 OCH2-N(H)-C(=NH)NH2인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, G가 는 F, OCH3, O(CH2)2-OCH3, OCH2C(=O)-N(H)CH3 또는 OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, G가 O(CH2)2-OCH3인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, G가 F인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, A가 이하의 화학식들 중 하나인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00044
.
소정의 실시형태에 있어서, A가 이하의 화학식인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00045
.
소정의 실시형태에 있어서, A가 이하의 화학식들 중 하나인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
Figure 112012097943010-pct00046
.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2가 각각 H인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽이 H이고 Q1 및 Q2 중 다른 쪽이 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽이 H이고 Q1 및 Q2 중 다른 쪽이 F 또는 CH3인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2가 각각, 독립적으로, F 또는 CH3인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 O인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 S인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 N(R5)인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, Q3가 N(R5)이고 R5가 H인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 N(R5)이고 R5가 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 N(R5)이고 R5가 CH3인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, Q3가 C(R6)(R7)인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, Q3가 C(R6)(R7)이고 R6 및 R7이 각각 H인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 C(R6)(R7)이며, R6 및 R7 중 한쪽이 H이고 R6 및 R7 중 다른 쪽이 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 C(R6)(R7)이며, R6 및 R7 중 한쪽이 H이고 R6 및 R7 중 다른 쪽이 CH3인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, Q3가 C(R6)(R7)이며, R6 및 R7이 각각, 독립적으로, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시인 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, A가 하기 화학식:
Figure 112012097943010-pct00047
을 지니는 것인 화학식 II 또는 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIa를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIa]
Figure 112012097943010-pct00048
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
T2는 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분에 상기 화학식 II의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00049
중 하나이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIb를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIb]
Figure 112012097943010-pct00050
.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2가 각각 H인 것인 화학식 IIb를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, G가 O(CH2)2OCH3인 것인 화학식 IIa 또는 IIb를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 인터뉴클레오사이드 연결기가, 독립적으로, 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연결기 또는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기. 소정의 실시형태에 있어서, 본질적으로 각각의 인터뉴클레오사이드 연결기가 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기인 것인 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각 제1올리고머 화합물과 제2올리고머 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물이 제공되되, 여기서, 상기 제1올리고머 화합물은 상기 제2올리고머 화합물에 대해서 상보적이고, 상기 제2올리고머 화합물은 핵산 표적에 대해서 상보적이며;
상기 제1 및 제2올리고머 화합물 중 적어도 한쪽은 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5'말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이고;
상기 조성물은 임의선택적으로 하나 이상의 5' 또는 3' 말단기를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물 또는 적어도 하나의 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 유전자 발현을 억제하는 방법이 제공되되, 상기 올리고머 화합물 및 상기 이중 가닥 조성물 내의 상기 제1 및 제2올리고머 화합물은 각각 약 8 내지 약 40개의 모노머 서브유닛을 포함하고, 상기 올리고머 화합물 또는 상기 이중 가닥 조성물 내의 상기 제1 및 제2올리고머 화합물 중 한쪽은 표적 RNA에 대해서 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 동물에 있는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 인간에 있는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA, 프레-mRNA 및 마이크로 RNA로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 인간 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 분할됨으로써 그의 기능을 억제한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 표적 RNA의 수준을 검출하는 단계를 더 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 세포 또는 조직을 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물 또는 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 적어도 하나의 5' 말단 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 유전자 발현을 억제하는 방법이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 유전자 발현을 억제하는 생체내 방법에 이용하기 위한 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물 또는 적어도 하나의 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물이 제공되되, 상기 방법은 하나 이상의 세포, 조직 혹은 동물을 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물 또는 적어도 하나의 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 의학적 요법에 이용하기 위한 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 올리고머 화합물 또는 적어도 하나의 화학식 II, IIa, IIb 또는 IIc를 지니는 5' 말단 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 5' 변형된 뉴클레오사이드 또는 그의 유사체 이외의 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 이에 대해서 하나 이상의 변형을 지닐 것이다. 이러한 변형은 당 변형 또는 당 대용품으로의 치환, 염기 변형, 기타 3' 및 5' 말단기(본 명세서에 기재된 바와 같은 상기 올리고머 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 이중 가닥 조성물은 고유하게 2개의 5' 말단을 지님), 인터뉴클레오사이드 연쇄(linkage) 변형 그리고 모티프를 포함한다. 이러한 변형은 본 명세서에 기재되어 있고, 이들 중 다수는 당업자에게 공지되어 있다. 이러한 모든 변형은 본 명세서에 개시된 상기 올리고머 화합물 및 이중 가닥 조성물에 대해서 취급할 수 있다.
이러한 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 적어도 하나의 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 변형된 염기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 당 대용품을 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 상기 당 대용품은 테트라하이드로피란이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 테트라하이드로피란은 F-HNA이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 변형된 당을 포함하는 적어도 하나의 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형된 당을 포함하는 상기 적어도 하나의 변형된 뉴클레오사이드는 2환식 뉴클레오사이드 및 2'-변형된 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형된 뉴클레오사이드는 2환식 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2환식 뉴클레오사이드는 (4'-CH2-O-2') BNA 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2환식 뉴클레오사이드는 (4'-(CH2)2-O-2') BNA 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2환식 뉴클레오사이드는 (4'-C(CH3)H-O-2') BNA 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형된 뉴클레오사이드는 2'-변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 2'변형된 뉴클레오사이드는 2'-F 뉴클레오사이드, 2'-OCH3 뉴클레오사이드 및 2'-O(CH2)2OCH3 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 2'-변형된 뉴클레오사이드는 2'-F 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 2'-변형된 뉴클레오사이드는 2'-OCH3 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 2'-변형된 뉴클레오사이드는 2'-O(CH2)2OCH3 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 적어도 하나의 비변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 비변형된 뉴클레오사이드는 리보뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 비변형된 뉴클레오사이드는 데옥시리보뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드는 동일한 변형을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드는 상이한 변형을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드 중 적어도 하나는 당 대용품을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드 중 적어도 하나는 2'-변형을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드의 각각은 독립적으로 2'-F 뉴클레오사이드, 2'-OCH3 뉴클레오사이드 및 2'-O(CH2)2-OCH3 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드의 각각은 2'-F 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드의 각각은 2'-OCH3 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 2개의 변형된 뉴클레오사이드의 각각은 2'-O(CH2)2-OCH3 변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 실질적으로 모든 뉴클레오사이드는 변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 모든 뉴클레오사이드는 변형된 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 다음을 포함한다:
1 내지 20개의 제1형 영역, 각 제1형 영역은 독립적으로 1 내지 20개의 연속적인 뉴클레오사이드를 포함하되, 각각의 제1형 영역의 각각의 뉴클레오사이드는 제1형 변형을 포함함;
0 내지 20개의 제2형 영역, 각 제2형 영역은 독립적으로 1 내지 20개의 연속적인 뉴클레오사이드를 포함하되, 각각의 제2형 영역의 각각의 뉴클레오사이드는 제2형 변형을 포함함; 및
0 내지 20개의 제3형 영역, 각 제3형 영역은 독립적으로 1 내지 20개의 연속적인 뉴클레오사이드를 포함하되, 각각의 제3형 영역의 각각의 뉴클레오사이드는 제3형 변형을 포함함;
상기 제1형 변형, 제2형 변형 및 제3형 변형은 각각 독립적으로 2'-F, 2'-OCH3, 2'-O(CH2)2OCH3, BNA, F-HNA, 2'-H 및 2'-OH로부터 선택되되; 단, 상기 제1형 변형, 제2형 변형 및 제3형 변형은 각각 서로 상이하다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 2 내지 20개의 제1형 영역; 3 내지 20개의 제1형 영역; 4 내지 20개의 제1형 영역; 5 내지 20개의 제1형 영역; 또는 6 내지 20개의 제1형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 1 내지 20개의 제2형 영역; 2 내지 20개의 제2형 영역; 3 내지 20개의 제2형 영역; 4 내지 20개의 제2형 영역; 또는 5 내지 20개의 제2형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 1 내지 20개의 제3형 영역; 2 내지 20개의 제3형 영역; 3 내지 20개의 제3형 영역; 4 내지 20개의 제3형 영역; 또는 5 내지 20개의 제3형 영역을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 상기 올리고머 화합물의 3'-말단에 제3형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 상기 올리고머 화합물의 3'-말단에 제3형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제3형 영역은 1 내지 3개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유하고 상기 제3형 변형은 2'-O(CH2)2OCH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, 동일한 제3형 영역은 2개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유하고, 해당 제3형 변형은 2'-O(CH2)2OCH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제1형 영역은 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제1형 영역은 6 내지 10개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제1형 영역은 11 내지 15개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제1형 영역은 16 내지 20개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1형 변형은 2'-F이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1형 변형은 2'-OMe이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1형 변형은 DNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1형 변형은 2'-O(CH2)2OCH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1형 변형은 4'-CH2-O-2'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1형 변형은 4'-(CH2)2-O-2'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제1형 변형은 4'-C(CH3)H-O-2'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제2형 영역은 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제2형 영역은 6 내지 10개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제2형 영역은 11 내지 15개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 제2형 영역은 16 내지 20개의 변형된 뉴클레오사이드를 함유한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 2'-F이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 2'-OMe이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 DNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 2'-O(CH2)2OCH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 4'-CH2-O-2'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 4'-(CH2)2-O-2'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 제2형 변형은 4'-C(CH3)H-O-2이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은, 상기 제1형 영역이 제2영역과 교차하는 교차 모티프(alternating motif)를 지닌다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은, 5' 말단 뉴클레오사이드가 화학식 II, Ila, lIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물이고, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분이 뉴클레오사이드 모티프: (A)n-(B)n-(A)n-(B)n을 지니는 뉴클레오사이드의 적어도 하나의 영역을 포함하며, 여기서 A 및 B는 상이하게 변형된 뉴클레오사이드이고; 각각의 n은 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되는 것인 올리고머 화합물을 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, A 및 B는 각각 독립적으로 2환식 및 2'-변형된 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 적어도 한쪽은 2환식 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 적어도 한쪽은 (4'-CH2-O-2') BNA 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 A 및 B 중 한쪽은 (4'-(CH2)2-O-2') BNA 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 적어도 한쪽은 (4'-C(CH3)H-O-2') BNA 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 적어도 한쪽은 2'-변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 2'-변형된 뉴클레오사이드는 2'-F 뉴클레오사이드, 2'-OCH3 뉴클레오사이드 및 2'-O(CH2)2OCH3 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B는 각각 독립적으로 2'-F 뉴클레오사이드, 2'-OCH3 뉴클레오사이드, 2'-O(CH2)2OCH3 뉴클레오사이드, (4'-CH2-O-2') BNA 뉴클레오사이드, (4'-(CH2)2-O-2') BNA 뉴클레오사이드, (4'-C(CH3)H-O-2') BNA 뉴클레오사이드, DNA 뉴클레오사이드, RNA 뉴클레오사이드 및 F-HNA 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B는 각각 독립적으로 2'-F 뉴클레오사이드, 2'-OCH3 뉴클레오사이드, (4'-CH2-O-2') BNA 뉴클레오사이드, (4'-(CH2)2-O-2') BNA 뉴클레오사이드, (4'-C(CH3)H-O-2') BNA 뉴클레오사이드 및 DNA 뉴클레오사이드로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 한쪽은 2'-F 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 한쪽은 2'-OCH3 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 한쪽은 2'- O(CH2)2OCH3 뉴클레오사이드. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-F 뉴클레오사이드이고 B는 2'-OCH3 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-OCH3 뉴클레오사이드이고, B는 2'-F 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A 및 B 중 한쪽은 (4'-CH2-O-2') BNA 뉴클레오사이드, (4'-(CH2)2-O-2') BNA 뉴클레오사이드 및 (4'-C(CH3)H-O-2') BNA 뉴클레오사이드로부터 선택되고, A 및 B 중 다른 쪽은 DNA 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은, 5' 말단 뉴클레오사이드가 화학식 II, Ila, lIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물이고, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 뉴클레오사이드 모티프: (A)x-(B)2-(A)Y-(B)2-(A)Z-(B)3를 지니는 뉴클레오사이드의 적어도 하나의 영역을 포함하되, A는 제1형의 뉴클레오사이드이고; B는 제2형의 뉴클레오사이드이며; X는 0 내지 10이고; Y는 1 내지 10이며; Z는 1 내지 10인 것인, 올리고머 화합물을 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, X는 0, 1, 2 및 3으로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, X는 5, 6 및 7로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, Y는 1, 2 및 3으로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, Y는 4, 5, 6 및 7로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, Z는 1, 2 및 3으로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, Z는 4, 5, 6 및 7로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-F 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, B는 2'-OCH3 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은, 5' 말단 뉴클레오사이드가 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물이고 상기 올리고머 화합물이 상기 올리고머 화합물의 3'-말단에서 1 내지 5개의 뉴클레오사이드로 이루어진 3'-영역을 포함하며, 3'-영역의 뉴클레오사이드는 각각 서로 동일한 변형을 포함하고; 상기 3'-영역의 뉴클레오사이드는 3'-영역에 인접한 최후의 뉴클레오사이드와는 다르게 변형되는 것인 올리고머 화합물을 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 3'-영역의 변형은 상기 올리고머 화합물의 다른 뉴클레오사이드들의 어느 하나의 변형들 중 어느 것과도 다르다. 소정의 실시형태에 있어서, 3'-영역의 뉴클레오사이드는 2'-O(CH2)2OCH3 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 3'-영역은 2개의 뉴클레오사이드로 이루어진다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 3'-영역은 3 뉴클레오사이드로 이루어진다. 소정의 실시형태에 있어서, 3'-영역의 각각의 뉴클레오사이드는 유라실 염기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 3'-영역의 각각의 뉴클레오사이드는 아데닌 염기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 3'-영역의 각각의 뉴클레오사이드는 티민 염기를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 2 내지 20개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 3 내지 20개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 4 내지 20개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 5 내지 20개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 6 내지 20개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 5 내지 15개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 6 내지 15개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 5 내지 10개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역은 6 내지 10개의 연속적인 균일하게 변형된 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 교차 변형된 뉴클레오사이드의 영역 및 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 교차 뉴클레오타이드의 영역은 완전 변형된 뉴클레오사이드의 영역의 5'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 교차 뉴클레오타이드의 영역은 완전 변형된 뉴클레오사이드의 영역의 3'이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 교차 영역 및 상기 완전 변형된 영역은 서로 바로 인접하고 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 상기 교차 영역과 완전 변형된 영역 사이에 추가의 뉴클레오사이드를 지닌다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 모티프 I: Nf(PS)Nm(PO)를 지니는 뉴클레오사이드의 적어도 하나의 영역을 포함하되, 여기서 Nf는 2'-F 뉴클레오사이드이고, Nm은 2'-OCH3 뉴클레오사이드이며, PS는 포스포로티오에이트 연결기이고; PO는 포스포다이에스터 연결기이다.
소정의 실시형태에 있어서, 5' 말단 뉴클레오사이드는 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물이고, 5' 말단 단부로부터의 제2뉴클레오사이드는 Nf이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 모티프 I를 지니는 적어도 2 또는 3 또는 4 또는 6 또는 7 또는 8 또는 9 또는 10개의 개별의 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 AABBAA; ABBABB; AABAAB; ABBABAABB; ABABAA; AABABAB; ABABAA; ABBAABBABABAA; BABBAABBABABAA; 또는 ABABBAAB-BABABAA로부터 선택된 뉴클레오사이드 모티프를 지니는 적어도 하나의 영역을 포함하되, 여기서 A는 제1형의 뉴클레오사이드이고, B는 제2형의 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 하나 이상의 컨쥬게이트기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 올리고뉴클레오타이드로 이루어진다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 식: 5'-(Z)-(L-Qa-1-Qb)t-(L-Qa)u-(L-Qc)v-(G)a-3'를 지니는 올리고머 화합물을 제공하되, 여기서 식 중, 각각의 L은 인터뉴클레오사이드 연결기이고; G는 컨쥬게이트 혹은 컨쥬게이트에 상기 올리고머 화합물을 연결하는 연결기이며; a는 0 또는 1이고; Qa, Qb 및 Qc의 각각은, 독립적으로, 할로겐, 알릴, 아미노, 아자이도, O-알릴, O-C1-C6 알킬, OCF3, O-(CH2)2-O-CH3, O(CH2)2SCH3, O-(CH2)2-O-N(J5)(J6) 및 O-CH2-C(=O)-N(Ja)(Jb)로부터 선택된 2'-치환기를 지니는 2'-변형된 뉴클레오사이드이며, 여기서 각각의 Ja 및 Jb는, 독립적으로, H, 아미노 보호기 또는 치환 혹은 비치환된 C1-C6 알킬이되; 단, Qa, Qb 및 Qc는 서로 상이하며; t는 4 내지 8이고; u는 0 또는 1이며; v는 1 내지 3이고; Z는 화학식 II, Ila, lIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물이다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 Qa 및 Qb는, 독립적으로, 할로겐 및 O-C1-C6 알킬로부터 선택된 2'-치환기를 지니는 2'-변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 Qa 및 Qb는, 독립적으로, F 및 O-메틸로부터 선택된 2'-치환기를 지니는 2'-변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 Qc는 O-(CH2)2-OCH3의 2'-치환기를 지니는 2'-변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, a는 0이다. 소정의 실시형태에 있어서, v는 2이다. 소정의 실시형태에 있어서, u는 0이다. 소정의 실시형태에 있어서, u는 1이다.
상기 실시형태들 중 임의의 어느 것에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 8 내지 80개의 연결된 뉴클레오사이드; 8 내지 26개의 연결된 뉴클레오사이드; 10 내지 24개의 연결된 뉴클레오사이드; 16 내지 22개의 연결된 뉴클레오사이드; 16 내지 내지 18개의 연결된 뉴클레오사이드; 또는 19 내지 22개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고뉴클레오타이드를 포함한다.
상기 실시형태들 중 임의의 어느 것에 있어서, 5'-말단으로부터의 제2뉴클레오사이드는 OH 및 할로겐으로부터 선택된 2'-치환기를 포함하는 당 부분을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 5'-말단으로부터의 제2뉴클레오사이드는 2'-F 변형된 뉴클레오사이드이다.
상기 실시형태들 중 임의의 어느 것에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 적어도 하나의 변형된 연결기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 인터뉴클레오사이드 연결기는, 독립적으로, 포스포다이에스터 또는 포스포로티오에이트이다. 소정의 실시형태에 있어서, 5'-최대 인터뉴클레오사이드 연결기는 포스포로티오에이트 연결기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 적어도 2개의 연속적인 포스포로티오에이트 연결기를 포함하는 적어도 하나의 포스포로티오에이트 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 포스포로티오에이트 영역은 3 내지 12개의 연속적인 포스포로티오에이트 연결기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 포스포로티오에이트 영역은 6 내지 8개의 포스포로티오에이트 연결기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 포스포로티오에이트 영역은 상기 올리고머 화합물의 3'-말단에 위치되어 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 포스포로티오에이트 영역은 상기 올리고머 화합물의 3'-말단의 3 뉴클레오사이드 내에 위치되어 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드의 3'말단에서의 상기 7-9 인터뉴클레오사이드 연쇄는 포스포로티오에이트 연쇄이고 및 5'말단에서의 인터뉴클레오사이드 연쇄는 포스포로티오에이트 연쇄이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 10 내지 30개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고뉴클레오타이드를 포함하는 올리고머 화합물을 제공하되, 여기서,
(a) 5' 말단에서의 뉴클레오사이드가 화학식 II, Ila, lIb, IIc, IId 또는 IIe을 지니고:
(b) 5'-말단으로부터의 제2뉴클레오사이드의 당 부분은 비변형된 2'-OH 당, 및 2'-할로겐, 2'-O-알킬 및 2'-O- 치환된 알킬로부터 선택된 변형을 포함하는 변형된 당으로부터 선택되며;
(c) 5'-말단에서의 첫번째인터뉴클레오사이드 연쇄 및 3'-말단에서의 최후의 7개의 인터뉴클레오사이드 연쇄가 포스포로티오에이트 연쇄이고;
(d) 적어도 하나의 인터뉴클레오사이드 연쇄가 포스포로티오에이트 연쇄 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 안티센스 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 RNAi 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 단일 가닥 RNAi 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 이중 가닥 RNAi 화합물(siRNA)로서, 여기서, 하나 혹은 두 가닥은 본 명세서에 개시된 바와 같은 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 마이크로RNA 모방체이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 RNase H 안티센스 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 스플라이싱(splicing)을 조절한다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 핵염기(nucleobase) 서열의 적어도 일부는 표적 핵산의 일부에 대해서 상보적이고, 여기서 상기 표적 핵산은 표적 mRNA, 표적 프레-mRNA, 표적 마이크로RNA 및 표적 비코딩 RNA로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 핵염기 서열은 상기 표적 핵산에 대한 100% 상보성 영역이고, 해당 100% 상보성 영역은 적어도 10개의 핵염기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 100% 상보성 영역 영역은 적어도 15개의 핵염기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 100% 상보성 영역은 적어도 20 핵염기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드는 상기 표적 핵산에 대해서 적어도 85% 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드는 상기 표적 핵산에 대해서 적어도 90% 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드는 상기 표적 핵산에 대해서 적어도 95% 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드는 상기 표적 핵산에 대해서 적어도 98% 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드는 상기 표적 핵산에 대해서 100% 상보적이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 마이크로RNA의 시드 영역(seed region)에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 70%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 포함하는 핵염기 서열을 지니는 마이크로RNA 모방체이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 마이크로RNA 모방체의 핵염기 서열은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 75%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 마이크로RNA 모방체의 핵염기 서열은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 80%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 마이크로RNA 모방체의 핵염기 서열은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 100% 동일하면서 적어도 80%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 마이크로RNA 모방체의 핵염기 서열은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 100% 동일하면서 적어도 85%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 마이크로RNA 모방체의 핵염기 서열은 마이크로RNA에 대해서 100% 동일한 부분을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드의 핵염기 서열은 표적 핵산의 시드 일치 세그먼트(seed match segment)에 대해서 100% 상보성 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 50%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 55%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 포함하는 핵염기 서열을 지니는 마이크로RNA 모방체이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 60%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 포함하는 핵염기 서열을 지니는 마이크로RNA 모방체이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 화합물은 마이크로RNA의 시드 영역에 대해서 적어도 80% 동일하면서 적어도 65%의 마이크로RNA와 전체 동일성을 지니는 부분을 포함하는 핵염기 서열을 지니는 마이크로RNA 모방체이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 miRBase에서 발견되는 마이크로RNA 서열로부터 선택된 핵염기 서열을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 miRBase에서 발견되는 마이크로RNA 서열로부터 선택된 핵염기 서열로 이루어진다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 표적 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 표적 프레-mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 비코딩 RNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 마이크로RNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 프레-미르(pre-mir; 마이크로RNA 전구체)이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 프리-미르(pri-mir)이다.
소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드의 핵염기 서열은 상기 표적 핵산에 대해서 100% 상보성 영역을 포함하되, 여기서 100% 상보성 영역은 적어도 10개의 핵염기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드의 핵염기 서열은 상기 표적 핵산에 대해서 100% 상보성 영역을 포함하되, 여기서 100% 상보성 영역은 적어도 6개의 핵염기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고뉴클레오타이드의 핵염기 서열은 상기 표적 핵산에 대해서 100% 상보성 영역을 포함하되, 여기서 100% 상보성 영역은 적어도 7개의 핵염기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 포유동물 표적 핵산이다. 소정의 실시형태에 있어서, 포유동물 표적 핵산은 인간 표적 핵산이다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 상기 올리고머 화합물의 적어도 하나의 단부 상에 1 내지 3개의 말단기 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 3'-말단에서 1 내지 3개의 말단기 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 5'-말단에서 1 내지 3개의 말단기 뉴클레오사이드를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 단일 가닥이다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 제2올리고머 화합물과 짝을 이루어 이중 가닥 조성물을 형성한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 올리고머 화합물 및 약제학적으로 허용가능한 희석제 또는 담체를 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 약제학적으로 허용가능한 희석제 또는 담체는 약제학적 등급의 멸균 식염수이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 세포를 본 명세서에 기재된 올리고머 화합물과 접촉시키는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 방법은 안티센스 활성을 검출하는 단계를 포함한다.. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 활성을 검출하는 단계는 세포 내의 표현형 변화를 검출한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 활성을 검출하는 단계는 세포 내의 표적 핵산의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 안티센스 활성을 검출하는 단계는 표적 단백질의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 시험관내에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 동물에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 동물은 포유동물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 포유동물은 인간이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 세포를 본 발명의 올리고머 화합물과 접촉킴으로써 세포 내의 mRNA를 조절하는 단계를 포함하는, 표적 내의 표적 mRNA를 조절하는 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 방법은 세포 내의 표현형 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 세포 내의 mRNA 수준의 저감을 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 표적 단백질의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 시험관내에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 동물에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 동물은 포유동물이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 본 발명의 약제학적 조성물을 동물에게 투여하는 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 동물은 포유동물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 포유동물은 인간이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 동물 내의 안티센스 활성을 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 동물 내의 표적 핵산의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 동물 내의 표적 단백질의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 동물 내의 표현형 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표현형 변화는 활성의 생물학적 마커의 양 혹은 품질의 변화이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 바람직하지 않은 유전자 발현을 특징으로 하는 질환의 치료용의 약물의 제조를 위한 본 발명의 올리고머 화합물의 용도를 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 유전자 발현을 억제함으로서 질환을 치료하는 약물의 제조를 위한 본 발명의 올리고머 화합물의 용도를 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 안티센스 활성을 검출하는 단계를 포함하는 방법을 제공하되, 여기서 상기 안티센스 활성은 마이크로RNA 모방체 활성이다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 모방체 활성을 검출하는 단계는 세포 내의 표적 핵산의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 모방체 활성을 검출하는 단계는 세포 내의 표적 단백질의 양의 변화를 검출하는 단계를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 세포를 본 명세서에서 제공된 바와 같은 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 유전자 발현을 억제하는 방법이 제공되되, 여기서 상기 올리고머 화합물 또는 상기 이중 가닥 조성물의 가닥들 중 하나는 약 8 내지 약 40개의 모노머 서브유닛을 포함하고 또한 표적 RNA에 대해서 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 동물에 있는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 세포는 인간에 있는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA, 프레-mRNA 및 마이크로 RNA로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 인간 mRNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 분할됨으로써 그의 기능을 억제한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 표적 RNA의 수준을 검출하는 단계를 더 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 세포 혹은 조직을 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 유전자 발현을 억제하는 시험관내 방법이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공되는 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물은 유전자 발현을 억제하는 생체내 방법을 위하여 이용되되, 상기 방법은 하나 이상의 세포, 조직 혹은 동물을 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물과 접촉시키는 단계를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공되는 바와 같은 올리고머 화합물 또는 이중 가닥 조성물은 의학적 요법에 이용된다.
특정 정의가 제공되어 있는 경우를 제외하고, 본 명세서에 기재된 분석화학, 합성 유기 화학, 그리고 의학 및 약제학적 화학과 관련하여 이용된 명명법, 이들의 절차 및 수법은 당업계에서 통상 이용되는 동시에 충분히 공지된 것이다. 표준 수법이 화학 합성 및 화학 분석에 대해서 이용될 수 있다. 소정의 이러한 수법 및 절차는, 예를 들어, 문헌["Carbohydrate Modifications in Antisense Research" Edited by Sangvi and Cook, American Chemical Society, Washington D.C., 1994; "Remington's Pharmaceutical Sciences," Mack Publishing Co., Easton, Pa., 18th edition, 1990; and "Antisense Drug Technology, Principles, Strategies, and Applications" Edited by Stanley T. Crooke, CRC Press, Boca Raton, Florida; 및 Sambrook et al., "Molecular Cloning, A laboratory Manual," 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989]에서 발견할 수 있으며, 이들은 참조로 모든 목적을 위하여 본 명세서에 내포된다. 본 명세서의 개시내용의 도처에 있어서 인용되어 있는 허가된 모든 특허, 출원, 공개 공보 및 기타 공고는 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다.
달리 표시된 경우를 제외하고, 이하의 용어는 다음의 의미를 지닌다:
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "뉴클레오사이드"란 헤테로사이클릭 염기 부분과 당 부분을 포함하는 화합물을 의미한다. 뉴클레오사이드로는, 자연 발생적 뉴클레오사이드(DNA 및 RNA에서 발견됨), 비염기성(abasic) 뉴클레오사이드, 변형된 뉴클레오사이드, 및 모방 염기 및/또는 당 기(sugar group)를 지니는 뉴클레오사이드를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 뉴클레오사이드는 다양한 치환기의 어느 하나로 수식(변형)될 수 있다. 뉴클레오사이드는 포스페이트 부분을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "당 부분"은 천연 혹은 변형된 당 고리 혹은 당 대용품을 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "당 대용품"이란 용어는 자연 발생적 뉴클레오사이드의 푸라노스 고리를 대체 가능한 구조를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 대용품은 비-푸라노스(또는 4'-치환된 푸라노스) 고리 또는 고리계 혹은 개환식이다. 이러한 구조는 6원 고리 등과 같은 천연 푸라노스 고리에 비해서 단순한 변화를 포함하거나, 또는 펩타이드 당에 이용되는 비고리계를 지니는 경우에서처럼 보다 복잡해질 수도 있다. 당 대용품은 제한 없이 몰폴리노, 사이클로헥세닐 및 사이클로헥시톨을 포함한다. 당 대용품기를 지니는 대부분의 뉴클레오사이드에 있어서, 헤테로사이클릭 염기 부분은 일반적으로 혼성화를 허용하도록 유지된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "뉴클레오타이드"란 포스페이트 연결기를 더 포함하는 뉴클레오사이드를 의미한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "연결된 뉴클레오사이드"는 포스페이트 연쇄에 의해 연결될 수도 있고 연결되지 않을 수도 있으며, 따라서, "연결된 뉴클레오타이드"를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "핵염기" 또는 "헤테로사이클릭 염기 부분"이란 뉴클레오사이드의 헤테로고리식 염기 부분을 의미한다. 핵염기는 자연 발생적일 수 있거나 또는 변형되어 있을 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 핵염기는 다른 핵산의 염기에 수소 결합을 가능하게 하는 능력을 지니는 임의의 원자 혹은 원자군일 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "변형된 뉴클레오사이드"란 자연 발생적 RNA 또는 DNA 뉴클레오사이드에 비해서 적어도 하나의 변형을 포함하는 뉴클레오사이드를 의미한다. 이러한 변형은 당 부분에 있을 수 있고/있거나 핵염기에 있을 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "2환식 뉴클레오사이드" 또는 "BNA"는 제2고리를 형성하기 위하여 당 고리의 두 탄소 원자를 접속하는 가교를 포함하는 당-고리(당 대용물 등과 같은 푸라노스를 포함하지만 이로써 제한되는 것은 아님)를 포함하는 당 부분을 지니는 뉴클레오사이드를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 가교는 5원 당 고리의 2' 탄소에 4' 탄소를 접속한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "4'-2' 2환식 뉴클레오사이드"란 당 고리의 2' 탄소 원자와 4' 탄소 원자를 접속하는 푸라노스의 두 탄소 원자를 접속시키는 가교를 포함하는 푸라노스 고리를 포함하는 2환식 뉴클레오사이드를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "2'-변형된" 또는 "2'-치환된"이란 H 혹은 OH 이외의 2' 위치에서 치환기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오사이드를 의미한다. 2'-변형된 뉴클레오사이드는, 당 고리의 두 탄소 원자를 접속시키는 가교가 당 고리의 2' 탄소와 다른 탄소를 접속시키고 있는 2환식 뉴클레오사이드; 및 알릴, 아미노, 아자이도, 티올, O-알릴, O-C1-C10 알킬, -OCF3, O-(CH2)2-O-CH3, 2'-O(CH2)2SCH3, O-(CH2)2-O-N(Rm)(Rn) 또는 O-CH2-C(=O)-N(Rm)(Rn)(여기서,각각의 Rm 및 Rn은, 독립적으로, H 또는 치환된 혹은 비치환된 알킬임) 등과 같은 비가교 2'치환기를 지니는 뉴클레오사이드를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 2'-변형된 뉴클레오사이드는, 예를 들어, 당의 다른 위치들에서 및/또는 핵염기에서 다른 변형을 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "2'-F"는 2' 위치에서 플루오로기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오사이드를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "2'-OMe" 또는 "2'-OCH3" 또는 "2'-O-메틸"은 각각 당 고리의 2' 위치에서 -OCH3 기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오사이드를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "MOE" 또는 "2'-MOE" 또는 "2'-OCH2CH2OCH3" 또는 "2'-O-메톡시에틸"은 각각 당 고리의 2' 위치에 -OCH2CH2OCH3기를 포함하는 당을 포함하는 뉴클레오사이드를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "올리고뉴클레오타이드"란 복수개의 연결된 뉴클레오사이드를 포함하는 화합물을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 복수개의 뉴클레오사이드 중 하나 이상이 변형된다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 리보뉴클레오사이드(RNA) 및/또는 데옥시리보뉴클레오사이드(DNA)를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 "올리고뉴클레오사이드"란 인터뉴클레오사이드 연쇄의 어느 것도 인 원자를 함유하지 않는 올리고뉴클레오타이드를 의미한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 올리고뉴클레오타이드는 올리고뉴클레오사이드를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "변형된 올리고뉴클레오타이드"란 적어도 하나의 변형된 뉴클레오사이드 및/또는 적어도 하나의 변형된 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 "인터뉴클레오사이드 연쇄"란 인접한 뉴클레오사이드들 간의 공유 연쇄를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 "자연 발생적 인터뉴클레오사이드 연쇄"란 3' 내지 5' 포스포다이에스터 연쇄를 의미한다
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "변형된 인터뉴클레오사이드 연쇄"란 자연 발생적 인터뉴클레오사이드 연쇄 이외의 인터뉴클레오사이드 연쇄라면 어떠한 것이라도 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "올리고머 화합물"이란 2개 이상의 서브구조 혹은 모노머 서브유닛을 포함하는 폴리머 구조를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 올리고뉴클레오타이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 하나 이상의 컨쥬게이트기 및/또는 말단기를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 달리 표시되거나 변형된 경우를 제외하고, "이중 가닥"이란 서로 혼성화된 2개의 개별의 올리고머 화합물을 의미한다. 이러한 이중 가닥 화합물은, 하나 혹은 둘의 가닥(오버행(overhang))의 하나 혹은 두 단부에서 하나 이상의 비 혼성화 뉴클레오사이드 및/또는 하나 이상의 내부 비혼성화 뉴클레오사이드(불일치(mismatch))를 지닐 수 있지만, 단, 생리학적으로 관련된 조건 하에 혼성화를 유지하기 위하여 충분한 상보성이 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "자기-상보적" 또는 "헤어-핀"(hair-pin)이란 자체에 혼성화하는 상기 올리고머 화합물에 의해 형성된 듀플렉스(duplex) 영역을 포함하는 단일의 올리고머 화합물을 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "단일 가닥"이란 용어는 생리학적으로 관련된 조건 하에 헤어-핀 구조를 형성하기에 충분한 자기-상보성을 지니지 않고 그의 보체에 혼성화되지 않은 올리고머 화합물을 의미한다. 단일 가닥 화합물은 그의 보체에 결합하여 이중 가닥 혹은 부분 이중 가닥 화합물로 되는 능력이 있을 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "말단기"란 올리고뉴클레오타이드의 3'말단 혹은 5' 말단의 어느 한쪽 또는 양쪽에 부착된 하나 혹은 그 이상의 원자를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 말단기는 컨쥬게이트기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 말단기는 하나 이상의 추가의 뉴클레오사이드를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "컨쥬게이트"는 올리고뉴클레오타이드 또는 올리고머 화합물에 결합된 원자 혹은 원자들의 군을 포함한다. 일반적으로, 컨쥬게이트기는 이들이 부착되는 화합물의 하나 이상의 특성을 변형시키며, 이러한 특성으로는, 약역학, 약동학, 결합, 흡수, 세포 분포, 세포 흡수, 하전 및 제거율을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다. 컨쥬게이트기는 화학 분야에서 통상적으로 이용되며, 또한 올리고머 화합물 등과 같은 모(parent) 화합물에 임의적 연결 부분 혹은 연결기를 통해서 혹은 직접 연결된다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는, 제한 없이, 인터컬레이터(intercalator), 리포터 분자, 폴리아민, 폴리아마이드, 폴리에틸렌 글라이콜, 티오에터, 폴리에터, 콜레스테롤, 티오콜레스테롤, 콜산 부분, 폴레이트, 지질, 인지질, 바이오틴, 페나진, 페난트리딘, 안트라퀴논, 아다만탄, 아크리딘, 플루오레세인(fluorescein), 로다민, 쿠마린 및 염료를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트는 말단기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트는 올리고뉴클레오타이드의 내부 뉴클레오사이드에 또는 3' 혹은 5' 말단 뉴클레오사이드에 부착된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "컨쥬게이트 연결기"는 올리고뉴클레오타이드 또는 올리고머 화합물에 컨쥬게이트를 부착하는데 이용되는 임의의 원자 혹은 원자들의 군을 의미한다. 당업계에 공지된 것 등과 같은 연결기 혹은 2작용성 연결 부분은 본 발명에 취급될 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "안티센스 화합물"은 올리고머 화합물을 지칭하며, 그의 적어도 일부는 그것이 혼성화하는 표적 핵산에 적어도 부분적으로 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 화합물은 표적 핵산의 발현 혹은 양을 조절(증감)한다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 화합물은 상이한 스플라이스 변이체를 초래하는 표적 프레-mRNA의 스플라이싱을 변경한다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 화합물은 하나 이상의 상이한 표적 단백질의 발현을 조절한다. 여기에서 상정되는 안티센스 메커니즘은 RNase H 메커니즘, RNAi 메커니즘, 스플라이싱 조절, 번역 정지, 교차 RNA 처리, 마이크로RNA 기능의 억제 혹은 마이크로RNA 기능의 모방을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "발현"이란 이에 의해 유전자가 궁극적으로 단백질로 되는 과정을 의미한다. 발현은 전사, 스플라이싱, 전사후 변형 및 번역을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "RNAi"는 소정의 안티센스 화합물이 표적 핵산의 발현 혹은 양에 영향을 미치는 메커니즘을 의미한다. RNAi 메커니즘은 RISC 경로와 관련된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "RNAi 화합물"은 표적 핵산 및/또는 표적 핵산에 의해 인코팅된 단백질을 조절하기 위하여, 적어도 부분적으로, RNAi 메커니즘을 통해서 작용하는 올리고머 화합물을 의미한다. RNAi 화합물은, 마이크로RNA 모방체를 포함하는, 이중 가닥 짧은 간섭 RNA(siRNA), 단일 가닥 RNA(ssRNA), 및 마이크로RNA를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "안티센스 올리고뉴클레오타이드"는 올리고뉴클레오타이드인 안티센스 화합물을 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "안티센스 활성"이란 그의 표적 핵산에 대한 안티센스 화합물의 혼성화에 기인하는 임의의 검출가능한 및/또는 측정가능한 활성을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 활성은 핵산 혹은 단백질의 양의 증감일 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 활성은 핵산 혹은 단백질의 스플라이스 변이체의 비의 변화일 수 있다. 안티센스 활성의 검출 및/또는 측정은, 직접적 혹은 간접적일 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 활성은 표적 단백질의 양, 또는 표적 단백질의 스플라이스 변이체의 상대량을 검출 및/또는 측정함으로서 평가된다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 활성은 표적 핵산 및/또는 분할된 표적 핵산 및/또는 대안적으로 스플라이싱된 표적 핵산의 양을 검출 및/또는 측정함으로서 평가된다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 활성은 세포 혹은 동물의 표현형 변화를 관찰함으로써 평가된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 활성, 반응 또는 효과와 관련하여 "검출하는" 또는 "측정하는"은 이러한 활성, 반응 또는 효과를 검출 혹은 측정하기 위한 시험이 수행되는 것을 나타낸다. 이러한 검출 및/또는 측정은 제로의 값을 포함할 수 있다. 따라서, 검출 혹은 측정 시험이 활성의 발견이 없는(활성 제로) 상대로 된다면, 활성을 검출 혹은 측정하는 단계는 그럼에도 불구하고 수행된다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 안티센스 활성을 검출하는 단계, 독성을 검출하는 단계 및/또는 독성의 마커를 측정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 이러한 임의의 단게는 제로의 값을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 핵산"이란 그의 발현, 양 또는 활성이 안티센스 화합물에 의해 조절 가능한 핵산 분자라면 어느 것이라도 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 핵산은 DNA 또는 RNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적 RNA는 mRNA, 프레-mRNA, 비코딩 RNA, 프리-마이크로RNA, 프레-마이크로RNA, 성숙 마이크로RNA, 프로모터-지향적 RNA 또는 천연 안티센스 전사물이다. 예를 들어, 상기 표적 핵산은, 세포 유전자의 발현이 감염체로부터의 핵산 분자 또는 특정 장애 혹은 질환 상태와 연관된 세포 유전자(또는 유전자로부터 전사된 mRNA)일 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 핵산은 바이러스 혹은 박테리아 핵산이다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 mRNA"란 단백질을 인코딩하는 미리-선택된 RNA 분자를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 프레-mRNA"란 mRNA로 완전히 처리되지 않은 미리-선택된 RNA 전사물을 의미한다. 명백히, 프레-RNA는 하나 이상의 인트론을 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 마이크로RNA"란 하나 이상의 단백질의 발현을 조절하는 약 18 내지 30개의 핵염기 길이의 미리-선택된 비코딩 RNA 분자, 또는 이러한 비코딩 분자의 전구체를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 pdRNA"란 전사를 조절하는 하나 이상의 프로모터와 상호작용하는 미리-선택된 RNA 분자를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "마이크로RNA"란 번역 수준에서 유전자 발현을 억제하는 자연 발생적이고, 소형 비코딩 RNA를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA는 표적 핵산의 3' 비번역 영역 내의 표적 부위에 결합함으로서 유전자 발현을 억제한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA는 http://microRNA.sanger.ac.uk/sequences/에서 발견되는 간행된 마이크로RNA 서열의 데이터베이스인 miRBase에 기재된 바와 같은 핵염기 서열을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA는 2007년 12월에 공표된 miRBase 버전 10.1에 기재된 바와 같은 핵염기 서열을 지니며, 이는 그의 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA는 2008년 9월에 공표된 miRBase 버전 12.0에 기재된 바와 같은 핵염기 서열을 지니며, 이는 그의 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "마이크로RNA 모방체"란 마이크로RNA의 서열과 적어도 부분적으로 동일한 서열을 지니는 올리고머 화합물을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 모방체는 마이크로RNA의 마이크로RNA 시드 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 모방체는 하나보다 많은 표적 핵산의 번역을 조절한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "시드 영역"이란 안티센스 화합물에 의한 표적 핵산 인지에 중요한 핵염기 서열을 지니는 안티센스 화합물의 5' 말단 영역 혹은 그 부근의 영역을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 영역은 안티센스 화합물의 핵염기 2 내지 8개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 영역은 안티센스 화합물의 핵염기 2 내지 7개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 영역은 안티센스 화합물의 핵염기 1 내지 7개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 영역은 안티센스 화합물의 핵염기 1 내지 6개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 영역은 안티센스 화합물의 핵염기 1 내지 8개를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "마이크로RNA 시드 영역"이란 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 시드 영역을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 시드 영역은 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 2 내지 8개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 시드 영역은 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 2 내지 7개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 시드 영역은 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 1 내지 7개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 시드 영역은 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 1 내지 6개를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 시드 영역은 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 1 내지 8개를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "시드 일치 세그먼트"란 시드 영역에 대한 핵염기 상보성을 지니는 표적 핵산의 부분을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 일치 세그먼트는 siRNA, ssRNA, 천연 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 2 내지 8개에 대한 핵염기 상보성을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 일치 세그먼트는 siRNA, ssRNA, 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 2 내지 7개에 대한 핵염기 상보성을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 일치 세그먼트는 siRNA, ssRNA, 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 1 내지 6개에 대한 핵염기 상보성을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 일치 세그먼트는 siRNA, ssRNA, 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 1 내지 7개에 대한 핵염기 상보성을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 시드 일치 세그먼트는 iRNA, ssRNA, 마이크로RNA 또는 마이크로RNA 모방체의 핵염기 1 내지 8개에 대한 핵염기 상보성을 지닌다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "시드 일치 표적 핵산"이란 시드 일치 세그먼트를 포함하는 표적 핵산을 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "마이크로RNA 계열"(microRNA family)이란 마이크로RNA 시드 서열을 공유하는 마이크로RNA의 그룹을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 마이크로RNA 계열 구성요소들은 표적 핵산의 공통 세트를 조정한다. 소정의 실시형태에 있어서, 공유된 마이크로RNA 시드 서열은 마이크로RNA 계열의 각 구성요소 내의 동일한 핵염기 위치에서 발견된다. 소정의 실시형태에 있어서, 공유된 마이크로RNA 시드 서열은 마이크로RNA 계열의 각 구성요소 내의 동일한 핵염기 위치에서 발견되지 않는다. 예를 들어, 마이크로RNA 계열의 하나의 구성요소의 핵염기 1 내지 7에서 발견된 마이크로RNA 시드 서열은 마이크로RNA 계열의 다른 구성요소의 핵염기 2 내지 8개에서 발견된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적비코딩 RNA"란 단백질을 생성하도록 번역되지 않은 미리-선택된 RNA 분자를 의미한다. 소정의 비코딩 RNA는 발현의 조절에 연루된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 바이러스 핵산"이란 바이러스와 연관된 미리-선택된 핵산(RNA 또는 DNA)을 의미한다. 이러한 바이러스 핵산은 바이러스 게놈을 구성하는 핵산뿐만 아니라, 숙주 세포 기계에 의해 생산되든지 생산되지 않든지 간에 이들 핵산의 전사물(역전사물 및 RNA로부터 전사된 RNA를 포함함)을 포함한다. 소정의 경우에, 바이러스 핵산은 또한 바이러스 감염 시 바이러스에 의해 동원되는 숙주 핵산을 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적화" 또는 "에 대해서 표적화된"이란, 표적 핵산 분자 내의 뉴클레오타이드의 특정 영역 혹은 특정 표적 핵산 분자에 대한 안티센스 화합물의 연관을 의미한다. 안티센스 화합물은 생리학적 조건 하엥서 혼성화를 허용하도록 상기 표적 핵산에 대해서 충분히 상보적이라면 표적 핵산을 표적화한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "표적 단백질"이란 안티센스 화합물에 의해 발현이 조절되는 단백질을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 단백질은 표적 핵산에 의해 인코딩된다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 단백질의 발현은 다르게는 표적 핵산에 의해 영향받는다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "핵염기 상보성" 혹은 "상보성"이란, 핵염기와 관련된 경우, 다른 핵염기와 염기 쌍을 이룰 수 있게 하는 핵염기를 의미한다. 예를 들어, DNA에서, 아데닌(A)은 티민(T)에 상보적이다. 예를 들어, RNA에서, 아데닌(A)은 유라실(U)에 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상보적인 핵염기란 그의 표적 핵산과 염기 쌍을 이룰 수 있는 안티센스 화합물의 핵염기를 의미한다. 예를 들어, 안티센스 화합물의 소정의 위치에서의 핵염기가 표적 핵산의 소정의 위치에서의 핵염기와 수소 결합을 가능하게 한다면, 올리고뉴클레오타이드와 표적 핵산 간의 수소 결합의 위치는 그 핵염기 쌍에서 상보적인 것으로 여겨진다.
소정의 변형을 포함하는 핵염기는 상대 핵염기와 짝을 이루는 능력을 유지할 수 있고, 이와 같이 해서, 여전히 핵염기 상보성을 가능하게 한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 핵염기와 관련하여 "비상보적"(non-complementary")이란 서로 수소 결합을 형성하지 않거나 다르게는 혼성화를 지지하는 핵염기 쌍을 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 연결된 뉴클레오사이드, 올리고뉴클레오타이드 또는 핵산과 관련하여 "상보적"이란, 핵염기 상보성을 통해 다른 올리고머 화합물 혹은 핵산과 혼성화하는 올리고머 화합물의 능력을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 화합물 및 그의 표적은, 각 분자 내의 대응하는 위치의 충분한 수가 안티센스 화합물과 표적 간의 안정한 연결을 허용하도록 서로 결합할 수 있는 핵염기에 의해 점유될 경우 서로 상보적이다. 당업자라면, 연결을 유지하는 올리고머 화합물의 능력을 제거하는 일없이 불일치의 내포가 가능하다는 것을 인식한다. 따라서, 본 명세서에는, 불일치되는 약 20%까지의 뉴클레오타이드를 포함할 수 있는 안티센스 화합물(즉, 표적의 대응하는 뉴클레오타이드에 상보적인 핵염기가 아님)이 기재되어 있다. 바람직하게는, 안티센스 화합물은 약 15% 이하, 더욱 바람직하게는 약 10% 이하, 가장 바람직하게는 5% 이하 불일치를 포함하거나 혹은 전혀 불일치를 포함하지 않는다. 나머지 뉴클레오타이드는 핵염기 상보적이거나 다르게는 혼성화를 붕괴시키지 않는다(예컨대, 범용 염기). 당업자라면, 본 명세서에서 제공되는 화합물이 표적 핵산에 대해서 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99% 혹은 100% 상보적이라는 것을 인식할 것이다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "혼성화"란 상보적인 올리고머 화합물(예컨대, 안티센스 화합물 및 그의 표적 핵산)의 짝짓기를 의미한다. 특정 메커니즘으로 제한되지 않지만, 짝짓기의 가장 통상적인 메커니즘은, 상보적인 뉴클레오사이드 또는 뉴클레오타이드 염기(핵염기)들 간의 왓슨-크릭(Watson-Crick), 후그스틴(Hoogsteen) 혹은 역 후그스틴 수소 결합일 수 있는 수소 결합을 포함한다. 예를 들어, 천연 염기 아데닌은 수소 결합의 형성을 통해 짝짓기되는 천연 핵염기인 티미딘 및 유라실이다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "특이적으로 혼성화하다"란 다른 핵산 부위에 혼성화하는 것보다 친화성이 큰 하나의 핵산 부위에 혼성화되는 올리고머 화합물의 능력을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 올리고뉴클레오타이드는 하나보다 많은 표적 부위에 특이적으로 혼성화한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "조절"이란 조절 전의 기능 혹은 활성과 비교할 때 기능 혹은 활성의 양이나 품질의 교란을 의미한다. 예를 들어, 조절은 유전자 발현의 변화, 즉, 증가(자극 혹은 유도) 또는 감소(억제 혹은 저감)를 포함한다. 추가의 예로서, 발현의 조절은 pre-mRNA 처리의 스플라이스 부위 선택의 교란을 포함하여, 교란되지 않은 상황과 비교해서 존재하는 특정 스플랑이스-변이체의 양의 변화를 초래할 수 있다. 추가의 예로서, 조절은 단백질의 번역 교란을 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "모티프"란 올리고머 화합물 혹은 그의 영역에서의 변형의 패턴을 의미한다. 모티프는 소정의 뉴클레오사이드에서 및/또는 올리고머 화합물의 소정의 연결기에서의 변형에 의해 규정될 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "뉴클레오사이드 모티프"란 올리고머 화합물 혹은 그의 영역에서의 뉴클레오사이드 변형의 패턴을 의미한다. 이러한 올리고머 화합물의 연쇄는 변형 혹은 비변형될 수 있다. 달리 표시된 경우를 제외하고, 단지 뉴클레오사이드를 기술하는 본 명세서에서의 모티프는 뉴클레오사이드 모티프인 것으로 의도된다. 따라서, 이러한 경우에, 연쇄는 제한되지 않는다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "연쇄 모티프"(linkage motif)란, 올리고머 화합물 혹은 그의 영역에서의 연쇄 변형의 패턴을 의미한다. 이러한 올리고머 화합물의 뉴클레오사이드는 변형 혹은 비변형될 수 있다. 달리 표시된 경우를 제외하고, 단지 연쇄를 기술하는 본 명세서에서의 모티프는 연쇄 모티프인 것으로 의도된다. 따라서, 이러한 경우에, 뉴클레오사이드는 제한되지 않는다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "상이한 변형" 또는 "상이하게 변형된"이란, 변형이 없는 것을 비롯하여, 서로 상이한 자연 발생적 분자에 대한 변형을 의미한다. 이와 같이 해서, 예를 들어, MOE 뉴클레오사이드 및 비변형된 DNA 뉴클레오사이드는, DNA 뉴클레오사이드가 변형되지 않은 경우더라도 "상이하게 변형"된다. 마찬가지로, DNA와 RNA는, 둘 모두가 천연 발생적 비변형된 뉴클레오사이드를 통해서라도 "상이하게 변형"된다. 상이한 핵염기를 포함하는 것을 제외하고는 동일한 뉴클레오사이드는, 달리 표시된 경우를 제외하고 상이하게 변형된다. 예를 들어, 2'-OMe 변형된 당과 아데닌 핵염기를 포함하는 뉴클레오사이드 및 2'-OMe 변형된 당과 티민 핵염기를 포함하는 뉴클레오사이드는 상이하게 변형되지 않는다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "동일한 변형"이란, 변형이 없는 것을 비롯하여,서로 동일한 자연 발생적 분자에 대한 변형을 의미한다. 따라서, 예를 들어, 2개의 비변형된 DNA 뉴클레오사이드는, DNA 뉴클레오사이드가 비변형되더라도, "동일한 변형"을 지닌다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 뉴클레오사이드 혹은 뉴클레오사이드의 "유형"과 관련하여 "변형 유형"이란 뉴클레오사이드의 변형을 의미하며, 변형된 및 비변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 따라서, 달리 표시된 경우를 제외하고, "제1형의 변형을 지니는 뉴클레오사이드"는 비변형된 뉴클레오사이드일 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "개별의 영역"이란 영역 내의 뉴클레오사이드 및 인터뉴클레오사이드 연쇄가 모두 동일한 변형을 포함하는 올리고머 화합물의 부분을 의미하며; 임의의 이웃하는 부분의 뉴클레오사이드 및/또는 인터뉴클레오사이드 연쇄는 적어도 하나의 상이한 변형을 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "교차 모티프"란, 패턴 (AB)nAm에 있어서 변형된 뉴클레오사이드의 적어도 4개의 개별의 영역을 지니는 올리고머 화합물 혹은 그의 일부분을 의미하며, 여기서 A는 제1형의 변형을 지니는 뉴클레오사이드의 영역을 나타내고; B는 상이한 유형의 변형을 지니는 뉴클레오사이드의 영역을 나타내며; n은 2 내지 15이고; m은 0 또는 1이다. 이와 같이 해서, 소정의 실시형태에 있어서, 교차 모티프는 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20개 혹은 그 이상의 교차 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 A 영역 및 각각의 B 영역은 독립적으로 1 내지 4개의 뉴클레오사이드를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "완전 변형된"이란 각 뉴클레오사이드가 변형된 뉴클레오사이드인 올리고머 화합물 혹은 그의 일부분을 의미한다. 완전 변형된 올리고머 화합물의 뉴클레오사이드의 변형은 동일할 수 있거나, 하나 이상이 서로 상이할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "균일한 변형" 또는 "균일하게 변형된"이란 동일한 변형을 포함하는 올리고머 화합물 또는 그의 일부분을 의미한다. 균일하게 변형된 뉴클레오사이드의 영역의 뉴클레오사이드는 모두 동일한 변형을 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "갭머"(gapmer) 또는 "갭핑된 올리고머 화합물"이란 2개의 외부 영역 혹은 날개(wing) 및 내부 영역 및 갭을 지니는 올리고머 화합물을 의미한다. 3개의 영역은 외부 영역의 당 기가 내부 영역의 당 기와는 다른 모노머 서브유닛의 연속적인 서열을 형성하며, 여기서, 특정 영역 내의 각 모노머 서브유닛의 당 기는 실질적으로 동일하다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "약제학적으로 허용가능한 담체 혹은 희석제"란 동물에 투여할 때 사용하기에 적합한 임의의 물질을 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 약제학적으로 허용가능한 담체 혹은 희석제는 멸균 식염수이다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 멸균 식염수는 약제학적 등급의 식염수이다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은"치환기" 또는 "치환기 군"이란 목적으로 하는 특성을 향상시키거나 다른 목적으로 하는 효과를 제공하기 위하여 다른 기 혹은 모 화합물에 전형적으로 추가되는 기를 포함하는 것을 의미한다. 치환기 군은 보호되거나 비보호되어 있을 수 있고, 또한 모 화합물 내의 하나의 이용가능한 부위 혹은 많은 이용가능한 부위에 추가될 수 있다. 치환기 군은 다른 치환기 군으로 더욱 치환될 수도 있고, 또한 알킬 혹은 하이드로카빌기 등과 같은 연결기를 통해서 혹은 직접 모 화합물에 부착될 수 있다.
본 명세서에서 취급가능한 치환기로는 할로겐, 하이드록실, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아실(-C-(O)-Raa), 카복실(-C(O)O-Raa), 지방족 기, 지환식s, 알콕시, 치환된 옥시(-O-Raa), 아릴, 아르알킬, 헤테로사이클릭 라디칼, 헤테로-아릴, 헤테로-아릴알킬, 아미노(-N(Rbb)-(Rcc)), 이미노(=NRbb), 아마이도(-C(O)N-(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)C(O)Raa), 아자이도(-N3), 나이트로(-NO2), 사이아노(-CN), 카바미도(-OC(O)N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)-C(O)-ORaa), 유레이도(-N(Rbb)C(O)-N(Rbb)(Rcc)), 티오유레이도(-N(Rbb)C(S)N(Rbb)-(Rcc)), 구아니디닐(-N(Rbb)-C(=NRbb)-N(Rbb)(Rcc)), 아미디닐(-C(=NRbb)N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)C(=NRbb)(Raa)), 티올(-SRbb), 설피닐(-S(O)Rbb), 설포닐(-S(O)2Rbb) 및 설폰아미딜(-S(O)2N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)-S--(O)2Rbb)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 여기서 각각의 Raa, Rbb 및 Rcc는 독립적으로 H; 임의적으로 연결된 화학적 작용기; 또는 H, 알킬, 알케닐, 알키닐, 지방족, 알콕시, 아실, 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴, 지환식, 헤테로사이클릭 및 헤테로-아릴-알킬을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아닌 바람직한 리스트를 지니는 추가의 치환이다. 본 명세서에 기재된 화합물 내에서의 선택된 치환기는 반복되는 정도(recursive degree)로 존재한다.
이와 관련하여, "반복되는 치환기"란 치환기가 그 자체의 다른 경우를 다시 인용할 수 있는 것을 의미한다. 이러한 치환기의 반복적인 성질 때문에, 이론적으로, 다수가 임의의 주어진 청구항에 존재할 수 있다. 의학 화학 및 유기 화학 분야의 당업자라면 이러한 치환기의 총 수가 의도된 화합물의 목적으로 하는 특성에 의해 적절하게 제한되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 특성은, 예로서 제한되지 않고, 분자량, 용해도 혹은 log P, 의도된 표적에 대한 활성 등과 같은 응용 특성, 및 합성의 용이성 등과 같은 실제 특성을 포함한다.
반복적인 치환기는 본 발명의 의도된 양상이다. 의학 및ㄹ 유기 화학 분야의 당업자라면 이러한 치환기의 다양성을 이해할 것이다. 반복되는 치환기가 본 발명의 청구항에 존재하는 정도가지, 총 수는 전술한 바와 같이 결정될 것이다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "안정한 화합물" 및 "안정한 구조"란 용어는, 반응 혼합물로부터의 유용한 순도로의 분리를 극복하기에 충분히 강인한 화합물, 및 효과적인 치료제 내로의 배합을 나타내도록 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "알킬"이란 용어는, 24개까지의 탄소원자를 함유하는 포화 직쇄 혹은 분지쇄의 탄화수소 라디칼을 의미한다. 알킬기의 예로는, 제한 없이, 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 아이소프로필, n-헥실, 옥틸, 데실, 도데실 등을 들 수 있다. 알킬기는 전형적으로 1 내지 약 24개의 탄소원자, 더욱 전형적으로 1 내지 약 12개의 탄소원자(C1-C12 알킬)를 포함하고, 더욱 바람직하게는 1 내지 약 6 탄소원자이다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "저급 알킬"은 1 내지 약 6개의 탄소원자를 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알킬기는 임의선택적으로 하나 이상의 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "알케닐"란 용어는, 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 지니고 24개까지의 탄소원자를 포함하는 직쇄 혹은 분지쇄 탄화수소 사슬 라디칼을 의미한다. 알케닐기의 예로는, 제한 없이, 에테닐, 프로페닐, 뷰테닐, 1-메틸-2-뷰텐-1-일, 1,3-뷰타다이엔 등과 같은 다이엔류를 들 수 있다. 알케닐기는 전형적으로 2 내지 약 24개의 탄소원자, 더욱 전형적으로 2 내지 약 12개의 탄소원자를 포함하며, 2 내지 약 6개의 탄소원자가 더욱 바람직하다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알케닐기는 임의선택적으로 하나 이상의 추가의 치환기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "알키닐"란 용어는, 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 지니고 24개까지의 탄소원자를 포함하는 직쇄 혹은 분지쇄 탄화수소 사슬 라디칼을 의미한다. 알키닐기의 예로는, 제한 없이, 에티닐, 1-프로피닐, 1-뷰티릴 등을 들 수 있다. 알키닐기는 전형적으로 2 내지 약 24개의 탄소원자, 더욱 전형적으로 2 내지 약 12개의 탄소원자를 포함하며, 2 내지 약 6개의 탄소원자가 더욱 바람직하다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알키닐기는 임의선택적으로 하나 이상의 추가의 치환기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "아실"이란 용어는, 일반식 -C(0)-X(여기서 X는 전형적으로 지방족, 지환식 혹은 방향족임)을 지니고, 유기산으로부터 하이드록실기를 제거하여 형성된 라디칼을 의미한다. 그 예로는 지방족 카보닐, 방향족 카보닐, 지방족 설포닐, 방향족 설피닐, 지방족 설피닐, 방향족 포스페이트, 지방족 포스페이트 등을 들 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 아실기는 임의선택적으로 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
"지환식"이란 용어는 고리가 지방족인 환식 고리계를 의미한다. 고리계는 적어도 하나의 고리가 지방족인 하나 이상의 고리를 포함할 수 있다. 바람직한 지환식은 고리 내에 약 5 내지 약 9개의 탄소원자를 지니는 고리를 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 지환식은 임의선택적으로 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "지방족"이란 용어는, 임의의 두 탄소원자 사이의 포화부가 단일, 이중 혹은 삼중 결합인 24개까지의 탄소원자를 포함하는 직쇄 혹은 분지쇄 탄화수소 라디칼을 의미한다. 지방족 기는 바람직하게는 1 내지 약 24개의 탄소원자, 더욱 전형적으로 1 내지 약 12개의 탄소원자를 포함하고, 1 내지 약 6개의 탄소원자가 더욱 바람직하다. 지방족 기의 직쇄 혹은 분지쇄는 질소, 산소, 황 및 인을 포함하는 하나 이상의 헤테로원자가 개입되어 있을 수 있다. 헤테로원자가 개입된 이러한 지방족 기로는, 제한 없이, 폴리알킬렌 글라이콜 등과 같은 폴리알콕시류, 폴리아민류 및 폴리이민류를 들 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 지방족 기는 임의선택적으로 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "알콕시"란 용어는, 알킬기와 산소원자 사이에 형성된 라디칼을 의미하며, 여기서 산소원자는 모 분자에 알콕시기를 부착시키는데 이용된다. 알콕시기의 예로는, 제한 없이, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 아이소프로폭시, n-뷰톡시, sec-뷰톡시, tert-뷰톡시, n-펜톡시, 네오펜톡시, n-헥속시 등을 들 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알콕시기는 임의선택적으로 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "아미노알킬"이란 용어는 아미노 치환된 C1-C12 알킬 라디칼을 의미한다. 해당 라디칼의 알킬 부분은 모 분자와 공유 결합을 형성한다. 아미노기는 임의의 위치에 위치될 수 있고, 아미노알킬기는 알킬 및/또는 아미노 부분에서 추가의 치환기 군으로 치환될 수 있다.
"아르알킬" 및 "아릴알킬"이란 용어는, 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, C1-C12 알킬 라디칼에 공유 결합된 방향족 기를 의미한다. 얻어지는 아르알킬(또는 아릴알킬)기의 알킬 라디칼 부분은 모 분자와 공유 결합을 형성한다. 그 예로는, 제한 없이, 벤질, 페네틸 등을 들 수 있다. 아르알킬기는, 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 임의선택적으로 라디칼 기를 형성하는 알킬, 아릴 혹은 이들 두 기에 부착되는 추가의 치환기 군을 더 포함할 수 있다.
"아릴" 및 "방향족"이란 용어는, 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 하나 이상의 방향족 고리를 지니는 단환식 혹은 다환식 카보사이클릭 고리계 라디칼을 의미한다. 아릴기의 예로는, 제한 없이, 페닐, 나프틸, 테트라하이드로나프틸, 인다닐, 이데닐 등을 들 수 있다. 바람직한 아릴 고리계는 하나 이상의 고리에 약 5 내지 약 20개의 탄소원자를 지닌다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 아릴기는 임의선택적으로 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "할로" 및 "할로겐"이란 용어는 불소, 염소, 브롬 및 요오드로부터 선택된 원자를 의미한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "헤테로아릴" 및 "헤테로방향족"이란 용어는 고리들 중 적어도 하나가 방향족이고 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 단환식 혹은 다환식 방향족 고리, 고리계 또는 융합된 고리계를 포함하는 라디칼을 의미한다. 헤테로아릴은 또한 융합된 고리 들 중 하나 이상이 헤테로원자를 포함하지 않는 계를 포함하는 융합된 고리계를 포함하는 것을 의미한다. 헤테로아릴기는 전형적으로 황, 질소 또는 산소로부터 선택된 하나의 고리 원자를 포함한다. 헤테로아릴기의 예로는, 제한 없이, 피리디닐, 피라지닐, 피리미디닐,피롤릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 아이소옥사졸릴, 티아다이아졸릴, 옥사다이아졸릴, 티오페닐, 푸라닐, 퀴놀리닐, 아이소퀴놀리닐, 벤즈아미다졸릴, 퀴녹살리닐 등을 들 수 있다. 헤테로아릴 라디칼은 지방족 기 혹은 헤테로 원자 등과 같은 연결 부분을 통해서 혹은 직접 모 분자에 부착될 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 헤테로아릴기는 임의선택적으로 추가의 치환기 군을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "헤테로아릴알킬"이란, 공유적으로 부착된 C1-C12 알킬 라디칼을 더 포함하는 앞서 정의된 바와 같은 헤테로아릴기를 의미한다. 얻어진 헤테로아릴알킬기의 알킬 라디칼 부분은 모 분자와 공유결합을 형성하는 능력을 지닌다. 그 예로는, 제한 없이, 피리디닐메틸, 피리미디닐에틸, 나프티리디닐프로필 등을 들 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 헤테로아릴알킬기는 임의선택적으로 헤테로아릴 혹은 알킬 부분의 한쪽 혹은 양쪽 상에 추가의 치환기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "헤테로사이클릭 라디칼"이란 용어는, 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하고 불포화, 부분 포화 혹은 완전 포화됨으로서 헤테로아릴기를 포함하는 단환식 혹은 다환식 고리계를 포함하는 라디칼을 의미한다. 헤테로사이클릭은 또한 융합된 고리계를 포함하는 것을 의미하며, 여기서, 융합된 고리의 하나 이상은 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하고 다른 고리는 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있거나 또는 임의선택적으로 어떠한 헤테로원자도 포함하지 않는다. 헤테로사이클릭 라디칼은 전형적으로 황, 질소 또는 산소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 헤테로사이클릭 라디칼의 예로는, [1,3]다이옥솔라닐, 피롤리디닐, 피라졸리닐, 포라졸리디닐, 이미다졸리닐, 이미다졸리디닐, 프페리디닐, 피페라지닐, 옥사졸리디닐, 아이소옥사졸리디닐, 몰폴리닐, 티아졸리디닐, 아이소티아졸리디닐, 퀴녹살리닐, 피리다지노닐, 테트라하이드로푸릴 등을 들 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 헤테로사이클릭기는 임의선택적으로 추가의 치환기를 포함한다.
"하이드로카빌"이란 용어는 C, O 및 H를 포함하는 라디칼 기를 포함한다. 어느 정도의 포화도를 지니는 직쇄, 분지쇄 및 환식 기가 포함된다. 이러한 하이드로카빌기는 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 치환기 군으로 치환된 모노 혹은 폴리일 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "모노 혹은 폴리 환식 구조"는 단환식 혹은 다환식 라디칼 고리계로부터 선택된 모든 고리계를 포함하되, 여기서, 고리들은 융합되거나 연결되고, 지방족, 지환식, 아릴, 헤테로아릴, 아르알킬, 아릴알킬, 헤테로사이클릭, 헤테로아릴, 헤테로방향족 및 헤테로아릴알킬로부터 개별적으로 선택된 단일 및 혼합된 고리계를 내포하는 것을 의미한다. 이러한 모노 혹은 폴리 환식 구조는 각각 동일한 수준의 포화도를 지니거나 또는 각각 독립적으로 완전 포화, 부분 포화혹은 완전 불포화를 포함하는 다양한 정도의 포화도를 지니는 고리를 포함할 수 있다. 각 고리는, 예를 들어 벤즈아미다졸 등과 같은 혼합된 모티프에 존재할 수있는 단지 C 고리 원자를 포함할 뿐만 아니라 헤테로사이클릭 고리를 생성시키도록 C, N, O 및 S로부터 선택된 고리 원자를 포함할 수 있으며, 여기서 하나의 고리는 단지 탄소 고리원자를 지니고 융합된 고리는 2개의 질소원자를 지닌다. 모노 혹은 폴리 환식 구조는, 고리들 중 하나에 부착된 2개의 =O기를 지니는, 예를 들어, 프탈이미드와 같은 치환기 군으로 더 치환될 수 있다. 모노 혹은 폴리 환식 구조는 직접 또는 치환기 군을 통해서 혹은 2작용성 연결 부분을 통해서 등과 같이 각종 전략을 이용해서 모 분자에 부착될 수 있다.
"옥소"란 용어는 기(=O)를 의미한다.
당업계에 공지된 것들과 같은 연결기 또는 2작용성 연결 부분은 예를 들어 올리고머 화합물 등과 같은 모 화합물에서 선택적인 부위에 화학적 작용기, 컨쥬게이트기, 리포터기 및 기타 기를 부착시키는데 유용하다. 일반적으로, 2작용성 연결 부분은 2개의 2작용기를 지니는 하이드로카빌 부분을 포함한다. 작용기들 중 하나는 대상 모 분자 혹은 화합물에 결합하기 위하여 선택되고 다른 것은 화학적 작용기 혹은 컨쥬게이트기 등과 같은 본질적으로 임의의 선택된 기에 결합하기 위하여 선택된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 링커(linker)는 에틸렌 글라이콜 혹은 아미노 산 유닛 등과 같은 반복 유닛의 폴리머 혹은 사슬 구조를 포함한다. 2작용성 연결 부분에 통상 이용되는 작용기의 예는, 제한 없이, 친핵성 기와 반응하는 친전자체 및 친전자성 기와 반응하는 친핵체를 포함한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 2작용성 연결 부분으로는 아미노, 하이드록실, 카복실산, 티올, 불포화부(예컨대, 이중 혹은 삼중 결합) 등을 들 수 있다. 2작용성 연결 부분의 몇몇 비제한적인 예로는 8-아미노-3,6-다이옥사옥탄산(ADO), 숙신이미딜 4-(N-말레이미도메틸) 사이클로헥산-1-카복실레이트(SMCC) 및 6-아미노헥산산(AHEX 혹은 AHA)을 들 수 있다. 기타 연결기로는, 제한 없이, 치환된 C1-C10 알킬, 치환 혹은 비치환된 C2-C10 알케닐 또는 치환 혹은 비치환된 C2-C10 알키닐을 들 수 있고, 여기서 바람직한 치환기 군의 비제한적인 리스트로는 하이드록실, 아미노, 알콕시, 카복시, 벤질, 페닐, 나이트로, 티올, 티오알콕시, 할로겐, 알킬, 아릴, 알케닐 및 알키닐을 들 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "포스페이트 부분"이란 용어는, 포스페이트뿐만 아니라 변형된 포스페이트를 포함하는 말단의 포스페이트기를 의미한다. 포스페이트 부분은 말단에 위치될 수 있지만, 5'-말단 뉴클레오사이드에서 바람직하다. 일 양상에서, 말단의 포스페이트는 화학식 -O-P(=O)(OH)OH를 지니면서 비변형되어 있다. 다른 양상에서, 말단의 포스페이트는 O 및 OH기 중 하나 이상이 H, O, S, N(R) 혹은 알킬로 대체되도록 변형되며, 여기서 R은 H, 아미노 보호기 혹은 비치환 혹은 치환된 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, 5' 및/또는 3' 말단기는 각각 독립적으로, 비변형된 (다이 혹은 트라이-포스페이트)이거나 변형된 1 내지 3개의 포스페이트 부분을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "인 부분"이란 용어는 하기 화학식을 지니는 기를 의미하되:
Figure 112012097943010-pct00051
식 중,
Ra 및 Rc는 각각, 독립적으로, OH, SH, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, 아미노 또는 치환된 아미노이고;
Rb는 O 또는 S이다.
여기에서 포함된 인 부분은 모노머에 부착될 수 있고, 이는 올리고머 화합물의 제조에 이용될 수 있으며, 여기서, 모노머는 O, S, NRd 혹은 CReRf를 이용해서 부착될 수 있고, 여기서 Rd는 제한 없이 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 치환된 아실을 포함하며, Re 및 Rf는 각각, 독립적으로, 제한 없이, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시를 포함한다. 이러한 연결된 인 부분은, 제한 없이, 포스페이트, 변형된 포스페이트, 티오포스페이트, 변형된 티오포스페이트, 포스페이트, 변형된 포스페이트, 포스포르아미데이트 및 변형된 포스포르아미데이트를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "보호기"란 용어는, 합성 절차 동안 원치 않는 반응에 대항하여, 제한 없이, 하이드록실, 아미노 및 티올기를 포함하는 반응성 기를 보호하기 위하여 당업계에 공지된 불안정한 화학 부분을 의미한다. 보호기는 전형적으로 다른 반응성 부위에서 반응 동안 부위를 보호하기 위하여 선택적으로 및/또는 직교적으로(orthogonally) 이용되며, 이어서 제거되어 그대로 혹은 추가의 반응에 이용가능한 비보호기를 남겨둘 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같은 보호기는 일반적으로 문헌[Organic Synthesis, 4th edition, John Wiley & Sons, New York, 2007]의 그린의 보호기(Greene's Protective Groups)에 일반적으로 기술되어 있다.
이들 기는 전구체로서 본 명세서에서 제공되는 바와 같은 올리고머 화합물 내로 선택적으로 편입될 수 있다. 예를 들어, 아미노기는 합성 시 원하는 지점에서 아미노기에 화학적으로 전환될 수 있는 아자이도기로서 본 명세서에서 제공되는 바와 같은 화합물 내에 위치될 수 있다. 일반적으로, 기들은 적절한 시기에 그들의 최종 기 내로 전환을 위하여 모 분자의 다른 영역을 변형시키는 반응에 불활성으로 되는 전구체로서 존재하거나 보호된다. 추가의 대표적인 보호 혹은 전구체 기는 문헌[Agrawal et al ., Protocolsfor Oligonucleotide Conjugates , Humana Press; New Jersey, 1994,26,1-72]에 논의되어 있다.
"직교적으로 보호된"이란 용어는 상이한 부류의 보호기로 보호된 작용기를 의미하며, 여기서, 각 부류의 보호기는 모든 다른 부류의 존재헤서 임의의 순서로 제거될 수 있다(Barany et al, J. Am . Chem . Soc, 1977, 99, 7363-7365; Barany et al, J. Am . Chem . Soc, 1980, 102, 3084-3095 참조). 직교 보호는 예를 들어 자동화 올리고뉴클레오타이드 합성에서 널리 이용된다. 작용기는 탈블록화 절차에 의해 영향받지 않는 하나 이상의 다른 보호된 작용기의 존재에서 탈블록화된다. 이 탈블록화된 작용기는 몇몇 방식으로 반응되며, 소정 지점에서 추가의 직교 보호기가 상이한 세트의 반응 조건 하에서 제거된다. 이것은 선택적 화학이 목적으로 하는 화합물 혹은올리고머 화합물에 도달할 수 있게 허용한다.
하이드록실 보호기의 예로는, 제한 없이, 아세틸, t-뷰틸, t-뷰톡시메틸, 메톡시메틸, 테트라하이드로피라닐, 1-에톡시에틸, 1-(2-클로로에톡시)에틸, p-클로로페닐, 2,4-다이나이트로페닐, 벤질, 2,6-다이클로로벤질, 다이페닐메틸, p-나이트로벤질, 비스(2-아세톡시에톡시)메틸(ACE), 2-트라이메틸실릴에틸, 트라이메틸실릴, 트라이에틸실릴, t-뷰틸다이메틸실릴, t-뷰틸다이페닐실릴, tri페닐실릴, [(트라이아이소프로필실릴)옥시]메틸(TOM), 벤조일포르메이트, 클로로아세틸, 트라이클로로아세틸, 트라이플루오로-아세틸, 피발로일, 벤조일, p-페닐벤조일, 9-플루오레닐메틸 카보네이트, 메실레이트, 토실레이트, 트라이페닐메틸(트리틸), 모노메톡시트리틸, 다이메톡시트리틸(DMT), 트라이메톡시트리틸, 1(2-플루오로페닐)-4-메톡시피페리딘-4-일(FPMP), 9-페닐잔틴-9-일(픽실(Pixyl)) 및 9-(p-메톡시페닐)잔틴-9-일(MOX)을 들 수 있다. 여기서 더욱 통상적으로 이용되는 하이드록실 보호기로는, 제한 없이, 벤질, 2,6-다이클로로벤질, t-뷰틸다이메틸실릴, t-뷰틸다이페닐실릴, 벤조일, 메실레이트, 토실레이트, 다이메톡시트리틸(DMT), 9-페닐잔틴-9-일(픽실) 및 9-(p-메톡시페닐)잔틴-9-일(MOX)을 들 수 있다.
포스페이트 및 인 하이드록실기를 보호하는데 통상적으로 이용되는 보호기의 예로는, 제한 없이, 메틸, 에틸, 벤질(Bn), 페닐, 아이소프로필, tert-뷰틸, 알릴, 사이클로헥실(cHex), 4-메톡시벤질, 4-클로로벤질, 4-나이트로벤질, 4-아실옥시벤질, 2-메틸페닐, 2,6-다이메틸페닐, 2-클로로페닐, 다이페닐메틸, 4-메틸티오-1-뷰틸, 2-(S-아세틸티오)에틸(SATE), 2-사이아노에틸, 2-사이아노-1,1-다이메틸에틸 (CDM), 4-사이아노-2-뷰테닐, 2-(트라이메틸실릴)에틸(TSE), 2-(페닐티오)에틸, 2-(트라이페닐실릴)에틸, 2-(벤질설포닐)에틸, 2,2,2-트라이클로로에틸, 2,2,2-트라이브로모에틸, 2,3-다이브로모프로필, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 티오페닐, 2-클로로-4-트리틸페닐, 2-브로모페닐, 2-[N-아이소프로필-N-(4-메톡시벤조일)아미노] 에틸, 4-(N-트라이플루오로아세틸아미노)뷰틸, 4-옥소펜틸, 4-트리틸아미노페닐, 4-벤질아미노페닐 및 몰폴리노를 들 수 있다. 더욱 통상적으로 이용되는 포스페이트 및 인 보호기로는, 제한 없이, 메틸, 에틸, 벤질(Bn), 페닐, 아이소프로필, tert-뷰틸, 4-메톡시벤질, 4-클로로벤질, 2-클로로페닐 및 2-사이아노에틸을 들 수 있다.
아미노 보호기의 예로는, 제한 없이, 카바메이트-보호기, 예컨대 2-트라이메틸실릴에톡시카보닐(Teoc), 1-메틸-1-(4-바이페닐릴)에톡시카보닐(Bpoc), t-뷰톡시카보닐(BOC), 알릴옥시카보닐(Alloc), 9-플루오레닐메틸옥시카보닐(Fmoc) 및 벤질-옥시카보닐(Cbz); 아마이드-보호기, 예컨대, 포밀, 아세틸, 트라이할로아세틸, 벤조일, 및 나이트로페닐아세틸; 설폰아마이드-보호기, 예컨대, 2-나이트로벤젠설포닐; 및 이민- 및 환식 이미드-보호기, 예컨대, 프탈로이미도 및 다이티아숙시노일을 들 수 있다.
티올 보호기의 예로는, 제한 없이, 트라이페닐메틸(트리틸), 벤질(Bn) 등을 들 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하는 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 인을 지니는, 본 명세서에서 제공되는 바와 같은 올리고머 화합물이 제조될 수 있다. 포스포다이에스터 및 포스포로티오에이트 연쇄 등과 같은 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하는 인에 대한 대표적인 보호기로는 β-사이아노에틸, 다이페닐실릴에틸, δ-사이아노뷰테닐, 사이아노 p-자일릴(CPX), N-메틸-N-트라이플루오로아세틸 에틸(META), 아세톡시페녹시 에틸(APE) 및 뷰텐-4-일기를 들 수 있다. 이에 대해서는, 예를 들어, 미국 특허 제4,725,677호 및 Re. 34,069(β-사이아노에틸); 문헌[Beaucage et al, Tetrahedron, 1993, 49(10), 1925-1963; Beaucage et al, Tetrahedron, 1993, 49(46), 10441-10488; Beaucage et al, Tetrahedron, 1992, 48(12), 2223-2311] 등을 참조할 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 반응성 인 기(reactive phosphorus group)를 지니는 화합물이 제공되며, 이는 예를 들어 포스포다이에스터 및 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성하는데 유용하다. 이러한 반응성 인 기는 당업계에 공지되어 있고, 이하에 열거하는 것들로 제한되지 않고 포스포르아미다이트, H-포스페이트, 포스페이트 트라이에스터 및 인 함유 카이랄 보조제를 포함하는 PIII 혹은 PV 원자가 상태의 인원자를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 반응성 인 기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포르아미다이트(-O*-P[N[(CH-(CH3)2-]2]-O(CH2)2CN) 및 H-포스페이트(-O*-P(=O)(H)OH)로부터 선택되되, 여기서 O*는 모노머용의 마쿠시기(Markush group)로부터 제공된다. 바람직한 합성 고상 합성은 반응성 포스파타이트로서 포스포르아미다이트 (PIII 화학)를 이용한다. 중간 포스파이트 화합물은 공지된 방법을 이용해서 순차 포스페이트 혹은 티오포스페이트(PV 화학)로 산화되어 포스포다이에스터 또는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄를 수득한다. 추가의 반응성 포스페이트 및 포스파이트는 문헌[Tetrahedron Report Number 309(Beaucage and Iyer, Tetrahedron, 1992, 48, 2223-2311)]에 개시되어 있다.
소정의 모노머 화합물
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 Ic를 지니는 화합물이 제공된다:
[화학식 Ic]
Figure 112012097943010-pct00052
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
M1은 H, OH 또는 OR1이며;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이고;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬이며;
r은 0 또는 1이고;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00053
중 하나이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
M3는 O, S, NR14, C(R15)(R16), C(R15)(R16)C(R17)(R18), C(R15)=C(R17), OC(R15)(R16) 또는 OC(R15)(Bx2)이고;
R14은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
R15, R16, R17 및 R18은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
Bx1 및 Bx2 중 한쪽은 헤테로사이클릭 염기 부분이고, Bx1 및 Bx2 중 다른 쪽은, 존재할 경우, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
J4, J5, J6 및 J7은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이거나; 또는
J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성하되, 상기 가교는 O, S, NR19, C(R20)(R21), C(R20)=C(R21), C[=C(R20)(R21)] 및 C(=O)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 연결된 바이라디칼 기를 포함하고, J5, J6 및 J7 중 나머지 두개는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
각각의 R19, R20 및 R21은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X1은 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 I을 지니는 화합물이 제공된다:
[화학식 I]
Figure 112012097943010-pct00054
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, 알킬 또는 치환된 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00055
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이며;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이고;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이고;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
X는 O, S 또는 N(E1)이고;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이며;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
n은 1 내지 약 6이며;
m은 0 또는 1이고;
j는 0 또는 1이며;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이고;
L은 O, S 또는 NJ3이며;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이고;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 Ia의 입체 형태를 지니는 화합물이 제공된다:
[화학식 Ia]
Figure 112012097943010-pct00056
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, 알킬 또는 치환된 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00057
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이며;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이고;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이고;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
X는 O, S 또는 N(E1)이고;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이며;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
n은 1 내지 약 6이며;
m은 0 또는 1이고;
j는 0 또는 1이며;
각 치환된 기는할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이고;
L은 O, S 또는 NJ3이며;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이고;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, G는 H 또는 OH 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 Ib를 지니는 화합물이 제공된다:
[화학식 Ib]
Figure 112012097943010-pct00058
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, 알킬 또는 치환된 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
각각의 R3 및 R4는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 올리고머 화합물
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIc를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIc]
Figure 112012097943010-pct00059
식 중,
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이고;
T2는 상기 올리고머 화합물에 상기 화학식 IIc의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
M1은 H, OH 또는 OR1이고;
M2는 OH, OR1 또는 N(R1)(R2)이며;
각각의 R1 및 R2는, 독립적으로, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬이고;
r은 0 또는 1이며;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00060
중 하나이고;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이며;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이고;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이며;
M3는 O, S, NR14, C(R15)(R16), C(R15)(R16)C(R17)(R18), C(R15)=C(R17), OC(R15)(R16) 또는 OC(R15)(Bx2)이고;
R14은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
R15, R16, R17 및 R18은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
Bx1 및 Bx2 중 한쪽은 헤테로사이클릭 염기 부분이고, Bx1 및 Bx2 중 다른 쪽은, 존재할 경우, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
J4, J5, J6 및 J7은 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이거나; 또는
J4는 J5 또는 J7 중 한쪽과 가교를 형성하되, 상기 가교는 O, S, NR19, C(R20)(R21), C(R20)=C(R21), C[=C(R20)(R21)] 및 C(=O)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 연결된 바이라디칼 기를 포함하고, J5, J6 및 J7 중 나머지 두개는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이며;
각각의 R19, R20 및 R21은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X1은 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
X2는 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 II를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 II]
Figure 112012097943010-pct00061
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
T2는 상기 올리고머 화합물에 상기 화학식 II의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00062
중 하나이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIa를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIa]
Figure 112012097943010-pct00063
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T1은 임의선택적으로 보호된 인 부분이며;
T2는 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분에 상기 화학식 II의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
A가 이하의 화학식들:
Figure 112012097943010-pct00064
중 하나이며;
Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시 또는 N(R3)(R4)이고;
Q3는 O, S, N(R5) 또는 C(R6)(R7)이며;
각각의 R3, R4 R5, R6 및 R7은, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이고;
G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X]j-Z이며;
각각의 R8 및 R9은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
X는 O, S 또는 N(E1)이며;
Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
E1, E2 및 E3는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이며;
n은 1 내지 약 6이고;
m은 0 또는 1이며;
j는 0 또는 1이고;
각 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=L)J1, OC(=L)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 임의선택적으로 보호된 치환기이며;
L은 O, S 또는 NJ3이고;
각각의 J1, J2 및 J3는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이며;
j가 1이면 Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IIb를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다:
[화학식 IIb]
Figure 112012097943010-pct00065
.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2가 각각 H인 것인 화학식 IIb를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, G가 O(CH2)2OCH3인 것인 화학식 IIb를 지니는 화합물을 포함하는 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드를 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드는 5'-말단에 있다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물의 나머지 부분은 하나 이상의 변형을 포함한다. 이러한 변형은 변형된 당 부분, 변형된 핵염기 및/또는 변형된 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함할 수 있다. 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고머 화합물에 편입되는 이러한 소정의 변형은 당업계에 공지된 5'-말단에서 있다.
소정의 변형된 당 부분
본 발명의 올리고머 화합물은 임의선택적으로 하나 이상의 뉴클레오사이드를 포함할 수 있고, 여기서 당 기는 변형되어 있다. 이러한 당 변형된 뉴클레오사이드는 뉴클레아제 안정성 증가, 결합 친화도 증가 혹은 안티센스 화합물에 대한 몇몇 다른 유익한 생물학적 특성을 부여할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 뉴클레오사이드는 화학적으로 변형된 리보푸라노스 고리 부분을 포함한다. 화학적으로 변성된 리보푸라노스 고리의 예는, 제한 없이, 치환된 기(5' 및/또는 2' 치환기 군을 포함함)의 추가; 2개의 고리 원자를 가교시켜 2환식 핵산(BNA)의 형성; 리보실 고리 산소원자의 S, N(R) 또는 C(R1)(R2)(R = H, C1-C12 알킬 또는 보호기)로의 대체; 및 이들의 조합을 포함한다. 화학적으로 변형된 당의 예로는, 2'-F-5'-메틸 치환된 뉴클레오사이드(다른 개시된 5', 2'-비스 치환된 뉴클레오사이드에 대해서 2008년 8월 21일자로 공개된 국제 특허 출원 공개 공보 WO 2008/101157 참조), 리보실 고리 산소원자의 2'-위치에서의 추가의 치환에 의한 대체(2005년 6월 16일자 공개된 미국 특허 출원 공개공보 US2005/0130923 참조), 또는, 대안적으로, BNA의 5'-치환(2007년 11월 22일자로 공개된 국제 특허 출원 공개 공보 WO 2007/134181 참조, 여기서 LNA는, 예를 들어, 5'-메틸 혹은 5'-비닐기로 치환됨)을 들 수 있다.
변형된 당 부분을지니는 뉴클레오사이드의 예로는, 제한 없이, 5'-비닐, 5'-메틸(R 또는 S), 4'-S, 2'-F, 2'-OCH3 및 2'-O(CH2)2OCH3 치환기 군을 포함하는 뉴클레오사이드를 들 수 있다. 2' 위치에서의 치환기는 또한 알릴, 아미노, 아자이도, 티오, O-알릴, O-C1-C10 알킬, OCF3, O(CH2)2SCH3, O(CH2)2-O-N(Rm)(Rn) 및 O-CH2-C(=O)-N(Rm)(Rn)으로부터 선택될 수 있고, 여기서 각각 Rm 및 Rn은, 독립적으로, H 또는 치환 혹은 비치환된 C1-C10 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 하나 이상의 2환식 뉴클레오사이드를 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 2환식 뉴클레오사이드는 4' 리보실 고리 원자와 2' 리보실 고리 원자 사이에 가교를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 제공되는 올리고머 화합물은 2개 이상의 2환식 뉴클레오사이드를 포함하며, 여기서 가교는 4'에서 2'의 2환식 뉴클레오사이드를 포함한다. 이러한 4'에서 2'의 2환식 뉴클레오사이드의 예로는, 화학식들: 4'-(CH2)-O-2'(LNA); 4'-(CH2)-S-2'; 4'-(CH2)2-O-2'(ENA); 4'-CH(CH3)-O-2' 및 4'-C-H(CH2OCH3)-O-2' 및 그의 유사체(2008년 7월 15일자 발행된 미국 특허 제7,399,845호 참조); 4'-C(CH3)(CH3)-O-2' 및 그의 유사체(2009년 1월 8일 공개된 국제 특허 출원 공개공보 WO2009/006478 참조); 4'-CH2-N(OCH3)-2' 및 그의 유사체(2008년 12월 11일 공개된 국제 특허 출원 공개공보 WO2008/150729 참조); 4'-CH2-O-N(CH3)-2'(2004년 9월 2일 공개된 미국 특허 출원 공개 공보 US2004/0171570 참조); 4'-CH2-N(R)-O-2'(여기서 R은 H, C1-C12 알킬 또는 보호기임)(2008년 9월 23일자 발행된 미국 특허 제7,427,672호 참조); 4'-CH2-C-(H)(CH3)-2'(Chattopadhyaya, et al ., J. Org . Chem ., 2009, 74, 118-134 참조); 및 4'-CH2-C-(=CH2)-2' 및 그의 유사체(2008년 12월 8일 공개된 국제 특허 출원 공개 공보 WO 2008/154401 참조) 중 하나를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또, 이에 대해서는 예를 들어 이하의 문헌을 참조할 수 있다: Singh et al., Chem . Commun., 1998, 4, 455-456; Koshkin et al., Tetrahedron, 1998, 54, 3607-3630; Wahlestedt et al., Proc . Natl . Acad . Sci . U. S. A., 2000, 97, 5633-5638; Kumar et al., Bioorg . Med . Chem . Lett., 1998, 8, 2219-2222; Singh et al., J. Org. Chem., 1998, 63, 10035-10039; Srivastava et al., J. Am . Chem . Soc., 129(26) 8362-8379 (July 4, 2007); Elayadi et al ., Curr . Opinion Invens . Drugs, 2001, 2, 558-561; Braasch et al ., Chem . Biol ., 2001, 8, 1-7; Orum et al., Curr . Opinion Mol . Ther ., 2001, 3, 239-243; 미국 특허 제7,053,207호, 제6,268,490호, 제6,770,748호, 제6,794,499호, 제7,034,133호, 제6,525,191호, 제6,670,461호 및 제7,399,845호 공보; 국제 특허 출원 공개공보 WO 2004/106356, WO 1994/14226, WO 2005/021570 및 WO 2007/134181; 미국 특허 공개 공보 US2004/0171570, US2007/0287831 및 US2008/0039618; 미국 특허 출원 제12/129,154호, 제60/989,574호, 제61/026,995호, 제61/026,998호, 제61/056,564호, 제61/086,231호, 제61/097,787호 및 제61/099,844호; 및 국제 특허 출원 제PCT/US2008/064591호, 제PCT/US2008/066154호, 제PCT/US2008/068922호. 상기 2환식 뉴클레오사이드의 각각은 예를 들어 α-리보푸라노스 및 β-리보푸라노스를 포함하는 하나 이상의 입체화학적 당 입체 형태를 지니도록 제조될 수 있다(WO 99/14226로서 1999년 3월 25일자로 공개된 국제 특허 출원 제PCT/DK98/00393호 참조).
소정의 실시형태에 있어서, BNA 뉴클레오사이드의 2환식 당 부분은 펜토푸라노실 당 부분의 4' 위치와 2' 위치 사이에 적어도 하나의 가교를 지니는 화합물을 포함하지만, 이로써 제한되는 것은 아니며, 여기서, 이러한 가교는 -[C(Ra)(Rb)]n-, -C(Ra)=C(Rb)-, -C(Ra)=N-, -C(=NRa)-, -C(=O)-, -C(=S), -O-, -Si(Ra)2-, -S(=O)x- 및 -N(Ra)-로부터 독립적으로 선택된 1개 또는 2 내지 4개의 연결된 기를 독립적으로 포함하며; 여기서
x는 0, 1 또는 2이고;
n은 1, 2, 3 또는 4이며;
각각의 Ra 및 Rb는, 독립적으로, H, 보호기, 하이드록실, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C5-C20 아릴, 치환된 C5-C20 아릴, 헤테로사이클 라디칼, 치환된 헤테로사이클 라디칼, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, C5-C7 지환식 라디칼, 치환된 C5-C7 지환식 라디칼, 할로겐, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, COOJ1, 아실 (C(=O)-H), 치환된 아실, CN, 설포닐 (S(=O)2-J1), or 설폭실 (S(=O)-J1)이고;
각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C5-C20 아릴, 치환된 C5-C20 아릴, 아실 (C(=O)-H), 치환된 아실, 헤테로사이클 라디칼, 치환된 헤테로사이클 라디칼, C1-C12 아미노알킬, 치환된 C1-C12 아미노알킬 또는 보호기이다.
소정의 실시형태에 있어서, 2환식당 부분의 가교는, -[C(Ra)(Rb)]n-, -[C(Ra)(Rb)]n-O-, -C(RaRb)-N(R)-O- 또는, -C(RaRb)-O-N(R)-이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 가교는 4'-CH2-2', 4'-(CH2)2-2', 4'-(CH2)3-2', 4'-CH2-O-2', 4'-(CH2)2-O-2', 4'-CH2-O-N(R)-2' 및 4'-CH2-N(R)-O-2'-이고, 여기서 R은, 독립적으로, H, 보호기 또는 C1-C12 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, 2환식 뉴클레오사이드는 이성질체 입체형태에 의해 더 규정된다. 예를 들어, 4'-2' 메틸렌-옥시 가교를 포함하는 뉴클레오사이드는, α-L 입체형태 혹은 β-D 입체형태일 수 있다. 이전에, α-1-메틸렌옥시(4'-CH2-O-2')BNA는 안티센스 활성을 보이는 안티센스 올리고뉴클레오타이드 내에 편입된 바 있다(Frieden et al ., Nucleic Acids Research , 2003, 21, 6365-6372).
소정의 실시형태에 있어서, 2환식 뉴클레오사이드로는, 이하에 표시된 바와 같은 (A) α-L-M에틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA, (B) β-D-M에틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA, (C) 에틸렌옥시(4'-(CH2)2-O-2') BNA, (D) 아미노옥시(4'-CH2-O-N(R)-2') BNA, (E) 옥시아미노(4'-CH2-N(R)-O-2') BNA, (F) M에틸(메틸렌옥시)(4'-CH(CH3)-O-2') BNA(구속된 에틸 혹은 cEt로서도 지칭됨), (G) 메틸렌-티오(4'-CH2-S-2') BNA, (H) 메틸렌-아미노(4'-CH2-N(R)-2') BNA, (I) 메틸 카보사이클릭 (4'-CH2-CH(CH3)-2') BNA 및 (J) 프로필렌 카보사이클릭 (4'-(CH2)3-2') BNA를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다:
Figure 112012097943010-pct00066
여기서 Bx는 염기 부분이고, R은, 독립적으로, H, 보호기 또는 C1-C12 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 I을 지니는 2환식 뉴클레오사이드:
[화학식 I]
Figure 112012097943010-pct00067
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
-Qa-Qb-Qc-는 -CH2-N(Rc)-CH2-, -C(=O)-N(Rc)-CH2-, -CH2-O-N(Rc)-, -CH2-N(Rc)-O- 또는 -N(Rc)-O-CH2이며;
Rc는 C1-C12 알킬 또는 아미노 보호기이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로, H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인 기, 인 부분, 또는 담지 매체에 대한 공유 부착이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 II를 지니는 2환식 뉴클레오사이드:
[화학식 II]
Figure 112012097943010-pct00068
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로, H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인 기, 인 부분, 또는 담지 매체에 대한 공유 부착이며;
Za는 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C1-C6 알킬, 치환된 C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알키닐, 아실, 치환된 아실, 치환된 아마이드, 티올, 또는 치환된 티오이다.
소정의 실시형태에 있어서, 치환된 기들의 각각은, 독립적으로, 할로겐, 옥소, 하이드록실, OJc, NJcJd, SJc, N3, OC(=X)Jc 및 NJeC(=X)NJcJd로부터 독립적으로 선택된 치환기 군으로 모노 혹은 폴리치환되어 있으며, 여기서 각각의 Jc, Jd, 및 Je는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고 X는 O 또는 NJc이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 III을 지니는 2환식 뉴클레오사이드:
[화학식 III]
Figure 112012097943010-pct00069
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로, H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인 기, 인 부분, 또는 담지 매체에 대한 공유 부착이며;
Zb는 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C1-C6 알킬, 치환된 C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 치환된 아실(C(=O)-)이다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 IV를 지니는 2환식 뉴클레오사이드:
[화학식 IV]
Figure 112012097943010-pct00070
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인 기, 인 부분, 또는 담지 매체에 대한 공유 부착이며;
Rd 는 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
각각의 qa, qb, qc 및 qd는, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐, C1-C6 알콕실, 치환된 C1-C6 알콕실, 아실, 치환된 아실, C1-C6 아미노알킬, 또는 치환된 C1-C6 아미노알킬이며;
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 V를 지니는 2환식 뉴클레오사이드:
[화학식 V]
Figure 112012097943010-pct00071
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로, H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인 기, 인 부분, 또는 담지 매체에 대한 공유 부착이며;
qa, qb , qe 및 qf는 각각, 독립적으로, 수소, 할로겐, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C1-C12 알콕시, 치환된 C1-C12 알콕시, OJj, SJj, SOJj, SO2Jj, NJjJk, N3, CN, C(=O)OJj, C(=O)NJjJk, C(=O)Jj, O-C(=O)-NJjJk, N(H)C(=NH)NJjJk, N(H)C(=O)-NJjJk 또는 N(H)C(=S)NJjJk이거나; 또는
qe와 qf는 함께 =C(qg)(qh)이고;
qg 및 qh는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬 또는 치환된 C1-C12 알킬이다.
올리고머화와 함께 메틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA 모노머 아데닌, 시토신, 구아닌, 5-메틸-시토신, 티민 및 유라실의 합성과 제조, 그리고 핵산 인지 특성이 기재되어 있다(예컨대, Koshkin et al., Tetrahedron, 1998, 54, 3607-3630 참조). BNA 및 그의 제조는 또한 WO 98/39352 및 WO 99/14226에 기재되어 있다.
메틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA, 메틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA, 및 2'-티오-BNA의 유사체도 제조되어 있다(예컨대, Kumar et al., Bioorg . Med . Chem . Lett ., 1998, 8, 2219-2222 참조). 핵산 중합효소용의 기질로서 올리고데옥시리보뉴클레오타이드 듀플렉스를 포함하는 잠금된(locked) 뉴클레오사이드 유사체의 제조도 기재되어 있다(예컨대, Wengel 등의 WO 99/14226 참조). 또한, 2'-아미노-BNA인 신규한 형태 제한된 고친화성 올리고뉴클레오타이드 유사체의 합성은 당업계에 기술되어 있다(예컨대, Singh et al., J. Org . Chem ., 1998, 63, 10035-10039 참조). 게다가, 2'-아미노- 및 2'-메틸아미노-BNA가 제조되어 있고, 상보적인 RNA 및 DNA 가닥을 지니는 그들의 듀플렉스의 열 안정성이 이미 보고되어 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식 VI을 지니는 2환식 뉴클레오사이드:
[화학식 VI]
Figure 112012097943010-pct00072
식 중,
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로, H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인 기, 인 부분, 또는 담지 매체에 대한 공유 부착이며;
각각의 qi, qj, qk 및 ql은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 치환된 C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, 치환된 C2-C12 알키닐, C1-C12 알콕실, 치환된 C1-C12 알콕실, OJj, SJj, SOJj, SO2Jj, NJjJk, N3, CN, C(=O)OJj, C(=O)NJjJk, C(=O)Jj, O-C(=O)-NJjJk, N(H)C(=NH)NJjJk, N(H)C(=O)-NJjJk, 또는 N(H)C(=S)NJjJk이고;
qi와 qj 또는 ql과 qk는 함께 =C(qg)(qh)이고, 여기서 qg 및 qh는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬 또는 치환된 C1-C12 알킬이다.
4'-(CH2)3-2' 가교를 지니는 하나의 카보사이클릭 2환식 뉴클레오사이드 및 알케닐 유사체인 가교 4'-CH=CH-CH2-2'는 기술되어 있다(예컨대, Freier et al ., Nucleic Acids Research, 1997, 25(22), 4429-4443 및 Albaek et al ., J. Org . Chem., 2006, 71, 7731-7740 참조). 올리고머화와 함께 카보사이클릭 2환식 뉴클레오사이드의 합성 및 생화학적 연구 또한 기술되어 있다(예컨대, Srivastava et al., J. Am . Chem . Soc . 2007, 129(26), 8362-8379 참조).
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 하나 이상의 변형된 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드를 포함하며, 이는 자연 발생적 뉴클레오사이드 내의 펜토푸라노실 잔기 대신에 6원 테트라하이드로피란을 지니는 뉴클레오사이드이다. 변형된 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드로는 헥시톨 핵산(HNA), 안티톨 핵산(ANA), 만니톨 핵산(MNA)(Leumann, CJ., Bioorg . & Med . Chem . (2002) 10:841-854 참조), 플루오로 HNA(F-HNA), 또는 하기 화학식 VII을 지니는 이들 화합물로서 당업계에 있어서 지칭되는 것들을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다:
[화학식 VII]
Figure 112012097943010-pct00073
식 중, 화학식 X의 상기 적어도 하나의 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체의 각각에 대해서 독립적으로:
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T3 및 T4는 각각, 독립적으로, 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체를 안티센스 화합물에 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이거나 또는 T3 및 T4 중 한쪽이 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체를 안티센스 화합물에 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이고 T3 및 T4 의 다른 쪽이 H, 하이드록실 보호기, 연결된 컨쥬게이트기, 또는 5' 혹은 3'-말단기이며;
q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7은 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 또는 치환된 C2-C6 알키닐이고;
R1 및 R2 중 한쪽이 수소이고 다른 쪽이 할로겐, 치환 또는 비치환된 알콕시, NJ1J2, SJ1, N3, OC(=X)J1, OC(=X)NJ1J2, NJ3C(=X)NJ1J2 및 CN으로부터 선택되며, 여기서 X는 O, S 또는 NJ1이고, 각각의 J1, J2 및 J3는 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7이 각각 H인 것인 화학식 X의 변형된 THP 뉴클레오사이드가 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7 중 적어도 하나는 H 이외의 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7 중 적어도 하나는 메틸이다. 소정의 실시형태에 있어서, R1 및 R2 중 하나가 F인 것인 화학식 X의 THP 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, R1은 플루오로이고, R2는 H이며, R1은 메톡시이고, R2는 H이며, R1은 메톡시에톡시이고, R2는 H이다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 하나 이상의 변형된 사이클로헥세닐 뉴클레오사이드를 포함하며, 이는
자연 발생적 뉴클레오사이드 내의 펜토푸라노실 잔기 대신에 6원 사이클로헥세닐을 지니는 뉴클레오사이드이다. 변형된 사이클로헥세닐 뉴클레오사이드로는 당업계에 기술된 것들을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다(예컨대, 2010년 4월 10일 공개된 공동 소유의 국제특허 출원 공개공보 WO 2010/036696, Robeyns et al ., J. Am . Chem . Soc ., 2008, 130(6), 1979-1984; Horvath et al ., Tetrahedron Letters , 2007, 48, 3621-3623; Nauwelaerts et al ., J. Am . Chem . Soc., 2007, 129(30), 9340-9348; Gu et al .,, Nucleosides & Nucleotides & Nucleic Acids, 2005, 24(5-7), 993-998; Nauwelaerts et al ., Nucleic Acids Research, 2005, 33(8), 2452-2463; Robeyns et al., Acta Crystallographica, Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, 2005, F61(6), 585-586; Gu et al., Tetrahedron, 2004, 60(9), 2111-2123; Gu et al., Oligonucleotides, 2003, 13(6), 479-489; Wang et al ., J. Org . Chem ., 2003, 68, 4499-4505; Verbeure et al., Nucleic Acids Research, 2001, 29(24), 4941-4947; Wang et al ., J. Org . Chem ., 2001, 66, 8478-82; Wang et al ., Nucleosides , Nucleotides & Nucleic Acids, 2001, 20(4-7), 785-788; Wang et al ., J. Am . Chem., 2000, 122, 8595-8602; 국제 특허 출원 공개 WO 06/047842; 및 국제 특허 출원 공개 WO 01/049687; 이들 각 텍스트는 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다). 소정의 변형된 사이클로헥세닐 뉴클레오사이드는 하기 화학식 VIII을 지닌다:
[화학식 VIII]
Figure 112012097943010-pct00074
식 중, 화학식 VIII의 상기 하나의 사이클로헥세닐 뉴클레오사이드 유사체의 각각에 대해서 독립적으로:
Bx는 헤테로사이클릭 염기 부분이고;
T3 및 T4는 각각, 독립적으로, 사이클로헥세닐 뉴클레오사이드 유사체를 안티센스 화합물에 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이거나 또는 T3 및 T4 중 한쪽이 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체를 안티센스 화합물에 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이고 T3 및 T4의 다른 쪽이 H, 하이드록실 보호기, 연결된 컨쥬게이트기, 또는 5' 혹은 3'-말단기이며;
q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8 및 q9은 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 기타 당 치환기 군이다.
안티센스 화합물 내에 편입하기 위한 뉴클레오사이드를 변형시키는데 이용될 수 있는 많은 기타 2환식 및 3환식 당 대용품 고리계도 당업계에 공지되어 있다(예컨대, 검토 논문: Leumann, J. C, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2002, 10, 841-854 참조). 2'-F-5'-메틸 치환된 뉴클레오사이드(기타 개시된 5', 2'-비스 치환된 뉴클레오사이드에 대해서 2008년 8월 21일자 공개된 국제 특허 출원 WO 2008/101157 참조) 그리고 리보실 고리 산소원자의 S로의 대체 및 2'-위치에서의 추가 치환(2005년 6월 16일 공개된 미국 특허 출원 공개 제US2005-0130923호) 또는 대안적으로 2환식 핵산의 5'-치환(2007년 11월 22일 공개된 국제 특허 출원 WO 2007/134181 참조, 여기서 4'-CH2-O-2' 2환식 뉴클레오사이드는 5' 위치에서 5'-메틸 혹은 5'-비닐기로 치환되어 있음) 등과 같은 이들 변형의 조합도 제한 없이, 본 명세서에 제공된다. 이러한 고리계는 활성을 증가시키기 위하여 각종 추가의 치환이 행해질 수 있다.
변형된 당의 제조방법은 당업자에게 충분히 공지되어 있다.
변형된 당 부분을 지니는 뉴클레오타이드에 있어서, 핵염기 부분(천연, 변형 혹은 이들의 조합)은 적절한 핵산 표적과 혼성화하기 위하여 유지된다.
소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 화합물은 변형된 당 부분을 지니는 하나 이상의 뉴클레오타이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형된 당 부분은 2'-MOE이다. 소정의 실시형태에 있어서, 2'-MOE 변형된 뉴클레오타이드는 갭머 모티프에 배열된다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형된 당 부분은 cEt(4'-CH(CH3)-O-2'-BNA). 소정의 실시형태에 있어서, cEt 변형된 뉴클레오사이드는 갭머 모티프의 날개를 통해서 배열된다.
소정의 변형된 핵염기
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 뉴클레오사이드는 하나 이상의 비변형된 핵염기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 뉴클레오사이드는 하나 이상의 변형된 핵염기를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "비변형된 핵염기" 및 "자연 발생적 핵염기"란 용어는 퓨린 염기인 아데닌(A)과 구아닌(G), 그리고 피롤리딘 염기인 티민(T), 시토신(C) 및 유라실(U)을 포함한다. 변형된 핵염기로는, 기타 합성 및 천연 핵염기, 예컨대, 5-메틸시토신(5-me-C), 5-하이드록시메틸 시토신, 잔틴, 하이포잔틴, 2-아미노아데닌, 아데닌 및 구아닌의 6-메틸 및 기타 알킬 유도체, 아데닌 및 구아닌의 2-프로필 및 기타 알킬 유도체, 2-티오유라실, 2-티오티민 및 2-티오시토신, 5-할로유라실 및 시토신, 5-프로피닐(-C≡C-CH3) 유라실 및 시토신 및 피리미딘 염기인 6-아자 유라실, 시토신 및 티민의 기타 알키닐 유도체, 5-유라실(슈도유라실), 4-티오유라실, 8-할로, 8-아미노, 8-티올, 8-티오알킬, 8-하이드록실 및 기타 8-치환된 아데닌 및 구아닌, 5-할로 특히 5-브로모, 5-트라이플루오로메틸 및 기타 5-치환된 유라실 및 시토신, 7-메틸구아닌 및 7-메틸아데닌, 2-F-아데닌, 2-아미노-아데닌, 8-아자구아닌 및 8-아자아데닌, 7-데아자구아닌 및 7-데아자아데닌, 3-데아자구아닌 및 3-데아자아데닌, 본 명세서에 기재된 바와 같은 범용 염기, 소수성 염기, 무차별 염기(promiscuous base), 크기 확대된 염기(size-expanded base), 및 불소화된 염기를 들 수 있다. 또 다른 변형된 핵염기로는 3환식 피리미딘, 예컨대, 페녹사진 시티딘([5,4-b][1,4]벤즈옥사진-2(3H)-온), 페노티아진 시티딘(1H-피리미도[5,4-b][1,4]벤조티아진-2(3H)-온), G-클램프(clamp), 예컨대, 치환된 페녹사진 시티딘(예컨대, 9-(2-아미노에톡시)-H-피리미도[5,4-b][1,4]벤즈옥사진-2(3H)-온), 카바졸 시티딘(2H-피리미도[4,5-b]인돌-2-온), 피리도인돌 시티딘(H-피리도[3',2':4,5]피롤로[2,3-d]피리미딘-2-온)을 들 수 있다. 변형된 핵염기로는 또한 퓨린 혹은 피리미딘 염기가 다른 헤테로사이클로 대체된 것들, 예를 들어, 7-데아자-아데닌, 7-데아자구아노신, 2-아미노피리딘 및 2-피리돈을 들 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "헤테로사이클릭 염기 부분"이란 용어는 핵염기 및 변형된 핵염기를 포함한다. 또한 핵염기 및 변형된 핵염기로는 미국 특허 제3,687,808호에 개시된 것, 문헌[The Concise Encyclopedia Of Polymer Science And Engineering, Kroschwitz, J.I., Ed., John Wiley & Sons, 1990, 858-859]에 개시된 것; 문헌[Englisch et al ., Angewandte Chemie, International Edition, 1991, 30, 613]에 개시된 것; 및 문헌[Sanghvi, Y.S., Chapter 15, Antisense Research and Applications, Crooke, S.T. and Lebleu, B., Eds., CRC Press, 1993, 273-288]에 개시된 것을 들 수 있다.
뉴클레오사이드의 각각의 헤테로사이클릭 염기 부분은 표적 가닥의 친화도 등과 같은 하나 이상의 특성을 향상시키고/시키거나 유리한 방식으로 기타 몇몇 특성에 영향을 미치도록 하나 이상의 치환기 군으로 변형될 수 있다. 변형된 핵염기로는, 제한 없이, 본 명세서에 기재된 바와 같은 범용 염기, 소수성 염기, 무차별 염기, 크기 확대된 염기 및 불소화된 염기를 들 수 있다. 이들 핵염기의 일부는 특히 본 명세서에서 제공되는 바와 같은 올리고머 화합물의 결합 친화도를 증가시키는데 유용하다. 이들은 2-아미노프로필아데닌, 5-프로피닐유라실 및 5-프로피닐시토신을 비롯하여, 5-치환된 피리미딘, 6-아자피리미딘 및 N-2, N-6 및 O-6 치환된 퓨린을 포함한다. 5-메틸시토신 치환은 핵산 듀플렉스 안정성을 0.6 내지 1.2℃만큼 증가시키는 것으로 밝혀졌다(Antisense Research and Applications, Sanghvi, Y.S., Crooke, S.T. and Lebleu, B., Eds., CRC Press, Boca Raton, 1993, 276-278).
전술한 변형된 핵염기의 일부뿐만 아니라 기타 변형된 핵염기의 제조를 교시하고 있는 대표적인 미국 특허로는 제한 없이 미국 특허 제3,687,808호; 제4,845,205호; 제5,130,302호; 제5,134,066호; 제5,175,273호; 제5,367,066호; 제5,432,272호; 제5,457,187호; 제5,459,255호; 제5,484,908호; 제5,502,177호; 제5,525,711호; 제5,552,540호; 제5,587,469호; 제5,594,121호호; 제5,596,091호; 제5,614,617호; 제5,645,985호; 제5,681,941호; 제5,750,692호; 제5,763,588호; 제5,830,653호 및 제6,005,096호 공보를 들 수 있고, 이들의 일부는 본 출원과 공동 소유이며, 이들 각각은 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다.
소정의 인터뉴클레오사이드 연쇄
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 연결된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고머 화합물을 포함한다. 이러한 실시형태에 있어서, 뉴클레오사이드는 임의의 인터뉴클레오사이드 연쇄를 이용해서 함께 연결될 수 있다. 두 주된 부류의 인터뉴클레오사이드 연결기는 인 원자의 존재 유무에 의해 규정된다. 대표적인 인 함유 인터뉴클레오사이드 연쇄로는, 포스포다이에스터(P=O), 포스포트라이에스터, 메틸포스페이트, 포스포르아미데이트, 및 포스포로티오에이트(P=S)를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 대표적인 인-무함유 인터뉴클레오사이드 연결기로는, 메틸렌메틸이미노(-CH2-N(CH3)-O-CH2-), 티오에스터(-O-C(O)-S-), 티오노카바메이트(-O-C(O)(NH)-S-); 실록산(-O-Si(H)2-O-); 및 N,N'-다이메틸하이드라진(-CH2-N(CH3)-N(CH3)-)을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 인 무함유 인터뉴클레오사이드 연결기를 지니는 올리고뉴클레오타이드는 올리고뉴클레오사이드라고도 지칭될 수 있다. 변형된 연쇄는, 천연 포스포다이에스터 연쇄와 비교해서, 올리고머 화합물의 뉴클레아제 내성을 변경, 전형적으로 증가시키는 데 이용될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 카이럴 원자를 지니는 인터뉴클레오사이드 연쇄는 개별의 거울상 이성질체로서 라세미 혼합물을 제조할 수 있다. 대표적인 카이럴 연쇄로는 알킬포스페이트 및 포스포로티오에이트를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 인-함유 및 인-무함유 인터뉴클레오사이드 연쇄의 제조방법은 또한 당업자에게 충분히 공지되어 있다.
본 명세서에 기재된 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 비대칭 중심을 포함하므로, 절대 입체화학의 관점에서, 당 아노머에 대해서는 (R) 혹은 (S), α 혹은 β로서, 또는 아미노산 등에 대해서는 (D) 혹은 (L)로서 정의될 수 있는 거울상 이성질체, 부분입체 이성질체 및 기타 입체이성질체 입체 형태를 생성한다. 본 명세서에서 제공된 안티센스 화합물은 이러한 모든 가능한 이성질체뿐만 아니라 그들의 라세미 및 광학적으로 순수한 형태를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "중성 인터뉴클레오사이드 연쇄"란 문구는 비이온성인 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하도록 의도되어 있다. 중성 인터뉴클레오사이드 연쇄는, 제한 없이, 포스포트라이에스터, 메틸포스페이트, MMI(3'-CH2-N(CH3)-O-5'), 아마이드-3(3'-CH2-C(=O)-N(H)-5'), 아마이드-4(3'-CH2-N(H)-C(=O)-5'), 포름아세탈(3'-O-CH2-O-5') 및 티오포름아세탈(3'-S-CH2-O-5')를 포함한다. 추가의 중성 인터뉴클레오사이드 연쇄는 실록산(다이알킬실록산), 카복실레이트 에스터, 카복스아마이드, 설파이드, 설포네이트 에스터 및 아마이드를 포함하는 비이온성 연쇄를 포함한다(예컨대, 문헌[Carbohydrate Modifications in Antisense Research; Y.S. Sanghvi and P.D. Cook, Eds., ACS Symposium Series 580; Chapters 3 and 4, 40-65] 참조). 추가의 중성 인터뉴클레오사이드 연쇄는 N, O, S 및 CH2 의 혼합된 성분을 포함하는 비이온성 연쇄를 포함한다.
소정의 길이
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 각종 범위의 길이의 어느 하나를 지니는 올리고뉴클레오타이드를 포함하는 올리고머 화합물을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 X 내지 Y개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고머 화합물 혹은 올리고뉴클레오타이드를 제공하며, 여기서 X는 해당 범위에서의 뉴클레오사이드의 최소 수를 나타내고, Y는 해당 범위에서의 뉴클레오사이드의 최대 수를 나타낸다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, X 및 Y는 각각 독립적으로 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 및 50으로부터 선택되며; 단 X≤Y이다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 8 내지 9, 8 내지 10, 8 내지 11, 8 내지 12, 8 내지 13, 8 내지 14, 8 내지 15, 8 내지 16, 8 내지 17, 8 내지 18, 8 내지 19, 8 내지 20, 8 내지 21, 8 내지 22, 8 내지 23, 8 내지 24, 8 내지 25, 8 내지 26, 8 내지 27, 8 내지 28, 8 내지 29, 8 내지 30, 9 내지 10, 9 내지 11, 9 내지 12, 9 내지 13, 9 내지 14, 9 내지 15, 9 내지 16, 9 내지 17, 9 내지 18, 9 내지 19, 9 내지 20, 9 내지 21, 9 내지 22, 9 내지 23, 9 내지 24, 9 내지 25, 9 내지 26, 9 내지 27, 9 내지 28, 9 내지 29, 9 내지 30, 10 내지 11, 10 내지 12, 10 내지 13, 10 내지 14, 10 내지 15, 10 내지 16, 10 내지 17, 10 내지 18, 10 내지 19, 10 내지 20, 10 내지 21, 10 내지 22, 10 내지 23, 10 내지 24, 10 내지 25, 10 내지 26, 10 내지 27, 10 내지 28, 10 내지 29, 10 내지 30, 11 내지 12, 11 내지 13, 11 내지 14, 11 내지 15, 11 내지 16, 11 내지 17, 11 내지 18, 11 내지 19, 11 내지 20, 11 내지 21, 11 내지 22, 11 내지 23, 11 내지 24, 11 내지 25, 11 내지 26, 11 내지 27, 11 내지 28, 11 내지 29, 11 내지 30, 12 내지 13, 12 내지 14, 12 내지 15, 12 내지 16, 12 내지 17, 12 내지 18, 12 내지 19, 12 내지 20, 12 내지 21, 12 내지 22, 12 내지 23, 12 내지 24, 12 내지 25, 12 내지 26, 12 내지 27, 12 내지 28, 12 내지 29, 12 내지 30, 13 내지 14, 13 내지 15, 13 내지 16, 13 내지 17, 13 내지 18, 13 내지 19, 13 내지 20, 13 내지 21, 13 내지 22, 13 내지 23, 13 내지 24, 13 내지 25, 13 내지 26, 13 내지 27, 13 내지 28, 13 내지 29, 13 내지 30, 14 내지 15, 14 내지 16, 14 내지 17, 14 내지 18, 14 내지 19, 14 내지 20, 14 내지 21, 14 내지 22, 14 내지 23, 14 내지 24, 14 내지 25, 14 내지 26, 14 내지 27, 14 내지 28, 14 내지 29, 14 내지 30, 15 내지 16, 15 내지 17, 15 내지 18, 15 내지 19, 15 내지 20, 15 내지 21, 15 내지 22, 15 내지 23, 15 내지 24, 15 내지 25, 15 내지 26, 15 내지 27, 15 내지 28, 15 내지 29, 15 내지 30, 16 내지 17, 16 내지 18, 16 내지 19, 16 내지 20, 16 내지 21, 16 내지 22, 16 내지 23, 16 내지 24, 16 내지 25, 16 내지 26, 16 내지 27, 16 내지 28, 16 내지 29, 16 내지 30, 17 내지 18, 17 내지 19, 17 내지 20, 17 내지 21, 17 내지 22, 17 내지 23, 17 내지 24, 17 내지 25, 17 내지 26, 17 내지 27, 17 내지 28, 17 내지 29, 17 내지 30, 18 내지 19, 18 내지 20, 18 내지 21, 18 내지 22, 18 내지 23, 18 내지 24, 18 내지 25, 18 내지 26, 18 내지 27, 18 내지 28, 18 내지 29, 18 내지 30, 19 내지 20, 19 내지 21, 19 내지 22, 19 내지 23, 19 내지 24, 19 내지 25, 19 내지 26, 19 내지 29, 19 내지 28, 19 내지 29, 19 내지 30, 20 내지 21, 20 내지 22, 20 내지 23, 20 내지 24, 20 내지 25, 20 내지 26, 20 내지 27, 20 내지 28, 20 내지 29, 20 내지 30, 21 내지 22, 21 내지 23, 21 내지 24, 21 내지 25, 21 내지 26, 21 내지 27, 21 내지 28, 21 내지 29, 21 내지 30, 22 내지 23, 22 내지 24, 22 내지 25, 22 내지 26, 22 내지 27, 22 내지 28, 22 내지 29, 22 내지 30, 23 내지 24, 23 내지 25, 23 내지 26, 23 내지 27, 23 내지 28, 23 내지 29, 23 내지 30, 24 내지 25, 24 내지 26, 24 내지 27, 24 내지 28, 24 내지 29, 24 내지 30, 25 내지 26, 25 내지 27, 25 내지 28, 25 내지 29, 25 내지 30, 26 내지 27, 26 내지 28, 26 내지 29, 26 내지 30, 27 내지 28, 27 내지 29, 27 내지 30, 28 내지 29, 28 내지 30, 또는 29 내지 30개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고뉴클레오타이드를 포함하는 올리고머 화합물을 제공한다. 소정 범위이든 특정 수이든 간에, 올리고머 화합물 혹은 올리고뉴클레오타이드의 뉴클레오사이드의 수가 제한되는 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물 혹은 올리고뉴클레오타이드는 그럼에도 불구하고 추가의 기타 치환기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 8 내지 30개의 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드는 31개의 뉴클레오사이드를 지니는 올리고뉴클레오타이드를 배제하지만, 달리 표시된 경우를 제외하고, 이러한 올리고뉴클레오타이드는, 예를 들어, 하나 이상의 컨쥬게이트, 말단기, 또는 기타 치환기를 더 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 말단기로는 말단기 뉴클레오사이드를 들 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 이러한 실시형태에 있어서, 말단기 뉴클레오사이드는 올리고뉴클레오타이드의 말단 뉴클레오사이드와는 다르게 변형되며, 따라서, 올리고뉴클레오타이드의 뉴클레오사이드로부터 이러한 말단기 뉴클레오사이드를 구별할 수 있다.
소정의 모티프
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 특정 뉴클레오사이드 모티프를 지니는 하나 이상의 영역을 포함하는 올리고머 화합물을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 변형된 올리고뉴클레오타이드의 5'-말단 뉴클레오사이드는 화학식 II, Ila, lIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물을 포함한다.
갭핑된 모티프
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 갭머 영역을 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 외부 영역의 당 기는 서로 동일하다(여기서 대칭 갭머라 지칭됨). 소정의 실시형태에 있어서, 5'-외부 영역에서 이용되는 당 기는 3'-외부 영역에서 이용되는 당 기와는 다르다(여기서 비대칭 갭머라 지칭됨). 소정의 실시형태에 있어서, 외부 영역은 작으며(각각 독립적으로 1, 2, 3, 4 혹은 약 5개의 모노머 서브유닛), 해당 모노머 서브유닛은 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드를 포함하는 내부 영역을 지니는 비자연 발생적 당 기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 외부 영역은 각각, 독립적으로, 비자연 발생적 당 기를 지니는 1 내지 약 5개의 모노머 서브유닛을 포함하고, 내부 영역은 6 내지 18개의 비변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 내부 영역 혹은 갭은 일반적으로 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드를 포함하지만, 비자연 발생적 당 기를 포함할 수 있다. 헤테로사이클릭 염기 및 인터뉴클레오사이드 연쇄는 갭핑된 올리고머 화합물의 각 위치에서 독립적으로 가변적이다. 모티프는 또한 임의선택적으로 캐핑 기, 컨쥬게이트기 및 기타 5' 혹은 3'-말단기를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 다른 기의 사용을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 갭핑된 올리고머 화합물은 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드의 내부 영역을 포함하고, 외부 영역들 중 하나는 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 갭핑된 올리고머 화합물은 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드의 내부 영역을 포함하고, 외부 영역들의 양쪽은 변형된 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 모노머 서브유닛의 모두가 비자연 발생적 당 기를 포함하는 것인 갭핑된 올리고머 화합물이 본 명세서에서 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 5'-말단에서 1개 혹은 2개의 변형된 뉴클레오사이드, 3'-말단에서 2개 혹은 3개의 변형된 뉴클레오사이드 및 10 내지 16개의 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드의 내부 영역을 포함하는 갭핑된 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 5'-말단에서 1개의 변형된 뉴클레오사이드, 3'-말단에 2개의 변형된 뉴클레오사이드 및 10 내지 16개의 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드의 내부 영역을 포함하는 갭핑된 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 5'-말단에서 1개의 변형된 뉴클레오사이드, 3'-말단에 2개의 변형된 뉴클레오사이드 및 10 내지 14개의 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드의 내부 영역을 포함하는 갭핑된 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 실시형태에 있어서, 길이가 약 10 내지 약 21개의 모노머 서브유닛인 것인 갭핑된 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 길이가 약 12 내지 약 16개의 모노머 서브유닛인 것인 갭핑된 올리고머 화합물이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 길이가 약 12 내지 약 14개의 모노머 서브유닛인 것인 갭핑된 올리고머 화합물이 제공된다.
소정의 교차 영역
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 교차 변형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 교차 뉴클레오사이드 변형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 교차 연쇄 변형 영역을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 교차 뉴클레오사이드 및 연쇄 변형 영역을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고뉴클레오타이드는 2'-F 변형된 뉴클레오사이드와 2'-OMe 변형된 뉴클레오사이드가 교차하는 하나 이상의 영역을 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 2'-F 변형된 뉴클레오사이드와 2'-OMe 변형된 뉴클레오사이드가 교차하는 영역은 또한 교차 연쇄를 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 2'-F 변형된 뉴클레오사이드의 3' 말단에서의 연쇄는 포스포로티오에이트 연쇄이다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 2'-OMe 뉴클레오사이드의 3' 말단에서의 연쇄는 포스포다이에스터 연쇄이다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 교차 영역은 (2'-F)-(PS)-(2'-OMe)-(PO)이다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 혹은 11개의 이러한 교차 영역을 포함한다. 이러한 영역은 연속적일 수 있거나, 또는 상이하게 변형된 뉴클레오사이드 혹은 연쇄에 의해 개입되어 있을 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 교차 모티프 내의 하나 이상의 교차 영역은 하나의 유형의 하나 이상의 뉴클레오사이드를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 올리고머 화합물은 이하의 뉴클레오사이드 모티프들 중 어느 하나의 하나 이상의 영역을 포함한다:
AABBAA;
ABBABB;
AABAAB;
ABBABAABB;
ABABAA;
AABABAB;
ABABAA;
ABBAABBABABAA;
BABBAABBABABAA; 또는
ABABBAABBABABAA;
여기서, A는 제1형의 뉴클레오사이드이고, B는 제2형의 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A와 B는 각각 2'-F, 2'-OMe, BNA, DNA 및 MOE으로부터 선택된다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 DNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, B는 4'-CH2O-2'-BNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 DNA이고, B는 4'-CH2O-2'-BNA이다. 소정의 실시형태에 있어서 A는 4'-CH2O-2'-BNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, B는 DNA이다. 소정의 실시형태에 있어서 A는 4'-CH2O-2'-BNA이고, B는 DNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-F이다. 소정의 실시형태에 있어서, B는 2'-OMe이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-F이고 B는 2'-OMe이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-OMe이다. 소정의 실시형태에 있어서, B는 2'-F이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-OMe이고, B는 2'-F이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 DNA이고, B는 2'-OMe이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-OMe이고, B는 DNA이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이러한 교차 모티프를 포함하는 올리고머 화합물은 또한 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 5' 말단 뉴클레오사이드를 포함한다.
2-2-3 모티프
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고뉴클레오타이드는 2-2-3 모티프를 지니는 영역을 포함한다. 이러한 영역은 다음과 같은 모티프를 포함한다:
5'-(화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe)-(E)w-(A)2-(B)x-(A)2-(C)y-(A)3-(D)z
여기서, A는 제1형의 변형된 뉴클레오사이드이고;
B, C, D 및 E는 A와는 다르게 변형된 뉴클레오사이드이지만, B, C, D 및 E는 서로 동일 혹은 상이한 변형을 지닐 수 있으며;
w 및 z는 0 내지 15이고;
x 및 y는 1 내지 15이다.
소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-OMe 변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, B, C, D 및 E는 모두 2'-F 변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, A는 2'-OMe 변형된 뉴클레오사이드이고, B, C, D 및 E는 모두 2'-F 변형된 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 2-2-3 모티프의 연쇄들은 모두 변형된 연쇄이다. 소정의 실시형태에 있어서, 연쇄들은 모두 포스포로티오에이트 연쇄이다. 소정의 실시형태에 있어서, 제1형의 각 변형의 3'-말단에서의 연쇄는 포스포다이에스터이다.
소정의 실시형태에 있어서, Z는 0이다. 이러한 실시형태에 있어서, 제1형의 3개의 뉴클레오사이드의 영역은 올리고뉴클레오타이드의 3'-말단에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 영역은 올리고머 화합물의 3'-말단에 있고, 제1형의 3개의 뉴클레오사이드의 영역의 3' 말단에는 추가의 기가 부착되어 있지 않다. 소정의 실시형태에 있어서, Z가 0인 것인 올리고뉴클레오타이드를 포함하는 올리고머 화합물은, 3'-말단 뉴클레오사이드에 부착된 말단기를 포함할 수 있다. 이러한 말단기는 추가의 뉴클레오사이드를 포함할 수 있다. 이러한 추가의 뉴클레오사이드는 전형적으로 비혼성화 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, Z는 1 내지 3이다. 소정의 실시형태에 있어서, Z는 2이다. 소정의 실시형태에 있어서, Z의 뉴클레오사이드는 2'-MOE 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, Z는 비혼성화 뉴클레오사이드를 나타낸다. 혼동을 피하기 위하여, 단, 이러한 비혼성화 뉴클레오사이드는 Z=0인 상태에서 3'-말단기로서 기재될 수도 있다.
모티프들의 조합
전술한 모티프들 및 변형들의 일부가 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 모티프는 단지 소수의 뉴클레오사이드를 포함할 수 있으므로, 특정 올리고뉴클레오타이드는 2개 이상의 모티프를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 이하의 표에 기재된 바와 같은 뉴클레오사이드 모티프들을 지닐 수 있다. 이하의 표에서, "없음"은 특정 특성이 올리고뉴클레오타이드에 존재하지 않는 것을 나타낸다. 예를 들어, 열에 표지된 "5' 모티프/변형"에서의 "없음"은 올리고뉴클레오타이드의 5' 말단이 중앙의 모티프의 제1뉴클레오사이드를 포함하는 것을 나타낸다.
Figure 112012097943010-pct00075
본 명세서에 기재된 각종 뉴클레오사이드 모티프의 어느 것을 지니는 올리고머 화합물은, 임의의 연쇄 모티프를 지닐 수 있다. 예를 들어, 상기 표에 기재된 것들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 올리고머 화합물은, 비제한적인 이하의 표로부터 선택된 연쇄 모티프를 지닐 수 있다:
Figure 112012097943010-pct00076
상기 비제한적인 표로부터 명백한 바와 같이, 뉴클레오사이드 모티프에 의해 규정된 영역의 길이 및 연쇄 모티프의 것은 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 상기 뉴클레오사이드 모티프 표에서 3' 영역은 2 뉴클레오사이드인 반면, 상기 연쇄 모티프 표의 3'-영역은 6 내지 8개의 뉴클레오사이드이다. 이들 결과를 조합하면, 2개의 3'-말단 MOE 뉴클레오사이드와 6 내지 8개의 3'-말단 포스포로티오에이트 연쇄(따라서 뉴클레오사이드 모티프의 중앙 영역에서의 연쇄의 몇몇은 또한 포스포로티오에이트임)를 지니는 올리고뉴클레오타이드로 된다. 어쨋튼 제한하기 위해서가 아니라 더욱 설명하기 위하여, 뉴클레오사이드 모티프 및 서열 모티프는 조합되어 하기 표에서의 비제한적인 5개의 예를 나타낸다. 표의 첫번째 열은 N1(5'-말단에서의 제1뉴클레오사이드)로부터 N20(5'-말단에서의 제20번째 위치)까지의 위치에 의해 뉴클레오사이드 및 연쇄를 열거하고 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고뉴클레오타이드는 20개보다 긴 뉴클레오사이드(표는 단지 예시임)이다. 표에서의 소정의 위치는 올리고뉴클레오타이드가 그 위치에서 뉴클레오사이드가 없는 뉴클레오사이드 혹은 연쇄 "없음"을 나타낸다.
Figure 112012097943010-pct00077
Figure 112012097943010-pct00078
Figure 112012097943010-pct00079
상기 비제한적인 예에서:
A열은 20개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고머 화합물을 나타내며, 여기서, 상기 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 변형된 5'-말단 뉴클레오사이드; 교차 뉴클레오사이드의 영역; 교차 연쇄들의 영역; 2개의 3'-말단 MOE 뉴클레오사이드(각각은 유라실 염기를 포함함); 및 3'-말단에서의 6개의 포스포로티오에이트 연쇄의 영역을 포함한다.
B열은 18개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고머 화합물을 나타내며, 여기서, 상기 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 변형된 5'-말단 뉴클레오사이드; 2-2-3 모티프(여기서 2-2-3 모티프의 변형된 뉴클레오사이드가 2'-O-Me이고 나머지 뉴클레오사이드가 모두 2'-F임); 2개의 3'-말단 MOE 뉴클레오사이드(각각은 유라실 염기를 포함함); 및 3'-말단에서의 6개의 포스포로티오에이트 연쇄의 영역을 포함한다.
C열은 20개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고머 화합물을 나타내며, 여기서, 상기 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 변형된 5'-말단 뉴클레오사이드; 균일하게 변형된 2'-F 뉴클레오사이드의 영역; 2개의 3'-말단 MOE 뉴클레오사이드(각각은 유라실 염기를 포함함)를 포함하고; 또한 각각의 인터뉴클레오사이드 연쇄는 포스포로티오에이트 연쇄이다.
D열은 20개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고머 화합물을 나타내며, 여기서, 상기 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 변형된 5'-말단 뉴클레오사이드; 교차 2'-OMe/2'-F 뉴클레오사이드의 영역; 균일한 2'-F 뉴클레오사이드의 영역; 교차 포스포로티오에이트/포스포다이에스터 연쇄의 영역; 2개의 3'-말단 MOE 뉴클레오사이드(각각은 아데닌 염기를 포함함); 및 3'-말단에서의 6개의 포스포로티오에이트 연쇄의 영역을 포함한다.
E열은 17개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 올리고머 화합물을 나타내며, 여기서, 상기 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 변형된 5'-말단 뉴클레오사이드; 2-2-3 모티프(여기서 2-2-3 모티프의 변형된 뉴클레오사이드가 2'-F이고 나머지 뉴클레오사이드가 모두 2'-OMe임); 3개의 3'-말단 MOE 뉴클레오사이드를 포함한다.
상기 예는 기술된 모티프들이 어떻게 조합되어 이용되는지를 예시하기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정 조합이나 이 조합을 예시하는데 이용된 특정 변형으로 제한하도록 의도된 것은 아니다. 또한, 상기 표에 있는 것들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 본 명세서에 기재된 구체적인 예들은 더욱 일반적인 실시형태를 망라하도록 의도되어 있다. 예를 들어, 상기 표에서의 A열은 2'-OMe와 2'-F 뉴클레오사이드가 교차하는 영역을 예시한다. 이와 같이 해서, 동일하 개시는 또한 교차하는 상이한 2'-변형 영역을 예시한다. 또, 2'-O-알킬과 2'-할로겐 뉴클레오사이드가 교차하는 영역도 예시한다. 또한, 교차하는 상이하게 변형된 뉴클레오사이드 영역을 예시한다. 본 명세서 전체를 통한 모든 예는 이러한 일반적인 해석을 상정한다.
단, 올리고머 화합물, 예컨대 상기 표에 예시된 것들의 길이는 모티프를 붕괴시키는 일없이 상기 영역들 중 하나 이상을 늘리거나 줄임으로써 용이하게 조작될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은, 5'-말단 뉴클레오사이드(1번 위치)가 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 화합물이고 2번 위치 뉴클레오사이드가 2'-변형을 포함하는 올리고머 화합물을 제공한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2번 위치 뉴클레오사이드의 2'-변형은 할로겐, 알킬, 및 치환된 알킬로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2번 위치 뉴클레오사이드의 2'-변형은 2'-F 및 2'-알킬로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2번 위치 뉴클레오사이드의 2'-변형은 2'-F이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 2번 위치 뉴클레오사이드의 2'-치환은 비변형된 OH(자연 발생적 RNA에서처럼)이다.
소정의 실시형태에 있어서, 3번 위치 뉴클레오사이드는 변형된 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 3번 위치 뉴클레오사이드는 2환식 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 3번 위치 뉴클레오사이드는 당 대용품을 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 상기 당 대용품은 테트라하이드로피란이다. 소정의 실시형태에 있어서, 3번 위치 뉴클레오사이드의 당은 F-HNA이다.
소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 올리고머 화합물은 10 내지 30개의 연결된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 포함하되, 여기서 상기 올리고뉴클레오타이드는 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 1번 위치 변형된 뉴클레오사이드; 1번 위치 변형된 뉴클레오사이드의 당 부분에 비해서 상이하게 변형된 당 부분을 포함하는 2번 위치 뉴클레오사이드; 및 각각 2'-변형을 포함하는 1 내지 4개의 3'-말단기 뉴클레오사이드를 포함하고; 적어도 7개의 3'-최대 인터뉴클레오사이드 연쇄가 포스포로티오에이트 연쇄이다.
소정의 컨쥬게이트기
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 하나 이상의 컨쥬게이트기의 부착에 의해 변형된다. 일반적으로, 컨쥬게이트기는, 약역학, 약동학, 안정성, 결합, 흡수, 세포 분포, 세포 흡수, 하전 및 제거율을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 부착된 올리고머 화합물의 하나 이상의 특성을 변형시킨다. 컨쥬게이트기는 화학 분야에서 통상적으로 이용되며, 모 화합물, 예를 들어, 올리고머 화합물, 예컨대, 올리고뉴클레오타이드에 임의 선택적 컨쥬게이트 연결 부분 혹은 컨쥬게이트 연결기를 통해서 혹은 직접 연결된다. 컨쥬게이트기로는, 제한 없이, 인터컬레이터, 리포터 분자, 폴리아민, 폴리아마이드, 폴리에틸렌 글라이콜, 티오에터, 폴리에터, 콜레스테롤, 티오콜레스테롤, 콜산 부분, 폴레이트, 지질, 인지질, 바이오틴, 페나진, 페난트리딘, 안트라퀴논, 아다만탄, 아크리딘, 플루오레세인, 로다민, 쿠마린 및 염료를 들 수 있다. 소정의 컨쥬게이트기는 이미 설명되어 있으며, 예를 들어, 콜레스테롤 부분(Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1989, 86, 6553-6556), 콜산(Manoharan et al., Bioorg. Med. Chem. Let., 1994, 4, 1053-1060), 티오에터, 예컨대, 헥실-S-트리틸티올(Manoharan et al., Ann. N.Y. Acad. Sci., 1992, 660, 306-309; Manoharan et al., Bioorg. Med. Chem. Let., 1993, 3, 2765-2770), 티오콜레스테롤(Oberhauser et al., Nucl. Acids Res., 1992, 20, 533-538), 지방족 사슬, 예컨대, 도데칸다이올 혹은 운데실 잔기(Saison-Behmoaras et al., EMBO J, 1991, 10, 1111-1118; Kabanov et al., FEBS Lett., 1990, 259, 327-330; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75, 49-54), 인지질, 예컨대, 다이-헥사데실-rac-글라이세롤 또는 트라이에틸-암모늄 1,2-다이-O-헥사데실-rac-글라이세로-3-H-포스페이트(Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3651-3654; Shea et al., Nucl. Acids Res., 1990, 18, 3777-3783), 폴리아민 또는 폴리에틸렌 글라이콜 사슬(Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14, 969-973), 또는 아다만탄 아세트산(Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3651-3654), 팔미틸 부분 (Mishra et al., Biochim. Biophys. Acta, 1995, 1264, 229-237), 또는 옥타데실아민 혹은 헥실아미노-카보닐-옥시콜레스테롤 부분(Crooke et al, J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923-937)이다.
소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는, 활성 약물 물질로서, 예를 들어, 아스피린, 와파린, 페닐뷰타존, 이부프로펜, 수프로펜, 펜-부펜, 케토프로펜, (S)-(+)-프라노프로펜, 카프로펜, 단실사르코신, 2,3,5-트라이아이오도벤조산, 플루페남산, 폴린산, 벤조티아다이자이드, 클로로티아자이드, 다이아제핀, 인도-메티신, 바비튜레이트, 세팔로스포린, 설파 약물, 당뇨병약, 항박테리아제 혹은 항생제를 포함한다. 올리고뉴클레오타이드-약물 컨쥬게이트 및 그들의 제법은 미국 특허 출원 제09/334,130호에 기재되어 있다.
올리고뉴클레오타이드 컨쥬게이트의 제법을 교시하는 대표적인 미국 특허로는 제4,828,979호; 제4,948,882호; 제5,218,105호; 제5,525,465호; 제5,541,313호; 제5,545,730호; 제5,552,538호; 제5,578,717호; 제5,580,731 호; 제5,580,731호; 제5,591,584호; 제5,109,124호; 제5,118,802호; 제5,138,045호; 제5,414,077호; 제5,486,603호; 제5,512,439호; 제5,578,718호; 제5,608,046호; 제4,587,044호; 제4,605,735호; 제4,667,025호; 제4,762,779호; 제4,789,737호; 제4,824,941 호; 제4,835,263호; 제4,876,335호; 제4,904,582호; 제4,958,013호; 제5,082,830호; 제5,112,963호; 제5,214,136호; 제5,082,830호; 제5,112,963호; 제5,214,136호; 제5,245,022호; 제5,254,469호; 제5,258,506호; 제5,262,536호; 제5,272,250호; 제5,292,873호; 제5,317,098호; 제5,371,241호; 제5,391,723호; 제5,416,203호; 제5,451,463호; 제5,510,475호; 제5,512,667호; 제5,514,785호; 제5,565,552호; 제5,567,810호; 제5,574,142호; 제5,585,481호; 제5,587,371호; 제5,595,726호; 제5,597,696호; 제5,599,923호; 제5,599,928호; 및 제5,688,941호 공보를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는 올리고머 화합물 내의 올리고뉴클레오타이드에 직접 부착된다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는 컨쥬게이트 연결기에 의해 올리고뉴클레오타이드에 부착된다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 당업계에 공지된 것 들과 같은 2작용성 연결 부분을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 컨쥬게이트 연결기는, 본 명세서에서 제공되는 화합물에 대해서 취급될 수 있다. 컨쥬게이트 연결기는 예를 들어 올리고머 화합물 등과 같은 모 화합물에서의 선택적 부위에 대한 화학적 안정화기, 작용기, 리포터기 및 기타 기 등과 같은 컨쥬게이트기의 부착에 유용하다. 일반적으로, 2작용성 연결 부분은 2개의 작용기를 지니는 하이드로카빌을 포함한다. 작용기들 중 하나는 대상 모 분자 혹은 화합물에 결합되도록 선택되고, 다른 것은 화학적 작용기 혹은 컨쥬게이트기 등과 같은 본질적으로 임의의 선택된 기를 결합하도록 선택된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트 링커는 에틸렌 글라이콜 혹은 아미노 산 유닛 등과 같은 반복 유닛의 올리고머 또는 사슬 구조를 포함한다. 2작용성 연결 부분에 통상적으로 이용되는 작용기의 예로는, 친핵성 기와 반응하기 위한 친전자체 및 친전자성 기와 반응하기 위한 친핵체를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시형태에 있어서, 2작용성 연결 부분은 아미노, 하이드록실, 카복실산, 티올, 불포화 부분(예컨대, 이중혹은 삼중 결합) 등을 포함한다.
컨쥬게이트 연결 부분의 몇몇 비제한적인 예로는 피롤리딘, 8-아미노-3,6-다이옥사옥탄산(ADO), 숙신이미딜 4-(N-말레이미도메틸) 사이클로헥산-1-카복실레이트(SMCC) 및 6-아미노헥산산(AHEX 또는 AHA)을 들 수 있다. 기타 연결기로는, 치환된 C1-C10 알킬, 치환 혹은 비치환된 C2-C10 알케닐 또는 치환 혹은 비치환된 C2-C10 알키닐을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니며, 여기서, 바람작힌 치환기 군의 비제한적인 리스트로는 하이드록실, 아미노, 알콕시, 카복시, 벤질, 페닐, 나이트로, 티올, 티오알콕시, 할로겐, 알킬, 아릴, 알케닐 및 알키닐을 들 수 있다.
컨쥬게이트기는 올리고뉴클레오타이드(말단 컨쥬게이트기)의 어느 한쪽 또는 양 단부에 및/또는 임의의 간격 위치에서 부착될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는 올리고머 화합물의 올리고뉴클레오타이드의 3'-말단에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는 3'-말단 부근에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트는 하나 이상의 말단기 뉴클레오사이드 이전이지만 올리고머 화합물의 3' 말단에서 부착된다. 소정의 실시형태에 있어서, 컨쥬게이트기는 말단기 내에 배치된다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 올리고머 화합물을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 올리고뉴클레오타이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 올리고뉴클레오타이드 및 하나 이상의 컨쥬게이트 및/또는 말단기를 포함한다. 이러한 컨쥬게이트 및/또는 말단기는 전술한 화학적 모티프의 어느 하나를 지니는 올리고뉴클레오타이드에 부가될 수 있다. 이와 같이 해서, 예를 들어, 교차 뉴클레오사이드 영역을 지니는 올리고뉴클레오타이드를 포함하는 올리고머 화합물은 말단기를 포함할 수 있다.
안티센스 화합물
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 안티센스 화합물이다. 이러한 실시형태에 있어서, 상기 올리고머 화합물은 표적 핵산에 상보적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 핵산은 RNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 핵산은 비코딩 RNA이다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 핵산은 단백질을 인코딩한다. 소정의 실시형태에 있어서, 표적 핵산은 mRNA, 프레-mRNA, 마이크로RNA, 소형 비코딩 RNA를 포함하는 비코딩 RNA, 및 프로모터-지향적 RNA로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 하나보다 많은 표적 핵산에 적어도 부분적으로 상보적이다. 예를 들어, 본 발명의 올리고머 화합물은 마이크로RNA 모방체일 수 있고, 이는 전형적으로 다수의 표적에 결합된다.
안티센스 메커니즘은 올리고머 화합물의 표적 핵산과의 혼성화에 연루된 임의의 메커니즘을 포함하며, 여기서 혼성화는 생물학적 효과를 가져온다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 혼성화는 표적 핵산의 번역, 전사 혹은 스플라이싱 등과 연루된 세포 기계의 자극 혹은 동시 억제에 의한 표적 핵산 분해 혹은 점유를 초래한다.
표적 RNA의 분해와 연루된 안티센스 메커니즘의 하나의 유형은 RNase H 매개된 안티센스이다. RNase H는 RNA:DNA 듀플렉스의 RNA 가닥을 분할하는 세포 엔도뉴클레아제이다. "DNA-유사형"인 단일 가닥 안티센스 화합물이 포유동물 세포에서 RNase H 활성을 유도하므로, RNA 표적의 분할을 초래하고, 이에 따라 유전자 발현의 DNA-유사 올리고뉴클레오타이드-매개 억제 효능을 크게 증강시킨다고 하는 것은 당업계에 공지되어 있다.
안티센스 메커니즘은 또한 제한 없이, RISC 경로를 활용하는 RNAi 메커니즘을 포함한다. 이러한 RNAi 메커니즘은 제한 없이 siRNA, ssRNA 및 마이크로RNA 메커니즘을 포함한다. 이러한 메커니즘은 마이크로RNA 모방체 및/또는 항-마이크로RNA의 작성을 포함한다.
안티센스 메커니즘은, 또한 제한 없이, 마이크로RNA 또는 mRNA 이외의 비코딩 RNA를 혼성화하거나 모방하는 메커니즘을 포함한다. 이러한 비코딩 RNA로는 프로모터-지향적 RNA 및 하나 이상의 핵산의 전사 혹은 번역을 행하는 장단 RNA를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
소정의 실시형태에 있어서, 안티센스 화합물은, 특이적 결합이 요망되는 조건 하에서, 즉, 생체내 검정 혹은 치료적 처치의 경우에서의 생리학적 조건 하에서 및 시험관내 검정의 경우에 검정이 수행되는 조건 하에서 안티센스 화합물의 비표적 핵산 서열의 비특이적 결합을 피하기 위하여 충분히 정도의 상보성이 있을 때 특이적으로 혼성화된다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 RNAi 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 ssRNA 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 본 발명의 올리고머 화합물은 제2올리고머 화합물과 짝을 이루어 siRNA를 형성한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 제2올리고머 화합물은 또한 본 발명의 올리고머 화합물이다 . 소정의 실시형태에 있어서, 제2올리고머 화합물이 임의의 변형된 혹은 비변형된 핵산이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 본 발명의 올리고머 화합물은 siRNA 화합물 내의 안티센스 가닥이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 본 발명의 올리고머 화합물은 siRNA 화합물 내의 센스 가닥이다.
단일 가닥 안티센스 화합물
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 단일 가닥 안티센스 화합물로서 이용하기에 특히 적합하다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고머 화합물은 단일 가닥 RNAi 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고머 화합물은 ssRNA 화합물 혹은 마이크로RNA 모방체이다. 본 명세서에 기재된 소정의 5'-말단 뉴클레오사이드는 이러한 단일 가닥 올리고머 화합물에 이용하기에 적합하다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 5'-말단 뉴클레오사이드는 5'-인 부분을 안정화시킨다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 5'-말단 뉴클레오사이드는 뉴클레아제에 대해 내성이 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 모티프는 단일 가닥 올리고머 화합물에 이용하기에 특히 적합하다.
단일 가닥 RNAi 화합물의 이용은 제한되고 있다. 어떤 경우에, 단일 가닥 RNAi 화합물은 신속하게 분해되고/되거나 RISC 내로 효과적으로 장입되지 않는다. 본 발명의 소정의 화합물은 앞서 기재된 ssRNAi 화합물에 비해서 우수한 특성을 지닌다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 시험관내에서 우수한 ssRNAi 화합물이다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 5'-말단 인 부분은 안정화된다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 5'-뉴클레오사이드는 뉴클레아제 분할에 대해서 내성이 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 5'-말단 단부는 RISC 내로 효율적으로 장입된다. 소정의 실시형태에 있어서, 모티프는 올리고머 화합물을 안정화시킨다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물의 3'-말단 단부는 안정화된다.
세포 내에서 이용하기 위한 및/또는 생체내에서 이용하기 위한 단일 가닥 RNAi 화합물의 설계는 수개의 문제를 제시한다. 예를 들어, 상기 화합물은, 화학적으로 안정하고 뉴클레아제 분해에 내성이 있으며, 세포 진입을 가능하게 하고, RISC 내로의 반입(예컨대, 결합 Agol 혹은 Ago2)을 가능하게 하며, 표적 핵산과 혼성화를 가능하게 하지만 세포나 동물에 독성이 없어야만 한다. 어떤 경우에는, 이러한 하나의 특성을 향상시키는 변형 혹은 모티프는 다른 특성을 악화시켜, RNAi 화합물로서 사용하기에 적합하지 않은 이러한 변형이나 모티프를 지니는 화합물을 부여한다. 예를 들어, 소정의 변화는, 특히 올리고머 화합물의 5'-말단에 혹은 그 부근에 배치된다면, 해당 화합물을 뉴클레아제 분해에 대해서 더욱 안정적이고 더욱 내성이 있게 만들 수 있지만, Agol 혹은 Ago2 등과 같은, RISC 성분과의 상호작용을 차단함으로서 RISC 내로의 장입을 억제하거나 방지할 수도 있다. 그의 향상된 안정성에도 불구하고, 이러한 화합물은 RNAi에 사용하기에 부적합할 것이다. 이와 같이 해서, 상기 문제는 작용성 단일 가닥 RNAi 화합물을 제공하기에 적어도 충분한 각 변수를 충족시키는 변형들 및 변형들의 조합과 배치를 확인하는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 단일 가닥 RNAi 화합물로서 활성인 단일 가닥 RNAi 화합물을 제공하도록 변형들을 조합한다.
어떤 경우에는, 5'-인 부분을 포함하는 단일 가닥 올리고머 화합물이 바람직하다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 5'-인 부분은 RNAi 화합물, 특히, 단일 가닥 RNAi 화합물에 대해서 필요하거나 유용하다. 이러한 경우에, 화합물을 불활성화시킬 수도 있는 분해 혹은 탈인산화에 대해서 인 부분을 안정화시키는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 화합물을 불활성화시킬 수도 있는 분해로부터 전체 5'-뉴클레오사이드를 안정화시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 해서, 소정의 실시형태에 있어서, 5'-인 부분과 5'-뉴클레오사이드가 안정화되어 있는 올리고뉴클레오타이드가 바람직하다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 올리고머 화합물의 5'-말단에 배치될 수 있는 변형된 뉴클레오사이드를 제공하고, 그 결과 안정화된 인 및 안정화된 뉴클레오사이드를 가능하게 한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 인 부분은 비변형된 뉴클레오사이드에 대해서 생물학적 시스템에서의 제거에 대해 내성이 있고/있거나 5'-뉴클레오사이드는 뉴클레아제에 의한 분할에 대해 내성이 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 뉴클레오사이드는 2'-위치, 5'-위치 및 인 부분의 한 곳에서, 두 곳에서 혹은 세 곳 전부에서 변형된다. 이러한 변형된 뉴클레오사이드는 올리고머 화합물의 5'-말단에 편입될 수 있다.
본 발명의 소정의 올리고머 화합물이 특히 단일 가닥 화합물로서 이용되지만, 이러한 화합물은 또한 제2가닥과 짝을 이루어 이중 가닥 올리고머 화합물을 작성할 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 이중 가닥 듀플렉스의 제2가닥은 본 발명의 올리고머 화합물일 수도 있고 또는 그렇지 않을 수도 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 하나 이상의 뉴클레아제을 결합시키고/시키거나 활성화시킨다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 결합 및/또는 활성화는 궁극적으로 안티센스 활성을 유발한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 표적 핵산 및 뉴클레아제와 상호작용하며, 그 결과 뉴클레아제의 활성화 및 표적 핵산의 분할을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 표적 핵산 및 뉴클레아제와 상호작용하며, 그 결과 뉴클레아제의 활성화 및 표적 핵산의 비활성화를 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 표적 핵산과 듀플렉스를 형성하고, 그 듀플렉스는 뉴클레아제를 활성화시키며, 그 결과 올리고머 화합물과 표적 핵산의 어느 한쪽 혹은 둘 모두의 분할 및/또는 비활성화를 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 뉴클레아제를 활성화 및/또는 결합하고, 이러한 결합된 및/또는 활성화된 뉴클레아제는 표적 핵산을 분할하거나 비활성화시킨다. 뉴클레아제로는, 리보뉴클레아제(리보뉴클레오타이드를 특이적으로 분할시키는 뉴클레아제), 이중 가당 뉴클레아제(이중 가닥 듀플렉스의 한쪽 혹은 둘 모두의 가닥을 특이적으로 분할시키는 뉴클레아제), 및 이중 가닥 리보뉴클레아제를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 뉴클레아제로는, RNase H, 아르고넛(argonaute) 단백질(Ago2를 포함하지만 이로써 제한되지는 않음) 및 다이서(dicer)를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 아르고넛 단백질(Ago)과 상호작용한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고머 화합물은 우선 경로의 다른 구성요소(예컨대, 다이서)와 상호작용함으로써 RISC 경로에 진입한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 우선 Ago와 상호작용함으로써 RISC 경로에 진입한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 상호작용은 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 Ago를 올리고머 화합물과 접촉시키는 단계를 포함하는, Ago를 활성화시키는 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고머 화합물은 변형된 5'-포스페이트기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 Ago를 활성화시키는 능력을 지니는 올리고머 화합물과 세포를 접촉시키는 단계를 포함하는, 세포 내의 표적 핵산의 양 혹은 발현을 조절하는 방법을 제공하며, 이에 의해 궁극적으로 표적 핵산의 분할을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 동물에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 시험관내에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 망간의 존재 하에 수행된다. 소정의 실시형태에 있어서, 망간은 내인성이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 방법은 마그네슘의 부재 하에 수행된다. 소정의 실시형태에 있어서, Ago는 세포에 대해 내인성이다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 동물에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, Ago는 인간 Ago이다. 소정의 실시형태에 있어서, Ago는 Ago2이다. 소정의 실시형태에 있어서, Ago는 인간 Ago2이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 효소 다이서와 상호작용한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 다이서에 결합하고/하거나 다이서에 의해 분할된다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와의 이러한 상호작용은 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 인간 다이서이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와 상호작용하는 올리고머 화합물은 이중 가닥 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와 상호작용하는 올리고머 화합물은 단일 가닥 올리고머 화합물이다.
이중 가닥 올리고머 화합물이 다이서와 상호작용하는 실시형태에 있어서, 이러한 이중 가닥 올리고머 화합물은 다이서 듀플렉스를 형성한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 임의의 올리고머 화합물은 다이서 듀플렉스의 한 가닥 혹은 두 가닥으로서 적합할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 각 가닥은 본 발명의 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스 중 한 가닥이 본 발명의 올리고머 화합물이고 다른 가닥은임의의 변형된 혹은 비변형된 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 한 가닥 혹은 두 가닥은 5' 말단에서 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 한 가닥은 안티센스 올리고머 화합물이고 다른 쪽 가닥은 그의 센스 보체이다.
소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스는 일 단부 혹은 양 단부에 3'-오버행을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 오버행은 추가의 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스는 안티센스 올리고뉴클레오타이드 상이 아니라 센스 올리고뉴클레오타이드 상에 3' 오버행을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스는 센스 올리고뉴클레오타이드 상이 아니라 안티센스 올리고뉴클레오타이드 상에 3' 오버행을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 3' 오버행은 1-4 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 오버행은 2개의 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 3' 오버행 내의 뉴클레오사이드는 퓨린 핵염기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 3' 오버행 내의 뉴클레오사이드는 아데닌 핵염기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 3' 오버행 내의 뉴클레오사이드는 피리미딘을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 3'-퓨린 오버행을 포함하는 다이서 듀플렉스는 3' 피리미딘 오버행을 포함하는 다이서 듀플렉스보다 안티센스 화합물로서 더욱 활성적이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 올리고머 화합물은 하나 이상의 3' 데옥시 뉴클레오사이드를 포함한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 3' 데옥시 뉴클레오사이드는 dT 뉴클레오사이드이다.
소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 각 가닥의 5' 말단은 포스페이트 부분을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 안티센스 가닥은 포스페이트 부분을 포함하고, 다이서 듀플렉스의 센스 가닥은 포스페이트 부분을 포함하지 않는다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 센스 가닥은 포스페이트 부분을 포함하고, 다이서 듀플렉스의 안티센스 가닥은 포스페이트 부분을 포함하지 않는다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스는 3' 말단에 포스페이트 부분을 포함하지 않는다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스는 다이서에 의해 분할된다. 이러한 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스는 분할 부위에서 뉴클레오사이드 상에 2'-OMe 변형을 포함하지 않는다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 분해 부위 뉴클레오사이드는 RNA이다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물의 다이서와의 상호작용은 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 이중 가닥 올리고머 화합물의 한 가닥 혹은 두 가닥을 분할하고, 얻어지는 생성물은 RISC 경로로 진입하여, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 이중 가닥 올리고머 화합물의 어느 한쪽 가닥을 분할하지 않지만, 그럼에도 불구하고, RISC 경로 내로의 진입을 용이하게 하여, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 단일 가닥 올리고머 화합물을 분할하고, 얻어진 생성물은 RISC 경로로 진입하며, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 단일 가닥 올리고머 화합물을 분할하지 않지만, 그럼에도 불구하고 RISC 경로 내로의 진입을 용이하게 하여, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 다이서를 올리고머 화합물과 접촉하는 단계를 포함하는, 다이서의 활성 방법을 제공한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 세포 내에 있다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 동물 내에 있다.
다이서
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 효소 다이서와 상호작용한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 다이서에 결합하고/하거나 다이서에 의해 분할된다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와의 이러한 상호작용은 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 다이서는 인간 다이서이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와 상호작용하는 올리고머 화합물은 이중 가닥 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와 상호작용하는 올리고머 화합물은 단일 가닥 올리고머 화합물이다.
이중 가닥 올리고머 화합물이 다이서와 상호작용하는 실시형태에 있어서, 이러한 이중 가닥 올리고머 화합물은 다이서 듀플렉스를 형성한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 임의의 올리고머 화합물은 다이서 듀플렉스의 한 가닥 혹은 두 가닥으로서 적합할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 각 가닥은 본 발명의 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 한 가닥은 본 발명의 올리고머 화합물이고, 다른 쪽 가닥은 임의의 변형된 혹은 비변형된 올리고머 화합물이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 한 가닥 혹은 두 가닥은 5'에서 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서 듀플렉스의 한 가닥은 안티센스 올리고머 화합물이고, 다른 쪽은 그의 센스 보체이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 다이서와 상호작용하는 단일 가닥 올리고머 화합물을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 단일 가닥 다이서 화합물은 화학식 II, Ila, lIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 단일 가닥 다이서 화합물은 3'-말단에서 인 부분을 포함하지 않는다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 단일 가닥 다이서 화합물은 3'-오버행을 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 3'-오버행은 추가의 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 3'-오버행은 표적 핵산에 대해 상보적이지 않은 1 내지 4개의 추가의 뉴클레오사이드를 포하하고/하거나 올리고머 화합물의 인접한 3' 뉴클레오사이드와는 상이하게 변형된다. 소정의 실시형태에 있어서, 단일 가닥 올리고머 화합물은 2개의 3'-말단 오버행 뉴클레오사이드를 지니는 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 포함하며, 여기서 오버행 뉴클레오사이드는는 아데닌 또는 변형된 아데닌 뉴클레오사이드이다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서와 상호작용하는 단일 가닥 올리고머 화합물은 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 뉴클레오사이드를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물의 다이서와의 상호작용은 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 이중 가닥 올리고머 화합물의 한 가닥 혹은 두 가닥을 분할하고, 얻어지는 생성물은 RISC 경로에 진입하며, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 이중 가닥 올리고머 화합물의 어느 한쪽 가닥을 분할하지 않지만, 그럼에도 불구하고 RISC 경로 내로의 진입을 용이하게 하며, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 단일 가닥 올리고머 화합물을 분할하고, 얻어지는 생성물은 RISC 경로에 진입하며, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 단일 가닥 올리고머 화합물을 분할하지 않지만, 그럼에도 불구하고, 그럼에도 불구하고 RISC 경로 내로의 진입을 용이하게 하며, 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 다이서를 올리고머 화합물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 다이서를 활성화시키는 방법을 제공한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 다이서는 세포 내에 있다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 동물 내에 있다.
Ago
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명의 올리고머 화합물은 Ago와 상호작용한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고머 화합물은 우선 경로의 다른 구성요소(예컨대, 다이서)와 상호작용함으로써 RISC 경로에 진입한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 우선 Ago와 상호작용함으로써 RISC 경로에 진입한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 상호작용은 궁극적으로 안티센스 활성을 초래한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 Ago를 올리고머 화합물과 접촉시키는 단계를 포함하는, Ago를 활성화시키는 방법을 제공한다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, Ago는 세포 내에 있다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 동물 내에 있다.
올리고머 화합물 동일성
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물의 일부분은 마이크로RNA의 핵염기 서열에 대해서 100% 동일하지만, 전체적인 올리고머 화합물은 마이크로RNA과 완전히 동일하지는 않다. 이러한 소정의 실시형태에 있어서, 100% 동일한 부분을 지니는 올리고머 화합물의 길이는 마이크로RNA의 길이보다 크다. 예를 들어, 24개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 마이크로RNA 모방체(여기서, 1 내지 23번 위치에서의 핵염기는 각각 길이가 23개의 핵염기인 마이크로RNA의 대응하는 위치에 대해서 각각 동일함)는 마이크로RNA의 핵염기 서열에 대해서 100% 동일한 23 뉴클레오사이드 부분을 지니고, 마이크로RNA의 핵염기 서열에 대해서 대략 96% 전체 동일성을 지닌다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물의 핵염기 서열은 마이크로RNA의 일부분의 핵염기 서열에 대해서 완전히 동일하다. 예를 들어, 22개의 연결된 뉴클레오사이드로 이루어진 마이크로RNA 모방체(여기서, 1 내지 22번 위치에서의 핵염기는 각각 길이가 23개의 핵염기인 마이크로RNA의 대응하는 위치에 대해서 각각 동일함)는 마이크로RNA의 핵염기 서열의 22 핵염기 부분과 완전히 동일하다. 이러한 단일 가닥 마이크로RNA 모방체는 마이크로RNA 전체의 핵염기 서열에 대해서 대략 96% 전체 동일성을 지니고, 마이크로RNA의 22 핵염기 염부에 대해서 100% 동일성을 지닌다.
모노머 및 올리고머 화합물의 합성
본 명세서에서 제공되는 뉴클레오사이드는, 예를 들어 이하의 실시예에 예시되어 있는 바와 같은 유기 합성의 적용가능한 수법들 중 어느 하나에 의해 제조될 수 있다. 많은 이러한 수법은 당업계에 충분히 공지되어 있다. 그러나, 많은 공지된 수법은 문헌[Compendium of Organic Synthetic Methods, John Wiley & Sons, New York: Vol. 1, Ian T. Harrison and Shuyen Harrison, 1971; Vol. 2, Ian T. Harrison and Shuyen Harrison, 1974; Vol. 3, Louis S. Hegedus and Leroy Wade, 1977; Vol. 4, Leroy G. Wade Jr., 1980; Vol. 5, Leroy G. Wade Jr., 1984; and Vol. 6, Michael B. Smith; as well as March, J., Advanced Organic Chemistry, 3rd Edition, John Wiley & Sons, New York, 1985; Comprehensive Organic Synthesis. Selectivity , Strategy & Efficiency in Modern Organic Chemistry, in 9 Volumes, Barry M. Trost, Editor-in-Chief, Pergamon Press, New York, 1993; Advanced Organic Chemistry , Part B: Reactions and Synthesis, 4th Edition; Carey and Sundberg, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2001; Advanced Organic Chemistry , Reactions , Mechanisms , and Structure, 2nd Edition, March, McGraw Hill, 1977; Greene, T.W., and Wutz, P.G.M., Protecting Groups in Organic Synthesis, 4th Edition, John Wiley & Sons, New York, 1991; and Larock, R.C., Comprehensive Organic Transformations, 2nd Edition, John Wiley & Sons, New York, 1999]에 자세히 설명되어 있다.
본 명세서에 기재된 화합물은 하나 이상의 비대칭 중심을 포함하며, 따라서, 절대 입체화학의 관점에서, 아미노산에 대해서는 (R)- 혹은 (S)-, α 혹은 β로서, 또는 (D)- 혹은 (L)-로서 정의될 수 있는 거울상 이성질체, 부분입체 이성질체 및 기타 입체이성질체 입체 형태를 생성한다. 본 명세서에는 이러한 모든 가능한 이성질체뿐만 아니라 그들의 라세미 및 광학적으로 순수한 형태가 포함된다. 광학적 이성질체는, 전술한 절차에 의해 또는 라세미 혼합물을 분할함으로써 그들의 각각의 광학적으로 활성인 전구체로부터 제조될 수 있다. 이 분할은 분해제의 존재 하에 수행될 수 있거나, 또는 크로마토그래피에 의해 혹은 반복된 결정화에 의해 또는 당업자에게 공지된 이들 수법의 몇몇 조합에 의해 수행될 수 있다. 분할에 대한 추가의 상세는 문헌[Jacques, et al., Enantiomers , Racemates , and Resolutions, John Wiley & Sons, 1981]에서 발견할 수 있다. 본 명세서에 기재된 화합물이 올레핀 이중 결합, 다른 불포화 부분, 또는 기하학적 비대칭의 다른 중심을 포함한다면, 달리 언급되어 있는 경우를 제외하고, 상기 화합물이 E 및 Z 기하 이성질체 또는 시스- 및 트랜스-이성질체를 포함하는 것이 의도되어 있다. 마찬가지로, 모든 호변이성질체 형태가 또한 포함되도록 의도되어 있다. 여기에서 나타나는 임의의 탄소-탄소 이중 결합의 입체형태는 단지 편의상 선택될 뿐, 본문에서 그렇게 기술되어 있는 경우를 제외하고 특정 입체형태를 제한하도록 의도된 것은 아니다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 올리고머 화합물의 제조는 DNA에 대한 문헌의 절차에 따라서 수행된다[Protocols for Oligonucleotides and Analogs, Agrawal, Ed., Humana Press, 1993, and/or RNA: Scaringe, Methods, 2001, 23, 206-217; Gait et al., Applications of Chemically synthesized RNA in RNA : Protein Interactions, Smith, Ed., 1998, 1-36; Gallo et al., Tetrahedron , 2001, 57, 5707-5713]. 고상 합성에 대한 추가의 방법은 Caruthers의 미국 특허 제4,415,732호; 제4,458,066호; 제4,500,707호; 제4,668,777호; 제4,973,679호; 및 제5,132,418; 및 Koster의 미국 특허 제4,725,677호; 및 제Re. 34,069호에서 발견할 수 있다.
올리고머 화합물의 합성
올리고머 화합물은 용액 상 방법과는 반대로 대응하는 바와 같은 고체 지지 방법을 이용해서 통상적으로 제조된다. 고체 지지 방법을 이용하는 올리고머 화합물의 제조에 통상 이용되는 시판의 장비는 예를 들어 어플라이드 바이오시스템즈(Applied Biosystems)(캘리포니아주의 포스터 시티에 소재)를 비롯하여 수개의 제조사에서 판매되고 있다. 당업계에 공지된 이러한 합성을 위한 기타 임의의 수단이 추가적으로 혹은 대안적으로 이용될 수 있다. 자동화 합성 수법을 비롯한 적절한 고상 수법이 문헌[Oligonucleotides and Analogues , a Practical Approach , F. Eckstein, Ed., Oxford University Press, New York, 1991]에 기재되어 있다.
DNA 및 관련된 유사체의 합성에 대한 RNA 및 관련된 유사체의 합성은 RNA 간섭 및 마이크로 RNA에 있어서의 성과가 증가함에 따라 증가되고 있다. 현재 상업적으로 이용되고 있는 1차 RNA합성 전략은, 5'-O-DMT-2'-O-t-뷰틸다이메틸실릴(TBDMS), 5'-O-DMT-2'-O-[1(2-플루오로페닐)-4-메톡시피페리딘-4-일](FPMP), 2'-O-[(트라이아이소프로필실릴)옥시]메틸(2'-O-CH2-O-Si(iPr)3(TOM) 및 5'-O-실릴 에터-2'-ACE (5'-O-비스(트라이메틸실릴옥시)사이클로도데실옥시실릴 에터(DOD)-2'-O-비스(2-아세톡시에톡시)메틸(ACE)을 포함한다. 현재 RNA 산물을 제공하는 주된 회사들의 몇몇 현행 리스트는 Pierce Nucleic Acid Technologies, Dharmacon Research Inc., Ameri Biotechnologies Inc. 및 Integrated DNA Technologies, Inc.를 들 수 있다. 하나의 회사인 Princeton Separations는 특별히 TOM 및 TBDMS 화학과 커플링 시간을 저감시킨다고 광고하는 RNA 합성 활성기를 마케팅하고 있다. 상업적 RNA 합성에 이용되고 있는 주된 그룹은 TBDMS: 5'-O-DMT-2'-O-t-뷰틸다이메틸실릴; TOM: 2'-O-[(트라이아이소프로필실릴)옥시]메틸; DOD/ACE: (5'-O-비스(트라이메틸실록시)사이클로-도데실옥시실릴 에터-2'-O-비스(2-아세톡시에톡시)메틸; 및 FPMP: 5'-O-DMT-2'-O-[1(2-플루오로페닐)-4-에톡시피페리딘-4-일]이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 RNA 합성 전략의 각각은 본 발명에서 이용될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 RNA 합성 전략은 예를 들어 다른 전략으로부터의 2'-O-보호와 함께 제1전략으로부터의 5'-보호기를 이용해서, 혼성화 방식으로 함께 수행될 수 있다.
약제학적 조성물을 제형화하는 조성물 및 방법
올리고머 화합물은 약제학적 조성물 혹은 제형의 제조를 위하여 약제학적으로 허용가능한 활성 및/또는 불활성 물질과 혼합될 수 있다. 약제학적 조성물의 제형화를 의한 조성물 및 방법은 투여 경로, 질환의 정도 또는 투여될 용량을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 다수의 기준에 좌우된다.
안티센스 화합물을 비롯한 올리고머 화합물은, 이러한 올리고머 화합물을 적절한 약제학적으로 허용가능한 희석제 또는 담체과 배합함으로써 약제학적 조성물에 이용될 수 있다. 약제학적으로 허용가능한 희석제로는 인산염-완충 식염수(PBS)를 들 수 있다. PBS는 비경구적으로 전달되는 조성물에서 사용하기에 적합한 희석제이다. 따라서, 소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 방법에서는 안티센스 화합물과 약제학적으로 허용가능한 희석제를 포함하는 약제학적 조성물을 이용한다. 소정의 실시형태에 있어서, the 약제학적으로 허용가능한 희석제는 PBS이다.
올리고머 화합물을 포함하는 약제학적 조성물은 임의의 약제학적으로 허용가능한 염, 에스터, 혹은 이러한 에스터의 염을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물을 포함하는 약제학적 조성물은, 인간을 비롯한 동물에게 투여 시, 생물학적으로 활성인 대사물 또는 그의 잔사를 제공(직접 또는 간접적)할 수 있는 하나 이상의 올리고뉴클레오타이드를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 본 개시 내용은 안티센스 화합물의 약제학적으로 허용가능한 염, 프로드러그(prodrug), 이러한 프로드러그의 약제학적으로 허용가능한 염, 및 다른 생물학적 동등물에 관한 것이다. 적합한 약제학적으로 허용가능한 염으로는 나트륨 및 칼륨염을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
프로드러그는 신체 내의 내인성 뉴클레아제에 의해 분해되어 활성 안티센스 화합물을 형성하는 올리고머 화합물의 한 말단 또는 양 말단에 추가의 뉴클레오사이드의 편입을 포함할 수 있다.
지질-기반 벡터는 다양한 방법으로 핵산 요법에서 이용되어 있다. 하나의 방법에서, 핵산은 미리 형성된 리포솜 또는 양이온성 지질과 중성 지질의 혼합물로 만들어진 리포플렉스(lipoplex) 내로 도입된다. 다른 방법에서, 모노- 및 폴리-양이온성 지질과의 DNA 복합체는 중성 지질의 존재 없이도 형성된다.
소정의 방법에 있어서, 폴리아민 화합물 또는 핵산과 복합화된 지질 부분을 포함하는 제제가 제조된다. 이러한 제제는 국제 특허 출원 공개 공보WO/2008/042973; 및 문헌[Akinc et al., Nature Biotechnology 26, 561 - 569 (01 May 2008)]에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 참조로 그들의 전문이 본 명세서에 포함된다.
소정의 방법/용도
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 표적 핵산의 양 혹은 활성을 저감시키는 화합물 및 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 안티센스 화합물 및 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 RNase H의 활성화에 의거한 안티센스 화합물 및 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 RNAi 화합물 및 방법을 제공한다.
어떤 경우에는, 적어도 부분적으로 RISC를 통해서 기능하는 안티센스 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 소정의 경우에, 비변형된 RNA는, 단일 가닥이든 이중 가닥이든지 간에 적합하지 않다. 단일 가닥 RNA는 비교적 불안정하며, 이중 가닥 RNA는 세포에 용이하게 진입하지 못한다. 이 문제는 RNAi를 통해서 RNA의 안티센스 활성과 간섭(또한 가능하게는 심지어 향상)하는 일없이 향상된 안정성 등과 같은 바람직한 특성을 제공하는 변형 및 모티프를 확인하는 것이었다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 향상된 특성을 초래하는 모티프 (뉴클레오사이드 모티프 및/또는 연쇄 모티프)를 지니는 올리고뉴클레오타이드를 제공한다. 이러한 소정의 모티프는 단일 가닥 올리고뉴클레오타이드에서 안정성 및/또는 세포 흡수 특성의 향상을 가져오는 한편 안티센스 활성을 유지시킨다. 예를 들어, 3'-말단 단부에 7개의 포스포로티오에이트 연쇄 및 하나의 교차 뉴클레오사이드 모티프를 지니는 올리고뉴클레오타이드는 향상된 안정성 및 활성을 지닌다. 각 연쇄에서 포스포로티오에이트 연쇄들을 포함하는 유사한 화합물은 더욱 향상된 안정성을 지니지만, RNAi 화합물로서 활성이 아닌 데, 그 이유는 아마도 추가의 포스포로티오에이트 연쇄가 올리고뉴클레오타이드의 RISC 경로 성분과(예컨대, Ago와)의 상호작용을 간섭하기 때문이다. 소정의 실시형태에 있어서, 여기서 모티프를 지니는 올리고뉴클레오타이드는 목적으로 하는 특성을 지니는 단일 가닥 RNAi 화합물로 된다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고뉴클레오타이드는 제2가닥과 짝을 이루어 이중 가닥 RNAi 화합물을 형성한다. 이러한 실시형태에 있어서, 이러한 중 가닥 RNAi 화합물의 제2가닥은 본 발명의 모티프를 포함할 수 있거나, 변형들의 다른 모티프를 포함할 수 있거나, 또는 변형되지 않을 수도 있다.
5'-포스페이트기를 포함하는 단일 가닥 RNA가 RNAi 활성을 지니는 소정의 상황에서, 이러한 5'-포스페이트를 기를 결여한다면 훨씬 적은 RNAi 활성을 지니는 것으로 밝혀졌다. 본 발명자들은 소정의 상황에서 비변형된 5'-포스페이트기가 (화학적으로 혹은 효소적으로) 불안정한 것임을 인지하였다. 따라서, 소정의 상황에서, 상기 올리고뉴클레오타이드를 변형시켜 5'-포스페이트를 안정화시키는 것이 바람직하다. 소정의 실시형태에 있어서, 이것은 포스페이트기를 변형시킴으로써 달성된다. 소정의 실시형태에 있어서, 이것은 '-말단 뉴클레오사이드의 당을 변형시킴으로써 달성된다. 소정의 실시형태에 있어서, 이것은 포스페이트기와 당을 변형시킴으로써 달성된다. 소정의 실시형태에 있어서, 당은 5'-위치, 2'-위치 또는 5'-위치와 2'-위치의 양쪽 모두에서 변형된다. 상기 모티프와 마찬가지로, RNAi 활성이 요망되는 실시형태에 있어서, 포스페이트 안정화 변형은 RISC 경로 성분과(예컨대, Ago와) 상호작용하는 올리고뉴클레오타이드의 능력을 간섭하지 않아야 한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 포스페이트-안정화 변형 및 모티프를 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고뉴클레오타이드는 바람직한 특성을 지니는 단일 가닥 RNAi 화합물로서 유용하다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고뉴클레오타이드는 제2가닥과 짝을 이루어 이중 가닥 RNAi 화합물을 형성할 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 제2가닥은 본 발명의 모티프를 포함하거나, 변형의 다른 모티프를 포함할 수 있거나, 또는 비변형된 RNA일 수 있다.
본 발명의 모티프 및/또는 5'-포스페이트 안정화 변형을 포함하는 이러한 안티센스 화합물에 대한 표적은 임의의 자연 발생적 핵산일 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 표적은 프레-mRNA, mRNA, 비코딩 RNA, 소형 비코딩 RNA, pd-RNA 및 마이크로RNA로부터 선택된다. 표적 핵산이 프레-RNA 혹은 mRNA인 실시형태에 있어서, 표적은 자연 발생적 마이크로-RNA의 것과 같을 수 있다(즉, 올리고뉴클레오타이드는 마이크로RNA 모방체일 수 있다). 이러한 실시형태에 있어서, 하나보다 많은 표적 mRNA일 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 세포 내의 안티센스 활성을 위한 화합물 및 방법을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 세포는 동물 내에 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 동물은 인간이다. 소정의 실시형태에 있어서, 본 발명은 본 발명의 화합물을 동물에게 투여하여 하나 이상의 표적 핵산의 양 혹은 활성 혹은 기능을 조절하는 방법을 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고뉴클레오타이드는 본 발명의 하나 이상의 모티프를 포함하지만, 포스페이트 안정화 변형을 포함하지 않는다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고뉴클레오타이드는 시험관내 적용에 대해서 유용하다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고뉴클레오타이드는 RISC 활성이 요구되지 않는 생체내 적용에 대해서 유용하다. 예를 들어, 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 올리고뉴클레오타이드는 프레-mRNA의 스플라이싱을 변경시킨다.
비제한적인 개시 및 인용에 의한 포함
본 명세서에 기재된 소정의 화합물, 조성물 및 방법은 소정의 실시형태에 따라서 특이적으로 설명되어 있지만, 이하의 실시예는 본 명세서에 기재된 화합물을 단지 예시하기 위한 것으로 이들을 제한하도록 의도된 것은 아니다. 본 출원에서 인용된 각 문헌, GenBank 수탁 번호 등은 그들의 전문이 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 출원에 첨부된 서열 목록이 필요로 되는 바와 같은 "RNA" 또는 "DNA"와 같은 각 서열을 동정하고 있지만, 실제로, 이들 서열은 화학적 변형의 임의의 조합으로 변형될 수 있다. 당업자라면, 기재된 변형된 올리고뉴클레오타이드에 대한 "RNA" 또는 "DNA"로서의 이러한 지칭이 몇몇 경우에 임의적이라는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 2'-OH 당 부분과 티민 염기를 포함하는 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드는 변형된 당(DNA의 천연 2'-H에 대해서 2'-OH)를 지니는 DNA로서 또는 변형된 염기(RNA의 천연 유라실에 대해서 티민(메틸화된 유라실))을 지니는 RNA로서 기재될 수 있었다.
실시예 (일반론)
1H 및 13C NMR 스펙트럼은 각각 300㎒ 및 75㎒ 브루커 분광계(Bruker spectrometer) 상에 기록되었다.
실시예 1
뉴클레오사이드 포스포르아미다이트의 합성
뉴클레오사이드 포스포르아미다이트의 제조는, 미국 특허 제6,426,220호 공보 및 국제 특허 공개 공보 WO 02/36743 등(이로써 제한되지는 않음)과 같이 당업계에서 또한 본 명세서에서 예시된 이하의 절차에 따라 수행되었다.
실시예 2
올리고머 화합물의 합성
본 발명에 따라서 이용되는 올리고머 화합물은 충분히 공지된 고상 합성 수법을 통해서 편리하고 관습적으로 제조될 수 있다. 이러한 합성을 위한 장비는, 예를 들어, 어플라이드 바이오시스템즈(캘리포니아주의 포스터 시티에 소재)를 비롯한 여러 제조사에서 판매되고 있다. 당업계에 공지된 이러한 합성을 위한 임의의 다른 수법이 추가적으로 혹은 대안적으로 이용될 수 있다. 포스포로티오에이트 연쇄를 가진 것 및 알킬화된 유도체 등과 같은 올리고뉴클레오타이드를 제조하는데는 유사한 수법을 이용하는 것이 충분히 공지되어 있다.
올리고머 화합물: 제한 없이, 올리고뉴클레오타이드를 포함하는, 비치환된 및 치환된 포스포다이에스터(P=O) 올리고머 화합물은 요오드에 의한 산화와 함께 표준 포스포르아미다이트 화학을 이용해서 자동화 DNA 합성장치(어플라이드 바이오시스템즈 모델 394) 상에서 합성될 수 있다.
소정의 실시형태에 있어서, 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(P=S)는 이하의 예외를 제외하고 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄와 유사하게 합성된다: 즉, 포스파이트 연쇄의 산화를 위하여 아세토나이트릴 중 3,H-1,2-벤조다이티올-3-온 1,1-다이옥사이드의 10% w/v 용액을 이용해서 가황화(thiation)가 행해진다. 이 가황화 반응 단계 시간은 180초까지 증가되고, 통상의 캐핑(capping) 단계에 의해 진행된다. CPG 칼럼으로부터의 분리 및 55℃에서 진한 수산화암모늄 중에서의 탈블록화 후(12 내지 16시간), 1M NHtOAc 용액으로부터 에탄올 3용적 이상을 침전시킴으로써 올리고머 화합물을 회수한다. 포스피네이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,508,270호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
알킬 포스페이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제4,469,863호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
3'-데옥시-3'-메틸렌 포스페이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,610,289호 또는 제5,625,050호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
포스포르아미다이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,256,775호 또는 미국 특허 제5,366,878호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
알킬포스포노티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 국제특허 출원 제PCT/US94/00902호 및 제PCT/US93/06976호(각각 WO 94/17093 및 WO 94/02499로서 공개됨)에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
3'-데옥시-3'-아미노 포스포르아미데이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,476,925호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
포스포트라이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 5,023,243호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
보라노 포스페이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,130,30호 및 제5,177,198호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
제한 없이 메틸렌메틸이미노 연결된 올리고뉴클레오사이드(MMI 연결된 올리고뉴클레오사이드로서 동정됨), 메틸렌다이메틸하이드라조 연결된 올리고뉴클레오사이드(MDH 연결된 올리고뉴클레오사이드로서 동정됨), 메틸렌카보닐아미노 연결된 올리고뉴클레오사이드(아미드-4 연결된 올리고뉴클레오사이드로서 동정됨)뿐만 아니라 예를 들어 교차 MMI 및 P=O 또는 P=S 연쇄를 지니는 혼합된 골격 올리고머 혼합물을 포함하는, 하나 이상의 인-무함유 인터뉴클레오사이드 연쇄를 지니는 올리고머 화합물은 미국 특허 제5,378,825호, 제5,386,023호, 제5,489,677호, 제5,602,240호 및 제5,610,289호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
포름아세탈 및 티오포름아세탈인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,264,562호 및 제5,264,564호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
에틸렌 옥사이드 인터뉴클레오사이드 연쇄는 미국 특허 제5,223,618호 공보에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
실시예 3
올리고머 화합물의 단리 및 정제
제어된 기공 유리 고체 지지 혹은 기타 지지 매체로부터 분리 및 55℃에서 12 내지 16시간 동안 진한 수산화암모늄 중에서의 탈블록화 후, 제한 없이 올리고뉴클레오타이드 및 올리고뉴클레오사이드를 포함하는 올리고머 화합물을 3용적 미만의 에탄올과 함께 1M NH4OAc로부터의 침전에 의해 회수하였다. 합성된 올리고머 화합물전기 분무 질량 분광법(분자량 측정)에 의해 그리고 모세관 겔 전기영동에 의해 분석하였다. 합성에서 얻어진 포스포로티오에이트와 포스포다이에스터 연쇄의 상대량은 -16 amu 생성물(+/-32 +/-48)에 대한 정확한 분자량의 비에 의해 구하였다. 몇몇 연구를 위하여, 올리고머 화합물은, 문헌[Chiang et al., J. Biol. Chem. 1991, 266, 18162-18171]에 기재된 바와 같이, HPLC에 의해 정제하였다. HPLC-정제된 물질에 의해 얻어진 결과는 일반적으로 HPLC 정제를 실시하지 않은 물질에서 얻어진 것과 마찬가지였다.
실시예 4
96 웰 플레이트 방식을 이용한 올리고머 화합물의 합성
제한 없이 올리고뉴클레오타이드를 포함하는 올리고머 화합물은 96-웰 방식에서 동시에 96 서열을 조립하는 능력을 지니는 자동화 합성장치 상에서 고상 P(III) 포스포르아미다이트 화학을 통해서 합성될 수 있다. 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄는 수성 요오드에 의한 산화에 의해 얻었다. 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄는 무수 아세토나이트릴 중 3,H-1,2 벤조다이티올-3-온 1,1 다이옥사이드(뷰케이지 시약(Beaucage Reagent))를 이용한 황화에 의해 생성되었다. 표준 염기-보호된 베타-사이아노에틸-다이아이소-프로필 포스포르아미다이트는 상업적 제조사(예컨대, 캘리포니아주의 포스터 시티에 소재한 PE-어플라이드 바이오시스템즈, 또는 뉴저지주의 피스카타웨이시에 소재한 파마시아사(Pharmacia))로부터 구입할 수 있다. 비표준(non-standard) 뉴클레오사이드는 표준 혹은 특허된 방법에 따라서 합성되어, 염기-보호된 베타-사이아노에틸다이아이소프로필 포스포르아미다이트로서 작용화될 수 있디.
올리고머 화합물은 지지체로부터 분리하고 상승된 온도(55 내지 60℃)에서 12 내지 16시간 동안 진한 NH4OH에 의해 탈보호될 수 있다. 건조된 생성물은 이어서 멸균수 중에 재현탁시켜 마스터 플레이트를 얻고, 이는 모든 분석 및 시험 플레이트 샘플을 로봇 피펫터(robotic pipettor)를 이용해서 희석시켰다.
실시예 5
96-웰 플레이트 방식을 이용한 올리고머 화합물의 분석
각 웰 내의 올리고머 화합물의 농도는 샘플의 희석 및 UV 흡수 분광법에 의해 평가될 수 있다. 개별적인 생성물의 전체 길이의 무결성(full-length integrity)은 96-웰 방식(Beckman P/ACE(상표명) MDQ)에 의해 또는 시판의 CE 장치(예컨대, Beckman P/ACE(상표명) 5000, ABI 270) 상에 개별적으로 준비된 샘플에 대해서 또는 모세관 전기 영동(capillary electrophoresis: CE)에 의해 평가될 수 있다. 염기 및 골격 조성물은 전기 분무-질량 분광법을 이용한 올리고머 화합물의 질량 분석에 의해 확인하였다. 모든 검정 시험 플레이트(assay test plate)는 는 단일 및 다회 유로 로봇 피펫터를 이용해서 마스터 플레이트로부터 희석시켰다. 플레이트 상의 올리고머 화합물의 적어도 85%가 적어도 85% 전체 길이라면, 해당 플레이트는 허용가능한 것으로 판단하였다.
실시예 6
올리고머 화합물에 의한 세포의 시험관내 처리
올리고머 화합물의 표적 핵산 발현에 대한 효과는, 단, 표적 핵산이 측정가능한 수준에서 존재하는 것인 다양한 세포 유형의 어느 하나에 있어서 시험된다. 이것은 예를 들어 PCR 또는 노던 블롯 분석(노던 블롯 분석)을 이용해서 통상적으로 결정될 수 있다. 다수의 조직 및 종으로부터의 유래된 세포주는 ATCC(American Type Culture Collection; 버지니아주의 머내서스주에 소재)로부터 얻을 수 있다.
이하의 세포 유형은 예시적인 목적을 위하여 제공되지만, 다른 세포 유형도 통상적으로 이용될 수 있지만, 단, 표적은 선택된 세포형으로 표현된다. 이것은 당업계에서의 통상적인 방법, 예를 들어, 노던 블롯 분석, 리보뉴클레아제 보호 검정 혹은 RT-PCR에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
b.END 세포: 마우스 뇌 내피 세포주 b.END는 맥스 플랭크 인스티튜트(Max Plank Institute)(독일 바트나우헴에 소재)에서 박사 Werner Risau 등으로부터 얻었다. b.END 세포는 DMEM 중에서 통상적으로 배양되고, 높은 글루코스(인비트로겐 라이프 테크놀로지즈(Invitrogen Life Technologies), 캘리포니아주의 칼스배드시에 소재)는 10% 소태아 혈청(인비트로겐 라이프 테크놀로지즈, 캘리포니아주의 칼스배드시에 소재)으로 보충하였다. 세포는 대략 90% 컨플루언스(confluence)에 도달한 경우 트립신화 및 희석에 의한 통상적인 경로를 거쳤다. 세포는 올리고머 화합물 트랜스펙션 실험을 포함하지만 이로써 제한되지 않는 용도를 위하여 대략 3000 세포/웰의 밀도로 96-웰 플레이트(Falcon-Primaria #353872, BD Biosciences, 메사추세츠주의 배드포드시에 소재)에 파종하였다.
세포의 올리고머 화합물에 의한 치료와 연루된 실험:
세포가 적절한 컨플루언시에 도달한 경우, 기재된 바와 같은 트랜스펙션(transfection) 방법을 이용해서 올리고머 화합물로 처리되었다.
리포펙틴(LIPOFECTIN)(상표명)
세포들이 65 내지 75% 컨플루언시에 도달한 경우, 이들을 하나 이상의 올리고머 화합물로 처리하였다. Opti-MEM(상표명)-1 저감된 혈청 배지(인비트로겐 라이프 테크놀로지즈, 캘리포니아주의 칼스배드시에 소재)에서 올리고머 화합물을 리포펙틴(상표명)(Invitrogen, 캘리포니아주의 칼스배드시에 소재)과 혼합하여, 100nM 올리고머 화합물(들) 당 2.5 혹은 3 ㎍/㎖의 농도의 리포펙틴(상표명)과 소망의 농도의 올리고머 화합물(들)을 얻었다. 이 트랜스펙션 혼합물을 실온에서 대략 0.5시간 동안 인큐베이팅하였다. 6-웰 플레이트에서 성장한 세포에 대해서, 웰을 OPTI-MEM(상표명)-1 100㎕로 한번 세척하고 나서, 트랜스펙션 혼합물 130㎕로 처리하였다. 24-웰 플레이트 혹은 기타 표준 조직 배양 플ㄹ이트에서 성장한 세포를, 적절한 용적의 배지 및 올리고머 화합물(들)을 이용해서 마찬가지로 처리하였다. 세포를 처리하고 데어터를 이중 혹은 삼중으로 얻었다. 37℃에서 처리 이래로 대략 4 내지 7시간 후, 트랜스펙션 혼합물을 함유하는 배지를 신선한 배양 배지로 교체하였다. 올리고머 화합물(들)에 의한 처리 이래로 16 내지 24시간 후에 세포를 수확하였다.
당업계에 공지된 기타 적절한 트랜스펙션 시약으로는, 사이토펙틴(CYTOFECTIN)(상표명), 리포펙타민(LIPOFECTAMINE)(상표명), 올리고펙타민(OLIGOFECTAMINE)(상표명) 및 푸진(FUGENE)(상표명)을 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 당업계에 공지된 기타 적절한 트랜스펙션 방법으로는 전기천공을 들 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
실시예 7
표적 mRNA 수준의 실시간 정량적 PCR 분석
표적 mRNA 수준의 정량은 제조사의 지시에 따라서 ABI PRISM(상표명)7600, 7700 또는 7900 서열 검출 시스템(PE-어플라이드 바이오시스템즈, 캘리포니아주의 포스터 시티에 소재)을 이용해서 실시가 정량적 PCR에 의해 달성되었다. 이것은 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction: PCR) 산물의 실시간 고처리량 정량을 허용하는 폐쇄관, 비겔 기반 형광 검출 시스템이다. 증폭 산물이 PCR이 완료된 후 정량화되는 표준 PCR과 반대로, 실시간 정량적 PCR에서의 산물은 그들이 축적됨에 따라 정량된다. 이것은 정방향 PCR 프라이머와 역방향 PCR 프라이머 간에 특이적으로 어닐링하는 올리고뉴클레오타이드 프로브를 PCR 반응에서 포함시킴으로서 달성된다. 리포터 염료(예컨대, 캘리포니아주의 포스터 시티에 소재한 PE-어플라이드 바이오시스템즈, 캘리포니아주의 알라매다시에 소재한 오페론 테크놀러지즈 인코포레이션(Operon Technologies Inc.), 또는 아이오와주의 코랄빌에 소재한 인테그레이티드 DNA 테크놀로지즈 인코퍼레이션(Integrated DNA Technologies Inc.) 으로부터 얻어진 FAM 또는 JOE)는 프로브의 5' 말단에 부착되었고, 퀀쳐 염료(quencher dye)(예컨대, 캘리포니아주의 포스터 시티에 소재한 PE-어플라이드 바이오시스템즈, 캘리포니아주의 알라매다시에 소재한 오페론 테크놀러지즈 인코포레이션 또는 아이오와주의 코랄빌에 소재한 인테그레이티드 DNA 테크놀로지즈 인코퍼레이션으로부터 얻어진 TAMRA)는 프로브의 3' 말단에 부착된다. 프로브와 염료가 변하지 않고 그대로인 경우, 리포터 염료 방출은 3' 퀀쳐 염료 부근에 의해 중지되었다. 증폭 동안, 프로브의 표적서열에 대한 어닐링은 Taq 중합효소의 5'-엑소뉴클레아제 활성에 의해 분리될 수 있는 기질을 작성하였다. PCR 증폭 사이클의 연장 상 동안, Taq 중합효소에 의한 프로브의 분리에 의해 프로브의 나머지로부터(따라서 퀀쳐 부분으로부터) 리포터 염료를 방출시켜 서열-특이적 형광 신호를 생성하였다. 각 사이클에 대해서 추가의 리포터 염료 분자가 그들의 각각의 프로브로부터 분리되었고, 형광 강도는 ABI PRISM(상표명) 서열 검출 시스템 내에 내장된 레이터 광학계에 의해서 규칙적인 간격에서 모니터링하였다. 각 검정에서, 미처리 대조 샘플로부터의 mRNA의 연속적인 희석을 포함하는 일련의 병렬 반응은, 시험 샘플의 안티센스 올리고뉴클레오타이드 처리 후 억제%를 정량하는 데 이용되는 표준 곡선을 발생한다.
정량적 PCR 분석 전에, 측정 중인 표적 유전자에 특이적인 프라이머-프로브 세트는 GAPDH 증폭 반응에 의해 "다중화"되는 그들의 능력에 대해서 평가하였다. 다중화 시, 표적 유전자와 내부 표준 유전자 GAPDH는 단일 샘플에서 동시에 증폭되었다. 이 분석에서, 미처리된 세포로부터 단리된 mRNA는 연속적으로 희석하였다. 각 희석액을 오로지 GAPDH, 오로지 표적 유전자("싱글-플렉싱") 또는 양쪽 모두(다중화)에 대해서 특이적인 프라이머-프로브 세트의 존재에서 증폭하였다. PCR 증폭 후, 희석의 함수로서의 GAPDH 및 표적 mRNA 신호의 표준 곡선은 싱글-플렉스 및 다중화 샘플 양쪽 모두로부터 생성되었다. 다중화된 샘플로부터 생성된 신호가 싱글-플렉싱된 샘플로부터 발생된 대응하는 값의 10% 이내이면, 그 표적에 대해 특이적인 프라이머-프로브 세트는 다중화 가능한 것으로 간주된다. PCR의 다른 방법이 또한 당업계에 공지되어 있다.
RT 및 PCR 시약은 인비트로겐 라이프 테크놀로지즈(캘리포니아주의 칼스배드시에 소재)로부터 얻었다. 총 RNA 용액 30㎕(2O-200 ng)를 함유하는 96-웰 플레이트에 PCR 칵테일(2.5× PCR 완충액 마이너스 MgCl2, 6.6mM MgCl2, 375mM 각각의 dATP, dCTP, dCTP 및 dGTP, 375nM 각각의 정방향 프라이머 및 역방향 프라이머, 125nM 프로브, 4 유닛 RNAse 억제제, 1.25 유닛 PLATINUM(등록상표) Taq, 5 유닛 MuLV 역전사효소, 및 2.5× ROX 염료) 20㎕를 가함으로써, RT, 실시간 PCR을 수행하였다. RT 반응은 48℃에서 30분간 인큐베이션에 의해 수행하였다. PLATINUM(등록상표) Taq를 활성화시키기 위하여 95℃에서 10분간의 인큐베이션 후에, 2-단계 PCR 프로토콜(95℃에서 15초(변성) 후 60℃에서 1.5분(어닐링/연신)) 40 사이클을 수행하였다.
RT, 실시간 PCR에 의해 얻어진 유전자 표적 정량은, 발현이 일정한 유전자인 GAPDH의 발현 레벨을 이용하거나, RIBOGREEN(상표명)(Molecular Probes, Inc. 오리건주의 유진시에 소재)을 이용하여 총 RNA를 정량함으로써 정규화시켰다. GAPDH 발현은 실시간 RT-PCR에 의해, 표적과 동시에, 다중화 혹은 별도로 가동시킴으로써 정량화하였다. 총 RNA는 RiboGreen(상표명) RNA 정량화 시약(Molecular Probes, Inc. 오리건주의 유진시에 소재)을 이용해서 정량화하였다. RIBOGREEN(상표명)에 의한 RNA 정량화 방법은 Jones, L.J., et al.(Analytical Biochemistry, 1998, 265, 368-374)이 교시하고 있다.
이 검정에 있어서, RIBOGREEN(상표명) 작용 시약(10mM Tris-HCl 중에 1:350으로 희석된 RIBOGREEN(상표명)) 시약, 1mM EDTA, pH 7.5) 170㎕를 정제된 세포 RNA 30㎕를 수용하는 96-웰 플레이트에 피펫으로 주입하였다. 상기 플레이트는 485㎚에서의 여기와 530㎚에서의 방출에 대해서 CytoFluor 4000 (PE 어플라이드 바이오시스템즈)에서 판독하였다.
실시예 8
표적 발현의 올리고뉴클레오타이드 억제의 분석
표적 발현의 안티센스 조절은 당업계에 공지된 다양한 방식으로 검정될 수 있다. 예를 들어, 표적 mRNA 수준은 예컨대, 노던 블롯 분석, 경쟁적 중합효소 연쇄 반응(PCR) 또는 실시간 PCR에 의해 정량될 수있다. 실시간 정량적 PCR은 현재 바람직하다. RNA 분석은 총 세포 RNA 혹은 폴리(A)+ mRNA에 대해서 수행될 수 있다. 본 개시 내용의 RNA 분석 방법의 하나는 본 명세서의 다른 실시예에 기재된 바와 같은 총 세포 RNA의 사용이다. RNA 단리 방법들도 당업계에 공지되어 있다. 노던 블롯 분석은 또한 당업계에서 있어서 관행적인 것이다. 실시간 정량(PCR)은 제조사의 지시에 따라서 이용되며 또한 캘리포니아주의 포스터 시티에 소재한 PE-어플라이드 바이오시스템즈에서 입수가능한 시판의 ABI PRISM(상표명) 7600, 7700 또는 7900 서열 검출 시스템를 이용해서 편리하게 달성될 수 있다.
표적의 단백질 수준은 당업계에 충분히 공지된 다양한 방식, 예컨대, 면역침강법, 웨스턴 블롯 분석법(면역블로팅), 효소-결합 면역흡착 측정법(enzyme-linked immunosorbent assay: ELISA) 또는 형광-활성화 세포 분류법(fluorescence-activated cell sorting: FACS)으로 정량화될 수 있다. 표적에 지향된 항체는 항체의 MSRS 카탈로그(Aerie Corporation, 미시건주의 버밍험시에 소재) 등과 같은 다양한 공급원으로부터 얻어지고 동정될 수 있거나, 또는 당업계에 충분히 공지된 종래의 단클론성 또는 다클론성 항체 생성법을 통해서 제조될 수 있다. 다클론성 항혈청의 제조방법은, 예를 들어, 문헌[Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Volume 2, pp. 11.12.1-11.12.9, John Wiley & Sons, Inc., 1997]에 교시되어 있다. 단클론성 항체의 제조는, 예를 들어, 문헌[Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Volume 2, pp. 11.4.1-11.11.5, John Wiley & Sons, Inc., 1997]에 교시되어 있다.
면역침강법은 당업계에서의 표준이고, 또한, 예를 들어, 문헌[Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Volume 2, pp. 10.16.1-10.16.11, John Wiley & Sons, Inc., 1998]에서 발견될 수 있다. 웨스턴 블롯(면역블롯) 분석법은 당업계에서의 표준이고, 또한, 예를 들어, 문헌[Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Volume 2, pp. 10.8.1-10.8.21, John Wiley & Sons, Inc., 1997]에서 발견될 수 있다. 효소-결합 면역흡착 측정법(ELISA)은 당업계에서의 표준이고, 또한, 예를 들어, 문헌[Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Volume 2, pp. 11.2.1-11.2.22, John Wiley & Sons, Inc., 1991]에서 발견될 수 있다.
실시예 9
표적 억제제의 사용을 위한 표현형 검정 및 생체내 연구의 설계
표현형 검정
일단 표적 억제제가 본 명세서에 개시된 방법에 의해 동정되면, 올리고머 화합물은 하나 이상의 표현형 검정에서 더욱 조사되며, 이 검정은 각각 특정 질환 상태 혹은 병태의 치료에서의 효능을 예측하는 측정가능한 종말점을 지닌다.
표현형 검정, 키트 및 그들의 이용을 위한 시약은 당업자에게 충분히 공지되어 있고, 본 명세서에서는 질환 및 건강의 표적의 역할 및/또는 연관을 조사하는데 이용된다. 수개의 상업적 제조사 중 임의의 하나로부터 구입될 수 있는 대표적인 표현형 검정은 세포 생활력, 세포독성, 증식 혹은 세포 생존율을 측정하기 위한 것들(Molecular Probes, 오레곤주의 유진시에 소재; PerkinElmer, 매사추세츠주의 보스턴시에 소재), 효소 검정을 포함하는 효소단백질-기반 검정(Panvera, LLC, 위스콘신주이 매디슨시에 소재; BD Biosciences, 뉴저지주의 프랭클린 레이크스시에 소재; Oncogene Research 생성물s, 캘리포니아주의 샌디에이고시에 소재), 세포 조절, 신호 전도, 감염, 산화적 처리 및 세포자멸사(Assay Designs Inc., 미시건주의 앤아버시에 소재), 트라이글라이세라이드 축적(Sigma-Aldrich, 미조리주의 세인트루이스시에 소재), 혈관신생 검정, 관형성 검정, 사이토카인 및 호르몬 검정 및 대사 검정(Chemicon International Inc., Temecula, CA; Amersham Biosciences, 뉴저지주의 피스카타웨이시에 소재)을 포함한다.
하나의 비제한적인 예에서, 특정 표현형 검정에 적합하도록 결정된 세포(즉, 유방암 연구를 위해 선택된 MCF-7 세포; 비만증 연구)를, 전술한 방법에 의해 결정된 최적 농도에서 대조 화합물뿐만 아니라 시험관내 연구로부터 동정된 표적 억제제로 처치하였다. 처치 기간의 말기에, 처치된 세포와 처치되지 않은 세포는 표현형 결과 및 종말점을 결정하기 위하여 상기 검정에 특이적인 하나 이상의 방법에 의해 분석되었다.
표현형 종말점은 단백질, 지질, 핵산, 호르몬, 당류 및 금속 등과 같은 세포 성분의 수준의 변화뿐만 아니라 시간 경과에 따른 세포 형태 혹은 처치 용량의 변화를 포함한다. pH, 세포 주기의 단계, 세포에 의한 생물학적 표지자의 흡수 혹은 배출을 포함하는 세포 연구의 측정은 또한 대상 종말점이다.
처치 후의 세포의 유전자들 중 하나 이상의 발현의 측정은 또한 표적 억제제의 효능 혹은 역가의 표지자로서 이용되거나, 특정 질환 상태, 병태 혹은 표현형과 연관되는 것으로 의심되는 이들 유전자는 처치된 세포와 처치되지 않은 세포 모두에서 측정된다.
생체내 연구
본 명세서에 기재된 생체내 연구의 개별적인 대상체는 인간을 포함하는 온혈 척추 동물이다.
실시예 10
RNA 단리
폴리 (A)+ mRNA 단리
폴리(A)+ mRNA는 Miura et al., (Clin. Chem., 1996, 42, 1758-1764)에 따라서 단리하였다. 다른 폴리(A)+ mRNA 단리방법은 당업계에서 통상적이다. 간단히 요약하면, 96-웰 플레이트 상에서 성장된 세포에 대해서, 성장 배지는 세포로부터 분리하고 각 웰을 냉 PBS 200㎕로 세척하였다. 용해 완충액(10mM Tris-HCl, pH 7.6, 1mM EDTA, 0.5M NaCl, 0.5% NP-40, 20mM 바나딜-리보뉴클레오사이드 복합체) 60㎕를 각 웰에 가하고, 상기 플레이트를 온화하게 교반하고 나서, 실온에서 5분간 인큐베이팅하였다. 용해물 55㎕를 올리고(Oligo) d(T) 피복된 96-웰 플레이트(AGCT Inc., 캘리포니아주의 얼바인시에 소재)로 옮겼다. 플레이트를 실온에서 60분간 인큐베이팅하고, 세정 완충액(10mM Tris-HCl pH 7.6, 1mM EDTA, 0.3 M NaCl) 200㎕로 세척하였다. 최종 세척 후, 플레이트를 종이 타월 상에 닦아내어 과잉의 세정 완충액을 제거하고 나서, 5분간 공기 건조시켰다. 70℃로 예열된 용출 완충액(5mM Tris-HCl pH 7.6) 60㎕를 각 웰에 가하고, 이 플레이트를 90℃ 핫플레이트 사에서 5분간 인큐베이팅하고 나서, 용출액을 신선한 96-웰 플레이트로 옮겼다.
100㎜ 또는 다른 표준 플레이트 상에서 성장된 세포는 적절한 용적의 모든 용액을 이용해서 마찬가지로 처리할 수 있다.
Total RNA 단리
총 RNA는 Qiagen Inc.(캘리포니아주의 발렌시아시에 소재)로부터 구입한 완충액 및 RNEASY 96(상표명) 키트를 이용해서 제조사의 권장 절차에 따라서 단리하였다. 간략히 요약하면, 96-웰 플레이트 상에서 성장된 세포에 대해서, 성장 배지를 세포로부터 제거하고, 각 웰을 냉 PBS 200㎕로 세척하였다. 완충액 RLT 150㎕를 각 웰에 가하고, 플레이트를 격력하게 20초 교반하였다. 이어서 각 웰에 70% 에탄올 150㎕를 가하고, 내용물을 3회 상하로 피펫팅하여 혼합하였다. 이어서 샘플을, 폐기물 회수 트레이가 장착되고 진공 공급원에 부착된 QIAVAC(상표명) 매니폴드에 부착된 RNEASY 96(상표명)웰 플레이트에 옮겼다. 진공을 1분간 가하였다. 완충액 RW1 500㎕를 RNEASY 96(상표명) 플레이트의 각 웰에 가하고, 15분간 인큐베이팅하고 나서, 진공을 1분간 재차 가하였다. 추가의 500㎕의 완충액 RW1을 RNEASY 96(상표명) 플레이트의 각 웰에 가하고, 진공을 2분간 가하였다. 완충액 RPE 1㎖를 RNEASY 96(상표명) 플레이트의 각 웰에 가하고, 진공을 90초간 가하였다. 완충액 RPE 세척을 이어서 반복하고 진공을 추가로 30분간 가하였다. 플레이트를 이어서 QIAVAC(상표명) 매니폴드로부터 제거하고 종이 타월로 건조상태로 닦아내었다. 플레이트를 이어서 1.2㎖ 회수관을 수용하는 수집관 랙이 장착된 QIAVAC(상표명) 매니폴드에 재부착하였다. 그 후, 각 웰에 RNAse 무첨가 수 140㎕를 피펫팅하여 RNA를 용출시키고, 1분간 인큐베이팅한 후, 3분간 진공을 가하였다.
반복적인 피펫팅 및 용출 단계는 QIAGEN Bio-Robot 9604(Qiagen, Inc., 캘리포니아주의 발렌시아시에 소재)를 이용해서 자동화시킬 수 있다. 본질적으로, 배양 플레이트 상에 세포를 용해시킨 후, 해당 플레이트를 로봇 데크로 옮기고, 여기서 피펫팅, DNase 처리 및 용출 단계를 수행하였다.
실시예 11
표적-특이적 프라이머 및 프로브
공개된 서열 정보를 이용해서 표적 서열에 혼성화시키도록 프로브 및 프라이머를 설계할 수 있다.
예를 들어, 인간 PTEN에 대해서, 이하의 프라이머-프로브 세트를 공개된 서열 정보(GENBANK(상표명) 수탁 번호 U92436.1, 서열번호 1)를 이용해서 설계하였다.
정방향 프라이머: AATGGCTAAGTGAAGATGACAATCAT (서열번호 2)
역방향 프라이머: TGCACATATCATTACACCAGTTCGT (서열번호 3)
PCR 프로브에 대해서:
FAM-TTGCAGCAATTCACTGTAAAGCTGGAAAGG-TAMRA (서열번호 4), 여기서 FAM은 형광염료이고, TAMRA는 퀀쳐 염료이다.
실시예 12
표적 단백질 수준의 웨스턴 블롯 분석법
웨스턴 블롯 분석(면역블롯 분석)을 표준 방법을 이용해서 수행하였다. 세포를 올리고뉴클레오타이드 처리 이래로 16 내지 20시간 후에 수확하고, 일단 PBS로 세척 후, Laemmli 완충액(100㎕/웰)에 현탁시키고, 5분간 끓인 후 16% SDS-PAGE 겔 상에 장입시켰다. 겔을 150V에서 1.5시간 동안 작용시키고, 웨스턴 블로팅을 위하여 막으로 옮겼다. 표적에 대해 지향된 적절한 1차 항체를, 해당 1차 항체 종에 대해서 지향된 방사능표지 혹은 형광 표지된 2차 항체와 함께 이용하였다. PHOSPHORIMAGERT(상표명)(Molecular Dynamics, 캘리포니아주의 서니베일시에 소재)를 이용해서 밴드를 가시화시켰다.
실시예 13
화합물 5의 제조
Figure 112012097943010-pct00080
화합물 1은 미국 특허 제5,969,116호 공보에 공개된 절차에 따라서 제조하였다.
실시예 14
화합물 9의 제조
Figure 112012097943010-pct00081
a) 화합물 7의 제조
시판의 1,2;5,6-다이-O-아이소프로필리덴-α-D-알로푸라노스, 화합물 6(135g, 519.0 m㏖) 및 2-(브로모메틸)-나프탈렌(126g, 570.0 m㏖)을 3구 플라스크(500㎖) 내의 DMF(500㎖)에 용해시키고 이 반응물을 빙욕에서 냉각시켰다. 이 반응물에 수소화나트륨(60% w/w, 29g, 727.0 m㏖)을 주의해서 가하고(매 10분마다 6 g씩), 첨가가 완성된 후에 더욱 60분간 교반을 계속하였다. 이 때 TLC 분석 결과, 당(화합물 6)은 더 이상 보이지 않았다. 반응물을 분쇄된 얼음(ca. 500 g) 상에 주의해서 붓고, 얻어진 슬러리를 얼음이 모두 녹을 때까지 격렬하게 교반하였다. 얻어진 회백색 고체를 여과에 의해 수집하고 물에 현탁시켰다. 이 현탁액을 30분간 기계적 교반기를 이용해서 격렬하게 교반하고, 그 후 고체를 여과에 의해 수집하여 헥산에 현탁시켰다. 이 현탁액을 30분간 격렬하게 교반한 후 고체를 여과에 의해 수집하여 4 내지 6시간 공기 건조시킨 후 P2O5 위에서 고진공 하에 16시간 건조시켜 화합물 7(206.0g, 99%)을 회백색 고체로서 수득하였다. 1H NMR (300 ㎒, CDCl3) δ: 7.85 (m, 4H), 7.48 (m, 3H), 5.74 (s, 1H), 4.92 (d, 1H, J = 11.7), 4.75 (d, 1H, J = 11.6), 4.58 (m, 1H), 4.36 (m, 1H), 4.15 (m, 1H), 4.03-3.86 (m, 3H), 1.61 (s, 3H), 1.36 (s, 9H).
b) 화합물 8의 제조
화합물 7(200.0g, 0.5 ㏖)을 아세트산(2.2ℓ)과 물(740㎖)의 용액에 조금씩 가하였다. 이 반응물을 실온에서 16시간 교반한 후, TLC 분석(30% EtOAc/헥산류) 결과, 화합물 7의 완전한 소비를 나타내었다. 이어서, 이 반응물을 아세트산의 대부분이 제거될 때까지 감압 하에 농축시켰다. 남은 용액을 EtOAc(1ℓ)와 물(1ℓ)의 교반 혼합물에 부었다. 이어서, 고체 KOH를 수층이 강염기성(pH>12)으로 될 때까지 상기 혼합물에 가하였다. 유기층을 이어서 분리해내고 포화중탄산나트륨 용액 및 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4), 여과 및 감압 하 농축을 실시하여 화합물 8을 황색 발포체로서 수득하였고, 이것은 어떠한 추가의 정제 없이도 이용되었다.
c) 화합물 9의 제조
NaIO4(107.0 g)의 물(3ℓ)의 용액을 화합물 8의 다이옥산(1.5ℓ)의 교반(기계식 교반기) 용액에 40분에 걸쳐서 가하였다. 60분 후, 이 반응 혼합물을 EtOAc(1.5ℓ)에 붓고, 유기층을 분리해내서, 물(1ℓ) 및 염수(1ℓ)로 세척하고 농축시켜 화합물 9를 황색 오일로서 수득하였으며, 이것은 어떠한 추가의 정제 없이도 이용되었다.
실시예 15
화합물 14의 제조
Figure 112012097943010-pct00082
화합물 9는 실시예 14에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 16
화합물 17의 제조
Figure 112012097943010-pct00083
a) 화합물 15의 제조
화합물 1은 미국 특허 제5,969,116호에 공개된 절차에 따라서 제조하였다. 염화벤조일(5.6㎖, 48.5 m㏖)을 뉴클레오사이드 화합물 1(25g, 40.5 m㏖)의 피리딘(100㎖) 용액에 가하였다. 실온에서 3시간 교반 후, 이 반응물에 추가의 염화벤조일(2.5㎖)을 가하였다. 추가로 60분 후, 이 반응물을 물로 반응중지(quenched)시키고 나서, 아세트산 에틸과 물 간에 분액하였다. 유기층을 더욱 물, 염수로 세척 후, 건조(황산나트륨) 및 농축시켜, 조질의(crude) 벤조일 보호된 뉴클레오사이드를 수득하였고, 이것은 어떠한 추가의 정제 없이도 이용되었다.
위에서의 조질의 뉴클레오사이드 및 트라이에틸실란(12㎖)의 다이클로로메탄 용액에 트라이플루오로아세트산(5㎖)을 가하였다. 2시간 후, 이 반응물에 추가의 트라이플루오로아세트산(5㎖) 및 트라이에틸실란(5㎖)을 가하고, 반응물이 초기의 갈색을 띤 오렌지색으로부터 담황색으로 변하는 추가의 4시간 동안 교반을 계속하였다. 용매를 회전 증발기 상에서 제거하고, 잔류물을 아세트산 에틸에 용해시키고, 유기층을 주의해서 물, 중탄산나트륨, 염수로 세척하고 건조(황산나트륨) 및 농축시켰다. 얻어진 백색 고체를 헥산류에 현탁시키고, 여과에 의해 수집하여 더욱 추가의 헥산류로 세척하여 뉴클레오사이드 화합물 15(14.9g, 2단계에 걸쳐서 87%)를 수득하였다.
b) 화합물 16의 제조
다이사이클로헥실카보다이이미드(1.5g, 7.2 m㏖)를 화합물 15(2.0g, 4.8 m㏖) 및 피리디늄 트라이플루오로아세테이트(0.92g, 4.8 m㏖)의 다이메틸설폭사이드(48㎖) 용액에 가하고, 이 반응 혼합물을 실온에서 6시간 교반하였다. 별도의 플라스크에, 칼슘 tert-뷰톡사이드(THF 중 1M 용액 10㎖)의 용액을 테트라에틸메틸렌di포스페이트(2.4㎖, 9.6 m㏖)의 THF(20㎖) 용액에 가하였다. 실온에서 10분 후, 이 플라스크를 빙욕에서 냉각시키고, DMSO 용액을 캐뉼러를 통해 가하였다. 실온에서 2시간 교반 후, 이 반응물을 아세트산 에틸로 희석하고, 유기층을 물, 염수로 세척 후, 건조(황산나트륨) 및 농축시켰다. 칼럼 크로마토그래피(실리카 겔, 다이클로로메탄 중 20 내지 40% 아세톤을 이용한 용리)에 의한 정제에 의해 비닐 뉴클레오사이드 화합물 16(1.25g, 47%)을 수득하였다.
c) 화합물 16a의 제조
비닐 뉴클레오사이드 화합물 16(110㎎, 0.2 m㏖) 및 7N 암모니아의 메탄올(2㎖) 용액을 실온에서 6시간 숙성시키고, 용매를 회전 증발기 상에서 제거하였다. 크로마토그래피(실리카 겔, 다이클로로메탄 중 70 내지 90% 아세톤을 이용한 용리)에 의한 정제에 의해 화합물 16a(84㎎, 95%)을 수득하였다.
d) 화합물 17의 제조
(2-사이아노에톡시)-테트라아이소프로필포스포르다이아미다이드(0.084㎖, 0.28 m㏖)를, 화합물 16a(84㎎, 0.19 m㏖), 테트라졸(12㎎, 0.15 m㏖) 및 N-메틸이미다졸(1 점적)의 다이메틸포름아마이드(1㎖) 용액에 가하였다. 실온에서 3시간 교반 후, 이 반응물을 아세트산 에틸로 희석시키고, 유기층을 염수(2×)로 세척하고, 건조(황산나트륨) 및 농축을 행하였다. 칼럼 크로마토그래피(실리카 겔, 다이클로로메탄 중 2 내지 4% 메탄올을 이용한 용리)에 의한 정제에 의해 아미다이드 화합물 17(113㎎, 90%)을 수득하였다.
실시예 17
화합물 19 및 19a의 제조
Figure 112012097943010-pct00084
화합물 15는 실시예 16에 예시된 절차에 따라 제조하였다. 화합물 18 및 18a는 크로마토그래피에 의해 분리하였다. 화합물 19 및 19a의 구조는 스펙트럼 분석에 의해 확인하였다.
실시예 18
화합물 20의 제조
Figure 112012097943010-pct00085
화합물 8은 실시예 14에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 19
화합물 24의 제조
Figure 112012097943010-pct00086
화합물 20은 실시예 18에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 20
화합물 27의 제조
Figure 112012097943010-pct00087
화합물 15는 실시예 16에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 21
화합물 30의 제조
Figure 112012097943010-pct00088
화합물 20는 실시예 18에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 22
화합물 32의 제조
Figure 112012097943010-pct00089
화합물 28은 실시예 21에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 23
화합물 36, 37 및 38의 제조
Figure 112012097943010-pct00090
화합물 23a는 실시예 19에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 24
화합물 42, 43 및 44의 제조
Figure 112012097943010-pct00091
화합물 26은 실시예 20에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 25
화합물 14 및 47의 제조를 위한 대안적인 방법
Figure 112012097943010-pct00092
화합물 15는 실시예 16에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 26
화합물 50의 제조
Figure 112012097943010-pct00093
화합물 15는 실시예 16에 예시된 절차에 따라 제조하였다. 화합물 50의 스펙트럼 분석은 해당 구조와 일치하였다.
실시예 27
화합물 62의 제조
Figure 112012097943010-pct00094
a) 화합물 52의 제조(다이아세톤 글루코스의 알킬화)
출발 물질인 화합물 51은 시판품이고, 이는 또한 문헌[Moffatt et al, J. Org. Chem ., 1979, 44, 1301]의 절차에 따라 제조될 수도 있다.
NaH(광유 중 60%, 49.2g, 1.6 당량)를 질소로 씻어낸 2ℓ 둥근 바닥 플라스크에 가하고, NaH를 헥산류(2×1.0ℓ)로 세척하여 광유를 제거하였다. 헥산류를 기울여 따라낸 후, DMF(700㎖)를 가하고 이 혼합물을 빙욕에서 냉각시켰다. 다이아세톤 글루코스, 화합물 51(200g, 0.77 ㏖)를 이어서 30분에 걸쳐서 가하였다. 빙욕을 제거하고, 이 혼합물을 실온에서 1시간 교반하였다. 그 후, 이 반응물을 빙욕에서 제2시간 동안 냉각시키고, DMF(100㎖) 중 1-브로모메틸나프틸렌(187g, 1.1 equiv)을 30분에 걸쳐서 적가하였다. 첨가 완료 후, 얼음이 녹게 하면서 빙욕을 밤 동안 교반함으로서, 반응을 실온까지 진행시켰다. 16시간 후, 반응이 완결되었고, 이는 TLC(Rf = 0.45, 20% EtOAc/헥산류, 그리고 아니스알데하이드 분사 시약으로 처리 후 탄화시킴으로써 가시화됨)에 의해 판정하였다. 이어서, 혼합물을 빙수(1.5ℓ)에 붓고 이를 빙욕에 놓았다. 수층을 EtOAc(250㎖×2)로 추출하고 나서 계속해서 포화 NaHCO3(1ℓ), 염수(1ℓ)로 세척하고, 유기층을 감압 하에 증발시켜 흑갈색 오일을 얻었다. 이 오일을 최소량의 DCM에 용해시키고, 100% 헥산류(3.0ℓ)로 용리시키는 실리카 겔의 플러그를 통과시켜, 소량의 상부 불순물을 제거하고 나서, 20% EtOAc/헥산류로 용리시켜 주된 부분을 회수하였다. 용매의 농축에 의해 알킬화된 생성물(269g, 87%)을 갈색 오일로서 수득하였고, 이는 추가의 정제 없이 이용되었다.
아이소프로필리딘의 선택적 분리
위에서 얻어진 조질의 오일(69g, 0.67 ㏖)을 아세트산(2.2ℓ) 및 물(900㎖)에 용해시켰다. 이 반응을 실온에서 16시간 진행시켰다. 이 반응물에 TLC(20% EtOAc/헥산류)를 실시하였다. 반응 완결 후, 대부분의 아세트산을 감압 하에 증발시키고 나서, 나머지 용액을 EtOAc (1ℓ)/NaHCO3 (1ℓ, 포화수용액)의 교반 혼합물에 소량씩 이어서 NaHCO3(s)에 가스 방출이 없어질 때까지 지속하였다. 유기층을 물(1ℓ×2), 염수(1ℓ)로 세척하고, Na2SO4를 이용해서 건조시킨 후, 여과 및 감압 하 농축시켜, 조질의 황색 오일을 얻었다. 이 오일을 이어서 최소량의 DCM에 용해시키고, 20% EtOAc/헥산류(3.0ℓ)로 용리시키는 실리카 겔의 플러그를 통과시켜, 상부 불순물을 제거하고 나서, 80% EtOAc/헥산류로 용리시켜 주된 화합물을 회수하였다. 용매의 증발에 의해 조질의 생성물(201g, 82%)을 담황색 오일로서 수득하였다. TLC(Rf = 0.22, 20% EtOAc/헥산류).
1차 하이드록시기의 선택적 실릴화
조질의 화합물(105g, 0.293 ㏖)을 무수 DMF(1ℓ)에 용해시키고 나서 이미다졸(39.9g, 0.58 ㏖)을 가하였다. 얻어진 황색 용액을 질소 하에 교반하면서 빙욕에서 0℃까지 냉각시켰다. 최소량의 DMF에 용해시킨 tert-뷰틸다이메틸실릴 클로라이드(TBDMSCl, 48.5㎖, 0.322 ㏖)를 40분의 기간에 걸쳐서 적가하였다. 첨가 완료 시 초기에 0℃의 빙욕을 실온까지 가게 두고, 추가로 16시간 계속해서 교반하였다. 반응은 이 때 완결되었고, 이것은 TLC(Rf = 0.56, 20% EtOAc/헥산류)에 의해 판정하였다. 이어서 MeOH(50㎖)의 첨가에 의해 반응을 중지시켰다. 그 후, 물(1ℓ) 및 EtOAc(500㎖)를 가하고, 유기물을 포화 NaHCO3(1ℓ) 및 염수(1ℓ)로 세척하고나서 건조(Na2SO4), 여과 후 용매를 감압 하에 제거시켜 화합물 52(139.0g)를 황색 오일로서 수득하였다.
1H NMR (300 ㎒, CDCl3 + 2% D2O): δ 7.7 및 7.4 (m, 7H, Nap), 5.86 (d, 1H, J = 3.6 Hz), 4.7 (m, 2H), 4.54 (d, 1H, J = 5.7 Hz), 4.08 (s, 2H), 3.9-4.0 (m, 1H), 3.7-3.8 (m, 2H), 1.39 (s, 1H, CH3), 1.24 (s, 1H, CH3), 0.82 (s, 9H, tBu), 0.02 (s, 6H, SiMe2).
13C NMR (75 ㎒, CDCl3 + 2% D2O): δ 135.1, 133.3, 133.1, 128.3, 128.0, 127.7, 126.6, 126.2, 126.0, 125.7, 111.7, 105.2, 82.6, 81.9, 79.6, 72.6, 68.6, 64.5, 26.7, 26.3, 25.9, 18.3, -5.4. LCMS(방법 CN1), 체류 시간 = 1.8분, m/z = 497.1 (M+Na), 순도 >98%.
b) 화합물 53의 제조
염화옥살릴(12.2㎖, 145 m㏖) 및 CH2Cl2(280㎖)을, 2개의 추가 깔때기가장착된 2ℓ 둥근 바닥 플라스크에 가하였다. 하나의 추가 깔때기에는 CH2Cl2(30㎖) 중 DMSO(20.5㎖, 289 m㏖)가 수용된 한편, 다른 쪽 깔때기에는 CH2Cl2(380㎖)에 용해된 화합물 52(45.75g, 96.4 m㏖)가 수용되었다. 이 둥근 바닥을 질소하에 8℃까지 냉각시키고, 15분에 걸쳐서 DMSO 용액을 적가하였다. 추가로 50분 교반 후, 화합물 52의 용액을 15분에 걸쳐서 적가하였다. 추가로 30분 교반 후, Et3N(60㎖, 434 m㏖)을 10분에 걸쳐서 가하고, 이 반응은 실온에서 30분간 진행시켰다. 이어서 반응은 NH4Cl(포화, 150㎖)로 반응중지시키고, 유기층을 계속해서 10% 시트르산(1ℓ), 중탄산나트륨(포화, 1ℓ) 및 염수(1ℓ)로 세척하였다. 유기층을 이어서 Na2SO4 상에서 건조시키고 나서, 농축시키고, 실리카 겔(20% EtOAc/헥산류)을 통해 여과시켜 조질의 케톤(42.4g, 93%)을 수득하였으며, 이것은 추가의 정제없이 다음 단계에서 그대로 이용되었다. TLC, (Rf = 0.55, 20% EtOAc/헥산류). LCMS (방법 CN1), 체류 시간 = 2.1분, m/z = 473.1 (M+H), 495.1 (M+Na), 967.3 (2M+Na).
THF(125㎖) 중 1.0M 비닐 마그네슘 브로마이드를 수용하는 추가의 깔때기가 장착된 1ℓ 둥근 바닥 플라스크에 THF(240㎖) 중의 조질의 케톤(39g, 82.5m㏖)을 가하였다. 이 플라스크를 빙욕에서 냉각시키고, 그리냐르 시약(Grignard reagent)을 이어서 10분에 걸쳐서 적가하였다. 그 후, 반응은 실온에서 1.5시간 진행시키고, NH4Cl(포화, 150㎖)에 의해 반응중지시켰다. Et2O(400㎖)를 가하고, 유기층을 염수(1ℓ)로 세척하였다. 유기층을 이어서 실리카 겔(필요에 따라 Et2O로 용리)의 플러그를 통과시킨 후 농축시켜, 화합물 53의 정량적 수득량을 약 90%의 순도로 얻었고,이것은 다음 단계에서 그대로 이용되었다. TLC, (Rf = 0.55, 20% EtOAc/헥산류).
1H NMR (300 ㎒, CDCl3): δ 7.79-7.90 및 7.47-7.56 (m, 7H, Nap), 6.11 (dd, 1H, J = 16.2, 9.6 Hz, =CH-), 6.08 (d, 1H, J = 3.9 Hz, H-1), 5.49 (dd, 1H, J = 17.4, 1.5 Hz, =CH2); 5.22 (dd, 1H, J = 12.3, 1.5 Hz, =CH2), 4.91 및 4.72 (ABq, 2H, CH2), 4.71 (d, 1H, J = 4.2 Hz, H-2), 4.38 (d, 1H, J = 3.0 Hz, H-4), 4.24 (d, 1H, J = 2.7 Hz, H-3), 3.92 (s, 1H, OH), 3.63 (d, 1H, J = 9.6 Hz, 6a), 3.47 (d, 1H, J = 9.6 Hz, 6b), 1.53 (s, 3H, CH3), 1.38 (s, 3H, CH3), 0.86 (s, 9H, C(CH3)3), -0.0 (s, 3H, SiMe), -0.08 (s, 3H, SiMe). 1H NMR은 문헌[Tetrahedron Lett., 1993, 1653]에 보고된 OBn 유도체와 밀접하게 일치하였다.
LCMS(방법 DR1), m/z = 501.1 (M+H), 523.2 (M+Na).
c) 화합물 54의 제조(TBS 및 아이소프로필리딘의 가수분해)
거의 순수한 화합물 53(41.3g, 82.5 m㏖) 및 암버라이트(Amberlite)(IR-120 H+ 강산성 이온교환수지, 80g)에 1,4-다이옥산(275㎖) 및 H2O(230㎖)을 가하였다. 이것을 90에서 36시간 가열하고나서, 셀라이트를 통해서 고온여과시키고 증발시켜 건조시켰다. 얻어진 조질의 고체를 이어서 P2O5 상에서 50℃에서 12시간 건조시켰다.
가수분해된 물질의 아세틸화
위에서 얻어진 조질의 백색 고체를 피리딘(290㎖)으로 처리하고 Ac2O(78㎖, 10 equiv)를 적가하고 나서 DMAP(120㎎)를 가하였다. 이 반응은 실온에서 16시간 진행시키고 나서 용매를 증발시키고 톨루엔(3×100㎖)으로 공증발시켰다. 주 생성물에 실리카 겔 크로마토그래피(25% EtOAc/헥산류 내지 35%EtOAc/헥산류)를 시행하여 조질의 테트라아세테이트인 화합물 54(31.4g, 74%)를 투명한 백색 발포체로서 수득하였다. TLC (Rf = 0.27, 40% EtOAc/헥산류).
1H NMR (300 ㎒, CDCl3): δ 7.83-7.79, 7.68, 7.5-7.4, 7.35 및 7.32 (m, 7H, Nap), 5.95-5.87 (m, 3H, CH=CH 및 H1), 5.63 (dd, 1H, J = 8.7, 3.3 Hz, =CH), 5.46 (d, 1H, J = 9.9 Hz, H4), 5.25 (dd, 1H, J = 9.3, 8.4 Hz, H2), 4.76 (s, 2H, CH2Nap), 4.14 및 3.71 (d, J = 12.4 Hz, H6), 3.79 (dd, 1H, J = 9.8, 9.8 Hz, H3), 2.10 (s, 6H, Ac x 2), 1.95 (s, 3H, Ac), 1.90 (s, 3H, Ac). 13C NMR (75 ㎒, CDCl3 + 2% D2O): δ170.7, 169.5, 169.1, 169.0, 135.2, 133.2, 133.0, 129.8, 128.3, 127.9, 127.7, 126.3 (2C), 126.1, 125.5, 122.03, 88.9, 78.5, 78.1, 74.6, 72.6, 69.5, 65.2, 20.9 (3C), 20.8.
LCMS (방법 CN1), 체류 시간 = 1.47분, m/z = 537.1 (M+Na), 순도 = 99%.
주: 화합물 54는 문헌[Tetrahedron Lett., 1993, 1653 and Tetrahedron, 2004, 6813]에 보고된 절차의 약간 변경된 버전에 의해 화합물 51로부터 제조하였다.
d) 화합물 55 (보브루겐 커플링(Vorbrugen Coupling) 및 탈아세틸화)의 제조
N,O-비스(트라이메틸실릴)아세트아마이드(BSA, 54.7㎖, 224 m㏖)를 유라실(10.2g, 90.7 m㏖) 및 건조 화합물 54(31.1g, 60.4 m㏖)의 건조 아세토나이트릴(300㎖)의 교반된 현탁액에 가하였다. 실온에서 30분 교반 후, 투명한 용액이 관찰되었고, 이 반응물을 질소 하에 0℃까지 냉각시켰다. 트라이메틸실리플루오로메탄설포네이트(TMSOTf, 21.9㎖, 121 m㏖)를 가하고, 이 반응물을 실온에서 15분간 교반 후, 80℃에서 예열된 오일 욕으로 옮겼다. 80℃에서 4시간 동안 교반 후, 이 반응물을 실온까지 냉각시키고, MeOH(20㎖), EtOAc(250㎖) 및 H2O(400㎖)를 가하였다. 유기상을 이어서 순차로 포화 NaHCO3, 염수로 세척하고, 건조(Na2SO4) 및 농축시켜 조질의 트라이아세테이트를 수득하였다. TLC (Rf = 0.60, 80% EtOAc/헥산류). LCMS (방법 DRHI), m/z = 567.1 (M+H).
상기 조질의 뉴클레오사이드를 50℃에서 7N MeOH/NH3(300㎖)로 처리하고 나서 건조 상태로 증발시켰다. 주 생성물을 실리카 겔 크로마토그래피(2% MeOH/CH2Cl2 내지 6% MeOH/CH2Cl2)에 의해 정제시켜 트라이올 화합물 55(17.75g, 67%)을 백색 고체로서 수득하였다. TLC (Rf = 0.25, 8% MeOH/CH2Cl2).
1H NMR (300 ㎒, DMSO-d 6 /2% D2O): δ 7.9-7.8 (m, 5H, Nap 및 H6), 7.62, 7.59, 및 7.53-7.46 (m, 3H, Nap), 6.07 (dd, 1H, J = 11.9, 17.3 Hz, C=CH), 5.68 (d, 1H, J = 3.0 Hz, H5), 5.66 (s, 1H, H1'), 5.45-5.39 (m, 2H, C=CH2), 4.99 (s, 2H, CH2ONap), 3.93 (d, 1H, J = 9.6 Hz, H4'), 3.67 (dd, 1H, J = 8.9, 8.9 Hz, H2'), 3.43 (dd, 1H, J = 9.6, 12.0 Hz, H3'), 3.16 및 3.42 (d, 2H, J = 8.9 Hz, 6'-CH2).
13C NMR (75 ㎒, DMSO-d 6 /2% D2O): δ162.8 (C4), 150.6 (C2), 141.4 (C6), 136.8 (quat), 132.6 (quat), 132.5 (=CH-), 132.0 (quat), 127.3, 127.2, 127.1, 125.8, 125.7, 125.3,* 117.9 (=CH2), 101.6 (C5), 82.3 (C3'), 81.3 (C5'), 77.8 (C1'), 73.5 (CH2ONap), 71.1 (C2'), 68.4 (C4'), 64.8 (6'-CH2). 주: *127.3과 125.3 사이에 다른 것과 중첩되는 하나의 추가의 탄소가 존재한다.
LCMS (방법 G1), 체류 시간 = 2.09분, m/z = 463.1 (M+Na), 순도 > 99%.
e) 화합물 56의 제조(벤질리덴 형성)
트라이올 화합물 55(16.1g, 36.5 m㏖)의 건조 DMF(180㎖)의 교잔 혼합물에 캄포설폰산(CSA, 850㎎)에 이어서 벤즈알데하이드 다이메틸아세탈(BDMA, 22㎖, 146 m㏖)을 가하였다. 이것을 50℃에서 교반하고, 2시간 후, 추가의 CSA(600㎎) 및 BDMA(6㎖)를 가하였다. 추가의 2시간 후, 이 반응 혼합물을 실온까지 냉각시키고 EtOAc(300㎖)와 NaHCO3(포화)/H2O(500㎖, 3:2) 간에 분액하였다. 유기층을 이어서 염수로 2회 세척하고, 수층을 EtOAc의 추가의 부분으로 역추출하였다. 유기층을 합하여 Na2SO4 상에서 건조시키고 증발시켜 조질의 벤질리덴을 수득하였다. 이 조질의 생성물을 실리카 겔 크로마토그래피(2% MeOH/CH2Cl2 내지 5% MeOH/CH2Cl2)에 의해 정제시켜 벤질리덴 화합물 56(18.6g, 96%)을 백색 고체로서 수득하였다. 최종 화합물은 일부 DMF를 함유하였는데 이는 1IH NMR에 의해 판정되었으며, 다음의 단계에 지장을 주지 않았다. TLC (Rf = 0.45, 8% MeOH/CH2Cl2).
1H NMR (300 ㎒, DMSO-d 6 /2% D2O): δ 7.9-7.8 (m, 5H, Nap 및 H6), 7.71-7.78 및 7.51-7.41 (m, 8H, Nap, Ph), 6.32 (dd, 3H, J = 11.1, 18.2 Hz, C=CH), 5.84 (d, 1H, J = 9.3 Hz, H1'), 5.77 (s, 1H, 벤질리덴 CH), 5.72 (d, 1H, J = 7.8 Hz, H5), 5.61-5.56 (m, 2H, C=CH2), 4.96 (s, 2H, CH2ONap), 4.06 (d, 1H, J = 10.5 Hz, H4'), 4.0-3.7 (m, 4H, H2', H3, 및 6'CH2). 13C NMR (75 ㎒, DMSO-d6/2% D2O): δ 162.8 (C4), 150.4 (C2), 140.8 (C6), 136.9 (quat), 136.0 (quat), 134.5 (=CH-), 132.2 (quat), 131.9 (quat), 128.5, 127.7, 127.1, 127.0, 125.7, 125.5, 125.3, 125.2, 125.1*, 118.0 (=CH2), 101.8 (벤질리덴 CH), 101.2 (C5), 80.8 (CH), 78.6 (C1'), 77.9 (CH), 75.5 (6'-CH2), 72.9 (CH2ONap), 71.5 (CH), 70.6 (quat). 단: *128.5와 125.1 사이에 다른 것과 중첩되는 하나의 추가의 탄소가 존재한다.
LCMS (방법 G1), 체류 시간 = 3.70분, m/z = 529.1 (M+H), 551.1 (M+Na), 순도 > 99%.
f) 화합물 57의 제조(다이하이드록실화, 퍼아이오데이트 분리 및 알코올로의 환원)
화합물 5(45g, 85 m㏖)의 95% 아세톤(aq, 350㎖)의 교반 용액에 N-메틸몰핀 옥사이드(48g, 409 m㏖) 및 아이소프로판올 중 2.5% OsO4(70㎎ OsO4)를 가하고,이 반응물을 실온에서 4일간 교반하였다. 그 후, 반응물을 셀라이트 및 실리카 겔을 통해 여과시키고, 아세톤으로 철저히 용리시켰다. 얻어진 조질의 생성물을 칼럼 크로마토그래피(2.5% 내지 5% 메탄올/DCM)에 의해 정제시켜 다이올(19.74g)을 수득하였고, 이는 즉시 THF(175㎖), H2O(175㎖) 및 NaIO4(15g, 70 m㏖)로 처리하였다. 1시간 후, 물과 EtOAc를 가하고, 유기물을 포화 NaHCO3 및 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4), 여과 후, 용매를 감압 하에 제거하여 조질의 알데하이드를 수득하였다. 이 화합물을 0℃에서 1시간 동안 메탄올 중 NaBH4 4당량으로 즉시 처리한 후, 물과 EtOAc를 가하고, 유기물을 10% 시트르산(aq) 및 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4), 여과 후, 용매를 감압 하에 건조시켜, 조질의 알코올을 수득하였다. 이 반응물을 메탄올/DCM로 용리시키는 실리카 겔 크로마토그래피에 의해 정제시켜 화합물 57(전체 수율 40%)을 수득하였다. 1H NMR 및 LCMS는 구조가 일치하였다.
g) 화합물 58의 제조(안하이드로형성)
화합물 57(1,28g, 2.4 m㏖) 및 트라이페닐 포스핀(2.2g, 8.4 m㏖)의 건조 THF(20㎖)의 교반된 0℃ 혼합물에 DIAD(1.6㎖, 8.4 m㏖)를 적가하였다. 실온에서 18시간 교반 후, 물 및 DCM을 가하고, 유기물을 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4), 여과 후, 용매를 감압 하에 제거하여 조질의 2환식 생성물을 수득하였다. 이것을 실리카 겔 크로마토그래피(2% 메탄올/DCM 내지10% 메탄올/DCM)에 의해 정제시켜 순수한 화합물 58(1.11g, 90%)을 수득하였다. 1H NMR 및 LCMS는 구조가 일치하였다.
h) 화합물 59의 제조
화합물 58(1.1g, 2.15 m㏖)을 DMF(15㎖)에 용해시키고 나서 NaH(광유 중 60%, 6.4 m㏖)로 15분간 처리하였다. 이 때, NH4Cl 및 EtOAc를 가하고, 유기층을 물 및 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4) 및 여과 후, 용매를 감압 하에 제거하여 조질의 화합물을 수득하였다. 이것을 실리카 겔 크로마토그래피(3% 메탄올/DCM)에 의해 정제시켜 순수한 화합물 59(866㎎, 79%)를 수득하였다. 1H NMR 및 LCMS는 구조가 일치하였다.
i) 화합물 60의 제조(Nap의 제거)
화합물 59(800㎎, 1.6 m㏖)을 DCM(15㎖)에 용해시키고 물(1.5㎖) 및 DDQ(529㎎, 2.3 m㏖)로 처리하였다. 16시간 동안 교반 후, 물 및 DCM을 가하고,유기물을 포화 NaHCO3 및 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4) 및 여과 후, 용매를 감압 하에 제거하여 조질의 알코올을 수득하였다. 유기물을 DCM으로 여러 번 역추출하였다. 조질의 화합물을 메탄올/DCM(10㎖) 및 실리카 겔(1g)로 공증발시켰다. 건조 후, 이것을 직접 실리카 겔 칼럼에 적용하여, 실리카 겔 크로마토그래피(2% 내지 6% 메탄올/DCM)에 의해 정제시켜 화합물 60(409㎎, 70%)을 수득하였다. 1H NMR 및 LCMS는 구조가 일치하였다.
j) 화합물 61의 제조(바톤-마콤비(Barton-Macombie) 탈산소화)
0℃에서 호합물 60(388㎎, 1.04 m㏖) 및 DMAP(343㎎, 2.8 m㏖)의 CH3CN(14㎖) 중의 교반 혼합물에 페닐클로로티오포르메이트(196㎕, 1.45 m㏖)를 가하였다. 4시간 동안 교반 후, 이 반응 혼합물을 증발시켜 건조시켰다. 톨루엔(13㎖), Bu4SnH(1.65㎖, 6.24 m㏖) 및 AIBN(15㎎)을 90℃에서 4시간 동안 가열하였다. 이어서, 이 반응물을 증발시켜 건조시키고, 실리카 겔 크로마토그래피(1.5% 내지 3% 메탄올/DCM)에 의해 정제시켜 화합물 61(254㎎, 68%)을 수득하였다. 1H NMR 및 LCMS는 구조가 일치하였다.
k) 화합물 62의 제조(벤질리덴의 제거 및 DMT 보호)
화합물 61(230㎎, 0.64 m㏖)의 교반 혼합물을 10% Pd/C(20㎎) 상에서 40 psi에서 10시간 동안 수소첨가하였다. 이 반응물을 여과 및 증발시키고나서 톨루엔으로 공증발시켰다. 감압 하에 16시간 건조 후, 피리딘(3㎖) 및 DMTCl(187㎎, 0.55 m㏖)을 가하였다. 이 반응물을 실온에서 4시간 동안 교반하고, 물 및 EtOAc를 가하고, 유기물을 포화 NaHCO3 및 염수로 세척하고 나서, 건조(Na2SO4) 및 여과 후, 용매를 감압 하 제거시켰다. 얻어진 발포체를 실리카 겔 크로마토그래피(10% 내지 40% 아세톤/CH2Cl2)에 의해 정제시켜 화합물 62(171㎎, 47%)를 수득하였다. 1H NMR 및 LCMS는 구조가 일치하였다.
실시예 28
화합물 65의 제조
Figure 112012097943010-pct00095
화합물 62는 실시예 27에 예시된 절차에 따라 제조하였다.
실시예 29
화합물 69의 제조
Figure 112012097943010-pct00096
화합물 66은 간행된 절차에 따라 제조하였다(WO 2009/100320로서 2009년 8월 13일에 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2009/033373호 참조).
실시예 30
화합물 73의 제조
Figure 112012097943010-pct00097
화합물 70은 공개된 절차(Wang et al ., J. Am . Chem . Soc ., 2000, 122 8595-8602 참조)와 마찬가지로 제조하였다.
실시예 31
화합물 77의 제조
Figure 112012097943010-pct00098
화합물 74는 공개된 절차(WO 2010/036696로서 2010년 4월 11일자로 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2009/058011호 참조)와 마찬가지로 해서 제조하였다.
실시예 32
화합물 81의 제조
Figure 112012097943010-pct00099
화합물 78은 공개된 절차(WO 2009/023855로서 2009년 2월 19일자로 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2008/073379호 참조)와 마찬가지로 해서 제조하였다.
실시예 33
화합물 85의 제조
Figure 112012097943010-pct00100
화합물 82는 공개된 절차(미국 특허 출원 공개 제US 2004/0033967호 참조)와 마찬가지로 해서 제조하였다.
실시예 34
화합물 89의 제조
Figure 112012097943010-pct00101
화합물 86은 공개된 절차(WO 2010/090969로서 2010년 8월 12일자로 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2010/022759호 참조)와 마찬가지로 해서 제조하였다.
실시예 35
화합물 93의 제조
Figure 112012097943010-pct00102
화합물 90은 공개된 절차(WO 2010/090969로서 2010년 8월 12일자로 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2010/022759호 참조)와 마찬가지로 해서 제조하였다.
실시예 35a
화합물 50의 제조를 위한 대안적인 방법
Figure 112012097943010-pct00103
화합물 1은 미국 특허 제5,969,116호에 공개된 절차에 따라서 제조하였다. 화합물 50에 대한 스펙트럼 분석 결과 구조가 일치하였다.
실시예 36
올리고머 화합물
당업게에 충분히 공지된 합성 절차(그중 일부는 본 명세서에 예시되어 있음)에 따라서, 앞서의 실시예(실시예 13, 화합물 5; 실시예 15 및 25, 화합물 14; 실시예 16, 화합물 17; 실시예 17, 화합물 19 및 19a; 실시예 19, 화합물 24; 실시예 20, 화합물 27; 실시예 21, 화합물 30; 실시예 22, 화합물 32; 실시예 23, 화합물 36-38; 실시예 24, 화합물 42-44; 실시예 25, 화합물 47; 실시예 26 및 35a, 화합물 50; 실시예 28, 화합물 65; 실시예 29, 화합물 69;실시예 30, 화합물 73; 실시예 31, 화합물 77; 실시예 32, 화합물 81; 실시예 33, 화합물 85; 실시예 34, 화합물 89 및 실시예 35, 화합물 93)에 예시된 포스포르아미다이트 화합물의 하나 이상을 이용해서 화학식 II, IIa, IIb, IIc, IId 또는 IIe의 적어도 하나의 5' 변형된 뉴클레오사이드를 지니는 올리고머 화합물을 제조하였다.
(E)-비닐다이메틸포스페이트 포스포르아미다이트 화합물 17은 표준 자동화 올리고뉴클레오타이드 합성 수법을 이용해서 올리고머 화합물 내로 편입시켰다.
Figure 112012097943010-pct00104
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다.
실시예 37
고형 상 수법을 통해서 5'-말단에서 본 명세서에서 제공된 바와 같은 변형된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고머 화합물의 제조를 위한 일반적인 방법(505739의 제조)
달리 언급되어 있는 경우를 제외하고, 올리고머 화합물의 합성에 이용된 모든 시약 및 용액은 시판 공급원으로부터 구입하였다. 표준 포스포르아미다이트 및 고체 지지체는 A, U, G, meC 및 C 잔기의 편입을 위하여 이용하였다. 무수 아세토나이트릴(CH3CN) 중의 2'-F 및 2'-O-Me 포스포르-아미다이트의 0.1M 용액을, 무수 CH3CN 중 30% 다이클로로-메탄(CH2Cl2) 중 2'-O-MOE-5'-데옥시-5'-메틸렌-다이-에틸-포스페이트 및 2'-O-MOE-데옥시-5'-비닐다이메틸포스페이트 3'-포스포르아미다이트와 함께, 합성에 이용하였다. 올리고머 화합물을 VIMAD 유니링커(UnyLinker)(상표명) 고체 지지체 상에 합성하고, 적절한 양의 고체 지지체를 합성용의 칼럼에 채워넣었다. 톨루엔 중 다이클로로아세트산(6%)을 탈트리틸화 시약으로서 이용하였다. CH3CN 중 N-메틸이미다졸 혹은 1H-테트라졸의 존재 하에 4,5-다이사이아노이미다졸을 냉각 단계 동안 활성제로서 이용하였다. 이하에 설명된 절차를 이용해서 2 내지 200μ㏖ 스케일에 대해서 액타올리고파일럿(AKTAOligopilot) 합성장치(GE 헬스케어 바이오사이언스(GE Healthcare Bioscience)) 또는 ABI394 합성장치(어플라이드 바이오시스템즈) 상에서 올리고머 화합물의 합성을 수행하였다
칼럼 바닥 출구를 폐쇄한 후 합성 칼럼 내로 유니링커(상표명)를 미리 장비한 고체 지지체를 장입하고, CH3CN을 가하여 슬러리를 형성하였다. 팽윤된 지지체-결합된 유니링커(상표명)를 톨루엔 중 6% 다이클로로아세트산을 함유하는 탈트릴화제로 처리하여 유리 하이드록실기를 얻었다. 냉각 단계 동안, 포스포르아미다이트 용액 4 내지 14 당량을 10분간 커플링에 의해 전달하였다. 모든 다른 스텝은 표준 프로토콜에 따라서 수행하였다. 3분의 접촉 시간 동안 1:1 피리딘/CH3CN 중 DDTT(3-((다이메틸아미노-메틸리덴)아미노)-3H-1,2,4-다이티아졸-3-티온)의 0.05M 용액에 의한 황화에 의해 포스포로티오에이트 연쇄를 도입하였다. 포스파이트 트라이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를, tert-뷰틸 하이드로퍼옥사이드/CH3CN/물(10:87:3)의 용액을 이용해서 12분에 걸쳐서 포스페이트 다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄로 산화시켰다.
목적으로 하는 서열이 조립된 후, 고체 지지체 결합된 올리고머 화합물을 CH2Cl2로 세척하고 고진공 하 건조시켰다. 4시간 후, 건조된 고체 지지체를 아이오도트라이메틸실란(TMSI) 및 피리딘의 CH2Cl2 용액에 현탁시켜 5'-포스페이트 보호기(에틸 에터 혹은 메틸 에터)를 제거하였다. 0.75㎖ TMSI 및 0.53㎖ 피리딘을 28.2㎖ CH2Cl2에 용해시킴으로써(0.5㎖/μ㏖의 고체 지지체로서 사용됨) 탈보호 용액을 제조하였다. 실온에서 30분 후, 이 반응물은 1:1 TEA/CH3CN 중 1M 2-머캅토에탄올(0.5㎖/μ㏖의 고체 지지체로서 사용됨)로 반응중지시켰다. 상청액을 기울여 따라내고, 고체 지지체를 추가의 2-머캅토 에탄올 용액으로 세척하였다. 실온에서 45분 후, 추가의 2-머캅토 에탄올 용액으로 세척 공정을 반복하였다. 상청액을 기울여 따라내고, 고체 지지체 결합된 올리고머 화합물을 1M 2-머캅토에탄올 중 암모니아(28 내지 30 wt%)(0.75㎖/ μ㏖의 고체 지지체로서 사용됨)에 현탁시키고 55℃에서 2시간 가열하여 고체 지지체로부터 올리고머 화합물을 분리시켰다.
분리된 용액을 주위 온도(20℃)까지 24시간 냉각시켰다. 미결합된 올리고머 화합물을 이어서 여과시키고, 지지체를 헹구고나서 물:에탄올(1:1)에 이어서 물로 여과하였다. 여과액을 합하여 건조 상태로 농축시켰다. 얻어진 잔류물을 역상 칼럼 상에서의 HPCL(워터스 X-브리지(Waters X-Bridge) C-18 5㎛, 19×250㎜, A = 5% 수성 CH3CN 중 5mM 트라이뷰틸암모늄 아세테이트, B = CH3CN, 80분에 0 내지 90% B, 유량 7㎖/분, λ = 260㎚)에 의해 정제시켰다. 전체-길이 올리고머 화합물을 포함하는 분획을 함께 풀링(pooling)시키고(LC/MS 분석에 의해 평가됨 >95%), 트라이뷰틸암모늄 상대 이온을, 강 음이온 교환 칼럼(GE 헬스케어 바이오사이언스, 소스 30Q, 30㎛, 2.54×8㎝, A = 30% 수성 CH3CN 중 100mM 암모늄 아세테이트, B = A 중 1.5M NaBr, B의 0-40%, 60분, 유량 14㎖/분) 상에서의 HPCL에 의해 나트륨으로 교환하였다. 잔류물을 역상 칼럼 상에서의 HPLC에 의해 탈염하여, 고체-지지체 장입에 의거해서 단리 수율 15 내지 20%로 올리고머 화합물을 수득하였다. 미결합 올리고머 화합물은 애질런트 1100 MSD 시스템에 의한 이온-쌍-HPLC-MS 분석에 의해 특성 규명하였다.
Figure 112012097943010-pct00105
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다.
실시예 38
변형된 5'- 뉴클레오사이드를 포함하는 변형된 올리고머 화합물(5'- 데옥시 -5'-메 틸렌다이에틸포스페이 트 및 5'- 데옥시 -5'- 비닐다이메틸 - 포스페이트 )의 제조
실시예 37에 예시된 절차에 따라서 2 내지 200μ㏖ 스케일에 대해서 올리고머 화합물을 제조하였다. 액타올리고파일럿 합성장치(GE 헬스케어 바이오사이언스)와 ABI394 합성장치(어플라이드 바이오시스템즈) 둘 모두를 특정 가용을 위하여 이용하였다. 미결합 올리고머 화합물을 고체 지지체로부터 분리하고 이온-쌍-HPLC-MS에 의해 분석하였다.
Figure 112012097943010-pct00106
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Py"는 5'-메틸렌다이에틸포스페이트기 (PO(OCH2CH3)2(CH2CH2-)를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다.
실시예 39
C16 - 및 콜레스테롤- 컨쥬게이트된 올리고머 화합물 95 및 96의 제조를 위한 일반적인 방법
Figure 112012097943010-pct00107
화합물 94 및 컨쥬게이트된 올리고머 화합물 95 및 96을 간행된 절차(Swayze et al .의 WO 2006/031461 참조)에 따라서 제조하였다.
실시예 40
C16 - 및 콜레스테롤- 컨쥬게이트된 올리고머 화합물의 제조
이하에 표시된 C16 및 콜레스테롤 컨쥬게이트된 올리고머 화합물은 실시예 38 및 39에 예시된 절차에 따라서 제조하였다.
Figure 112012097943010-pct00108
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다. 피롤리돈 링커를 통해 컨쥬게이트된 C16 알킬 사슬 및 콜레스테롤을 이하에 나타낸다.
Figure 112012097943010-pct00109
컨쥬게이트된 올리고머 화합물을 고체 지지체로부터 분리하고 이온-쌍-HPLC-MS에 의해 분석하였다.
Figure 112012097943010-pct00110
실시예 41
C10 - 컨쥬게이트된 올리고머 화합물 99의 제조를 위한 일반적인 방법
Figure 112012097943010-pct00111
유니링커(상표명) 97은 시판되고 있다. 컨쥬게이트된 올리고머 화합물 99는 간행된 절차(Swayze 등의 WO 2006/031461 참조) 및 실시예 38 및 39에 예시된 절차와 마찬가지로 제조하였다.
실시예 42
C10 - 컨쥬게이트된 올리고머 화합물의 제조
이하에 표시된 C10-컨쥬게이트된 올리고머 화합물은 실시예 41에 예시된 절차에 따라 제조하였고, C10 컨쥬게이트는 올리고머 화합물의 3'에 혹은 임의의 내부 위치에 부착되었다.
Figure 112012097943010-pct00112
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다. 첨자 "C10"을 지니는 뉴클레오사이드는 이하에 표시되어 있다.
Figure 112012097943010-pct00113
실시예 43
PTEN 을 표적화하는 변형된 ssRNA - 시험관내 연구
일련의 변형된 단일 가닥 RNA(ssRNA)를 제조하고, HeLa 세포 및 간세포 중의 PTEN mRNA 발현 수준을 저감시키는 이들의 능력에 대해서 시험하였다. HeLa 세포와 간세포는 본 명세서에 기재된 바와 같은 리포펙타민(상표명) 2000(Lipo) 또는 전기영동 전기천공(Electro) 등과 같은 트랜스펙션 방법을 이용해서 이하에 표시된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물로 처리하였다. IC50은 이용된 농도의 로그에 대해서 정규화된 mRNA 수준을 플롯(plotting)함으로써 생성된 선형 회귀 방정식을 이용해서 산출하였다. 별표(*)를 붙인 변형된 ssRNA는 별도의 검정에서 시험하였고, 그들의 IC50는 이하에 제공된다.
Figure 112012097943010-pct00114
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Px"는 5'-(E)-(F-비닐)포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pz"는 5'-(Z)-(F-비닐)포스페이트기, (PO(OH)2(CF=CH-)를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pyy"는 5'-(F-메틸렌)포스포네이트기, (PO(OH)2(CHFCH2-)를 나타낸다. 5'-말단에서의 "P"는 5'-포스페이트기를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Py"는 5'-메틸렌포스포네이트기,(PO(OH)2(CH2CH2-)를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. meC는 5-메틸 시토신 뉴클레오사이드를 나타낸다. 아래첨자 "d"를 수반하는 뉴클레오사이드는 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드이다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다. 첨자 "R"을 지니는 뉴클레오사이드는 이하에 표시되어 있다.
Figure 112012097943010-pct00115
Figure 112012097943010-pct00116
실시예 44
PTEN 을 표적화하는 3' 말단에서 변형을 포함하는 변형된 ssRNA - 시험관내 연구
3' 말단에서의 변형을 포함하는 일련의 변형된 단일 가닥 RNA(ssRNA)를 제조하고, HeLa 세포 중의 PTEN mRNA 발현 수준을 저감시키는 이들의 능력에 대해서 시험하였다. HeLa 세포는 본 명세서에 기재된 바와 같은 리포펙타민(상표명) 2000 을 이용해서 이하에 표시된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물로 처리하였다. IC50은 이용된 농도의 로그에 대해서 정규화된 mRNA 수준을 플롯함으로써 생성된 선형 회귀 방정식을 이용해서 산출하고, 이하에 제공한다.
Figure 112012097943010-pct00117
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 "d"를 수반하는 뉴클레오사이드는 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드이다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다.
Figure 112012097943010-pct00118
실시예 45
PTEN 을 표적화하는 적어도 하나의 FHNA 를 포함하는 변형된 ssRNA - 시험관내 연구
적어도 하나의 FHNA를 포함하는 일련의 변형된 단일 가닥 RNA(ssRNA)를 제조하고, HeLa 세포 중의 PTEN mRNA 발현 수준을 저감시키는 이들의 능력에 대해서 시험하였다. HeLa 세포는 본 명세서에 기재된 바와 같은 리포펙타민(상표명) 2000을 이용해서 이하에 표시된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물로 처리하였다. IC50은 이용된 농도의 로그에 대해서 정규화된 mRNA 수준을 플롯함으로써 생성된 선형 회귀 방정식을 이용해서 산출하고, 이하에 제공한다.
Figure 112012097943010-pct00119
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. 아래첨자 f, m, e 또는 h를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다. 아래첨자 "h"를 지니는 뉴클레오사이드는 FHNA이고, 이하에 표시되어 있다.
Figure 112012097943010-pct00120
Figure 112012097943010-pct00121
실시예 46
FVII , eIF4E 및 표적 X를 표적화하는 변형된 ssRNA - 시험관내 연구
일련의 변형된 단일 가닥 RNA(ssRNA)를 제조하고, 간세포 혹은 HeLa 세포 중의 FVII, eIF4E 및 표적 X mRNA 발현 수준을 저감시키는 이들의 능력에 대해서 시험하였다. 간세포 또는 HeLa 세포는 본 명세서에 기재된 바와 같은 트랜스펙션 시약으로서의 리포펙타민(상표명) 2000을 이용해서 이하에 표시된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물로 처리하였다. IC50은 이용된 농도의 로그에 대해서 정규화된 mRNA 수준을 플롯함으로써 생성된 선형 회귀 방정식을 이용해서 산출하였다. 이 검정은 각 표적 저감에 대해서 독립적으로 수행되었고, 변형된 ssRNA에 대한 IC50은 이하에 제공된다. 서열 X1, X2 및 X3는 표적 X에 대해서 표적화된다.
Figure 112012097943010-pct00122
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. "N"은 U, T, C, meC, G 또는 A 뉴클레오사이드이다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. meC는 5-메틸 시토신 뉴클레오사이드를 나타낸다. 아래첨자 "d"를 수반하는 뉴클레오사이드는 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "r"을 수반하는 뉴클레오사이드는 리보뉴클레오사이드이다. 아래첨자 f, m, e 또는 k를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다. 아래첨자 "k"를 수반하는 뉴클레오사이드는 (S)-cEt이고 이하에 표시되어 있다.
Figure 112012097943010-pct00123
Figure 112012097943010-pct00124
실시예 47
변형된 ssRNA 의 안정성 평가 - 생체내 연구
변형된 ssRNA의 안정성은 본 명세서에 기재된 바와같은 절차를 이용해서 생체내에서 평가할 수 있다. 간 조직을 변형된 ssRNA로 처치된 BALB/C 마우스로부터 수확하고 얼음 상에 수집하였다. 100 내지 200㎎ 샘플을 400㎕ 균질화 완충액(20mM Tris, pH 8, 20mM EDTA, 0.1 M NaCl, 0.5% NP-40) 중에서 갈아서 균질화하였다. 1㎍ 내지 75㎍ 범위의 표준 곡선은 10㎍ 내부 표준(서열번호 24, 아이시스 번호(Isis NO): 355868, 27-mer, 2'-O-메톡시에틸-변형된 포스포로티오에이트 올리고뉴클레오타이드)을 지니는 대조 간 균질화물(400 ㎍/㎖) 500㎕씩 각 ssRNA에 대해서 준비하였다. 조직 균질화물은 이어서 페놀/클로로포름과, 페놀/클로로포름 추출에 이용되는 300㎕ NH4OH 및 800㎕ 페놀/클로로포름/아이소아밀 알코올을 이용해서 이하에 기재된 바와 같은 고체 담지상 추출 수법을 이용해서 추출하였다.
페놀/클로로포름 추출
ssRNA의 안정성을 0, 5, 10, 20, 30, 40 및 60분의 시점에서 평가하였고, 단 서열번호 25, 아이시스 번호: 408877에 대해서는 0, 15, 30, 60, 120 및 240분의시점에서 평가하였으며; 서열번호 25, 아이시스 번호: 409044에 대해서는, 0, 0.5, 1, 2, 4, 8 및 18시간의 시점에서 평가하였다. 최종 농도 2.5μM을 지니는 내부 표준(서열번호 24, 아이시스 번호: 355868, 27-mer, 2'-O-메톡시에틸-변형된 포스포로티오에이트 올리고뉴클레오타이드)을 추출 전에 각 샘플에 가하였다. 샘플은 70㎕의 NH4OH 및 240㎕의 페놀/클로로포름/아이소아밀 알코올(25:24:1)로 추출하였다. 14000 rpm에서 2분간 원심분리 후 상청액을 제거하였다. 나머지 추출액을 추가의 500㎕의 물로 와류교반하고, 수층을 제거하고, 1400rpm에서 2분간 원심분리 후 상청액과 혼합하였다.
고상 추출
1M(500㎕)의 트라이에틸암모늄 아세테이트용액을 상청액에 가하였다. 이 혼합물의 수층을, 9000 rpm에서 20분간 원심 분리 후 미리 조건 조정된 바이오테이지(Biotage)(상표명) 페닐 고상 추출 플레이트(SPE 플레이트) 상에 장입하였다. 이어서 샘플을 90% MeOH 중 1% TEA 1.5㎖로 용리시키고, 단백질 침전 플레이트(Phenomenex(상표명))를 이용해서 여과하였다. 용리액을 건조 상태로 증발시키고, 샘플 주입 전에 50% 퀀칭 완충액(8M 요소, 50mM EDTA) 및 물로 200㎕로 희석하였다.
LC-MS
애질런드 1100 시리즈 LC/MSD 시스템(Agilent 1100 Series LC/MSD system)을 질량 분광기에 직렬로 접속하였다. 질량 분광기를 전기 분무 음 이온화 모드에서 작동시켰다. 분사기 질소 가스를 325 psi에서 세트하고, 건조 질소 가스를 12 ℓ/min에서 설정하였다. 건조 온도는 325℃였다. 샘플(25㎕/웰)을 오토샘플러를 통해서 도입하고, 55℃에서 300㎕/min의 유량을 이용해서 X브리지(XBridge) OST C18 2.5㎛ 2.1㎜×50㎜ HPLC 칼럼에서 역상 크로마토그래피를 수행하였다. 이온쌍 완충액은 20% 아세토나이트릴 중 A: 5mM 트라이뷰틸암모늄 아세테이트(TBAA) 및 90% 아세토나이트릴 중 B: 5mM TBAA로 구성되었고, 장입 완충액은 25% 아세토나이트릴 중 25mM TBAA였다. 분리는 30% 내지 70% B 상에서 9분, 이어서 80% B 상에서 11분 구배로 수행하였다.
가장 풍부한 이온의 추출된 이온 크로마토그램에 의한 내부 표준 및 올리고뉴클레오타이드의 정량 분석은 MSD 켐스테이션 소프트웨어(Chemstation software)를 이용해서 수행하였다.
실시예 48
변형된 ssRNA 표적화 PTEN - 다회 용량 생체내 연구
6주령 BALB/C 마우스(Jackson Laboratory, 메인주의 바하버시에 소재)에 이하에 표시된 실시예 43으로부터 PTEN에 대해서 표적화된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물 또는 식염수 대조군을 2일 동안 25 ㎎/㎏(총 100㎎) 용량으로 1일 2회 또는 30 ㎎/㎏(총 300㎎) 용량으로 5일 동안 1일 2회 경피 주사하였다. 날개에서의 2'-O-MOE 변형된 뉴클레오사이드를 지닌 5-10-5 갭핑 올리고머(116847)가 또한 비교를 위하여 포함되었다. 이들 마우스를 최종 투여 후 48시간째에 희생시켰다. 간 조직을 균질화시키고, 미처리된 대조 수준(%UTC)과 비교하기 위하여 본 명세서에 기재된 바와 같은 실시간 PCR을 이용해서 정량하였다. 이 결과를 식염수 주입된 대조군에 대해서 각 처리군에 대한 PTEN mRNA 발현의 평균%로서 표기하였다. 이러한 생체내 연구에서 수행된 추가의 분석은 변형된 ssRNA로 처리된 동물로부터의 간, 신장 및 비장 조직과 함께 혈장 화학, 간 및 신장 중량을 포함하였다. 혈청 내의 아미노전이효소 수준, 알라닌 아미노전이효소(ALT) 및 아스파레이트 아미노전이효소(AST)도 또한 식염수 주입된 마우스에 대해서 측정하고, 그 결과를 이하에 제공한다.
Figure 112012097943010-pct00125
ALT 및 AST 수준 및 신장과 간 중량은 식염수 처치된 대조군에 대해서 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물로 처치된 동물에 대해서 통상의 한계치 내였다. 조직병리 보고서는 또한 올리고머 화합물로 처치된 동물에 대해서 간, 신장 및 비장응로부터 이상이 없음을 나타내었다.
실시예 49
PTEN 을 표적화하는 변형된 ssRNA 의 안정성: 다회 용량 생체내 연구
실시예 48에서의 변형된 ssRNA는 실시예 47에 기재된 바와 같은 절차를 이용해서 생체내 안정성에 대해서 평가되었다. 6주령 BALB/C 마우스(Jackson Laboratory, 메인주의 바하버시에 소재)에, 이하에 표시된 PTEN에 대해서 표적화된 변형된 ssRNA을 2일 동안 30 ㎎/㎏(총 100㎎) 용량으로 1일 2회 또는 30 ㎎/㎏(총 300㎎) 용량으로 5일 동안 1일 2회 경피 주사하였다. 날개에서의 2'-O-MOE 변형된 뉴클레오사이드를 지닌 5-10-5 갭핑 올리고머(116847)가 또한 비교를 위하여 포함되었다. 이들 마우스를 최종 투여 후 48시간째에 희생시켰다.
올리고뉴클레오타이드 표준의 정량 분석은, 가장 풍부한 하전 상태(-4)에서 추출된 이온 크로마토그램에 의해 MSD 켐스테이션 소프트웨어를 이용해서 수행하였다. 5'-말단의 포스페이트기를 포함하는 전체 길이 변형된 ssRNA의 간 농도(㎍/g)는 LC/MS에 의해 측정하였고, 그 결과는 이하에 제공된다.
Figure 112012097943010-pct00126
실시예 50
변형된 ssRNA 표적화 PTEN - 생체내 용량 반응 연구
6주령 BALB/C 마우스(Jackson Laboratory, 메인주의 바하버시에 소재)에, PTEN에 대해서 표적화된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물(522247)을 1일, 2일, 4일 또는 6일 동안 25 ㎎/㎏ 용량으로 1일 2회 경피 주사하였다. 날개에서의 2'-O-MOE 변형된 뉴클레오사이드를 지닌 5-10-5 갭핑 올리고머(116847)가 또한 비교를 위하여 포함되었다. 이들 마우스를 최종 투여 후 48시간째에 희생시켰다. 간 조직을 균질화시키고, 실시간 PCR을 이용해서 mRNA 수준을 정량하고, 미처리된 대조 수준(%UTC)과 비교하기 위하여 본 명세서에 기재된 바와 같은 RIBOGREEN(상표명)으로 정규화하였다. 이 결과를 식염수 주입된 대조군에 대해서 각 처리군에 대한 PTEN mRNA 발현의 평균%로서 표기하였다.
Figure 112012097943010-pct00127
ALT 수준, 간, 신장, 비장 및 체중은 식염수 처치된 대조군에 대해서 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물로 처치된 동물에 있어서 통상의 한계치 내였다.
실시예 51
변형된 ssRNA 표적화 FVII - 생체내 용량 반응 및 안정성 연구
6주령 BALB/C 마우스(Jackson Laboratory, 메인주의 바하버시에 소재)에, FVII에 대해서 표적화된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물을 1일, 2일 또는 4일 동안 25 ㎎/㎏(529100) 또는 5 ㎎/㎏(457869) 용량으로 1일 2회 경피 주사하였다. 이들 마우스를 최종 투여 후 48시간째에 희생시켰다. 간 조직을 균질화시키고, 실시간 PCR을 이용해서 mRNA 수준을 정량하고, 미처리된 대조 수준(%UTC)과 비교하기 위하여 본 명세서에 기재된 바와 같은 사이클로필린으로 정규화하였다. 이 결과를 식염수 주입된 대조군에 대해서 각 처리군에 대한 PTEN mRNA 발현의 평균%로서 표기하였다.
변형된 ssRNA는 실시예 47에 기재된 바와 같은 절차를 이용해서 생체내 안정성에 대해서 평가되었다. 올리고뉴클레오타이드 표준의 정량 분석은, 가장 풍부한 하전 상태(-4)에서 추출된 이온 크로마토그램에 의해 MSD 켐스테이션 소프트웨어를 이용해서 수행하였다. 5'-말단의 포스페이트기를 포함하는 전체 길이 변형된 ssRNA의 간 농도(㎍/g)는 LC/MS에 의해 측정하였고, 그 결과는 이하에 제공된다.
Figure 112012097943010-pct00128
두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄(5'에서 3'으로 진행)를 나타낸다. 두 뉴클레오사이드 사이에 있는 아래첨자 "s"의 부재는 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연쇄를 나타낸다. 5'-말단에서의 "Pv"는 5'-(E)-비닐포스페이트 기, (PO(OH)2(CH=CH-)를 나타낸다. meC는 5-메틸 시토신 뉴클레오사이드를 나타낸다. 아래첨자 "d"를 수반하는 뉴클레오사이드는 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드이다. 아래첨자 f, m 또는 e를 수반하는 뉴클레오사이드는 당 변형된 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "f"는 2'-플루오로 변형된 뉴클레오사이드를 나타내고, 아래첨자 "m"은 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오사이드를 나타내며, 아래첨자 "e"는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형된 뉴클레오사이드를 나타낸다.
Figure 112012097943010-pct00129
실시예 52
표적 X에 대해 표적화된 변형된 ssRNA - 생체내 다회 용량 및 안정성 연구
6주령 BALB/C 마우스(Jackson Laboratory, 메인주의 바하버시에 소재)에, 실시예 46으로부터 표적 X에 대해서 표적화된 변형된 단일 가닥 올리고머 화합물 또는 식염수 대조군을 6일 동안 25 ㎎/㎏(총 300㎎) 용량으로 1일 2회 또는 25 ㎎/㎏(총 100㎎) 용량으로 2일 동안 1일 2회 경피 주사하였다. 이들 마우스를 최종 투여 후 48시간째에 희생시켰다. 간 조직을 균질화시키고, 실시간 PCR을 이용해서 mRNA 수준을 정량하고, 미처리된 대조 수준(%UTC)과 비교하기 위하여 본 명세서에 기재된 바와 같은 사이클로필린으로 정규화하였다. 그 결과는 식염수 주입된 대조군에 대해서 각 처리군에 대한 표적X mRNA 발현의 평균%로서 기재하였다.
변형된 ssRNA는 실시예 47에서 기재된 바와 같은 절차를 이용해서 생체내 안정성에 대해서 평가하였다. 올리고뉴클레오타이드 표준의 정량 분석은 켐스테이션 소프트웨어를 이용해서 최대 풍부 하전 상태(-4)에서 추출된 이온 크로마토그래피에 이해 수행되었다. 5'-말단의 포스페이트기를 포함하는 전체 길이 변형된 ssRNA의 간 농도(㎍/g)는 LC/MS에 의해 측정하였고, 그 결과는 이하에 제공된다.
Figure 112012097943010-pct00130
SEQUENCE LISTING <110> Isis Pharmaceuticals, Inc. Thazha P. Prakash Punit P. Seth Eric E. Swayze <120> 5' MODIFIED NUCLEOSIDES AND OLIGOMERIC COMPOUNDS PREPARED THEREFROM <130> CHEM0067WO <150> 61/328,990 <151> 2010-04-28 <150> 61/393,100 <151> 2010-10-14 <150> 61/409,684 <151> 2010-11-03 <160> 26 <170> FastSEQ for Windows Version 4.0 <210> 1 <211> 3160 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 cctcccctcg cccggcgcgg tcccgtccgc ctctcgctcg cctcccgcct cccctcggtc 60 ttccgaggcg cccgggctcc cggcgcggcg gcggaggggg cgggcaggcc ggcgggcggt 120 gatgtggcag gactctttat gcgctgcggc aggatacgcg ctcggcgctg ggacgcgact 180 gcgctcagtt ctctcctctc ggaagctgca gccatgatgg aagtttgaga gttgagccgc 240 tgtgaggcga ggccgggctc aggcgaggga gatgagagac ggcggcggcc gcggcccgga 300 gcccctctca gcgcctgtga gcagccgcgg gggcagcgcc ctcggggagc cggccggcct 360 gcggcggcgg cagcggcggc gtttctcgcc tcctcttcgt cttttctaac cgtgcagcct 420 cttcctcggc ttctcctgaa agggaaggtg gaagccgtgg gctcgggcgg gagccggctg 480 aggcgcggcg gcggcggcgg cggcacctcc cgctcctgga gcggggggga gaagcggcgg 540 cggcggcggc cgcggcggct gcagctccag ggagggggtc tgagtcgcct gtcaccattt 600 ccagggctgg gaacgccgga gagttggtct ctccccttct actgcctcca acacggcggc 660 ggcggcggcg gcacatccag ggacccgggc cggttttaaa cctcccgtcc gccgccgccg 720 caccccccgt ggcccgggct ccggaggccg ccggcggagg cagccgttcg gaggattatt 780 cgtcttctcc ccattccgct gccgccgctg ccaggcctct ggctgctgag gagaagcagg 840 cccagtcgct gcaaccatcc agcagccgcc gcagcagcca ttacccggct gcggtccaga 900 gccaagcggc ggcagagcga ggggcatcag ctaccgccaa gtccagagcc atttccatcc 960 tgcagaagaa gccccgccac cagcagcttc tgccatctct ctcctccttt ttcttcagcc 1020 acaggctccc agacatgaca gccatcatca aagagatcgt tagcagaaac aaaaggagat 1080 atcaagagga tggattcgac ttagacttga cctatattta tccaaacatt attgctatgg 1140 gatttcctgc agaaagactt gaaggcgtat acaggaacaa tattgatgat gtagtaaggt 1200 ttttggattc aaagcataaa aaccattaca agatatacaa tctttgtgct gaaagacatt 1260 atgacaccgc caaatttaat tgcagagttg cacaatatcc ttttgaagac cataacccac 1320 cacagctaga acttatcaaa cccttttgtg aagatcttga ccaatggcta agtgaagatg 1380 acaatcatgt tgcagcaatt cactgtaaag ctggaaaggg acgaactggt gtaatgatat 1440 gtgcatattt attacatcgg ggcaaatttt taaaggcaca agaggcccta gatttctatg 1500 gggaagtaag gaccagagac aaaaagggag taactattcc cagtcagagg cgctatgtgt 1560 attattatag ctacctgtta aagaatcatc tggattatag accagtggca ctgttgtttc 1620 acaagatgat gtttgaaact attccaatgt tcagtggcgg aacttgcaat cctcagtttg 1680 tggtctgcca gctaaaggtg aagatatatt cctccaattc aggacccaca cgacgggaag 1740 acaagttcat gtactttgag ttccctcagc cgttacctgt gtgtggtgat atcaaagtag 1800 agttcttcca caaacagaac aagatgctaa aaaaggacaa aatgtttcac ttttgggtaa 1860 atacattctt cataccagga ccagaggaaa cctcagaaaa agtagaaaat ggaagtctat 1920 gtgatcaaga aatcgatagc atttgcagta tagagcgtgc agataatgac aaggaatatc 1980 tagtacttac tttaacaaaa aatgatcttg acaaagcaaa taaagacaaa gccaaccgat 2040 acttttctcc aaattttaag gtgaagctgt acttcacaaa aacagtagag gagccgtcaa 2100 atccagaggc tagcagttca acttctgtaa caccagatgt tagtgacaat gaacctgatc 2160 attatagata ttctgacacc actgactctg atccagagaa tgaacctttt gatgaagatc 2220 agcatacaca aattacaaaa gtctgaattt ttttttatca agagggataa aacaccatga 2280 aaataaactt gaataaactg aaaatggacc tttttttttt taatggcaat aggacattgt 2340 gtcagattac cagttatagg aacaattctc ttttcctgac caatcttgtt ttaccctata 2400 catccacagg gttttgacac ttgttgtcca gttgaaaaaa ggttgtgtag ctgtgtcatg 2460 tatatacctt tttgtgtcaa aaggacattt aaaattcaat taggattaat aaagatggca 2520 ctttcccgtt ttattccagt tttataaaaa gtggagacag actgatgtgt atacgtagga 2580 attttttcct tttgtgttct gtcaccaact gaagtggcta aagagctttg tgatatactg 2640 gttcacatcc tacccctttg cacttgtggc aacagataag tttgcagttg gctaagagag 2700 gtttccgaaa ggttttgcta ccattctaat gcatgtattc gggttagggc aatggagggg 2760 aatgctcaga aaggaaataa ttttatgctg gactctggac catataccat ctccagctat 2820 ttacacacac ctttctttag catgctacag ttattaatct ggacattcga ggaattggcc 2880 gctgtcactg cttgttgttt gcgcattttt ttttaaagca tattggtgct agaaaaggca 2940 gctaaaggaa gtgaatctgt attggggtac aggaatgaac cttctgcaac atcttaagat 3000 ccacaaatga agggatataa aaataatgtc ataggtaaga aacacagcaa caatgactta 3060 accatataaa tgtggaggct atcaacaaag aatgggcttg aaacattata aaaattgaca 3120 atgatttatt aaatatgttt tctcaattgt aaaaaaaaaa 3160 <210> 2 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 2 aatggctaag tgaagatgac aatcat 26 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 3 tgcacatatc attacaccag ttcgt 25 <210> 4 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Probe <400> 4 ttgcagcaat tcactgtaaa gctggaaagg 30 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 5 tugucucugg uccuuacuua a 21 <210> 6 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 6 tuaucuauaa ugaucaggua a 21 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 7 tgaacauugg aauaguuuca a 21 <210> 8 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-18, 20, 21 <223> bases at these positions are RNA <400> 8 tugucucugg uccuuacuta a 21 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-14, 16-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 9 tugucucugg uccutacuua a 21 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-10, 12-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 10 tugucucugg tccuuacuua a 21 <210> 11 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-5, 7-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 11 tuguctcugg uccuuacuua a 21 <210> 12 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-20 <223> bases at these positions are RNA <400> 12 tugucucugg uccuuacuua t 21 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 13 ctgctagcct ctggatttga 20 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-13, 15-18, 20, 21 <223> bases at these positions are RNA <400> 14 tuaucuauaa ugatcaggta a 21 <210> 15 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-18, 20, 21 <223> bases at these positions are RNA <400> 15 tuaucuauaa ugaucaggta a 21 <210> 16 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-5, 7-13, 15-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 16 tuauctauaa ugatcaggua a 21 <210> 17 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-10, 12-18, 20, 21 <223> bases at these positions are RNA <400> 17 tuaucuauaa tgaucaggta a 21 <210> 18 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 18 tuaagacuug agaugaucca a 21 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 19 gaccctggtg tacaccccaa 20 <210> 20 <211> 14 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 20 cctggtgtac accc 14 <210> 21 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 1-19 <223> bases at these positions are RNA <400> 21 guaagacuug agaugaucct t 21 <210> 22 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 2-21 <223> bases at these positions are RNA <400> 22 tcuuaucacc uuuagcucua a 21 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 23 tgtcatattc ctggatcctt 20 <210> 24 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 24 gcgtttgctc ttcttcttgc gtttttt 27 <210> 25 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <220> <221> misc_feature <222> 1-19 <223> bases at these positions are RNA <400> 25 uugucucugg uccuuacuut t 21 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 26 gtacgcttgg tccctacatg 20

Claims (58)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 하기 화학식 IIc를 갖는 5'-말단 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고머 화합물.
    [화학식 IIc]
    Figure 112017115471034-pct00151

    식 중,
    T1은 하기 화학식을 갖는 인 모이어티이고;
    Figure 112017115471034-pct00155

    여기서,
    Ra 및 Rc는 각각 독립적으로 OH, SH, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, 치환된 C1-C6 알콕시, 아미노 또는 치환된 아미노이고;
    Rb는 O 또는 S이고;
    T2는 올리고머 화합물의 나머지 부분에 화학식 IIc의 화합물을 연결하는 인터뉴클레오사이드 연결기이고;
    A는 하기 화학식을 갖고;
    Figure 112017115471034-pct00156

    Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 또는 치환된 C1-C6 알콕시이고;
    M3은 O이고;
    Bx1은 헤테로사이클릭 염기 모이어티이고;
    J4, J5, J6 및 J7은 각각 독립적으로 H이고;
    G는 H, OH, 할로겐 또는 O-[C(R8)(R9)]n-[(C=O)m-X1]j-Z이고;
    각각의 R8 및 R9는 독립적으로 H, 할로겐, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
    X1은 O, S 또는 N(E1)이고;
    Z는 H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, 치환된 C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐, 치환된 C2-C6 알키닐 또는 N(E2)(E3)이고;
    E1, E2 및 E3은 각각 독립적으로 H, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이고;
    n은 1 내지 6이고;
    m은 0 또는 1이고;
    j는 0 또는 1이고;
    j가 1인 경우, Z는 할로겐 또는 N(E2)(E3) 이외의 것이고;
    각각의 치환된 기는 할로겐, OJ1, N(J1)(J2), =NJ1, SJ1, N3, CN, OC(=X2)J1, OC(=X2)N(J1)(J2) 및 C(=X2)N(J1)(J2)로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하고;
    X2는 O, S 또는 NJ3이고;
    각각의 J1, J2 및 J3은 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬이고;
    상기 올리고머 화합물은 8 내지 40개의 모노머 서브유닛을 포함하고, 표적 핵산의 적어도 일부에 혼성화될 수 있다.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, Q1 및 Q2가 각각 H인 올리고머 화합물.
  13. 제10항에 있어서, Rb가 O이고, Ra 및 Rc가 각각 독립적으로 OCH3, OCH2CH3 또는 OCH(CH3)2인 올리고머 화합물.
  14. 제10항에 있어서, G가 할로겐, OCH3, OCH2F, OCHF2, OCF3, OCH2CH3, O(CH2)2F, OCH2CHF2, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-SCH3, O(CH2)2-OCF3, O(CH2)3-N(R10)(R11), O(CH2)2-ON(R10)(R11), O(CH2)2-O(CH2)2-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R10)(R11), OCH2C(=O)-N(R12)-(CH2)2-N(R10)(R11) 또는 O(CH2)2-N(R12)-C(=NR13)[N(R10)(R11)]이고, 여기서 R10, R11, R12 및 R13은 각각 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬인 올리고머 화합물.
  15. 제10항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 염기 모이어티가 피리미딘, 치환된 피리미딘, 퓨린 또는 치환된 퓨린인 올리고머 화합물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 염기 모이어티가 우라실, 티민, 시토신, 5-메틸시토신, 아데닌 또는 구아닌인 올리고머 화합물.
  17. 제10항에 있어서, 상기 5'-말단 뉴클레오사이드가 하기 화학식 IIe를 갖는 것인 올리고머 화합물.
    [화학식 IIe]
    Figure 112016037373341-pct00154

    식 중,
    Bx1은 우라실, 티민, 시토신, 5-메틸 시토신, 아데닌 또는 구아닌이고;
    T2는 올리고머 화합물에 화학식 IIe의 화합물을 연결하는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기이고;
    G는 할로겐, OCH3, OCF3, OCH2CH3, OCH2CF3, OCH2-CH=CH2, O(CH2)2-OCH3, O(CH2)2-O(CH2)2-N(CH3)2, OCH2C(=O)-N(H)CH3, OCH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 또는 OCH2-N(H)-C(=NH)NH2이다.
  18. 제10항에 있어서, 각각의 인터뉴클레오사이드 연결기가 독립적으로 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연결기 또는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기인 올리고머 화합물.
  19. 제10항에 있어서, Rb가 O이고, Ra 및 Rc가 각각 독립적으로 OCH3인 올리고머 화합물.
  20. 제10항에 있어서, Rb가 O이고, Ra 및 Rc가 각각 독립적으로 OH인 올리고머 화합물.
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  39. 제10항 및 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 올리고머 화합물의 모노머가 인터뉴클레오사이드 연결기를 통해 연결되고, 각각의 인터뉴클레오사이드 연결기가 독립적으로 포스포다이에스터 인터뉴클레오사이드 연결기 또는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연결기인 올리고머 화합물.
  40. 제1 올리고머 화합물 및 제2 올리고머 화합물을 포함하는 이중 가닥 조성물로서,
    제1 올리고머 화합물은 제2 올리고머 화합물에 대해서 상보적이고, 제2 올리고머 화합물은 핵산 표적에 대해서 상보적이며;
    제1 및 제2 올리고머 화합물 중 적어도 하나는 제10항 및 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 올리고머 화합물인 이중 가닥 조성물.
  41. 제40항에 있어서, 하나 이상의 5' 또는 3' 말단기를 포함하는 이중 가닥 조성물.
  42. 세포를 제10항 및 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항의 올리고머 화합물과 접촉시키는 것을 포함하는, 유전자 발현을 억제시키는 시험관내 방법.
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