KR20190024894A - 변형된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 - Google Patents

변형된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 Download PDF

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Abstract

폴리뉴클레오타이드, 예컨대 적어도 제1 1개의 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하는 압타머가 제공되고, 상기 제1 및 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이하다. 그와 같은 폴리뉴클레오타이드, 예컨대 압타머를 선택하는 사용하는 방법이 또한 제공된다.

Description

변형된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드
관련 출원에 대한 교차-참조
본원은, 2016년 7월 1일 출원된, 미국 가출원 번호 62/357,623, 및 2016년 12월 21일 출원된, 미국 가출원 번호 62/437,592의 우선권의 이점을 주장하고, 이들 각각은 임의의 목적으로 그 전문이 본 명세서에서 참고로 편입된다.
서열 목록
본원은, ASCII 포멧으로 전자적으로 제출되고 있고 그 전문이 본 명세서에 참고로 편입되어 있는, 서열 목록을 함유한다. 2017년 6월 15일 창작된 상기 ASCII 카피는 01137-0020-00PCT_SL.txt로 명명되고 크기가 21,863 바이트이다.
분야
본 개시내용은 변형된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드, 예컨대 표적 분자에 결합할 수 있는 압타머의 분야에 일반적으로 관한 것이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용은, 1 초과 유형의 염기-변형된 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드, 예컨대 압타머, 및 그와 같은 압타머의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
변형된 뉴클레오사이드는 그것의 특성 (예를 들면, 안정성)을 개선하기 위해 올리고뉴클레오타이드에 편입용으로 그리고, 치료제, 진단제로서 사용되고 있다.
SELEX (기하급수적 농축을 위한 리간드의 체계적인 진화)는 표적 분자를 선택적으로 결합시키는 ("압타머"로서 지칭된) 올리고뉴클레오타이드의 확인 방법이다. SELEX 방법은, 예를 들어, 미국 특허 번호 5,270,163에서 기재된다. SELEX 방법은 결합 친화도 및 선택성의 사실상 임의의 원하는 기준을 달성하기 위해 올리고뉴클레오타이드의 랜덤 혼합물로부터 올리고뉴클레오타이드의 선택 및 확인을 포함한다. SELEX 방법의 과정에서 확인된 올리고뉴클레오타이드에 변형된 뉴클레오사이드의 특이적 유형을 도입함으로써, 뉴클레아제 안정성, 순전하, 친수성 또는 친유성은 3 차원 구조에서 차이 그리고 올리고뉴클레오타이드의 표적 결합 능력을 제공하기 위해 변경될 수 있다.
요약
일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하는 압타머는 제공되고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이하다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 특정 구현예에서, 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 염기의 5-위치에 공유결합된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 KOD DNA 폴리머라제에 의해 편입될 수 있다.
일부 구현예에서, 압타머는 PCSK9, PSMA, ErbB1, ErbB2, FXN, KDM2A, IGF1R, pIGF1R, a1-안트리트립신, CD99, MMP28 및 PPIB로부터 선택된 표적 단백질에 결합한다.
일부 구현예에서, 압타머는, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인 압타머의 5' 말단에서의 영역을 포함하고, 상기 압타머의 5' 말단에서의 영역은 5-위치 변형된 피리미딘이 없다. 일부 구현예에서, 압타머는, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인 압타머의 3' 말단에서의 영역을 포함하고, 상기 압타머의 3' 말단에서의 영역은 5-위치 변형된 피리미딘이 없다. 일부 구현예에서, 압타머는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
일부 구현예에서, 압타머는 동일한 길이의 압타머 및 각각의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘 및/또는 각각의 제2 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘을 포함하는 핵염기 서열과 비교하여 개선된 뉴클레아제 안정성을 갖는다. 일부 구현예에서, 압타머는 동일한 길이의 압타머 및 각각의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘 또는 각각의 제2 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘을 포함하는 핵염기 서열과 비교하여 인간 혈청에서 더 긴 반감기를 갖는다.
일부 구현예에서, 복수의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 조성물은 제공된, wherein 각각의 폴리뉴클레오타이드는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이하다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 트립토파닐 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 특정 구현예에서, 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 염기의 5-위치에 공유결합된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TrydU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 KOD DNA 폴리머라제에 의해 편입될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 조성물의 각각의 폴리뉴클레오타이드는 랜덤 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 랜덤 영역은, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 20 내지 40, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 30 내지 40개의 뉴클레오타이드이다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
일부 구현예에서, 제1 압타머, 제2 압타머, 및 표적을 포함하는 조성물이 제공되고, 상기 제1 압타머는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고; 상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하거나, 상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제4 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고; 상기 제1 압타머, 제2 압타머 및 상기 표적은 삼량체 복합체를 형성할 수 있고; 및 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 특정 구현예에서, 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 염기의 5-위치에 공유결합된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 KOD DNA 폴리머라제에 의해 편입될 수 있다.
일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘 및 5-위치 변형된 피리미딘으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제4 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다. 일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제4 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 시티딘은 BndC, PEdC, PPdC, NapdC, 2NapdC, NEdC, 2NEdC, 및 TyrdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 BNdU, NapdU, PEdU, IbdU, FBndU, 2NapdU, NEdU, MBndU, BFdU, BTdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 상기 표적은 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 방법이 제공되고, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
(a) 표적 분자에 결합할 수 있는 압타머를 샘플과 접촉시키는 단계;
(b) 상기 압타머를 샘플과 함께 배양하여 압타머-표적 복합체를 형성하는 단계;
(c) 샘플에서 상기 압타머-표적 복합체를 풍부하게 하는 단계 및
(c) 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 존재를 검출하는 단계로서, 상기 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 검출은, 표적 분자가 샘플 내에 존재함을 나타내고, 그리고 상기 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 검출의 부족은, 표적 분자가 샘플 내에 존재하지 않음을 나타내는 단계;
상기 압타머는 이중-변형된 본 명세서에서 제공된 압타머. 일부 구현예에서, 상기 방법은 경쟁자 분자를 상기 샘플에 첨가하는 단계; 상기 압타머-표적 복합체를 고형 지지체 상에 포획시키는 단계; 및 경쟁자 분자를 첨가하고 상기 샘플을 희석하는 단계로부터 선택된 적어도 하나의 추가의 단계를 포함하고; 상기 적어도 하나의 추가의 단계는 단계 (a) 또는 단계 (b) 후에 일어난다. 일부 구현예에서, 경쟁자 분자는 다중음이온성 경쟁자로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 다중음이온성 경쟁자는 올리고뉴클레오타이드, 폴리덱스트란, DNA, 헤파린 및 dNTPs으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 폴리덱스트란은 덱스트란 설페이트이고; 그리고 DNA는 청어 정자 DNA 또는 연어 정자 DNA이다. 일부 구현예에서, 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 샘플은 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 혈장, 혈청, 가래, 호흡, 소변, 정액, 타액, 뇌막액, 양수, 선상 유체, 림프액, 유두 분비액, 기관지 분비액, 활막액, 관절 분비액, 세포, 세포 추출물, 대변, 조직, 조직 생검, 및 뇌척수액으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 샘플에서 표적을 검출하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
a) 상기 샘플을 제1 압타머와 접촉시켜 혼합물을 형성하는 단계로서, 상기 제1 압타머는 상기 표적에 결합하여 제1 복합체를 형성할 수 있는 단계;
b) 상기 제1 복합체를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 혼합물을 배양하는 단계;
c) 상기 혼합물 제2 압타머와 접촉시키는 단계로서, 상기 제2 압타머는 상기 제1 복합체에 결합하여 제2 복합체를 형성할 수 있는 단계;
d) 상기 제2 복합체를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 혼합물을 배양하는 단계;
e) 상기 혼합물 중 상기 제1 압타머, 상기 제2 압타머, 상기 표적, 제1 복합체 또는 상기 제2 복합체의 존재 또는 부재를 검출하는 단계로서, 상기 상기 제1 압타머, 제2 압타머, 상기 표적, 제1 복합체 또는 상기 제2 복합체의 존재는, 상기 표적이 상기 샘플 내에 존재함을 나타내는 단계;
상기 제1 압타머는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하거나, 또는 상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제4 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 특정 구현예에서, 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 염기의 5-위치에 공유결합된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 KOD DNA 폴리머라제에 의해 편입될 수 있다.
일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘 및 5-위치 변형된 피리미딘으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제4 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다. 일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제4 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 제3 5-위치 변형된 시티딘은 BndC, PEdC, PPdC, NapdC, 2NapdC, NEdC, 2NEdC, 및 TyrdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 BNdU, NapdU, PedU, IbdU, FbndU, 2NapdU, NedU, MbndU, BfdU, BtdU, PpdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 제1 압타머, 제2 압타머 및 상기 표적은 삼량체 복합체를 형성할 수 있다.
일부 구현예에서, 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머를 확인하는 방법은 제공되고, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
압타머의 라이브러리를 상기 표적 분자와 접촉시켜 혼합물을 형성하고 압타머-표적 복합체의 형성을 허용하는 단계로서, 상기 압타머가 표적 분자에 대한 친화성을 가질 때 상기 압타머-표적 복합체가 형성되는 단계;
상기 압타머-표적 복합체를 상기 혼합물의 나머지로부터 분할하거나 (또는 상기 압타머-표적 복합체를 풍부하게 하는 단계);
상기 압타머-표적 복합체를 해리시키는 단계; 및
상기 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머를 확인하는 단계;
상기 압타머의 라이브러리는 복수의 폴리뉴클레오타이드를 포함하고, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다. 일부 구현예에서, 단계 (a), (b) 및/또는 (c)은 적어도 1회, 2회, 3회, 4회, 5회, 6회, 7회, 8회, 9회 또는 10회 반복된다.
일부 구현예에서, 상기 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머는 증폭된다. 일부 구현예에서, 혼합물은 다중음이온성 경쟁자 분자를 포함한다. 일부 구현예에서, 다중음이온성 경쟁자는 올리고뉴클레오타이드, 폴리덱스트란, DNA, 헤파린 및 dNTPs으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 폴리덱스트란은 덱스트란 설페이트이고; 그리고 DNA는 청어 정자 DNA 또는 연어 정자 DNA이다.
일부 구현예에서, 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다.
일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다. 특정 구현예에서, 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 염기의 5-위치에 공유결합된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TrydU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 KOD DNA 폴리머라제에 의해 편입될 수 있다.
일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 랜덤 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 랜덤 영역은, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 20 내지 40, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 30 내지 40개의 뉴클레오타이드이다. 일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
일부 구현예에서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 표적에 결합하는 압타머이고, 그리고 상기 라이브러리는 적어도 1000개의 압타머를 포함하되, 상기 각각의 압타머는 상이한 뉴클레오타이드 서열을 포함한다.
일부 구현예에서, PCSK9 단백질에 결합하는 압타머는 제공된다. 일부 그와 같은 구현예에서, 압타머는 서열 5'-yGpppG-3'를 포함하되, 각각의 y는 TyrdU이고 각각의 p는 NapdC이다. 일부 구현예에서, 압타머는 서열 5'-yEAyGAnpAp-3'를 추가로 포함하되, E는 y, A, 및 G로부터 선택되고; 그리고 n은 0 또는 1이다. 일부 구현예에서, n은 0이다. 일부 구현예에서, 서열 5'-yEAyGAnpAp-3'은 서열 5'-yGpppG-3'의 5'에 위치한다. 일부 구현예에서, E는 y이다.
일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 제공된, 상기 압타머는 서열 5'-FnpppAAGRJrpRppWm-3' (서열번호: 81)를 포함하되, F는 r 및 G로부터 선택되고; 각각의 R은 G 및 A로부터 독립적으로 선택되고; J는 r 및 A로부터 선택되고; W는 r, G, 및 A로부터 선택되고; n은 0 또는 1이고; m은 0 또는 1이고; r은 PpdC이고; 그리고 p는 NapdU이다. 일부 구현예에서, m은 1이다. 일부 구현예에서, F는 r이다. 일부 구현예에서, J는 r이다. 일부 구현예에서, W는 G이다.
일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 제공된, 상기 압타머는 서열 5'-TTppGGpp-3'를 포함하되, 각각의 p는 NapdC이다.
일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다
일부 구현예에서, 압타머는 LDL-R에 대한 PCSK9 결합을 억제한다. 일부 구현예에서, 압타머는 30 nM 미만, 20 nM 미만, 또는 15 nM 미만의 IC50으로 LDL-R에 대한 PCSK9 결합을 억제한다.
일부 구현예에서, 대상체에서 콜레스테롤을 낮추는 방법은 제공되고, 상기 방법은 그것을 필요로 하는 대상체에게 PCSK9에 결합하는 압타머를 투여하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 본 명세서에서 제공된 압타머이다. 일부 구현예에서, 콜레스테롤은 저밀도 지질단백질 (LDL) 콜레스테롤 (LDL-C)이다. 일부 구현예에서, 상기 대상체는 이종접합성 가족성 고콜레스테롤혈증 또는 임상 죽상경화성 심혈관 질환 (CVD)을 갖는다.
본 발명의 전술한 및 다른 목적, 피쳐, 및 이점은, 수반하는 도와 관련하여 진행하는, 하기 상세한 설명으로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1. C5- 위치 변형된 우리딘 및 시티딘 트리포스페이트를 함유하는 DNA 라이브러리로 변형된 핵산 압타머의 선택. 2 변형된 염기로 선택의 도식. 30N 랜덤화된 화학적으로 합성된 마스터 안티센스 바이오티닐화된 템플레이트 라이브러리가 프라이머 신장 반응에 의해 다양한 변형된 및 미변형된 라이브러리를 효소적으로 합성시키는데 사용되었던 선택 방법의 개요.
도 2. 다양한 변형된 라이브러리를 사용하여 생성된 PCSK9에 40mer (30N+5+5) 압타머의 결합 친화도. 친화도 ≥ 1 nM을 가진 압타머는 회색 음영으로 강조되고 320 nM 친화도에서 보여진 압타머는 결합 곡선에서 32 nM 최상부 농도에 검출가능한 결합 없음을 나타낸다. 각각의 라이브러리에서 흑색선은 그 라이브러리에서 모든 압타머에 대하여 중앙 값을 표시한다.
도 3. 단일 변형된, 어느 한쪽 dU 또는 dC 대 dU를 가진 2 변형된 dC에 대하여 친화도 및 퍼센트 카피 수. 각각의 점은 Y-축에서 도시된 친화도 값 및 X-축에서 그것의 퍼센트 카피 수를 가진 압타머 중 하나를 나타낸다. 적색 점은 단일 변형된 압타머이고 (개방 및 채워진) 녹색 점은 2 변형된 압타머이다. 채워진 녹색 점은 일부 Nap-dC/Tyr-dU 및 PP-dC/Tyr-dU 압타머를 나타낸다.
도 4A-B. 단일 염기 변형된 및 2 염기 변형된 압타머의 절단 가능성. (A) 모든 고 친화도 40mer 서열은 각각의 5' 및 3' 말단으로부터 5 뉴클레오타이드를 단지 제거하는 그것의 랜덤 영역 길이에 30mer로 추가로 절단되었다. PCSK9에 개선된 결합 친화도를 보유하거나 갖는 압타머의 백분율은 Y-축에서 플롯팅된다. (B) 각각의 개별 라이브러리로부터 단일 염기 변형된 및 2 염기 변형된 압타머의 친화도 비교 및 절단가능성. 친화도 ≥ 1 nM을 가진 압타머는 회색 음영으로 강조되고, 최고 평균 친화도는 PP-dU, Nap-dU 및 Tyr-dU와 PP-dC의 2 변형된 염기 조합을 가진 압타머용이었다.
도 5. 각각의 라이브러리부터 다른 프로단백질 전환효소 (PCs)까지 3 고 친화도 압타머의 표적 결합 특이성. 용액 친화도 측정은, 단일 변형된 염기를 갖는 11 압타머 (즉, Nap-dC/dT를 갖는 3 압타머; dC/Nap-dU를 갖는 3 압타머; dC/Pp-dU를 갖는 3 압타머 및 dC/Ty-dU를 갖는 2 압타머) 및 이중 변형된 염기를 갖는 22 압타머 (즉, Nap-dC/Nap-dU를 갖는 3 압타머; Nap-dC/Pp-dU를 갖는 3 압타머; Nap-dC/Moe-dU를 갖는 3 압타머; Nap-dC/Tyr-dU를 갖는 3 압타머; Pp-dC/Pp-dU를 갖는 3 압타머; Pp-dC/Nap-dU를 갖는 3 압타머; Pp-Ty-dU를 갖는 3 압타머, 및 Pp-dC/Moe-dU를 갖는 1 압타머)를 가진, 33 압타머 (40mers) 합계에 대하여 수행되었다. 100 nM 친화도에서 점선 아래 압타머는 100 nM 농도에서 검출가능한 결합 없음을 표시한다. 잔존하는 PCs (PCSK5, PCSK6 및 PCSK8)에 대한 친화도는 시험되지 않았다.
도 6. 단일 염기 및 2 염기 변형된 압타머의 종 교차-반응성. 인간, 원숭이, 마우스 및 랫트로부터 PCSK9에 대한 단일 변형된 (3 압타머) 및 2 변형된 (38 압타머) 절단된 30-mer 압타머 (Kd 값 =1 nM)의 친화도. 마우스 또는 레이트 PSKC9가 아닌, 인간 및 원숭이 PSCKS9에 결합된 단일 변형된 압타머. 그에 반해서, 인간, 원숭이, 마우스 및 랫트에 결합된 2 변형된 압타머. 각각의 종으로부터 PCSK9 단백질의 퍼센트 동일성은 인간 PSCK9에 비해 제공된다.
도 7A-C. 비드-기반 Luminex® 검정에서 샌드위치 쌍 스크리닝. (A) 압타머 샌드위치 쌍 스크리닝의 도식. (B) 버퍼에서 단백질 없음과 비교된 10 nM PCSK9 농도에서 50-배 초과 또는 동등의 신호를 보여주는 샌드위치 쌍. 샌드위치 검정에서 시험된 모든 압타머는 Kd ≤1 nM을 갖는 40mers이었다. 총 70 쌍은 ≥ 50-배의 신호를 보여주었다. 3 샌드위치 쌍은 쌍의 각각의 압타머가 단일 변형된 라이브러리 (3 샌드위치 압타머 쌍/3 단일 염기 변형된 라이브러리)로부터 선택되었던 경우 확인되었다. 그에 반해서, 22 샌드위치 쌍은 쌍의 1 압타머가 3 단일 염기 변형된 라이브러리로부터 선택되었고 쌍의 다른 압타머가 4 이중 염기 변형된 라이브러리 (즉, 22 샌드위치 압타머 쌍/3 단일 염기 변형된 라이브러리, 및 4 이중 염기 변형된 라이브러리)로부터 선택되었던 경우 확인되었고, 45 샌드위치 쌍은 쌍의 양쪽 압타머가 이중 변형된 라이브러리 (45 샌드위치 압타머 쌍/5 이중 염기 변형된 라이브러리)로부터 선택되었던 경우 확인되었다. (C) 단일 염기 변형된 압타머를 갖는 포착 압타머 라이브러리 및 단일 염기 변형된 압타머를 갖는 검출 압타머 라이브러리; 단일 염기 변형된 압타머를 갖는 포착 압타머 라이브러리 및 2 염기 변형된 압타머를 갖는 검출 압타머 라이브러리; 그리고 2 염기 변형된 압타머를 갖는 포착 압타머 라이브러리 및 2 염기 변형된 압타머를 갖는 검출 압타머 라이브러리로부터 유래된 상기 표적 단백질 PCSK9에 대하여 샌드위치 쌍의 수의 비교.
도 8A-D. 비드-기반 Luminex® 검정에서 PCSK9 농도 의존적 신호를 보여주는 샌드위치 쌍. (A) 농도 의존적 신호는 선택 2차 또는 검출 압타머와 쌍으로 된 최상의 수행 포착 또는 1차 압타머로 관측되었다. (B) 농도 의존적 신호는 선택 1차 또는 포착 압타머와 최상의 수행 2차 또는 검출 압타머로 관측되었다. (C) 압타머의 배향이 스위칭되는 신호를 보여주는, 리드 샌드위치 쌍, dC/PP-dU 압타머 (1차) 및 Nap-dC/Nap-dU 압타머 (2차). (D) 재조합 야생형 PCSK9 및 기능획득 돌연변이체 PCSK9 D374Y로 수득된 표준 곡선. 선형 농도 의존적 신호는 야생형 PCSK9 (원형) 및 기능획득 돌연변이체 PCSK9 D374Y (삼각형) 단백질을 검출하는 샌드위치 쌍으로 수득되었다.
도 9A-B. 샌드위치 검정의 감수성: 버퍼에서 PCSK9 농도의 검출의 한계를 보여주는 압타머 샌드위치 검정 (dC/PP-dU 압타머 (1차) 및 Nap-dC/Nap-dU 압타머 (2차))의 성능. (A) 선형 농도 의존적 신호는 정량화의 하한 ~80 pg/mL (LLOQ)를 가진 압타머 샌드위치 검정으로 관측되었다 (B) 선형 농도 의존적 신호는 정량화의 상한 ~10 ng/mL (ULOQ)를 가진 압타머 샌드위치 검정으로 관측되었다.
도 10. dC/PP-dU 압타머 (1차) 및 Nap-dC/Nap-dU 압타머 (2차)를 사용하는 샌드위치 검정의 희석 선형성.
도 11. 1차 단일 염기 변형된 압타머 및 2차 2 염기 변형된 압타머 (dC/PP-dU 압타머 (1차) 및 Nap-dC/Nap-dU 압타머 (2차))를 포함하는 샌드위치 검정.
도 12. 야생형 HepG2 세포에서 PCSK9의 과 발현.
도 13. 플레이트-기반 시험관내 PCSK9 억제 검정: 압타머로 PCSK9의 억제의 도식.
도 14. 단일 염기 또는 2 염기 변형된 압타머에 대하여 억제 스크린.
도 15A-B. 종 교차-반응성 잠재적인 치료 2 염기 변형된 압타머. (A) 인간 PCSK9 (채워진 청색 원형), 인간 기능획득 돌연변이체 PCSK9 D374Y (채워진 적색 원형), 레수스 원숭이 PCSK9 (채워진 녹색 정사각형), 랫트 PCSK9 (채워진 핑크색 육각형), 마우스 PCSK9 (채워진 역전된 삼각형) 및 스크램블드 대조군 압타머 (개방 흑색 다이아몬드)에 대한 30mer 2 염기 변형된 (PP-dC/Nap-dU) 설치류 교차-반응성 압타머 (11733-44, 서열 번호: 44) 친화도. (B) LDL-R과 PCSK9 상호작용의 억제를 보여주는 종 교차-반응성 잠재적인 치료 2 염기 변형된 압타머. 2.1 nM의 EC50 값에서 LDL-R과 PCSK9 상호작용 (청색 채워진 원형) 및 3.6 nM의 EC50 값에서 PCSK9 D374Y (적색 채워진 삼각형)을 강력하게 억제시키는 압타머 그리고 야생형 PCSK9 (녹색 채워진 정사각형) 및 기능획득 돌연변이체 PCSK9 D374Y (개방 흑색 정사각형)의 억제 없음을 보여주는 스크램블드 대조군 압타머.
도 16. LDL-흡수 역전 검정의 도식.
도 17. 종 교차-반응성 PP-dC/Nap-DU 압타머는 LDL-R과 PCSK9 상호작용 차단에 의해 LDL-R 분해를 억제시켰고 HepG2 세포의 표면에서 LDL-R 수준을 증가시킨다. LDL-흡수 역전용 EC50 값은 동일한 서열의 스크램블드 대조군 (청색 삼각형)으로 관측되지 않았던 활성 SOMAmer (적색 원형)에 의해 13.5 nM이다.
도 18. 90% 인간 혈청에서 경시적으로 단일 변형된 및 이중 변형된 압타머의 안정성. 단일 C-5 변형된 또는 이중 C-5 변형된 압타머의 변형 패턴은 도면 범례로 제공된다 (예를 들면, X/Y 여기에서 X는 dC (비-변형된 뉴클레오타이드), NapdC (Nap), 또는 PPdC (PP)를 나타내고; 그리고 Y는 dU 또는 dT (비-변형된 뉴클레오타이드, TyrdU (Tyr), NapdU (Nap), PPdU (PP) 또는 MOEdU (MOE)를 나타낸다).
도 19A-C. 다양한 변형된 라이브러리를 사용하여 생성된 ErbB2 (A), ErbB3 (B), 및 PSMA (C)에 대한 40mer (30N+5+5) 압타머의 결합 친화도. 친화도 ≥ 1 nM을 가진 압타머는 회색 음영으로 강조되고 320 nM 친화도에서 보여진 압타머는 결합 곡선에서 32 nM 최상부 농도에 검출가능한 결합 없음을 나타낸다. 각각의 라이브러리에서 흑색선은 그 라이브러리에서 모든 압타머에 대하여 중앙 값을 표시한다.
도 20. 압타머에 편입될 수 있는 특정 예시적인 5-위치 변형된 우리딘 및 시티딘.
도 21. 우리딘의 5-위치에서 존재할 수 있는 특정 예시적인 변형. C-5 변형의 화학 구조는 우리딘의 5-위치에 변형을 연결하는 예시적인 아미드 연결을 포함한다. 도시된 5-위치 모이어티는 벤질 모이어티 (예를 들면, Bn, PE 및 PP), 나프틸 모이어티 (예를 들면, Nap, 2Nap, NE), 부틸 모이어티 (예를 들어, iBu), 플루오로벤질 모이어티 (예를 들면, FBn), 티로실 모이어티 (예를 들면, Tyr), 3,4-메틸렌디옥시 벤질 (예를 들면, MBn), 모폴리노 모이어티 (예를 들면, MOE), 벤조푸라닐 모이어티 (예를 들면, BF), 인돌 모이어티 (예를 들어, Trp) 및 하이드록시프로필 모이어티 (예를 들면, Thr)을 포함한다.
도 22. 시티딘의 5-위치에서 존재할 수 있는 특정 예시적인 변형. C-5 변형의 화학 구조는 시티딘의 5-위치에 변형을 연결하는 예시적인 아미드 연결을 포함한다. 도시된 5-위치 모이어티는 벤질 모이어티 (예를 들면, Bn, PE 및 PP), 나프틸 모이어티 (예를 들면, Nap, 2Nap, NE, 및 2NE) 및 티로실 모이어티 (예를 들면, Tyr)을 포함한다.
달리 지적되지 않는 한, 기술 용어들은 종래의 용법에 따라 사용된다. 분자 생물학에서 공통 용어들의 정의는 아래에 발견될 수 있다: Benjamin Lewin, Genes V, Oxford University Press, 1994 (ISBN 0-19-854287-9) 공개; Kendrew 등. (eds.), The Encyclopedia of Molecular Biology, Blackwell Science Ltd., 1994 (ISBN 0-632-02182-9) 공개; 및 Robert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference, VCH Publishers, Inc., 1995 (ISBN 1-56081-569-8) 공개.
달리 설명되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 개시내용이 속하는 당해 분야의 숙련가에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 단수 용어들 ("a", "an", 및 "the")은 문맥이 명확히 달리 표시하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. "A 또는 B를 포함하는"은 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 포함하는 것을 의미한다. 핵산 또는 폴리펩타이드에 대하여 주어진, 모든 염기 크기 또는 아미노산 크기, 그리고 모든 분자량 또는 분자량 값은 근사치이고 설명을 위하여 제공되는 것이 추가로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 제공된 범위는 그 범위 이내 모든 값에 대하여 속기되도록 이해된다. 예를 들어, 1 내지 50의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 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, 또는 50 (뿐만 아니라 문맥이 명확히 달리 표시하지 않는 한 이의 분획)으로 구성되는 군으로부터 임의의 수, 수의 조합, 또는 하위-범위를 포함하도록 이해된다. 임의의 농도 범위, 백분율 범위, 비 범위, 또는 정수 범위는, 달리 나타내지 않는 한, 인용된 범위 이내 임의의 정수의 값 그리고, 적절할 때, 이의 분획 (예컨대 정수의 10분의 1 및 100분의 1)을 포함하도록 이해되어야 한다. 또한, 임의의 물리적 피쳐, 예컨대 폴리머 하위단위, 크기 또는 두께에 관련하는 본 명세서에서 인용된 임의의 수 범위는, 달리 나타내지 않는 한, 인용된 범위 이내 임의의 정수를 포함하도록 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "약" 또는 "으로 본질적으로 구성되는"은, 달리 나타내지 않는 한, 지시된 범위, 값, 또는 구조의 ± 20%를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "포함한다" 및 "포함하다"는 개방형으로 끝내지고 동의어로 사용된다.
본 명세서에서 기재된 것에 유사한 또는 동등한 방법 및 물질이 본 개시내용의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있어도, 적합한 방법 및 물질은 아래 기재된다. 본 명세서에서 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조문헌은 그 전문이 참고로 편입된다. 상충의 경우에, 용어들의 설명을 포함하는, 본 명세서가 지배할 것이다. 또한, 물질, 방법, 및 그 예는 단지 실례가 되고 제한되도록 의도되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "뉴클레오타이드"는 리보뉴클레오타이드 또는 데옥시리보뉴클레오타이드, 또는 이의 개질 형태, 뿐만 아니라 그것의 유사체를 지칭한다. 뉴클레오타이드는 퓨린 (예를 들어, 아데닌, 하이포잔틴, 구아닌, 및 그것의 유도체 및 유사체) 뿐만 아니라 피리미딘 (예를 들어, 시토신, 우라실, 티민, 및 그것의 유도체 및 유사체)를 포함하는 종을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "시티딘"은 사용된 일반적으로, 구체적으로 나타내지 않는 한 달리 리보뉴클레오타이드, 데옥시리보뉴클레오타이드, 또는 시토신 염기를 포함하는 변형된 리보뉴클레오타이드를 지칭한다. 용어 "시티딘"은 2'-변형된 시티딘, 예컨대 2'-플루오로, 2'-메톡시, 등을 포함한다. 유사하게, 용어 "변형된 시티딘" 또는 특정 변형된 시티딘은 또한, 구체적으로 나타내지 않는 한 달리, 리보뉴클레오타이드, 데옥시리보뉴클레오타이드, 또는 변형된 시토신 염기를 포함하는 변형된 리보뉴클레오타이드 (예컨대 2'-플루오로, 2'-메톡시, 등)를 지칭한다. 용어 "우리딘"은 구체적으로 나타내지 않는 한 달리, 리보뉴클레오타이드, 데옥시리보뉴클레오타이드, 또는 우라실 염기를 포함하는 변형된 리보뉴클레오타이드를 지칭하도록 일반적으로 사용된다. 용어 "우리딘"은 2'-변형된 우리딘, 예컨대 2'-플루오로, 2'-메톡시, 등을 포함한다. 유사하게, 용어 "변형된 우리딘" 또는 특정 변형된 우리딘은 또한, 구체적으로 나타내지 않는 한 달리 리보뉴클레오타이드, 데옥시리보뉴클레오타이드, 또는 변형된 우라실 염기를 포함하는 변형된 리보뉴클레오타이드 (예컨대 2'-플루오로, 2'-메톡시, 등)을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "5-위치 변형된 시티딘" 또는 "C-5 변형된 시티딘"은, 예를 들어, 도 20에서 도시된 바와 같이 시티딘의 C-5 위치에서의 변형을 갖는 시티딘을 포함한다. 비제한 예시적인 5-위치 변형된 시티딘은 도 22에서 도시된 것들을 포함한다. 비제한 예시적인 5-위치 변형된 시티딘은, 비제한적으로, 5-(N-벤질카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("BndC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 5-(N-2-페닐에틸카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("PEdC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 5-(N-3-페닐프로필카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("PPdC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 5-(N-1-나프틸메틸카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("NapdC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 5-(N-2-나프틸메틸카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("2NapdC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 5-(N-1-나프틸-2-에틸카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("NEdC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 5-(N-2-나프틸-2-에틸카복사미드)-2'-데옥시시티딘 ("2NEdC"로 칭하고 도 21에서 도시됨); 및 5-(N- 티로실카복사미드)-2'-데옥시시티딘 (TyrdC로 칭하고 도 21에서 도시됨)을 포함한다. 일부 구현예에서, C5-변형된 시티딘은, 예를 들어, 그것의 삼인산 형태로, 폴리머라제 (예를 들어, KOD DNA 폴리머라제)에 의해 올리고뉴클레오타이드에 편입될 수 있다.
본 명세서에 기재된 C-5 변형된 시티딘의 화학적 변형은 또한 단독으로 또는 임의의 조합으로, 2'-위치 당 변형 (예를 들어, 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로), 고리외 아민에서의 변형, 및 4-티오시티딘 및 기타 동종의 것의 치환과 조합될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "C-5 변형된 우리딘" 또는 "5-위치 변형된 우리딘"은 예를 들어, 도 20에서 도시된 바와 같이 우리딘의 C-5 위치 에서의 변형을 갖는 우리딘 (전형적으로 데옥시우리딘) 을 지칭한다. 일부 구현예에서, C5-변형된 우리딘은, 예를 들어, 그것의 삼인산 형태로, 폴리머라제 (예를 들어, KOD DNA 폴리머라제)에 의해 올리고뉴클레오타이드에 편입될 수 있다. 비제한 예시적인 5-위치 변형된 우리딘은 도 21에 도시된 것들을 포함한다. 비제한 예시적인 5-위치 변형된 우리딘은 하기를 포함한다:
5-(N-벤질카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (BndU),
5-(N-펜에틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (PEdU),
5-(N-티오페닐메틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (ThdU),
5-(N-이소부틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (iBudU),
5-(N-티로실카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (TyrdU),
5-(N-3,4-메틸렌디옥시벤질카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (MBndU),
5-(N-4-플루오로벤질카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (FBndU),
5-(N-3-페닐프로필카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (PPdU),
5-(N-이미다졸릴에틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (ImdU),
5-(N-트립트아미노카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (TrpdU),
5-(N-R-트레오닌yl카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (ThrdU),
5-(N-[1-(3-트리메틸a모늄) 프로필]카복사미드)-2'-데옥시우리딘 염화물,
5-(N-나프틸메틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (NapdU),
5-(N-[1-(2,3-디하이드록시프로필)]카복사미드)-2'-데옥시우리딘),
5-(N-2-나프틸메틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (2NapdU),
5-(N-1-나프틸에틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (NEdU),
5-(N-2-나프틸에틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (2NEdU),
5-(N-3-벤조푸라닐에틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (BFdU),
5-(N-3-벤조티오페닐에틸카복사미드)-2'-데옥시우리딘 (BTdU).
본 명세서에 기재된 C-5 변형된 우리딘의 화학적 변형은 또한 단독으로 또는 임의의 조합으로, 2'-위치 당 변형 (예를 들어, 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로), 고리외 아민에서의 변형, 및 4-티오우리딘 및 기타 동종의 것의 치환과 조합될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어들 "변형시킨다", "변형된", "변형", 및 그의 임의의 변화는, 올리고뉴클레오타이드와 관련하여 사용될 때, 올리고뉴클레오타이드의 개의 구성성분 뉴클레오타이드 염기 (즉, A, G, T/U, 및 C) 중 적어도 하나가 자연 발생 뉴클레오타이드의 유사체 또는 에스테르임을 의미한다. 일부 구현예에서, 변형된 뉴클레오타이드 뉴클레아제 내성을 올리고뉴클레오타이드에 부여한다. 추가의 변형은 백본 변형, 메틸화, 흔치않은 염기쌍 조합 예컨대 이소염기 이소시티딘 및 이소구아니딘, 및 기타 동종의 것을 포함할 수 있다. 변형은 또한 3' 및 5' 변형, 예컨대 캡핑을 포함할 수 있다. 다른 변형은 하기 중 하나 이상의 치환을 포함할 수 있다: 유사체를 갖는 자연 발생 뉴클레오타이드, 뉴클레오타이드간 변형 예컨대, 예를 들어, 미하전된 연결기를를 갖는 것들 (예를 들어, 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포아미데이트, 카바메이트, 등) 및 하전된 연결기를 갖는 것들 (예를 들어, 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트, 등), 삽입제를 갖는 것들 (예를 들어, 아크리딘, 소랄렌, 등), 킬레이터를 함유하는 것들 (예를 들어, 금속, 방사성 금속, 붕소, 산화적 금속, 등), 알킬화제를 함유하는 것들, 및 변형된 연결기를 갖는 것들 (예를 들어, 알파 아노머성 핵산, 등). 또한, 뉴클레오타이드의 당 상에 통상적으로 존재하는 하이드록실기 중 임의의 것은 포스포네이트기 또는 포스페이트기에 의해 대체될 수 있고; 표준 보호기에 의해 보호될 수 있거나; 추가의 뉴클레오타이드 또는 고형 지지체에 대한 추가의 연결기를 제조하기 위해 활성화될 수 있다. 5' 및 3' 말단 OH 기는 인산화되거나, 아민, 약 1 내지 약 20개의 탄소 원자의 유기 캡핑 기 모이어티, 일 구현예에서 약 10 내지 약 80 kDa 범위의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 폴리머, 또 다른 구현예에서 약 20 내지 약 60 kDa 범위의 PEG 폴리머, 또는 다른 친수성 또는 소수성 생물학적 또는 합성 폴리머로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "핵산", "올리고뉴클레오타이드", 및 "폴리뉴클레오타이드"은 뉴클레오타이드의 폴리머를 지칭하도록 상호교환적으로 사용되고 DNA, RNA, DNA/RNA 하이브리드 및 이들 종류의 핵산, 올리고뉴클레오타이드 및 폴리뉴클레오타이드으이 변형을 포함하고, 임의의 위치에서의 다양한 독립체 또는 모이어티의 뉴클레오타이드 단위에의 부착이 포함된다. 용어들 "폴리뉴클레오타이드", "올리고뉴클레오타이드", 및 "핵산"은 이중- 또는 단일가닥 분자 뿐만 아니라 삼중-나선 분자를 포함한다. 핵산, 올리고뉴클레오타이드, 및 폴리뉴클레오타이드는 용어 압타머 이외의 더 넓은 용어들이고, 따라서, 용어들 핵산, 올리고뉴클레오타이드, 및 폴리뉴클레오타이드는 압타머인 뉴클레오타이드의 폴리머를 포함하지만 용어들 핵산, 올리고뉴클레오타이드, 및 폴리뉴클레오타이드는 비제한적으로 압타머이다.
폴리뉴클레오타이드는 또한 당해 분야에서 일반적으로 공지된 유사한 형태의 리보오스 또는 데옥시리보스 당류를 함유할 수 있고, 이는 2'-O-메틸, 2'-O-알릴, 2'-O-에틸, 2'-O-프로필, 2'-O-CH2CH2OCH3, 2'-플루오로, 2'-NH2 또는 2'-아지도, 탄소환형 당 유사체, α-아노머성 당, 에피머 당류 예컨대 아라비노오스, 자일로스 또는 릭소스, 파이라노스 당, 푸라노스 당, 세도헵툴로스, 비환형 유사체 및 무염기성 뉴클레오사이드 유사체 예컨대 메틸 리보사이드를 포함한다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 하나 이상의 포스포디에스테르 결합은 대안적인 연결 기에 의해 대체될 수 있다. 이들 대안적인 연결 기는, 포스페이트가 대체된 by P(O)S ("티오에이트"), P(S)S ("디티오에이트"), (O)NRX 2 ("아미데이트"), P(O) RX, P(O)ORX', CO 또는 CH2 ("포름아세탈") (각각의 RX 또는 RX'은 독립적으로 H 또는 치환된 또는 비치환된 알킬 (C1-C20)이고, 이는 선택적으로 에테르 (-O-) 연결, 아릴, 알케닐, 사이클로알킬, 사이클로알케닐 또는 아랄딜을 함유함)에 의해 대체되는 구현예를 포함한다. 폴리뉴클레오타이드 중 모든 연결기가 동일할 필요는 없다. 유사한 형태의 당, 퓨린, 및 피리미딘의 치환은, 대안적인 백본 구조 예컨대 폴리아미드 백본과 마찬가지로 최종 생성물을 설계할 때 유리할 수 있다.
폴리뉴클레오타이드는 또한 유사한 형태의 탄소환형 당 유사체, α-아노머성 당, 에피머 당류 예컨대 아라비노오스, 자일로스 또는 릭소스, 파이라노스 당, 푸라노스 당, 세도헵툴로스, 비환형 유사체 및 무염기성 뉴클레오사이드 유사체 예컨대 메틸 리보사이드를 함유할 수 있다.
존재한다면, 뉴클레오타이드 구조에 대한 변형은 폴리머의 조립 전 또는 후에 부여될 수 있다. 뉴클레오타이드의 서열은 비-뉴클레오타이드 성분에 의해 차단될 수 있다. 폴리뉴클레오타이드 예컨대 표지 성분과 콘주게이션에 의해 중합 후에 추가로 변형될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 핵산의 변형을 지칭하는 경우 용어 "적어도 하나의 뉴클레오타이드"는, 핵산에서 A, C, T, G 또는 U의 임의의 또는 모두의 임의의 또는 모든 발생이 변형될 수 있는지 아닌지를 나타내는, 핵산에서 하나, 몇몇, 또는 모든 뉴클레오타이드를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "핵산 리간드", "압타머", "SOMAmer", 및 "클론"은 표적 분자에서 바람직한 작용을 갖는 비-자연 발생 핵산을 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용된다. 바람직한 작용은, 비제한적으로, 표적의 결합, 표적을 촉매적으로 변화시킴, 상기 표적 또는 표적의 기능적 활성을 변형 또는 변경시키는 방식으로 상기 표적과 반응함, (자살 억제제에서처럼) 상기 표적에 공유적으로 부착시킴, 그리고 상기 표적과 또 다른 분자 사이 반응을 용이하게 함을 포함한다. 일 구현예에서, 작용은 표적 분자에 대한 특이적 결합 친화도이고, 그와 같은 표적 분자는 왓슨/크릭 염기 짝짓기 또는 삼중 나선 형성에 독립적인 기전을 통해 압타머에 결합하는 폴리뉴클레오타이드 이외의 3 차원 화학 구조이고, 여기서 압타머는 표적 분자에 의해 결합됨의 공지된 생리적 기능을 갖는 핵산이 아니다. 주어진 표적에 대한 압타머는 핵산의 후보 혼합물로부터 확인되는 핵산을 포함하고, 여기에서 압타머는, 하기 단계를 포함하는 공정에 의한, 표적의 리간드이고: (a) 후보 혼합물을 표적과 접촉시키는 단계, 여기서 후보 혼합물에서 다른 핵산에 비해 상기 표적에 증가된 친화도를 갖는 핵산은 후보 혼합물의 나머지로부터 분할될 수 있음; (b) 후보 혼합물의 나머지로부터 증가된 친화도 핵산을 분할하는 단계; 및 (c) 증가된 친화도 핵산을 증폭시켜 핵산의 리간드-농축한 혼합물을 수득하는 단계, 그것에 의하여 표적 분자의 압타머는 확인된다. 친화도 상호작용이 정도의 문제인 것이 인식되지만; 이러한 문맥에서, 그것의 표적에 대하여 압타머의 "특이적 결합 친화도"는 압타머가 혼합물 또는 샘플에서 다른, 비-표적, 성분에 결합하는 것보다 일반적으로 훨씬 높은 정도의 친화도로 그것의 표적에 결합하는 것을 의미한다. "압타머", "SOMAmer", 또는 "핵산 리간드"는 특정 뉴클레오타이드 서열을 갖는 핵산 분자의 1 유형 또는 종의 일련의 카피이다. 압타머는 뉴클레오타이드의 임의의 적합한 수를 포함할 수 있다. "압타머"는 1 초과의 그와 같은 분자의 세트를 지칭한다. 상이한 압타머는 뉴클레오타이드의 어느 한쪽 동일한 또는 상이한 수를 가질 수 있다. 압타머는 DNA 또는 RNA일 수 있고 단일 가닥, 이중 가닥일 수 있거나, 또는 이중 가닥 또는 삼중 가닥 영역을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 압타머는 본 명세서에서 기재된, 또는 당해 분야에서 공지된 바와 같이 SELEX 공정을 사용하여 제조된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "SOMAmer" 또는 느린 오프-레이트 변형된 압타머는 개선된 오프-레이트 특징을 갖는 압타머를 지칭한다. SOMAmers는, "Method for Generating Aptamers with Improved Off-Rates" 명칭으로, 미국 특허 번호 7,947,447에서 기재된 개선된 SELEX 공정을 사용하여 생성될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 2개의 상이한 유형의 5-위치 변형된 피리미딘 또는 C-5 변형된 피리미딘을 포함하는 압타머는 "이중 변형된 압타머", "2개의 변형된 염기"를 갖는 압타머, "2개의 염기 변형" 또는 "2개의 염기 변형된"을 갖는 압타머, "이중 변형된 염기"를 갖는 압타머로 칭할 수 있고, 이들 모두는 사용된 상호교환적으로 사용될 수 있다. 압타머의 라이브러리 또는 압타머 라이브러리는 또한, 동일한 용어를 사용할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 압타머는 2개의 상이한 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하되, 상기 2개의 상이한 5-위치 변형된 피리미딘은 하기로부터 선택된다: NapdC 및 NapdU, NapdC 및 PPdU, NapdC 및 MOEdU, NapdC 및 TyrdU, NapdC 및 ThrdU, PPdC 및 PPdU, PPdC 및 NapdU, PPdC 및 MOEdU, PPdC 및 TyrdU, PPdC 및 ThrdU, NapdC 및 2NapdU, NapdC 및 TrpdU, 2NapdC 및 NapdU, 및 2NapdC 및 2NapdU, 2NapdC 및 PPdU, 2NapdC 및 TrpdU, 2NapdC 및 TyrdU, PPdC 및 2NapdU, PPdC 및 TrpdU, PPdC 및 TyrdU, TyrdC 및 TyrdU, TrydC 및 2NapdU, TyrdC 및 PPdU, TyrdC 및 TrpdU, TyrdC 및 TyrdU, 및 TyrdC 및 TyrdU. 일부 구현예에서, 압타머는 적어도 하나의 변형된 우리딘 및/또는 티미딘 및 적어도 하나의 변형된 시티딘을 포함하고, 상기 적어도 하나의 변형된 우리딘 및/또는 티미딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 플루오로벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 모폴리노 모이어티, 이소부틸 모이어티, 3,4-메틸렌디옥시 벤질 모이어티, 벤조티오페닐 모이어티, 및 벤조푸라닐 모이어티로부터 선택된 모이어티로 5-위치에서 변형되고, 그리고 상기 적어도 하나의 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 티로실 모이어티, 및 벤질 모이어티로 5-위치에서 변형된다. 특정 구현예에서, 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 염기의 5-위치에 공유결합된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단일 유형의 5-위치 변형된 피리미딘 또는 C-5 변형된 피리미딘을 포함하는 압타머는 "단일 변형된 압타머", "단일 변형된 염기"를 갖는 압타머, "단일 염기 변형" 또는 "단일 염기 변형된"을 갖는 압타머로 칭할 수 있고, 이들 모두는 사용된 상호교환적으로 사용될 수 있다. 압타머의 라이브러리 또는 압타머 라이브러리는 또한, 동일한 용어를 사용할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "단백질"은 "펩타이드", "폴리펩타이드", 또는 "펩타이드 단편"와 동의어로 사용된다. "정제된" 폴리펩타이드, 단백질, 펩타이드, 또는 펩타이드 단편은, 아미노산 서열이 수득되는 세포, 조직, 또는 무세포 공급원으로부터의 세포 물질 또는 다른 오염 단백질이 실질적으로 없거나, 또는 화학적으로 합성될 때 화학적 전구체 또는 다른 화학물질이 실질적으로 없다.
특정 구현예에서, 압타머는 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하되, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 제1 5-위치 변형된 피리미딘의 5-위치에서의 티로실 모이어티를 포함하고, 그리고 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 제2 5-위치 변형된 피리미딘에서 5-위치에서의 나프틸 모이어티 또는 벤질 모이어티을 포함한다. 관련된 구현예에서 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 우라실이다. 관련된 구현예에서, 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 시토신이다. 관련된 구현예에서, 압타머 중 우라실의 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 100%는 5-위치에서 변형된다. 관련된 구현예에서, 압타머 중 우라실의 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 100%는 5-위치에서 변형된다.
변형된 뉴클레오타이드
특정 구현예에서, 본 개시내용은 올리고뉴클레오타이드, 예컨대 압타머를 제공하되, 이는 2개의 상이한 유형의 염기-변형된 뉴클레오타이드를 포함한다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드 2개의 상이한 유형의 5-위치 변형된 피리미딘을 포함한다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 적어도 하나의 C5-변형된 시티딘 및 적어도 하나의 C5-변형된 우리딘을 포함한다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 2개의 상이한 C5-변형된 시티딘을 포함한다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 2개의 상이한 C5-변형된 우리딘을 포함한다. 비제한 예시적인 C5-변형된 우리딘 및 시티딘은, 예를 들어, 아래의 식 I, 및 도 20에 나타나 있다. 특정 비제한 예시적인 C5-변형된 우리딘은 도 21에 도시되어 있다. 특정 비제한 예시적인 C5-변형된 시티딘은 도 22에 도시되어 있다.
일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 식 I의 적어도 하나의 피리미딘 또는 이의 염을 포함한다:
Figure pct00001
식 I
식 중,
R은 독립적으로 -(CH2)n- (식 중, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10로부터 선택된 정수임)이고;
RX1은 하기으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
Figure pct00002
Figure pct00003
식 중, 는 -(CH2)n- 기에 대한 RX1 기의 부착점을 나타내고; 그리고
식 중,
RX4은 분지형 또는 선형 저급 알킬 (C1-C20); 하이드록실 그룹; 할로겐 (F, Cl, Br, I); 니트릴 (CN); 붕산 (BO2H2); 카복실산 (COOH); 카복실산 에스테르 (COORX2); 1차 아미드 (CONH2); 2차 아미드 (CONHRX2); 3차 아미드 (CONRX2RX3); 설폰아미드 (SO2NH2); N-알킬설폰아미드 (SONHRX2) 으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
RX2 및 RX3은 독립적으로, 각 경우에 대해, 분지형 또는 선형 저급 알킬 (C1-C20); 페닐 (C6H5); RX4 치환된 페닐 고리 (RX4C6H4) (여기서 RX4은 상기에 정의되어 있음); 카복실산 (COOH); 카복실산 에스테르 (COORX5) (여기서 RX5은 분지형 또는 선형 저급 알킬 (C1-C20)임); 및 사이클로알킬 (여기서 RX2 및 RX3은 함께 치환된 또는 비치환된 5 또는 6 원 고리를 형성함)로 구성된 군으로부터 선택되고;
X는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도 으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
R'은 -H, -OAc; -OBz; -P(NiPr2)(OCH2CH2CN); 및 -OSiMe2tBu 으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
R''은 수소, 4,4'-디메톡시트리틸 (DMT) 및 삼인산 (-P(O)(OH)-O-P(O)(OH)-O-P(O)(OH)2) 또는 이의 염 으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고;
Z는 -H, 치환된 또는 비치환된 C(1-4)알킬 으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 도 21에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘을 포함하되, 각각의 X는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 도 22에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘을 포함하되, 각각의 X는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 도 21에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘 및 도 22에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘을 포함하되, 각각의 X는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도로부터 독립적으로 선택된다. 변형된 피리미딘의 특정 비제한 예시적인 쌍은 본 명세서에 기재된 실시예에 나타나 있다.
일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 도 20에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘을 포함하되, 상기 리보오스의 2' 위치는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도로부터 독립적으로 선택된다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 도 20에서 도시된 적어도 2종의 변형된 피리미딘을 포함하되, 상기 리보오스의 2' 위치는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 도 20에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘 및 도 21 또는 도 22에서 도시된 적어도 하나의 변형된 피리미딘을 포함하되, 상기 리보오스의 2' 위치는 -H, -OH, -OMe, -O-알릴, -F, -OEt, -OPr, -OCH2CH2OCH3, NH2 및 -아지도로부터 독립적으로 선택된다. 변형된 피리미딘의 특정 비제한 예시적인 쌍은 본 명세서에 기재된 실시예에 나타나 있다.
본 명세서에 기재된 구현예 중 임의의 것에서, 올리고뉴클레오타이드는 압타머일 수 있다. 일부 그와 같은 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드는 표적 폴리펩타이드에 특이적으로 결합하는 압타머이다.
올리고뉴클레오타이드의 제조
올리고데옥시뉴클레오사이드의 자동화 합성은 많은 실험실에서 일상적인 실시이다 (참조 예를 들면, Matteucci, M. D. and Caruthers, M. H., (1990) J. Am. Chem. Soc., 103:3185-3191, 이들의 내용은 이로써 참고로 그 전문이 편입됨). 올리고리보뉴클레오사이드의 합성은 또한 잘 알려진다 (참조 예를 들면 Scaringe, S. A., 등, (1990) Nucleic Acids Res. 18:5433-5441, 이들의 내용은 이로써 참고로 그 전문이 편입됨). 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 포스포르아미다이트는 화학적 합성에 의해 올리고뉴클레오타이드에 변형된 뉴클레오사이드의 편입에 유용하고, 트리포스페이트는 효소적 합성에 의해 올리고뉴클레오타이드에 변형된 뉴클레오사이드의 편입에 유용하다 (참조 예를 들면, Vaught, J. D. 등. (2004) J. Am. Chem. Soc., 126:11231-11237; Vaught, J. V., 등. (2010) J. Am. Chem. Soc. 132, 4141-4151; Gait, M. J. "Oligonucleotide Synthesis a practical approach" (1984) IRL Press (Oxford, UK); Herdewijn, P. "Oligonucleotide Synthesis" (2005) (Humana Press, Totowa, N.J. (이들 각각은 본 명세서에 참고로 그 전문이 편입됨).
SELEX 공정
용어 "SELEX" 및 "SELEX 공정"은 (1) 바람직한 방식, 예를 들어 단백질에 대한 고 친화도로 결합으로 표적 분자와 상호작용하는 핵산의 선택의 (2) 그들 선택된 핵산의 증폭과의 조합을 일반적으로 지칭하기 위해 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. SELEX 공정은 특이적 표적 분자 또는 바이오마커에 고 친화도로 압타머를 확인하는데 사용될 수 있다.
SELEX는 일반적으로 핵산의 후보 혼합물 제조, 친화도 복합체를 형성하기 위해 후보 혼합물의 원하는 표적 분자에의 결합, 미결합된 후보 핵산으로부터 친화도 복합체 분리, 친화도 복합체로부터 핵산 분리 및 단리, 핵산 정제, 및 특이적 압타머 서열 확인을 포함한다. 상기 공정은 선택된 압타머의 친화도를 추가로 정련시키기 위해 여러 라운드를 포함할 수 있다. 상기 공정은 공정에 있어서 하나 이상의 지점에서 증폭 단계를 포함할 수 있다. 참조, 예를 들면, "핵산 리간드" 명칭으로, 미국 특허 번호 5,475,096. SELEX 공정은 그것의 표적을 공유적으로 결합시키는 압타머 뿐만 아니라 그것의 표적을 비-공유적으로 결합시키는 압타머를 생성시키는데 사용될 수 있다. 참조, 예를 들면, "Systematic Evolution of Nucleic Acid Ligands by Exponential Enrichment: Chemi-SELEX" 명칭으로 미국 특허 번호 5,705,337.
SELEX 공정은 압타머에서 개선된 특징, 예컨대, 예를 들어, 개선된 생체내 안정성 또는 개선된 전달 특징을 부여하는 변형된 뉴클레오타이드를 함유하는 고-친화도 압타머를 확인하는데 사용될 수 있다. 그와 같은 변형의 예는 리보오스 및/또는 포스페이트 및/또는 염기 위치에서 화학적 치환을 포함한다. 변형된 뉴클레오타이드를 함유하는 SELEX 공정-확인된 압타머는, 피리미딘의 5'- 및 2'-위치에서 화학적으로 변형된 뉴클레오타이드 유도체를 함유하는 올리고뉴클레오타이드를 기재하는, "High Affinity Nucleic Acid Ligands Containing Modified Nucleotides" 명칭으로, 미국 특허 번호 5,660,985에서 기재된다. 미국 특허 번호 5,580,737은, 상기 참고, 2'-아미노 (2'-NH2), 2'-플루오로 (2'-F), 및/또는 2'-O-메틸 (2'-OMe)로 변형된 하나 이상의 뉴클레오타이드를 함유하는 고도로 특이적 압타머를 기재한다. 참조 또한, SELEX 및 photoSELEX에서 팽창된 물리적 및 화학적 특성 및 이의 용도를 갖는 핵산 라이브러리를 기재하는, "SELEX and PHOTOSELEX" 명칭으로, 미국 특허 출원 공개 번호 20090098549.
SELEX는 또한 바람직한 오프-레이트 특징을 갖는 압타머를 확인하는데 사용될 수 있다. 참조, 표적 분자에 결합할 수 있는 압타머 생성용 개선된 SELEX 공정을 기재하는, 본 명세서에 참고로 그 전문이 편입되는, "Method for Generating Aptamers with Improved Off-Rates" 명칭으로, 미국 특허 번호 7,947,447. 그것의 각각의 표적 분자로부터 해리의 더 느린 속도를 갖는 압타머 및 광압타머의 생산 공정은 기재된다. 상기 공정은 후보 혼합물의 표적 분자와의 접촉, 발생하기 위한 핵산-표적 복합체의 형성 허용, 그리고 빠른 해리 속도를 가진 핵산-표적 복합체가 해리하고 재형성하지 않고, 반면에 느린 해리 속도를 가진 복합체는 온전하게 남아있는 느린 오프-레이트 농축 공정 수행을 포함한다. 추가적으로, 상기 공정은 개선된 오프-레이트 성능을 가진 압타머를 생성하기 위해 후보 핵산 혼합물의 생산에서 변형된 뉴클레오타이드의 용도를 포함한다 (참조 미국 특허 번호 8,409,795, 명칭 "SELEX 및 PhotoSELEX"). (참조 또한 미국 특허 번호 7,855,054 및 미국 특허 공개 번호 20070166740). 각각의 이들 출원은 본 명세서에 참고로 그 전문이 편입된다.
"표적" 또는 "표적 분자" 또는 "목표물"은 핵산이 바람직한 방식으로 작용할 수 있는 임의의 화합물을 본 명세서에서 지칭한다. 표적 분자는, 비제한적으로, 단백질, 펩타이드, 핵산, 탄수화물, 지질, 다당류, 당단백질, 호르몬, 수용체, 항원, 항체, 바이러스, 병원체, 독성 서브스턴스, 기질, 대사물, 전이 상태 유사체, 보조인자, 억제제, 약물, 염료, 영양소, 성장 인자, 세포, 조직, 임의의 전술한 것의 임의의 부분 또는 단편, 등일 수 있다. 사실상 임의의 화학적 또는 생물학적 효과기는 적합한 표적일 수 있다. 임의의 크기의 분자는 표적으로서 작용할 수 있다. 표적은 또한 특정 방식으로 상기 표적과 핵산 사이 상호작용의 가능성 또는 강도를 향상시키기 위한 방식으로 변형될 수 있다. 표적은 또한 특정 화합물 또는 분자의 임의의 소수의 변화, 예컨대, 단백질의 경우에서, 예를 들어, 분자의 동일성을 실질적으로 변경시키지 않는, 아미노산 서열, 디설파이드 결합 형성, 당화, 지질화, 아세틸화, 인산화, 또는 임의의 다른 조작 또는 변형, 예컨대 라벨링 성분으로 콘주게이션에서 소수의 변화를 포함할 수 있다. "표적 분자" 또는 "표적"은 압타머에 결합할 수 있는 분자 또는 다분자 구조의 1 유형 또는 종의 일련의 카피이다. "표적 분자들" 또는 "표적들"은 1 초과의 그와 같은 분자의 세트를 지칭한다. 상기 표적이 펩타이드인 SELEX 공정의 구현예는, "Modified SELEX Processes Without Purified Protein" 명칭으로, 미국 특허 번호 6,376,190에서 기재된다. 일부 구현예에서, 표적은 단백질이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "경쟁자 분자" 및 "경쟁자"는 비-표적 분자와 비-특이적 복합체를 형성할 수 있는 임의의 분자를 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용된다. 이러한 문맥에서, 비 - 표적 분자는, 예를 들어, 경쟁자가, 또 다른 비-표적 분자에, 비-특이적으로, 결합 (재결합)으로부터 압타머를 억제시키는데 사용될 수 있는, 자유 압타머를 포함한다. "경쟁자 분자" 또는 "경쟁자"는 분자의 1 유형 또는 종의 일련의 카피이다. "경쟁자 분자들" 또는 "경쟁자들"은 1 초과의 그와 같은 분자의 세트를 지칭한다. 경쟁자 분자는, 비제한적으로 올리고뉴클레오타이드, 다중음이온 (예를 들면, 헤파린, 청어 정자 DNA, 연어 정자 DNA, tRNA, 덱스트란 설페이트, 폴리덱스트란, 무염기성 포스포디에스테르 폴리머, dNTPs, 및 파이로포스페이트)를 포함한다. 다양한 구현예에서, 하나 이상의 경쟁자의 조합은 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "비-특이적 복합체"는 압타머 이외의 2 이상 분자와 그것의 표적 분자 사이 비-공유 결합을 지칭한다. 비-특이적 복합체는 분자의 부류 사이 상호작용을 나타낸다. 비-특이적 복합체는 압타머와 비-표적 분자, 경쟁자와 비-표적 분자, 경쟁자와 표적 분자, 및 표적 분자와 비-표적 분자 사이 형성된 복합체를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "느린 오프-레이트 농축 공정"은 느린 해리 속도를 갖는 압타머 친화도 복합체의 상대 농도가 더 빠른, 덜 바람직한 해리 속도를 갖는 압타머 친화도 복합체의 농도에 비해 증가되도록 후보 혼합물의 특정 성분의 상대 농도의 변경 공정을 지칭한다. 일 구현예에서, 느린 오프-레이트 농축 공정은 용액-기반 느린 오프-레이트 농축 공정이다. 이러한 구현예에서, 용액-기반 느린 오프-레이트 농축 공정은 용액에서 발생하여, 이로써 혼합물에서 압타머 친화도 복합체를 형성하는 핵산도 상기 표적도 느린 오프-레이트 농축 공정 동안 고형 지지체 상에 고정되지 않는다. 다양한 구현예에서, 느린 - 오프 레이트 농축 공정은, 경쟁자 분자의 첨가 및 상기로 인큐베이션, 혼합물의 희석, 또는 이들의 조합 (예를 들면, 경쟁자 분자의 존재 하에서 혼합물의 희석)을 포함하는, 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다. 느린 오프-레이트 농축 공정의 효과가 일반적으로 상이한 압타머 친화도 복합체 (즉, 후보 혼합물에서 표적 분자와 상이한 핵산 사이 형성된 압타머 친화도 복합체)의 상이한 해리 속도에 의존하기 때문에, 느린 오프-레이트 농축 공정의 지속기간은 빠른 해리 속도를 갖는 압타머 친화도 복합체의 수를 실질적으로 감소시키면서 느린 해리 속도를 갖는 압타머 친화도 복합체의 고 분율을 보유하도록 선택된다. 느린 오프-레이트 농축 공정은 SELEX 공정 동안 하나 이상의 사이클에서 사용될 수 있다. 경쟁자의 희석 및 첨가가 조합으로 사용되는 경우, 이들은 동시에 또는 순차적으로, 임의의 순서로 수행될 수 있다. 느린-오프 레이트 농축 공정은 혼합물에서 총 표적 (단백질) 농도가 낮은 경우 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 느린 오프-레이트 농축 공정이 희석을 포함하는 경우, 혼합물은, 압타머 유지된 핵산이 SELEX 공정에서 후속 라운드를 위하여 회수된다는 것을 명심하고, 실제적인 만큼 많이 희석될 수 있다. 일 구현예에서, 느린 오프-레이트 농축 공정은, 경쟁자의 사용 없이 필요한 것보다 덜 혼합물이 희석되도록 하는, 경쟁자 뿐만 아니라 희석의 사용을 포함한다.
일 구현예에서, 느린 오프-레이트 농축 공정은 경쟁자의 첨가를 포함하고, 경쟁자는 다중음이온 (예를 들면, 헤파린 또는 덱스트란 설페이트 (덱스트란))이다. 헤파린 또는 덱스트란은 선행 SELEX 선택에서 특이적 압타머의 확인에서 사용되고 있다. 그와 같은 방법에서, 그러나, 헤파린 또는 덱스트란은 상기 표적 및 압타머가 복합체를 형성하기 위해 결합하는 평형 단계 동안 존재한다. 그와 같은 방법에서, 헤파린 또는 덱스트란의 농도가 증가함에 따라, 고 친화도 표적/압타머 복합체 대 저 친화도 표적/압타머 복합체의 비는 증가한다. 그러나, 헤파린 또는 덱스트란의 고 농도는 핵산과 경쟁자 사이 표적 결합에 대한 경쟁으로 인해 평형에서 고 친화도 표적/압타머 복합체의 수를 감소시킬 수 있다. 반대로, 현재 기재된 방법은 표적/압타머 복합체가 형성하도록 허용된 후 경쟁자를 첨가하고 그것을 위하여 형성된 복합체의 수에 영향을 주지 않는다. 평형 결합이 표적과 압타머 사이 발생한 후 경쟁자의 첨가는 더 적은 표적/압타머 복합체로 신규한 평형으로 시간 내에 진전하는 비-평형 상태를 창출시킨다. 신규한 평형이 도달되기 전 표적/압타머 복합체 트랩핑은 빠른 오프-레이트 복합체가 먼저 해리할 것이기 때문에 느린 오프-레이트 압타머용 샘플을 풍부하게 한다.
또 다른 구현예에서, 다중음이온성 경쟁자 (예를 들면, 덱스트란 설페이트 또는 또 다른 다중음이온성 물질)은 다중음이온의 존재에 난치성인 압타머의 확인을 용이하게 하기 위해 느린 오프-레이트 농축 공정에서 사용된다. 이러한 문맥에서, "다중음이온성 난치성 압타머"는 비다중음이온성 난치성 압타머를 포함하는 압타머/표적 복합체보다 다중음이온성 난치성 물질을 또한 함유하는 용액에서 덜 해리할 것 같은 압타머/표적 복합체를 형성할 수 있는 압타머이다. 이런 식으로, 다중음이온성 난치성 압타머는 샘플에서 표적의 존재 또는 양 또는 농도를 검출하기 위해 분석적 방법의 수행에서 사용될 수 있고, 여기에서 상기 검출 방법은 압타머가 난치성인 다중음이온성 물질 (예를 들면 덱스트란 설페이트)의 용도를 포함한다.
따라서, 일 구현예에서, 다중음이온성 난치성 압타머의 생산 방법은 제공된다. 이러한 구현예에서, 표적과 핵산의 후보 혼합물의 접촉 후. 후보 혼합물에서 표적 및 핵산은 평형이 되게 하였다. 다중음이온성 경쟁자는 도입되고 후보 혼합물에서 대부분의 빠른 오프 레이트 압타머가 표적 분자로부터 해리하는 것을 보장하기에 충분한 기간 동안 용액에서 인큐베이션하게 된다. 또한, 다중음이온성 경쟁자의 존재 하에서 해리할 수 있는 후보 혼합물에서 압타머는 표적 분자로부터 방출될 것이다. 혼합물은 표적 분자와 회합에서 남아있었던 고 친화도, 느린 오프-레이트 압타머를 단리시키기 위해 그리고 용액으로부터 임의의 미복합체화된 물질을 제거하기 위해 분할된다. 압타머는 그 다음 표적 분자로부터 방출될 수 있고 단리될 수 있다. 단리된 압타머는 또한 증폭될 수 있고 선택의 추가의 라운드가 선택된 압타머의 전체적인 성능을 증가시키는데 적용될 수 있다. 이러한 공정은 또한 느린 오프-레이트 압타머의 선택이 특정 적용에 필요없다면 최소 인큐베이션 시간으로 사용될 수 있다.
따라서, 일 구현예에서 변형된 SELEX 공정은 표적 분자 및 후보 혼합물이 접촉되고 발생하도록 후보 혼합물에서 함유된 표적 분자와 핵산 사이 평형 결합에 충분한 기간 동안 함께 인큐베이션되는 느린 (긴) 오프 레이트를 갖는 압타머의 확인 또는 생산을 위하여 제공된다. 평형 결합 이후 과잉의 경쟁자 분자, 예를 들면, 다중음이온 경쟁자는 혼합물에 첨가되고 혼합물은 과잉의 경쟁자 분자와 함께 예정된 기간 동안 인큐베이션된다. 이러한 예정된 인큐베이션 기간 미만인 오프 레이트를 갖는 압타머의 상당한 분율은 예정된 인큐베이션 기간 동안 상기 표적으로부터 해리할 것이다. 상기 표적과 이들 "빠른" 오프 레이트 압타머의 재-회합은 상기 표적에 비-특이적으로 결합할 수 있는 그리고 표적 결합 부위를 차지할 수 있는 과잉의 경쟁자 분자 때문에 최소화된다. 더 긴 오프 레이트를 갖는 압타머의 상당한 분율은 예정된 인큐베이션 기간 동안 상기 표적에 복합체화된 채 남아있을 것이다. 인큐베이션 기간의 마지막에, 혼합물의 나머지로부터 핵산-표적 복합체 분할은 빠른 오프 레이트를 갖는 것으로부터 느린 오프-레이트 압타머의 모집단의 분리를 허용한다. 해리 단계는 그것의 표적으로부터 느린 오프-레이트 압타머를 해리시키는데 사용될 수 있고 표적 분자에 대하여 고 친화도 및 특이성을 갖는 (어느 한쪽 개별 압타머의 또는 느린 오프-레이트 압타머의 그룹의) 느린 오프-레이트 압타머의 단리, 확인, 서열분석, 합성 및 증폭을 허용한다. 종래의 SELEX처럼 변형된 SELEX 공정의 1 라운드로부터 확인된 압타머 서열은 접촉, 평형 결합, 경쟁자 분자의 첨가, 경쟁자 분자로 인큐베이션 및 느린 오프-레이트 압타머의 분할의 단계가 원하는 대로 많은 시간만큼 되풀이/반복될 수 있도록 신규한 후보 혼합물의 합성에서 사용될 수 있다.
경쟁자의 첨가에 앞서 상기 표적과 후보 혼합물의 평형 결합, 이어서 과잉의 경쟁자의 첨가 그리고 예정된 기간 동안 경쟁자로 인큐베이션의 조합은 이전에 달성된 것보다 훨씬 더 큰 오프 레이트를 갖는 압타머의 모집단의 선택을 허용한다.
평형 결합을 달성하기 위해, 후보 혼합물은 적어도 약 5 분, 또는 적어도 약 15 분, 약 30 분, 약 45 분, 약 1 시간, 약 2 시간, 약 3 시간, 약 4 시간, 약 5 시간 또는 약 6 시간 동안 상기 표적으로 인큐베이션될 수 있다.
후보 혼합물 및 표적 분자의 혼합물과 경쟁자 분자의 예정된 인큐베이션 기간은, 인자 예컨대 표적의 성질 그리고 표적에 대하여 공지된 압타머의 (있다면) 공지된 오프 레이트를 고려하여, 원하는 대로 선택될 수 있다. 예정된 인큐베이션 기간은 하기로부터 선택될 수 있다: 적어도 약 5 분, 적어도 약 10 분, 적어도 약 20 분, 적어도 약 30 분, 적어도 45 약 분, 적어도 약 1 시간, 적어도 약 2 시간, 적어도 약 3 시간, 적어도 약 4 시간, 적어도 약 5 시간, 적어도 약 6 시간.
다른 구현예에서 희석은 희석된 후보 혼합물의 인큐베이션 및 오프 레이트 향상 공정으로서 사용되고, 표적 분자/압타머 복합체는, 하기로부터 선택될 수 있는, 예정된 기간 동안 착수될 수 있다: 적어도 약 5 분, 적어도 약 10 분, 적어도 약 20 분, 적어도 약 30 분, 적어도 약 45 분, 적어도 약 1 시간, 적어도 약 2 시간, 적어도 약 3 시간, 적어도 약 4 시간, 적어도 약 5 시간, 적어도 약 6 시간.
본 개시내용의 구현예는 느린 오프-레이트 압타머의 확인, 생산, 합성 및 사용에 관한 것이다. 이들은 종래의 SELEX에 의해 정상적으로 수득된 압타머의 것보다 더 높은 비-공유 압타머-표적 복합체로부터 해리율 (t1/2)를 갖는 압타머이다. 압타머 및 표적의 비-공유 복합체를 함유하는 혼합물에 대하여, t1/2은 압타머-표적 복합체로부터 해리하기 위해 압타머의 절반을 차지한 시간을 나타낸다. 본 개시내용에 따른 느린 해리 속도 압타머의 t1/2은 하기 중 하나로부터 선택된다: 약 30 분 초과 또는 동등; 약 30 분 내지 약 240 분; 약 30 분 내지 약 60 분; 약 60 분 내지 약 90 분, 약 90 분 내지 약 120 분; 약 120 분 내지 약 150 분; 약 150 분 내지 약 180 분; 약 180 분 내지 약 210 분; 약 210 분 내지 약 240 분.
SELEX 절차에 의해 확인된 압타머의 특성규명 피쳐는 그것의 표적에 대하여 그것의 고 친화도이다. 압타머는 하기 중 하나로부터 선택되는 그것의 표적에 대하여 해리 상수 (kd)를 가질 것이다: 약 1μM 미만, 약 100nM 미만, 약 10nM 미만, 약 1nM 미만, 약 100pM 미만, 약 10 pM 미만, 약 1pM 미만.
올리고뉴클레오타이드의 라이브러리
일부 구현예에서, 랜덤 서열을 포함하는 올리고뉴클레오타이드의 라이브러리가 제공된다. 그와 같은 라이브러리는 일부 구현예에서, SELEX를 수행하기 위해 유용할 수 있다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드의 라이브러리의 각각의 올리고뉴클레오타이드는 수많은 무작위화된 위치, 예컨대 적어도 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 50, 또는 20-100, 20-80, 20-70, 20-60, 20-50, 20-40, 또는 30-40개의 무작위화된 위치를 포함한다. 일부 구현예에서, 올리고뉴클레오타이드의 라이브러리의 각각의 올리고뉴클레오타이드는 무작위화된 위치에 측접하는 고정된 서열을 포함한다. 그와 같은 고정된 측접 서열은 서로 동일 또는 상이할 수 있고 (즉, 5' 측접 서열 및 3' 측접 서열은 동일 또는 상이할 수 있고), 일부 구현예에서, 라이브러리의 모든 구성원에 대해 동일할 수 있다 (즉, 라이브러리의 모든 구성원은 동일한 5' 측접 서열을 가질 수 있고/거나 라이브러리의 모든 구성원은 동일한 3' 측접 서열을 가질 수 잇다).
일부 구현예에서, 무작위화된 위치는 4개 이상의 상이한 뉴클레오타이드 염기로 구성될 수 있고, 이 염기 중 하나 이상이 변형된. 일부 구현예에서, 모든 하나의 유형의 뉴클레오타이드 염기는 변형된 또는 비변형된다 (예를 들어, 무작위화된 영역 중 모든 시티딘은 변형되거나 모두는 비변형된다). 일부 구현예에서, 무작위화된 영역 중 하나의 유형의 뉴클레오타이드 염기는 변형된 및 비변형된 형태 둘 모두로 존재한다. 일부 그와 같은 구현예에서, 무작위화된 위치는 2개의 변형된 및 2개의 비변형된 뉴클레오타이드 염기로 구성된다. 일부 그와 같은 구현예에서, 무작위화된 위치는 아데닌, 구아닌, C5-변형된 시티딘, 및 C5-변형된 우리딘으로 구성된다. 비제한 예시적인 C5-변형된 시티딘 및 C5-변형된 우리딘은 도 19 내지 21에서 도시된다. 올리고뉴클레오타이드의 라이브러리 및 이의 제조 방법은 예를 들어, 본 명세서의 실시예에서 추가로 기재된다.
예시적인 압타머
일부 구현예에서, 표적 분자에 결합하는 압타머가 제공된다. 일부 구현예에서, 표적 분자는 표적 단백질이다. 일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 제공된다. 일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 LDL-R에 대한 PCSK9의 결합을 억제한다. 일부 그와 같은 구현예에서, 압타머는 서열 5'-yGpppG-3'를 포함하되, 각각의 y는 TyrdU이고 각각의 p는 NapdC이다. 일부 구현예에서, 압타머는 서열 5'-yEAyGAnpAp-3'를 추가로 포함하되, E는 y, A, 및 G로부터 선택되고; 그리고 n은 0 또는 1이다. 일부 구현예에서, n은 0이다. 일부 구현예에서, 서열 5'-yEAyGAnpAp-3'은 서열 5'-yGpppG-3'의 5'에 위치한다. 일부 구현예에서, E는 y이다.
일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 제공된, 상기 압타머는 서열 5'-FnpppAAGRJrpRppWm-3' (서열번호: 81)를 포함하되, F는 r 및 G로부터 선택되고; 각각의 R은 G 및 A로부터 독립적으로 선택되고; J는 r 및 A로부터 선택되고; W는 r, G, 및 A로부터 선택되고; n은 0 또는 1이고; m은 0 또는 1이고; r은 PpdC이고; 그리고 p는 NapdU이다. 일부 구현예에서, m은 1이다. 일부 구현예에서, F는 r이다. 일부 구현예에서, J는 r이다. 일부 구현예에서, W는 G이다.
일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머가 제공되고, 상기 압타머는 서열 5'-TTppGGpp-3'를 포함하되, 각각의 p는 NapdC이다.
일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
일부 구현예에서, 압타머는 LDL-R에 대한 PCSK9 결합을 억제한다. 일부 구현예에서, 압타머는 30 nM 미만, 20 nM 미만, 또는 15 nM 미만의 IC50으로 LDL-R에 대한 PCSK9 결합을 억제한다.
일부 구현예에서, 대상체에서 콜레스테롤을 낮추는 방법이 제공되고, 상기 방법은 그것을 필요로 하는 대상체에게 PCSK9에 결합하는 압타머를 투여하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, PCSK9에 결합하는 압타머는 본 명세서에서 제공된 압타머이다. 일부 구현예에서, 콜레스테롤은 저밀도 지질단백질 (LDL) 콜레스테롤 (LDL-C)이다. 일부 구현예에서, 상기 대상체는 이종접합성 가족성 고콜레스테롤혈증 또는 임상 죽상경화성 심혈관 질환 (CVD)을 갖는다.
염
본 화합물의 상응하는 염, 예를 들어, 약제학적으로-허용가능한 염을 제조, 정제 및/또는 취급하는 것이 편리하거나 바람직할 수 있다. 약제학적으로 허용가능한 염의 예는 하기에서 논의된다: Berge 등 (1977) "Pharmaceutically Acceptable Salts" J. Pharm. Sci. 66:1-19.
예를 들어, 본 화합물이 음이온성이거나 음이온성일 수 있는 작용기 (예를 들어, -COOH는 -COO-일 수 있음)를 갖는다면, 이때 염은 적합한 양이온으로 형성될 수 있다. 적합한 무기 양이온의 예는, 비제한적으로, 알칼리 금속 이온 예컨대 Na+ 및 K+, 알칼리토 양이온 예컨대 Ca2+ 및 Mg2+, 및 다른 양이온 예컨대 Al+3를 포함한다. 적합한 유기 양이온의 예는, 비제한적으로, 암모늄 이온 (즉, NH4 +) 및 치환된 암모늄 이온 (예를 들어, NH3RX+, NH2RX 2 +, NHRX 3 +, NRX 4 +)를 포함한다. 일부 적합한 치환된 암모늄 이온의 예는 하기로부터 유래된 것들이다: 에틸아민, 디에틸아민, 디사이클로헥실아민, 트리에틸아민, 부틸아민, 에틸렌디아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 피페리진, 벤질아민, 페닐벤질아민, 콜린, 메글루민, 및 트로메타민, 뿐만 아니라 아미노산, 예컨대 라이신 및 아르기닌. 일반적인 4차 암모늄 이온의 예는 N(CH3)4 +이다.
본 화합물이 양이온성이거나, 양이온성일 수 있는 작용기 (예를 들어, -NH2는 -NH3 +일 수 있음) 를 갖는다면, 이때 염은 적합한 음이온으로 형성될 수 있다. 적합한 무기 음이온은, 비제한적으로, 하기 무기 산으로부터 유래된 것들을 포함한다: 염산, 브롬화수소산, 요오드화수소산, 황산, 아황산, 질산, 아질산, 인산, 및 인.
적합한 유기 음이온의 예는, 비제한적으로, 하기 유기 산으로부터 유래된 것들을 포함한다: 2-아세톡시 벤조산, 아세트산, 아스코르브산, 아스파르트산, 벤조산, 캄포르설폰산, 신남산, 시트르산, 에데트산, 에탄디설폰산, 에탄설폰산, 푸마르산, 글루헵톤산, 글루콘산, 글루탐산, 글라이콜산, 하이드록시말레산, 하이드록시나프탈렌 카복실, 이세티온산, 락트산, 락토바이온산, 라우르산, 말레산, 말산, 메탄설폰산, 뮤신산, 올레산, 옥살산, 팔미트산, 파모산, 판토텐산, 페닐아세트산, 페닐설폰산, 프로피온산, 피루브산, 살리실산, 스테아르산, 석신산, 설파닐산, 타르타르산, 톨루엔설폰산, 및 발레르산. 적합한 폴리머 유기 음이온의 예는, 비제한적으로, 하기 중합체산으로부터 유래된 것들을 포함한다: 탄닌산, 카복시메틸 셀룰로스.
달리 구체화되지 않는 한, 특정 화합물에 대한 언급은 또한 그의 염 형태를 포함한다.
특정 비제한 예시적인 구현예
구현예 1. 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하는 압타머로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
구현예 2. 구현예 1의 압타머로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다.
구현예 3. 구현예 1의 압타머로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다.
구현예 4. 구현예 2 또는 구현예 3의 압타머로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 5. 구현예 2 내지 4의 압타머로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 6. 구현예 2 내지 5의 압타머로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다.
구현예 7. 구현예 2 내지 6 중 임의의 하나의 압타머로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 8. 구현예 1의 압타머로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 9. 구현예 1의 압타머로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 10. 구현예 8 또는 구현예 9의 압타머로서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다.
구현예 11. 구현예 1 내지 10 중 임의의 하나의 압타머로서, 상기 압타머는 PCSK9, PSMA, ErbB1, ErbB2, FXN, KDM2A, IGF1R, pIGF1R, a1-안트리트립신, CD99, MMP28 및 PPIB로부터 선택된 표적 단백질에 결합한다.
구현예 12. 구현예 1 내지 11 중 임의의 하나의 압타머로서, 상기 압타머는, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인 압타머의 5' 말단에서의 영역을 포함하고, 상기 압타머의 5' 말단에서의 영역은 5-위치 변형된 피리미딘이 없다.
구현예 13. 구현예 1 내지 12 중 임의의 하나의 압타머로서, 상기 압타머는, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인 압타머의 3' 말단에서의 영역을 포함하고, 상기 압타머의 3' 말단에서의 영역은 5-위치 변형된 피리미딘이 없다.
구현예 14. 구현예 1 내지 13의 압타머로서, 상기 압타머는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 15. 복수의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 조성물로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
구현예 16. 구현예 15의 조성물로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다.
구현예 17. 구현예 16의 조성물로서, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 18. 구현예 15 내지 17 중 임의의 하나의 조성물로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다.
구현예 19. 구현예 18의 조성물로서, 상기 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 20. 구현예 15 내지 19 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다.
구현예 21. 구현예 15 내지 19 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다.
구현예 22. 구현예 20 또는 구현예 21의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 23. 구현예 20 내지 22 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 24. 구현예 20 내지 23 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다.
구현예 25. 구현예 20 내지 24 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 26. 구현예 15의 조성물로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 27. 구현예 15의 조성물로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TrydU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 28. 구현예 26 또는 구현예 27의 조성물로서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다.
구현예 29. 구현예 15 내지 28 중 임의의 하나의 조성물로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 랜덤 영역을 포함한다.
구현예 30. 구현예 29의 조성물로서, 상기 랜덤 영역은, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 20 내지 40, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 30 내지 40개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 31. 구현예 15 내지 29 중 임의의 하나의 조성물로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 32. 제1 압타머, 제2 압타머, 및 표적을 포함하는 조성물,
상기 제1 압타머는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
상기 제1 압타머, 제2 압타머 및 상기 표적은 삼량체 복합체를 형성할 수 있고; 및
상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
구현예 33. 구현예 32의 조성물로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다.
구현예 34. 구현예 32의 조성물로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다.
구현예 35. 구현예 33 또는 구현예 34의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 36. 구현예 33 내지 35 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 37. 구현예 33 내지 36 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다.
구현예 38. 구현예 33 내지 37 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 39. 구현예 32의 조성물로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 40. 구현예 32의 조성물로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 41. 구현예 39 또는 구현예 40의 조성물로서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다.
구현예 42. 구현예 32 내지 41 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘 및 5-위치 변형된 피리미딘으로부터 선택된다.
구현예 43. 구현예 42의 조성물로서, 상기 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 으로부터 선택되고 BndC, PEdC, PPdC, NapdC, 2NapdC, NEdC, 2NEdC, TyrdC, BndU, NapdU, PEdU, IbdU, FBndU, 2NapdU, NEdU, MBndU, BFdU, BTdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 44. 구현예 32 내지 43 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 표적은 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다.
구현예 45. 하기의 단계들을 포함하는 방법:
(a) 표적 분자에 결합할 수 있는 압타머를 샘플과 접촉시키는 단계;
(b) 상기 압타머를 샘플과 함께 배양하여 압타머-표적 복합체를 형성하는 단계;
(c) 샘플에서 상기 압타머-표적 복합체를 풍부하게 하는 단계 및
(c) 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 존재를 검출하는 단계로서, 상기 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 검출은, 표적 분자가 샘플 내에 존재함을 나타내고, 그리고 상기 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 검출의 부족은, 표적 분자가 샘플 내에 존재하지 않음을 나타내는 단계;
상기 압타머는 구현예 1 내지 14 중 임의의 하나의 압타머이다.
구현예 46. 구현예 45의 방법으로서, 상기 방법은 경쟁자 분자를 상기 샘플에 첨가하는 단계; 상기 압타머-표적 복합체를 고형 지지체 상에 포획시키는 단계; 및 경쟁자 분자를 첨가하고 상기 샘플을 희석하는 단계로부터 선택된 적어도 하나의 추가의 단계를 포함하고; 상기 적어도 하나의 추가의 단계는 단계 (a) 또는 단계 (b) 후에 일어난다.
구현예 47. 구현예 46의 방법으로서, 상기 경쟁자 분자는 다중음이온성 경쟁자로부터 선택된다.
구현예 48. 구현예 47의 방법으로서, 상기 다중음이온성 경쟁자는 올리고뉴클레오타이드, 폴리덱스트란, DNA, 헤파린 및 dNTPs으로부터 선택된다.
구현예 49. 구현예 48의 방법으로서, 폴리덱스트란은 덱스트란 설페이트이고; 그리고 DNA는 청어 정자 DNA 또는 연어 정자 DNA이다.
구현예 50. 구현예 45 내지 49 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다.
구현예 51. 구현예 45 내지 50 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 샘플은 으로부터 선택되고 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 혈장, 혈청, 가래, 호흡, 소변, 정액, 타액, 뇌막액, 양수, 선상 유체, 림프액, 유두 분비액, 기관지 분비액, 활막액, 관절 분비액, 세포, 세포 추출물, 대변, 조직, 조직 생검, 및 뇌척수액으로부터 선택된다.
구현예 52. 샘플에서 표적을 검출하는 방법으로서, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
상기 샘플을 제1 압타머와 접촉시켜 혼합물을 형성하는 단계로서, 상기 제1 압타머는 상기 표적에 결합하여 제1 복합체를 형성할 수 있는 단계;
상기 제1 복합체를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 혼합물을 배양하는 단계;
상기 혼합물 제2 압타머와 접촉시키는 단계로서, 상기 제2 압타머는 상기 제1 복합체에 결합하여 제2 복합체를 형성할 수 있는 단계;
상기 제2 복합체를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 혼합물을 배양하는 단계;
상기 혼합물 중 상기 제1 압타머, 상기 제2 압타머, 상기 표적, 제1 복합체 또는 상기 제2 복합체의 존재 또는 부재를 검출하는 단계로서, 상기 상기 제1 압타머, 제2 압타머, 상기 표적, 제1 복합체 또는 상기 제2 복합체의 존재는, 상기 표적이 상기 샘플 내에 존재함을 나타내는 단계;
상기 제1 압타머는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
구현예 53. 구현예 52의 방법으로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다.
구현예 54. 구현예 53의 방법으로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다.
구현예 55. 구현예 53 또는 구현예 54의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 56. 구현예 53 내지 55 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 57. 구현예 53 내지 56 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다.
구현예 58. 구현예 53 내지 57 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 59. 구현예 52의 방법으로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 60. 구현예 52의 방법으로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 61. 구현예 59 또는 구현예 60의 방법으로서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다.
구현예 62. 구현예 52 내지 61 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘 및 5-위치 변형된 피리미딘으로부터 선택된다.
구현예 63. 구현예 62의 방법으로서, 상기 제3 5-위치 변형된 피리미딘은 으로부터 선택되고 BndC, PEdC, PPdC, NapdC, 2NapdC, NEdC, 2NEdC, TyrdC, BNdU, NapdU, PedU, IbdU, FbndU, 2NapdU, NedU, MbndU, BfdU, BtdU, PpdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 64. 구현예 52 내지 63 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다.
구현예 65. 구현예 52 내지 64 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 제1 압타머, 제2 압타머 및 상기 표적은 삼량체 복합체를 형성할 수 있다.
구현예 66. 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머를 확인하는 방법으로서, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
(a) 압타머의 라이브러리를 상기 표적 분자와 접촉시켜 혼합물을 형성하고 압타머-표적 복합체의 형성을 허용하는 단계로서, 상기 압타머가 표적 분자에 대한 친화성을 가질 때 상기 압타머-표적 복합체가 형성되는 단계;
(b) 상기 압타머-표적 복합체를 상기 혼합물의 나머지로부터 분할하거나 (또는 상기 압타머-표적 복합체를 풍부하게 하는 단계);
(c) 상기 압타머-표적 복합체를 해리시키는 단계; 및
(c) 상기 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머를 확인하는 단계;
상기 압타머의 라이브러리는 복수의 폴리뉴클레오타이드를 포함하고, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이다.
구현예 67. 구현예 66의 방법으로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다.
구현예 68. 구현예 67의 방법으로서, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 69. 구현예 66 내지 68 중 임의의 하나의 방법으로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역을 포함한다.
구현예 70. 구현예 69의 방법으로서, 상기 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 71. 구현예 66 내지 70 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이다.
구현예 72. 구현예 66 내지 71 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이다.
구현예 73. 구현예 71 또는 구현예 72의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 74. 구현예 71 내지 73 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함한다.
구현예 75. 구현예 71 내지 74 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택된다.
구현예 76. 구현예 71 내지 75 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 으로부터 선택되고 NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 77. 구현예 66의 방법으로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TrydU, TrpdU 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 78. 구현예 66의 방법으로서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택된다.
구현예 79. 구현예 77 또는 구현예 78의 방법으로서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU이다.
구현예 80. 구현예 66 내지 79 중 임의의 하나의 방법으로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 랜덤 영역을 포함한다.
구현예 81. 구현예 80의 방법으로서, 상기 랜덤 영역은, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 20 내지 40, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 30 내지 40개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 82. 구현예 66 내지 81 중 임의의 하나의 방법으로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드이다.
구현예 83. 구현예 66 내지 82 중 임의의 하나의 방법으로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 표적에 결합하는 압타머이고, 그리고 상기 라이브러리는 적어도 1000개의 압타머를 포함하되, 상기 각각의 압타머는 상이한 뉴클레오타이드 서열을 포함한다.
구현예 84. 구현예 66 내지 83 중 임의의 하나의 방법으로서, 단계 (a), (b) 및/또는 (c)은 적어도 1회, 2회, 3회, 4회, 5회, 6회, 7회, 8회, 9회 또는 10회 반복된다.
구현예 85. 구현예 66 내지 84 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머는 증폭된다.
구현예 86. 구현예 66 내지 85 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 혼합물은 다중음이온성 경쟁자 분자를 포함한다.
구현예 87. 구현예 86의 방법으로서, 상기 다중음이온성 경쟁자는 올리고뉴클레오타이드, 폴리덱스트란, DNA, 헤파린 및 dNTPs으로부터 선택된다.
구현예 88. 구현예 87의 방법으로서 폴리덱스트란은 덱스트란 설페이트이고; 그리고 DNA는 청어 정자 DNA 또는 연어 정자 DNA이다.
구현예 89. 구현예 66 내지 88 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택된다.
구현예 90. 구현예 1 내지 14 중 임의의 하나의 압타머로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다.
구현예 91. 구현예 15 내지 44 중 임의의 하나의 조성물로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다.
구현예 92. 구현예 45 내지 89 중 임의의 하나의 방법으로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있다.
구현예 93. 구현예 1 내지 14 및 90 중 임의의 하나의 압타머로서, 상기 압타머는 동일한 길이의 압타머 및 각각의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘 또는 각각의 제2 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘을 포함하는 핵염기 서열와 비교하여 개선된 뉴클레아제 안정성을 갖는다.
구현예 94. 구현예 1 내지 14, 90, 및 93의 압타머로서, 상기 압타머는 동일한 길이의 압타머 및 각각의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘 또는 각각의 제2 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘을 포함하는 핵염기 서열과 비교하여 인간 혈청에서 더 긴 반감기를 갖는다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 일부 구현예를 더욱 완전하게 설명하기 위해 제시된다. 이들은, 그러나, 본 발명의 넓은 범위를 제한하는 것으로서 결코 해석되지 않아야 한다. 당해 분야의 숙련가는 본 발명의 정신으로부터 이탈 없이 다양한 화합물을 설계하기 위해 이러한 발견의 기저 원리를 쉽게 채택할 수 있다.
실시예 1: 2 변형된 염기를 포함하는 압타머
2 변형된 염기를 가진 SELEX의 상대 효율을 비교하기 위해, 대조군으로서 미변형된 dT를 가진 dU (Nap-dU, PP-dU, MOE-dU, Tyr-dU 및 Thr-dU)에서 5 단일 변형, 및 대조군으로서 미변형된 dC를 가진 dC (Nap-dC 및 PP-dC)에서 변형과의 조합은, 총 18 출발 라이브러리에 대하여, 분석되었다 (도 1). 시험된 변형의 유형은 아미노산에서 소수성 측쇄와 유사한 소수성 방향족 측쇄를 포함하였다. dU (MOE-dU 및 Thr-dU)에서 친수성 측쇄는 또한 시험되었다. 각각의 18 라이브러리는, ≥1015 상이한 서열을 허용하는, 30 랜덤화된 뉴클레오타이드를 함유하였다. 라이브러리는 KOD DNA 폴리머라제, Exo-를 사용하는 천연 및/또는 변형된 뉴클레오타이드 트리포스페이트를 사용하여 효소적으로 합성되었다 (데이터 도시되지 않음).
30 뉴클레오타이드 (30N) 랜덤화된 라이브러리는 단일 변형된 dUs를 가진 이전의 40N 랜덤화된 라이브러리 대신에 사용되었다. 임의의 특정한 이론에 의한 구속됨 없이, 변형된 염기의 밀도 증가가 더 짧은 고 친화도 압타머를 허용할 것이 상정되었다. 또한, 더 짧은 올리고뉴클레오타이드 라이브러리는 고수율을 제공한다. 각각의 뉴클레오타이드의 비는 dA/dC/dG/dT (25% 각각)에 대하여 1:1:1:1이었다. 각 경우에, 랜덤 영역은, 5' 말단에서 그리고 3' 말단에서 추가의 스페이서와, PCR 증폭 프라이머 (표 2) 하이브리드화용 고정된 서열로 측접되었다. 마스터 합성 템플레이트는 대체 프라이머 신장 반응에서 균일하게 변형된 모든 dU 및 또는 dC 위치를 가진 변형된 라이브러리를 생성하는데 사용되었다.
대조군으로서 미변형된 dT와 단일 변형된 dU (Nap-dU,PP-dU, MOE-dU, Tyr-dU 및 /Thr-dU); 대조군으로서 미변형된 dC를 가진 단일 변형된 dC (Nap-dC 및 PP-dC); 및 모든 가능한 변형된 dUs (Nap-dU, PP-dU, MOE-dU, Tyr-dU 및 Thr-dU)를 가진, 2 변형된 염기: 어느 한쪽 Nap-dC 또는 PP-dC의 조합을 포함하는 총 18 효소적으로 합성된 라이브러리. 정성적 프라이머 신장 반응 (3중으로)는, 아래와 같이, 용액에서 천연 또는 변형된 뉴클레오타이드 트리-포스페이트 및 KOD 폴리머라제 (Exo-)를 가진 방사선-라벨링된 5' 프라이머, 안티센스 템플레이트를 사용하여 수행되었다. 60 μL 프라이머 신장 반응에서, 20 pmoles의 바이오티닐화된 안티-센스 라이브러리는 40 pmoles의 5' 차가운 프라이머 (2X) 및 미량의 32P 라벨링된 5' 프라이머, 1X SQ20 버퍼내 0.5 mM 천연 또는 변형된 dNTP (120 mM 트리스-HCl, pH 7.8; 10 mM KCl; 6 mM (NH4)2SO4; 7 mM MgSO4, 0.1% 트리톤 X-100 및 0.1 mg/mL BSA) 및 0.25 U/mL KOD 폴리머라제 (Exo-)와 혼합되었다. 혼합물은 DNA 폴리머라제 첨가 전 열 냉각되었고 반응은 68℃에서 2 시간 동안 수행되었고, 그 다음 10℃에서 냉각되었다. 각각의 라이브러리 반응으로부터 분획은 자유 라벨링된 프라이머와 함께 10% TBU 우레아 겔에서 실시되었다. 작은 분취액은 포스포르 스크린에 노출되었던 그리고 후지 포스포르이미저로 이미지화되었던 변성 겔에서 실시되었고, 밴드는 ImageGauge 4.0 소프트웨어를 사용하여 정량화되었고 결과는 그래프 패드 프리즘 소프트웨어 6.05에서 플롯팅되었다. 초기 라이브러리 제조를 위하여 대규모 프라이머 신장 반응은 Pierce™ 고용량 스트렙타비딘 아가로스 비드 (Life Technologies)에서 포착된 마스터 바이오티닐화된 안티센스 랜덤 라이브러리를 사용하여 수행되었다. 더 낮은 라이브러리 수율은, 100% 미변형된 DNA (dC/dT) 라이브러리 대조군에 비교하여, 특정 2 변형된 뉴클레오사이드 조합에 대하여, 예를 들어, Nap-dC/Nap-dU에 대하여 28 ± 1.3%, Nap-dC/MOE-dU에 대하여 40 ± 5.2%, 및 PP-dC/Nap-dU에 대하여 43 ± 2.7% 수득되었다. 각각의 뉴클레오타이드의 빈도는 각각의 단일 및 2 염기 변형된 라이브러리를 생성하는데 사용된 초기 라이브러리 및 마스터 안티센스 랜덤 템플레이트로부터 수득된 서열분석 결과로부터 계산되었다. 마스터 랜덤 안티센스 템플레이트 (30N)은 1 μM 척도로 dA:dG:dC:dT (TriLink Biotechnologies)의 1:1:1:1 비로 화학적으로 합성되었다. 초기 랜덤 단일 염기 및 2 염기 변형된 라이브러리는 대규모 반응에서 효소적으로 합성되었고 선택 실험에서 사용되었다. 이들 라이브러리는 농축한 풀과 함께 서열분석되었고 뉴클레오타이드 빈도는 30N 랜덤 영역에서 모두 4개의 염기에 대하여 총 100%로 플롯팅되었다. 상당한 바이어스는 라이브러리의 염기 조성물이 합성 천연 DNA 템플레이트 라이브러리 및 효소적으로 합성된 미변형된 DNA 대조군 초기 라이브러리 (데이터 도시되지 않음)로 시작하는 것과 비교하여 심도 서열분석을 사용하여 결정되었던 경우 뉴클레오타이드 빈도에서 관측되지 않았다.
라이브러리는 PCSK9를 결합시키는 압타머를 선택하는데 사용되었다. 선택은 선택의 각각의 연속적인 라운드 동안 증분적 표적 희석을 적용하는 총 6 라운드에 대하여 다중음이온성 경쟁자로서 덱스트란 설페이트를 사용하여 이전에 보고된 바와 같이 실질적으로 수행되었다. 참조 표 1 (R1 = 라운드 1, R2 = 라운드 2, 등). 선택은, 100 μL 용적에서, 0.5 μM 농도로 존재하였던, 인간 재조합 His-태깅된 표적 단백질, PCSK9 및 변형된 랜덤 라이브러리 (또는 대조 미변형된) (≥1000 pmol) 혼합에 의해 개시되었다. 선택된 복합체는 자기 His-태그 포착 Dynabeads®에서 분할되었고, 미결합된 서열은 세정되었고, 선택된 압타머는 용출되었고 모든 천연 뉴클레오타이드 및 3' 바이오틴-프라이머를 사용하여 PCR 증폭되었다. 3' 말단에서 바이오티닐화된 천연 이중-가닥 DNA는 Dynabeads® MyOne™ 스트렙타비딘 C1 비드에서 포착되었고, 센스 가닥은 알칼리 변성에 의해 제거되었고 프라이머 신장 반응에서 변형된 dC 및 또는 dU로 대체되어 농축한 풀을 재생시켰고 선택 사이클은 희석된 단백질로 반복되었다. SELEX의 다음 라운드에 대하여 단백질의 농도는 각각의 샘플에 대하여 중요한 사이클 시간 (Ct) 값으로부터 계산된 신호 대 바탕 비에 기반하여 결정되었다.
Figure pct00004
증폭용 5' 프라이머는 (AT4)-꼬리를 포함하였고 3' 프라이머는 (A-바이오틴)2-T8-꼬리 (서열 번호: 82)를 포함하였고, 이는 변형된 라이브러리가 합성되는 경우 변형된 dC 또는 dU의 첨가를 회피한다.
Figure pct00005
선택의 6 라운드 후, 천연 뉴클레오타이드를 함유하는 압타머는 Ion Torrent PGM 기기를 사용하여 심도 서열분석되었다. 서열 분석은 국부 배치 정렬을 사용하는 구입 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 모든 농축한 풀의 서열 분석으로부터 데이터는 2 변형된 라이브러리 조합이 단일 변형된 라이브러리 (데이터 도시되지 않음)와 비교하여 농축한 서열에서 더 높은 다양성을 초래하지 않았다는 것을 실증하였다. 압타머의 결합 친화도를 시험하기 위해, 구별되는 계열 (데이터 도시되지 않음)으로부터 고 카피 특유의 서열 뿐만 아니라 저 카피 서열을 나타내는 서열의 광범위한 세트는 선택되었다. 모든 압타머는 변형된/미변형된 포스포르아미다이트 시약을 사용하는 표준 고상 포스포르아미다이트 화학에 의해 화학적으로 합성되었다. 모든 압타머는 방사선-라벨링된 필터-결합 검정으로 용액내 그것의 PCSK9 결합 친화도를 위하여 5' 및 3' 말단으로부터 고정된 프라이머 영역으로부터 추가의 5 뉴클레오타이드 및 30 뉴클레오타이드 랜덤 영역을 함유하는 절단된 40mers로서 초기에 스크리닝되었다. 절단된 압타머 (40mers)는 고정된 영역으로부터 10 뉴클레오타이드를 포함하였다. 미변형된 대조군 DNA 라이브러리 (dC/dT)는, 이러한 라이브러리에 대하여 풀 친화도가 평평하였고 (데이터 도시되지 않음) 또한 심도 서열분석 데이터가 임의의 농축한 다중-카피 서열을 수득하지 않았음에 따라 (데이터 도시되지 않음) 예상되었던, 임의의 활성 서열 (K d <32 nM)을 초래하지 않았다. 어느 한쪽 dC 또는 dU에서 Nap (나프틸) 변형을 가진, 단일 변형된 라이브러리는 표적에 대하여 친화도를 갖는 압타머를 초래하였지만, 그러나, 표적에 대하여 가장 큰 친화도를 갖는 압타머는 Tyr (티로실 모이어티) 변형된 dU를 가진 Nap (나프틸 모이어티) 또는 PP (벤질 모이어티) 변형된 dC로 수득되었다 (도 2). dT's로 Tyr-dU's의 대체는 표적에 결합을 폐지시켰고, 이는 PCSK9의 표적 표면에 결합 상호작용을 위하여 티로실 모이어티의 중요성을 나타낸다 (데이터 도시되지 않음). 친화도 데이터는 2 변형된 뉴클레오타이드 압타머가, 일반적으로, 단일 변형된 뉴클레오타이드 압타머보다 더 큰 친화도를 가졌고, 단일 변형된 뉴클레오타이드 압타머와 비교된 경우 PCSK9에 결합된 것보다 압타머의 더 큰 수를 또한 제공하였다는 것을 실증하였다 (도 3). 또한, 고 카피 단일 변형된 뉴클레오타이드 압타머는 0.1-100 nM 평균 친화도를 갖고, 반면 고 카피 2 변형된 뉴클레오타이드 압타머는 ≤ 0.1 nM 평균 친화도를 갖는다.
PCSK9에 대하여 단일 변형된 압타머 (40-mers) 및 이중-변형된 압타머 (40-mers)를 비교하는 데이터의 요약은 아래 표 3에서 보여진다.
Figure pct00006
표 3에서 정보에 기반하여, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 62%이었다. 결합 없음은 320 nM 또는 초과의 Kd를 갖는 압타머로서 정의된다. Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 21% 미만이었고, 모든 단일 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 5,2 nM이었다. 그에 반해서, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 2 변형된 (이중 변형) 압타머의 퍼센트는 43%이었다. 또한, Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 2 변형된 압타머의 퍼센트는 47%이었고, 모든 2 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 0.12 nM이었다.
실시예 2: 이중-변형된 압타머의 절단
고-친화도 (Kd <1 nM) 압타머 결합에서 추가 절단의 효과는 조사되었다. 압타머는 30mers로 절단되었고, 이는 길이가 25% 감소이다. PP-dC/Tyr-dU 조합은 30mers로 절단될 수 있는 압타머의 최고 수를 가졌고, 그 동안 여전히 결합 친화도를 보유하였다 (도 4A). 단일 염기 변형된 압타머는 21.5% (청색 막대, 3/14)의 절단가능성을 보여주었고, 변형된 dU's를 가진 2 염기 변형된 Nap-dC 압타머는 ~23% (적색 막대, 11/48)의 절단가능성을 보여주었고, 반면 다른 변형된 dU's를 가진 2 염기 변형된 PP-dC는 60% (녹색 막대, 27/45)의 향상된 절단가능성을 보여주었다. 30mers로 절단될 수 있는 40mers의 백분율 및 수는 다른 라이브러리와 비교하여 PP-dU, Nap-dU, 또는 Tyr-dU와 PP-dC의 2 염기 변형된 조합에 대하여 또한 더 높았다 (도 4B). 단일 염기 변형된 라이브러리로부터 더 적은 압타머는 3 라이브러리 (단일 변형에 대하여 도 4B에서 회색 영역으로, 40mers)로부터 ≤ 1 nM 친화도를 가진 14 압타머만이 있었기 때문에 시험되었다. 그에 반해서, 고 친화도를 가진 2 염기 변형된 라이브러리로부터 압타머의 수는 93 (2 변형에 대하여 도 4B의 회색 영역으로, 40mers), 변형된 dU's를 가진 Nap-dC에 대하여 48 그리고 변형된 dU's를 가진 PP-dC에 대하여 45이었다. 각각의 라이브러리에서 흑색 수평선은 그 라이브러리에서 모든 압타머에 대하여 중앙 값을 나타낸다. 임의의 특정한 이론에 의한 구속됨 없이, (다른 변형과 비교하여) PP 변형된 염기에서 신장된 탄소 사슬이 상기 표적 표면에서 접근불가능한 에피토프에 도달을 돕고 구조적 폴딩 및 효과적인 단백질 결합 상호작용에 대하여 고정된 프라이머 영역을 필요로 하지 않는 것이 가능하다.
다양한 다른 프로단백질 전환효소 (PCs)에 대한 PCSK9 압타머의 특이성은 또한 평가되었다. 각각의 라이브러리로부터 3 최고 친화도 압타머는 선택되었고 (n=33, 40mers; 미변형된 DNA 대조군 라이브러리로부터 없음, dC/Tyr-dU 라이브러리로부터 단지 2 압타머 및 PP-dC/MOE-dU 라이브러리로부터 1 압타머) 그리고 다른 PCs에 대한 그것의 특이성에 대하여 시험되었다. 그 결과는 압타머가 PCSK9에 특이적이었고 검출가능한 결합이 100 nM 농도에서 다른 PCs (도 5)로 관측되지 않았음을 실증하였다.
≤1 nM의 Kd 값을 가진 절단된 압타머 (n=41, 30mers)의 교차종 반응성은 설치류 (마우스 및 랫트) 및 레수스 원숭이 PCSK9에 대하여 시험되었다 (참조 표 4). 다양한 종으로부터 PCSK9 사이 퍼센트 동일성은 도 6에서 그래프의 최상부에 보여진다. 마우스/랫트 PCSK9는 원숭이 및 인간 단백질과 약 76% 동일하다. 대부분의 압타머는 유사한 친화도 (동일성 96.4%)로 레수스 원숭이 PCSK9에 결합하였지만, 그러나, 2 변형된 라이브러리 (PP-dC/Nap-dU 및 PP-dC/Tyr-dU)로부터 소수의 압타머는 랫트 및 마우스 PCSK9 (동일성 ~76%)에 결합하였다. 이들 결과는 특정 2 염기 변형된 라이브러리 (예를 들면, PP-dC/Nap-dU 및 PP-dC/Tyr-dU)가 유사한 친화도로 양쪽 설치류 및 인간/원숭이 PCSK9에 결합할 수 있는 압타머를 생성하였다는 것을 실증하였다 (도 6).
Figure pct00007
실시예 3: 샌드위치 검정에서 압타머 결합
SELEX 방법은 때때로 상기 표적 표면에서 우세한 "압타제닉" 에피토프에 우선적으로 결합하는 압타머를 수득한다. 따라서, 압타머 샌드위치 쌍에 관한 보고는 문헌에서 제한된다. 선택 방법에서 변형, 예컨대 다가 압타머 단리 (MAI-SELEX), 다가 압타머 (AD-MAP) 샌드위치 선택용 어레이-기반 발견 플랫폼은, 표적 단백질에서 상이한 에피토프에 결합할 수 있는 압타머에 대하여 검색하는데 이용될 수 있고, 여기에서 1차 압타머는 비-경쟁 신호전달 에피토프에 제2 압타머 결합을 발견하기 위한 노력으로 제1 에피토프를 차단하기 위해 과잉으로 사용된다. 상기 표적 표면에서 상이한 에피토프에 결합할 수 있는 압타머 선택에서 함께 dC 및 dU의 변형에서 다중도에 의해 생성된 화학적 다양성을 팽창시켰는지를 입증하기 위해, Luminex® MagPlex® 아비딘 커플링된 자기 비드가 바이오티닐화된 1차 압타머를 포착하는데 사용되었던 비드-기반 샌드위치 쌍 스크리닝 검정은 개발되었다 (도 7A). 개별 압타머를 가진 포착 비드는 함께 혼합 사용되어 다중 쌍으로 조합에서 제2 결합 파트너에 대하여 검색하였다 (도 7A). 이러한 실험을 위하여, 단일 및 2 염기 변형된 라이브러리로부터 친화도 Kd ≤ 1 nM을 가진 40mer 압타머 (n=96, 9216 쌍)은 사용되었다. 간단히, 개별 압타머 (0.05 pmoles / 샘플)은 단일 MagPlex 아비딘 비드 유형에서 포착되었고 함께 혼합되었고 (하나의 실험에서 24 비드, 1000 비드 / 샘플) 1850 rpm에서 진탕하면서 실온에서 20 분 동안 포착되었다. 비드는 2 분 동안 1X SBT로 세정되었고 그 다음 1XSBT에서 5 분 동안 0.5 mM 자유 바이오틴 세정되었고, 이어서 2 분 각각 동안 1X SBT의 3 세정되었다. 비드는 자유 스트렙타비딘으로 5 분 동안 차단되었고 재차 2 분 동안 1X SBT로 세정되었다. 개별 압타머를 가진 24 상이한 비드 유형은 각각의 포착 압타머용 샌드위치 파트너의 스크리닝을 위하여 함께 혼합되었다. 검출 또는 2차 압타머는 1XSBT에서 500 nM로 희석되었고, 열-냉각되었고 PCSK9 (최종 10 nM)로 혼합되었고, 25℃에서 1 시간 동안 인큐베이션되었다. 1000 포착 비드는 첨가되었고 진탕하면서 추가로 1 시간 동안 인큐베이션되었다. 비드는 그 다음 자석에서 포착되었고, 2 분 각각 동안 1X SBT로 3회 세정되었고 0.1% BSA 및 100 uM DxSO4를 가진 75 μL 1X SBT에 재-현탁되었다. 이것에 75 μl의 스트렙타비딘 파이코에리트린 (최종 5 μg/mL)는 첨가되었고 25℃에서 20 분 동안 진탕하면서 인큐베이션되었다. 비드는 2 분 동안 1X SBT로 마지막으로 재차 세정되었고 Luminex 3D xMAP 기계에서 판독되었다.
단일 염기 변형된 라이브러리는 소수의 샌드위치 쌍 (3)을 생성하였고, 반면 단일 염기 변형된 압타머와 조합으로 2 염기 변형된 라이브러리로부터 압타머 첨가는 더 많은 샌드위치 쌍 (22 쌍)을 초래하였다. 또한, 라이브러리당 샌드위치 쌍의 수는 양쪽 파트너 (포착 및 검출) 압타머가 2 염기 변형된 라이브러리에서 나왔던 경우 극적으로 증가되었다 (45 쌍, 도 7C, 도 7B).
샌드위치 스크리닝으로부터 다중 에피토프 결합 결과는 초기 랜덤 라이브러리내 화학적 다양성에서 증가가 표적 표면에서 비-경쟁 부위에 결합할 수 있는 변형된 압타머를 초래하였다는 것을 제안하였다. 다음으로, 최고 신호를 초래하였던 샌드위치 쌍 (10 nM PCSK9 농도; 시험된 모든 쌍의 0.75%, 9216 중 70 쌍; 도 7C)는 도 8A (농도 의존적 신호는 단일 염기 변형된 1차 압타머 dC/PP-dU에 대하여 보여지고 그리고 양호하게 작업하였던 최상의 2차는 2 염기 변형된 압타머 Nap-dC/Nap-dU [삼각형]이었다) 그리고 8B (농도 의존적 신호는 2 염기 변형된 2차 압타머 Nap-dC/Nap-dU에 대하여 보여지고 양호하게 작업하였던 최상의 1차는 단일 염기 변형된 압타머 dC/PP-dU [폐쇄된 정사각형]이었다)에서 보여진 결과의 서브셋과 PCSK9 농도 의존적 반응에 대하여 측정되었다. 흥미롭게도, 단일 염기 변형된 1차 (PP-dU, 친화도, 175 pM의 Kd) 및 2 염기 변형된 2차 (Nap-dU/Nap-dC, 친화도, 531 pM의 Kd)을 포함하는, 하나의 특정 쌍은 하나의 배향에서 임의의 다른 쌍보다 훨씬 높았던 강력한 신호를 초래하였다 (도 8C). 그러나, 이러한 단일 염기 변형된 1차 압타머가 2차 압타머에 스위칭되었던 경우, 신호는 상실되었고, 이는 압타머의 배향이 이러한 샌드위치 쌍에 중요하였다는 것을 나타냈다. 이러한 압타머 샌드위치 쌍은 또한, 야생형 PCSK9보다 LDL-R에 대하여 더 높은 친화도를 갖고 가족성 고콜레스테롤혈증 (FH)의 중증 형태를 가진 환자에서 과-발현되는 것으로 보고되는, 기능획득 돌연변이체 단백질, PCSK9 D374Y (도 8D)의 활성을 측정할 수 있다. 감수성 및 MFU 값은 야생형 단백질보다 돌연변이체 PCSK9 D374Y에 대하여 더 높았다.
압타머 샌드위치 쌍의 특이성은 또한 재조합 인간 PCSK9가 인간 혈장에 비교하여 신생 우아혈청 (NBCS)에 스파이킹되었던 경우 내인성 신호의 결핍에 의해 측정되었다 (데이터 도시되지 않음).
이러한 샌드위치 쌍은 인간 임상 샘플에서 혈장 PCSK9의 순환 농도를 검출하기 위해 압타머 샌드위치 검정을 개발하도록 추가로 특성규명되었다. 샌드위치 검정의 성능은 연구 예컨대 감수성 (도 9A 및 9B 및 표 5 및 6), 정확성 (표 7 및 8), 정확도 (표 9) 및 혈장 희석 선형성 측정 (도 10) 수행에 의해 평가되었고, 이들 모두는 강력한 검정 윈도우로 확인되었다. 검정의 샘플 희석 선형성을 평가하기 위해, 샌드위치 검정은 PCSK9의 고 농도를 함유하는 및/또는 상기로 스파이킹된 샘플로 수행되었다. 혈장 샘플 (n=5)는 검정 버퍼로 연속으로 희석되어 검정의 동적 범위 내에서 그 값을 맞추었다.
블랭크 (희석 버퍼)의 평균 RFU 플러스 3 표준 편차보다 더 높은 RFU 값을 제공하는 PCSK9의 농도 (40 pg/mL)로서 정의된, 검출의 한계 (LLoD)는 표 5에서 보여진다. 공지된 표적 농도의 80-120% 회수율을 초래하는 표준 곡선에 적용된 4 파라미터 로지스틱 (4PL) 맞춤을 사용하여 정량화될 수 있는 PCSK9의 최저 및 최고 농도로서 정의된, 정량화의 하한 (LLoQ) 및 정량화의 상한 (ULoQ)는 표 6에서 보여진다. 검정내 가변성을 결정하기 위해, 공지된 농도의 5 혈장 샘플은 단일 플레이트에서 16회 시험되었다. 참조 표 7. 검정 내에서 가변성의 계수 (CVs)는 4.3% 내지 6% 범위이었다. 검정간 가변성을 결정하기 위해, 공지된 농도의 5 혈장 샘플은 5 별개의 검정에서 측정되었다. 참조 표 8. 검정 사이 CVs는 2.3% 내지 9.8%이었다. 마지막으로, 표적 측정에서 정확도를 결정하기 위해, 5 혈장 샘플은 PCSK9의 상이한 양으로 스파이킹되었고 측정되었다. 검정의 범위 전반에 걸쳐 스파이킹된 PCSK9 수준의 회수는 평가되었다. 참조 표 9. 샘플의 퍼센트 회수는 스파이킹된 표적의 83.1% 내지 137.5% 평균이었다.
하나의 대조군 그룹 (n=42) 그리고 대상체가 (n=42, 자기 보고에 의해) Lipitor® 스타틴 요법을 받고 있던 다른 연구 그룹인, 개체의 2 그룹으로부터 수득된 일련의 혈장 샘플은, 스타틴의 사용이 PCSK9의 혈장 농도를 증가시킨다는 것이 공지되기 때문에, 검정이 이들 2 그룹 사이 통계적으로 분화할 수 있는지를 결정하기 위해 평가되었다. 샌드위치 검정은 포착 또는 1차 SOMAmer (11723-5)를 단일 염기 변형된 압타머 (PP-dU/dC)로서 그리고 2차 또는 검출 압타머 (11727-20)을 2 염기 변형된 압타머 (Nap-dC/Nap-dU)로서 사용하여 개발되었다.
이들 결과는 압타머 샌드위치 검정이 만-휘트니 분석에 의해 0.0044의 P 값 (도 11)을 가진 2 그룹 사이 통계적으로 분화할 수 있다는 것 그리고 이러한 검정이 PCSK9의 그것의 고 혈장 농도로 인해 항-PCSK9 요법으로부터 유익할 수 있는 사람 확인에서 사용할 수 있다는 것을 나타냈다.
압타머 샌드위치 검정은 과발현 클론을 확인하기 위해 그리고 검정의 연구 유용성을 입증하기 위해 PCSK9 과발현 HepG2 세포로부터 무세포 상청액에서 PCSK9 농도를 측정하는데 또한 사용되었다 (도 12). PCSK9는 SBI System Biosciences LentiViral 시스템 (LV300A-1)을 사용하여 HepG2 세포에서 과-발현되었다. HepG2 세포주는 안정한 세포주의 생성을 위하여 Origene (RC220000L1)로부터 수득된야생형 인간 PCSK9용 렌티바이러스 발현 클론으로 형질도입되었다. 총 96 개별 클론은 PCSK9를 분비시키는 그것의 능력에 대하여 스크리닝되었다. 배지에서 분비된 PCSK9의 상대 양은 각각의 클론에 대하여 압타머 샌드위치 검정에 의해 측정되었고 야생형 HepG2 세포로부터 발현으로 비교되었다. 재조합 단백질을 생산하는데 사용된 세포의 수는 Cell Titer-Glo® Luminescent 세포 생존력 검정을 사용하여 정규화되었다. 클론 수 45는 야생형 HepG2 세포보다 ~ 100-배 더 PCSK9를 분비하였다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
실시예 4: 이중-변형된 압타머에 의한 표적 활성 억제
LDL-R에 PCSK9의 결합을 차단시키는 PCSK9의 억제제를 찾기 위해, Kd ≤ 1 nM을 가진 41 절단된 30mer 압타머는 플레이트가 LDL-R로 코팅되었던 플레이트-기반 검정에서 스크리닝되었고 바이오티닐화된 PCSK9의 결합은 화학발광 시약에 의해 스트렙타비딘-HRP 콘주게이트를 사용하여 검출되엇다 (도 13). 재조합 LDL-R (Acro Biosystems)는 ELISA 플레이트 (2.5 μg/mL)에서 밤새 4℃에 코팅되었고, 그 다음 웰들은 세정되었고 Super Block (Invitrogen)으로 1 시간 동안 실온에서 차단되었다. 바이오티닐화된 PCSK9 (Acro Biosystems, Avi-tagged) 및 압타머는 함께 혼합되었고 실온에서 1 시간 동안 인큐베이션되었고, 그 다음 ELISA 플레이트에 첨가되었고 2 시간 동안 실온에서 진탕하면서 추가로 인큐베이션되었다. 최상부 PCSK9 농도는 0.5 nM이었고 압타머용 최상부 농도는 100 nM이었고, 이들은 그 다음 억제 곡선을 위하여 ½ 로그로 연속으로 희석되었다. 스트렙타비딘 콘주게이션된된 HRP (Invitrogen, 1 μg/ml)는 웰들에 첨가되었고 30 분 동안 실온에서 진탕하면서 인큐베이션되었고, 피코-감수성 화학발광 기질 (Invitrogen)은 첨가되었고, 발광은 발광분석기 (Hidex Plate Chameleon)에서 측정되었고, 데이터는 EC50 값을 계산하기 위해 Graph Pad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 플롯팅되었다. PCSK9 중화 항체 (BPS Bioscience)는 대조군으로서 사용되었다.
억제 검정으로부터 결과 (100 nM에서 압타머 그리고 1 nM에서 PCSK9의 시험 농도)는 압타머의 70%가 억제제 (90% 초과 억제)이었다는 것 그리고 2 변형된 압타머의 일부가 LDL-R와 PCSK9 상호작용을 강력하게 억제시켰다는 것을 보여주었다 (데이터 도시되지 않음). 압타머는 억제용 그것의 EC50 값을 결정하기 위한 용량-반응 곡선에 대하여 추가로 평가되었다. 결과는 많은 억제제가 0.1-1 nM 범위에서 EC50을 가진 LDL-R과 PCSK9 상호작용을 강력하게 억제시켰다는 것을 나타냈다 (도 14). 2 변형된 압타머에서 잠재적인 치료 값을 입증하기 위해, 1 종 교차-반응성 PCSK9 압타머 (30mer, Seq ID. 11733-91_5 (11733-198))은 다양한 종으로부터 PCSK9's에 표적 친화도의 측정을 위하여 선택되었다. 이러한 압타머는 인간 (야생형), 레수스 원숭이, 인간 (GOF 돌연변이체 D374Y), 마우스, 및 랫트 PCSK9, 각각에 대해 14.7, 11.3, 5.2, 77 및 165 pM의 친화도를 가졌다 (도 15A). 이러한 압타머는 또한 2.1 nM의 EC50으로 야생형 인간 PCSK9 LDL-R 상호작용 그리고 3.6 nM의 EC50으로 GOF 돌연변이체 PCSK9 D374Y LDL-R 상호작용을 차단시켰다 (도 15B). 다른 PCs와 비교된 PCSK9에 대하여 이러한 압타머의 특이성은 평가되었고, 결과는 이러한 압타머가 다른 PCs가 아닌 PCSK9에만 결합하였다는 것을 보여주었다 (데이터 도시되지 않음).
LDLR 분해 차단에서 PCSK9 압타머의 중화 효과를 시험하기 위해, PP-dC/Nap-dU 압타머는 야생형 HepG2 세포가 16 시간 동안 재조합 PCSK9로 인큐베이션되었고, 그 다음 세포가 세정되었고 형광적으로-라벨링된 LDL이 3 시간 동안 첨가되었던 LDL 흡수 역전 검정에서 시험되었다. 결과는 압타머가 159 nM의 EC50으로 LDL-흡수를 반대로 할 수 있다는 것을 보여주었다 (도 16 및 도 17). 또한, 압타머 치료는 FACS에 의해 측정된 바와 같이 PCSK9 과발현 HepG2 세포에서 LDL-R 수준을 증가시킬 수 있다 (도 17. 종 교차-반응성, 고-친화도, 절단된, 특이적 및 고도로 강력한 압타머를 가진 이들 결과는 2 염기 변형된 압타머의 잠재적인 치료 값이 사후-SELEX 변형에 의해 길이 및 생물-안정성에 대하여 추가로 최적화될 수 있다는 것을 시사한다.
실시예 5: 이중-변형된 압타머의 혈청 안정성
인간 혈청에서 이중-변형된 압타머의 혈청-안정성을 결정하기 위해, 1 μM 겔-정제된 압타머는 37℃에서 200 μL의 총 용적으로 PBS 버퍼내 90% 풀링된 인간 혈청에서 인큐베이션되었다. 다양한 시점에서, 20 μL 분취액은 수집되었고 EDTA/포름아미드/염료 혼합물 (포름아미드 87.7%, SDS, 0.03%, 나트륨 EDTA, 20 mM, 자일렌 시아놀, 0.05%, 브로모페놀 블루, 0.05%, 오렌지 G, 0.1%)의 동등 용적은 첨가되었다. 분취액 혼합물은 그 다음 -20℃에서 저장되었다. 분석에 앞서, 40 μL 분취액 혼합물은 100 μL H2O로 희석되었고 150μL 25:24:1 페놀:클로로포름:이소아밀 알코올로 추출되었다. 샘플은 원심분리되었고 15 분 동안 16,100 xg, 그리고 압타머-함유 수성 상은 제거되었고 겔 분석까지 -20℃에서 저장되었다.
압타머 샘플은 15% TBE PAGE 변성 겔 (8 M 우레아)상에 장입되었고, 압타머는 1X (~2 μM) SYBR Gold로 10 분 동안 염색되었다. 각각의 시점에서 전장 압타머의 양은 FluorChemQ 분석 소프트웨어 (AlphaInnotech)를 사용하여 정량화되었다.
그 실험의 결과는 표 10 및 도 18에서 보여진다. 표 10은 그 실험에서 시험된 압타머의 조성물, 90% 인간 혈청에서 96 시간 후 잔존하는 전장 압타머의 백분율 그리고 각각의 압타머의 반감기를 보여주고, 이것은 GraphPad Prism 7 소프트웨어에서 겔 정량화된 데이터를 사용하여 선형 회귀 맞춤화에 의해 계산되었다. 도 18은 경시적으로 잔존하는 전장 압타머의 백분율을 보여준다. 일반적으로, 이중 변형된 압타머는 단일 변형된 압타머보다 경시적으로 인간 혈청에서 더 큰 안정성을 실증하였다.
Figure pct00012
실시예 6: 2 변형된 염기를 포함하는 압타머
실시예 1에서 기재된 라이브러리는 ErbB2, ErbB3, 및 PSMA에 결합하는 압타머를 선택하는데 사용되었다. 선택은 실시예 1에서 기재된 바와 같이 실질적으로 각각의 표적에 대하여 수행되었다. ErbB2 및 ErbB3을 위하여, 단일-변형된 Nap-dC/dT; PP-dC/dT; 및 dC/Tyr-dU 라이브러리; 및 이중-변형된 Nap-dC/Tyr-dU, 및 PP-dC/Tyr-dU 라이브러리는 사용되었다. PSMA를 위하여, 미변형된 dC/dT 라이브러리; 단일-변형된 Nap-dC/dT; PP-dC/dT; dC/Nap-dU, dC-PP-dU, dC-MOE-dU, 및 dC/Tyr-dU 라이브러리; 및 이중-변형된 Nap-dC/Nap-dU, Nap-dC/PP-dU, Nap-dC/MOE-dU, Nap-dC/Tyr-dU, PP-dC/PP-dU, PP-dC/Nap-dU, 및 PP-dC/Tyr-dU 라이브러리는 사용되었다.
이전처럼, PSMA를 위하여 사용되었던, 미변형된 대조군 DNA 라이브러리 (dC/dT)는 PSMA에 결합하였던 임의의 압타머를 초래하지 않았다. 어느 한쪽 dC 또는 dU에서 Nap 변형 (나프틸 모이어티)를 가진, 단일 변형된 라이브러리는 모든 3 표적용 결합제를 초래하였지만, 그러나, 이중-변형된 라이브러리는 단일-변형된 라이브러리에 비해 더 큰 친화도를 가진 압타머를 제공하였다 (도 19A-C).
각각의 PSMA, ErbB2 및 ErbB3에 대하여 단일 변형된 압타머 (40-mers) 및 이중-변형된 압타머 (40-mers)를 비교하는 데이터의 요약은 표 11, 12 및 13 각각에서 보여진다.
Figure pct00013
표 11에서 정보에 기반하여, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 71%이었다. 결합 없음은 320 nM 또는 초과의 Kd를 갖는 압타머로서 정의된다. Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 12%이었고, 모든 단일 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 12.3 nM이었다. 그에 반해서, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 2 변형된 (이중 변형) 압타머의 퍼센트는 54%이었다. 또한, Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 2 변형된 압타머의 퍼센트는 20%이었고, 모든 2 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 6.6 nM이었다.
Figure pct00014
표 12에서 정보에 기반하여, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 70%이었다. 결합 없음은 320 nM 또는 초과의 Kd를 갖는 압타머로서 정의된다. Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 2% 미만이었고, 모든 단일 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 15.1 nM이었다. 그에 반해서, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 2 변형된 (이중 변형) 압타머의 퍼센트는 44%이었다. 또한, Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 2 변형된 압타머의 퍼센트는 25%이었고, 모든 2 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 0.7 nM이었다.
Figure pct00015
표 13에서 정보에 기반하여, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 38%이었다. 결합 없음은 320 nM 또는 초과의 Kd를 갖는 압타머로서 정의된다. Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 단일 변형된 압타머의 퍼센트는 40%이었고, 모든 단일 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 6 nM이었다. 그에 반해서, 결합 없음을 보여주었던 검정된 모든 2 변형된 (이중 변형) 압타머의 퍼센트는 24%이었다. 또한, Kd ≤ 10 nM을 가진 모든 2 변형된 압타머의 퍼센트는 69%이었고, 모든 2 변형된 압타머에 대하여 평균 Kd는 0.02 nM이었다.
실시예 7: 2 변형된 염기를 포함하는 추가 압타머
표 14에서 보여진 각각의 변형 쌍을 포함하는 라이브러리는 아래와 같이 만들어진다. 일부 구현예에서, 각각의 라이브러리는 40 이상 랜덤화된 뉴클레오타이드를 함유한다. 일부 구현예에서, 각각의 라이브러리는, ≥1015 상이한 서열을 허용하는, 30 랜덤화된 뉴클레오타이드를 함유한다. 라이브러리는 KOD DNA 폴리머라제, Exo-를 사용하는 천연 및/또는 변형된 뉴클레오타이드 트리포스페이트를 사용하여 효소적으로 합성될 수 있다. 일부 구현예에서, 랜덤 영역은, 5' 말단에서 그리고 3' 말단에서, 추가의 스페이서 있거나 없이, PCR 증폭 프라이머 하이브리드화를 위하여 고정된 서열과 측접된다. 일부 사례에서, 마스터 합성 템플레이트는 대체 프라이머 신장 반응에서 균일하게 변형된 모든 dU 및 또는 dC 위치를 가진 변형된 라이브러리를 생성하는데 사용되었다. 라이브러리 합성은 실시예 1에서 기재된 바와 같이 실질적으로 수행될 수 있다.
Figure pct00016
표 14에서 하나 이상의 라이브러리는 표적, 예컨대 단백질 표적에 결합하는 압타머를 선택하는데 사용될 수 있다. 2 변형된 염기를 포함하는 라이브러리는 전형적으로 표적에 대하여 더 큰 특이성 및/또는 친화도를 갖는 압타머를 수득한다.
실시예 8: 예시적인 이중-변형된 압타머
풀 11720 (Nap-dC/dT)로부터 보존된 서열 계열의 PCSK9-결합 압타머는 표 15에서 보여진다. 각각의 서열의 랜덤 영역만이 보여진다. 11,380 총 서열 중에서 (최대 5 미스매치와 동일한 또는 동등한) 각각의 서열의 카피의 수는 표시된다. 이러한 계열에서 모든 앞타머는, p = Nap-dC인, 보존된 서열 요소 TTppGGpp를 공유한다. 압타머 11730-6 (서열 번호: 4, Kd = 0.1 nM)은 대사성 안정성 검정을 위하여 이 풀로부터 선택된 대표이었다.
Figure pct00017
풀 11730 (Nap-dC/Tyr-dU)로부터 보존된 서열 계열의 PCSK9-결합 압타머는 표 16에서 보여진다. 각각의 서열의 랜덤 영역만이 보여진다. 17,695 총 서열 중에서 (최대 5 미스매치와 동일한 또는 동등한) 각각의 서열의 카피의 수는 표시된다. 이러한 계열에서 모든 앞타머는, p = Nap-dC 및 Y = Tyr-dU인, 보존된 서열 요소 yGpppG를 공유한다. 많은 서열은 또한 보존된 서열 요소 yyAyGpAp를 함유하였다. 압타머 11730-19 (서열 번호: 27, Kd = 0.2 nM)은 대사성 안정성 검정을 위하여 이 풀로부터 선택된 대표이었다.
Figure pct00018
풀 11733 (Pp-dC/Nap-dU)로부터 보존된 서열 계열의 PCSK9-결합 압타머는 표 17에서 보여진다. 각각의 서열의 랜덤 영역만이 보여진다. 16,118 총 서열 중에서 (최대 5 미스매치와 동일한 또는 동등한) 각각의 서열의 카피의 수는 표시된다. 이러한 계열에서 모든 앞타머는, r = Pp-dC 및 P = Nap-dU인, 보존된 서열 요소 rPPPAAGGrrPAPPG (서열 번호: 83)을 공유한다. 압타머 11733-44 (서열 번호: 44, SL1063)은 야생형 인간 PCSK9 (IC50 = 2.8 nM)의 가장 강력한 30-mer 억제제이었다. 압타머 11733-198 (서열 번호: 46, Kd = 0.07 nM)은 대사성 안정성 검정을 위하여 이 풀로부터 선택된 대표이었다.
Figure pct00019
<110> SOMALOGIC, INC. <120> OLIGONUCLEOTIDES COMPRISING MODIFIED NUCLEOSIDES <130> 01137-0020-00PCT <150> 62/437,592 <151> 2016-12-21 <150> 62/357,623 <151> 2016-07-01 <160> 83 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 79 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <220> <221> modified_base <222> (34)..(63) <223> a, c, t, g, unknown or other <400> 1 aatttttttt ctctttctct tctctctttc tccnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn 60 nnngacccac ccagcgtgg 79 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 2 atatatatcc acgctgggtg ggtc 24 <210> 3 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 3 aatttttttt ctctttctct tctctctttc tcc 33 <210> 4 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 4 aagttccggc cgcctcgggg tccctgccaa 30 <210> 5 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 5 atacctggga ttccggccat ttgcgcagtt 30 <210> 6 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 6 tgaagttccg gccgtgcgca tggtacccat 30 <210> 7 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 7 tttgtgcttc cggcctagcg cagatatcct 30 <210> 8 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 8 ataggttccg gccttgcgct gtttagaca 29 <210> 9 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 9 tagatgcctg gtatttccgg ccttgcgcat 30 <210> 10 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 10 tagtgccctg atctattccg gccaagccca 30 <210> 11 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 11 tttgcccctg gttacgttcc ggcctggcgc a 31 <210> 12 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 12 atgccgttcc ggcctagcgc tcgttaccca 30 <210> 13 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 13 tgaccacctg tccaattccg gcctagcgca 30 <210> 14 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 14 taccaggtat tccggccgag cgctgctata 30 <210> 15 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 15 gagcccagtt acttccggcc ttgcattgta 30 <210> 16 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 16 aagagtttcc ggcctaccgc attcaccct 29 <210> 17 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 17 acagtcccac agtttaattc cggccgtagc cgct 34 <210> 18 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 18 ataccagggt cgttccggcc aagcgctgtt 30 <210> 19 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 19 gagttccggc ctagcgcaga agccctggat 30 <210> 20 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 20 ttttccagga attccggcca agcgctgtga 30 <210> 21 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 21 aattacctga ggattccggc caagcgcaga 30 <210> 22 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 22 ctgcgttacg ccttccggcc tggctgatag 30 <210> 23 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 23 tacctgagtt atgtattccg gccgtgcgca 30 <210> 24 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 24 caaagcattc cggccttgcg cagtagccct 30 <210> 25 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 25 gtagttccag attgattccg gccttgcgct 30 <210> 26 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 26 aatactccag gtgagttccg gccaagcgct 30 <210> 27 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 27 guuaucgcaa ugugcgcccg ggugcccgcc 30 <210> 28 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 28 ugugcccgga uauuaacugu uccgagcagu 30 <210> 29 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 29 uguuuaugca caugcccgcg augacaguaa 30 <210> 30 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 30 agugugauua ugcacuugcc cgcauuuggu 30 <210> 31 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 31 uauagaacau aaugcacaug cccgcauacu 30 <210> 32 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 32 uaucaguuua ugcacgugcc cgcgaugacu 30 <210> 33 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 33 gacuacgagg gaugaugcac augcccgcau 30 <210> 34 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 34 auaaugauua ugcacaugcc cgcaugucau 30 <210> 35 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 35 ggcaucgugu gcccgauuuu cuaaccggga 30 <210> 36 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 36 gccgaauuua ugcaccugcc cgcaugauuc 30 <210> 37 <211> 29 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 37 ccaaucauga cacaugcccg gaugauacu 29 <210> 38 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 38 uacgaugccc ggauauugac uguuccgucg 30 <210> 39 <211> 31 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 39 cguagcgacg ggcguggcau gcccggcccc c 31 <210> 40 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 40 uggugagagu gcccggauau uaacuguucc 30 <210> 41 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 41 ucaaaggccg ugugcccgau uuucuaaccg 30 <210> 42 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 42 uuucgaaguu gagcguggca auacuugccc 30 <210> 43 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 43 cguguuuaug cacuugcccg cgauuacacc 30 <210> 44 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 44 aacguacuuu aaggccuauu gaggaaacuc 30 <210> 45 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 45 cacuuuaaga ccuauugcgg agacccuggg 30 <210> 46 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 46 cgugcuuuaa gaccuguuga gaugcgcuca 30 <210> 47 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 47 acuuuaagac cuguugaggg ccucgggaau 30 <210> 48 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 48 gccgguguuu aagaacuguu ggggcacuuc 30 <210> 49 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 49 gcgcacuuua agaccuauug gggagaacuc 30 <210> 50 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 50 uuuaaggccu guugaggacc ucggcaugaa 30 <210> 51 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 51 caacuuuaag gccuguuggg agagcccuug 30 <210> 52 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 52 gaauaccacg cuuuaagacc uauuggaucg 30 <210> 53 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 53 gagaacuuua agaccuauug agggccucug 30 <210> 54 <211> 29 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 54 cgacuuuaag gccuauuggg ggacucgac 29 <210> 55 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 55 gaacacuuua agaccuguug ggaagcgucu 30 <210> 56 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 56 acuuuaaggc cuguugagga aaccgucuga 30 <210> 57 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 57 agcuuuaaga ccuguugaga auucgacaaa 30 <210> 58 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 58 agcuuuaaga ccuguugagc agccucgacc 30 <210> 59 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 59 gaaggucaag uggcacuuua aggccuguuc 30 <210> 60 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 60 aaaccacuuu aagaccuguu ggggcacucu 30 <210> 61 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 61 aaaccuuuaa gaccuauuga ggugggcuca 30 <210> 62 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 62 uaggcgcuuu aagaccuauu gagggacucc 30 <210> 63 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 63 gugacgcuuu aagaccuauu agggcacuuc 30 <210> 64 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 64 gaaaccacuu uaagaccuau ugagagacuc 30 <210> 65 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 65 gaaacuuuaa gaccuauuga gcaggaacuc 30 <210> 66 <400> 66 000 <210> 67 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 67 cgacuuuaag accuguugaa agucgcgggg 30 <210> 68 <211> 32 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 68 acuuuaagac cuguugagac cggcucggac au 32 <210> 69 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 69 gaacuuuaag accuguugag gaccaucacg 30 <210> 70 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 70 acguggaguc ggacacuuua aggccuguuc 30 <210> 71 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 71 ucgcgacuuu aaggccuauu gugggacucu 30 <210> 72 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 72 gcuuuaaggc cuauugagau cggcucgggu 30 <210> 73 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 73 gacuuuaagg ccuguugaag gucgagaguu 30 <210> 74 <211> 29 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 74 aacgaucuuu aaggccuguu aggggcuuc 29 <210> 75 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 75 caagcugccu cgcacuuuaa gacguguugg 30 <210> 76 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 76 accguguuua agaacuguug gggggaacuc 30 <210> 77 <211> 36 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 77 gaauaccacg cuuuaagacc uauugagaug cgcuca 36 <210> 78 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 78 uaagccugag aaaccacuuu aagaccuuuu 30 <210> 79 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 79 cgaacuuuaa gaccuguuga gcagcucuuc 30 <210> 80 <211> 30 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 80 agaaucuuua aggccugucg agaccucgag 30 <210> 81 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 81 scccaagrmc crccv 15 <210> 82 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 82 aatttttttt 10 <210> 83 <211> 15 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 83 cuuuaaggcc uauug 15

Claims (62)

  1. 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하는 압타머로서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이고;
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이거나; 또는
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고;
    상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함하고; 그리고 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함하는, 압타머.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 5-위치 변형된 우리딘의 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커 로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 공유결합되는, 압타머.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 5-위치 변형된 시티딘의 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커 로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 공유결합되는, 압타머.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택되는, 압타머.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 압타머.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 압타머.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 압타머.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU인, 압타머.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압타머는, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인 압타머의 5’ 말단에서의 영역을 포함하고, 상기 압타머의 5’ 말단에서의 영역은 5-위치 변형된 피리미딘이 없는, 압타머.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압타머는, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인 압타머의 3' 말단에서의 영역을 포함하고, 상기 압타머의 3' 말단에서의 영역은 5-위치 변형된 피리미딘이 없는 압타머.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압타머는, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드인, 압타머.
  12. 복수의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 조성물로서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이고;
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이거나; 또는
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고;
    상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함하고; 그리고 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함하는, 조성물.
  13. 청구항 12에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역을 포함하는, 조성물.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인, 조성물.
  15. 청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역을 포함하는, 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인, 조성물.
  17. 청구항 12 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 우리딘의 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커 로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 공유결합되는, 조성물.
  18. 청구항 12 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 시티딘의 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커 로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 공유결합되는, 조성물.
  19. 청구항 12 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택되는, 조성물.
  20. 청구항 12 내지 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 조성물.
  21. 청구항 12 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 조성물.
  22. 청구항 12 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TrydU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 조성물.
  23. 청구항 21 또는 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 TyrdU인, 조성물.
  24. 청구항 12 내지 23 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 랜덤 영역을 포함하는, 조성물.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 랜덤 영역은, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 20 내지 40, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 30 내지 40개의 뉴클레오타이드인, 조성물.
  26. 청구항 12 내지 25 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드인, 조성물.
  27. 압타머 및 표적을 포함하는 조성물로서, 상기 압타머 및 상기 표적은 복합체를 형성할 수 있고, 그리고 상기 압타머는 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 압타머인, 조성물.
  28. 제1 압타머, 제2 압타머, 및 표적을 포함하는 조성물로서,
    상기 제1 압타머는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
    상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하거나, 상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제4 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고;
    상기 제1 압타머, 제2 압타머 및 상기 표적은 삼량체 복합체를 형성할 수 있고; 그리고
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이고;
    상기 제1 압타머는 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 압타머인, 조성물.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 표적은 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택되는, 조성물.
  30. 방법으로서,
    (a) 표적 분자에 결합할 수 있는 압타머를 샘플과 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 압타머를 샘플과 함께 배양하여 압타머-표적 복합체를 형성하는 단계;
    (c) 샘플에서 상기 압타머-표적 복합체를 풍부하게 하는 단계 및
    (c) 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 존재를 검출하는 단계로서, 상기 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 검출은, 표적 분자가 샘플 내에 존재함을 나타내고, 그리고 상기 압타머, 압타머-표적 복합체 또는 표적 분자의 검출의 부족은, 표적 분자가 샘플 내에 존재하지 않음을 나타내는 단계를 포함하되;
    상기 압타머는 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 압타머인, 방법.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 방법은 경쟁자 분자를 상기 샘플에 첨가하는 단계; 상기 압타머-표적 복합체를 고형 지지체 상에 포획시키는 단계; 및 경쟁자 분자를 첨가하고 상기 샘플을 희석하는 단계로부터 선택된 적어도 하나의 추가의 단계를 포함하고; 상기 적어도 하나의 추가의 단계는 단계 (a) 또는 단계 (b) 후에 일어나는, 방법.
  32. 청구항 33에 있어서, 상기 경쟁자 분자는 다중음이온성 경쟁자로부터 선택되는, 방법.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 다중음이온성 경쟁자는 올리고뉴클레오타이드, 폴리덱스트란, DNA, 헤파린 및 dNTPs으로부터 선택되는, 방법.
  34. 청구항 33에 있어서, 폴리덱스트란은 덱스트란 설페이트이고; 그리고 DNA는 청어 정자 DNA 또는 연어 정자 DNA인, 방법.
  35. 청구항 30 내지 34 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택되는, 방법.
  36. 청구항 30 내지 35 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 혈장, 혈청, 가래, 호흡, 소변, 정액, 타액, 뇌막액, 양수, 선상 유체, 림프액, 유두 분비액, 기관지 분비액, 활막액, 관절 분비액, 세포, 세포 추출물, 대변, 조직, 조직 생검, 및 뇌척수액으로부터 선택되는, 방법.
  37. 샘플에서 표적을 검출하는 방법으로서,
    a) 상기 샘플을 제1 압타머와 접촉시켜 혼합물을 형성하는 단계로서, 상기 제1 압타머는 상기 표적에 결합하여 제1 복합체를 형성할 수 있는 단계;
    b) 상기 제1 복합체를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 혼합물을 배양하는 단계;
    c) 상기 혼합물 제2 압타머와 접촉시키는 단계로서, 상기 제2 압타머는 상기 제1 복합체에 결합하여 제2 복합체를 형성할 수 있는 단계;
    d) 상기 제2 복합체를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 혼합물을 배양하는 단계;
    e) 혼합물 중 상기 제1 압타머, 상기 제2 압타머, 상기 표적, 상기 제1 복합체 또는 상기 제2 복합체의 존재 또는 부재를 검출하는 단계로서, 상기 제1 압타머, 상기 제2 압타머, 상기 표적, 상기 제1 복합체 또는 상기 제2 복합체의 존재는, 상기 표적이 상기 샘플 내에 존재함을 나타내는 단계를 포함하되;
    상기 제1 압타머는 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 압타머이고; 상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하거나, 또는 상기 제2 압타머는 적어도 하나의 제3 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제4 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하는, 방법.
  38. 청구항 37에 있어서, 상기 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택되는, 방법.
  39. 청구항 37 또는 청구항 38에 있어서, 상기 제1 압타머, 제2 압타머 및 상기 표적은 삼량체 복합체를 형성할 수 있는, 방법.
  40. 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머를 확인하는 방법으로서,
    (a) 압타머의 라이브러리를 상기 표적 분자와 접촉시켜 혼합물을 형성하고 압타머-표적 복합체의 형성을 허용하는 단계로서, 상기 압타머가 표적 분자에 대한 친화성을 가질 때 상기 압타머-표적 복합체가 형성되는 단계;
    (b) 상기 압타머-표적 복합체를 상기 혼합물의 나머지로부터 분할하거나 (또는 상기 압타머-표적 복합체를 풍부하게 하는 단계);
    (c) 상기 압타머-표적 복합체를 해리시키는 단계; 및
    (d) 상기 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머를 확인하는 단계를 포함하되;
    상기 압타머의 라이브러리는 복수의 폴리뉴클레오타이드를 포함하고, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드는 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘을 포함하고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 상이한 5-위치 변형된 피리미딘이고;
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이거나; 또는
    상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 시티딘이고, 그리고 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 5-위치 변형된 우리딘이고;
    상기 5-위치 변형된 우리딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 인돌 모이어티 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함하고; 그리고 상기 5-위치 변형된 시티딘은 나프틸 모이어티, 벤질 모이어티, 티로실 모이어티, 및 모폴리노 모이어티로부터 선택된 5-위치에서의 모이어티를 포함하는, 방법.
  41. 청구항 40에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역을 포함하는, 방법.
  42. 청구항 41에 있어서, 상기 각각의 폴리뉴클레오타이드의 5' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인, 방법.
  43. 청구항 40 내지 42 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역을 포함하는, 방법.
  44. 청구항 43에 있어서, 상기 폴리뉴클레오타이드의 3' 말단에서의 고정된 영역은, 그 길이가 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30개의 뉴클레오타이드, 또는 그 길이가 5 내지 30, 10 내지 30, 15 내지 30, 5 내지 20, 또는 10 내지 20개의 뉴클레오타이드인, 방법.
  45. 청구항 40 내지 44 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 우리딘의 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커 로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 공유결합되는, 방법.
  46. 청구항 40 내지 45 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 시티딘의 모이어티는 아미드 링커, 카보닐 링커, 프로피닐 링커, 알킨 링커, 에스테르 링커, 우레아 링커, 카바메이트 링커, 구아니딘 링커, 아미딘 링커, 설폭사이드 링커, 및 설폰 링커 로부터 선택된 군을 포함하는 링커를 통해 공유결합되는, 방법.
  47. 청구항 40 내지 46 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 시티딘은 NapdC, 2NapdC, TyrdC, 및 PPdC로부터 선택되는, 방법.
  48. 청구항 40 내지 47 중 어느 한 항에 있어서, 상기 5-위치 변형된 우리딘은 NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 방법.
  49. 청구항 40 내지 44 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TrydU, TrpdU 및 ThrdU로부터 선택되는, 방법.
  50. 청구항 40 내지 44 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 5-위치 변형된 피리미딘은 PPdC이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 NapdU, 2NapdU, PPdU, MOEdU, TyrdU, TrpdU, 및 ThrdU로부터 선택되는, 방법.
  51. 청구항 40 내지 50 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 랜덤 영역을 포함하는, 방법.
  52. 청구항 51에 있어서, 상기 랜덤 영역은, 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 20 내지 40, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 30 내지 40개의 뉴클레오타이드인, 방법.
  53. 청구항 40 내지 52 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 그 길이가 20 내지 100, 또는 20 내지 90, 또는 20 내지 80, 또는 20 내지 70, 또는 20 내지 60, 또는 20 내지 50, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 90, 또는 30 내지 80, 또는 30 내지 70, 또는 30 내지 60, 또는 30 내지 50, 또는 40 내지 100, 또는 40 내지 90, 또는 40 내지 80, 또는 40 내지 70, 또는 40 내지 60, 또는 40 내지 50개의 뉴클레오타이드인, 방법.
  54. 청구항 40 내지 53 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 폴리뉴클레오타이드는 표적에 결합하는 압타머이고, 그리고 상기 라이브러리는 적어도 1000개의 압타머를 포함하되, 상기 각각의 압타머는 상이한 뉴클레오타이드 서열을 포함하는, 방법.
  55. 청구항 40 내지 54 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a), (b) 및/또는 (c)은 적어도 1회, 2회, 3회, 4회, 5회, 6회, 7회, 8회, 9회 또는 10회 반복되는, 방법.
  56. 청구항 40 내지 55 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 분자에 결합할 수 있는 하나 이상의 압타머는 증폭되는, 방법.
  57. 청구항 40 내지 56 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물은 다중음이온성 경쟁자 분자를 포함하는, 방법.
  58. 청구항 57에 있어서, 상기 다중음이온성 경쟁자는 올리고뉴클레오타이드, 폴리덱스트란, DNA, 헤파린 및 dNTPs으로부터 선택되는, 방법.
  59. 청구항 58에 있어서, 폴리덱스트란은 덱스트란 설페이트이고; 그리고 DNA는 청어 정자 DNA 또는 연어 정자 DNA인, 방법.
  60. 청구항 40 내지 59 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 분자는 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 소분자, 세포 및 조직으로부터 선택되는, 방법.
  61. 청구항 1 내지 11, 또는 청구항 12 내지 29, 또는 청구항 30 내지 60 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 5-위치 변형된 피리미딘 및 상기 제2 5-위치 변형된 피리미딘은 폴리머라제 효소에 의해 편입될 수 있는, 압타머, 조성물 또는 방법.
  62. 청구항 1 내지 11에 있어서, 상기 압타머는 동일한 길이의 압타머 및 각각의 제1 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘 또는 각각의 제2 5-위치 변형된 피리미딘 대신에 비변형된 피리미딘를 포함하는 핵염기 서열과 비교하여 개선된 뉴클레아제 안정성 및/또는 인간 혈청에서 더 긴 반감기를 갖는, 압타머.
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