TW202330571A - 具有光裂解部位的化合物、連結物及使用此的篩選方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種化合物,其具有:(i)光裂解部位;以及(ii)選自由標的物質結合部位及錨定結合部位所組成之群組的至少1種。
Description
本發明係關於化合物及連結物。本發明又關於選擇能與標的物質結合之目的物質之方法。
以往,作為從資料庫(library)中選擇、濃縮對於標的物質具有結合選擇性之肽化合物的方法,已知有重複以下操作的方法:使已固定化之標的物質與肽化合物的資料庫接觸,溶出已與標的物質結合之分子,之後使已溶出之分子進行放大。此種操作被稱為淘選(panning)。在以往的淘選中,為了溶出已與標的物質結合之分子,係使用熱溶出或蛋白酶(例如,專利文獻1)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2013/100132號
[發明所欲解決的問題]
使用由熱所進行之溶出之情形,因除了已與標的物質結合之肽化合物以外,其他物質亦會被回收,故濃縮效率未必充分。又,發明人等進行探討,結果有下述問題,可知雖比熱溶出優異,但仍無法稱濃縮效率充分:即使為使用蛋白酶之情形,溶出效率亦會依據標的物質而異;因需要加溫,故除了已與標的物質結合之肽化合物以外,其他物質亦會被回收;會抑制為溶出後的步驟之聚合酶鏈反應(PCR)等。
本發明之目的在於提供在溶出時使用光之新穎的能利用於淘選的化合物或其中間體。
[用以解決問題的手段]
本發明例如關於以下的各發明。
[1]一種化合物,其具有:
(i)光裂解部位;以及
(ii)選自由標的物質結合部位及錨定結合部位所組成之群組的至少1種。
[2]如[1]所記載之化合物,其中,前述標的物質結合部位為酵素辨識部位。
[3]如[1]或[2]所記載之化合物,其具有:
(i)光裂解部位;
(ii-1)標的物質結合部位;以及
(ii-2)錨定結合部位。
[4]如[1]~[3]中任一項所記載之化合物,其具有多個前述光裂解部位。
[5]如[1]~[4]中任一項所記載之化合物,其具有2個以上且5個以下的前述光裂解部位。
[6]如[4]或[5]中任一項所記載之化合物,其中,存在多個的前述光裂解部位全部為相同結構。
[7]如[1]~[6]中任一項所記載之化合物,其中,前述標的物質結合部位係被選自由連接酶及蛋白酶所組成之群組的至少一個辨識。
[8]如[1]~[7]中任一項所記載之化合物,其中,前述標的物質結合部位包含胺基酸殘基。
[9]如[1]~[8]中任一項所記載之化合物,其中,前述標的物質結合部位包含2個以上的胺基酸殘基。
[10]如[1]~[9]中任一項所記載之化合物,其中,前述標的物質結合部位包含甘胺酸殘基。
[11]如[1]~[10]中任一項所記載之化合物,其中,前述標的物質結合部位中的前述胺基酸殘基係被保護基保護。
[12]如[11]所記載之化合物,其中,前述保護基係選自由9-茀基甲基氧基羰基、tert-丁氧基羰基、苄氧基羰基、2-硝基苯磺醯基及烯丙氧基羰基所組成之群組的至少一個。
[13]如[1]~[12]中任一項所記載之化合物,其中,前述光裂解部位發生裂解之吸收波長存在於300nm以上且500nm以下的範圍內。
[14]如[1]~[13]中任一項所記載之化合物,其中,前述光裂解部位發生裂解之吸收波長為UV-A區的波長。
[15]如[1]~[14]中任一項所記載之化合物,其中,前述光裂解部位具有硝基藜蘆基氧基羰基(nitroveratryloxycarbonyl)殘基或香豆素殘基。
[16]如[1]~[15]中任一項所記載之化合物,其中,前述光裂解部位具有由下述式(1)所表示之結構。
[化1]
[式中,
X表示O或NH,
Z表示氫原子或C1-6烷基,
R
1表示-O-L
11-L
12-*、C1-10烷氧基或氫原子,
R
2表示-O-L
11-L
12-*或C1-10烷氧基,
L
11表示C1-10伸烷基(alkylene group),
L
12表示選自由單鍵、C1-10伸烷基、醯胺鍵、醚鍵及此等的組合所組成之群組的二價基,
R
1及R
2的任一個為-O-L
11-L
12-*,
*表示原子鍵結(atomic bonding)。]
[17]如[1]~[15]中任一項所記載之化合物,其中,前述光裂解部位具有由下述式(2)所表示之結構。
[化2]
[式中,
Y表示氫原子或鹵素原子,
L
21及L
22分別獨立並表示選自由單鍵、C1-10伸烷基、醯胺鍵、醚鍵及此等的組合所組成之群組的二價基,
*表示原子鍵結。]
[18]如[1]~[17]中任一項所記載之化合物,其中,具有多個前述光裂解部位與間隔部位,
多個前述光裂解部位的一部分或全部係透過前述間隔部位而結合。
[19]如[18]所記載之化合物,其中,前述間隔部位包含氧乙烯(oxyethylene)基、胺基酸殘基、或者取代或無取代的伸烷基。
[20]如[18]或[19]所記載之化合物,其中,前述間隔部位包含C1-10伸烷基。
[21]如[18]~[20]中任一項所記載之化合物,其中,前述間隔部位包含醚基。
[22]如[18]~[21]中任一項所記載之化合物,其中,前述間隔部位包含選自由聚乙二醇殘基、多胺殘基、甘胺酸殘基、絲胺酸殘基及蘇胺酸殘基所組成之群組的一個以上。
[23]如[1]~[22]中任一項所記載之化合物,其中,前述錨定結合部位為生物素標籤。
[24]如[1]~[23]中任一項所記載之化合物,其中,前述錨定結合部位係由下述式(C)所表示。
[化3]
[25]如[1]~[24]中任一項所記載之化合物,其中,前述錨定結合部位所結合之載體為固相。
[26]如[1]或[2]所記載之化合物,其中,前述化合物係由下述式(3)所表示。
[化4]
[式中,
n表示1以上且5以下的整數,
R
3表示氫原子或保護基。]
[27]如[1]或[2]所記載之化合物,其中,前述化合物係由下述式(4)所表示。
[化5]
[式中,
m表示1以上且5以下的整數,
R
4表示氫原子或保護基。]
[28]如[1]~[27]中任一項所記載之化合物,其係為了從肽化合物資料庫選擇對於標的物質具有結合選擇性之肽化合物所使用。
[29]一種連結物,其包含如[1]~[28]中任一項所記載之化合物及已與該化合物連結之標的物質。
[30]如[29]所記載之連結物,其中,前述標的物質為蛋白質。
[31]一種方法,其係製造具有光裂解部位與標的物質結合部位或錨定結合部位之化合物之方法,並包含:
將包含光裂解部位之前驅物化合物A以及包含標的物質結合部位或錨定結合部位之前驅物化合物B進行連結之步驟。
[32]如[31]所記載之方法,其中,前述光裂解部位與前述標的物質結合部位或前述錨定結合部位的連結係透過間隔部位而完成。
[33]一種方法,其係選擇能與標的物質結合之目的物質之方法,並包含:
接觸步驟,其使對象物質的資料庫接觸連結物,所述連結物包含具有光裂解部位之化合物及已與該化合物連結之前述標的物質;以及
溶出步驟,其對前述連結物照射光而獲得前述目的物質。
[34]如[33]所記載之方法,其中,前述對象物質包含核酸。
[35]如[33]或[34]所記載之方法,其中,前述對象物質為已與核酸連結之肽化合物。
[36]如[33]~[35]中任一項所記載之方法,其中,前述資料庫為已藉由核酸而被標籤之資料庫。
[37]如[33]~[36]中任一項所記載之方法,其中,前述化合物與前述標的物質係藉由酵素反應而被連結。
[38]如[37]所記載之方法,其中,使用於前述酵素反應之酵素為分選酶(Sortase)。
[39]如[33]~[38]中任一項所記載之方法,其中,前述光的波長為300nm以上且500nm以下。
[40]如[33]~[39]中任一項所記載之方法,其中,前述光的照度為10mW/cm
2以上且600mW/cm
2以下。
[41]如[33]~[40]中任一項所記載之方法,其中,前述光的照射時間為0.5分鐘以上且60分鐘以下。
[42]如[33]~[41]中任一項所記載之方法,其中,在前述溶出步驟中,不使用熱溶出及酵素反應。
[43]如[33]~[42]中任一項所記載之方法,其中,在前述接觸步驟之後,進行前述溶出步驟。
[44]如[33]~[43]中任一項所記載之方法,其中,將前述接觸步驟及前述溶出步驟重複2次以上。
[45]如[33]~[44]中任一項所記載之方法,其中,前述化合物為如[1]~[28]中任一項所記載之化合物。
[46]如[33]~[44]中任一項所記載之方法,其中,前述連結物為如[29]或[30]所記載之連結物。
[發明功效]
根據本發明,變得能提供在溶出時使用光之新穎的能利用於淘選的化合物。
以下,針對用於實施本發明的形態進行詳細說明。但是,本發明並未受限於以下的實施形態。
[關於本說明書中之用語]
本說明書中,所謂「1個或多個」,意指1個或2個以上的數。「1個或多個」被用於與某基的取代基相關的文句之情形,此用語意指從1個起至其基所容許之取代基的最大數為止的數。作為「1個或多個」,具體而言,可列舉例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10及/或更大的數。
本說明書中,表示範圍之所謂「~」,意指包含其兩端的値,例如,「A~B」意指A以上且B以下之範圍。
本說明書中,所謂「約」的用語,在與數値組合使用之情形,意指其數値的+10%及10%的値範圍。
本說明書中,「及/或」的用語的意義包含將「及」與「或」進行適當組合而成之所有組合。具體而言,例如,在「A、B、及/或C」中,包含如同以下的7種變化:(i)A、(ii)B、(iii)C、(iv)A及B、(v)A及C、(vi)B及C、(vii)A、B及C。
本說明書中,「C1-6烷基」表示碳數1~6的烷基。C1-6烷基可為直鏈狀或分支狀。作為C1-6烷基,可例示例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、sec-丁基、tert-丁基、1-甲基丙基、n-戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、n-己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基及2-乙基丁基等。
本說明書中,「C1-10烷氧基」係碳數1~10的烷基與氧原子結合而成之基。C1-10烷氧基例如可為上述C1-6烷基與氧原子結合而成之基亦即C1-6烷氧基。作為C1-6烷氧基,可例示例如甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基等。
本說明書中,「C1-10伸烷基」表示從碳數1~10的烷基去除任意的1個氫原子所誘導之二價基。C1-10伸烷基例如可為從上述C1-6烷基去除任意的1個氫原子所誘導之二價基亦即C1-6伸烷基。作為C1-6伸烷基,可例示例如亞甲基(methylene group)、伸乙基(ethylene group)、1,2-伸丙基(1,2-propylene group)、n-伸丙基、1,2-伸丁基(1,2-butylene group)、1,3-伸丁基、n-伸丁基、2,3-伸丁基、n-伸戊基(n-pentylene group)、n-伸己基(n-hexylene group)等。
本說明書中,「胺基酸」中包含天然胺基酸及非天然胺基酸(有時為胺基酸衍生物)。又,本說明書中,「胺基酸殘基」中包含天然胺基酸殘基及非天然胺基酸(胺基酸衍生物)殘基。
所謂天然胺基酸,係指甘胺酸(Gly)、丙胺酸(Ala)、絲胺酸(Ser)、蘇胺酸(Thr)、纈胺酸(Val)、白胺酸(Leu)、異白胺酸(Ile)、苯丙胺酸(Phe)、酪胺酸(Tyr)、色胺酸(Trp)、組胺酸(His)、麩胺酸(Glu)、天冬胺酸(Asp)、麩醯胺酸(Gln)、天冬醯胺酸(Asn)、半胱胺酸(Cys)、甲硫胺酸(Met)、離胺酸(Lys)、精胺酸(Arg)及脯胺酸(Pro)。
非天然胺基酸(胺基酸衍生物)未被特別限定,但可例示β-胺基酸、D型胺基酸、N取代胺基酸(排除Pro)、α,α-二取代胺基酸、側鏈與天然胺基酸不同之胺基酸、羥基羧酸等。
作為本說明書中之胺基酸,容許任意的立體配置。胺基酸的側鏈的選擇未特別設定限制,但除了氫原子以外,亦可自由地選自例如烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基(aralkyl)、雜芳烷基、環烷基、已進行螺環接之環烷基。分別亦可被賦予取代基,其等取代基亦未受到限制,例如,可從包含鹵素原子、O原子、S原子、N原子、B原子、Si原子或P原子之任意的取代基之中獨立並自由地被選擇1個或2個以上。亦即,可例示亦可被取代之烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、環烷基等或側氧基、胺基羰基、鹵素原子等。一實施形態之胺基酸可為在同一分子內具有羧基與胺基之化合物(即使為此情形,亦在胺基酸中包含如脯胺酸、羥基脯胺酸般的亞胺基酸)。
作為源自鹵素的取代基,可列舉氟(-F)、氯(-Cl)、溴(-Br)、碘(-I)等。
作為源自O原子的取代基,可列舉羥基(-OH)、氧基(-OR)、羰基(-C=O-R)、羧基(-CO
2H)、氧基羰基(-C=O-OR)、羰基氧基(-O-C=O-R)、硫羰基(-C=O-SR)、羰基硫基(-S-C=O-R)、胺基羰基(-C=O-NHR)、羰基胺基(-NH-C=O-R)、氧基羰基胺基(-NH-C=O-OR)、磺醯基胺基(-NH-SO
2-R)、胺基磺醯基(-SO
2-NHR)、胺磺醯基胺基(-NH-SO
2-NHR)、硫羧基(-C(=O)-SH)、羧基羰基(-C(=O)-CO
2H)。
作為氧基(-OR)的例子,可列舉烷氧基、環烷氧基、烯基氧基、炔基氧基、芳基氧基、雜芳基氧基、芳烷基氧基等。
作為羰基(-C=O-R)的例子,可列舉甲醯基(-C=O-H)、烷基羰基、環烷基羰基、烯基羰基、炔基羰基、芳基羰基、雜芳基羰基、芳烷基羰基等。
作為氧基羰基(-C=O-OR)的例子,可列舉烷基氧基羰基、環烷基氧基羰基、烯基氧基羰基、炔基氧基羰基、芳基氧基羰基、雜芳基氧基羰基、芳烷基氧基羰基等。
作為羰基氧基(-O-C=O-R)的例子,可列舉烷基羰基氧基、環烷基羰基氧基、烯基羰基氧基、炔基羰基氧基、芳基羰基氧基、雜芳基羰基氧基、芳烷基羰基氧基等。
作為硫羰基(-C=O-SR)的例子,可列舉烷基硫羰基、環烷基硫羰基、烯基硫羰基、炔基硫羰基、芳基硫羰基、雜芳基硫羰基、芳烷基硫羰基等。
作為羰基硫(-S-C=O-R)的例子,可列舉烷基羰基硫、環烷基羰基硫、烯基羰基硫、炔基羰基硫、芳基羰基硫、雜芳基羰基硫、芳烷基羰基硫等。
作為胺基羰基(-C=O-NHR)的例子,可列舉烷基胺基羰基、環烷基胺基羰基、烯基胺基羰基、炔基胺基羰基、芳基胺基羰基、雜芳基胺基羰基、芳烷基胺基羰基等。除此等以外,可再列舉已與-C=O-NHR中的N原子結合之H原子被烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基或芳烷基進一步取代而成之基。
作為羰基胺基(-NH-C=O-R)的例子,可列舉烷基羰基胺基、環烷基羰基胺基、烯基羰基胺基、炔基羰基胺基、芳基羰基胺基、雜芳基羰基胺基、芳烷基羰基胺基等。除此等以外,可再列舉已與-NH-C=O-R中的N原子結合之H原子被烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基或芳烷基進一步取代而成之基。
作為氧基羰基胺基(-NH-C=O-OR)的例子,可列舉烷氧基羰基胺基、環烷氧基羰基胺基、烯基氧基羰基胺基、炔基氧基羰基胺基、芳基氧基羰基胺基、雜芳基氧基羰基胺基、芳烷基氧基羰基胺基等。除此等以外,可再列舉已與-NH-C=O-OR中的N原子結合之H原子被烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基或芳烷基進一步取代而成之基。
作為磺醯基胺基(-NH-SO
2-R)的例子,可列舉烷基磺醯基胺基、環烷基磺醯基胺基、烯基磺醯基胺基、炔基磺醯基胺基、芳基磺醯基胺基、雜芳基磺醯基胺基、芳烷基磺醯基胺基等。除此等以外,可再列舉已與-NH-SO
2-R中的N原子結合之H原子被烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基或芳烷基進一步取代而成之基。
作為胺基磺醯基(-SO
2-NHR)的例子,可列舉烷基胺基磺醯基、環烷基胺基磺醯基、烯基胺基磺醯基、炔基胺基磺醯基、芳基胺基磺醯基、雜芳基胺基磺醯基、芳烷基胺基磺醯基等。除此等以外,可再列舉已與-SO
2-NHR中的N原子結合之H原子被烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基或芳烷基進一步取代而成之基。
作為胺磺醯基胺基(-NH-SO
2-NHR)的例子,可列舉烷基胺磺醯基胺基、環烷基胺磺醯基胺基、烯基胺磺醯基胺基、炔基胺磺醯基胺基、芳基胺磺醯基胺基、雜芳基胺磺醯基胺基、芳烷基胺磺醯基胺基等。再者,已與-NH-SO
2-NHR中的N原子結合之2個H原子可被獨立選自由烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基及芳烷基所組成之群組之取代基取代,又,此等2個取代基亦可形成環。
作為源自S原子的取代基,可列舉硫醇(-SH)、硫(-S-R)、亞磺醯基(-S=O-R)、磺醯基(-S(O)
2-R)、磺酸(-SO
3H)、五氟氫硫基(pentafluorosulfanyl)(-SF
5)等。
作為硫(-S-R)的例子,可列舉烷基硫、環烷基硫、烯基硫、炔基硫、芳基硫、雜芳基硫、芳烷基硫等。
作為亞磺醯基(-S=O-R)的例子,可列舉烷基亞磺醯基、環烷基亞磺醯基、烯基亞磺醯基、炔基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、雜芳基亞磺醯基、芳烷基亞磺醯基等。
作為磺醯基(-S(O)
2-R)的例子,可列舉烷基磺醯基、環烷基磺醯基、烯基磺醯基、炔基磺醯基、芳基磺醯基、雜芳基磺醯基、芳烷基磺醯基等。
作為源自N原子的取代基,可列舉疊氮化物(-N
3,亦稱為「疊氮基」)、氰基(-CN)、一級胺基(-NH
2)、二級胺基(-NH-R)、三級胺基(-NR(R'))、甲脒基(-C(=NH)-NH
2)、取代甲脒基(-C(=NR)-NR'R'')、胍基(-NH-C(=NH)-NH
2)、取代胍基(-NR-C(=NR''')-NR'R'')、胺基羰基胺基(-NR-CO-NR'R'')等。
作為二級胺基(-NH-R)的例子,可列舉烷基胺基、環烷基胺基、烯基胺基、炔基胺基、芳基胺基、雜芳基胺基、芳烷基胺基等。
作為三級胺基(-NR(R'))的例子,可列舉例如烷基(芳烷基)胺基等、具有分別獨立且選自烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基等中之任意2個取代基之胺基,此等任意2個取代基亦可形成環。
作為取代甲脒基(-C(=NR)-NR'R'')的例子,可列舉N原子上的3個取代基R、R'及R''係從烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基之中分別獨立選擇之基。作為取代甲脒基,可列舉例如烷基(芳烷基)(芳基)甲脒基等。
作為取代胍基(-NR-C(=NR''')-NR'R'')的例子,可列舉R、R'、R''及R'''係從烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、及芳烷基之中分別獨立選擇之基以及此等形成環之基等。
作為胺基羰基胺基(-NR-CO-NR'R'')的例子,可列舉R、R'及R''為從氫原子、烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基及芳烷基之中分別獨立選擇之基、及此等形成環之基等。
作為源自B原子的取代基,可列舉氧硼基(-BR(R'))、及二氧基氧硼基(-B(OR)(OR'))等。此等2個取代基R及R'可為從烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基等之中分別獨立選擇之基或此等形成環之基。作為選自B原子的取代基,具體而言,可列舉環狀氧硼基,更具體而言,可列舉頻哪醇硼基(pinacolato boryl)、新戊烷二醇硼基(neopentanediolate boryl)、鄰苯二酚硼基(catecholato boryl)等。
胺基酸的主鏈胺基可為非取代(-NH
2)亦可為被取代(亦即,-NHR。R例如表示可具有取代基之烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、環烷基等,又,如脯胺酸般已與N原子結合之碳鏈及α位的碳原子可形成環)。
本說明書中,將主鏈胺基被取代之胺基酸稱為「N取代胺基酸」。作為本說明書中之「N取代胺基酸」,較佳可例示N-烷基胺基酸、N-C
1-C
6烷基胺基酸、N-C
1-C
4烷基胺基酸、N-甲基胺基酸、N-C
7-C
14芳烷基胺基酸、N-苄基胺基酸、N-苯乙胺基酸,但未受限於此等。
作為本說明書中之N取代胺基酸的氮原子上的取代基(上述之-NHR的R),具體而言,可例示烷基(較佳為C
1-C
6烷基,更佳為C
1-C
4烷基,再佳為甲基)、C
7-C
14芳烷基、苄基、苯乙基等。作為N取代胺基酸的氮原子上的取代基,特佳為甲基(亦即,作為N取代胺基酸,特佳為N甲基胺基酸)。
本說明書中之「胺基酸」中,包含與各自對應之全部同位素。「胺基酸」的同位素係至少1個原子被原子編號(正子數)相同且質量數(正子與中子的數的和)不同的原子所取代者。作為本說明書的「胺基酸」所含之同位素的例子,有氫原子、碳原子、氮原子、氧原子、磷原子、硫原子、氟原子、氯原子等,分別包含
2H、
3H、
13C、
14C、
15N、
17O、
18O、
32P、
35S、
18F、
36Cl等。
[化合物]
本實施形態之化合物(以下,亦稱為「本化合物」)具有(i)光裂解部位與(ii)選自由標的物質結合部位及錨定結合部位所組成之群組的至少1種。本化合物可為具有(i)光裂解部位與(ii-1)標的物質結合部位之化合物,亦可為具有(i)光裂解部位與(ii-2)錨定結合部位之化合物,亦可為具有(i)光裂解部位、(ii-1)標的物質結合部位及(ii-2)錨定結合部位之化合物。光裂解部位、標的物質結合部位及錨定結合部位可透過間隔部位或不透過間隔部位而互相結合。
又,本化合物所含之標的物質結合部位可為多個,並且,其等亦可為多種類。例如,亦能設計成將本化合物的兩端側分別設為不同種類的標的物質結合部位,並分別與不同標的物質結合。此種情形,可使主鏈結構分支,將第三個末端作為錨定結合部位。
<光裂解部位>
光裂解部位係藉由吸收光而裂解之部位。光裂解部位發生裂解之吸收波長可為300nm以上、320nm以上、340nm以上或350nm以上,並可為500nm以下、450nm以下、400nm以下、380nm以下或370nm以下。光裂解部位發生裂解之吸收波長可為300nm以上且500nm以下,亦可為350nm以上且370nm以下。進行照射之光的波長,由操作性更優異之觀點而言,可為UV-A區的波長。
所謂UV-A區的波長,係指320~400nm的波長的光。
光裂解部位可具有硝基藜蘆基氧基羰基殘基或香豆素殘基。
所謂具有硝基藜蘆基氧基羰基殘基,意指具有由下述式(A-1)所表示之結構或該結構的一部分的原子被其他原子取代而成之結構。
[化6]
所謂具有香豆素殘基,意指具有由下述式(A-2)所表示之結構或該結構的一部分的原子被其他原子取代而成之結構。
[化7]
(式(A-2)中,Y表示氫原子或鹵素原子。)
光裂解部位具有硝基藜蘆基氧基羰基殘基或香豆素殘基之情形,光裂解部位發生裂解之吸收波長成為適合的波長(例如,UV-A區的波長)。
光裂解部位因具有用於發生裂解的適合的吸收波長(例如,UV-A區的波長),故可具有硝基藜蘆基氧基羰基殘基亦即由下述式(1)所表示之結構。式(1)中,*表示原子鍵結。
[化8]
X表示O或NH。X可與後述之間隔部位或標的物質結合部位進行結合。
Z表示氫原子或C1-6烷基。Z可為C1-6烷基,亦可為甲基。
R
1表示-O-L
11-L
12-*、C1-10烷氧基或氫原子,R
2表示-O-L
11-L
12-*或C1-10烷氧基,L
11表示C1-10伸烷基,L
12表示選自由單鍵、C1-10伸烷基、醯胺鍵、醚鍵及此等的組合所組成之群組之二價基。L
12可與後述之間隔部位或錨定結合部位進行結合。
R
1及R
2的任一個為-O-L
11-L
12-*。R
2為-O-L
11-L
12-*之情形,R
1為C1-10烷氧基或氫原子。R
1為-O-L
11-L
12-*之情形,R
2可為C1-10烷氧基,亦可為甲氧基。
作為R
1或R
2的-O-L
11-L
12-*,可為L
11為C1-10伸烷基且L
12為醯胺鍵之基,例如,可為-O-CH
2-CH
2-CH
2-CONH-*等。
具有由式(1)所表示之結構之光分解性部位可具有由下述式(1a)所表示之結構。式(1a)中,*表示原子鍵結。
[化9]
光裂解部位因具有用於發生裂解的適合的吸收波長(例如,UV-A區的波長),故可具有香豆素殘基亦即由下述式(2)所表示之結構。式(2)中,*表示原子鍵結。
[化10]
式中,Y表示氫原子或鹵素原子。由Y所表示之鹵素原子可為溴原子(-Br)、碘原子(-I)、氯原子(-Cl)或氟原子(-F),較佳為溴原子。
L
21及L
22分別獨立並表示選自由單鍵、C1-10伸烷基、醯胺鍵、醚鍵及此等的組合所組成之群組之二價基。
L
21可為由C1-10伸烷基及醯胺鍵所構成之基,例如,可為-CH
2-CH
2-CH
2-CONH-。L
21可與後述之間隔部位或錨定結合部位進行結合。
L
22可為-O-CONH-。L
22可與後述之間隔部位或標的物質結合部位進行結合。
具有由式(2)所表示之結構之光分解性部位可具有由下述式(2a)所表示之結構。式(2a)中,*表示原子鍵結。
[化11]
本化合物可具有1或多個光裂解部位。本化合物具有多個光裂解部位之情形,在使用於淘選之際,可更有效率地將與標的結合之化合物進行濃縮。本化合物中的光裂解部位的數可為1以上、2以上、3以上或4以上,並可為10以下、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下或4以下。本化合物中的光裂解部位的數例如可為2以上且5以下。
本化合物具有多個光裂解部位之情形,光裂解部位可全部為相同結構,亦可一部分不同。在本化合物中,存在多個的光裂解部位可全部為由上述式(1)或式(1a)所表示之結構,亦可全部為由上述式(2)或式(2a)所表示之結構。
<標的物質結合部位>
標的物質結合部位係指能藉由化學鍵等而與標的物質連結之部位。標的物質結合部位例如包含被酵素辨識之結構(胺基酸序列等)或在該結構加成保護基而成之結構。藉由具有標的物質結合部位,而本化合物能與蛋白質或肽等標的物質連結。
標的物質結合部位可為被酵素辨識之酵素辨識部位,亦可為被選自由連接酶及蛋白酶所組成之群組的至少一個辨識之部位。連接酶可為:分選酶A、分選酶B、分選酶C等分選酶;為肽天冬醯胺醯基連接酶的一種(源自植物)之Butelase-1;為天冬醯胺醯基內肽酶的一種(源自植物)之OaAEP1;或者Trypsiligase;或者此等的變異體。
在包含分選酶A的N側辨識序列GGG(Gly-Gly-Gly)作為標的物質結合部位之本化合物的例子中,針對使本化合物與標的物質進行結合之反應進行說明。於此,分選酶A係催化以下反應之酵素:將在C側辨識序列LPXTG(Leu-Pro-X-Thr-Gly。X:任意胺基酸殘基)中之T與G之間的鍵結進行剪切,並藉由肽鍵而對於已剪切之T的C端側連結N端具有G(n)序列之蛋白質或肽(n:2以上的整數)。又,N端的G亦能被取代成A(Ala)。
如以下的例示流程所示般,首先,準備包含分選酶A的C側辨識序列LPXTG之蛋白質或肽亦即起始原料SM(蛋白質/肽-LPXTGG),使其與分選酶A(SrtA-SH)進行反應而形成中間體IM。接著,藉由中間體IM與包含分選酶A的N側辨識序列GGG作為標的物質結合部位之本化合物(GGG-Z)進行反應,而標的物質與本化合物會進行連結,形成目的物質TM(蛋白質/肽-LPXTGGG-Z)。
[化12]
此外,在上述流程中,可更換分選酶A的C側辨識序列LPXTG及N側辨識序列GGG所結合之對象。亦即,準備包含LPXTG作為起始原料SM之本化合物(Z-LPXTG),使其與分選酶A(SrtA-SH)進行反應而使中間體IM亦即Z-LPXT-C(=O)S-SrtA形成後,使該中間體IM與包含GGG之蛋白質或肽(GGG-蛋白質/肽)進行反應,藉此亦可獲得作為目的物質TM的Z-LPXTGGG-蛋白質/肽。
以下,針對全部標的物質結合部位進行同樣的說明。
分選酶B為辨識NPQTN(Asn-Pro-Gln-Thr-Asn)模體之酵素,分選酶C為辨識QVPTGV(Gln-Val-Pro-Thr-Gly-Val)模體之酵素。
使用Butelase-1作為酵素之情形,C側辨識序列為D/NHV(Asp/Asn-His-Val),N側辨識序列為X(X為任意的胺基酸殘基),反應後生成序列為D/NX(Asp/Asn-X)。
使用OaAEP1作為酵素之情形,C側辨識序列為NXL(Asn-X-Leu)),N側辨識序列為GY(Gly-Tyr),反應後生成序列為NGY(Asn-Gly-Tyr)。OaAEP1能藉由成為C247A變異體而使連接酶活性提升。
使用Trypsiligase作為酵素之情形,C側辨識序列為YRH(Tyr-Arg-His),N側辨識序列為RH(Arg-His),反應後生成序列為YRH(Tyr-Arg-His)。
標的物質結合部位的結構係因應酵素的種類而被適當選擇。標的物質結合部位可包含1個或多個胺基酸殘基,亦可包含2個以上的胺基酸殘基。標的物質結合部位的胺基酸殘基數例如可為5以下、4以下或3以下。標的物質結合部位包含2個以上的胺基酸殘基之情形,可僅包含同種類的胺基酸殘基,亦可包含不同種類的胺基酸殘基。
標的物質結合部位例如可包含上述之酵素的N側辨識序列或C側辨識序列。標的物質結合部位例如可包含1個或多個甘胺酸殘基,亦可包含2以上的甘胺酸殘基,亦可包含3個甘胺酸殘基。
標的物質結合部位中的胺基酸殘基可被保護基保護。例如,胺基酸殘基的主鏈胺基及/或羧基可被保護,側鏈官能基可被保護。保護此等之保護基未被限定,但主鏈胺基的保護基例如可為選自由9-茀基甲基氧基羰(Fmoc)基、tert-丁氧羰(Boc)基、苄氧基羰(Cbz)基、2-硝基苯磺醯(Ns)基及烯丙氧基羰(Alloc)基所組成之群組的至少一個。又,羧基的保護基可為選自由甲酯、乙酯、tert-丁酯、苄酯(芳香環部位可有取代基)及三苯甲基酯所組成之群組的至少一個,亦可為選自由調整對於各種溶劑的溶解度並藉由沉澱生成而效率佳地製造肽化合物之手法(Okada, Y. et al. : J. Org. Chem., 78, 320 (2013).、Takahashi, D. and Yamamoto, T. : Tetrahedron Lett., 53, 1936 (2012).、Takahashi, D. et al. : Angew. Chem. Int. Ed., 56, 7803 (2017).)所使用之保護基亦即2,4-雙(十二基氧基)苄基)及9-苯基茀基所組成之群組的至少1個。又,作為側鏈官能基的保護基,能任意地選擇對應各側鏈官能基之適當的保護基。
標的物質結合部位可具有由式(B):R
4-(X)
n-*所表示之結構。式(B)中,X表示任意的胺基酸殘基,R
4表示氫原子或保護基,n表示1以上的整數。*表示原子鍵結。*亦可為與上述光裂解部位或後述間隔部位的結合部位。
由X所表示之胺基酸殘基及由R
4所表示之保護基可如同上述例示。n可為2~5或2~4。式(B)具體而言可為R
4-GGG-。於此,G表示Gly。
<錨定結合部位>
所謂錨定結合部位,係指能與在淘選等中所使用之載體結合之部位。錨定結合部位包含對於特定的物質具有高親和性之標籤。藉由保持有對於標籤具有高親和性之物質之載體與錨定結合部位中的標籤進行結合,而變得能將標的物質保持於載體。於此,載體較佳為固相。
作為標籤與對於標籤具有高親和性之物質的組合,可列舉例如生物素標籤與生物素結合蛋白的組合、PA標籤與抗PA標籤抗體的組合、FLAG標籤與抗FLAG標籤的組合、His標籤與Ni-NTA(氮基三醋酸)的組合。
錨定結合部位可為生物素標籤。此情形,作為生物素結合蛋白,可列舉抗生物素蛋白、鏈親和素(Streptavidin)、中性親和素(neutravidin)、抗生物素抗體等。又,生物素較佳為D-生物素。
錨定結合部位例如可具有由下述式(C)所表示之結構。
[化13]
<間隔部位>
間隔部位係使光裂解部位彼此、光裂解部位及標的物質結合部位、或光裂解部位及錨定結合部位互相結合之部位。光裂解部位存在多個之情形,多個光裂解部位的一部分或全部可透過間隔部位而結合。藉由間隔部位,而變得容易控制本化合物的脂溶性。藉由控制本化合物的脂溶性,而變得容易抑制起因於與標的物質結合時來自反應液的析出、對於反應容器的吸附等所導致之反應效率的降低,且在與標的物質的反應及精製後,變得不易發生標的物質的凝聚,藉此,認為在使用於淘選之際,變得容易抑制標的物質濃縮時的回收率的降低。
間隔部位可包含氧乙烯基(-CH
2-CH
2-O-)、胺基酸殘基、或者取代或無取代的伸烷基。取代伸烷基可為氫原子的1個以上可被取代基取代之伸烷基。在取代或無取代的伸烷基中之伸烷基可為上述C1-10伸烷基。
間隔部位可包含C1-10伸烷基,亦可包含醚基(-O-),亦可包含C1-10伸烷基及醚基。間隔部位亦可包含-NH-。
在間隔部位中之胺基酸殘基例如可為甘胺酸殘基、絲胺酸殘基、蘇胺酸殘基、離胺酸殘基等。間隔部位包含胺基酸殘基之情形,可透過胺基酸殘基的側鏈官能基(例如,離胺酸殘基的ε胺基)而與錨定結合部位或光裂解部位結合。
間隔部位可包含選自由聚乙二醇殘基、多胺殘基、甘胺酸殘基、絲胺酸殘基及蘇胺酸殘基所組成之群組的至少一個。
間隔部位例如可具有由下述式(D1)、(D2)或(D3)所表示之結構。
*-CH
2-CH
2-O-CH
2-CH
2-O-CH
2-C(=O)-* (D1)
*-NH-CH
2-CH
2-O-CH
2-CH
2-* (D2)
[化14]
本化合物可具有多個由光裂解部位及間隔部位所構成之結構單元。此情形,在使用於淘選之際,可更有效率地將與標的結合之化合物進行濃縮。本化合物每一分子的由光裂解部位及間隔部位所構成之結構單元的數可為1以上、2以上、3以上或4以上,且可為10以下、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下或4以下。本化合物具有多個由間隔部位所構成之結構單元之情形,亦可包含由二種類以上的間隔部位所構成之結構單元。本化合物所具有之由間隔部位所構成之結構單元較佳為一種類。
由光裂解部位及間隔部位所構成之結構單元例如可為下述式(E1)或(E2)。
[化15]
[化16]
式中,n表示1以上且5以下的整數,m表示1以上且5以下的整數。
<化合物>
本化合物可為包含標的物質結合部位、光裂解部位、錨定結合部位及間隔部位之由下述式(3)或(4)所表示之化合物。
[化17]
[化18]
式(3)中,m表示1以上且5以下的整數,R
3表示氫原子或保護基。式(4)中,n表示1以上且5以下的整數,R
4表示氫原子或保護基。R
3及R
4中之保護基可為上述例示之胺基酸殘基的保護基。
<化合物的用途>
本化合物例如能利用於在溶出時使用光之淘選。使用本化合物之淘選,例如,除了在溶出時使用光以外,還可藉由一般的方法而實施。本化合物可使用於形成經固定化之標的物質。藉由在形成經固定化之標的物質時使用本化合物,而變得能藉由光而使已與標的物質結合之化合物(目的化合物)溶出。
藉由熱而使目的化合物溶出之情形,有時連物理性吸附於載體(珠粒等)之非特異性結合分子也會與目的化合物一起溶出,而有難以選擇性地獲得目的化合物之情形。若根據本實施形態之化合物,則因藉由光而溶出目的化合物,故與由熱所進行之溶出不同,變得能在低溫溶出。因此,藉由在淘選時使用本化合物並藉由光而使目的化合物溶出,而可壓低非特異性結合分子的回收量,變得容易選擇性地獲得目的物質。
在使用TEV(Tobacco Etch Virus,煙草蝕紋病毒)蛋白酶等酵素而使目的化合物溶出之情形,在使目的化合物溶出之步驟中,例如,有溶出效率依據標的物質而異的狀況,以及有藉由TEV蛋白酶、緩衝液交換、加溫等而非特異性結合分子的回收量會增加的狀況。若根據本化合物,則因係藉由光而使目的化合物溶出,故不論標的物質為何,變得能在低溫且短時間使目的物質溶出。又,TEV蛋白酶因有時會抑制PCR,故在被回收之目的化合物少的階段,尤其在淘選的初期階段(淘選的回合數少的階段)中,有時由PCR所進行之DNA放大效率會變低。使用本化合物之光溶出不會抑制PCR,由PCR所進行之放大效率不易降低。
如同上述,若根據使用本化合物之光溶出,則可使非特異性結合分子的溶出減少。因此,可期待使目的化合物(活性化合物(hit compound))的回收率提升以及使淘選步驟加速(例如,在淘選的回合數少的階段可判斷是否有活性(hit))。
本化合物因能利用於在溶出時使用光之淘選,故可使用於從肽化合物資料庫選擇對於標的物質具有結合選擇性之肽化合物用。
<製造化合物之方法>
本實施形態之化合物例如可藉由包含以下步驟之方法而製造:將包含光裂解部位之前驅物化合物A與包含標的物質結合部位或錨定結合部位之前驅物化合物B進行連結之步驟。
光裂解部位與標的物質結合部位或錨定結合部位的連結可透過間隔部位而完成。
前驅物化合物A可包含間隔部位。前驅物化合物A或前驅物B中的官能基的一部分可因應需要而被保護基保護。保護基例如可為上述之胺基酸殘基的保護基。
該方法可藉由液相合成法而進行,亦可藉由固相合成法而進行。固相合成法可使用一般的固相合成法。
以下,針對製造包含標的物質結合部位、光裂解部位、錨定結合部位及間隔部位之化合物之方法的一例進行說明。
該方法例如可包含:步驟1,其將包含光裂解部位之前驅物化合物a1與包含間隔部位之前驅物化合物b進行連結而獲得中間體X1;步驟2,其將中間體X1與包含錨定結合部位之前驅物化合物c進行連結而獲得中間體X2;以及步驟3,其將中間體X2與包含標的物質結合部位之前驅物化合物d進行連結而獲得為目的之本化合物。
在步驟2之後且步驟3之前,可包含將包含光裂解部位之前驅物化合物a2連結於中間體X2的動作。藉此,可獲得具有多個光裂解部位之中間體X2。在步驟2之後且步驟3之前,亦可進行多次將包含光裂解部位之前驅物化合物a2連結於中間體X2的動作。前驅物化合物a2除了光裂解部位以外還可包含間隔部位。
各步驟所使用之前驅物化合物及中間體可藉由保護基而被保護。該方法可依據需要而在各步驟之間包含將保護基進行去保護之步驟。
更具體而言,可遵循後述之實施例所記載之反應流程及反應條件,而製造包含標的物質結合部位、光裂解部位、錨定結合部位及間隔部位之化合物。
[連結物]
本實施形態之連結物包含本化合物及已與該化合物連結之標的物質。亦即,連結物包含標的物質與光裂解部位。連結物可進一步包含錨定結合部位。
標的物質例如為蛋白質、肽或核酸。作為標的物質,可列舉例如KRAS、NusA、sfGFP、GST。
使用包含標的物質結合部位之化合物之情形,藉由在包含酵素、本化合物及標的物質之反應混合物中,使本化合物與標的物質進行反應,將此等進行連結,而可獲得本實施形態之連結物。更具體而言,可藉由後述之實施例所記載之反應條件而獲得連結物。
[篩選方法]
本實施形態之方法係選擇能與標的物質結合之目的物質(對於標的物質具有結合選擇性之目的物質)之方法。該方法亦可為能與標的物質結合之目的物質的篩選方法等。
該篩選方法包含:接觸步驟,其使對象物質的資料庫接觸包含具有光裂解部位之本化合物及已與該化合物連結之標的物質之連結物;以及溶出步驟,其對前述連結物照射光而獲得目的物質。在一態樣中,在前述接觸步驟之後,可進行溶出步驟。在一態樣中,可將前述接觸步驟與溶出步驟重複2次以上。重複的次數未受限,但例示2次、3次、4次、5次等。可藉由重複而將目的物質進行濃縮。於此,所謂對象物質的資料庫,係指由多種類的對象物質所構成之對象物質群組。
針對光裂解部位、具有該光裂解部位之本化合物、標的物質及連結物,可應用上述之態樣。本化合物與標的物質可藉由酵素反應而被連結。酵素反應所使用之酵素可為上述例示者,亦可為分選酶。
使對象物質的資料庫接觸連結物之步驟,可列舉例如在包含對象物質群組之液體中添加連結物並在之後進行培養之方法。使對象物質的資料庫接觸連結物時的條件(培養的時間、培養時的溫度等)可因應標的物質的種類、對象物質的種類等而適當選擇。
使對象物質的資料庫接觸連結物後,可使該連結物接觸能與連結物結合之載體。連結物具有包含生物素標籤之錨定結合部位之情形,能與連結物結合之載體例如可為生物素結合蛋白(例如,鏈親和素、抗生物素抗體等)所結合之載體(珠粒等)。
不與對象物質的資料庫中的連結物結合之對象物質,可在使連結物與對象物質的資料庫接觸之後被去除。
在一些態樣中,在接觸步驟後,對連結物照射光。藉由光的照射,光裂解部位會裂解,已與標的物質結合之對象物質會溶出。藉此,可獲得已與標的物質結合之目的物質。
光照射時的條件(照射時的波長、溫度、時間等)可因應光裂解部位的種類等而適當選擇。例如,進行照射之光的波長可為300nm以上、320nm以上、340nm以上或350nm以上,且可為500nm以下、450nm以下、400nm以下、380nm以下或370nm以下。進行照射之光的波長可為300nm以上且500nm以下,亦可為340nm以上且400nm以下,亦可為350nm以上且370nm以下。進行照射之光的波長,由操作性更優異之觀點而言,可為UV-A區的波長。進行照射之光的照度,例如,在一實施態樣中,可為10mW/cm
2以上、20mW/cm
2以上或30mW/cm
2以上,且可為小於100mW/cm
2、80mW/cm
2以下、60mW/cm
2以下或50mW/cm
2以下。又,在其他實施態樣中,可為100mW/cm
2以上、200mW/cm
2以上、300mW/cm
2以上,且可為600mW/cm
2以下、500mW/cm
2以下或400mW/cm
2以下。進行照射之光的照度,例如可為30~50mW/cm
2,亦可為300~400mW/cm
2。光的照射時間,例如,在一實施態樣中,可為0.5分鐘以上、1分鐘以上、1.5分鐘以上或2分鐘以上,且可為小於5分鐘、4分鐘以下或3分鐘以下。又,在其他實施態樣中,可為60分鐘以下、45分鐘以下、30分鐘以下、25分鐘以下或20分鐘以下,且可為5分鐘以上或10分鐘以上。進行照射之光的照度及照射時間能適當自由地設定,但一般而言,照度強之情形可縮短照射時間,照度低之情形可延長照射時間。
在一些實施態樣中,在溶出步驟中,可不使用熱溶出及酵素反應。在溶出步驟中,所謂不使用熱溶出,意指在使已與標的物質結合之對象物質從載體溶出之際,不加熱至30℃以上。
在溶出步驟中,所謂不使用酵素反應,意指在使已與標的物質結合之對象物質溶出之際、在使已與標的物質結合之對象物質從載體溶出之際,不使用酵素反應。在一些實施形態之篩選方法中,在溶出步驟中,不使用用於使對象物質溶出的酵素。作為用於溶出的酵素,可列舉例如TEV蛋白酶(Tobacco Etch Virus Protease)等。
在本實施形態之篩選方法中,能進行光溶出,與熱溶出不同,變得能在低溫溶出,因此容易選擇性地獲得目的物質,可效率更佳地將目的化合物進行濃縮。又,在溶出時使用酵素反應之情形,有時會抑制後續的PCR,因此,能使用光進行溶出的本實施形態之篩選方法未確認到會抑制PCR,具有高的DNA放大效率。
本實施形態之篩選方法中之對象物質可包含核酸,例如可為已與核酸連結之化合物、核酸等。作為對象物質,可列舉例如已與核酸連結之肽化合物、噬菌體所顯現(display)之肽化合物或抗體、核酸(RNA或DNA)、低分子化合物(例如,DNA編碼資料庫)等。相較於熱溶出或酵素溶出,本發明中之光溶出容易選擇性地獲得目的物質,又,亦未確認到PCR抑制,因此,作為本實施形態之篩選法的對象物質,較佳例示已與核酸連結之化合物或核酸。
已與核酸連結之肽化合物亦可為肽化合物-核酸複合體。已與核酸連結之肽化合物的資料庫,例如可藉由專利文獻1所記載之方法而形成。
本實施形態之篩選方法所使用之資料庫並未受限,但例示已藉由核酸(亦稱為「多核苷酸」)而被標籤(亦即,編碼化)之資料庫(例如,DNA編碼資料庫、DNA編碼資料庫/DEL、mRNA顯現資料庫、DNA顯現資料庫,例如參照Molecules. 2019 Apr;24(8):1629.)。
本實施形態之篩選方法可進一步包含辨識目的物質之步驟。目的物質的辨識能藉由本發明所屬技術領域中具有通常知識者所周知的方法而進行,但例如在將對象物質連結於多核苷酸而成之化合物之情形,藉由確定將目的物質進行編碼之多核苷酸的鹼基序列,而可辨識已與該多核苷酸連結之化合物。具體而言,例如,藉由將多核苷酸進行PCR放大,分析其鹼基序列,而可明確得知已與多核苷酸連結之化合物的胺基酸序列或結構。多核苷酸為mRNA之情形,可使用從該mRNA合成cDNA而成者。
本實施形態之篩選方法所使用之資料庫所含之對象物質的多樣性未被特別限定,但例示1×10
3以上、1×10
4以上、1×10
5以上、1×10
6以上、1×10
7以上、1×10
8以上、1×10
9以上、1×10
10以上、1×10
11以上或1×10
12以上。此等多樣性未受限於實測値,亦可為理論値。所謂「多樣性」,意指資料庫所含之對象物質的變化(種類)的數。
本說明書中,「肽化合物」只要為胺基酸殘基被醯胺鍵或酯鍵連結之肽化合物則未被特別限定。肽化合物的胺基酸殘基數並無特別限制,但較佳為5以上,更佳為7以上,再佳為8以上,又再佳為9以上。又,肽化合物的胺基酸殘基數較佳為30以下,更佳為25以下,再佳為15以下,又再佳為13以下。肽化合物的胺基酸殘基數,例如可為7以上且25以下、8以上且15以下、或9以上且13以下。肽化合物亦可具有分支結構。
本實施形態之肽化合物亦可為環狀肽化合物。在本說明書中,所謂「環狀肽化合物」,只要為具有環狀部之肽化合物則未被特別限定。環狀部較佳為透過醯胺鍵、碳-碳鍵形成反應、S-S鍵、硫醚鍵、三唑鍵等共價鍵而形成。環化可為以下任何形態:由如醯胺鍵般的碳-氮鍵所導致之環化、由如酯鍵及醚鍵般的碳-氧鍵所導致之環化、由如硫醚鍵般的碳-硫鍵所導致之環化、由碳-碳鍵所導致之環化、或由雜環結構所導致之環化等。在此等之中,較佳為透過醯胺鍵及碳-碳鍵等共價鍵而成之環化,更佳為透過由側鏈的羧基與主鏈的胺基所造成之醯胺鍵而成之環化。使用於環化之羧基及胺基等的位置可在主鏈上,亦可在側鏈上,只要在能環化的位置則未被特別限制。
環狀肽化合物除了環狀部以外還可具有直鏈部。環狀肽化合物的胺基酸殘基數的具體態樣係與上述之肽化合物的胺基酸殘基數的具體態樣同樣。環狀肽化合物具有直鏈部之情形,較佳為環狀部與直鏈部合計的胺基酸殘基數落在相同範圍。又,環狀肽化合物具有直鏈部之情形,構成環狀部之胺基酸殘基數較佳為5以上且15以下、6以上且14以下、或7以上且13以下,更佳為7以上且12以下、或8以上且11以下,再佳為9以上且11以下,特佳為10或11,構成直鏈部之胺基酸殘基數較佳為1以上且8以下、1以上且7以下、1以上且6以下、1以上且5以下、或1以上且4以下,更佳為1以上且3以下。
本實施形態之肽化合物的分子量未被特別限定,但例如可為500以上、550以上、600以上、650以上、700以上、750以上、800以上、850以上、900以上或950以上,較佳為1000以上、1100以上、1200以上、1300以上或1400以上。作為本實施形態之肽化合物的分子量的上限,雖未被特別限定,但較佳為5000以下、4000以下、3000以下、2500以下或2000以下。
本實施形態之篩選方法,除了包含上述接觸步驟及上述溶出步驟以外,可應用與習知的方法同樣的流程、條件等而實施。本實施形態之篩選方法,例如,除了包含上述接觸步驟及上述溶出步驟以外,可與專利文獻1所記載之方法同樣地進行而實施。
[實施例]
以下,基於實施例而更具體地說明本發明。但是,本發明並未受限於以下的實施例。
實施例中,使用以下簡稱。
Acbz 4-疊氮苄氧基羰基(4-azidobenzyloxycarbonyl)
[化19]
DBU 1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯
DCM 二氯甲烷
DCE 1,2-二氯乙烷
DMF N,N-二甲基甲醯胺
DIC N,N’-二異丙基碳化二亞胺
DIPEA N-乙基-異丙基丙烷-2-胺或者N,N-二異丙基乙胺
DMSO 二甲亞碸
DTT 二硫蘇糖醇
EDC・HCl 1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽
FA 甲酸
F-Pnaz 4-(2-(4-氟苯基)乙醯胺)苄氧基羰基
[化20]
HFIP 1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇
HOAt 1-羥基-7-氮雜苯并三唑
HOBt 1-羥基苯并三唑
HOSu N-羥基琥珀醯亞胺
MeCN 乙腈
MeOH 甲醇
NMP N-甲基-2-吡咯啶酮
NVOC 6-硝基藜蘆基氧基羰基
PGA 青黴素G醯酶
TCEP 三(2-羧基乙基)膦
TFA 三氟乙酸
TFE 2,2,2-三氟乙醇
固相合成所使用之反應溶劑係使用肽合成用(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.,購自FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)。例如為DCM、DMF、NMP、2%DBU的DMF溶液、20%哌啶的DMF溶液等。又,在未添加水作為溶劑之反應中,使用脫水溶劑、超脫水溶劑、無水溶劑(KANTO CHEMICAL CO.,INC.,購自FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation等)。
又,LCMS的分析條件係如同下述。
[表1]
實施例1:與標的蛋白結合之生物素連接子(linker)的化學合成
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
實施例1-1:G3-NVOC-生物素的合成
1-(2-(2-(2-胺基乙醯胺)乙醯胺)乙醯胺)-N-(1-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-三㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-醯胺(G3-NVOC-生物素)的合成
[化27]
G3-NVOC-生物素係遵循下述流程而合成。
[化28]
(1-(4-((2,2-二甲基-4,18-二側氧基-3,8,11,14-四氧雜-5,17-二氮雜二十烷-21-基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)胺甲酸 (9H-茀-9-基)甲酯(化合物1-2)的合成
[化29]
將化合物1-1(「Fmoc-Photo-Linker」(Iris Biotech公司製),78.0mg,0.15mmol)溶解於NMP(2.7mL),冷卻至0℃,添加HATU(54.6mg,0.14mmol)與DIPEA(25.1μL,0.14mmol)。在混合物中添加已溶解於NMP(0.5mL)之(2-(2-(2-(2-胺基乙氧基)乙氧基)乙氧基)乙基)胺甲酸 tert-丁酯(40.0mg,0.14mmol),在室溫攪拌3小時。將反應溶液直接利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物1-2,49.6mg,46%)。
LCMS(ESI)m/z=795.4(M+H)
+保持時間:0.87分鐘(分析條件SQDFA05)
(1-(4-((1-胺基-13-側氧基-3,6,9-㗁𠮿-12-氮雜十六烷-16-基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)胺甲酸 (9H-茀-9-基)甲基鹽酸鹽(化合物1-3)的合成
[化30]
將由前步驟所得之化合物1-2溶解於DCM(430μL),添加4莫耳鹽酸-二㗁烷溶液(430μL)並在室溫攪拌20分鐘。將反應混合物進行減壓濃縮,所得之殘渣不進行精製而使用下一步驟。
LCMS(ESI)m/z=695.4(M+H)
+保持時間:0.60分鐘(分析條件SQDFA05)
N-(16-(4-(1-胺基乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-13-側氧基-3,6,9-三㗁𠮿-12-氮雜十六基)-5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊烷醯胺(化合物1-4)的合成
[化31]
將由前步驟所得之化合物1-3(31.5mg,0.043mmol)與(+)-生物素 N-羥基琥珀醯亞胺 酯(17.7mg,0.052mmol)溶解於NMP(1.7mL),添加DIPEA(22.6μL,0.129mmol)並在室溫攪拌30分鐘。在反應溶液中添加DBU(13.0μL,0.086mmol),在室溫攪拌30分鐘。在反應溶液中添加50%FA水溶液而成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物1-4,27.9mg,93%)。
LCMS(ESI)m/z=699.4(M+H)
+保持時間:0.38分鐘(分析條件SQDFA05)
1-(9H-茀-9-基)-3,6,9,12-四側氧基-2,16,19,22,25-五氧雜-4,7,10,13-四氮雜二十八烷-28-酸(化合物1-5)的合成
[化32]
將(((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)甘胺醯基甘胺醯基甘胺酸(以一般的方法將甘胺醯基甘胺醯基甘胺酸(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製)與為保護基之((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基進行結合而成者,100mg,0.24mmol)溶解於NMP(4.4mL),冷卻至0℃,添加HOSu(26.7mg,0.23mmol)與DIC(36.1μL,0.23mmol)並在室溫攪拌整晚。在反應溶液中添加1-胺基-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-酸(58.6mg,0.22mmol)與DIPEA(193.0μL,1.11mmol),並在室溫攪拌3小時。在反應溶液中添加50%FA水溶液成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物1-5,80.5mg,55%)。
LCMS(ESI)m/z=659.4(M+H)
+保持時間:0.58分鐘(分析條件SQDFA05)
1-(2-(2-(2-胺基乙醯胺)乙醯胺)乙醯胺)-N-(1-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-三㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-醯胺(G3-NVOC-生物素)的合成
[化33]
將由前步驟所得之化合物1-5(15.6mg,0.024mmol)溶解於NMP(429μL),冷卻至0℃,添加HOSu(2.7mg,0.024mmol)與DIC(3.7μL,0.024mmol)並在室溫攪拌整晚。在反應溶液中添加化合物1-4(15.0mg,0.021mmol)與DIPEA(11.3μL,0.064mmol)並在室溫攪拌5小時。添加2%DBU的DMF溶液(324μL,0.043mmol),在室溫攪拌30分鐘。將反應混合物直接利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物G3-NVOC-生物素,5.0mg,21%)。
LCMS(ESI)m/z=1117.1(M+H)
+保持時間:0.41分鐘(分析條件SQDFA05)
實施例1-2:G3-NVOC2-生物素的合成
1-(4-(4-(1-胺基-2,5,8,24-四側氧基-12,15,18,21-四氧雜-3,6,9,25-四氮雜二十七烷-26-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)-N-(1-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-三㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-醯胺(G3-NVOC2-生物素)的合成
[化34]
G3-NVOC2-生物素係遵循下述流程而合成。
[化35]
20-(4-(1-((((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)胺基)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-17-側氧基-4,7,10,13-四氧雜-16-氮雜二十烷酸(化合物2-1)的合成
[化36]
將化合物1-1(96.0mg,0.184mmol)溶解於NMP(2.5mL),冷卻至0℃,添加HOSu(14.9mg,0.129mmol)與DIC(20.1μL,0.129mmol)並在室溫攪拌整晚。在反應溶液中添加1-胺基-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-酸(32.6mg,0.123mmol)與DIPEA(86.0μL,0.492mmol),並在室溫攪拌1小時。在反應溶液中添加50%FA水溶液成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物2-1,48.2mg,51%)。
LCMS(ESI)m/z=768.4(M+H)
+保持時間:0.75分鐘(分析條件SQDFA05)
(1-(4-((2-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-三㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)-4,20-二側氧基-7,10,13,16-四氧雜-3,19-二氮雜二十三烷-23-基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)胺甲酸 (9H-茀-9-基)甲酯(化合物2-2)的合成
[化37]
將由前步驟所得之化合物2-1(18.1mg,0.024mmol)溶解於NMP(429μL),冷卻至0℃,添加HOSu(2.7mg,0.024mmol)與DIC(3.7uμL,0.024mmol)並在室溫攪拌整晚。在反應溶液中添加由實施例1-1所得之化合物1-4(15.0mg,0.021mmol)與DIPEA(18.7μL,0.107mmol),並在室溫攪拌4小時。在反應溶液中添加50%FA水溶液成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物2-2,12.8mg,41%)。
LCMS(ESI)m/z=1448.7(M+H)
+保持時間:0.74分鐘(分析條件SQDFA05)
1-(4-(4-(1-胺基乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)-N-(1-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-醯胺 甲酸鹽(化合物2-3)的合成
[化38]
在由前步驟所得之化合物2-2(12.8mg,8.84μmol)中添加2%DBU的DMF溶液(333μL),在室溫攪拌30分鐘。在反應溶液中添加50%FA水溶液成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物2-3,11.3mg,100%)。
LCMS(ESI)m/z=1226.6(M+H)
+保持時間:0.45分鐘(分析條件SQDFA05)
(26-(4-((2-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)-4,20-二側氧基-7,10,13,16-四氧雜-3,19-二氮雜二十三烷-23-基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)-2,5,8,24-四側氧基-12,15,18,21-四氧雜-3,6,9,25-四氮雜二十七基)胺甲酸(9H-茀-9-基)甲酯(化合物2-4)的合成
[化39]
將由實施例1-1所得之化合物1-5(13.3mg,0.020mmol)與HOSu(2.3mg,0.020mmol)溶解於NMP(201μL),冷卻至0℃,添加DIC(2.5mg,0.020mmol)並在室溫攪拌整晚。在反應溶液中添加由前步驟所得之化合物2-3(12.8mg,10.1μmol)與DIPEA(3.9mg,0.030mmol),並在室溫攪拌1小時。在反應溶液中添加50%FA水溶液成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得化合物2-4(10.0mg,53%)。
LCMS(ESI)m/z=1867.0(M+H)
+保持時間:0.63分鐘(分析條件SQDFA05)
1-(4-(4-(1-胺基-2,5,8,24-四側氧基-12,15,18,21-四氧雜-3,6,9,25-四氮雜二十七烷-26-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)-N-(1-(4-((4,18-二側氧基-22-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)-8,11,14-三㗁𠮿-5,17-二氮雜二十二基)氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基)乙基)-3,6,9,12-四氧雜十五烷-15-醯胺(G3-NVOC2-生物素)的合成
[化40]
在由前步驟所得之化合物2-4(10.0mg,0.020mmol)中添加2%DBU的DMF溶液(404μL,0.054mmol),在室溫攪拌15分鐘。在反應溶液中添加50%FA水溶液成為酸性後,利用逆相矽膠層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(G3-NVOC2-生物素,3.4mg,39%)。
LCMS(ESI)m/z=1645.9(M+H)
+保持時間:0.47分鐘(分析條件SQDFA05)
實施例1-3:G3-NVOC3-生物素的合成
N2-(2-(2-(2-(4-(4-(16-(4-(16-(4-(1-(2-(2-(2-胺基乙醯胺)乙醯胺)乙醯胺)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)乙氧基)乙氧基)乙醯基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸化合物與2,2,2-三氟乙酸(G3-NVOC3-生物素)的合成
[化41]
遵循由文獻記載的Fmoc法所進行之肽合成法,利用下述的路徑進行固相合成。亦即,為以下四階段的步驟:1)從使C端胺基酸的羧酸負載於2-氯三苯甲基樹脂而成者的N端之由Fmoc法所進行之肽伸長反應;2)從2-氯三苯甲基樹脂切出肽之過程;3)N端Fmoc基的去保護;以及4)由管柱層析法所進行之精製。
[化42]
在G3-NVOC3-生物素的合成中,使用以下的Fmoc保護化合物。
[表2]
G3-NVOC3-生物素序列
[表3]
N2-(((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸-2-氯三苯甲基樹脂(化合物3-1)的合成
[化43]
在附有過濾器的反應容器中置入2-氯代三苯甲基氯(2-chlorotrityl chloride)樹脂(1.60mmol/g,100-200mesh,1%DVB,購自WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.,2.62g,8.0mmol)與脫水DCM(25.0mL),在室溫振動30分鐘。施加氮壓而去除DCM,再添加脫水DCM(25.0mL),施加氮壓而去除DCM。將N2-(((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸(1.67g,2.8mmol)、脫水MeOH(1.3mL)及DIPEA(3.3mL)溶解於脫水DCM(27.0mL),將所得之混合液添加於反應容器,在室溫振動1小時。施加氮壓而去除反應液後,在脫水DCM(40.0mL)中添加脫水MeOH(5.0mL)與DIPEA(3.3mL),將所得之混合液添加至反應容器,振動2小時。施加氮壓而去除反應液後,置入脫水DCM(40.0mL),施加氮壓而去除反應液。將在此DCM中的樹脂的清洗再重複2次,使所得之樹脂在減壓下乾燥一晩,獲得N2-(((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸-2-氯三苯甲基樹脂(化合物3-1,5.6g)。
將所得之化合物3-1(10.2mg)置入反應容器,添加DMF(2.0mL),在室溫使其澎潤1小時後,添加DBU(0.04mL),在30℃振動30分鐘。之後,在反應混合液添加DMF直至成為10mL,在所取出之1.0mL中添加11.5mL的DMF,並測量其吸光度(294nm)(使用紫外-可見光分光光度計UV-1800(Shimadzu Corporation製,石英管(cell)長1.0cm)進行測量),算出化合物3-1的裝料(loading)量為0.3515mmol/g。
N2-(2-(2-(2-(4-(4-(16-(4-(16-(4-(1-(2-(2-(2-((((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)胺基)乙醯胺)乙醯胺)乙醯胺)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)乙氧基)乙氧基)乙醯基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸(G3-NVOC3-生物素的Fmoc保護體)的合成
[化44]
合成序列
[表4]
1)由自動合成機所進行之固相合成
利用WO2013/100132所記載之方法,並使用肽合成機(Multipep RS,Intavis公司製),進行由Fmoc法所進行之固相合成。此外,針對操作的詳細流程,係遵循合成機所附的手冊。
在合成機中,放入由前步驟所得之化合物3-1(每1管柱100mg,10管柱)、表2所示之Fmoc保護化合物(0.6mol/L)、1-羥基-7-氮雜苯并三唑(HOAt)的NMP溶液、以及二異丙基碳化二亞胺(DIC)的N,N-二甲基甲醯胺(DMF)溶液(10%v/v)。
使用DBU的DMF溶液(2%v/v)作為Fmoc去保護溶液而進行合成。利用DMF清洗樹脂後,在Fmoc去保護之後進行Fmoc胺基酸的縮合反應,將此設為1循環,藉由重複此循環而使肽在樹脂表面上伸長。肽伸長結束後,在合成機上利用DMF及DCM清洗樹脂。
2)從樹脂切出已伸長之肽
利用WO2013/100132所記載之方法,對於藉由上述方法所得之固相上所負載之鏈狀肽添加DCM,使樹脂再膨潤後,在樹脂中添加2,2,2-三氟乙醇(TFE)/DCM(1/1,v/v,2mL),在室溫振動2小時。接著,藉由利用合成用管柱過濾管內的溶液而去除樹脂,將殘留的樹脂進一步利用2,2,2-三氟乙醇(TFE)/DCM(1/1,v/v,1mL)進行2次清洗。將所得之全部切出溶液進行混合,在減壓下進行濃縮。所得之殘渣不進行精製並使用於下一步驟。
3)N端Fmoc基的去保護、4)由管柱層析法所進行之精製
將由前步驟所得之粗生成物N2-(2-(2-(2-(4-(4-(16-(4-(16-(4-(1-(2-(2-(2-((((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)胺基)乙醯胺)乙醯胺)乙醯胺)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)乙氧基)乙氧基)乙醯基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸(155.9mg,0.076mmol)與DBU(23.0μL,0.153mmol)溶解於DMF(7.6mL),在室溫攪拌5小時。將反應溶液進行冰冷,並添加TFA(17.6μL,0.229mmol)。所得之混合溶液係利用逆相矽膠層析法(0.05%TFA水溶液/0.05%TFA乙腈)進行精製,獲得標題化合物(G3-NVOC3-生物素,83mg,56%)。
LCMS(ESI) m/z=1821.54(M+H)
+保持時間:0.53分鐘(分析條件SQDFA05)
實施例1-4:G3-NVOC4-生物素的合成
N2-(2-(2-(2-(4-(4-(16-(4-(16-(4-(16-(4-(1-(2-(2-(2-胺基乙醯胺)乙醯胺)乙醯胺)乙基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)-4,13-二側氧基-6,9-二氧雜-3,12-二氮雜十六烷-2-基)-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁烷醯胺)乙氧基)乙氧基)乙醯基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸化合物與2,2,2-三氟乙酸(G3-NVOC4-生物素的合成)的合成
[化45]
依循一般的肽固相合成的手法而進行合成。
LCMS(ESI)m/z=2247.05 (M+H)
+保持時間:0.53分鐘(分析條件SQDFA05)
實施例1-5:G3―CMRN3-生物素的合成
4-((6-溴-4-(羥基甲基)-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸tert-丁酯(化合物5-1)的合成
[化46]
在氮氣環境下,在6-溴-7-羥基-4-(羥基甲基)香豆素(0.949g,3.50mmol)中,在室溫條件下添加DMSO(7.00mL),並添加N,N-二異丙基乙胺(DIPEA)(1.83mL,10.5mmol)及4-溴丁酸tert-丁酯(1.25mL,7.00mmol)。將反應混合物在70℃攪拌6小時。將反應混合物冷卻至室溫後,利用逆相矽膠管柱層析法(reversed-phase silica gel column chromatography)(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈溶液)進行精製,獲得4-((6-溴-4-(羥基甲基)-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸tert-丁酯(化合物5-1)(1.31g,91%)。
LCMS(ESI)m/z=413.2(M+H)
+保持時間:0.85分鐘(分析條件SQDFA05)
4-((4-(13-(9H-茀-9-基)-3,11-二側氧基-2,7,12-三㗁𠮿-4,10-二氮雜十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸tert-丁酯(化合物5-2)的合成
[化47]
在氮氣環境下,將4-((6-溴-4-(羥基甲基)-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸tert-丁酯(化合物5-1)(1.31g,3.17mmol)溶解於乙腈(7.92mL),並添加吡啶(0.513mL,6.34mmol)及4-硝基苯氯甲酸酯(0.767g,3.80mmol),在室溫攪拌70分鐘。進一步,在反應混合物中添加N,N-二異丙基乙胺(DIPEA)(1.33mL,7.61mmol)及(2-(2-胺基乙氧基)乙基)胺甲酸(9H-茀-9-基)甲基鹽酸鹽(1.50g,4.12mmol)。將反應混合物在室溫攪拌2小時後,添加1M鹽酸,利用逆相矽膠管柱層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈溶液)進行精製,獲得4-((4-(13-(9H-茀-9-基)-3,11-二側氧基-2,7,12-三㗁𠮿-4,10-二氮雜十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸tert-丁酯(化合物5-2)(2.28g,94%)。
LCMS(ESI)m/z=765.4(M+H)
+保持時間:1.06分鐘(分析條件SQDFA05)
4-((4-(13-(9H-茀-9-基)-3,11-二側氧基-2,7,12-三㗁𠮿-4,10-二氮雜十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸(化合物5-3)的合成
[化48]
在4-((4-(13-(9H-茀-9-基)-3,11-二側氧基-2,7,12-三㗁𠮿-4,10-二氮雜十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸tert-丁酯(化合物5-2)(2.28g,2.98mmol)中添加4N鹽酸/1,4-二㗁烷溶液(40mL),在室溫攪拌5小時。將反應溶液進行減壓濃縮,獲得4-((4-(13-(9H-茀-9-基)-3,11-二側氧基-2,7,12-㗁𠮿-4,10-二氮雜十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁酸(化合物5-3)(2.11g)。
LCMS(ESI)m/z=709.3(M+H)
+保持時間:0.82分鐘(分析條件SQDFA05)
N2-(2-(2-(2-(4-((4-(23-((4-(23-((4-(12-(2-(2-胺基乙醯胺)乙醯胺)-3,11-二側氧基-2,7-二氧雜-4,10-二氮雜十二基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)-3,11,20-三側氧基-2,7,13,16-四氧雜-4,10,19-三氮雜二十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)-3,11,20-三側氧基-2,7,13,16-四氧雜-4,10,19-三氮雜二十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁烷醯胺)乙氧基)乙氧基)乙醯基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸(化合物5-4 G3―CMRN3-生物素)的合成
[化49]
與G3-NVOC3-生物素(實施例1-3)的合成同樣地,使用肽合成機(Multipep RS,CEM公司製),進行由Fmoc法所進行之肽固相合成。Fmoc保護化合物係使用化合物5-3以取代Fmoc-Photo-Linker,並利用逆相矽膠管柱層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈溶液)進行精製,獲得N2-(2-(2-(2-(4-((4-(23-((4-(23-((4-(12-(2-(2-胺基乙醯胺)乙醯胺)-3,11-二側氧基-2,7-二氧雜-4,10-二氮雜十二基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)-3,11,20-三側氧基-2,7,13,16-四氧雜-4,10,19-三氮雜二十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)-3,11,20-三側氧基-2,7,13,16-四氧雜-4,10,19-三氮雜二十三基)-6-溴-2-側氧基-2H-苯并哌喃-7-基)氧基)丁烷醯胺)乙氧基)乙氧基)乙醯基)-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸(化合物5-4 G3―CMRN3-生物素)。
LCMS(ESI)m/z=2383.7(M+H)
+保持時間:0.51分鐘(分析條件SQDFA05)
比較例1:G3K-生物素的合成
N2-甘胺醯基甘胺醯基甘胺醯基-N6-(5-((3aS,4S,6aR)-2-側氧基六氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-4-基)戊醯基)-L-離胺酸(G3K-生物素)的合成
[化50]
將(((9H-茀-9-基)甲氧基)羰基)甘胺醯基甘胺醯基甘胺醯基-L-離胺酸化合物與2,2,2-三氟乙酸(12mg,0.018mmol)與DIPEA(13.4μL,0.076mmol)溶解於DMSO(600μL),在室溫攪拌1小時。在反應溶液中添加2%DBU的DMF溶液(231μL)並在室溫攪拌整晚。所得之混合物係利用製備級HPLC進行精製,獲得G3K-生物素(7.6mg,91%)。
LCMS(ESI)m/z=544.62(M+H)
+保持時間:0.28分鐘(分析條件SQDFA05)
合成例1 光剪切實驗及淘選所使用之標的蛋白質的製備
作為光剪切實驗與淘選所使用之標的蛋白質,係使用GTPase KRas(KRAS)、N利用物質蛋白A(Nutilisation substance protein A,NusA)、麩胱甘肽 S-轉移酶(GST)、超折疊綠色螢光蛋白(Superfolder green fluorescent protein,sfGFP)。
合成例2-1:分選酶A五重變異體(Sortase A pentamutant,eSrtA)的製備
依循非專利文獻Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011 Jul12;108(28):11399-11404.的方法,利用大腸桿菌進行表現、精製。此外,於此所合成之分選酶A並非野生型,而是更高活性的P94R/D160N/D165A/K190E/K196T五重變異體(分選酶A五重變異體,eSrtA)。
eSrtA胺基酸序列(序列識別號1):
MQAKPQIPKDKSKVAGYIEIPDADIKEPVYPGPATREQLNRGVSFAEENESLDDQNISIAGHTFIDRPNYQFTNLKAAKKGSMVYFKVGNETRKYKMTSIRNVKPTAVEVLDEQKGKDKQLTLITCDDYNEETGVWETRKIFVATEVKLEHHHHHH
合成例2-2:瓊脂糖固定化eSrtA的製備
依循非專利文獻Nature Protocols, 2015, 10, 508-516.的方法,製備瓊脂糖固定化eSrtA。
合成例3:附有分選酶標籤的標的蛋白質的製備
將在C端具有FLAG標籤(DYKDDDDK)、分選酶標籤(LPMTGG)、His標籤(HHHHHHH)之以下的蛋白質利用大腸桿菌進行表現、精製。
[表5]
實施例2 附有生物素連接子的標的蛋白質的製備
化學合成而成之生物素連接子對於標的蛋白質的結合反應係使用由合成例2-1或合成例2-2所記載之方法所合成之eSrtA或瓊脂糖固定化eSrtA而進行。eSrtA及瓊脂糖固定化eSrtA為辨識LPXTG序列(X為任意的胺基酸)之轉肽酶。
附有生物素連接子的標的蛋白質的序列係揭示於表6~10。生物素連接子結合反應的濃度條件係揭示於表11。
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
KRAS-NVOC-生物素(實施例2-1)、KRAS-NVOC2-生物素(實施例2-2)、KRAS-NVOC3-生物素(實施例2-3)的製備
在反應緩衝液(0.3M Tris-HCl(pH7.5),0.15M NaCl,10Mm CaCl
2)中,將KRAS4Bwt(C_FLAG-Sor-His)(3μM)、0.1mM的生物素連接子(G3-NVOC-生物素、G3-NVOC2-生物素或G3-NVOC3-生物素)、瓊脂糖固定eSrtA(20μM)在冰上進行混合,在37℃恆溫槽內振動2小時。將反應液在冰上進行冷卻後,以4℃、280G離心5分鐘,回收上清液。所回收之上清液係以保存緩衝液(50mM Tris-HCl(pH8.0),150mM NaCl,10%甘油)進行稀釋,使用離心過濾器(Amicon Ultra 10K),重複5次緩衝液交換而去除生物素連接子,獲得目的之附有生物素連接子的標的蛋白質。
NusA-NVOC3-生物素(實施例2-4)及NusA-生物素(比較例2-1)的製備
在反應緩衝液(0.05M Tris-HCl(pH7.5),0.15M NaCl,10mM CaCl
2)中,將附有分選酶標籤的標的蛋白質(NusA,40μM)、生物素連接子(0.25mM)、eSrtA(3μM)在冰上進行混合,在37℃培養2小時。在反應後,以最終濃度成為20mM之方式添加EDTA,將混合液使用連結cOmplete
TMHis-Tag Purification Column與Superdex75 10/300而成之管柱,將標的蛋白質與eSrtA及生物素連接子進行分離精製。所使用之緩衝液組成為50mM Tris-HCl(pH8.0),150mM NaCl,1mM DTT,10%甘油。管柱層析法精製後,使用離心過濾器(Amicon Ultra 3K)進行濃縮,獲得目的之附有生物素連接子的標的蛋白質。
GST-NVOC-生物素(實施例2-5)、GST-NVOC2-生物素(實施例2-6)的製備
除了將標的蛋白質設為GST、將生物素連接子的濃度設為1mM以及將eSrtA的濃度設為1μM以外,以與實施例2-4同樣的方法進行製備。
GST-NVOC3-生物素(實施例2-7)及GST-NVOC4-生物素(實施例2-8)的製備
除了將標的蛋白質設為GST、將生物素連接子的濃度設為1mM、將eSrtA的濃度設為1μM以及在精製時使用連結HisTrap
TMHP與Superdex75 10/300而成之管柱以外,以與實施例2-4同樣的方法進行製備。
GST-生物素(比較例2-2)的製備
除了將標的蛋白質設為GST、將生物素連接子的濃度設為0.5mM以外,以與實施例2-4同樣的方法進行製備。
sfGFP-NVOC-生物素(實施例2-9)、sfGFP-NVOC2-生物素(實施例2-10)及sfGFP-生物素(比較例2-3)的製備
除了將標的蛋白質設為GST、將生物素連接子的濃度設為1mM以及將eSrtA的濃度設為1μM以外,以與實施例2-4同樣的方法進行製備。
sfGFP-NVOC3-生物素(實施例2-11)及sfGFP-NVOC4-生物素(實施例2-12)的製備
除了將標的蛋白質設為sfGFP、將生物素連接子的濃度設為1mM以及在精製時使用連結HisTrap
TMHP與Superdex75 10/300而成之管柱以外,以與實施例2-4同樣的方法進行製備。
GST-CMRN3-生物素(實施例2-13)的製備
在反應緩衝液(0.05M Tris-HCl(pH7.5),0.15M NaCl,10mM CaCl
2)中,將附有分選酶標籤的標的蛋白質(GST,40μM)、生物素連接子(G3-CMRN3-生物素)1mM、eSrtA(1μM)在冰上進行混合,在37℃培養2小時。在反應後,以最終濃度成為20mM之方式添加EDTA,將混合液使用連結HisTrap
TMHP與Superdex75 10/300而成之管柱,將標的蛋白質與eSrtA及生物素連接子進行分離精製。所使用之緩衝液組成為50mM Tris-HCl(pH8.0),150mM NaCl,1mM DTT,10%甘油。管柱層析法精製後,使用離心過濾器(Amicon Ultra 10K)進行濃縮,獲得目的之附有生物素連接子的標的蛋白質。
評價例1 由UV照射所進行之生物素連接子剪切效率的評價
藉由SDS-PAGE或毛細管電泳而評價在附有生物素連接子的標的蛋白質的溶液中之光剪切效率。UV照射設備係使用Marionetwork公司製UV-LED365或MLC公司委託製作的UV-LED照射箱MUB-031,對放置在冰上之樣品以UV波長365nm、照度380~400mW/cm
2進行光照射120秒鐘。
評價例1-1:KRAS-NVOC-生物素、KRAS-NVOC2-生物素、KRAS-NVOC3-生物素的光剪切實驗
將附有生物素連接子的標的蛋白質利用已10倍稀釋之10×Ex Taq緩衝液(Takara Bio)進行稀釋,最終濃度成為0.4μM。對於蛋白質稀釋液10μL,在冰上進行UV照射120秒鐘,將生物素連接子進行剪切。UV照射後,藉由SDS-PAGE、西方墨點法而將生物素連接子未剪切體進行定量評價。將西方墨點法的結果揭示於圖1,將定量評價的結果揭示於表12。檢測係使用Pierce
TMHigh Sensitivity Streptavidin-HRP。
[表12]
評價例1-2:GST-NVOC-生物素、GST-NVOC2-生物素、GST-NVOC3-生物素、GST-NVOC4-生物素的光剪切實驗
將附有生物素連接子的標的蛋白質利用稀釋緩衝液(1X TBS,2mg/mL BSA)進行稀釋,最終濃度成為0.4μM。對於蛋白質稀釋液10μL,在冰上進行UV照射120秒鐘,將生物素連接子進行剪切。UV照射後,藉由毛細管電泳Jess(蛋白質樣本)而將生物素連接子未剪切體進行定量評價。將毛細管電泳的結果揭示於圖2,將定量評價的結果揭示於表13。檢測係使用Pierce
TMHigh Sensitivity Streptavidin-HRP。
[表13]
評價例1-3:sfGFP-NVOC-生物素、sfGFP-NVOC2-生物素、sfGFP-NVOC3-生物素、sfGFP-NVOC4-生物素的光剪切實驗
進行與前項同樣的評價。將毛細管電泳的結果揭示於圖3,將定量評價的結果揭示於表14。
[表14]
評價例1-4:GST-CMRN3-生物素的光剪切實驗
將UV照射時間設為2分鐘、5分鐘、15分鐘、30分鐘,進行與評價例1-2同樣的評價。將毛細管電泳的結果揭示於圖4,將定量評價的結果揭示於表15。
[表15]
評價例2 標的結合肽化合物的淘選(試驗管內選擇)
(1)胺基醯基pCpA的化學合成
遵循下述流程而合成胺基醯基tRNA製備所使用之胺基醯基pCpA亦即F-Pnaz-Asp(SMe)-pCpA(pc01)。針對Acbz-MeCys(StBu)-pCpA(pc02),係遵循WO2018/225864所記載之合成法進行合成。胺基醯基pCpA的結構係揭示於表16。
[化51]
[表16]
(2S)-2-[[(tert-丁氧基)羰基]胺基]-4-(甲基氫硫基)-4-側氧基丁酸 tert-丁酯(化合物4-1)的合成
[化52]
將N-(tert-丁氧羰基)-L-天冬胺酸 1-tert-丁酯(10g,34.56mmol)與HOBt(5.61g,41.52mmol)溶解於DMF,冷卻至0℃,添加EDC・HCl(7.97g,41.58mmol)並攪拌30分鐘。添加甲硫醇鈉(2.422g,34.56mmol),在0℃攪拌1小時。在反應液中添加乙酸乙酯與水,進行萃取操作,以飽和食鹽水清洗有機層後,以無水硫酸鈉使有機層乾燥,進行減壓濃縮,所得之殘渣不進行精製並使用於下一步驟。
(2S)-2-胺基-4-(甲基氫硫基)-4-側氧基丁酸 鹽酸鹽(化合物4-2)的合成
[化53]
在由前步驟所得之粗生成物(化合物4-1,12.5g,39.13mmol)添加4M 鹽酸二㗁烷溶液(380mL),在氮氣環境下,在70℃攪拌3小時。將所析出之固體進行過濾,以二乙基醚清洗3次,所得之殘渣不進行精製而使用於下一步驟。
(2S)-2-[[([4-[2-(4-氟苯基)乙醯胺]苯基]甲氧基)羰基]胺基]-4-(甲基氫硫基)-4-側氧基丁酸(化合物4-4)的合成
[化54]
在由前步驟所得之粗生成物(化合物4-2,2.35g,11.77mmol)與由專利文獻(WO2018/143145)所記載之方法所合成之碳酸-(4-硝基苯基)-4-(2-(4-氟苯基)乙醯胺)苄酯(化合物4-3,5.0g,11.78mmol)的混合物中添加DMSO(3.9mL),在0℃進行滴下三乙胺(357.5mg,3.53mmol)。將反應混合物在室溫攪拌2.5小時後,滴下甲酸成為酸性後,利用逆相矽膠管柱層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈溶液)進行精製,獲得標題化合物(化合物4-4,3.3g,62%)。
LCMS(ESI)m/z=449.3(M+H)
+保持時間:0.95分鐘(分析條件SMDFA10)
氰基甲基(2S)-2-[[([4-[2-(4-氟苯基)乙醯胺]苯基]甲氧基)羰基]胺基]-4-(甲基氫硫基)-4-側氧基丁酸酯(化合物4-5)的合成
[化55]
將由前步驟所得之化合物4-4(3.3g,7.36mmol)與2-溴乙腈(15.94g,132.89mmol)溶解於DMF(22.3mL),在0℃滴下DIPEA(0.95g,7.35mmol)。將反應混合物在室溫攪拌45分鐘後,將反應溶液直接利用逆相矽膠管柱層析法(0.1%甲酸水溶液/0.1%甲酸乙腈溶液)進行精製。再進一步利用超臨界流體層析法進行精製,獲得標題化合物(化合物4-5,500.1mg,14%)。
LCMS(ESI)m/z=486.1(M+H)
-保持時間:0.73分鐘(分析條件SQDFA05)
(2S)-2-((((4-(2-(4-氟苯基)乙醯胺)苄基)氧基)羰基)胺基)-4-(甲基硫)-4-側氧基丁酸(2R,3S,4R,5R)-2-((((((2R,3S,4R,5R)-5-(4-胺基-2-側氧基嘧啶-1(2H)-基)-4-羥基-2-((膦醯基氧基)甲基)四氫呋喃-3-基)氧基)(羥基)磷氧基)氧基)甲基)-5-(6-胺基-9H-嘌呤-9-基)-4-羥基四氫呋喃-3-基(化合物編號pc01,F-Pnaz-Asp(SMe)-pCpA)的合成
[化56]
在緩衝液A(200ml)中,使由文獻(Helv. Chim. Acta, 90,297-310)記載的方法所合成之磷酸二氫((2R,3R,4R,5R)-5-(4-胺基-2-側氧基嘧啶-1(2H)-基)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(6-胺基-9H-嘌呤-9-基)-3,4-二羥基四氫呋喃-2-基)甲氧基)(羥基)磷氧基)氧基)-4-((四氫呋喃-2-基)氧基)四氫呋喃-2-基)甲酯(化合物4-6)(474.0mg,0.656mmol)溶解,並投予由前步驟所得之化合物4-5(160.0mg,0.328mmol)的乙腈溶液(10ml),在室溫攪拌30分鐘。將反應液冷卻至0℃後,添加三氟乙酸(10mL)。將反應液在室溫攪拌30分鐘攪拌後,將反應液利用逆相矽膠管柱層析法(0.05%三氟乙酸水溶液/0.05%三氟乙酸乙腈)進行精製,獲得標題化合物(化合物pc01,F-Pnaz-Asp(SMe)-pCpA)(140.0mg,39.4%)。
LCMS(ESI) m/z=1083.7(M+H)
+保持時間:0.49分鐘(分析條件SQDFA05)
此外,緩衝液A係如以下般進行製備。
在N,N,N-三甲基十六烷-1-氯化銨(6,40g,20mmol)與咪唑(6.81g,100mmol)的水溶液中添加乙酸,獲得pH8、20mM N,N,N-三甲基十六烷-1-銨、100mM咪唑的緩衝液A(1L)。
(2)胺基醯基tRNA的合成
利用專利文獻(WO2013/100132)所記載之手法而製備淘選及殖株分析所使用之胺基醯基tRNA。所使用之tRNA(CA缺損)的鹼基序列係揭示於表17以及序列識別號6及7。製備表18所示之胺基醯化tRNA,在轉譯時使用之際,以成為同表所示之最終濃度的方式製備轉譯液。胺基醯化tRNA係在連接反應(ligation)後,進行酚萃取以後的作業。
[表17]
[表18]
(3)編碼肽化合物資料庫之經隨機化之雙鏈DNA資料庫
利用專利文獻(WO2013/100132)所記載之手法,建立DNA資料庫。準備TTT、TAC、TGG、CTG、CCG、CAT、CAG、ATT、ACG、AAC、AAA、AGT、AGG、GTG、GCT、GAC、GAA及GGG中任一密碼子隨機重複出現8次至9次者。
(4)淘選所使用之轉譯液
所使用之轉譯液係由以下的組成所構成。1mM的GTP、1mM的ATP、20mM的肌酸磷酸、50mM的HEPES-KOH pH7.6、100mM的乙酸鉀、10mM的乙酸鎂、2mM的精三胺、1mM的二硫蘇糖醇、1mg/ml的源自E.Coli MRE600(RNase陰性)的tRNA(Roche公司)(以非專利文獻:(Yokogawa T, Kitamura Y, Nakamura D, Ohno S, Nishikawa K. 2010. Nucleic acids research 38:e89)所記載之方法去除一部分的tRNA)、4μg/ml的肌酸激酶、3μg/ml的肌激酶、2unit/ml的無機焦磷酸酶、1.1μg/ml的核苷二磷酸激酶、0.4unit/μl的核醣核酸酶抑制劑、0.26μM的EF-G、2.7μM的IF1、0.4μM的IF2、1.5μM的IF3、40μM的EF-Tu、46μM的EF-Ts、1μM的EF-P、1.2μM的核糖體、0.73μM的AlaRS、0.13μM的AspRS、0.23μM的GluRS、0.68μM的PheRS、0.09μM的GlyRS、0.02μM的HisRS、0.4μM的IleRS、0.11μM的LysRS、0.04μM的LeuRS、0.38μM的AsnRS、0.16μM的ProRS、0.06μM的GlnRS、0.03μM的ArgRS、0.04μM的SerRS、0.09μM的ThrRS、0.02μM的ValRS、0.03μM的TrpRS、0.02μM的TyrRS、3μM的活體外轉錄大腸桿菌tRNA Ala1B、250μM的丙胺酸、250μM的天冬胺酸、250μM的麩胺酸、250μM的苯丙胺酸、250μM的甘胺酸、250μM的組胺酸、250μM的異白胺酸、250μM的離胺酸、250μM的白胺酸、250μM的天冬醯胺酸、250μM的脯胺酸、250μM的麩醯胺酸、250μM的精胺酸、250μM的絲胺酸、250μM的蘇胺酸、250μM的纈胺酸、250μM的色胺酸、250μM的酪胺酸、10μM的F-Pnaz-Asp(SMe)-tRNAGluCUA、25μM的Acbz-MeCys(StBu)-tRNAfMetCAU、0.5μM的青黴素G醯酶(PGA)。
(5)淘選的實施
使用前述的雙鏈DNA資料庫與轉譯液,依照專利文獻(WO2013/100132)而實施淘選。使肽資料庫與附有生物素連接子的標的蛋白質進行相互作用後,利用鏈親和素固定化磁珠進行回收後,進行清洗作業,並進行溶出操作。將淘選所使用之標的與溶出方法的一覧揭示於以下的表19。在光溶出中,在冰上,以照度380~400mW/cm
2照射120秒鐘的波長365nm的UV,藉此回收標的蛋白質以及與其結合之顯現分子(display molecule)。在熱溶出中,在95℃培養10分鐘,藉此回收DNA分子。在TEV溶出中,添加TEV蛋白酶並在4℃培養10分鐘,藉此回收標的蛋白質以及與其結合之顯現分子。所回收之上清液所含之DNA分子係藉由PCR而放大。
[表19]
(6)資料庫的回收率比較
藉由定量PCR,計算在淘選的第三回合所使用之原本的DNA分子數、以及已添加標的之情形與未添加之情形的回收DNA分子數。相對於原本的DNA分子數,將已添加標的之情形與未添加之情形中所回收之DNA分子數的比例揭示於以下的表20。
此外,S/N比係藉由下述的公式而求取。
S/N比=已添加標的之情形的回收DNA分子數/未添加標的之情形的回收DNA分子數
[表20]
如同由表可知,在各標的蛋白質中,在回合累積至第三次為止的時間點,在光溶出與熱溶出之間,S/N比表現出大的差異,相較於使用熱溶出之情形,使用光溶出之情形的S/N比提升。
(7)濃縮序列的解析
進行淘選的各回合的DNA池的鹼基序列分析,並進行由UPGMA所進行之系統樹建立。在相似性矩陣中,在胺基酸一致之情形中使用給予1者,在不一致之情形使用給予0者。將修剪線(pruning line)設為距離葉(leaf)0.15,將叢集進行分割。將濃縮率最高的前三個叢集之在各回合中之已添加標的之情形與未添加標的之情形的出現頻率的合計揭示於表21。此外,利用光溶出與熱溶出進行濃縮之叢集為類似。
[表21]
如同由表可知,sfGFP在重複回合直至第二次為止的時間點中,NusA及KRAS在第三次為止重複回合的時間點中,GST在第四次重複回合的時間點中,相較於使用熱溶出或TEV溶出之情形,使用光溶出之情形的濃縮率最高的前三名的叢集的出現頻率的合計係提升。
如同由表可知,在從回合2至回合3,又,從回合3至回合4的任一者中,相較於使用熱溶出之情形,使用光溶出之情形亦抑制珠粒黏合劑(beads binder)序列的回收率。
無
圖1係表示在評價例1-1中之西方墨點法的結果之照片。
圖2係表示在評價例1-2中之毛細管電泳的結果之照片。
圖3係表示在評價例1-3中之毛細管電泳的結果之照片。
圖4係表示在評價例1-4中之毛細管電泳的結果之照片。
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Claims (15)
- 一種化合物,其具有: (i)光裂解部位;以及 (ii)選自由標的物質結合部位及錨定結合部位所組成之群組的至少1種。
- 如請求項1之化合物,其中,前述標的物質結合部位為酵素辨識部位。
- 如請求項1或2之化合物,其具有多個前述光裂解部位。
- 如請求項1至3中任一項之化合物,其中,前述標的物質結合部位係被選自由連接酶及蛋白酶所組成之群組的至少一個辨識。
- 如請求項1至4中任一項之化合物,其中,前述光裂解部位發生裂解之吸收波長存在於300nm以上且500nm以下的範圍內。
- 如請求項1至5中任一項之化合物,其中,前述光裂解部位具有硝基藜蘆基氧基羰基(nitroveratryloxycarbonyl)殘基或香豆素殘基。
- 如請求項1至6中任一項之化合物,其中,前述光裂解部位具有由下述式(1)所表示之結構: [化1] [式中, X表示O或NH, Z表示氫原子或C1-6烷基, R 1表示-O-L 11-L 12-*、C1-10烷氧基或氫原子, R 2表示-O-L 11-L 12-*或C1-10烷氧基, L 11表示C1-10伸烷基, L 12表示選自由單鍵、C1-10伸烷基、醯胺鍵、醚鍵及此等的組合所組成之群組的二價基, R 1及R 2的任一個為-O-L 11-L 12-*, *表示原子鍵結(atomic bonding)]。
- 如請求項1至7中任一項之化合物,其中,前述光裂解部位具有由下述式(2)所表示之結構: [化2] [式中, Y表示氫原子或鹵素原子, L 21及L 22分別獨立並表示選自由單鍵、C1-10伸烷基、醯胺鍵、醚鍵及此等的組合所組成之群組的二價基, *表示原子鍵結]。
- 如請求項1至8中任一項之化合物,其具有多個前述光裂解部位與間隔部位,其中多個前述光裂解部位的一部分或全部係透過前述間隔部位而結合。
- 如請求項9之化合物,其中,前述間隔部位包含氧乙烯(oxyethylene)基、胺基酸殘基、或者取代或無取代的伸烷基。
- 如請求項1至10中任一項之化合物,其中,前述錨定結合部位為生物素標籤。
- 一種方法,其係選擇能與標的物質結合之目的物質之方法,並包含: 接觸步驟,其使對象物質的資料庫(library)接觸連結物,該連結物包含具有光裂解部位之化合物及已與該化合物連結之前述標的物質;以及 溶出步驟,其對前述連結物照射光而獲得前述目的物質。
- 如請求項12之方法,其中,前述光的波長為300nm以上且500nm以下。
- 如請求項12或13之方法,其中,前述光的照度為10mW/cm 2以上且600mW/cm 2以下。
- 如請求項12至14中任一項之方法,其中,前述光的照射時間為0.5分鐘以上且60分鐘以下。
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