WO2013187167A1 - 酵素阻害剤 - Google Patents

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WO2013187167A1
WO2013187167A1 PCT/JP2013/063390 JP2013063390W WO2013187167A1 WO 2013187167 A1 WO2013187167 A1 WO 2013187167A1 JP 2013063390 W JP2013063390 W JP 2013063390W WO 2013187167 A1 WO2013187167 A1 WO 2013187167A1
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enzyme
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linear
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Inventor
阿部二朗
辻本恭
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関東化学株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/99—Enzyme inactivation by chemical treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N13/00—Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)

Definitions

  • the present invention relates to a compound capable of reversibly changing the inhibitory activity in response to light, an enzyme inhibitor containing the compound, and a method for regulating an enzyme reaction using the inhibitor.
  • Enzymes are proteins that act as catalysts in biological reactions, are involved in all processes of life activity, and are indispensable for living organisms to maintain life activity.
  • many biological reactions are controlled by the expression of a gene that codes for an enzyme protein and switching between the activity and inactivity of the enzyme.
  • attempts have been actively made to treat or diagnose diseases or develop pharmaceuticals using enzyme reactions that inhibit or activate enzyme activity.
  • a method of adjusting a reaction temperature or pH, or adding an enzyme inhibitor is used.
  • the former method generally causes irreversible enzyme deactivation with protein denaturation.
  • enzyme inhibitors generally bind to the enzyme so as to antagonize the substrate, so it is difficult to reversibly control the enzyme reaction unless the inhibitory activity itself is deactivated. It is.
  • the enzyme reaction can be reversibly controlled, so that it can be applied not only to pharmaceuticals but also to basic research in the life science field. Some such attempts have been reported where it can be used widely.
  • Patent Document 1 describes a compound in which an enzyme and a photochromic compound are chemically bound.
  • the compound inhibits the enzyme due to steric hindrance of the antibody by binding the antibody to a photochromic compound bound to the enzyme.
  • This substance isomerizes the photochromic compound by irradiation of light, removes the steric hindrance by detaching the antibody, and recovers the enzyme activity.
  • Non-patent document 1 discloses that azobenzene, which is a kind of photochromic compound, is introduced into the molecule of mitochondrial NADH-ubiquinone oxidoreductase inhibitor ⁇ lac-acetogenin and reversibly changes into an active form and an inactive form in response to light. Agents are described.
  • a potassium ion channel and its quaternary ammonium ion which is an open channel blocker, are linked at a photoresponsive site containing azobenzene, and the channel is isomerized by photoisomerization.
  • Non-patent Document 2 a photoresponsive channel that opens and closes
  • Non-patent Document 3 an open channel blocker in which quaternary ammonium ions and azobenzene are linked
  • the channel blocking ability is changed by a change in steric structure due to isomerization
  • Enzymes are thought to proceed by binding only to substrates that match their conformation, and their substrate specificity is often compared to keys and keyholes.
  • a portion that binds to a specific substrate is called a substrate binding site, and a site where the substrate actually reacts is called an enzyme active site.
  • it is difficult to reversibly control an enzyme substrate reaction using an inhibitor because the activity of the enzyme is randomly inhibited as long as the inhibitor can bind to the enzyme. This is because some mechanism for controlling the coupling is required.
  • Non-Patent Document 1 it is reported that photoresponsive enzyme reaction can be controlled, but photoresponsiveness is inhibited by a compound into which a photochromic site similar to the specific structure of the enzyme-inhibiting active site is introduced.
  • an object of the present invention is to provide a compound having various enzyme inhibitory active sites capable of reversibly changing enzyme inhibitory activity in response to light, an enzyme inhibitor containing the compound, It is an object of the present invention to provide a method for regulating an enzyme substrate reaction using an inhibitor.
  • the present inventors have introduced a photoresponsive site into the inhibitory active site of the inhibitor as long as the inhibitory activity is controlled by changing the three-dimensional structure of the inhibitor.
  • a photochromic compound formed by an active site of an enzyme inhibitor and a photoresponsive site into which a carboxyl group capable of binding the amino group and intramolecular hydrogen bond or electrostatic interaction is introduced.
  • X—NH 2 is an inhibitory active site having an amino group
  • Sp 1 is a spacer group having 1 to 10 atoms k
  • Sp 2 is a spacer group having 1 to 10 atoms
  • k + 1 is 8-20
  • the hydrogen atoms present in the spacer groups Sp 1 and Sp 2 may be independently substituted with one or more substituents R X ,
  • R X is the same or different independently of each other, oxygen atom, sulfur atom, halogen atom, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, hydroxyl group, thiol group, amino group, diphenylamino group and carbazole group, carbon number 1-20 linear or branched alkyl groups, alkylamino groups and alkoxy groups, and —Y 1 —SiZ 1 Z 2 Z 3 groups, —Y 1 —SiY 2 Z 1 Z 2 groups and —Y 1 —SiY 2 Y 3 Z 1 group (wherein Y 1 to Y 3 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; Z 1 to Z 3 are each independently the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom,
  • the substituent R A is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, a diphenylamino group, a carbazole group, a linear or branched group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the hydrogen atoms present in the spacer groups Sp 1 and Sp 2 may be independently substituted with one or more substituents R X ,
  • R X is the same or different independently of each other, oxygen atom, sulfur atom, halogen atom, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, hydroxyl group, thiol group, amino group, diphenylamino group and carbazole group, carbon number 1-20 linear or branched alkyl groups, alkylamino groups and alkoxy groups, and —Y 1 —SiZ 1 Z 2 Z 3 groups, —Y 1 —SiY 2 Z 1 Z 2 groups and —Y 1 —SiY 2 Y 3 Z 1 group (wherein Y 1 to Y 3 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; Z 1 to Z 3 are each independently the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom,
  • the substituent R A is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, a diphenylamino group, a carbazole group, a linear or branched group having 1 to 20 carbon atoms.
  • [7] The compound of [6], wherein the amino sugar is variolamine.
  • [8] The following formula The compound of [6] or [7] represented by these.
  • [9] Contacting an inhibitor of any one of [1] to [5] containing an enzyme, a substrate of the enzyme, and an inhibitory active site X-NH 2 having inhibitory activity of the enzyme; and the inhibitor A method for regulating an enzyme substrate reaction, comprising irradiating ultraviolet rays and / or visible light.
  • the compound of the present invention has a structure in which an inhibitory active site having an amino group and a carboxyl group are linked by an azobenzene skeleton that is a photoresponsive site.
  • the azobenzene skeleton is a photoresponsive site that has the property of isomerizing into a cis form upon irradiation with ultraviolet light and isomerizing into a trans form upon irradiation with visible light or heating.
  • the azobenzene skeleton becomes cis-type and the distance between the two groups approaches,
  • the inhibitory active site is deactivated and becomes inactive, and conversely, when the distance between the two groups increases, hydrogen bonding occurs. Inhibition active site activity is restored and becomes active.
  • the inhibitory active site having an amino group may be basically any amino group as long as the amino group is involved in the inhibitory activity.
  • a known inhibitory compound such as an amino sugar can be used, and photoresponsiveness can be used.
  • the site When linking a site to an inhibitory compound, the site can be linked without being affected by the structure of the inhibitory compound and without losing the inhibitory activity by optimally selecting the linking site. Therefore, according to the present invention, it is possible to give an enzyme inhibitor having an amino group the property of reversibly changing the inhibitory activity in response to light, thereby enabling optical control of the enzyme substrate reaction. Become. This is very significant in that the introduction of light control properties that were completely dependent on the three-dimensional structure of the individual inhibitors could be generalized to the level of “inhibitors having amino groups”.
  • the inhibitor of the present invention makes it possible to inhibit a biological reaction at an arbitrary place and at an arbitrary timing, so that, for example, time-specific and site-specific functional control that cannot be realized by gene knockout is possible. It becomes.
  • FIG. 1 shows a reaction solution obtained by enzymatic treatment of (4-nitrophenyl) - ⁇ -D-glucopyranoside with ⁇ -glucosidase when each of the two isomers of PGI and its methyl ester was used as an enzyme activity inhibitor. Represents an absorption spectrum. The higher the absorbance at 400 nm, the stronger the coloring of p-nitrophenol, that is, the decomposition proceeds.
  • FIG. 2 shows a case where PGI was used as an enzyme inhibitor when (4-nitrophenyl) - ⁇ -D-glucopyranoside was enzymatically treated with ⁇ -glucosidase, and light irradiation was performed at 3 hours and 6 hours after the start of the reaction. It is a graph showing the relationship between time and absorbance. It can be seen that the inhibitory activity is reversibly switched by light irradiation.
  • FIG. 3 represents the inhibition curves for cis-PGI and trans-PGI. It can be seen that the half-inhibitory concentration (IC 50 ) of cis-PGI is about 1000 times that of trans-PGI.
  • the present invention provides the following general formula (1):
  • X—NH 2 is an inhibitory active site having an amino group
  • Sp 1 is a spacer group having 1 to 10 atoms k
  • Sp 2 is a spacer group having 1 to 10 atoms
  • k + 1 is 8-20
  • the hydrogen atoms present in the spacer groups Sp 1 and Sp 2 may be independently substituted with one or more substituents R X ,
  • R X is the same or different independently of each other, oxygen atom, sulfur atom, halogen atom, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, hydroxyl group, thiol group, amino group, diphenylamino group and carbazole group, carbon number 1-20 linear or branched alkyl groups, alkylamino groups and alkoxy groups, and —Y 1 —SiZ 1 Z 2 Z 3 groups, —Y 1 —SiY 2 Z 1 Z 2 groups and —Y 1 —SiY 2 Y 3 Z 1 group (wherein Y 1 to Y 3 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; Z 1 to Z 3 are each independently the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom,
  • the substituent R A is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, a diphenylamino group, a carbazole group, a linear or branched group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the “inhibitory active site” means a part necessary for functioning as an inhibitor, and is usually a part that binds to an enzyme.
  • the inhibitory active site may not necessarily bind to the substrate binding site, and may be one that causes allosteric inhibition by binding to a portion that is not a substrate binding site, for example.
  • the compound contained in the inhibitor of the present invention has an amino group at the inhibitory active site, and binds to the enzyme through the amino group to inhibit the enzyme activity.
  • the “spacer group having x atoms” is a group in which x atoms are connected in a straight chain, and is used to increase the distance between the sites present at the respective ends.
  • the atoms that can be used as the spacer group are not particularly limited as long as they can be linked in a straight chain, and examples thereof include carbon, nitrogen, oxygen, sulfur, and silicon.
  • hydrogen atoms present in the spacer group may be independently substituted with one or more substituents R x .
  • the substituent R x is an oxygen atom, a sulfur atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, a diphenylamino group and a carbazole group, a straight chain having 1 to 20 carbon atoms.
  • Y 1 to Y 3 are independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkylene group having 1 to 20 carbon atoms
  • Z 1 to Z 3 are Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
  • two or more R x may be combined to form a cyclic structure with the main chain atom to which each R x is bonded.
  • a chain having the smallest number of atoms between atoms to which R x is bonded is defined as a main chain.
  • the bond between the main chain and side chain atoms may be a double bond or a triple bond.
  • the inhibitory active site and the carboxyl group are crosslinked with an azobenzene skeleton with a spacer in between.
  • the two benzene rings present in the azobenzene skeleton may each independently have 0 to 4 substituents R A and R B.
  • R A and R B are the same or different independently of each other, and are a halogen atom, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, hydroxyl group, thiol group, amino group, diphenylamino group, carbazole group, carbon number 1 to 20 A linear or branched alkyl group, an alkylamino group and an alkoxy group, and —Y 1 —SiZ 1 Z 2 Z 3 group, —Y 1 —SiY 2 Z 1 Z 2 group and —Y 1 —SiY 2 Y 3 Z 1 group (wherein Y 1 to Y 3 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; 1 ⁇ Z 3 are the same or independently of one another are each a hydrogen atom, the group consisting of a halogen atom or a linear or branched alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms) Are al selected. When a pluralit
  • the compound of the present invention has an inhibitory active site having an amino group and a carboxyl group in the same molecule. Therefore, the amino group and carboxyl group of the inhibitory active site can be bound to each other by intramolecular hydrogen bonding or electrostatic interaction. As described above, since the inhibitory active site of the present invention binds to an enzyme through an amino group, if the amino group is mutually bound by a carboxyl group and an intramolecular hydrogen bond or electrostatic interaction, it cannot bind to the enzyme. , Will lose the inhibitory activity.
  • a known enzyme inhibitor having an amino group and exhibiting inhibitory activity by the amino group can be used. That is, the present invention uses a known enzyme inhibitor as an inhibitory active site, and by linking an azobenzene skeleton, which is a photoresponsive site linked to a carboxyl group, to inhibit a known enzyme inhibitor in response to light. This is very useful in that it can be converted into an inhibitor whose activity changes reversibly.
  • any enzyme inhibitor can be used as long as the enzyme inhibitor has an amino group and exhibits inhibitory activity by the amino group, and an inhibitor can be designed for any enzyme. High versatility.
  • any structure can be used for X as long as X-NH 2 has enzyme inhibitory activity.
  • X-NH 2 examples include, but are not limited to, amino sugars, amino acids, peptides, and the like.
  • the compound of the present invention has an azobenzene skeleton which is a photoresponsive site in the molecule, azobenzene isomerizes to cis form when exposed to ultraviolet light having a wavelength of about 365 nm, and trans form when exposed to visible light of about 400 nm to 700 nm. Isomerized.
  • the distance between the amino group and the carboxyl group present at both ends of the molecule approaches, and intramolecular hydrogen bonding or electrostatic reciprocity exists between the two groups. The action will bind each other. That is, the inhibitory activity is lost by exposure to ultraviolet rays, and the inactive form is changed.
  • the inhibitory active site is an amino sugar.
  • amino sugar means a sugar containing an amino group and derivatives thereof.
  • the amino sugar used in the inhibitory active site in the compound of the present invention is not particularly limited as long as it has an inhibitory activity against the enzyme, but is not limited thereto. For example, variolamine, valienamine, and validamine. And oseltamivir.
  • a spacer group Sp 1 and Sp 2 are atoms of 1 to 10, the sum of the atomic number l of the number of atoms k and Sp 2 Sp 1 is preferably 8 to 20 . If this total value is too large or too small, the inhibitory active site and the carboxyl group do not form intramolecular hydrogen bonds well. Among them, it is preferably about 8 to 10, and more preferably 8. In a further preferred embodiment of the present invention, k is 7 and l is 1.
  • the inhibitory active site of the present invention is one that inhibits a carbohydrate hydrolase, particularly preferably ⁇ -glucosidase.
  • ⁇ -Glucosidase is an exo-hydrolyzing enzyme that dissociates glucose from the non-reducing terminal side, such as ⁇ -glucan and short-chain oligosaccharides. This enzyme is involved in starch metabolism in plants, digestive action of animals and glycogen metabolism, and plays an important role in the carbohydrate metabolism system.
  • ⁇ -Glucosidase is an exo-hydrolyzing enzyme that dissociates glucose from the non-reducing terminal side, such as ⁇ -glucan and short-chain oligosaccharides.
  • This enzyme is involved in starch metabolism in plants, digestive action of animals and glycogen metabolism, and plays an important role in the carbohydrate metabolism system.
  • many studies have been conducted on its inhibitors and it is effective in the prevention and treatment of diabetes, hyperlipidemia, obesity, etc. caused by hyperglycemic symptoms.
  • carbohydrate hydrolase has two glutamic acid or aspartic acid residues, one carboxylic acid side chain hydrogen bonds with the sugar chain as a substrate, and the other carboxylic acid side chain is nucleophilic at the anomeric position.
  • an enzyme-substrate complex By attacking, an enzyme-substrate complex is formed.
  • the O-acylglycoside complex is rapidly hydrolyzed to release the product monosaccharide.
  • Many sugar hydrolase inhibitors have been designed and developed based on this mechanism of action, and examples of such inhibitors include sugar analogs such as miglitol and voglibose that have high affinity for ⁇ -glucosidase.
  • Sugar chain-related enzyme inhibitors have been pointed out as useful in the study of sugar chain functions.
  • the creation of knockout animals for specific glycan genes has become the mainstream of research, but it is not possible to simultaneously knock out multiple genes involved in specific glycan modification. It is very difficult.
  • a method of knocking out a glycosyltransferase on the reducing end side may be considered, but it may block another synthetic pathway, and it is difficult to elucidate the function of a specific sugar chain.
  • an inhibitor of a sugar chain-related enzyme it becomes possible to inhibit modification of a specific sugar chain.
  • the inhibitor of the present invention inhibits a sugar chain-related enzyme.
  • sugar chain-related enzymes include glycosyltransferases such as sialyltransferase and fucosyltransferase, and sugar hydrolases such as ⁇ -glucosidase and ⁇ -galactosidase. Of these, ⁇ -glucosidase, which plays an important role in carbohydrate metabolism, is preferred.
  • a novel compound having enzyme inhibitory activity is represented by the following formula: Where X—NH 2 is an amino sugar, Sp 1 is a spacer group in which the number of atoms k is 7, Sp 2 is a spacer group having 1 atomic number,
  • the hydrogen atoms present in the spacer groups Sp 1 and Sp 2 may be independently substituted with one or more substituents R X ,
  • R X is the same or different independently of each other, oxygen atom, sulfur atom, halogen atom, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, hydroxyl group, thiol group, amino group, diphenylamino group and carbazole group, carbon number 1-20 linear or branched alkyl groups, alkylamino groups and alkoxy groups, and —Y 1 —SiZ 1 Z 2 Z 3 groups, —Y 1 —SiY 2 Z 1 Z 2 groups and —Y 1 —SiY 2 Y 3 Z 1 group (wherein Y 1 to Y 3 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkylene group having 1 to 20 carbon atoms; Z 1 to Z 3 are each independently the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom,
  • the substituent R A is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, a diphenylamino group, a carbazole group, a linear or branched group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the amino sugar is variolamine
  • the benzene on the inhibitor side is substituted at the para position
  • the benzene on the carboxyl group side is substituted at the meta position.
  • k is 7 and l is 1.
  • the magnitude of the change in inhibitory activity, etc. most preferably the following formula: It is a compound (PGI) represented by these.
  • the compounds and inhibitors of the present invention reversibly change the inhibitory activity in response to light. Accordingly, in the present invention, the enzyme, the enzyme substrate, and the inhibitor containing the inhibitory active site X-NH 2 having inhibitory activity of the enzyme are contacted, and the inhibitor is irradiated with ultraviolet light and / or visible light. Also included are methods of modulating the enzyme substrate reaction, including irradiation.
  • the enzyme used for the method of the present invention is not particularly limited. Therefore, any enzyme may be used as long as the function is inhibited by the inhibitory active site X-NH 2 of the inhibitor of the present invention.
  • the compound of the present invention is not particularly limited as long as it can inhibit the enzyme used.
  • the substrate used can vary depending on the enzyme, but can be any substrate for the specific enzyme selected.
  • the method of the present invention comprises contacting the inhibitor of the present invention with a composition comprising an enzyme and a substrate. Since the inhibitor of the present invention has an inhibitory activity against the enzyme, it exhibits an inhibitory activity against the enzyme substrate reaction.
  • the method of the present invention further includes irradiating the inhibitor with ultraviolet light and / or visible light.
  • when the inhibitor is in an active form it can be converted into an inactive form by irradiation with ultraviolet rays.
  • the inhibitor when the inhibitor is inactive, it can be converted to active form by irradiation with visible light. Therefore, it is possible to control the enzyme substrate reaction by irradiating ultraviolet light when it is desired to proceed with the enzyme substrate reaction, and by irradiating visible light when it is desired to stop the progress.
  • Example 1 Synthesis of voglibose derivative Variolamine was synthesized according to the following scheme.
  • Reagents and conditions a) Allyl alcohol, BF 3 .OEt 2 , ClCH 2 CH 2 Cl, 0 ° C. to room temperature, 12 hours b) Et 3 N-MeOH—H 2 O (1: 2: 1), room temperature, 12 hours c) 2 Naphthaldehyde, DL-10-CSA, HC (OMe) 3 —CH 3 CN (1:10), reflux, 24 hours d) NaH, DMF, 0 ° C., 20 minutes, then BnBr, Bu 4 NI, room temperature, 12 hours e) NiCl 2 (dppp), Et 3 Al, toluene, room temperature, 12 hours f) MeMgBr, THF, 0 ° C.
  • Example 2 Synthesis of substituted azobenzene The azobenzene moiety was synthesized according to the following scheme.
  • Reagents and conditions a) tert-butyl bromoacetate, Pd (OAc) 2 , K 3 PO 4 , THF-H 2 O (10: 1), room temperature, 20 hours b) Zn, NH 4 Cl, 2-methoxyethanol, room temperature, 5 time c) FeCl 3 ⁇ 6H 2 O , EtOH, 0 °C, 1 hour d) NaN 3, CuI, D- proline, NaOH, DMSO, 90 ° C., 24 hours e) AcOH, rt, 2 days f) trifluoroacetic acid , CH 2 Cl 2 , room temperature, 36 hours
  • Example 4 ⁇ -Glucosidase Inhibitory Activity Test by PGI
  • 2800 ⁇ l of 100 mM phosphate buffer was added, and 100 ⁇ l of 50 mM (4-nitrophenyl) - ⁇ -D-glucopyranoside (PNP-D-glucose) (5.
  • the control was added with 0 ⁇ mol).
  • 100 ⁇ l of ⁇ -glucosidase (derived from yeast, 2.4 U / ml) was added to the control solution and incubated at 37 ° C. for 5 hours.
  • the reaction solution was ice-cooled, and the reaction was stopped with 50 mM sodium carbonate buffer.
  • PNP-D-glucose is decomposed by ⁇ -glucosidase and decomposed into glucose and p-nitrophenol. It is known that the amount of p-nitrophenol produced can be calculated by measuring the absorbance at a wavelength of 400 nm. By measuring the absorbance, the progress of the enzyme substrate reaction by ⁇ -glucosidase can be evaluated. I can do it. Therefore, the UV-visible absorption spectrum of the reaction solution was measured, and the absorbance at 400 nm was compared. The results are shown in FIG.
  • Cis-PGI showed almost the same level of absorbance as the control, indicating low activity as an ⁇ -glucosidase inhibitor.
  • trans-PGI has an absorbance that is reduced to about 1/5 that of the control, and is reduced to 1/4 or less compared to the cis isomer. It was found to be a compound having a high inhibitory activity.
  • the cis isomer and the trans isomer had similar absorbance, and the absorbance was lower than that of cis-PGI and higher than that of trans-PGI. Therefore, the ⁇ -glucosidase inhibitory activity was It was found to be higher than cis-PGI and lower than trans-PGI, but there was little difference between the isomers.
  • PGI showed a remarkable change in inhibitory activity between cis and trans isomers
  • PGI methyl ester showed no difference in inhibitory activity between cis and trans isomers. It was speculated that the change in inhibitory activity was due to the presence of the carboxylic acid moiety.
  • Example 5 Change in real-time inhibitory activity of PGI Using a solution having the same composition as used in Example 4, light irradiation was performed at 3 and 6 hours after the start of the reaction, and the change in absorbance was changed every hour. Observed.
  • the cis isomer and trans isomer inhibitor addition groups were each divided into three groups, and the group to which the trans isomer was added were designated as the light non-irradiated group, the ultraviolet light irradiated group, and the ultraviolet visible light irradiated group, and the cis isomer was added.
  • the groups were a light non-irradiated group, a visible light irradiated group, and an ultraviolet-visible light irradiated group. The results are shown in FIG.
  • the visible light irradiation group still showed almost no change in absorbance, but the ultraviolet-visible light irradiation group began to increase in absorbance again.
  • the absorbance did not change substantially in the three groups in the first 3 hours, but after 3 hours, that is, after the first light irradiation, the absorbance for the ultraviolet light and ultraviolet visible light irradiation groups. Began to rise. After 6 hours, that is, after the second light irradiation, the absorbance continued to increase in the ultraviolet light irradiation group, but the absorbance hardly changed again in the ultraviolet visible light irradiation group.
  • the cis isomer originally has no inhibitory activity, but has an inhibitory activity upon irradiation with ultraviolet light, and then loses its activity again upon irradiation with visible light.
  • the trans isomer originally has inhibitory activity, but loses the inhibitory activity upon irradiation with visible light, and then regains the activity upon irradiation with ultraviolet light. Therefore, it was speculated that the inactive form (cis isomer) of PGI changes to the active form (trans isomer) upon exposure to ultraviolet light, and the active form changes to the inactive form upon exposure to visible light.
  • Example 6 Calculation of IC 50 Half-inhibitory concentrations were determined for trans-PGI and cis-PGI. In brief, under the same conditions as in Example 4, the inhibition rate was calculated for each inhibitor with different concentrations. The calculated inhibition rate was plotted on the vertical axis and the logarithm of inhibitor concentration was plotted on the horizontal axis to obtain an inhibition curve, from which IC 50 values were calculated. The results are shown in FIG.
  • trans-PGI When the IC 50 value was calculated from the inhibition curve shown in FIG. 3, the IC 50 of trans-PGI was 1.5 ⁇ M, and the IC 50 of cis-PGI was 1.4 mM. Therefore, with respect to the inhibitory activity against ⁇ -glucosidase, it was estimated that trans-PGI has about 1000 times stronger activity than cis-PGI.
  • the inhibitor of the present invention changes the inhibitory activity against the enzyme in response to light, and thereby the enzyme substrate reaction can be controlled by light. Therefore, for example, a biological reaction involving an enzyme that can be inhibited by the inhibitor of the present invention, such as a sugar metabolism reaction, can be controlled by light, and can contribute to elucidation of in vivo functions of various functional molecules. Moreover, since the design concept of the inhibitor of the present invention is not specific to a specific molecule, various photoresponsive inhibitors can be provided by variously changing the inhibitory active site.

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Abstract

　本発明は、光に応答して酵素阻害活性を可逆的に変化させることができる化合物、該化合物を含む酵素阻害剤、該阻害剤を用いた酵素基質反応の調節方法を提供することを目的とする。　以下の式（１）で表される化合物を提供することにより、上記課題が解決された。

Description

酵素阻害剤
　本発明は、光に応答して阻害活性を可逆的に変化させることが出来る化合物、該化合物を含む酵素阻害剤、該阻害剤を用いた酵素反応の調節方法に関する。
　酵素は、生体反応において触媒として作用するタンパク質であり、生命活動のあらゆる過程に関与しており、生物が生命活動を維持するために欠かせないものである。生体内において多くの生体反応は、酵素タンパク質をコ－ドする遺伝子の発現および酵素の活性、不活性の切り替えによって制御されている。このような生体反応において、酵素活性を阻害したり賦活したりする酵素反応を利用して疾病の治療や診断をしたり、医薬品を開発する試みが盛んに行われてきている。
　一般に酵素反応を制御するには、反応温度やｐＨを調整する、または酵素阻害剤を添加するなどといった方法が用いられている。しかし、前者の方法では一般的にタンパク質の変性を伴う不可逆的な酵素の失活が生じてしまう。一方、後者の方法においても、酵素阻害剤は一般的に基質と拮抗するように酵素と結合するものであるため、その阻害活性そのものを失活させない限り酵素反応を可逆的に制御することは困難である。しかし、酵素阻害剤の阻害活性を可逆的に切り替えることができる技術を開発することができれば、酵素反応を可逆的に制御可能となるため、医薬への応用ばかりでなく、生命科学分野の基礎研究などにも広範に利用できることとなるところ、このような試みは幾つか報告されている。
　例えば特許文献１には、酵素とフォトクロミック化合物を化学的に結合した化合物が記載されている。該化合物は、酵素に結合したフォトクロミック化合物に抗体を結合させることで、抗体の立体障害により酵素を阻害する。この物質は、光の照射によりフォトクロミック化合物が異性化し、抗体が脱離することで立体障害を取り除き、酵素活性を回復する。非特許文献１には、フォトクロミック化合物の一種であるアゾベンゼンをミトコンドリアＮＡＤＨ－ユビキノン酸化還元酵素阻害剤Δｌａｃ－アセトゲニンの分子内に導入し、光に応答して活性型と不活性型に可逆変化する阻害剤が記載されている。
　一方、酵素の活性、不活性の切り替えとは直接関係ないが、カリウムイオンチャネルとそのオープンチャネルブロッカーである四級アンモニウムイオンとをアゾベンゼンを含む光応答性部位で連結し、光異性化によってチャネルの開閉を行う光応答性チャネル（非特許文献２）や、四級アンモニウムイオンとアゾベンゼンが連結したオープンチャネルブロッカーにおいて、異性化による立体構造の変化でチャネルブロック能力を変化させること（非特許文献３）なども報告されている。
特許第２５０７０３３号公報
Fujita et al., Biochemistry, 2006, 45 (21), pp 6581-6586 Fortin et al., Nat Methods. 2008 April; 5(4): 331-338 Banghart et al., "Photochromic Blockers of Voltage-Gated Potassium Channels", Angew Chem Int Ed Engl. 2009; 48(48): 9097-101
　酵素はその立体構造に合った基質とのみ結合することにより反応を進行すると考えられており、その基質特異性はしばしば鍵と鍵穴に例えられる。特定の基質と結合する部分を特に基質結合部位、基質が実際に反応する部位を酵素活性部位と呼ぶ。一般的に阻害剤を用いて酵素基質反応を可逆的に制御することが困難なのは、阻害剤が酵素と結合できる限りは無作為に酵素の活性を阻害してしまうので、阻害剤と酵素との結合を制御する何らかのメカニズムを必要とするためである。例えば前記非特許文献１では、光応答的な酵素反応の制御を可能にしたことが報告されているが、酵素阻害活性部位の特定構造に類似するフォトクロミック部位を導入した化合物によって光応答性の阻害化合物を形成するものであるため、その製造が容易でなく、汎用性が低いなどの問題がある。本発明者は、医薬品の開発や、生命科学分野の基礎研究などへより容易で広範な利用を可能にするには、酵素阻害剤の活性型と不活性型を可逆的に切り替えることをできるだけ広範な酵素阻害剤に適用できる技術が必要であることに着眼した。すなわち本発明の課題は、かかる着眼点に基づき、光に応答して酵素阻害活性を可逆的に変化させることができる、多様な酵素阻害活性部位を有する化合物、該化合物を含む酵素阻害剤、該阻害剤を用いた酵素基質反応の調節方法を提供することにある。
　本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究する中で、阻害剤の立体構造の変化によって阻害活性を制御する限りにおいては、そもそも阻害剤の阻害活性部位に光応答性部位を導入しなければならないところ、この導入により立体構造に変化を与えてしまうために阻害活性の維持が困難となり得ること、阻害剤自体が低分子物質である場合には、阻害活性部位と立体構造的に類似する光応答部位を阻害活性部位に導入すること自体がそもそも困難であることなどの問題に直面した。
　かかる問題の解決のため、酵素阻害剤の活性部位と、該部位のアミノ基と分子内水素結合あるいは静電相互作用により相互を束縛できるカルボキシル基を導入した光応答部位とで形成するフォトクロミック化合物であれば広範な阻害活性部位に導入して様々な可逆的光応答性酵素阻害化合物とすることができることを見出し、さらに研究を進めた結果、本発明を完成させるに至った。
　すなわち本発明は以下に関する。
［１］下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式中、Ｘ－ＮＨ２は、アミノ基を有する阻害活性部位であり、
Ｓｐ１は、原子数ｋが１～１０であるスペーサー基であり、
Ｓｐ２は、原子数ｌが１～１０であるスペーサー基であり、
ここでｋ＋ｌは、８～２０であり、
スペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基ＲＸによって置換されていてもよく、
ＲＸは、互いに独立して同一または異なり、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、また、２以上のＲＸが一緒になって環状構造を形成してもよく、
ｍおよびｎは、それぞれ互いに独立して０～４の整数であり、
置換基ＲＡは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）、からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、複数存在する場合には互いに独立して同一または異なってもよく、
置換基ＲＢは置換基ＲＡと同一の意味を有する、
で表される化合物を含む、酵素阻害剤。
［２］紫外線への曝露に応答して不活性型に変化し、可視光への曝露または加熱により活性型に変化することを特徴とする、［１］の酵素阻害剤。
［３］阻害活性部位が、アミノ糖である、［１］または［２］の酵素阻害剤。
［４］ｋが、７であり、ｌが、１である［１］～［３］のいずれかの酵素阻害剤。
［５］酵素が、α－グルコシターゼである［１］～［４］のいずれかの酵素阻害剤。
［６］下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式中、Ｘ－ＮＨ２はアミノ糖であり、
Ｓｐ１は、原子数ｋが７であるスペーサー基であり、
Ｓｐ２は、原子数ｌが１であるスペーサー基であり、
スペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基ＲＸによって置換されていてもよく、
ＲＸは、互いに独立して同一または異なり、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、また、２以上のＲＸが一緒になって環状構造を形成してもよく、
ｍおよびｎは、それぞれ互いに独立して０～４の整数であり、
置換基ＲＡは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）、からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、複数存在する場合には互いに独立して同一または異なってもよく、
置換基ＲＢは置換基ＲＡと同一の意味を有する、
で表される化合物。
［７］アミノ糖が、バリオールアミンである、［６］の化合物。
［８］以下の式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 で表される、［６］または［７］の化合物。
［９］酵素、該酵素の基質、および該酵素の阻害活性を有する阻害活性部位Ｘ－ＮＨ２を含む［１］～［５］のいずれかの阻害剤を接触させること、および前記阻害剤に紫外線および／または可視光を照射することを含む、酵素基質反応の調節方法。
　本発明の化合物は、アミノ基を有する阻害活性部位とカルボキシル基とが光応答性部位であるアゾベンゼン骨格によって連結された構造を有している。アゾベンゼン骨格は紫外線の照射によりシス型に異性化し、可視光の照射や加熱によりトランス型に異性化する性質を有する光応答性部位であり、シス型トランス型の変化により、アゾベンゼンの２つのベンゼン環にそれぞれ結合する置換基同士の距離を変化させることが可能である。本願の化合物は、片方のベンゼン環にアミノ基を有する阻害活性部位を、もう片方のベンゼン環にカルボキシル基を配することにより、アゾベンゼン骨格がシス型になって両基の距離が接近した際、両基が水素結合あるいは静電相互作用により相互を束縛することで、阻害活性部位が失活して不活性型となり、逆にトランス型になって両基の距離が離れた場合は、水素結合を形成できなくなるために阻害活性部位の活性が復活し、活性型となるものである。アミノ基を有する阻害活性部位は、基本的にアミノ基が阻害活性に関与するものであればどのようなものでもよいため、例えばアミノ糖などの既知の阻害性化合物を流用でき、また光応答性部位を阻害性化合物に連結する際には、連結部位を最適に選択することで、阻害性化合物の構造に影響されることなく、また阻害活性を失わせることなく連結することが可能となる。したがって本発明により、アミノ基を有する酵素阻害剤に、光に応答して阻害活性を可逆的に変化するという特性を付与することが可能となり、これにより酵素基質反応を光制御することが可能となる。これは、個々の阻害剤の立体構造に完全に依存していた光制御特性の導入を、「アミノ基を有する阻害剤」というレベルにまで一般化し得た点で非常に有意義である。また本発明の阻害剤により、生体反応を任意の場所および任意のタイミングで阻害することが可能となるため、例えば遺伝子ノックアウトなどでは実現不可能な、時期特異的、部位特異的な機能制御が可能となる。
図１は、ＰＧＩおよびそのメチルエステルについて２種の異性体それぞれを酵素活性阻害剤として用いた場合の、（４－ニトロフェニル）－α－Ｄ－グルコピラノシドをα－グルコシダーゼで酵素処理した反応液の吸光スペクトルを表す。４００ｎｍにおける吸光度が高いほどｐ－ニトロフェノールの発色が強い、すなわち分解が進行していることを示す。
図２は、（４－ニトロフェニル）－α－Ｄ－グルコピラノシドをα－グルコシダーゼで酵素処理する際にＰＧＩを酵素阻害剤として用いて、反応開始後３時間および６時間で光照射を行ったときの、時間と吸光度の関係を表すグラフである。光の照射によって、阻害活性が可逆的に切り替わっていることが分かる。 図３はシス－ＰＧＩおよびトランス－ＰＧＩの阻害曲線を表す。トランス－ＰＧＩと比較して、シス－ＰＧＩの半数阻害濃度（ＩＣ５０）は約１０００倍の値を示すことが分かる。
　本発明は１つの側面において、下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式中、Ｘ－ＮＨ２は、アミノ基を有する阻害活性部位であり、
Ｓｐ１は、原子数ｋが１～１０であるスペーサー基であり、
Ｓｐ２は、原子数ｌが１～１０であるスペーサー基であり、
ここでｋ＋ｌは、８～２０であり、
スペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基ＲＸによって置換されていてもよく、
ＲＸは、互いに独立して同一または異なり、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、また、２以上のＲＸが一緒になって環状構造を形成してもよく、
ｍおよびｎは、それぞれ互いに独立して０～４の整数であり、
置換基ＲＡは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）、からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、複数存在する場合には互いに独立して同一または異なってもよく、置換基ＲＢは置換基ＲＡと同一の意味を有する、で表される化合物を含む、酵素阻害剤に関する。
　本発明において、「阻害活性部位」とは、阻害剤として機能する上で必要な部分を意味し、通常は酵素に結合する部分である。阻害活性部位は、必ずしも基質結合部位に結合するものでなくてもよく、例えば基質結合部位ではない部分に結合することで、アロステリック阻害を引き起こすようなものであってもよい。本発明の阻害剤に含まれる化合物は、阻害活性部位にアミノ基を有しており、該アミノ基によって酵素と結合し、酵素活性を阻害する。
　本発明において、「原子数ｘのスペーサー基」とは、ｘ個の原子が直鎖状に連結した基であり、それぞれの末端に存在する部位同士の距離を離すために用いられる。スペーサー基として用い得る原子は、直鎖状に連結することが出来る原子であれば何でもよく、これに限定するものではないが、例えば炭素、窒素、酸素、硫黄、ケイ素などが挙げられる。
　また、スペーサー基中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基Ｒｘによって置換されていてよい。置換基Ｒｘは、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選択され、２以上のＲｘが同時に存在する場合、同一であっても異なっていてもよい。また、２以上のＲｘが一緒になり、それぞれのＲｘが結合している主鎖の原子と共に環状構造を形成してもよい。環状構造を形成する場合、Ｒｘが結合している原子同士の間の原子数が最も少なくなる鎖を主鎖と定義する。また、主鎖および側鎖の原子間の結合は二重結合または三重結合であってもよい。
　本発明の化合物において、阻害活性部位とカルボキシル基とは、スペーサーを挟んでアゾベンゼン骨格で架橋されている。アゾベンゼン骨格に存在する２つのベンゼン環は、それぞれ独立して０～４つの置換基ＲＡおよびＲＢを有していてよい。ＲＡおよびＲＢは、互いに独立して同一または異なり、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群から選択される。ＲＡおよび／またはＲＢが複数存在する場合は、それらはそれぞれ互いに独立して上記群から選択され得る。
　本発明の化合物は、同一分子内にアミノ基を有する阻害活性部位およびカルボキシル基を有している。そのため阻害活性部位のアミノ基およびカルボキシル基が分子内水素結合あるいは静電相互作用により相互を束縛し得る。上述の通り、本発明の阻害活性部位はアミノ基によって酵素と結合するため、該アミノ基がカルボキシル基と分子内水素結合あるいは静電相互作用により相互に束縛すると、酵素に結合することが出来なくなり、阻害活性を失うこととなる。
　本発明の阻害活性部位には、アミノ基を有し、該アミノ基によって阻害活性を発揮する既知の酵素阻害物質を用いることが可能である。すなわち本発明は、既知の酵素阻害物質を阻害活性部位として用い、それにカルボキシル基に連結する光応答部位であるアゾベンゼン骨格を連結させることにより、既知の酵素阻害物質を、光に応答して酵素阻害活性が可逆的に変化する阻害剤に変換することが可能となるという点で、非常に有用である。本発明は、酵素阻害物質がアミノ基を有し、該アミノ基によって阻害活性を発揮する限り、いかなる酵素阻害物質を用いることも可能であり、いかなる酵素に対しても阻害剤を設計しうる点で高い汎用性を有する。
　したがって、Ｘ－ＮＨ２が酵素の阻害活性を有する限り、Ｘにはいかなる構造をも用いることが出来る。用い得るＸ－ＮＨ２としては、これに限定するものではないが、例えばアミノ糖、アミノ酸、ペプチドなどが挙げられる。
　本発明の化合物は分子内に光応答性部位であるアゾベンゼン骨格を有するため、波長約３６５ｎｍ程度の紫外線に曝露するとアゾベンゼンがシス型に異性化し、約４００ｎｍ～７００ｎｍ程度の可視光に曝露するとトランス型に異性化する。本発明の一態様において、本発明の化合物は、シス型に異性化すると分子の両端に存在するアミノ基とカルボキシル基の距離が近づくこととなり、両基の間で分子内水素結合あるいは静電相互作用により相互を束縛することになる。すなわち、紫外線への曝露によって阻害活性を失い、不活性型に変化する。逆にトランス型に異性化すると分子の両端に存在するアミノ基とカルボキシル基の距離が離れることとなり、両基の間で分子内水素結合あるいは静電相互作用により相互を束縛できなくなる。すなわち、可視光への曝露または加熱によって阻害活性を取り戻し、活性型に変化する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　本発明の好ましい一態様において、阻害活性部位はアミノ糖である。本発明において、「アミノ糖」とは、アミノ基を含む糖およびその誘導体を意味する。本発明の化合物における阻害活性部位に用いられるアミノ糖としては、酵素に対する阻害活性を有しているものであれば特に限定されず、これに限定するものではないが例えばバリオールアミン、バリエナミン、バリダミン、オセルタミビルなどが挙げられる。
　本発明の一態様において、原子数１～１０であるスペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２を有するが、Ｓｐ１の原子数ｋとＳｐ２の原子数ｌとの合計は、好ましくは８～２０である。この合計値は大きすぎても小さすぎても、阻害活性部位とカルボキシル基が分子内水素結合をうまく形成しない。中でも好ましくは８～１０程度であり、より好ましくは８である。本発明のさらに好ましい一態様において、ｋが７であり、ｌが１である。
　本発明の一態様において、本発明の阻害活性部位は糖質加水分解酵素、特に好ましくはα－グルコシダーゼを阻害するものである。α－グルコシダーゼは、α－グルカン、短鎖オリゴ糖などの非還元末端側からグルコースを解離するエキソ型加水分解酵素である。この酵素は植物におけるデンプン代謝や動物の消化作用ならびにグリコーゲン代謝に関与し、糖質代謝系において重要な役割を果たしている。中でもヒト小腸における糖吸収を制御することから、その阻害剤については多くの研究が為されており、高血糖症状を原因とする糖尿病、高脂血症、肥満などの予防や治療において有効とされる。
　一般に糖質加水分解酵素は２つのグルタミン酸またはアスパラギン酸残基を有し、一方のカルボン酸側鎖が基質となる糖鎖と水素結合を行い、もう一方のカルボン酸側鎖がアノマー位に求核攻撃を行うことで酵素－基質複合体が形成される。Ｏ－アシルグリコシド複合体は速やかに加水分解され、生成物である単糖が遊離される。この作用機序を基に多くの糖加水分解酵素阻害剤が設計、開発されており、かかる阻害剤としては例えば、α－グルコシダーゼと高い親和性を有するミグリトールやボグリボースなどの糖アナログが挙げられる。
　糖鎖関連酵素の阻害剤は、糖鎖機能の研究においてその有用性を指摘されている。糖鎖機能を詳細に研究するためには、特定糖鎖遺伝子のノックアウトアニマルを作成するのが研究の主流となってきているが、特定の糖鎖修飾に関わる複数の遺伝子を同時にノックアウトすることは非常に困難である。また、より還元末端側の糖転移酵素をノックアウトする方法も考えられるが、それにより別の合成経路を遮断する可能性があり、特定の糖鎖の機能を解明するのは難しい。そこで糖鎖関連酵素の阻害剤を用いることで、特定の糖鎖の修飾を阻害することが可能となる。
　したがって、好ましい態様において、本発明の阻害剤は糖鎖関連酵素を阻害するものである。糖鎖関連酵素としては、例えばシアリルトランスフェラーゼ、フコシルトランスフェラーゼなどの糖転移酵素、α－グルコシダーゼ、β―ガラクトシダーゼなどの糖加水分解酵素、などが挙げられる。中でも糖質の代謝系において重要な役割を果たしているα－グルコシダーゼが好ましい。
　本発明には、酵素阻害活性を有する新規な化合物である、以下の式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式中、Ｘ－ＮＨ２はアミノ糖であり、
Ｓｐ１は、原子数ｋが７であるスペーサー基であり、
Ｓｐ２は、原子数ｌが１であるスペーサー基であり、
スペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基ＲＸによって置換されていてもよく、
ＲＸは、互いに独立して同一または異なり、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、また、２以上のＲＸが一緒になって環状構造を形成してもよく、
ｍおよびｎは、それぞれ互いに独立して０～４の整数であり、
置換基ＲＡは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）、からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、複数存在する場合には互いに独立して同一または異なってもよく、置換基ＲＢは置換基ＲＡと同一の意味を有する、
で表される化合物もまた包含される。
　上記化合物のうち、好ましくは、アミノ糖がバリオールアミンである場合であり、中でもさらに好ましくは、阻害剤側のベンゼンがパラ位で置換され、カルボキシル基側のベンゼンがメタ位で置換されている場合である。さらにより好ましくは、さらにｋが７であり、ｌが１である場合である。
　さらに合成の簡便さ、阻害活性の変化の大きさなどの観点から、最も好ましくは以下の式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 で表される化合物（ＰＧＩ）である。
　本発明の化合物および阻害剤は、光に応答して阻害活性を可逆的に変化させるものである。したがって本発明には、酵素、該酵素の基質、および該酵素の阻害活性を有する阻害活性部位Ｘ－ＮＨ２を含む上記阻害剤を接触させること、および前記阻害剤に紫外線および／または可視光を照射することを含む、酵素基質反応の調節方法もまた含まれる。
　本発明の方法に用いられる酵素は特に限定されない。したがって本発明の阻害剤の阻害活性部位Ｘ－ＮＨ２で機能が阻害される限り、いかなる酵素を用いてもよい。本発明の化合物もまた、使用する酵素を阻害することが出来る限り、特に限定されない。基質として用いられるものは、酵素に依存して変化し得るが、選択した特定の酵素の基質であれば何でもよい。
　本発明の方法は、酵素および基質を含む組成物に、本発明の阻害剤を接触させることを含む。本発明の阻害剤は前記酵素に対する阻害活性を有しているため酵素基質反応に対して阻害活性を発揮することになる。本発明の方法は、さらに前記阻害剤に紫外線および／または可視光を照射することを含む。
　本発明の方法の一態様において、阻害剤が活性型である場合、紫外線を照射することにより不活性型に変換することが可能である。逆に阻害剤が不活性型である場合には、可視光の照射により活性型に変換することが可能である。したがって、酵素基質反応を進行させたい場合には紫外線を照射し、逆に進行を止めたい場合は可視光を照射することで酵素基質反応を調節することが可能となる。
　以下の実施例は本発明について、さらに具体的に説明するものであり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。当業者として通常の知識および技術を有するものは、本発明の精神を逸脱しない範囲で、下記実施例で示された態様に多様な改変を行うことができるが、かかる改変された態様も本発明に含まれる。
例１：ボグリボース誘導体の合成
　以下のスキームにしたがってバリオールアミンを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
試薬および条件：
ａ）アリルアルコール、ＢＦ３・ＯＥｔ２、ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、０℃から室温、１２時間
ｂ）Ｅｔ３Ｎ－ＭｅＯＨ－Ｈ２Ｏ（１：２：１）、室温、１２時間
ｃ）２－ナフトアルデヒド、ＤＬ－１０－ＣＳＡ、ＨＣ（ＯＭｅ）３－ＣＨ３ＣＮ（１：１０）、還流、２４時間
ｄ）ＮａＨ、ＤＭＦ、０℃、２０分、その後ＢｎＢｒ、Ｂｕ４ＮＩ、室温、１２時間
ｅ）ＮｉＣｌ２(ｄｐｐｐ)、Ｅｔ３Ａｌ、トルエン、室温、１２時間
ｆ）ＭｅＭｇＢｒ、ＴＨＦ、０℃から室温、２４時間
ｇ）ＩＢＸ、ＤＭＳＯ、室温、１２時間
ｈ）ＫＨＭＤＳ、トルエン、－８０℃、４時間
ｉ）ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ、ＮａＨ２ＣＯ３、ＭｅＯＨ、室温、１時間
ｊ）Ｚｎ、ＮＨ４Ｃｌ、ＥｔＯＨ、室温、５時間
ｋ）Ｂｏｃ２Ｏ、Ｅｔ３Ｎ、ＴＨＦ、０℃から室温、２時間
ｌ）ＤＩＢＡＬ－Ｈ、トルエン、０℃から室温、１２時間
ｍ）ＮａＨ、ＴＨＦ、０℃、２０分、その後１－ブロモ－５－ヘキシン、Ｂｕ４ＮＩ、室温、１６時間
ｎ）ＤＤＱ、ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ－ＭｅＯＨ、室温、２４時間
（１）化合物２の合成
１、２－ジクロロエタン（１００ｍＬ）に（Ｒ）－Ｄ－グルコースペンタアセテート（７．８ｇ、２０ｍｍｏｌ）、アリルアルコール（３．０ｍＬ）を加え、氷冷下で三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体（４．０ｍＬ）を加えた。氷冷下で３０分撹拌した後に室温に昇温し、１２時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（５０ｍＬ）を加え、反応を停止した後に分配した。有機層を蒸留水（５０ｍＬ）、飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄した。併せた水層を酢酸エチル（１００ｍＬ）で抽出し、有機層をジクロロメタン層と併せ無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をエタノール－ヘキサンより結晶化を行うことで化合物２（５．９ｇ、７２％）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 2.01, 2.04, 2.06, 2.10 (各 3H, s, -CH3C=O), 3.70 (1H, ddd, J = 9.6, 4.8, 2.0 Hz, C5), 4.10 (1H, ddt, J = 13.2, 6.0, 1.5 Hz, -CHAHBCH=CH2), 4.16 (1H, dd, J = 12.4, 2.0 Hz, C6), 4.28 (1H, dd, J = 12.4, 4.8 Hz, C6), 4.35 (1H, ddt, J = 14.0, 4.8, 1.6 Hz, -CHAHBCH=CH2), 4.57 (1H, d, J = 8.0 Hz, C1), 5.04 (1H, dd, J = 8.0, 9.4 Hz, C2), 5.11 (1H, t, J = 9.6 Hz, C3), 5.22 (1H, dd, J = 10.4, 1.4 Hz, -CH=CHcisH), 5.22 (1H, t, J = 9.6 Hz, C4), 5.31 (1H, dd, J = 17.6, 1.4 Hz, -CH=CHtransH), 5.86 (1H, dddd, J = 17.6, 10.0, 6.0, 4.8 Hz, -CH=CH2)
（２）化合物４の合成
　化合物２（４．５５ｇ、１０．５ｍｍｏｌ）をトリエチルアミン－メタノール－水（１：２：１、４０ｍＬ）混合溶媒に溶解させ、室温で１２時間撹拌した。減圧下に溶媒を留去したのちに残渣をアセトニトリル－オルトギ酸トリメチル（１０：１、４５ｍＬ）に溶解させた。この溶液に２－ナフトアルデヒド（２．５０ｇ）、ＤＬ－１０－カンファースルホン酸（８５ｍｇ）を加え、２４時間加熱還流した。反応溶液を室温まで冷却し、２時間撹拌した後に不溶物を濾過にて除去した。減圧下溶媒を留去した。残渣をクロロホルム‐ヘキサンより結晶化を行うことで化合物４（２．７７ｇ、８４％）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 2.62, 2.79 (各 1H, brd, J = 5.6 Hz, -OH), 3.54 (1H, dt, J = 5.6, 9.6 Hz, C3)), 3.60 (1H, ddd, J = X, Y, Z Hz), 3.66 (1H, t, J = 9.2 Hz, C4), 3.88 (1H, t, J = 9.6 Hz), 3.90 (1H, dt, J = 5.6, 9.2 Hz, C2), 4.19 (1H, ddt, J = 12.8, 6.4, 1.5 Hz, -CHAHBCH=CH2), 4.40-4.46 (2H, m), 4.51 (1H, d, J = 8.0 Hz, C1), 5.29 (1H, ddt, J = 10.4, 1.5, 1.5 Hz, -CH=CHcisH), 5.38 (1H, ddt, J = 17.2, 1.5, 1.5 Hz, -CH=CHtransH), 5.73 (1H, s, -OCHArO-), 5.98 (1H, dddd, J =17.2, 10.4, 6.4, 5.2 Hz, -CH=CH2), 7.49-7.53 (2H, m, -Ar), 7.62 (1H, dd, J =8.4, 2.0 Hz, -Ar), 7.84-7.90 (3H, m, -Ar), 8.00 (1H, s, -Ar)
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 134.33, 133.77, 133.53, 132.92, 128.39, 128.22, 127.70, 126.50, 126.21, 125.87, 118.29, 102.19, 101.98, 80.64, 74.54, 73.20, 70.63, 68.74, 66.43.
（３）化合物５の合成
　化合物４（５２０．９ｍｇ、１．５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（２０ｍＬ）、水素化ナトリウム（５５％、２６５ｍｇ）を加え、氷冷下２０分撹拌した。この溶液に臭化ベンジル（１．２ｍＬ、８．５ｍｍｏｌ）とヨウ化テトラｎ－ブチルアンモニウム（３３ｍｇ）を加え、室温に昇温し１２時間撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液（３０ｍＬ）を加え反応を停止し、酢酸エチル（３０ｍＬ）で３回抽出した。有機層を飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をエタノール－ヘキサンより結晶化を行うことで化合物５（６７４ｍｇ、９８％） を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 3.42-3.49 (1H, m), 3.53 (1H, t, J = 8.2 Hz), 3.72-3.81 (2H, m), 3.85 (1H, t, J = 10.4 Hz), 4.18 (1H, ddt, J = 12.8, 6.0, 1.2 Hz), 4.40 (1H, q, J = 6.0 Hz), 4.43 (1H, ddt, J = 12.8, 6.0, 1.2 Hz), 4.58 (1H, d, J = 7.6 Hz), 4.79 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.83 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.93 (2H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.23 (1H, ddt, J = 10.6, 1.2, 1.2 Hz, -CH=CHcisH), 5.36 (1H, ddt, J =17.2, 1.2, 1.2 Hz, -CH=CHtransH), 5.73 (1H, s, -OCHArO-), 5.97 (1H, ddt, J = 17.2, 10.6, 5.4 Hz, -CH=CH2), 7.25-7.38 (10H, m, -Ar), 7.47-7.51 (2H, m, -Ar), 7.59 (1H, dd, J = 8.8, 1.6 Hz, -Ar), 7.83-7.87 (3H, m, -Ar), 7.98 (1H, s, -Ar)
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 66.1, 68.9, 70.8, 75.1, 75.4, 80.9, 81.6, 82.2, 101.4, 103.3, 117.6, 123.7, 125.5, 126.1, 126.4, 127.6, 127.7, 128.0, 127.99, 128.16, 128.29, 128.34, 128.4, 133.0, 133.6, 133.8, 134.7
（４）化合物８の合成
　化合物５（４７６ｍｇ、１．５ｍｍｏｌ）をトルエン（１０ｍＬ）に溶解させ、トリエチルアルミニウム－１．０Ｍトルエン溶液（５ｍＬ，５ｍｍｏｌ）、ジクロロ（ジフェニルホスフィノプロパン）ニッケル（２０ｍｇ）を加え、氷冷下１時間撹拌した。反応溶液を室温に昇温し、１２時間撹拌後、再度氷冷し、飽和酒石酸ナトリウムカリウム（２０ｍＬ）を加え、１２時間撹拌した。有機層と水層を分離し、水層を酢酸エチルで２回抽出した。有機層を飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をテトラヒドロフラン（２０ｍＬ）に溶解させ、臭化メチルマグネシウム（５．０ｍＬ，５．０ｍｍｏｌ）を氷冷下加えた。反応溶液を３０分撹拌し、室温に昇温した後に２４時間撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液（３０ｍＬ）を加え反応を停止し、酢酸エチル（３０ｍＬ）で３回抽出した。有機層を飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をジメチルスルホキシド（２５ｍｌ）に溶解させ、２－ヨードキシ安息香酸（５３０ｍｇ、２．０ｍｍｏｌ）を加え、１２時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（５０ｍＬ）を加え反応を停止した後に分配した。有機層を蒸留水（５０ｍＬ）、飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄した。併せた水層を酢酸エチル（１００ｍＬ）で抽出し、有機層をジクロロメタン層と併せ無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝５：１）により精製し化合物８（３１５ｍｇ、６１％）を得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 2.21 (3H, s), 3.81 (1H, d, J = 15.9 Hz), 4.22 (1H, d, J = 15.9 Hz), 4.28 (2H, s), 4.69 (1H, s), 4.79 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.83 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.93 (2H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.90 (1H, s, -OCHArO-), 7.25-7.38 (10H, m, -Ar), 7.47-7.51 (2H, m, -Ar), 7.59 (1H, dd, J = 8.8, 1.6 Hz, -Ar), 7.83-7.87 (3H, m, -Ar), 7.98 (1H, s, -Ar)
（５）化合物９の合成
　化合物８（３２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）をトルエン（３ｍＬ）に溶解させ、カリウムヘキサメチルジシラジド（０．１ｍｍｏｌ）を－８０℃にて加え４時間撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液（５ｍＬ）を加え反応を停止し、酢酸エチル（１０ｍＬ）で３回抽出した。有機層を飽和食塩水（２０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝５：１）により精製し化合物９（２４ｍｇ、８０％）を得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 2.21 (1H, d, J = 14.4 Hz), 2.63 (1H, dd, J = 14.4, 1.2 Hz), 3.44 (1H, d, J = 11.7 Hz), 3.99 (1H, d, J = 11.7 Hz), 4.13 (1H, t, J = 9.9 Hz), 4.32 (1H, d, J = 9.9 Hz), 4.47 (1H, dd, J = 9.9, 1.2 Hz), 4.85 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.88 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.06 (2H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.90 (1H, s, -OCHArO-), 7.25-7.38 (10H, m, -Ar), 7.47-7.51 (2H, m, -Ar), 7.59 (1H, dd, J = 8.8, 1.6 Hz, -Ar), 7.83-7.87 (3H, m, -Ar), 7.98 (1H, s, -Ar)
（６）化合物１２の合成
　化合物９（１５６ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）をメタノール（２０ｍｌ）に溶解させ、炭酸水素ナトリウム（８６０ｍｇ、１０ｍｍｏｌ）、ヒドロキシルアミン塩酸塩（３９０ｍｇ、５．６ｍｍｏｌ）を加え、６時間撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍＬ）を加え反応を停止し、酢酸エチル（２０ｍＬ）で３回抽出した。有機層を飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をエタノール（１０ｍＬ）に溶解させ、塩化アンモニウム（５４０ｍｇ、１０ｍｍｏｌ）、亜鉛粉末（６５０ｍｇ、１０ｍｍｏｌ）を加え、５時間撹拌した。不溶物を除去し、溶媒を減圧下留去した。残渣をテトラヒドロフラン（２０ｍＬ）に溶解させ、トリエチルアミン（１．０ｍＬ，７．２ｍｍｏｌ）、ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ジカーボネート（４３６ｍｇ、２．０ｍｍｏｌ）を氷冷下加え２時間撹拌した。減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝４／１）により精製し化合物１２（１３０ｍｇ、６５％） を得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 1.41 (9H, s), 2.35 (1H, d, J = 14.4 Hz), 2.53 (1H, dd, J = 14.4, 1.2 Hz), 3.44 (1H, d, J = 11.7 Hz), 3.99 (1H, d, J = 11.7 Hz), 4.13 (1H, t, J = 9.9 Hz), 4.32 (1H, d, J = 9.9 Hz), 4.47 (1H, dd, J = 9.9, 1.2 Hz), 4.85 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.88 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.06 (2H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.90 (1H, s, -OCHArO-), 6.13 (1H, br), 7.25-7.38 (10H, m, -Ar), 7.47-7.51 (2H, m, -Ar), 7.59 (1H, dd, J = 8.8, 1.6 Hz, -Ar), 7.83-7.87 (3H, m, -Ar), 7.98 (1H, s, -Ar)
（７）化合物１３の合成
　化合物１２（３０５ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）をトルエン（１０ｍＬ）に溶解させ、水素化ジイソブチルアルミニウム（１．０ｍＬ，１．０ｍｍｏｌ）を加え、氷冷下３時間撹拌した。反応溶液を室温に昇温し、１２時間撹拌後、再度氷冷し、飽和酒石酸ナトリウムカリウム（２０ｍＬ）を加え、１２時間撹拌した。有機層と水層を分離し、水層を酢酸エチル（２０ｍＬ）で２回抽出した。有機層を飽和食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝３／１）により精製し化合物１３（２７１ｍｇ、９０％）を得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 1.41 (9H, s), 2.11 (1H, d, J = 14.4 Hz), 2.43 (1H, dd, J = 14.4, 1.2 Hz), 3.32 (1H, d, J = 11.7 Hz), 3.86 (1H, d, J = 11.7 Hz), 4.09 (1H, t, J = 9.9 Hz), 4.25 (1H, d, J = 9.9 Hz), 4.51 (1H, dd, J = 9.9, 1.2 Hz), 4.88 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.89 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.03 (2H, s), 5.06 (2H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 6.13 (1H, br), 7.25-7.38 (10H, m, -Ar), 7.47-7.51 (2H, m, -Ar), 7.59 (1H, dd, J = 8.8, 1.6 Hz, -Ar), 7.83-7.87 (3H, m, -Ar), 7.98 (1H, s, -Ar).
（８）化合物１４の合成
　化合物１３（２０５ｍｇ、０．３３ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（５ｍＬ）、水素化ナトリウム（５５％、４０ｍｇ）を加え、氷冷下２０分撹拌した。この溶液に１－ブロモ‐５‐ヘキシン（１４５ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）とヨウ化テトラｎ－ブチルアンモニウム（２０ｍｇ）を加え、室温に昇温し１６時間撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍＬ）を加え反応を停止し、酢酸エチル（１０ｍＬ）で３回抽出した。有機層を飽和食塩水（２０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝９／１）により精製し化合物１４（２１５ｍｇ、９０％）を得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 1.31 (2H, qui, J = 7.1 Hz), 1.41 (9H, s), 2.11 (1H, d, J = 14.4 Hz), 2.17 (1H, brs), 2.43 (1H, dd, J = 14.4, 1.2 Hz), 2.51 (2H, t, J = 7.1 Hz), 3.32 (1H, d, J = 11.7 Hz), 3.63 (2H, t, J = 7.1 Hz), 3.86 (1H, d, J = 11.7 Hz), 4.09 (1H, t, J = 9.9 Hz), 4.25 (1H, d, J = 9.9 Hz), 4.51 (1H, dd, J = 9.9, 1.2 Hz), 4.88 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 4.89 (1H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 5.03 (2H, s), 5.06 (2H, d, J = 11.2 Hz, -ArCHAHB), 6.13 (1H, br), 7.25-7.38 (10H, m, -Ar), 7.47-7.51 (2H, m, -Ar), 7.59 (1H, dd, J = 8.8, 1.6 Hz, -Ar), 7.83-7.87 (3H, m, -Ar), 7.98 (1H, s, -Ar).
（９）化合物１５の合成
　化合物１４（２０２ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）を１，２－ジクロロエタン－メタノール混合溶媒（９：１，１０ｍＬ）に溶解させ、２，３－ジクロロ－５，６－ジシアノ－１，４－ベンゾキノンを加え、２４時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え反応を停止した後に分配した。有機層を蒸留水（１０ｍＬ）、飽和食塩水（１０ｍＬ）で洗浄した。併せた水層を酢酸エチル（２０ｍＬ）で抽出し、有機層をジクロロエタン層と併せ無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル）により精製し化合物１５（７６ｍｇ、８１％）を得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 1.37 (2H, qui, J = 7.1 Hz), 1.40 (9H,s), 2.15 (1H, d, J = 14.4 Hz), 2.18 (1H, brs), 2.33 (1H, dd, J = 14.4, 1.2 Hz), 2.59 (2H, t, J = 7.1 Hz), 3.26 (1H, d, J = 11.7 Hz), 3.60 (2H, t, J = 7.1 Hz), 3.99 (1H, d, J = 11.7 Hz), 4.08 (1H, t, J = 9.9 Hz), 4.23 (1H, d, J = 9.9 Hz), 4.49 (1H, dd, J = 9.9, 1.2 Hz), 5.27 (2H, br).
例２：置換アゾベンゼンの合成
　以下のスキームにしたがってアゾベンゼン部位を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
試薬および条件：
ａ）ブロモ酢酸ｔｅｒｔ－ブチル、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、Ｋ３ＰＯ４、ＴＨＦ－Ｈ２Ｏ（１０：１）、室温、２０時間
ｂ）Ｚｎ、ＮＨ４Ｃｌ、２－メトキシエタノール、室温、５時間
ｃ）ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ、ＥｔＯＨ、０℃、１時間
ｄ）ＮａＮ３、ＣｕＩ、Ｄ－プロリン、ＮａＯＨ、ＤＭＳＯ、９０℃、２４時間
ｅ）ＡｃＯＨ、室温、２日
ｆ）トリフルオロ酢酸、ＣＨ２Ｃｌ２、室温、３６時間
（１）化合物１７の合成
　３‐ニトロフェニルボロン酸（１．６７ｇ、１０ｍｍｏｌ）、ブロモ酢酸ｔｅｒｔ－ブチル（１．８０ｇ、１１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン‐水混合溶媒（１０：１，５５ｍＬ）に溶解させ、リン酸カリウム（５．０ｇ）を加えた後に凍結脱気を行った。この混合物に酢酸パラジウム（１００ｍｇ）を加え、２０時間撹拌した。不溶物を濾過にて除去し、濾液をヘキサン（１００ｍＬ）にて抽出した。有機層を水（５０ｍＬ）、飽和食塩水（５０ｍＬ）にて洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝９／１）により精製し化合物１７（１．９０ｇ、８２％）を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 1.48 (9H, s), 3.66 (2H, s), 7.42 (1H, dt, J = 7.6, 1.2 Hz), 7.50 (1H, dt, J = 1.2, 7.6 Hz), 7.83 (1H, brt), 7.85 (1H, brs)
（２）化合物１９の合成
　化合物１７を２－メトキシエタノールに溶解させ、塩化アンモニウム、亜鉛粉末を加え、５時間撹拌した。不溶物を除去し、溶媒を減圧下留去した。残渣にエタノール、水、塩化鉄六水和物を加え、氷‐食塩浴にて１時間撹拌し、酢酸エチルで２回抽出した。有機層を水、飽和食塩水にて洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥、濾過の後に減圧下溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝６／１）により精製し化合物１９（１８５ｍｇ、６０％） を得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) = 1.48 (9H, s), 3.66 (2H, s), 7.42 (1H, dt, J = 7.6, 1.2 Hz), 7.50 (1H, dt, J = 1.2, 7.6 Hz), 7.83 (1H, brt), 7.85 (1H, brs)
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ (ppm) 170.52, 152.78, 135.82, 133.83, 129.12, 123.40, 121.80, 81.07, 42.48, 28.05
（３）化合物２１の合成
　化合物２０（２２０ｍｇ、１ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド（１０ｍｌ）に溶解させ、Ｄ－プロリン（１２ｍｇ）、水酸化ナトリウム、ヨウ化銅（Ｉ）（２０ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）、アジ化ナトリウム（６５ｍｇ、１ｍｍｏｌ）を加え、９０℃で２４時間撹拌した。反応溶液を室温に冷却した後に、ヘキサンで抽出した。ヘキサン層を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し（溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝４／１）、化合物２１（１０５ｍｇ、７３％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz) δ (ppm) 3.63 (2H, brs), 6.69 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.86 (2H, d, J = 8.8 Hz),
（４）化合物２２の合成
　化合物１９と、化合物２１を酢酸（１０ｍＬ）に溶解させ、室温で４８時間撹拌した。溶媒を減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝３／１）により精製し化合物２２（１６５ｍｇ、７５％）を得た。
1H-NMR (CDCl3, 400 MHz) δ (ppm) 1.47 (9H, s), 3.66 (2H, s), 6.69 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.86 (2H, d, J = 8.8 Hz), 7.42 (1H, dt, J = 7.6, 1.3 Hz), 7.50 (1H, dt, J = 7.6, 1.3 Hz), 7.83 (1H, brt), 7.85 (1H, brs). 
例３：フォトクロミック阻害性化合物ＰＧＩの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 試薬および条件：
ａ）ＣｕＩ、Ｅｔ３Ｎ－ＭｅＯＨ
ｂ）Ｋ２ＣＯ３、ＭｅＯＨ
ｃ）ＫＯＨ、Ｈ２Ｏ
　化合物１５（３７ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）と化合物２２（２８ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）をメタノール‐トリエチルアミン混合溶媒（９：１、２ｍＬ）に溶解させ、ヨウ化銅（Ｉ）（１．９ｍｇ、０．０１ｍｍｏｌ）を加え、室温で４８時間撹拌した。溶媒を留去し、残渣をメタノール（４ｍＬ）に溶解させた。炭酸カリウム（１３８ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）を加え、２４時間加熱撹拌した。室温に冷却した後に水（４ｍＬ）を加え、２時間撹拌した。不溶物を濾別し、溶媒を減圧下に留去し、残渣を薄層クロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝９／１）で精製し、ＰＧＩ（２９ｍｇ、５５％）得た。
1H-NMR (CDCl3) δ 1.39 (2H, qui, J = 7.0 Hz), 2.19 (1H, d, J = 14.4 Hz), 2.31 (1H, dd, J = 14.4, 1.2 Hz), 2.54 (2H, t, J = 7.1 Hz), 3.23 (1H, d, J = 11.7 Hz), 3.58 (2H, t, J = 7.1 Hz), 3.56 (2H, s), 3.81 (1H, d, J = 11.7 Hz), 4.08 (1H, t, J = 9.9 Hz), 4.23 (1H, d, J = 9.9 Hz), 4.49 (1H, dd, J = 9.9, 1.2 Hz), 6.72 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.94 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.97 (1H,s), 7.35 (1H, dt, J = 7.6, 1.3 Hz), 7.50 (1H, dt, J = 7.6, 1.3 Hz), 7.87 (1H, brt), 7.89 (1H, brs).
例４：ＰＧＩによるα－グルコシダーゼ阻害活性試験
　１０ｍｌバイアル中に１００ｍＭのリン酸バッファー２８００μｌを加え、それに５０ｍＭの（４－ニトロフェニル）－α－Ｄ－グルコピラノシド（ＰＮＰ－Ｄ－グルコース）１００μｌ（５．０μｍｏｌ）を加えたものをコントロールとした。そのコントロール溶液に対しα－グルコシダーゼ（酵母由来、２．４Ｕ／ｍｌ）を１００μｌ加え、３７℃で５時間インキュベートした。反応溶液を氷冷し、５０ｍＭの炭酸ナトリウム緩衝液にて反応を停止した。同様の反応を、コントロール溶液のリン酸バッファー１００μｌに代えてトランス－ＰＧＩ、シス－ＰＧＩ、トランス－ＰＧＩメチルエステル、シス－ＰＧＩメチルエステルをそれぞれ１００μｌ（０．５ｍＭ、０．０５μｍｏｌ）加えて行った。
　ＰＮＰ－Ｄ－グルコースは、α－グルコシダーゼにより分解され、グルコースとｐ－ニトロフェノールとに分解される。このｐ－ニトロフェノールの生成量は、波長４００ｎｍの吸光度を測定することにより算出可能であることが知られており、かかる吸光度を測定することでα－グルコシダーゼによる酵素基質反応の進行を評価することが出来る。そこで反応溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定し、４００ｎｍの吸光度を比較した。結果を図１に示す。
　シス－ＰＧＩは、コントロールとほぼ同じ程度の吸光度を示し、α－グルコシダーゼ阻害剤としての活性が低いことが分かった。それに対してトランス－ＰＧＩは、吸光度がコントロールの１／５程度にまで低下しており、シス異性体と比較しても１／４以下にまで低下していることから、α－グルコシダーゼに対して高い阻害活性を有する化合物であることが分かった。
　一方、ＰＧＩのメチルエステルでは、シス異性体およびトランス異性体は同程度の吸光度であり、シス－ＰＧＩのものよりも低くトランス－ＰＧＩよりも高い吸光度を示したことから、α－グルコシダーゼ阻害活性は、シス－ＰＧＩよりも高く、トランス－ＰＧＩよりも低いが、異性体間ではほとんど差がないことが分かった。
　以上のことから、ＰＧＩはシス、トランス異性体間で顕著な阻害活性の変化を示し、ＰＧＩメチルエステルではシス、トランス異性体間で阻害活性に差が見られなかったことから、ＰＧＩの異性体間の阻害活性変化はカルボン酸部位の存在によるものであることが推測された。
例５：ＰＧＩのリアルタイムな阻害活性変化
　例４で用いた組成と同様の組成の溶液を用いて、反応開始後３時間および６時間の時点で光照射を行い、吸光度の変化を１時間ごとに観察した。シス異性体およびトランス異性体の阻害剤添加群はそれぞれ３群に分け、トランス異性体を添加した群では光未照射群、紫外光照射群および紫外可視光照射群とし、シス異性体を添加した群では光未照射群、可視光照射群および紫外可視光照射群とした。結果を図２に示す。
　シス異性体添加群については、最初の３時間は３群とも吸光度がコントロール群と同様に上がっていったが、３時間後以降、すなわち１回目の光照射後から、可視光および紫外可視光照射群についてはほとんど吸光度が変化しなくなった。６時間後以降、すなわち２回目の光照射後には、可視光照射群については依然として吸光度変化がほとんど見られなかったものの、紫外可視光照射群については再び吸光度が上昇し始めた。
　トランス異性体添加群については、最初の３時間は３群とも吸光度がほとんど変化しなかったが、３時間後以降、すなわち１回目の光照射後から、紫外光および紫外可視光照射群については吸光度が上昇し始めた。６時間後以降、すなわち２回目の光照射後には、紫外光照射群については吸光度が引き続き上昇し続けたものの、紫外可視光照射群については再び吸光度がほとんど変化しなくなった。
　以上のことから、シス異性体は元々阻害活性を有しないが、紫外線の照射により阻害活性を有するようになり、その後可視光の照射で再び活性を失うことが分かった。逆にトランス異性体は元々阻害活性を有するが、可視光の照射で阻害活性を失い、その後紫外線の照射で再び活性を取り戻すことが分かった。したがってＰＧＩの不活性型（シス異性体）は紫外線への曝露で活性型（トランス異性体）に変化し、活性型は可視光への曝露で不活性型に変化することが推測された。
例６：ＩＣ ５０ の算出
　トランス－ＰＧＩおよびシス－ＰＧＩについて半数阻害濃度を求めた。簡潔には、例４と同様の条件で、それぞれの阻害剤の濃度を変化させたものにつき阻害率を計算した。算出した阻害率を縦軸に、阻害剤濃度の対数を横軸にプロットし、阻害曲線を求め、そこからＩＣ５０値を計算した。結果を図３に示す。
　図３に示した阻害曲線からＩＣ５０値を計算すると、トランス－ＰＧＩのＩＣ５０は１．５μＭであり、シス－ＰＧＩのＩＣ５０は１．４ｍＭであった。したがって、α－グルコシダーゼに対する阻害活性については、トランス－ＰＧＩはシス－ＰＧＩよりも約１０００倍強い活性を有していることが推測された。
　以上述べたとおり、本発明の阻害剤は光に応答して酵素に対する阻害活性を変化させるものであり、それにより酵素基質反応を光によって制御できることがわかる。したがって、例えば糖代謝反応など、本願発明の阻害剤によって阻害可能な酵素が関わる生体反応を光により制御可能であり、様々な機能性分子の生体内機能の解明などにも貢献できる。また、本発明の阻害剤の設計思想は特定の分子に特異的なものではないため、阻害活性部位を様々に変化させることで多種の光応答性阻害剤を提供可能である。

Claims (9)

  1. 　下記一般式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、Ｘ－ＮＨ２は、アミノ基を有する阻害活性部位であり、
    Ｓｐ１は、原子数ｋが１～１０であるスペーサー基であり、
    Ｓｐ２は、原子数ｌが１～１０であるスペーサー基であり、
    ここでｋ＋ｌは、８～２０であり、
    スペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基ＲＸによって置換されていてもよく、
    ＲＸは、互いに独立して同一または異なり、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、また、２以上のＲＸが一緒になって環状構造を形成してもよく、
    ｍおよびｎは、それぞれ互いに独立して０～４の整数であり、
    置換基ＲＡは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）、からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、複数存在する場合には互いに独立して同一または異なってもよく、
    置換基ＲＢは置換基ＲＡと同一の意味を有する、
    で表される化合物を含む、酵素阻害剤。
  2. 　紫外線への曝露に応答して不活性型に変化し、可視光への曝露または加熱により活性型に変化することを特徴とする、請求項１に記載の酵素阻害剤。
  3. 　阻害活性部位が、アミノ糖である、請求項１または２に記載の酵素阻害剤。
  4. 　ｋが、７であり、ｌが、１である請求項１～３のいずれか一項に記載の酵素阻害剤。
  5. 　酵素が、α－グルコシターゼである請求項１～４のいずれか一項に記載の酵素阻害剤。
  6. 　下記一般式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式中、Ｘ－ＮＨ２はアミノ糖であり、
    Ｓｐ１は、原子数ｋが７であるスペーサー基であり、
    Ｓｐ２は、原子数ｌが１であるスペーサー基であり、
    スペーサー基Ｓｐ１およびＳｐ２中に存在する水素原子は、互いに独立して１または２以上の置換基ＲＸによって置換されていてもよく、
    ＲＸは、互いに独立して同一または異なり、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基およびカルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状のアルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、また、２以上のＲＸが一緒になって環状構造を形成してもよく、
    ｍおよびｎは、それぞれ互いに独立して０～４の整数であり、
    置換基ＲＡは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基、アルキルアミノ基およびアルコキシ基、ならびに－Ｙ１－ＳｉＺ１Ｚ２Ｚ３基、－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｚ１Ｚ２基および－Ｙ１－ＳｉＹ２Ｙ３Ｚ１基（ここで、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、炭素数１～２０の直鎖状または分枝状の、アルキル基またはアルキレン基を表し、Ｚ１～Ｚ３は、それぞれ互いに独立して同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子または炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基を表す）、からなる群より選ばれる１種または２種以上の置換基であり、複数存在する場合には互いに独立して同一または異なってもよく、
    置換基ＲＢは置換基ＲＡと同一の意味を有する、
    で表される化合物。
  7. 　アミノ糖が、バリオールアミンである、請求項６に記載の化合物。
  8. 　以下の式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     で表される、請求項６または７に記載の化合物。
  9. 　酵素、該酵素の基質、および該酵素の阻害活性を有する阻害活性部位Ｘ－ＮＨ２を含む請求項１～５に記載の阻害剤を接触させること、および前記阻害剤に紫外線および／または可視光を照射することを含む、酵素基質反応の調節方法。
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