WO2023219136A1 - ペプチド結合加水分解酵素検出用蛍光プローブ - Google Patents

ペプチド結合加水分解酵素検出用蛍光プローブ Download PDF

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泰照 浦野
徹 小松
優 鏡味
眞伍 坂本
貴文 笠井
力也 渡邉
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国立大学法人 東京大学
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Definitions

  • the research group of the present inventors has so far detected enzymes in the blood at the single molecule level and performed activity-based profiling using a group of fluorescent probes for detecting enzyme activity that are compatible with microdevices. We have found a relationship.
  • R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, the above-mentioned water-soluble substituent, or a carbon number 1-6 having the above-mentioned water-soluble substituent; is an alkyl group;
  • R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, the above-mentioned water-soluble substituent, or a carbon number 1-6 having the above-mentioned water-soluble substituent; is an alkyl group;
  • R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, the above-mentioned water-soluble substituent, or a carbon number 1-6 having the
  • R 11 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms having the above water-soluble substituent; (preferably having 1 to 6 carbon atoms) (this alkyl group may be substituted with an aryl group, and the aryl group may be substituted with the water-soluble substituent), or the water-soluble An alkenyl group having a substituent and having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) (this alkenyl group may be substituted with an aryl group, and
  • -CO-R 0 is -Pro-Xaa (Pro is a proline residue, Xaa is an amino acid residue such as glycine, serine, glutamic acid, etc.)
  • Xaa is an amino acid residue such as glycine, serine, glutamic acid, etc.
  • the aryl group may have one or more arbitrary substituents on its ring.
  • substituents include, but are not limited to, an alkoxy group, a halogen atom, an amino group, a mono- or di-substituted amino group, a substituted silyl group, or an acyl group.
  • the aryl group has two or more substituents, they may be the same or different. The same applies to the aryl moiety of other substituents (eg, aryloxy group, arylalkyl group, etc.) containing an aryl moiety.
  • the LogP value of the compound of the present invention should be less than 1.17, 1.16 or less, 1.15 or less, 1.14 or less, 1.13 or less, 1.12 or less, 1.11 or less, or 1.10 or less. is preferably 1.09 or less, 1.08 or less, 1.07 or less, 1.06 or less, 1.05 or less, 1.04 or less, 1.03 or less, or 1.02 or less, more preferably 1.01 or less, 1.0 or less, 0.9 or less, 0.8 or less, 0.7 or less, 0.6 or less, or 0.5 or less (especially preferably 0.46 or less or 0.42 or less) .
  • ring A is an aromatic ring that is phenyl (benzene ring) or a 5- to 6-membered heteroaryl.
  • the 5- to 6-membered heteroaryl is an aromatic heterocycle containing 1 to 3 heteroatoms such as oxygen, nitrogen, sulfur, etc., such as pyrrole, furan, thiophene, imidazole, pyrazole, triazole, pyridine, pyran.
  • R' is a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group, and when there are two or more R's, they may be the same or different.
  • the linker of L an amide can be preferably used from the viewpoint of ease of synthesis, but from the viewpoint of physical properties of the fluorescent probe, any of the above can be used, and preferably a linker having a substituent.
  • An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amide group (more preferably -CONHR' or -CONR' 2 ), or a phenyl group can be used.
  • R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a water-soluble substituent selected from -CO 2 H, -PO 3 H 2 or -SO 3 H, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having the water-soluble substituent.
  • T is a saccharide, a saccharide partial structure, or a saccharide having a self-cleavable linker, and the saccharide partial structure of T, together with the O to which it is attached, forms a saccharide or a part of a saccharide.
  • the saturated or unsaturated 5- to 6-membered carbocyclic group or heterocyclic group an aryl group or a 5- to 6-membered saturated heterocyclic group containing 1 to 2 heteroatoms as ring member atoms is used.
  • the different atoms can be selected from nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms, and in the case of two atoms, they may be the same or different.
  • a non-limiting example of a saturated heterocycle includes a morpholine ring.
  • R 0 or R 10 forms part of an amino acid together with the C ⁇ O to which it is bonded, for example, the carboxyl group in the side chain of the amino acid, such as the above-mentioned ⁇ -glutamyl group
  • Examples include structures in which a group is bonded to -NH 2 to become a carbonyl group, which is part of an amino acid.
  • ** represents a bonding site with a benzene ring.
  • One preferred embodiment of the fluorescent probe of the present invention is a fluorescent probe containing at least one compound represented by the following general formulas (Ia) to (Ie) or a salt thereof.
  • the material of the microdevice is not particularly limited, and examples include glass materials, silicon, plastics containing dendritic polymers or copolymers, and the like.
  • the glass material include soda lime glass, Pyrex (registered trademark) glass, Vycor (registered trademark) glass, and quartz glass.
  • the resin polymer include poly(vinyl chloride), poly(vinyl alcohol), poly(methyl methacrylate), poly(vinyl acetate-co-maleic anhydride), poly(dimethylsiloxane) monomethacrylate, cyclic olefin polymer, Examples include fluorocarbon polymers, polystyrene, polypropylene, polyethyleneimine, and the like.
  • the copolymer include poly(vinyl acetate-co-maleic anhydride), poly(styrene-co-maleic anhydride), poly(ethylene-co-acrylic acid), and derivatives thereof.
  • sealing oil is then dropped to encapsulate the enzyme in the biological sample within the wells of the microdevice.
  • the sealing oil may be any known oil that is normally used for sample encapsulation in microdevices, such as fluorine-based oils (FC-40, etc.), aliphatic hydrocarbons (hexadecane, etc.), and the like.
  • a solution containing a biological sample and compound A (or B) of the present invention is prepared, and the solution is applied to a microdevice. This can be carried out by adding the solution to the solution, enclosing the added solution into each well, incubating the microdevice containing the solution, and then measuring the fluorescence intensity of each well using a fluorescence microscope.
  • UPLC Ultra Performance Liquid Chromatography
  • the intensity is 1087 ⁇ 106 (mean ⁇ standard deviation), and the ratio (periphery/center) is 0.58, and for the compound “Tetra-allyl”, the fluorescence intensity in the central region is 483 ⁇ 33 (mean ⁇ standard deviation).
  • the fluorescence intensity at the periphery was 300 ⁇ 23 (mean value ⁇ standard deviation), and the ratio (periphery/center) was 0.62 (FIG. 6).
  • Glu-sSiR Assay buffer only, (b) 30 ⁇ M Glu-sSiR, (c) 30 ⁇ M Glu-sSiR, and 0.2 ng/mL aminopeptidase A.
  • a solution was prepared and added to each microdevice, followed by sealing the solution into each well by adding sealing oil. After incubating the microdevice containing the solution at 37° C. for 4 hours, the fluorescence intensity of each well was measured using a fluorescence microscope.

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Abstract

本発明は、酵素活性検出法に使用することができる蛍光プローブを提供することを目的とする。本発明によれば、-COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有する一般式(II)で表される化合物又はその塩を含む、加水分解酵素検出用蛍光プローブが提供される。本発明の蛍光プローブはマイクロデバイスを用いた酵素活性検出法において使用できる。

Description

ペプチド結合加水分解酵素検出用蛍光プローブ 関連出願の参照
 本願は、先行する日本国出願である特願2022-79082(出願日:2022年5月12日)の優先権の利益を享受するものであり、その開示内容全体は引用することにより本明細書の一部とされる。
 本発明は、ペプチド結合加水分解酵素検出用蛍光プローブに関する。
 マイクロデバイスを用いた単一酵素レベルの酵素活性検出法は、酵素の個々の生化学パラメータを明らかにすることや、これをレポータータンパク質として用いて特定のタンパク質の存在を高感度に検出する目的などに汎用されてきた。
 本発明者らの研究グループは、これまでに、マイクロデバイス適合性の酵素活性検出蛍光プローブ群を用いて、血中の酵素を1分子レベルで検出・活性に基づくプロファイリングをおこない、疾患との新たな関連性を見出してきた。
 一方、マイクロデバイスを用いた単一酵素レベルの酵素活性検出法では、生体サンプルを十分に希釈してマイクロデバイスに添加することで、1ウェルに1分子以下の酵素が存在するような状態を作ることができ、酵素間で反応性の異なる複数色の蛍光プローブを同時に反応させ、それぞれのウェルでの複数波長における蛍光上昇を測定し、その組み合わせから、ウェルに入っている酵素を特定する、所謂、多色解析も理論的には可能である。
 しかしながら、マイクロデバイスを用いた酵素活性検出法に使用できる蛍光プローブとして、赤色の蛍光を発するプローブ(赤色蛍光プローブ)や、緑色の蛍光を発するプローブ(緑色蛍光プローブ)については、実用的に使用できるものは未だ見出されていない。
 本発明は、酵素活性検出法に使用することができる蛍光プローブを提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明者らは、鋭意検討した結果、ローダミン骨格の化合物に特定の水溶性置換基を導入し、更に当該化合物のLogP値を特定の範囲とすることにより、マイクロデバイスを用いた酵素活性検出法においても使用できる蛍光プローブを提供できることを見出し、本発明を完成した。
 即ち、本発明は、
[1]
 -COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有し、以下の一般式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、
環Aは、フェニル又は5~6員のヘテロアリールである芳香族環であり;
環Q1は、以下の式(i)又は式(ii)の環状構造であり
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、R、R、R及びRは以下で定義される通りである);
環Q2は、以下の式(iii)、式(iv)、式(v)又は式(vi)の環状構造であり
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、R、R、R、R、R、R10及びR11は以下で定義される通りである);
X原子含有環状構造において1で示される結合- - -及び2で示される結合- - -はそれぞれ単結合又は二重結合を表し、但し、両者が同時に二重結合を表すことはなく;
Rは、-COH、-PO、-SOH、-L-COH、-L-PO、-L-SOHからなる群から選択され、ここで、Lはリンカーであり;
nは、0~5の整数であり;
は、芳香族環上に任意に存在する一価の置換基を表し、当該一価の置換基が2以上存在する場合は、同一又は異なっていてもよく、
ここで、Rは、Rが結合する環A上の炭素原子と、環Aが結合するX原子含有環状構造上の炭素原子と、環Aの一部と一緒になって5~6員の炭素環又は複素環を形成してもよく;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルキル基(このアルキル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルケニル基(このアルケニル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)であり、
ここで、R及びRは一緒になってR及びRが結合している窒素原子を含む4~7員の置換基を有していてもよいヘテロシクリルを形成していてもよく、
又はRは、或いは、R及びRの両方は、夫々、R又はRと一緒になって、R又はRが結合している窒素原子を含む5~7員のヘテロシクリル又はヘテロアリールを形成していてもよく、更に該ヘテロシクリル又はヘテロアリールは、炭素数1~6個のアルキル、炭素数2~6個のアルケニル、炭素数2~6個のアルキニル、炭素数6~10個のアラルキル基及び炭素数6~10個のアルキル置換アルケニル基からなる群から選択される置換基を有していてもよく、
これらヘテロシクリル及びヘテロアリールには、前記水溶性置換基が直接又は前記置換基を介して結合していてもよく;
11は、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルキル基(このアルキル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルケニル基(このアルケニル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)であり;
Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、P(=O)R、S(R、Ge(R)(R)、テルル原子又はビスマス原子から選択され、
ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のアリール基であり、
は、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のフェニル基であり、
は、同一又は異なる、置換又は無置換のアリール基であり、
~Rの前記アルキル基、前記アリール基、前記フェニル基は、前記水溶性置換基で置換されていてもよく;
及びR10は、それぞれ独立に、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、T-O-、又は飽和若しくは不飽和の5~6員炭素環式基若しくは複素環式基から選択され、
ここで、アミノ酸の部分構造は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
カルボン酸の部分構造は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
で表される化合物又はその塩を含む、加水分解酵素検出用蛍光プローブ。
[2]
 Q2が式(iii)の環状構造を表す、上記[1]に記載の蛍光プローブ。
[3]
 Q2が式(iv)、式(v)又は式(vi)の環状構造を表す、上記[1]に記載の蛍光プローブ。
[4]
 nが1~3である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[5]
 R~R、R~Rの少なくとも1つが、前記水溶性置換基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基、前記水溶性置換基を有するアリール基又は前記水溶性置換基を有するフェニル基である、上記[1]~[4]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[6]
 Xが、酸素原子又はSi(R)(R)である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[7]
 Rが、-SOH又は-L-SOHである、上記[1]~[6]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[8]
 前記加水分解酵素が、アミノペプチダーゼ、ペプチダーゼ、プロテアーゼ又はアミダーゼから選択されるペプチド結合加水分解酵素である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[9]
 前記化合物又はその塩のMiLogP値が2.56以下である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[10]
 前記化合物又はその塩の蛍光団母核のMiLogP値が2.47未満である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[11]
 前記化合物又はその塩のMiLogP値が2.56以下であり、かつ、前記化合物又はその塩の蛍光団母核のMiLogP値が2.47未満である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[12]
 マイクロデバイス用蛍光プローブである、上記[1]~[11]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[13]
 前記一般式(II)で表される化合物又はその塩が、以下の一般式(Ia)~(Ie)のいずれかで表される化合物又はその塩である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(Ia)~(Ie)において、R~R、R~R、Rは、一般式(II)で定義した通りである。)
[14]
 前記一般式(II)で表される化合物又はその塩が、以下の一般式(If)で表される化合物又はその塩である、上記[1]~[13]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式(If)において、R~R、Rは、一般式(II)で定義した通りである。)
[15]
 前記化合物又はその塩が以下から選択される化合物又はその塩である、上記[1]~[14]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
[16]
 マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、上記[1]~[15]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法、または、生体試料が由来する被験者がすい臓がんである可能性を予測する方法。
[17]
 マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基)である、上記[1]~[15]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法、または、生体試料が由来する被験者がすい臓がんである可能性を予測する方法。
[18]
 マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、上記[1]~[15]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出すること、及び
 マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミンなどのアミノ酸残基を示す)である、上記[1]~[15]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法、または、生体試料が由来する被験者がすい臓がんである可能性を予測する方法。
[19]前記生体試料が、すい臓がん患者、すい臓がんを有すると疑われる患者又は健常者の生体試料である、上記[16]~[18]のいずれかに記載の方法。
[20]
 以下の(1)~(5)のいずれかの式で表される化合物又はその塩。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式(1)~(5)において、
は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
[21]
 以下の式(6)で表される化合物又はその塩。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式(6)において、
は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
[22]
 シーリングオイルへの溶解度測定試験(25℃)において、前記化合物又はその塩のヘキサデカンへの溶解度が0.3μM以下である、上記[1]~[15]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[23]
 マイクロデバイスにおける蛍光強度測定試験において、前記化合物又はその塩の酵素分解物のウェル中心領域の蛍光強度に対するウェル周縁領域の蛍光強度の比率が0.6以下である、上記[1]~[15]及び[22]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[24]
 マイクロデバイス及びキュベットにおける蛍光プローブの酵素分解試験において、キュベットにおける前記化合物又はその塩の酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第2の比)に対する、マイクロデバイスにおける前記酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第1の比)の比率が0.4以上である、上記[1]~[15]、[22]及び[23]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[101]
 以下の一般式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、環A、環Q2、X、n、R、R、R、R及びRは、一般式(II)において定義した通りであり、結合- - -は単結合又は二重結合を表す。)
で表される化合物又はその塩の、上記[1]~[15]のいずれかに記載の化合物又はその塩の製造のための使用。
[102]
 以下の一般式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、環A、X、n、R、及びR~Rは、一般式(II)において定義した通りである。)
で表される化合物又はその塩の、上記[1]~[15]のいずれかに記載の化合物又はその塩の製造のための使用。
[103]
 以下の一般式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式中、
環A、R、R及びRは、一般式(II)において定義した通りであり、
nは、1又は2であり、
は、水素原子、無置換の炭素数1~4個のアルキル基、又は水酸基により置換された炭素数1~4個のアルキル基であり、
~Rは、水素原子であり、
及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4個の置換又は無置換のアルキル基であり、
Xは、酸素原子又はSi(R)(R)(R及びRは式(II)において定義した通りである)である。)
で表される化合物又はその塩。
[104]
 以下から選択される化合物又はその塩である、上記[103]に記載の化合物又はその塩。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
[105]
 上記[103]又は[104]に記載の化合物又はその塩の、上記[1]~[15]のいずれかに記載の化合物又はその塩の製造のための使用。
[201]
 蛍光プローブを選択する方法であって、
 上記[1]~[15]のいずれかに記載の蛍光プローブを準備することと、
(A)シーリングオイルへの溶解度測定試験(25℃)において前記蛍光プローブおよびその酵素分解物のヘキサデカンへの溶解度が0.3μM以下であり、(B)マイクロデバイスにおける蛍光強度測定試験において蛍光プローブの酵素分解物のウェル中心領域の蛍光強度に対するウェル周縁領域の蛍光強度の比率が、0.6以下であり、かつ、(C)マイクロデバイス及びキュベットにおける前記蛍光プローブの酵素分解試験において、キュベットにおける酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第2の比)に対する、マイクロデバイスにおける酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第1の比)の比率が0.4以上である蛍光プローブを選択することを含む、方法。
を提供するものである。
 本発明はまた、
[301]
 -COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有し、以下の一般式(I)で表される化合物又はその塩であって、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
は、フェニル又は5~6員のヘテロアリールである芳香族環であり:
Rは、-COH、-PO、-SOH、-L-COH、-L-PO、-L-SOHからなる群から選択され、
ここで、Lはリンカーであり;
nは、0~5の整数であり;
は、芳香族環上に任意に存在する一価の置換基を表し、当該一価の置換基が2以上存在する場合は、同一又は異なっていてもよく;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルケニル基であり、
ここで、R及びRは一緒になってR及びRが結合している窒素原子を含む4~7員の置換基を有していてもよいヘテロシクリルを形成していてもよく、
又はRは、或いは、R及びRの両方は、夫々、R又はRと一緒になって、
又はRが結合している窒素原子を含む5~7員のヘテロシクリル又はヘテロアリールを形成していてもよく、更に該ヘテロシクリル又はヘテロアリールは、炭素数1~6個のアルキル、炭素数2~6個のアルケニル、炭素数2~6個のアルキニル、炭素数6~10個のアラルキル基及び炭素数6~10個のアルキル置換アルケニル基からなる群から選択される置換基を有していてもよく、
これらヘテロシクリル及びヘテロアリールには、前記水溶性置換基が直接又は前記置換基を介して結合していてもよく;
Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、P(=O)R、S(R、Ge(R)(R)、テルル原子又はビスマス原子から選択され、
ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のアリール基であり、
は、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のフェニル基であり、
は、同一又は異なる、置換又は無置換のアリール基であり、
~Rの前記アルキル基、前記アリール基、前記フェニル基は、前記水溶性置換基で置換されていてもよく;
は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
LogP値が1.09以下である当該化合物又はその塩を含む、マイクロデバイス用の加水分解酵素検出用蛍光プローブ。
[302]
 nが1~3である、上記[301]に記載の蛍光プローブ。
[303]
 R~R、R~Rの少なくとも1つが、前記水溶性置換基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基、前記水溶性置換基を有するアリール基又は前記水溶性置換基を有するフェニル基である、上記[301]又は[302]に記載の蛍光プローブ。
[304]
 Xが、酸素原子又はSi(R)(R)である、上記[301]~[303]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[305]
 Rは、-SOH又は-L-SOHである、上記[302]に記載の蛍光プローブ。
[306]
 前記加水分解酵素が、アミノペプチダーゼ、ペプチダーゼ、プロテアーゼ又はアミダーゼから選択されるペプチド結合加水分解酵素である、上記[301]~[305]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
[307]
 前記一般式(I)で表される化合物又はその塩が、以下の一般式(Ia)~(Ie)のいずれかで表される化合物又はその塩である、上記[301]~[306]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式(Ia)~(Ie)において、R~R、R~R、Rは、一般式(I)で定
義した通りである。)
[308]
 前記一般式(I)で表される化合物又はその塩が、以下の一般式(If)で表される化合物又はその塩である、上記[301]~[307]のいずれかに記載の蛍光プローブ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式(If)において、R~R、Rは、一般式(I)で定義した通りである。)
[309]
 マイクロデバイスを用いて、一般式(I)において-CO-Rがアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、上記[301]~[308]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法。
[310]
 マイクロデバイスを用いて、一般式(I)において-CO-Rが-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基)である、上記[301]~[308]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法。
[311]
 マイクロデバイスを用いて、一般式(I)において-CO-Rがアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、上記[301]~[308]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出すること、及び
 マイクロデバイスを用いて、一般式(I)において-CO-Rが-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミンなどのアミノ酸残基を示す)である、上記[301]~[308]のいずれかに記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法。
[312]
 以下の(1)~(5)のいずれかの式で表される化合物又はその塩。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式(1)~(5)において、
は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
[313]
 以下の式(6)で表される化合物又はその塩。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式(6)において、
は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
を提供するものである。
 本発明により、酵素活性検出法に使用できる赤色蛍光プローブ、及び緑色蛍光プローブを提供することができ、特にマイクロデバイスを用いる酵素活性検出法に使用できる点で有利である。
 本発明の蛍光プローブは、すい臓がん等の検出に有効に使用することが可能である。
 本発明により、例えば、本発明の蛍光プローブを用いることで、血液中のDPP4の1分子酵素活性を検出すること、血液中のCD13の1分子酵素活性を検出することによって、すい臓がんを診断する方法を提供することができる。
本発明の蛍光プローブが用いられるマイクロデバイスを模式的に示す斜視図である。 実施例1~15で行ったsHMRG、sSiRベースのペプチダーゼ・プロテアーゼプローブを用いた測定の蛍光顕微鏡画像を示す。 実施例17における、CD13の1分子酵素活性を利用したすい臓疾患(すい臓がん)の診断実験の結果を示す。 実施例18における、DPP4の1分子酵素活性を利用したすい臓疾患(すい臓がん)の診断実験の結果を示す。 実施例19において使用した、シーリングオイルへの溶解度を算出するための検量線を示す。横軸は蛍光プローブの濃度(μm)であり、縦軸はLCのピーク面積である。 実施例20において、被験化合物のウェル壁面への吸着度合を、中心領域(Center)の蛍光強度及び周縁領域(Edge)の蛍光強度(AU)に基づいて評価した結果を示す。図中央部の中列の画像では蛍光強度を解析した中心領域を示しており、右列の画像では蛍光強度を解析した周縁領域を示している。 実施例21において、キュベットを用いて酵素反応前後の蛍光スペクトルを測定した結果を示す。AがGlu-sSiRについての結果であり、BがGP-sHMRGについての結果である。 実施例21において、マイクロデバイスを用いて酵素反応前後の蛍光スペクトルを測定した結果を示す。AがGlu-sSiRについての結果であり、BがGP-sHMRGについての結果である。A及びBいずれも、左列の画像はアッセイバッファーのみの結果、中列の画像は被験化合物の存在下の結果、右列の画像は被験化合物及び酵素の存在下の結果をそれぞれ示す。
 本明細書中において、「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を意味する。
 本明細書中において、「アルキル」は直鎖状、分枝鎖状、環状、又はそれらの組み合わせからなる脂肪族炭化水素基のいずれであってもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、例えば、炭素数1~4個(C1~4)、炭素数1~6個(C1~6)、炭素数1~10個(C1~10)、炭素数1~15個(C1~15)、炭素数1~20個(C1~20)である。炭素数を指定した場合は、その数の範囲の炭素数を有する「アルキル」を意味する。例えば、C1~8アルキルには、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、neo-ペンチル、n-ヘキシル、イソヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル等が含まれる。本明細書において、アルキル基は任意の置換基を1個以上有していてもよい。そのような置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシルなどを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アルキル基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アルキル部分を含む他の置換基(例えばアルコシ基、アリールアルキル基など)のアルキル部分についても同様である。
 本明細書において、ある官能基について「置換されていてもよい」と定義されている場合には、置換基の種類、置換位置、及び置換基の個数は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン原子、スルホ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、オキソ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。これらの置換基にはさらに置換基が存在していてもよい。このような例として、例えば、ハロゲン化アルキル基、ジアルキルアミノ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。
 本明細書中において、「アリール」は単環式又は縮合多環式の芳香族炭化水素基のいずれであってもよく、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含む芳香族複素環であってもよい。この場合、これを「ヘテロアリール」又は「ヘテロ芳香族」と呼ぶ場合もある。アリールが単環及び縮合環のいずれである場合も、すべての可能な位置で結合しうる。単環式のアリールの非限定的な例としては、フェニル基(Ph)、チエニル基(2-又は3-チエニル基)、ピリジル基、フリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピラゾリル基、2-ピラジニル基、ピリミジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピリダジニル基、3-イソチアゾリル基、3-イソオキサゾリル基、1,2,4-オキサジアゾール-5-イル基又は1,2,4-オキサジアゾール-3-イル基等が挙げられる。縮合多環式のアリールの非限定的な例としては、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-インデニル基、2-インデニル基、2,3-ジヒドロインデン-1-イル基、2,3-ジヒドロインデン-2-イル基、2-アンスリル基、インダゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、1,2-ジヒドロイソキノリル基、1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリル基、インドリル基、イソインドリル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、ベンゾフラニル基、2,3-ジヒドロベンゾフラン-1-イル基、2,3-ジヒドロベンゾフラン-2-イル基、2,3-ジヒドロベンゾチオフェン-1-イル基、2,3-ジヒドロベンゾチオフェン-2-イル基、ベンゾチアゾリル基、ベンズイミダゾリル基、フルオレニル基又はチオキサンテニル基等が挙げられる。本明細書において、アリール基はその環上に任意の置換基を1個以上有していてもよい。該置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシルなどを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アリール基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アリール部分を含む他の置換基(例えばアリールオキシ基やアリールアルキル基など)のアリール部分についても同様である。
 本明細書中において、「アルコキシ基」とは、前記アルキル基が酸素原子に結合した構造であり、例えば直鎖状、分枝状、環状又はそれらの組み合わせである飽和アルコキシ基が挙げられる。例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、シクロプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、シクロブトキシ基、シクロプロピルメトキシ基、n-ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロプロピルエチルオキシ基、シクロブチルメチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロプロピルプロピルオキシ基、シクロブチルエチルオキシ基又はシクロペンチルメチルオキシ基等が好適な例として挙げられる。
 本明細書中において、「アルキレン」とは、直鎖状又は分枝状の飽和炭化水素からなる二価の基であり、例えば、メチレン、1-メチルメチレン、1,1-ジメチルメチレン、エチレン、1-メチルエチレン、1-エチルエチレン、1,1-ジメチルエチレン、1,2-ジメチルエチレン、1,1-ジエチルエチレン、1,2-ジエチルエチレン、1-エチル-2-メチルエチレン、トリメチレン、1-メチルトリメチレン、2-メチルトリメチレン、1,1-ジメチルトリメチレン、1,2-ジメチルトリメチレン、2,2-ジメチルトリメチレン、1-エチルトリメチレン、2-エチルトリメチレン、1,1-ジエチルトリメチレン、1,2-ジエチルトリメチレン、2,2-ジエチルトリメチレン、2-エチル-2-メチルトリメチレン、テトラメチレン、1-メチルテトラメチレン、2-メチルテトラメチレン、1,1-ジメチルテトラメチレン、1,2-ジメチルテトラメチレン、2,2-ジメチルテトラメチレン、2,2-ジ-n-プロピルトリメチレン等が挙げられる。
 本明細書中において用いられる「アミド」とは、RNR’CO-(R=アルキルの場合、アルカミノカルボニル-)及びRCONR’-(R=アルキルの場合、アルキルカルボニルアミノ-)の両方を含む。
 本明細書中において用いられる「エステル」とは、ROCO-(R=アルキルの場合、アルコキシカルボニル-)及びRCOO-(R=アルキルの場合、アルキルカルボニルオキシ-)の両方を含む。
1.本発明の蛍光プローブ
 本発明によれば、以下の一般式(II)で表される化合物又はその塩を含む、加水分解酵素検出用蛍光プローブが提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 本発明の1つの態様は、以下の一般式(I)で表される化合物又はその塩を含む、加水分解酵素検出用蛍光プローブである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 本明細書において、上記の要件を満たす化合物又はその塩を「本発明の化合物」とも言い、本発明の化合物を含む蛍光プローブを「本発明の蛍光プローブ」とも言う。
 本発明の化合物は、-COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有することを特徴とする。
 本発明の化合物は、後述のように、脂溶性の指標であるMiLogP値又はLogP値により特定することができる。例えば、本発明の化合物のMiLogP値は2.56以下又は2.47未満とすることができ、好ましくは2.40以下、2.30以下、2.20以下、2.10以下、2.00以下、1.90以下、1.80以下、1.70以下又は1.64以下であり、より好ましくは1.60以下、1.50以下、1.40以下、1.34以下、1.30以下、1.22以下、1.20以下、1.10以下又は1.00以下(特に好ましくは0以下)である。本発明の化合物のMiLogP値の下限値については特に規定がないが、例えば、-3.1以上程度である。本発明の化合物のうち式(I)及び(II)においてXが酸素原子である化合物については、MiLogP値を2.40以下、2.30以下、2.20以下、2.10以下、2.00以下、1.90以下、1.80以下又は1.70以下とすることができ、好ましくは1.60以下、1.50以下又は、1.40以下、1.30以下、1.20以下、1.10以下又は1.00以下(より好ましくは0以下)とすることができ、下限値についてはMiLogP値を例えば-3.1以上程度とすることができる。本発明の化合物のうち式(I)及び(II)においてXがSi(R)(R)である化合物については、MiLogP値を2.56以下、2.50以下、2.40以下、2.30以下、2.20以下、2.10以下、2.00以下、1.90以下、1.80以下、1.70以下又は1.64以下とすることができ、好ましくは1.60以下、1.50以下、1.40以下、1.34以下、1.30以下、1.22以下、1.20以下又は1.10以下(より好ましくは1.00以下)とすることができ、下限値についてはMiLogP値を例えば-3.1以上又は0以上程度とすることができる。本発明の好ましい態様では、本発明の化合物の酵素分解物のMiLogP値も上記と同様に特定することができる。本発明の化合物の酵素分解物は、例えば、式(III)の構造を有し得るものであり、式(III)の構造は蛍光団母核の構造を含むものである。
 本発明の化合物のLogP値は1.17未満、1.16以下、1.15以下、1.14以下、1.13以下、1.12以下、1.11以下又は1.10以下とすることができ、好ましくは1.09以下、1.08以下、1.07以下、1.06以下、1.05以下、1.04以下、1.03以下又は1.02以下であり、より好ましくは1.01以下、1.0以下、0.9以下、0.8以下、0.7以下、0.6以下又は0.5以下(特に好ましくは0.46以下又は0.42以下)である。本発明の化合物のLogP値の下限値については特に規定がなく、小さいほど水溶性が高いが、例えば-3以上程度である。本発明の好ましい態様では、本発明の化合物の酵素分解物のLogP値も上記と同様に特定することができる。本発明の化合物の酵素分解物は、例えば、式(III)の構造を有し得るものであり、式(III)の構造は蛍光団母核の構造を含むものである。
 本発明の蛍光プローブは、後述のように、好ましくはマイクロデバイス用の蛍光プローブとして使用することができる。
 本発明の化合物においては、カルボキシル基(-COH)、リン酸基(-PO)及びスルホン酸基(-SOH)からなる群から選択される少なくとも1つの水溶性置換基を必須的に有することが重要である。
 これまでマイクロデバイスで使用する化合物の構造として検討されてきたものは、母核がキサンテン骨格に限られており、それよりも脂溶性の高いローダミン骨格については検討されてこなかった。ローダミン及びSiローダミンは、高い脂溶性を有するため、これら化合物を用いた蛍光プローブ(例えば、標的酵素と反応することで蛍光を発するOFF-ON型の蛍光プローブ)をマルチウェルチャンバー型等のマイクロデバイスを用いた酵素活性の検出方法に使用すると、デバイスを封入する際に、デバイスのウェル内の水溶液中からデバイス外のシーリング用途で用いられる有機溶媒中へ蛍光プローブの漏出がより起こり易くなり、高い定量性及び感度が求められる計測には適さないと考えられていた。
 また、酵素認識部位に関しては、これまで検討されてきたマイクロデバイス用の蛍光プローブでは酵素認識部位の水溶性が高かった(リン酸エステル等)が、本願発明が目的とするペプチド結合やグリコシド結合などを加水分解する酵素等の検出用蛍光プローブの多くでは酵素認識部位の脂溶性が高い(ペプチド等)ため、有機溶媒中への蛍光プローブの漏出がより問題となる。
 本発明者らは、上記の点について鋭意検討した結果、本発明の蛍光プローブにおいて、ローダミンやSi系等のローダミンの分子骨格に特定の水溶性置換基を導入することにより、上記の問題を解消し得ることを見出した。更に、本発明者らは、上記ローダミンの分子骨格に特定の水溶性置換基を導入すると共に、当該化合物分子としての脂溶性の指標であるMiLogP値及び/又はLogP値を特定の範囲とすることにより、マイクロデバイスへの適用性が優れることも見出した。その結果、ローダミン骨格を有する蛍光プローブとしては初めて、マイクロデバイスを用いた酵素活性検出法に用いることができる蛍光プローブを提供することが可能となった。
 本発明の1つの態様によれば、-COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有し、一般式(II)で表される化合物又はその塩であって、MiLogP値が2.47未満であり、かつ/又は、LogP値が1.09以下である当該化合物又はその塩を含む、マイクロデバイス用である加水分解酵素検出用蛍光プローブが提供される。本発明の1つの態様によればまた、-COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有し、一般式(I)で表される化合物又はその塩であって、MiLogP値が2.47未満であり、かつ/又は、LogP値が1.09以下である当該化合物又はその塩を含む、マイクロデバイス用である加水分解酵素検出用蛍光プローブが提供される。以下、各構成要件について詳述する。
(1) 本発明の化合物
 一般式(I)及び(II)において、環A:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
は、フェニル(ベンゼン環)又は5~6員のヘテロアリールである芳香族環である。
 5~6員のヘテロアリールとしては、1~3つの酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子を含む芳香族系複素環であり、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラン、チオピラン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、1,2-ジオキシン、1,4-ジオキシン、1,2-ジチイン、1,4-ジチイン、トリアジン等が挙げられるが、これらに限定されない。
 芳香族環として、好ましくは、フェニル(ベンゼン環)、ピロール、チオフェン、フラン、ピリジンである。
 一般式(II)においてQ2が式(iii)の環状構造を表す場合には、1の結合- - -が単結合を表し、2の結合- - -が二重結合を表し、かつ、Q1が式(i)の環状構造を表す。
 一般式(II)においてQ2が式(iv)、式(v)又は式(vi)の環状構造を表す場合には、
 Rが、環Aが直接結合するX原子含有環状構造上の炭素原子と結合してスピロ環を形成し、1の結合- - -及び2の結合- - -が単結合を表し、かつ、Q1が式(i)の環状構造を表すか、或いは、
 1の結合- - -が二重結合を表し、2の結合- - -が単結合を表し、かつ、Q1が式(ii)の環状構造を表す。
 なお、本発明において「X原子含有環状構造」はXが酸素原子の場合にはキサンテン環となるが、本発明において「キサンテン骨格」とはXが酸素原子以外の環状構造をも含む意味で用いられる。
 一般式(I)及び(II)において、Rは、-COH、-PO、-SOH、-L-COH、-L-PO、-L-SOHからなる群から選択される。Lは、リンカーを表す。即ち、一般式(I)及び(II)で表される化合物又はその塩において、-COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基は、上記芳香族環に直接結合してもよく、リンカーを介して結合してもよい。
 Lのリンカーは、炭素数1~10個(好ましくは、炭素数1~6個)の置換基を有していてもよいアルキル基(但し、アルキル基の1以上の-CH-は、-O-、-S-、-NH-、又は-CO-で置換されていてもよい。)、アリール基(ヘテロアリール基を含む)、シクロアルキル基、炭素数1~10個(好ましくは、炭素数1~6個)のアルケニル基、炭素数1~10個(好ましくは、炭素数1~6個)のアルコキシ基、アルコキシカルボニル基(-CO-OR’)、アルキルアミノ基(-NHR’、-NR’)、エステル基(-O-CO-R’)、アミド基(-NHCOR’、-CONHR’、-CONR’)、ポリエチレングリコール鎖、及びこれらの基から選択される2種以上の基が任意に結合して構成される基からなる群から選択される。ここで、R’は、置換又は無置換のアルキル基、又は、置換又は無置換のアリール基であり、R’が2以上ある場合は、各々同一又は異なっていてもよい。
 Lのリンカーは、合成の容易さからはアミドを好適に使用することができるが、蛍光プローブの物性の面からは上記のいずれのものも用いることができ、好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数1~6個のアルキル基、アミド基(より好ましくは-CONHR’若しくは-CONR’)又はフェニル基を用いることができる。
 本発明においては、好ましくは、Rは、-COH、-SOH、-L-COH、又は-L-SOHであり、より好ましくは、Rは、-SOH又は-L-SOHである。
 nは、0~5の整数である。一般式(I)及び(II)で表される化合物又はその塩においては、上記の水溶性置換基は、上記芳香族環に直接又はリンカーを介して導入することができる。また、一般式(I)及び(II)で表される化合物又はその塩においては、上記水溶性置換基を当該芳香族環には導入せずに(即ち、n=0)、キサンテン骨格に直接又はリンカーを介して導入することができ、また、キサンテン骨格に直接又はリンカーを介して導入するのに加えて、あるいは、これに代えて、後述するように、キサンテン骨格に結合している窒素原子を介して形成されるシクロヘキシル環又はシクロアリール環に上記水溶性置換基を直接又は他の置換基を介して導入することもできる。
 本発明の1つの好ましい態様においては、nは1~5であり、より好ましくは1~3である。
 また、本発明のもう1つの好ましい態様においては、上記の水溶性置換基は、上記芳香族環のみに直接又はリンカーを介して導入され、nは1~3又は1~2である。
 nが2以上の場合は、Rは同じであっても、異なっていてもよい。
 一般式(I)及び(II)において、Rは、芳香族環上に任意に存在する一価の置換基を表す。当該一価の置換基が2以上存在する場合は、同一又は異なっていてもよい。ここで、Rが芳香族環上に任意に存在するとは、Rが芳香族環上に存在する場合も、Rが芳香族環上に存在しない場合のいずれも含むことを意味する。
 Rが示す一価の置換基の種類は特に限定されないが、例えば、炭素数1~6個のアルキル基、炭素数1~6個のアルケニル基、炭素数1~6個のアルキニル基、炭素数1~6個のアルコキシ基、水酸基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、又はアミノ基からなる群から選ばれることが好ましい。
 これらの一価の置換基は更に任意の置換基を1個又は2個以上有していてもよい。例えば、Rが示すアルキル基にはハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよく、例えばRが示すアルキル基はハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、又はアミノアルキル基などであってもよい。
 ここで、Rが示す一価の置換基は、上述したR(-COH、-PO、-SOH、-L-COH、-L-PO、-L-SOHからなる群から選択される)とは別に芳香族環に導入され、nが0の場合に、Rは存在しても、存在しなくてもよく、nが1以上の場合に、Rは存在しても、存在しなくてもよい。
 例えば、芳香族環がフェニル基(ベンゼン環)の場合に、nが1の場合は、一価の置換基は1~4個ベンゼン環上に存在することができ、nが2の場合は、一価の置換基は1~3個ベンゼン環上に存在することができる。
 Rはまた、Rが結合する環A上の炭素原子と、環Aが結合するX原子含有環状構造上の炭素原子(スピロ原子)と、環Aの一部と一緒になって5~6員の炭素環又は複素環(スピロ環)を形成してもよい。
 本発明の1つの好ましい態様においては、Rは、存在しないか、又は、炭素数1~6個のアルキル基(好ましくは、メチル基、エチル基)である。
 また、本発明のもう1つの好ましい態様においては、Rとして1つの炭素数1~6個のアルキル基(好ましくは、メチル基)が芳香族環上に存在する。
 この場合、炭素数1~6個のアルキル基(好ましくは、メチル基)は、キサンテン環と結合する位置に対して芳香族環の2位(芳香族環がベンゼン環である場合はパラ位)に結合することが好ましい。
 一般式(I)及び(II)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基を示す。
 R又はRがアルキル基を示す場合には、該アルキル基にはハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよく、例えばR又はRが示すアルキル基はハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基などであってもよい。
 また、R及びRの少なくとも1つは、-COH、-PO、-SOHから選択される水溶性置換基、当該水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であってもよい。
 本発明の1つの側面においては、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子であり、より好ましくは、R及びRがともに水素原子である。
 また、本発明のもう1つの側面においては、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、-COH、-PO又は-SOHから選択される水溶性置換基、又は当該水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基である。
 一般式(I)及び(II)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基を示し、その詳細についてはR及びRについて説明したものと同様である。
 本発明の1つの側面においては、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子であり、より好ましくは、R及びRがともに水素原子である。
 また、本発明のもう1つの側面においては、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、-COH、-PO又は-SOHから選択される水溶性置換基、又は当該水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基である。
 一般式(I)及び(II)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり、その詳細についてはR及びRについて説明したものと同様である。
 本発明の1つの側面においては、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はハロゲン原子であり、より好ましくは、R及びRがともに水素原子である。
 また、本発明のもう1つの側面においては、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、-COH、-PO又は-SOHから選択される水溶性置換基、又は当該水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基である。
 一般式(I)及び(II)において、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルキル基(このアルキル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルケニル基(このアルケニル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)である。
 R及びRは一緒になってR及びRが結合している窒素原子を含む4~7員のヘテロシクリルを形成していてもよい。
 R又はRは、或いは、R及びRの両方は、夫々、R又はRと一緒になって、R又はRが結合している窒素原子を含む5~7員のヘテロシクリル又はヘテロアリールを形成していてもよく、更に該ヘテロシクリル又はヘテロアリールは、炭素数1~6個のアルキル、炭素数2~6個のアルケニル、又は炭素数2~6個のアルキニル、炭素数6~10個のアラルキル基、及び炭素数6~10個のアルキル置換アルケニル基からなる群から選択される置換基を有していてもよい。
 ヘテロシクリル、ヘテロアリールの環構成員として酸素原子、窒素原子及び硫黄原子からなる群から選択される1~3個の更なるヘテロ原子を含有していてもよい。
 これらヘテロシクリル及びヘテロアリールには、前記水溶性置換基が直接又は前記置換基を介して結合していてもよい。
 本発明の1つの好ましい態様においては、R及びRはともに水素原子である。
 一般式(I)及び(II)において、R11は、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルキル基(このアルキル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルケニル基(このアルケニル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)である。
 一般式(I)及び(II)において、Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、P(=O)R、S(R、Ge(R)(R)、テルル原子又はビスマス原子から選択される。
 ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のアリール基である。
 R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~3個のアルキル基であることが好ましく、R及びRがともにメチル基であることがより好ましい。
 R及びRが示すアルキル基にはハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよく、例えば当該アルキル基はハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基などであってもよい。R及び/又はRがアリール基である場合には、アリール基は単環の芳香族基又は縮合芳香族基のいずれであってもよく、アリール環は1個又は2個以上の環構成ヘテロ原子(例えば窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子など)を含んでいてもよい。アリール基としてはフェニル基が好ましい。アリール環上には1個又は2個以上の置換基が存在していてもよい。置換基としては、例えばハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルコキシ基などが1個又は2個以上存在していてもよい。
 また、R~Rとして規定される前記アルキル基、前記アリール基は、-COH、-PO又は-SOHから選択される水溶性置換基で置換されていてもよい。
 Rは、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のフェニル基である。
 Rとして規定される上記アルキル基、フェニル基は、前記水溶性置換基で置換されていてもよい。
 Rは、同一又は異なる、置換又は無置換のアリール基である。
 Rとして規定される上記アリール基は、前記水溶性置換基で置換されていてもよい。
 本発明の1つの好ましい態様においては、Xは、酸素原子又はSi(R)(R)である。
 一般式(I)及び(II)において、R及びR10は、それぞれ独立に、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、T-O-又は飽和若しくは不飽和の5~6員炭素環式基若しくは複素環式基から選択される。
 ここで、アミノ酸の部分構造とは、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成していることを意味する。
 Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。
 また、飽和若しくは不飽和の5~6員炭素環式基若しくは複素環式基としては、アリール基、又は1~2個の異種原子を環員原子として含む5~6員飽和複素環式基が挙げられる。ここで、異種原子は、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選択することができ、2個の場合には同一又は異なっていてもよい。飽和複素環の非制限的な例としては、モルホリン環が挙げられる。
 本明細書において、「アミノ酸」は、アミノ基とカルボキシル基の両方を有する化合物であれば任意の化合物を用いることができ、天然及び非天然のものを含む。中性アミノ酸、塩基性アミノ酸、又は酸性アミノ酸のいずれであってもよく、それ自体が神経伝達物質などの伝達物質として機能するアミノ酸のほか、生理活性ペプチド(ジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドのほか、オリゴペプチドを含む)やタンパク質などのポリペプチド化合物の構成成分であるアミノ酸を用いることができ、例えばαアミノ酸、βアミノ酸、γアミノ酸などであってもよい。アミノ酸としては、光学活性アミノ酸を用いることが好ましい。例えば、αアミノ酸についてはD-又はL-アミノ酸のいずれを用いてもよいが、生体において機能する光学活性アミノ酸を選択することが好ましい場合がある。
 本明細書において、「アミノ酸残基」とは、アミノ酸のカルボキシル基からヒドロキシル基を除去した残りの部分構造に対応する構造をいう。
 アミノ酸残基には、αアミノ酸の残基、βアミノ酸の残基、γアミノ酸の残基が含まれる。
 本明細書において、「ペプチド」とは、2個以上のアミノ酸がペプチド結合でつながった構造をいう。
 R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸の一部を構成している場合としては、例えば、上記したγ-グルタミル基のように、アミノ酸の側鎖のカルボキシル基が-NHと結合してカルボニル基となりアミノ酸の一部となっている構造が挙げられる。
 本発明の1つの態様において、R及びR10のアミノ酸の部分構造は、以下の式(A)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 式(A)において、R1aは、天然アミノ酸(グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、リジン、システイン、トレオニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、セリン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン、チロシン、プロリン)の側鎖を構成する基、非天然アミノ酸(シトルリン、ノルバリンなど)の側鎖を構成する基、置換又は無置換のアルキル基からなる群から選択される。
 式(A)において、R2aは、水素原子、又は、N末端の保護基、例えば、アセチル基(-COCH)、コハク酸アミド(-CO-C-COOH)である。
 *は、C=Oと結合する部位を表す。
 R又はR10が式(A)で表される場合は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸残基を構成する。
 Rが式(A)で表される場合は、一般式(I)及び(II)で表される化合物又はその塩は、アミノペプチダーゼの活性検出用蛍光プローブとして用いることができる。
 本発明の1つの態様において、R及びR10のアミノ酸の部分構造は、以下の式(B)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 式(B)において、R3aは、天然アミノ酸(グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、リジン、システイン、トレオニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、セリン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン、チロシン、プロリン)の側鎖を構成する基、非天然アミノ酸(シトルリン、ノルバリンなど)の側鎖を構成する基、置換又は無置換のアルキル基からなる群から選択される。
 式(B)において、R4aは、水素、メチル基等の、天然アミノ酸(グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、リジン、システイン、トレオニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、セリン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン、チロシン、プロリン)の側鎖を構成する基を表す。R4aには、非天然アミノ酸(シトルリン、ノルバリンなど)の側鎖を構成する基も含まれる。また、R4aには、天然アミノ酸や非天然アミノ酸の側鎖を構成する基以外の基、例えば、種々の置換基を有するアルキル基なども含まれる。
 式(B)において、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
は、アミノ基、Nアセチル化等されたアミノ基、アミノ基とアミノ酸(N末端がアセチル化等されていてもよい)が結合した構造、又は、アミノ基と複数のアミノ酸がペプチド結合により連なったペプチド(N末端がアセチル化等されていてもよい)と結合した構造を表す。
 *は、C=Oと結合する部位を表す。
 R又はR10が式(B)で表される場合は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、2以上のアミノ酸がペプチド結合により連なったペプチドを構成する。
 R又はR10が式(B)で表される場合は、一般式(I)又は(II)で表される化合物又はその塩は、ペプチダーゼ又はプロテアーゼの活性検出用蛍光プローブとして用いることができる。
 本発明の1つの態様において、R及びR10のアミノ酸の部分構造は、以下の式(C)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 *は、C=Oと結合する部位を表す。
 R又はR10が式(C)で表される場合は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、γグルタミル結合を形成することから、この場合は、一般式(I)及び(II)で表される化合物又はその塩は、γ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)の活性検出用蛍光プローブとして用いることができる。
 本発明の1つの好ましい側面において、一般式(I)及び(II)の三環構造(特にキサンテン環)のベンゼン環に結合する-NH-CO-R及び-NH-CO-R10の部分は、以下のいずれかで表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 上記の式において、**は、ベンゼン環と結合する箇所を表す。
 R又はR10として規定するカルボン酸の部分構造は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成している。即ち、R5a-COOHとして表されるカルボン酸のカルボキシル基が、キサンテン骨格に結合しているアミノ基とアミド結合を結合して、R5a-CO-NH-***の複合基を構成する。R5aは、末端にカルボキシル基を有してもよい炭化水素基を表し、***は、キサンテン骨格のベンゼン環と結合する箇所を表す。
 ここで、カルボン酸としては、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、又はジカルボン酸が好ましい。
 飽和脂肪酸としては、酢酸(CHCOH)、酪酸(CHCHCOH)、パルミチン酸(CH(CH14COHなどが好ましい。
 不飽和脂肪酸としては、オレイン酸が好ましい。
 ジカルボン酸としては、やコハク酸(HOC-CH-CH-COH)が好ましい。
 R又はR10がカルボン酸の部分構造である場合は、一般式(I)又は(II)で表される化合物又はその塩は、アミダーゼの活性検出用蛍光プローブとして用いることができる。
 また、本発明のもう1つの側面においては、R又はR10として規定するカルボン酸の部分構造に関して、R5a-CO-NH-***の複合基におけるR5aは、酸化還元酵素によって還元される部位を有する炭化水素基であってもよい(***は、キサンテン骨格のベンゼン環と結合する箇所を表す)。
 酸化還元酵素によって還元される部位としては、例えば、キノン部分が挙げられ、キノン部分は酸化還元酵素によって還元されてフェノールになるとアミド部分を攻撃してアミドが切断されて蛍光色素が遊離して酵素活性を検出することができる。このようなR又はR10がカルボン酸の部分構造である本発明の化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 上記の化合物を含む蛍光プローブは、酸化還元酵素の活性を検出することができる。
 R又はR10として規定するT-O-において、Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。
 糖類としては、β-D-グルコース、β-D-ガラクトース、β-L-ガラクトース、β-D-キシロース、α-D-マンノース、β-D-フコース、α-L-フコース、β-L-フコース、β-D-アラビノース、β-L-アラビノース、β-D-N-アセチルグルコサミン、β-D-N-アセチルガラクトサミン等が挙げられ、好ましくは、β-D-ガラクトース、β-D-N-アセチルグルコサミンである。
 自己開裂型のリンカーとは、自発的に切断・分解されるリンカーを意味し、例えば、カルバメート、ウレア、パラアミノベンジルオキシ基、エステル基等が挙げられる。なお、自己開裂型のリンカーは公知であり、本発明に用いることができる。自己開裂型リンカーの非限定的な例としては、糖加水分解酵素プローブ(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135(1), 409-414)が挙げられる。
 上記したように、本発明の化合物は、カルボキシル基(-COH)、リン酸基(-PO)及びスルホン酸基(-SOH)からなる群から選択される少なくとも1つの水溶性置換基を必須的に有する。ここで、水溶性置換基を導入する態様としては、Aの芳香族環のみに直接又はリンカーを介して導入することができ(態様A)、また、当該芳香族環には導入せずに(即ち、n=0)、水溶性置換基をキサンテン骨格に直接又はリンカーを介して導入することができる(態様B)。また、Aの芳香族環に直接又はリンカーを介して導入すると共に、水溶性置換基をキサンテン骨格に直接又はリンカーを介して導入することができる(態様C)。
 更に、上記の各々の態様に加えて、キサンテン骨格に結合している窒素原子を介して形成されるシクロヘキシル環又はシクロアリール環に上記水溶性置換基を直接又は他の置換基を介して導入することもでき(態様D)、また、キサンテン骨格に結合している窒素原子を介して形成されるシクロヘキシル環又はシクロアリール環のみに上記水溶性置換基を直接又は他の置換基を介して導入することもできる(態様E)。
 上記の態様A~Eのいずれの場合においても、本発明の化合物は、脂溶性の指標であるMiLogP値が2.47未満であるか、或いはLogP値が1.09以下である。MiLogP値が2.47未満であるか、或いはLogP値が1.09以下であると、本発明の化合物のマイクロデバイス適用可能性が良好となる。
 ここで、LogP値は、オクタノール/水の分配係数であり、オクタノールと水の2相間へ溶解した物質の平衡濃度の比を表し、その成分が疎水性(脂溶性)であるか親水性(水溶性)であるかを示す指標である。本発明において、LogP値は室温(25℃)で測定した値であり、測定方法の詳細は実施例に記載する。
 LogP値はまた、化学構造に基づいて推定することもできる。LogP値を推定するソフトウエア及びプログラムは当業者に利用可能であり、本発明では例えばMolinspiration社から提供されるプログラムを使用してLogP値を推定することができる。このようにして求めたLogP値を本発明ではMiLogP値と表記する。
 本発明の蛍光プローブの1つの好ましい態様は、以下の一般式(Ia)~(Ie)で表される化合物の少なくとも1の化合物又はその塩を含む蛍光プローブである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 式(Ia)~(Ie)における、R~R、R~R、Rは、一般式(I)及び(II)で定義した通りである。
 本発明の蛍光プローブのもう1つの好ましい態様は、以下の一般式(If)で表される化合物又はその塩を含む蛍光プローブである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 式(If)において、R~R、Rは、一般式(I)及び(II)で定義した通りである。
 本発明の化合物は、特に断らない限り、その互変異性体、幾何異性体(例えば、E体、Z体など)、鏡像異性体等の立体異性体も含まれる。すなわち、本発明の化合物中に、1個又は2個以上の不斉炭素が含まれる場合、不斉炭素の立体化学については、それぞれ独立して(R)体又は(S)体のいずれかをとることができ、該誘導体の鏡像異性体又はジアステレオ異性体などの立体異性体として存在することがある。従って、本発明の蛍光プローブの有効成分としては、純粋な形態の任意の立体異性体、立体異性体の任意の混合物、ラセミ体などを用いることが可能であり、いずれも本発明の範囲に包含される。
(2)加水分解酵素検出用蛍光プローブ
 本発明の蛍光プローブは、加水分解酵素の検出用に好適に用いられる。
 加水分解酵素としては、ペプチド結合加水分解酵素、O-グリコシル化合物加水分解酵素が挙げられる。
 ペプチド結合加水分解酵素には、アミダーゼ、アミノペプチダーゼ、ペプチダーゼ、プロテアーゼが含まれる。本発明の蛍光プローブで検出することができるペプチド結合加水分解酵素としては、例えば、アミノペプチダーゼN、γ-グルタミルトランスペプチダーゼ、ジペプチジルペプチダーゼ、エラスターゼ、脂肪酸アミド加水分解酵素、カスパーゼ、アシルアミノ酸放出酵素、フィブロブラストアクティベーションプロテイン、SUMOスペシフィックプロテアーゼ等が含まれるが、これらに限定されない。
 本発明の蛍光プローブで検出することができるO-グリコシル化合物加水分解酵素としては、例えば、β-ガラクトシダーゼ、β-GlcNAcase等が含まれるが、これらに限定されない。
 なお、反応条件により複数の酵素活性を示す酵素があり、そのような酵素であっても加水分解酵素活性を有する限り、本発明では加水分解酵素として扱う。例えば、γ-グルタミルトランスフェラーゼのような転移酵素は逆反応で加水分解酵素活性を示すことから、加水分解酵素といえる。
 本発明の蛍光プローブの使用方法は特に限定されず、従来公知の蛍光プローブと同様に用いることが可能である。通常は、生理食塩水や緩衝液などの水性媒体、又はエタノール、アセトン、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの水混合性の有機溶媒と水性媒体との混合物などに本発明の化合物又はその塩を溶解し、細胞や組織を含む適切な緩衝液中にこの溶液を添加して、蛍光スペクトルを測定すればよい。本発明の蛍光プローブを適切な添加物と組み合わせて組成物の形態で用いてもよい。例えば、緩衝剤、溶解補助剤、pH調節剤などの添加物と組み合わせることができる。
(3)マイクロデバイス用の蛍光プローブ
 本発明の蛍光プローブは、マイクロデバイスを用いる酵素活性検出法に好適に使用することができる。従って、本発明の蛍光プローブをマイクロデバイスのウェル内に備えることにより、生体試料中の標的加水分解酵素の酵素活性を検出する方法に用いることができる。
 マイクロデバイスには、マイクロチャンバー型デバイス、リポソーム、ドロップレット等が含まれる。
 以下では、マイクロチャンバー型デバイスを例にしてマイクロデバイスについて説明する。
 マイクロデバイスの材料は特に限定されず、例えばガラス材料、シリコン、樹状ポリマー又はコポリマーを含むプラスチック等が挙げられる。ガラス材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、バイコール(登録商標)ガラス、石英ガラス等が挙げられる。樹脂ポリマーとしては、例えば、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(酢酸ビニル-共-無水マレイン酸)、ポリ(ジメチルシロキサン)モノメタクリレート、環状オレフィンポリマー、フルオロカーボンポリマー、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。コポリマーとしては、例えば、ポリ(酢酸ビニル-共-無水マレイン酸)、ポリ(スチレン-共-無水マレイン酸)、ポリ(エチレン-共-アクリル酸)又はこれらの誘導体等が挙げられる。
 マイクロデバイスの形状は、例えば、図1に示すように、任意の数のウェル(例えば、マイクロウェル)が配置されたマルチウェルプレート等が挙げられる。ウェルの数としては、プレート1枚当たり、例えば1個以上1000万個以下、例えば10個以上50万個以下、例えば10万個程度等が挙げられる。
 マイクロデバイスのウェルの孔径は、例えば10nm以上10μm以下であればよく、例えば100nm以上10μm以下であればよく、例えば1μm以上10μm以下であればよい。
 また、マイクロデバイスのウェルの深さは、例えば10nm以上100μm以下であればよく、例えば100nm以上80μm以下であればよく、例えば200nm以上70μm以下であればよい。
 孔径及び深さが上記範囲内であることにより、ウェル内に1分子の標的酵素を捕捉することができ、生体試料中の酵素1分子ずつの酵素活性を検出することができる。
 マイクロデバイスは、1ウェルに1種類の上述の本発明の蛍光プローブを備えていてもよい。
 これにより、生体試料中の標的酵素1分子に対して、1種類の本発明の蛍光プローブの蛍光強度を検出し、標的酵素1分子同士の酵素活性を比較することができる。
 また、マイクロデバイスの1ウェルに含まれる本発明の蛍光プローブの量としては、例えば100nM以上1000μM以下であればよく、例えば1μM以上1000μM以下であればよく、例えば10μM以上1000μM以下であればよい。
 マイクロデバイスの使用方法としては、まず、生体試料を含む溶液をマイクロデバイスに添加する。次いで、マイクロデバイスのウェル内の生体試料中の標的酵素を封入するために、シーリングオイルを滴下する。
 また、上記の生体試料を含む溶液には、本発明の蛍光プローブを添加してもよい。
2.生体試料中の酵素活性の検出方法
 本発明のもう1つの実施態様は、1種類以上の本発明の化合物を用いて、生体試料中の複数の酵素の活性を検出する方法である(以下「本発明の検出方法1」とも言う)。
 本発明の検出方法1においては、マイクロデバイスを好適に用いることができる。
 本発明の検出方法1に用いるマイクロデバイスは、上述の本発明の化合物を備えるものである。
 本発明の検出方法1において用いることができるマイクロデバイスの材料及び形状は、本発明の蛍光プローブについて詳述した通りである。
 マイクロデバイスは、1ウェルに1種類の本発明の化合物を備えていてもよい。
 これにより、生体試料中の複数の酵素1分子に対して、1種類の本発明の蛍光プローブを検出し、複数の酵素の各々と本発明の化合物について1分子同士の酵素活性を比較することができる。
 また、マイクロデバイスの1ウェルに含まれる本発明の蛍光プローブの量としては、例えば100nM以上1000μM以下であればよく、例えば1μM以上1000μM以下であればよく、例えば10μM以上1000μM以下であればよい。
 マイクロデバイスの使用方法としては、まず、生体試料を含む溶液をマイクロデバイスに添加する。次いで、マイクロデバイスのウェル内の生体試料中の酵素を封入するために、シーリングオイルを滴下する。また、上記の生体試料を含む溶液には、本発明の蛍光プローブを添加してもよい。
 本発明によれば、生体試料中の複数の酵素の活性を検出する方法であって、生体試料(例えば、被検者から単離された生体試料、生検試料、体液試料、水溶液)と式(I)の化合物又は式(II)の化合物とを接触させることを含む、方法が提供される。ある態様では、生体試料は、血液試料(例えば、血清試料、又は血漿試料)であり得る。この方法は、化合物と水溶液との接触後、化合物の蛍光を測定することをさらに含み得る。化合物が蛍光を発する場合には、その蛍光の有無が、水溶液中の酵素の活性の存在を示し、その蛍光の強度が、水溶液中の酵素の活性の強度を示す。
 本発明の検出方法1の1つの態様は、生体試料中のペプチド結合加水分解酵素活性を検出する方法であって、本発明の化合物と、複数の酵素とを接触させることを含む、方法である。
 本発明の検出方法1の1つの好ましい側面においては、接触が血清存在下で行われる。
 本発明の検出方法1によれば、生体試料中の複数の酵素の酵素活性を検出することができる。
 本発明の検出方法1について、以下に詳細を示す。
[工程1]
 まず、本発明の化合物又は本発明の化合物群(ライブラリー)を備えるマイクロデバイスに、生体試料を含む溶液を添加する。生体試料としては、例えば、被検者から単離された生体試料、生検試料、体液試料、水溶液が挙げられる。また、生体試料は、血液試料(例えば、血清試料、又は血漿試料)であり得る。
 生体試料を含む溶液のpHは任意の値を選んでよい。例えば、溶液のpHは、生体内に近しい値にすることができ、この場合は、例えば6.0以上8.0以下であればよい。また、特定の酵素群に標的を絞るために、溶液のpHを至適pHに当たる酸性にすることもできる。
 また、生体試料を含む溶液と、本発明の蛍光プローブを含む溶液を別々に調製して、生体試料と蛍光プローブの比率を適切に調整して両者を混合して、混合した溶液をマイクロデバイスに添加してもよい。
 生体試料のタンパク質濃度は、「目的とするタンパク質」の濃度としては、通常は、例えば1pM以上100pM以下であればよく、例えば10pM以上100pM以下であればよい。
 また、試料中の全体のタンパク質濃度としては、例えば上限を10μM程度までにすることもできる。
 生体試料のタンパク質濃度の測定方法は、「目的とするタンパク質」の濃度の測定方法としては、例えば、抗体抗原反応を利用した方法(例えば、ELISA法等)を用いることができる。また、試料中の全体のタンパク質濃度の測定方法としては、タンパク質と試薬との反応を利用した比色法(例えば、ビシンコニン酸(BCA)法、ブラッドフォード法、ローリー法、ビウレット法等)が挙げられる。
生体試料は上記濃度となるように、各種水性溶媒等を用いて、希釈してもよい。前記水性溶媒としては、例えば、水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(Phosphate buffered saline;PBS)、トリス緩衝生理食塩水(Tris Buffered Saline;TBS)、HEPES緩衝生理食塩水等が挙げられ、これらに限定されない。
[工程2]
 次いで、マイクロデバイスのウェル内の生体試料中の酵素を封入するために、シーリングオイルを滴下する。シーリングオイルとしては、通常マイクロデバイスにおいて試料の封入用途で用いられる公知のものであればよく、例えば、フッ素系オイル(FC-40等)、脂肪族炭化水素(ヘキサデカン等)等が挙げられる。
[工程3]
 次いで、蛍光スキャナー、蛍光顕微鏡等を用いて、マイクロデバイスのウェル内の蛍光を検出する。検出された蛍光強度から、酵素活性を評価することができる。
 ここで、酵素活性が検出されたマイクロデバイスのウェル内にどのような酵素が含まれているかは、例えば、別途調整した目的タンパク質との酵素活性パターンとの比較等により決定することができる。
 本発明の検出方法1は、さらに蛍光イメージング手段を用いて蛍光応答を観測することを含むことができる。蛍光応答を観測する手段は、広い測定波長を有する蛍光光度計を用いることができるが、前記蛍光応答を2次元画像として表示可能な蛍光イメージング手段を用いて可視化することもできる。蛍光イメージングの手段を用いることによって、蛍光応答を二次元で可視化できるため、標的酵素を瞬時に視認することが可能となる。蛍光イメージング装置としては、当該技術分野において公知の装置を用いることができる。なお、場合によって、紫外可視吸光スペクトルの変化(例えば、特定の吸収波長における吸光度の変化)によって上記測定対象試料と蛍光プローブの反応を検出することも可能である。
 本発明の検出方法1の1つの態様においては、1種類の本発明の蛍光プローブと、生体試料中の複数の酵素とを接触させることにより、生体試料中の複数の酵素1分子に対して、1種類の本発明の蛍光プローブの蛍光強度を検出し、複数の酵素1分子同士の酵素活性を比較することができる。上記工程1において、1分子の酵素と複数の蛍光プローブが含まれるウェル(例えば、複数のウェル)を用意することにより、酵素1分子の酵素活性を測定することが可能となる。
3.バイオマーカーの検出
 本発明の蛍光プローブは、R又はR10して導入した官能基の種類に応じて、1種以上の加水分解酵素活性の検出用の蛍光プローブとして用いることができるが、更に、本発明の蛍光プローブを、所定の疾患に特異的なバイオマーカーの検出に用いることにより疾患の診断をおこなうことができる。
 即ち、本発明のもう1つの実施態様は、本発明の蛍光プローブを用いて、1分子の加水分解酵素活性を検出することにより病態を診断する方法である(以下「本発明の診断方法」とも言う)。
 本発明の診断方法の非限定的な例を以下に示す。
 即ち、本発明のもう1つの実施態様は、生体試料においてCD13の活性を検出する方法であって、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、本発明の化合物(以下「本発明の化合物A」とも言う)と生体試料とを水溶液中で接触させることを含み、水溶液における蛍光強度の増加は、CD13の活性の存在を示す、前記方法ある。
 本発明のもう1つの実施態様は、マイクロデバイスを用いて、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、本発明の化合物を含む蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法である(以下「本発明の診断方法1」とも言う)。
 また、本発明のもう1つの態様は、(a)マイクロデバイスを用いて、被検者から得られた生体試料を、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、本発明の化合物を含む蛍光プローブと接触させる工程、及び(b)前記蛍光プローブと接触させた生体試料の蛍光強度を測定することを含む、すい臓がんを診断する方法、又は、生体試料が由来する被検者がすい臓がんである可能性を予測する方法である(以下「本発明の診断又は予測方法1」とも言う)。
 本発明の診断方法1、本発明の診断又は予測方法1においては、本発明の化合物Aにより1分子のCD13の酵素活性を検出することを基本にしている。
 本発明のもう1つの実施態様は、生体試料においてDPP4の活性を検出する方法であって、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基を表す)である、本発明の化合物(以下「本発明の化合物B」とも言う)と生体試料とを水溶液中で接触させることを含み、水溶液における蛍光強度の増加は、DPP4の活性の存在を示す、前記方法ある。
 本発明のもう1つの実施態様は、マイクロデバイスを用いて、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基を表す)である、本発明の化合物を含む蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法である(以下「本発明の診断方法2」とも言う)。
 また、本発明のもう1つの態様は、(a)マイクロデバイスを用いて、被検者から得られた生体試料を、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基を表す)である、本発明の化合物を含む蛍光プローブと接触させる工程、及び(b)前記蛍光プローブと接触させた生体試料の蛍光強度を測定することを含む、すい臓がんを診断する方法、又は、生体試料が由来する被検者がすい臓がんである可能性を予測する方法である(以下「本発明の診断又は予測方法2」とも言う)。
 本発明の診断方法2、本発明の診断又は予測方法2においては、本発明の化合物Bにより1分子のDPP4の酵素活性を検出することを基本にしている。
 本発明のもう1つの態様は、マイクロデバイスを用いて、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、本発明の化合物を含む蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出すること、及び
 マイクロデバイスを用いて、一般式(I)又は(II)において-CO-R又は-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基を表す)である、本発明の化合物を含む蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法である。
 本発明の診断方法1(又は2)、本発明の診断又は予測方法1(又は2)においては、生体試料と本発明の化合物A(又はB)を含む溶液を調製し、当該溶液をマイクロデバイスへ添加し、添加した溶液を各ウェルへと封入し、溶液を封入したマイクロデバイスをインキュベーションし、その後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定することにより行うことができる。
 本発明の本発明の診断方法1、本発明の診断又は予測方法1は、具体的には、例えば以下のように行われるが、これに限定されるものではない。
 本発明の化合物Aを、所定の濃度(例えば、100μM)となるようにアッセイバッファーで希釈する。アッセイバッファーの組成は適宜に定めることができるが、例えば、100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1 mM CaCl、3mM Triton X-100であることができる。
 次に、被検者(すい臓がん患者、健常者の何れも含む)から採取した生体試料、好ましくは、血液試料(例えば、血清試料、又は血漿試料)を上記のアッセイバッファーで希釈し(例えば、10,000倍程度)、本発明の化合物Aの希釈液と所定の割合(例えば、等量)で混合する。
 次に、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
 溶液を封入したマイクロデバイスを所定の条件(例えば、37℃で2時間)インキュベーションし、その後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定する。
 検出された蛍光強度が所定の強度以上(例えば、2500AU以上)のウェル、すなわちCD13が封入されていると考えられるウェルの数を計測する。
 ここで、上記で計測したCD13が封入されていると考えられるウェルの数から、生体試料が由来する被検者がすい臓がんであると診断、すい臓がんである可能性を予測するには、本発明の化合物Aを用いてCD13活性測定を行った結果に基づいて判定を行うROC曲線を作成し、かかるROC曲線によってすい臓がんの可能性を判定する。
 本発明の診断方法2、本発明の診断又は予測方法2は、具体的には、例えば以下のように行われるが、これに限定されるものではない。
 本発明の化合物Bを、所定の濃度(例えば、100μM)となるようにアッセイバッファーで希釈する。アッセイバッファーの組成は適宜に定めることができるが、100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、3mM Triton X-100であることができる。
 次に、被検者(すい臓がん患者、健常者の何れも含む)から採取した生体試料、好ましくは、血液試料(例えば、血清試料、又は血漿試料)を上記のアッセイバッファーで希釈し(例えば、2,500倍程度)、本発明の化合物Bの希釈液と所定の割合(例えば、等量)で混合する。
 次に、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
 溶液を封入したマイクロデバイスを所定の条件(例えば、25℃で2時間)インキュベーションし、その後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定する。
 各ウェルの蛍光強度に基づいて作成したヒストグラムを2つの正規分布からなる曲線に近似する。近似曲線の極小値よりも蛍光強度の高いウェルを高活性群、蛍光強度の低いウェルを低活性群とし、これらの合計のうち高活性群の占める割合を計測する。
 ここで、上記で計測したDPP4が封入されていると考えられるウェルの数から、生体試料が由来する被検者がすい臓がんであると診断、すい臓がんである可能性を予測するには、本発明の化合物Bを用いてDPP4活性測定を行った結果に基づいて判定を行うROC曲線を作成し、かかるROC曲線によってすい臓がんの可能性を判定する。
 本発明の化合物Aの非限定的な例は、以下の化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 本発明の化合物Bの非限定的な例は、以下の化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
4.本発明の化合物2及び3
 本発明のもう1つの実施態様は、以下の(1)~(5)のいずれかの式で表される化合物又はその塩である(以下「本発明の化合物2」とも言う)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 式(1)~(5)において、Rは、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択される。
 アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成している。
 カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成している。
Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。
 アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、T-O-の詳細については、一般式(I)及び(II)について詳述した通りである。
 本発明のもう1つの実施態様は、以下の(6)で表される化合物又はその塩である(以下「本発明の化合物3」とも言う)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 式(6)において、Rは、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択される。
 アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成している。
 カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成している。
 Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。
 アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、T-O-の詳細については、一般式(I)及び(II)について詳述した通りである。
 本発明の化合物2の具体例について以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 本発明の化合物3の具体例について以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 式(1)~(6)で表される化合物は、特に断らない限り、その互変異性体、幾何異性体(例えば、E体、Z体など)、鏡像異性体等の立体異性体も含まれる。すなわち、式(1)~(6)で表される化合物中に、1個又は2個以上の不斉炭素が含まれる場合、不斉炭素の立体化学については、それぞれ独立して(R)体又は(S)体のいずれかをとることができ、該誘導体の鏡像異性体又はジアステレオ異性体などの立体異性体として存在することがある。
 式(1)~(6)で表される化合物の製造方法は特に限定されないが、式(1)~(6)に包含される化合物のうち代表的化合物についての合成方法を本明細書の実施例に具体的に示した。当業者は本明細書の実施例及び下記のスキームを参照しつつ、必要に応じて出発原料、反応試薬、反応条件などを適宜改変ないし修飾することにより、式(1)~(6)に包含される化合物を製造することができる。
5.中間体
 一般式(III)で表される化合物又はその塩は、例えば、本発明の化合物の製造用中間体として有用である。すなわち、本発明によれば一般式(III)で表される化合物又はその塩の本発明の化合物の製造のための使用が提供される。
 一般式(IV)で表される化合物又はその塩は、例えば、本発明の化合物の製造用中間体として有用である。すなわち、本発明によれば一般式(IV)で表される化合物又はその塩の本発明の化合物の製造のための使用が提供される。
 本発明によればまた、一般式(V)で表される化合物又はその塩が提供される。この化合物は、例えば、本発明の化合物の製造用中間体として有用である。すなわち、本発明によれば一般式(V)で表される化合物又はその塩の本発明の化合物の製造のための使用が提供される。
 一般式(V)において、Aは好ましくはフェニル又はチオフェニルを表す。Rは好ましくは-COOH又は-SOHを表す。Aがフェニル基である場合には、Rは好ましくは-SOHを表す。Aがチオフェニル基である場合には、Rは好ましくは-COOHを表す。
 一般式(V)においてはまた、nは好ましくは1である。R及びRは好ましくは、水素原子を表す。Xは好ましくは、酸素原子又はSi(―CHを表す。
 一般式(V)で表される化合物又はその塩のより好ましい例としては、Aがフェニル又はチオフェニルを表し、Rが-COOH又は-SOHを表し、nが1であり、R及びRが水素原子を表し、Xが酸素原子又はSi(―CHを表す化合物又はその塩が挙げられる。一般式(V)で表される化合物又はその塩の特に好ましい例としては、Aがフェニル又はチオフェニルを表し、Rが-COOH又は-SOHを表し、nが1であり、R及びRが水素原子を表し、Xが酸素原子又はSi(―CHを表し、Aがフェニル基である場合には、Rは-SOHを表し、Aがチオフェニル基である場合には、Rは-COOHを表す化合物又はその塩が挙げられる。
6.蛍光プローブの選択方法
 本発明によれば、本発明の蛍光プローブから、使用適性が優れた蛍光プローブを選択する方法が提供される。蛍光プローブの使用適性を評価する指標としては前記(A)、(B)及び(C)が挙げられる。すなわち、本発明の選択方法は、本発明の蛍光プローブを1種又は複数種準備すること、並びに(A)、(B)及び(C)の条件を満たす蛍光プローブを選択することを少なくとも含むものである。(A)、(B)及び(C)はマイクロデバイスにおける使用適性を評価する指標であることから、本発明の選択方法により選択された蛍光プローブはマイクロデバイス用の蛍光プローブとして特に好ましく使用することができる。
 (A)では、シーリングオイルへの溶解度測定試験(25℃)を実施し、被験化合物のヘキサデカンへの溶解度が0.4μM以下又は0.3μM以下(好ましくは0.2μM以下)の場合に(A)を満たすと判定できる。シーリングオイルへの溶解度測定試験は、シーリングオイルであるヘキサデカン100μLに対して、被験化合物の10mMのDMSO溶液を1μL添加し、室温(25℃)で1分間ソニケーションして懸濁させた場合に、ヘキサデカンへ移行した被験化合物の濃度を測定することにより実施することができる。(A)のシーリングオイルへの溶解度測定試験は、具体的には実施例19に従って実施することができる。
 (B)では、マイクロデバイスにおける蛍光強度測定試験を実施し、ウェル中心領域の蛍光強度に対するウェル周縁領域の蛍光強度の比率が0.7以下又は0.6以下(好ましくは0.5以下)の場合に(B)を満たすと判定できる。マイクロデバイスにおける蛍光強度測定は、マイクロデバイスに被験化合物を添加して化合物が封入されたウェルの像を顕微鏡で撮影し、中心領域の蛍光強度に対する周縁領域の蛍光強度の比率を測定することにより実施することができる。中心領域と周縁領域はウェルの半径を1とした場合に、次の比率で特定することができる。中心領域:中心から半径0.48~0.63までの領域(領域1)、好ましくは中心から半径0.53~0.58までの領域(領域2)。周縁領域:ウェル全体のうち領域1を除く領域、好ましくはウェル全体のうち領域2を除く領域。(B)のマイクロデバイスにおける蛍光強度測定試験は、具体的には実施例20に従って実施することができる。
 (C)では、マイクロデバイス及びキュベットにおいて被験化合物の酵素分解試験を実施してシグナル/ノイズ比を算出し、キュベットにおける酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第2の比)に対する、マイクロデバイスにおける酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第1の比)の比率が0.2以上、0.3以上又は0.4以上(好ましくは0.5以上)の場合に(C)を満たすと判定できる。シグナル/ノイズ比の算出は、酵素反応前後の蛍光スペクトルを比較し、蛍光強度が最大となる波長での蛍光強度の比を酵素分解物のシグナル/ノイズ比として算出することができる。(C)のマイクロデバイス及びキュベットにおけるシグナル/ノイズ比の比率の測定及び算出は、具体的には実施例21に従って実施することができる。
 なお、本発明においては、本発明の化合物並びに一般式(III)の化合物及びその塩のうち、(A)、(B)及び(C)の少なくとも1つ、少なくとも2つ又はすべてを満たすものを好ましくは提供することができる。
 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[試料及び測定方法]
 有機合成のための試薬及び溶媒は東京化学工業(TCI)、和光純化工業又はアルドリッチケミカル社から供給され、それ以上精製することなく使用した。
 プロトン核磁気共鳴(H NMR)スペクトルをJEOL JMN-LA400装置で記録した。
 質量スペクトルは、JEOL JMS-T100LP AccuTOFTM LC-plus4Gで測定した。
[合成実施例1]
sHMRGの合成例
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(1) 化合物1の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 乾燥したフラスコに、濃硫酸2.88mL(54.1mmol)を入れ、アルゴン雰囲気下、0℃でトリフルオロ酢酸無水物15.7mL(113.6mmol)をゆっくりと加えた。その後室温に戻して、3時間撹拌した。次いで、溶液が一様になったら、2-ブロモ-ベンズアルデヒド6.25mL(54.1mmol)を0℃で少しずつ加え、その後室温に戻し、17時間攪拌した。その後0℃で水を加えた。次いで、減圧下でTFAA、水を留去した。次いで、残渣をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製した。溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥して、化合物1(982mg、3.71mmol、収率6.8%)を得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-D6) δ 10.17 (s, 1H), 7.98 (m, 1H), 7.74 (m, 2H).
13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ 192.0, 148.9, 134.3, 133.2, 133.1, 127.4, 126.1.
HRMS (ESI-): Calcd. for [M-H]-, 262.90137, Found, 262.89719 (-4.17 mmu).
(2) 化合物2の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 乾燥したフラスコに、オルトギ酸トリイソプロピル2.8 mL(12.8mmol)に溶解させた化合物1 338mg(1.28mmol)を加え、60℃で1時間攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去した。次いで、得られた固体をカラムクロマトグラフィー(シリカ;酢酸エチル/ヘキサン=0/100>20/80)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物2を357mg(0.87mmol、収率68%)得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMR及び高分解質量分析(HR-MS)計による分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.22 (m, 1H), 7.68 (m, 2H), 4.76 (sep, J = 5.9 Hz, 1H), 3.89 (sep, J = 6.2 Hz, 2H), 1.28 (d, J = 5.9 Hz, 6H), 1.18 (dd, J = 13.0 Hz, 6.2 Hz, 12H)
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 141.2, 137.0, 133.7, 128.7, 128.5, 128.1, 97.9, 69.3, 23.0, 22.9, 22.5.
HRMS (ESI+): Calcd. for [M+Na]+, 431.05038, Found, 431.04944 (-0.94 mmu).
(3) 化合物3の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 乾燥したフラスコに、化合物2を213mg(0.52mmol)入れて、脱水テトラヒドロフランに溶解させ、アルゴン雰囲気下、-78℃で30分間攪拌した。次いで、ここに1.3Mセカンダリーブチルリチウム0.4mL(0.52mmol)を少しずつ加え、アルゴン雰囲気下、-78℃で30分間攪拌した。次いで、さらに反応液に、脱水テトラヒドロフランに溶解させた3,6-ビス(ジフェニルメチレンアミノ)キサントン45mg(0.081mmol)を少しずつ加えた後、アルゴン雰囲気下、室温で1.5時間攪拌した。次いで、TFAと水を反応液に加え、室温で3.5時間攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去した。次いで、得られた固体をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製し、溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥して、化合物3を9mg(0.023mmol、収率28%)得た。
(4) 化合物4の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 乾燥したフラスコに、化合物3を130mg(0.33mmol)入れて、メタノールに溶解させ、0℃に冷却したのち、水素化ホウ素ナトリウムを90mg(2.38mmol)を少しずつ加え、30分間攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去したのち、得られた固体をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1M TEAA(トリエチルアミン酢酸塩)含有100%HO、B:0.1M TEAA含有100%CHCN)で精製したのち、Sep-Pak C18(Waters)で脱塩を行った。次いで、溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥して、化合物4を68mg(0.17mmol、収率52%)得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMR及び高分解質量分析(HR-MS)計による分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 7.91 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.60 (dd, J = 8.0, 2.1 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.62 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.39 (d, J = 2.3 Hz, 2H), 6.29 (dd, J = 8.2, 2.3 Hz, 2H), 5.42 (s, 1H), 4.61 (s, 2H)
13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ 151.4, 147.5, 142.7, 138.8, 130.5, 129.8, 125.1, 124.7, 121.2, 113.2, 110.9, 102.0, 46.5, 7.9
HRMS (ESI+): Calcd. for [M+H]+, 399.10147m Found, 399.09779 (-3.68 mmu).
[合成実施例2]
sHMRGベースのペプチダーゼ・プロテアーゼプローブの合成例
 以下の表1に示すsHMRGベースのペプチダーゼ・プロテアーゼプローブ(PB101~111)については、sHMRGを還元した化合物(化合物4)を用いて以下の手順で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
1. 化合物4(11μmol)、DMT-MM(3μmol)、及びBoc-保護アミノ酸又はFmoc-保護アミノ酸又はN末端保護ペプチド (5μmol)を1.5mLの試験官中で混合し、30μLのNMPに溶解した。
2. 反応混合物を40℃で攪拌した。
3. クロラニル(23μmol)を加え、反応混合物を攪拌した。
4. 溶液をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製し、溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥した。
5. 原料がFmoc保護であった場合、得られた固体にピぺリジン50μLとNMP 50μLを加え、反応混合液を攪拌した。原料がFmoc保護でない場合、この工程は経ず、工程6へと進んだ。
6. 1000μLのTFAを加え、反応混合物を攪拌した。
7. 溶液をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製し、溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥し、目的の化合物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
 上記化合物の機器データは以下の通りである。
HPLC condition: A/B = 100/0 > 0/100 (5 min), A = 0.1% Formic acid H2O, B = 0.1% 
Formic acid CH3CN (A-sHMRG, M-sHMRG: a mixture of diastereomers)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000056
[合成実施例3]
sSiRの合成例1
(1) 化合物2の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 乾燥したフラスコに、アリルブロマイド7.7g(63.8mmol)、3-ブロモアニリン5.0g(29.0mmol)、炭酸カリウム8.0g(58.0mmol)を入れ、アセトニトリル60mLに溶解し、80℃でオーバーナイトで攪拌した。次いで、室温に戻して綿で濾過し炭酸カリウムを除いた。次いで、酢酸エチルで洗浄したのち減圧下で溶媒を留去した。次いで、残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカ;ヘキサン100%)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物2を7.57 g(30.0mmol、収率47%)得た。
(2) 化合物3の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 乾燥したフラスコに、化合物2を7.57g(30.0mmol)入れて、脱水テトラヒドロフランに溶解させ、アルゴン雰囲気下、-78℃で30分間攪拌した。次いで、ここに1.3Mセカンダリーブチルリチウム23.1mL(30.0mmol)を少しずつ加え、アルゴン雰囲気下、-78℃で30分間攪拌した。次いで、さらに反応液に、ジクロリジメチルシラン1794μL(15.02mmol)を少しずつ加えた後、アルゴン雰囲気下、室温で1.5時間攪拌した。次いで、2N HClaq.10mLとNaHCOaq.を加えて反応液を中和し、ジクロロメタンで抽出、飽和食塩水で洗浄したのち、減圧下で溶媒を留去した。次いで、残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカ;ジクロロメタン/ヘキサン)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物3を4.0g(9.93mmol、収率66%)得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.20-7.16 (m, 2H), 6.88-6.84 (m, 4H), 6.71-6.68 (m, 2
H), 5.87-5.78 (m, 4H), 5.17-5.11 (m, 8H), 3.89 (d, J = 5.0 Hz, 8H), 0.48 (s, 6H) 
13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 148.0, 139.0, 134.3, 128.5, 122.3, 118.2, 116.2, 113.3, 53.0, -2.3
(3) 化合物4の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 乾燥したフラスコに、化合物3を1.0 g(2.48mmol)、4-ホルミルベンゼン-1,3-ジスルホン酸二ナトリウム塩を769 mg(2.48mmol)、酢酸を5mL入れて、アルゴン雰囲気下、100℃で1時間攪拌した。次いで、ここに尿素112mg(1.86mmol)を加え、18時間攪拌した。次いで、減圧下で酢酸を留去し、メタノール10mLと水素化ホウ素ナトリウムを94mg(2.48mmol)加えて0℃で攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣をMPLC(溶離液:A/B=90/10>60/40、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製し、溶離液をエバポレートした後、得られた残渣にメタノール10mL、ジクロロメタン10mLを加え、クロラニル610mg(2.48mmol)を加えて室温で5時間攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去したのち、残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカ;ジクロロメタン/メタノール)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物4を990mg(1.53mmol、収率62%)
得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 8.62 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 8.00 (dd, J = 7.8, 1.8 Hz, 1H), 7.26-7.24 (m, 3H), 7.07 (d, J = 9.6 Hz, 2H), 6.72 (dd, J = 9.6, 2.7 Hz, 2H), 5.96-5.87 (m, 4H), 5.27-5.17 (m, 8H), 4.27 (d, J = 4.6 Hz, 8H), 0.54(s, 3H), 0.52 (s, 3H)
13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ 170.5, 153.9, 148.4, 145.7, 144.1, 142.7, 138.1, 131.4, 130.6, 128.7, 126.8, 125.6, 120.9, 116.7, 113.8, 53.2, -2.5, -3.11
(4) 化合物5の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 乾燥したフラスコに、化合物4を53mg(0.081mmol)、水素化ホウ素ナトリウム31mg(0.81mmol)を入れて、メタノール1mLに溶解し、室温で混合した。次いで、減圧下で溶媒を留去し、全量の3分の1(0.027mmol相当)を次反応に用いた。得られた残渣に対して、酢酸100μL(1.75mmol)、水2mLを加え、アスピレーターで脱気後、パラジウム炭素触媒を加えて再度脱気し、アルゴン雰囲気下、90℃で17時間攪拌した。次いで、セライト濾過でパラジウム炭素触媒を除き、減圧下で溶媒を留去した。次いで、得られた残渣をHPLC(溶離液:A/B=90/10>50/50、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物5を0.2mg(0.41μmol、収率1.5%)を得た。
 得られた化合物のH-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD/D2O = 1:1) δ 8.48 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.01 (dd, J = 7.6, 2.0 Hz, 1H), 7.26 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 6.98 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.59 (dd, J = 8.4, 2.4 Hz, 2H), 0.53 (s, 3H), 0.52 (s, 3H)
[合成実施例4]
sSiRの合成例2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
(1) 化合物7の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 乾燥したフラスコに、濃硫酸1.1mL(20.8mmol)を入れ、アルゴン雰囲気下、0℃でトリフルオロ酢酸無水物6.0mL(43.7mmol)をゆっくりと加えた。その後室温に戻して、3.5時間撹拌した。次いで、溶液が一様になったら、2-メチルベンズアルデヒド2.5mL(20.8mmol)を0℃で少しずつ加え、その後室温に戻し、20時間攪拌した。その後0℃で水を加えた。次いで、減圧下でトリフルオロ酢酸、水を留去した。次いで、残渣をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製した。溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥して、化合物7(2.9g、14.5 mmol、収率70%)を得た。
 得られた化合物のH-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CD3CN) δ 10.27 (s, 1H), 8.22 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.94 (dd, J = 8.0, 2.1 Hz, 1H), 7.50 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 2.70 (s, 3H)
(2) 化合物8の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 乾燥したフラスコに、化合物3 1.77g(4.34mmol)、化合物7 868mg(4.34 mmol)、尿素130mg(2.17mmol)、酢酸20mLを入れ、アルゴン雰囲気下、90℃で17時間攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去したのち、残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカ;ジクロロメタン/メタノール)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物8を1220mg(2.09 mmol、収率48%)得た。
(3) 化合物9の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 乾燥したフラスコに、化合物8 350mg(0.616mmol)、N,N-ジメチルバルビツール酸577mg(3.70mmol)を入れ、ジクロロメタン20mLに溶解したのち、アスピレーターで脱気した。次いで、ここにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)28mg(0.024mmol)を加え、再度アスピレーターで溶媒を脱気したのち、アルゴン雰囲気下、35℃で1時間攪拌した。次いで、減圧下で溶媒を留去したのち、残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカ;ジクロロメタン/メタノール)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物9を60mg(0.142mmol、収率23%)得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 7.60 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.49 (dd, J = 8.2, 1.8 Hz, 1H), 7.15 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.99 (d, J = 2.5 Hz, 2H), 6.79 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 6.59 (dd, J = 8.5, 2.5 Hz, 2H), 5.59 (s, 1H), 2.25 (s, 3H), 0.58 (s, 3H), 0.36 (s, 3H) 
13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ 148.0, 145.3, 143.1, 139.2, 138.7, 134.6, 131.9, 130.8, 129.1, 124.0, 120.4, 118.4, 51.1, 20.3, -0.4, -0.8
(4) 化合物10の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 乾燥したフラスコに、化合物9 211mg(0.497mmol)、クロラニル 246mg(1mmol)、DMF4mL、ジクロロメタン4mLを加え、室温で5分間攪拌した。次いで、反応液をカラムクロマトグラフィー(シリカ;ジクロロメタン/メタノール)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物10を168mg (0.398mmol、収率80%)得た。
 得られた化合物のH-NMR、13C-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ 7.88 (dd, J = 8.0, 1.8 Hz, 1H), 7.53 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.18 (d, J = 2.5 Hz, 2H), 6.97 (d, J = 9.4 Hz, 2H), 6.53 (dd, J = 9.4, 2.5 Hz, 2H), 2.05 (s, 3H), 0.50 (s, 3H), 0.49 (s, 3H) 13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ 168.8, 157.2, 149.0, 142.6, 142.3, 138.7, 138.1, 130.1, 126.9, 126.1, 123.3, 115.7, 109.5, 18.0, -2.8, -3.1
[合成実施例5]
sSiRの合成例3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
(1)化合物11の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 乾燥したフラスコに、4-ブロモ-3-メチルベンゼンスルホニルクロライドを1620mg(6mmol)と4-ジメチルアミノピリジン732mg(6mmol)、2-プロパノール30mL、ピリジン12mLを入れ、室温で2時間攪拌した。次いで、溶媒を減圧下で留去し、カラムクロマトグラフィー(シリカ;酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物11を1008mg(3.44mmol、収率57%)得た。
 得られた化合物のH-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.75 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.69 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.56 (dd, J = 8.2, 2.3 Hz, 1H), 4.71 (sep, J = 5.9 Hz, 1H), 2.47 (s, 3H), 1.28 (d, J = 5.9 Hz, 6H)
(2) 化合物12の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 乾燥したフラスコに、化合物11を667mg(2.27mmol)入れて、脱水テトラヒドロフランに溶解させ、アルゴン雰囲気下、-78℃で30分間攪拌した。次いで、ここに1.3Mセカンダリーブチルリチウム1.75mL(2.27mmol)を少しずつ加え、アルゴン雰囲気下、-78℃で30分間攪拌した。次いで、さらに反応液に、脱水テトラヒドロフランに溶解させたN,N,N’,N’-テトラアリルジアミノ-Si-キサンテン200mg(0.45mmol)を少しずつ加えた後、アルゴン雰囲気下、室温で1.5時間攪拌した。次いで、0.1N HClaq.を反応液に加え、室温で攪拌した。次いで、ジクロロメタンで抽出を行い、飽和食塩水で洗浄したのち、硫酸ナトリウムで脱水した。次いで、減圧下で溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー(シリカ;ジクロロメタン/メタノール)で精製し、溶媒をエバポレートした。次いで、得られた残渣をメタノールに溶解させ、0℃に冷却したのち、水素化ホウ素ナトリウムを8.3mg(0.22mmol)を少しずつ加え、攪拌した。次いで、ジクロロメタンで抽出を行い、飽和食塩水で洗浄したのち、硫酸ナトリウムで脱水した。その後、減圧下で溶媒を留去した。次いで、得られた残渣に1,3-ジメチルバルビツール酸 78mg(0.5mmol)とテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)23mg(0.02mmol)を加え、ジクロロメタン10mLに溶解したのち、アルゴン雰囲気下35℃で3時間攪拌した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で中和したのち、ジクロロメタンで抽出、飽和食塩水で洗浄を行った。次いで、硫酸ナトリウムで脱水し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカ;酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、溶離液をエバポレートすることで化合物12を6mg(0.013mmol、収率2.9%)得た。
 得られた化合物のH-NMRによる分析結果を以下に示す。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.66 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.58 (dd, J = 8.2, 1.8 Hz, 1H), 7.19 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.91 (d, J = 2.1 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.56 (dd, J = 8.2, 2.7 Hz, 2H), 5.62 (s, 1H), 4.75 (sep, J = 6.4 Hz, 1H), 2.35 (s, 3H), 1.27 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 0.53 (s, 3H), 0.40 (s, 3H)
[合成実施例6]
sSiRベースのペプチダーゼ・プロテアーゼプローブの合成例
 表3に示すsSiRベースのペプチダーゼ・プロテアーゼプローブ(PB201~211)については、sSiRを還元した化合物(化合物9又は化合物12)を用いて以下の手順で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
1. 化合物9又は化合物12(11.8μmol)、COMU(4.7μmol)、及びBoc-保護アミノ酸又はFmoc-保護アミノ酸又はN末端保護ペプチド(4.7μmol)を1.5mLの試験官中で混合し、60μLのDMFに溶解した。
2. 反応混合物を室温で攪拌した。
3. クロラニル(23.5μmol)を加え、反応混合物を攪拌した。
4. 溶液をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製し、溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥した。
5. 原料がFmoc保護であった場合、得られた固体にピぺリジン50μLとNMP 50μLを加え、反応混合液を攪拌した。原料がFmoc保護でない場合、この工程は経ず、工程6へと進んだ。
6. 1000 μLのTFAを加え、反応混合物を攪拌した。
7. 溶液をMPLC(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%TFA含有100%HO、B:0.1%TFA含有100%CHCN)で精製し、溶離液をエバポレートした後、生成物を凍結乾燥し、目的の化合物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000071
 上記化合物の機器データを以下に示す。
HPLC condition: A/B = 95/5 > 5/95 (5 min), A = 0.1% Formic acid H2O, B = 0.1% Formic acid CH3CN.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000074
[合成実施例7]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
化合物13の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 こちらの合成方法はTetrahedron, 2005, 61, 12, 3097-3105を参照して行う。
4-スルホフタル酸とレソルシノール、メタンスルホン酸を混合し、130℃で加熱して攪拌を行う。反応液に水を加え、析出した固体を水で洗浄し、減圧下で乾燥して目的の化合物を得る。
化合物14の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 化合物13をジクロロメタンに溶解し、アルゴン置換下で攪拌する。反応液にピリジンを加え、引き続いてトリフルオロメタンスルホン酸無水物を反応液に加える。反応液を2規定塩酸で洗浄したのち、ジクロロメタンで抽出を行う。溶液を硫酸ナトリウムで脱水したのち、エバポレートする。残渣をMPLCで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を凍結乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物15の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 化合物14とトリイロプロピルオルトホルメートをトルエンに溶解して攪拌し、スルホン酸をトリイソプロピル保護する。反応液をエバポレートしたのち、残渣とPd(dba)-CHCl、キサントホス、ベンゾフェノンイミン、炭酸セシウムをトルエンに溶解し、攪拌する。その後TFAを添加して攪拌し、脱保護を行う。反応液をエバポレートしたのち、残渣をMPLCで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を凍結乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物16の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 化合物16の合成はJ. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16, 6002-6005を参照して行う。化合物15、Fmoc保護されたアミノ酸、HATU、DIEAをDMFに溶解して攪拌し、アミノ酸を縮合する。その後、ピぺリジンを加え、攪拌してFmoc基を脱保護したのちに、トリフルオロ酢酸を加え、攪拌し、アミノ酸側鎖を脱保護する。反応溶液をMPLCで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を凍結乾燥し、目的の化合物を得る。
[合成実施例8]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
(上記式中、MOMClはクロロメチルメチルエーテル(Cl-CH-O-CH)を表し、-MOMはクロロメチルメチルエーテルの残基(-CH-O-CH)を表す。)
化合物17の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 化合物17~化合物21の合成はNat Commun. 2015, 6,6463を参照して行う。化合物13をDMFに溶解し、炭酸カリウムを反応液に加える。その後、クロロメチルメチルエーテルを反応液に加え、攪拌する。反応液に酢酸エチルと飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、攪拌する。その後、反応液に水と85%リン酸を加え、反応液のpHを3付近にする。酢酸エチル層を抽出したのち、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水する。反応液をエバポレートしたのち、残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を減圧下で乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物18の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
 化合物17をTHFに溶解したのち、LAHを反応液に加える。その後メタノールを反応液に加えて反応を停止し、エバポレートする。残渣をジクロロメタンに溶解し、ロッシェル塩水溶液で洗浄する。有機層を抽出し、硫酸ナトリウムで脱水したのち、エバポレートする。残渣をジクロロメタンに溶解し、クロラニルを添加して攪拌する。反応液を濾過したのち、水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水する。溶液をエバポレートして得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を減圧下で乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物19の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 化合物18をジクロロメタンに溶解し、反応液にピリジンを加える。その後ジクロロメタンに溶解したトリフルオロメタンスルホン酸無水物を反応液に添加し、攪拌する。反応液をエバポレートし、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を減圧下で乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物20の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 化合物19、Pd(dba)-CHCl、キサントホス、炭酸セシウムをトルエンに溶解し、アルゴン置換下で攪拌する。ベンゾフェノンイミンを添加して攪拌したのち、反応液をジクロロメタンに溶解し、セライトで濾過をする。ろ液をエバポレートしたのち、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を減圧下で乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物21の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 化合物20をジクロロメタンに溶解し、10%TFA/水を加えて攪拌する。その後反応液を1M NaOH水溶液で塩基性にしたのち、ジクロロメタンで抽出する。溶液を硫酸ナトリウムで脱水したのち、エバポレートする。得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を減圧下で乾燥し、目的の化合物を得る。
化合物22の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
 化合物21、Fmoc保護されたアミノ酸、HATU、DIEAをDMFに溶解して攪拌し、アミノ酸を縮合する。その後、ピぺリジンを加え、攪拌してFmoc基を脱保護したのちに、トリフルオロ酢酸を加え、攪拌し、アミノ酸側鎖を脱保護する。反応溶液をMPLCで精製し、溶離液をエバポレートする。その後、生成物を凍結乾燥し、目的の化合物を得る。
<LogP値の測定>
 次に、上記の合成実施例で得られた蛍光団母核の化合物(化合物4、5、10)を含む以下の化合物について、脂溶性の指標(LogP)とマイクロデバイス適合性の関係を調べた。結果を以下の表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000087
 ここで、logPの測定のプロトコルを以下に示す。
(プロトコル)
(1)MilliQ 500μL、1-オクタノール500μLに対し、10mM Stock(e=91,000で計算)を4μL添加し、良く混合、その後遠心した。
(2)各層の溶液を50μL回収し、MeOH 50μLを混合し、LC-MSで解析した。
(3)各ピークの面積比から濃度比を算出し、LogPを算出した。
(ピーク面積は、無置換体:@600nM、2置換体:@629nm、3置換体:@638nm、4置換体:@655nm)
 表5において、化合物は脂溶性の指標となるlogP値の実測値の順番に左→右に並べているが、脂溶性が高い化合物(具体的には、LogP>1.01)では、マイクロデバイスへの吸着によるドーナツ状の蛍光像が得られており、マイクロデバイスを用いたアッセイへの適正が悪いことが示唆される。
 また、一番左の化合物については,スルホン酸を2つ有するものの、4つのベンジル基の置換により非常に脂溶性が高く、こちらもドーナツ状の蛍光像を与え、また共焦点顕微鏡を用いた計測ではデバイス外への漏れも観察されるなど、マイクロデバイスへの適用性は低かった。
 上記の結果は、観察可能な蛍光性を示す構造類縁体(蛍光プローブが酵素に代謝された後の構造のもの)である蛍光団母核の化合物を用いて検討を行ったものであるが、キサンテン骨格のアミノ基にアミノ酸の部分構造や、糖類の部分構造などを導入した本発明の化合物(蛍光プローブ)についても構造が類似していることから同様の傾向を示すと考えられる。
<MiLogP値の算出>
 LogP値を実測した化合物(表5)についてMolinspiration社が提供するプログラム:Molinspiration property engine v2022.08(https://www.molinspiration.com/cgi-bin/properties)を用いてMiLogP(Molinspiration calculated logP)値を算出した。結果は以下の表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000088
 表6に示される通り、本発明の化合物について、MiLogP値は実測したLogP値とほぼ相関していた。すなわち、本発明の化合物はLogP値のみならず、MiLogP値によっても特定できると考えられる。
 次に、マイクロデバイスにおける酵素活性アッセイに使用適性が認められた蛍光プローブ(実施例1~16)についてMiLogP値を算出した、結果は以下の通りであった。
Ala-sHMRG(PB101):-1.86
Leu-sHMRG(PB102):-0.55
Met-sHMRG(PB104):-1.41
Tyr-sHMRG(PB105):-0.88
Lys-sHMRG(PB110):-1.62
gGlu-sHMRG(PB106):-2.26
GP-sHMRG(PB109):-2.52
Ac-Ala-sHMRG(PB107):-1.59
Suc-AAPA-sHMRG(PB111):-3.08
Ala-sSiR(PB201):0.95
Trp-sSiR(PB207):2.56
Glu-sSiR(PB206):0.54
Arg-sSiR(PB209):0.13
Ac-GP-sSiR(PB208):0.63
Ac-LRGG-sSiR(PB203):0.23
EP-sSiR(PB211):0.28
 上記蛍光プローブはマイクロデバイスにおける酵素活性アッセイに使用適性が認められていることから、MiLogP値は本発明の化合物のマイクロデバイスにおける蛍光プローブとしての使用適性を判断する指標として利用可能であることが示された。
<アッセイ実施例>
sHMRG、sSiRベースのペプチダーゼ・プロテアーゼプローブを用いたヒト血液中の活性測定
 以下、sHMRGベースの蛍光プローブ(Xが酸素原子)と、sSiRベースの蛍光プローブ(XがSi(R)(R))を用いた酵素活性アッセイを示すが、Xが酸素原子及びケイ素原子以外の原子である本発明の化合物についても、酵素反応に応答して蛍光プローブとして機能することは当業者が理解することができる。例えば、Xが炭素原子である蛍光プローブの例が国際公開2018/151260号公報に記載され、Xがゲルマニウム原子である蛍光プローブの例がCommunications Chemistry volume 2, Article number: 94 (2019)に記載されている。
[実施例1]
Ala-sHMRG(PB101)を用いた酵素活性のアッセイ
以下の構造を有するAla-sHMRGを用いて酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるAla-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、0.1% BSA、1mM DTT、1mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はAla-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Ala-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例2]
Leu-sHMRG(PB102)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するLeu-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるLeu-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで2,500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はLeu-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが5,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Leu-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例3]
Met-sHMRG(PB104)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するMet-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
アッセイプロトコル
5. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるMet-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
6. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はMet-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
7. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
8. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Met-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例4]
Tyr-sHMRG(PB105)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するTyr-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
アッセイプロトコル
9. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるTyr-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
10.次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はTyr-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
11.次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
12.溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Tyr-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例5]
Lys-sHMRG(PB110)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するLys-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるLys-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで10,000倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はLys-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが20,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Lys-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例6]
gGlu-sHMRG(PB106)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するgGlu-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるgGlu-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はgGlu-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、gGlu-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例7]
GP-sHMRG(PB109)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するGP-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
アッセイプロトコル
1. ペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるGP-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで2,500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はGP-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが5,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを25℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、GP-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例8]
Ac-Ala-sHMRG(PB107)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するAc-Ala-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。
アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
アッセイプロトコル
1. ペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるAc-Ala-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで250倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はAc-Ala-sHMRGが50μM、ヒト血漿サンプルが500倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Ac-Ala-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例9]
Suc-AAPA-sHMRG(PB111)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するSuc-AAPA-sHMRGを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
アッセイプロトコル
1. プロテアーゼ活性検出蛍光プローブであるSuc-AAPA-sHMRGを、200μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで250倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はSuc-AAPA-sHMRGが100μM、ヒト血漿サンプルが500倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Suc-AAPA-sHMRGと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例10]
Ala-sSiR(PB201)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するAla-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイ
プロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるAla-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで10,000倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はAla-sSiRが50μM、ヒト血漿サンプルが20,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Ala-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例11]
Trp-sSiR(PB207)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するTrp-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるTrp-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はTrp-sSiRが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Trp-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例12]
Glu-sSiR(PB206)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するGlu-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるGlu-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3 mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はGlu-sSiRが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Glu-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例13]
Arg-sSiR(PB209)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するArg-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
アッセイプロトコル
1. アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるArg-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH 7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はArg-sSiRが50μM、ヒト血漿サンプルが1,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Arg-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例14]
Ac-GP-sSiR(PB208)を用いた酵素活性のアッセイ
 以下の構造を有するAc-GP-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
アッセイプロトコル
1. ペプチダーゼ活性検出蛍光プローブであるAc-GP-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで10,000倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はAc-GP-sSiRが50μM、ヒト血漿サンプルが20,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Ac-GP-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例15]
Ac-LRGG-sSiR(PB203)を用いた酵素活性のアッセイの結果
 以下の構造を有するAc-LRGG-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
アッセイプロトコル
1. プロテアーゼ活性検出蛍光プローブであるAc-LRGG-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2. 次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで10,000倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はAc-LRGG-sSiRが50μM、ヒト血漿サンプルが20,000倍希釈である。
3. 次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4. 溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、Ac-LRGG-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
[実施例16]
EP-sSiR(PB211)を用いた酵素活性のアッセイの結果
 以下の構造を有するEP-sSiRを用いた酵素活性のアッセイを行った。アッセイプロトコルを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
アッセイプロトコル
1.プロテアーゼ活性検出蛍光プローブであるEP-sSiRを、60μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、0.1mM DTT、150μM Triton X-100である。
2.次いで、ヒト血漿サンプルを上記のアッセイバッファーで2,500倍希釈し、プローブの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はEP-sSiRが30μM、ヒト血漿サンプルが5,000倍希釈である。
3.次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4.溶液を封入したマイクロデバイスを25℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。ここで、EP-sSiRと反応する酵素の封入されているウェルにおいて、蛍光強度の上昇がみられた。図2に蛍光顕微鏡画像を示す。
<すい臓がんバイオマーカー検出の実施例>
 次に、本発明の蛍光プローブを用いて、すい臓がんバイオマーカー検出の実験を行った。
[実施例17]
CD13の1分子酵素活性を利用したすい臓疾患(すい臓がん)の診断実験
 CD13の1分子酵素活性を検出するために、反応点としてMetを結合させた(一般式(I)又は(II)において、-CO-R又は-CO-R10としてアラニン残基を導入)プローブを用いて、すい臓がんバイオマーカー検出への利用可能性を検証する実験を以下の手順で行った。
1.CD13検出プローブであるAla-sSiRを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は、100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2.次いで、すい臓がん患者30名及び健常者30名から採取したヒト血漿サンプルのそれぞれを上記のアッセイバッファーで10,000倍希釈し、Ala-sSiRの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はAla-sSiRプローブが50μM、ヒト血漿サンプルが20,000倍希釈である。
3.次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4.溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で2時間インキュベーションしたのち、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。図3に蛍光顕微鏡画像を示す。
5.輝度が2500AU以上のウェル、すなわちCD13が封入されていると考えられるウェルの数について、健常者と比較してすい臓がん患者で有意な増加がみられた。図3にその結果を示す。
 上記のように、すい臓がん患者血漿中で活性が上昇している例があることが検出され,これによりすい臓がん患者を見分けることが可能であることが示された(図3)。
 具体的には、本実施例において、輝度が2500AU以上のウェルの割合に基づいて決定したCD13の酵素活性に基づいて判定を行うROC曲線を作成し、シグナルのウェルが3%というところでthresholdを引くと、感度27%、特異度100%となる(図3の右図)。このようなROC曲線によってすい臓がんを判定することが可能である。
[実施例18]
DPP4の1分子酵素活性を利用したすい臓疾患(すい臓がん)の診断実験
 DPP4の1分子酵素活性を検出するために、反応点としてGly-Proを結合させたプローブGP-sHMRGを用いて、すい臓がんバイオマーカー検出への利用可能性を検証する実験を以下の手順で行った。
1.DPP4検出プローブであるGP-sHMRGを、100μMとなるようにアッセイバッファーで希釈した。アッセイバッファーの組成は、100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、1mM DTT、3mM Triton X-100である。
2.次いで、すい臓がん患者30名及び健常者30名から採取したヒト血漿サンプルのそれぞれを上記のアッセイバッファーで2,500倍希釈し、GP-sHMRGの希釈液と等量で混合した。この時、両者の終濃度はGP-sHMRGプローブが50μM、ヒト血漿サンプルが5,000倍希釈である。
3.次いで、両者の混合溶液をマイクロデバイスへと添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで、溶液を各ウェルへと封入した。
4.溶液を封入したマイクロデバイスを25℃で2時間インキュベーションしたのち、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。図4に蛍光顕微鏡画像を示す。
5.検出された各ウェルの蛍光強度に基づいて作成したヒストグラムを2つの正規分布からなる曲線に近似する。近似曲線の極小値よりも蛍光強度の高いウェルを高活性群、蛍光強度の低いウェルを低活性群とし、これらの合計のうち高活性群の占める割合について、健常者と比較してすい臓がん患者で有意な増加がみられた。図4にその結果を示す。
 反応点として Gly-Proを結合させたプローブにより、すい臓がん患者血漿中で1分子活性パターンが変化している例があることが検出され,これによりすい臓がん患者を見分けることが可能であることが示された(図4)
 具体的には、本実施例において、高活性群の占める割合に基づいて決定したDPP4の酵素活性に基づいて判定を行うROC曲線を作成し、高活性群の割合が55%というところでthresholdを引くと、感度37%、特異度97%となる(図4の右図)。このようなROC曲線によってすい臓がんを判定することが可能である。
<マイクロデバイスへの使用適性の評価>
[実施例19]
シーリングオイルへの溶解度の検討
 2種類の化合物Glu-sSiR(PB206/実施例12)、GP-sHMRG(PB109/実施例7)及び表5の左端の化合物「Tetra-benzyl」について、シーリングオイルへの溶解度を以下のように測定した。すなわち、シーリングオイルであるヘキサデカン100μLに対して、被験化合物の10mMのDMSO溶液を1μL添加し、室温(25℃)で1分間ソニケーションして懸濁させた。その後、溶液を30秒間遠心したのち、50μLの上清を採取し、メタノール100μLと混合してヘキサデカン中に溶解している化合物を抽出した。その後、化合物を抽出したメタノール溶液をUPLC(ウルトラパフォーマンス液体クロマトグラフィー)(溶離液:A/B=95/5>5/95、A:0.1%ギ酸含有100%HO、B:0.1%ギ酸含有100%CHCN)で分析し、当該ピークの面積から化合物のメタノール溶液中の濃度を算出した。UPLCピーク面積を用いた溶液濃度の算出は、各化合物について複数の濃度の溶液を作成し測定した後、検量線を作成し(図5)、これに従って計算を行った。なお、ピーク面積は、Glu-sSiRは500nmにおいて、GP-sHMRGは450nmにおいて、化合物「Tetra-benzyl」は650nmにおいてそれぞれ算出した。
 検量線に基づき、各化合物の分析結果から溶解度を以下のように算出した。
Glu-sSiR(PB206):3回の試験によって、当該ピーク面積は1637±524(平均値±標準偏差)であったため、ヘキサデカンに対する溶解度は0.30±0.096μMと算出された。
GP-sHMRG(PB109):3回の試験によって、当該ピーク面積は740±74(平均値±標準偏差)であったため、ヘキサデカンに対する溶解度は0.27±0.026μMと算出された。
化合物「Tetra-benzyl」:3回の試験によって、当該ピーク面積は152015±5430(平均値±標準偏差)であったため、ヘキサデカンに対する溶解度は2.71±0.097μMと算出された。
 Glu-sSiR及びGP-sHMRGは実施例12及び7においてマイクロデバイスにおける酵素活性アッセイに使用適性が認められていることから、シーリングオイルへの溶解度がマイクロデバイスへの使用適性の指標となりうることが示された。
[実施例20]
ウェル壁面への吸着度合の評価の検討
 表5の左端の化合物「Tetra-benzyl」と、表5の右端の2つの化合物「Tetra-allyl」及び「2,4-SO3H」について、ウェル壁面への吸着度を以下のように測定した。すなわち、これらの化合物をそれぞれ10μMとなるようにアッセイバッファーで希釈したのち、マイクロデバイスに添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで溶液を各ウェルへと封入した。25℃で1時間のインキュベート後、化合物の封入されたウェルの像を顕微鏡で撮影した。アッセイバッファーの組成は、100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、250μM Triton X-100であった。
 撮影された画像について、ウェルの中心点から半径1.12μm以下の領域(中心領域)と、半径1.12μm超2.08μm以下の領域(周縁領域)の蛍光強度を測定し、その平均値(Tetra-benzyl:n=10153、2,4-SO3H:n=10151、Tetra-allyl:n=10078)を元に、中心領域の蛍光強度に対する周縁領域の蛍光強度の比率(周縁/中心)を算出した。その結果、化合物「Tetra-benzyl」では中心領域の蛍光強度は552±60(平均値±標準偏差)であり、周辺部の蛍光強度は581±71(平均値±標準偏差)であり、その比率(周縁/中心)は1.05であったのに対し、化合物「2,4-SO3H」では中心領域の蛍光強度は1880±178(平均値±標準偏差)であり、周辺部の蛍光強度は1087±106(平均値±標準偏差)であり、その比率(周縁/中心)は0.58であり、化合物「Tetra-allyl」では中心領域の蛍光強度は483±33(平均値±標準偏差)であり、周辺部の蛍光強度は300±23(平均値±標準偏差)であり、その比率(周縁/中心)は0.62であった(図6)。
 表5に示されるように、化合物「Tetra-benzyl」はマイクロデバイスへの吸着によるドーナツ状の蛍光像が観察され、化合物「Tetra-allyl」及び「2,4-SO3H」はそのような蛍光像が観察されなかったことから、マイクロデバイスにおいて被験化合物について観察された蛍光強度のうち、中心領域の蛍光強度に対する周縁領域の蛍光強度の比率は、マイクロデバイスへの使用適性の指標となりうることが示された。
[実施例21]
シグナル/ノイズ比の検討
 2種類の化合物Glu-sSiR(PB206/実施例12)及びGP-sHMRG(PB109/実施例7)について、キュベット中とマイクロデバイス中での酵素反応前後における酵素分解物のシグナル/ノイズ比をそれぞれ以下のように測定した。以下の実験でアッセイバッファーの組成は、100mM HEPES-NaOH(pH7.4)、1mM MgCl、1mM CaCl、100mM DTT、150mM Triton X-100である。
(1)キュベットにおける測定
 Glu-sSiRについて、10μMとなるようにアッセイバッファーで希釈したのち、石英製のキュベットに添加し、蛍光光度計によって酵素反応前の蛍光スペクトルを測定した(励起波長は570nm)。その後、アミノペプチダーゼAを溶液中の濃度が170ng/mLとなるように添加し、25℃で11時間インキュベートした後に蛍光スペクトルを測定した。酵素反応前後の蛍光スペクトルを比較し、蛍光強度が最大となる波長での値の比を酵素分解物のシグナル/ノイズ比として計算したところ、32倍(@616nm)であった(図7A参照)。
 GP-sHMRGについて、10μMとなるようにアッセイバッファーで希釈したのち、石英製のキュベットに添加し、蛍光光度計によって酵素反応前の蛍光スペクトルを測定した(励起波長は500nm)。その後、ジペプチジルペプチダーゼを溶液中の濃度が17ng/mLとなるように添加し、25℃で9時間インキュベートした後に蛍光スペクトルを測定した。酵素反応前後の蛍光スペクトルを比較し、蛍光強度が最大となる波長での値の比を酵素分解物のシグナル/ノイズ比として計算したところ、481倍(@527nm)であった(図7B参照)。
(2)マイクロデバイスにおける測定
 Glu-sSiRについて、(ア)アッセイバッファーのみ、(イ)Glu-sSiRが30μM、(ウ)Glu-sSiRが30μM、アミノペプチダーゼAが0.2ng/mLとなる3種類の溶液を調製し、それぞれマイクロデバイスに添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで溶液を各ウェルへと封入した。溶液を封入したマイクロデバイスを37℃で4時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。(イ)と(ア)の各ウェルの蛍光強度の平均値の差分をノイズ、(ウ)における酵素の封入されているウェルの蛍光強度の平均値と(ア)の各ウェルの蛍光強度の平均値の差分をシグナルとし、これらの値の比を酵素分解物のシグナル/ノイズ比として計算したところ、8.3倍であった(図8A参照)。
 GP-sHMRGについて、(エ)アッセイバッファーのみ、(オ)GP-sHMRGが30μM、(カ)GP-sHMRGが30μM、ジペプチジルペプチダーゼが0.2ng/mLとなる3種類の溶液を調製し、それぞれマイクロデバイスに添加し、引き続いてシーリングオイルを添加することで溶液を各ウェルへと封入した。溶液を封入したマイクロデバイスを25℃で2時間インキュベーションした後、蛍光顕微鏡で各ウェルの蛍光強度を測定した。(オ)と(エ)の各ウェルの蛍光強度の平均値の差分をノイズ、(カ)における酵素の封入されているウェルの蛍光強度の平均値と(エ)の各ウェルの蛍光強度の平均値の差分をシグナルとし、これらの値の比を酵素分解物のシグナル/ノイズ比として計算したところ、287倍であった(図8B参照)。
(3)考察
 上記2つのアッセイ系でのシグナル/ノイズ比を比較したところ、キュベットにおけるシグナル/ノイズ比に対するマイクロデバイスにおけるシグナル/ノイズ比の比率は、Glu-sSiRについて0.26、GP-sHMRGについて0.59であった。
 本発明の化合物を蛍光プローブとして使用した場合、マイクロデバイスにおけるシグナル/ノイズ比はキュベットと比較して劣るものの、著しく悪化していなかった。Glu-sSiR及びGP-sHMRGは実施例12及び7においてマイクロデバイスにおける酵素活性アッセイに使用適性が認められていることから、キュベット及びマイクロデバイスにおけるシグナル/ノイズ比の比率はマイクロデバイスへの使用適性の指標となりうることが示された。

Claims (27)

  1.  -COH、-PO及び-SOHからなる群から選択される水溶性置換基を少なくとも1つ有し、以下の一般式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、
    環Aは、フェニル又は5~6員のヘテロアリールである芳香族環であり;
    環Q1は、以下の式(i)又は式(ii)の環状構造であり
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R、R、R及びRは以下で定義される通りである);
    環Q2は、以下の式(iii)、式(iv)、式(v)又は式(vi)の環状構造であり
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R、R、R、R、R、R10及びR11は以下で定義される通りである);
    X原子含有環状構造において1で示される結合- - -及び2で示される結合- - -はそれぞれ単結合又は二重結合を表し、但し、両者が同時に二重結合を表すことはなく;
    Rは、-COH、-PO、-SOH、-L-COH、-L-PO、-L-SOHからなる群から選択され、ここで、Lはリンカーであり;
    nは、0~5の整数であり;
    は、芳香族環上に任意に存在する一価の置換基を表し、当該一価の置換基が2以上存在する場合は、同一又は異なっていてもよく、
    ここで、Rは、Rが結合する環A上の炭素原子と、環Aが結合するX原子含有環状構造上の炭素原子と、環Aの一部と一緒になって5~6員の炭素環又は複素環を形成してもよく;
    及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
    及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
    及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン原子、前記水溶性置換基又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基であり;
    及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルキル基(このアルキル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルケニル基(このアルケニル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)であり、
    ここで、R及びRは一緒になってR及びRが結合している窒素原子を含む4~7員の置換基を有していてもよいヘテロシクリルを形成していてもよく、
    又はRは、或いは、R及びRの両方は、夫々、R又はRと一緒になって、R又はRが結合している窒素原子を含む5~7員のヘテロシクリル又はヘテロアリールを形成していてもよく、更に該ヘテロシクリル又はヘテロアリールは、炭素数1~6個のアルキル、炭素数2~6個のアルケニル、炭素数2~6個のアルキニル、炭素数6~10個のアラルキル基及び炭素数6~10個のアルキル置換アルケニル基からなる群から選択される置換基を有していてもよく、
    これらヘテロシクリル及びヘテロアリールには、前記水溶性置換基が直接又は前記置換基を介して結合していてもよく;
    11は、水素原子、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルケニル基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルキル基(このアルキル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)、又は前記水溶性置換基を有する炭素数1~10個(好ましくは炭素数1~6個)のアルケニル基(このアルケニル基はアリール基により置換されていてもよく、該アリール基は前記水溶性置換基により置換されていてもよい)であり;
    Xは、酸素原子、Si(R)(R)、C(R)(R)、P(=O)R、S(R、Ge(R)(R)、テルル原子又はビスマス原子から選択され、
    ここで、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のアリール基であり、
    は、炭素数1~6個の置換又は無置換のアルキル基、又は置換又は無置換のフェニル基であり、
    は、同一又は異なる、置換又は無置換のアリール基であり、
    ~Rの前記アルキル基、前記アリール基、前記フェニル基は、前記水溶性置換基で置換されていてもよく;
    及びR10は、それぞれ独立に、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、T-O-、又は飽和若しくは不飽和の5~6員炭素環式基若しくは複素環式基から選択され、
    ここで、アミノ酸の部分構造は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
    カルボン酸の部分構造は、R又はR10が結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
    Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
    Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
    で表される化合物又はその塩を含む、加水分解酵素検出用蛍光プローブ。
  2.  Q2が式(iii)の環状構造を表す、請求項1に記載の蛍光プローブ。
  3.  Q2が式(iv)、式(v)又は式(vi)の環状構造を表す、請求項1に記載の蛍光プローブ。
  4.  nが1~3である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  5.  R~R、R~Rの少なくとも1つが、前記水溶性置換基、前記水溶性置換基を有する炭素数1~6個のアルキル基、前記水溶性置換基を有するアリール基又は前記水溶性置換基を有するフェニル基である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  6.  Xが、酸素原子又はSi(R)(R)である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  7.  Rが、-SOH又は-L-SOHである、請求項4に記載の蛍光プローブ。
  8.  前記加水分解酵素が、アミノペプチダーゼ、ペプチダーゼ、プロテアーゼ又はアミダーゼから選択されるペプチド結合加水分解酵素である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  9.  前記化合物又はその塩のMiLogP値が2.56以下である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  10.  前記化合物又はその塩の蛍光団母核のMiLogP値が2.47未満である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  11.  前記化合物又はその塩のMiLogP値が2.56以下であり、かつ、前記化合物又はその塩の蛍光団母核のMiLogP値が2.47未満である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
  12.  マイクロデバイス用蛍光プローブである、請求項1又は9に記載の蛍光プローブ。
  13.  前記一般式(II)で表される化合物又はその塩が、以下の一般式(Ia)~(Ie)のいずれかで表される化合物又はその塩である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(Ia)~(Ie)において、R~R、R~R、Rは、一般式(II)で定義した通りである。)
  14.  前記一般式(II)で表される化合物又はその塩が、以下の一般式(If)で表される化合物又はその塩である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式(If)において、R~R、Rは、一般式(II)で定義した通りである。)
  15.  前記化合物又はその塩が以下から選択される化合物又はその塩である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  16.  マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法、または、生体試料が由来する被験者がすい臓がんである可能性を予測する方法。
  17.  マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミン酸などのアミノ酸残基)である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法、または、生体試料が由来する被験者がすい臓がんである可能性を予測する方法。
  18.  マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10がアラニン、リジン、アルギニン又はメチオニン残基である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のCD13の1分子酵素活性を検出すること、及び
     マイクロデバイスを用いて、一般式(II)において-CO-R及び場合によっては-CO-R10が-Pro-Xaa(Proはプロリン残基、Xaaはグリシン、セリン、グルタミンなどのアミノ酸残基を示す)である、請求項1又は2に記載の蛍光プローブを用いて、被検者から得られた生体試料中のDPP4の1分子酵素活性を検出することにより、すい臓がんを診断する方法、または、生体試料が由来する被験者がすい臓がんである可能性を予測する方法。
  19.  前記生体試料が、すい臓がん患者、すい臓がんを有すると疑われる患者又は健常者の生体試料である、請求項16又は17に記載の方法。
  20.  以下の(1)~(5)のいずれかの式で表される化合物又はその塩。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式(1)~(5)において、
    は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
    ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
    カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
    Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
    Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
  21.  以下の式(6)で表される化合物又はその塩。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式(6)において、
    は、アミノ酸の部分構造、カルボン酸の部分構造、又はT-O-から選択され、
    ここで、アミノ酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、アミノ酸、アミノ酸残基、ペプチド、又はアミノ酸の一部を構成しており、
    カルボン酸の部分構造は、Rが結合しているC=Oと一緒になって、カルボン酸の一部を構成しており、
    Tは、糖類、糖類の部分構造、又は自己開裂型のリンカーを有する糖類であり、
    Tの糖類の部分構造は、それが結合しているOと一緒になって、糖類、糖類の一部を構成している。)
  22.  以下の一般式(III):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (式中、環A、環Q2、X、n、R、R、R、R及びRは、一般式(II)において定義した通りであり、結合- - -は単結合又は二重結合を表す。)
    で表される化合物又はその塩の、請求項1又は2に記載の化合物又はその塩の製造のための使用。
  23.  以下の一般式(IV):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式中、環A、X、n、R、及びR~Rは、一般式(II)において定義した通りである。)
    で表される化合物又はその塩の、請求項1又は2に記載の化合物又はその塩の製造のための使用。
  24.  以下の一般式(V):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    (式中、
    環A、R、R及びRは、一般式(II)において定義した通りであり、
    nは、1又は2であり、
    は、水素原子、無置換の炭素数1~4個のアルキル基、又は水酸基により置換された炭素数1~4個のアルキル基であり、
    ~Rは、水素原子であり、
    及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4個の置換又は無置換のアルキル基であり、
    Xは、酸素原子又はSi(R)(R)(R及びRは式(II)において定義した通りである)である。)
    で表される化合物又はその塩。
  25.  以下から選択される化合物又はその塩である、請求項24に記載の化合物又はその塩。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
  26.  請求項24又は25に記載の化合物又はその塩の、請求項1又は2に記載の化合物又はその塩の製造のための使用。
  27.  蛍光プローブを選択する方法であって、
     請求項1又は2に記載の蛍光プローブを準備することと、
    (A)シーリングオイルへの溶解度測定試験(25℃)において前記蛍光プローブおよびその酵素分解物のヘキサデカンへの溶解度が0.3μM以下であり、(B)マイクロデバイスにおける蛍光強度測定試験において蛍光プローブの酵素分解物のウェル中心領域の蛍光強度に対するウェル周縁領域の蛍光強度の比率が、0.6以下であり、かつ、(C)マイクロデバイス及びキュベットにおける前記蛍光プローブの酵素分解試験において、キュベットにおける酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第2の比)に対する、マイクロデバイスにおける酵素分解物のシグナル/ノイズ比(第1の比)の比率が0.4以上である蛍光プローブを選択することを含む、方法。
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