JP2021073211A - シチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチド組成物及びそれに関連する方法 - Google Patents

シチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチド組成物及びそれに関連する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】5位修飾シトシン及びそのホスホルアミダイト、ならびにトリホスフェート誘導体、それの製造及び使用方法、及び核酸分子(例えば、アプタマー)の一部としての組成物ならびに修飾ヌクレオシドの使用を提供する。【解決手段】下記式Iに示される構造を含む化合物。(Rは独立して−(CH2)n−であって、nは0〜10の整数であり;R’は−H、−OAc、−OBz、−P(NiPr2)(OCH2CH2CN)、及び−OSiMe2tBuから成る群から独立して選択され;R’’は水素、4,4’−ジメトキシトリチル(DMT)及びトリホスフェート(−P(O)(OH)−O−P(O)(OH)−O−P(O)(OH)2)またはそれらの塩から成る群から独立して選択される。)【選択図】なし

Description

関連出願
関連出願の相互参照
本出願は米国特許法第119条(e)の定めにより、その全体が本明細書に参照として組
み込まれる2013年11月21日に出願された米国仮特許出願第61/907,274
号の優先権を主張する。
本開示は概して核酸化学の分野に関し、具体的には5位修飾シトシン及びそのホスホル
アミダイトならびにトリホスフェート誘導体に関する。本開示はまたそれらの製造法及び
使用法にも関する。本開示はオリゴヌクレオチドまたはアプタマーの一部としての修飾ヌ
クレオシドの使用を含む。
その全体が参照として本明細書に組み込まれるのは、2014年10月2日に作成した
「Sequences 0057.65PCT_ST25」という名称の配列表であり、
2キロバイトのサイズである。
修飾ヌクレオシドは、治療剤、診断剤として、及びオリゴヌクレオチドへのそれらの特
性(例えば、安定性)を改善するための組込みのために使用されている。
SELEX(試験管内進化法)は選択的に標的分子に結合するオリゴヌクレオチド(「
アプタマー」と称する)の同定方法である。SELEX過程は米国特許第5,270,1
63号に記載されており、その内容はその全体が参照として本明細書に組み込まれる。S
ELEX法は結合親和性及び選択性の事実上どのような所望の基準も達成するオリゴヌク
レオチドのランダム混合物からのオリゴヌクレオチドの選択及び同定を含む。SELEX
過程の過程で同定されたオリゴヌクレオチドに修飾ヌクレオシドの特定のタイプを導入す
ることにより、ヌクレアーゼ安定性、正味電荷、親水性または親油性は三次元構造及びオ
リゴヌクレオチドの標的結合機能における違いを提供するように変更されてもよい。従っ
て、異なる修飾ヌクレオシドは、SELEXの過程で選択されたオリゴヌクレオチドの所
望の特性を「調整」する能力を提供する。
5位にN−置換−カルボキサミド基を有する修飾デオキシウリジンヌクレオチドは、タ
ンパク質結合アプタマーのin vitro選択の向上(SELEX過程)(例えば、G
old et al., 2010;Hollenstein, 2012;及びIma
izumi et al., 2013を参照されたい)及び選択されたアプタマーの結
合及び薬物動態特性のSELEX後の最適化(例えば、Davies, et al.,
2012;Lee et al., 2010;Kerr et al., 2000
;及びGaballah et al., 2002を参照されたい)に有益なツールで
あると証明されている。ウリジン−5−カルボキサミドの一般合成はMatsuda及び
共同研究者により元来報告された一般的な活性化エステル中間体、5−(2,2,2−ト
リフルオロエトキシカルボニル)−2’−デオキシウリジン(1)に依存していた(例え
ば、Nomura et al., 1997を参照されたい)。様々な第1級アミン(
1.2当量、60°C、4時間)を伴う本活性化エステルの処置により対応する5−(N
−置換−カルボキサミド)が得られる。Matsudaはまたシチジンシリーズの類似活
性化エステルN−アセチル−5−(2,2,2−トリフルオロエトキシカルボニル)−2
’−デオキシシチジン(例えば、Nomura et al., 1996を参照された
い)も開示した。しかしながら、本中間体はN−アセチル保護基の易変性及びN−アセチ
ル−5−ヨード−シチジン合成前駆体の不安定性により、シチジン−5−カルボキサミド
の合成にはそれほど実用的に有益ではなかった。
オリゴヌクレオチド標的結合剤を改善するための代替の組成物、及びこのような組成物
を合成するためのさらなる方法に対する必要性が引き続き存在する。本開示は新規シチジ
ン−5−カルボキサミド修飾組成物を提供することにより、そのような必要性を満たす。
本開示は5位修飾シトシン及びそのホスホルアミダイトならびにトリホスフェート誘導
体、及びそれらの製造法及び使用法を説明する。
1態様において、本開示は式I(Formula I):
Figure 2021073211
に示される構造を含む化合物であって、
式中、
Rは独立して−(CH−であり、式中、nは0、1、2、3、4、5、6、7、
8、9 または10から選択される整数であり;
X1は独立して
Figure 2021073211
Figure 2021073211
から成る群から選択され:
式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
X4は置換または非置換の分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸
基;ハロゲン(F、Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カ
ルボン酸(COOH);カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH
);第2級アミド(CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホ
ンアミド(SONH);N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群
から独立して選択され;
X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、置換または非置換の分岐型ま
たは直鎖の低級アルキル(C1−C20);フェニル(C);式中RX4は上記で
定義した通りである、RX4で置換したフェニル環(RX4);カルボン酸(C
OOH);式中RX5は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20)である、カル
ボン酸エステル(COORX5);及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで
、RX2及びRX3は一緒になって置換または非置換の5または6員環を形成し;
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、−NH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
R’は−H、−OAc;−OBz;−P(NiPr)(OCHCHCN);及び
−OSiMetBuから成る群から独立して選択され;
R’’は水素、4,4’−ジメトキシトリチル(DMT)及びトリホスフェート(−P
(O)(OH)−O−P(O)(OH)−O−P(O)(OH))またはそれらの塩か
ら成る群から独立して選択され;
Zは−H、置換または非置換の分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C4);及び
それらの塩から成る群から独立して選択され;
次の例外:
n=4である場合、RX1はHで有り得なく;
n=3である場合、RX1はCHで有り得なく;
n=0である場合、RX1は−CH(CHで有り得なく;及び
n=2である場合、及びRX1
Figure 2021073211
及びRX4がヒドロキシルである場合、RX1
Figure 2021073211
で有り得ない、を伴う、化合物を提供する。
関連の態様において、nは1、2または3から選択される整数である。
関連の態様において、RX1が:
Figure 2021073211
から成る群から選択され、
式中
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
Zは−H、置換または非置換の分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C4)から成
る群から独立して選択される。
関連の態様において、RX4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C6);−O
H;−F及びカルボン酸(COOH)から成る群から独立して選択される。
関連の態様において、Xが−H、−OH、−OMe及び−Fから成る群から独立して選
択される。
関連の態様において、R’が−H、−OAc及び−P(NiPr)(OCHCH
CN)から成る群から選択される。
関連の態様において、R’’はトリホスフェート(−P(O)(OH)−O−P(O)
(OH)−O−P(O)(OH))である。
別の態様において、本開示は式II(BndC)、III(PEdC)、IV(PPd
C)、V(NapdC)、VI(2NapdC)、VII(NEdC)及びVIII(2
NEdC):
Figure 2021073211
Figure 2021073211
から成る群から選択される構造を含む化合物であって、
式中、
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、−NH及び−アジドから成る群から独立して選択される、化合物を提
供する。
別の態様において、本開示は上記の化合物のいずれか1つを含む核酸分子を提供する。
関連の1態様において、核酸分子がRNA、DNA、またはそれらの組み合わせを含む
関連の1態様において、核酸分子が15から100ヌクレオチドの長さである。
関連の1態様において、核酸分子がアプタマーである。
関連の1態様において、核酸分子の少なくとも1つの追加のヌクレオチドは2’−アミ
ノ(2’−NH)、2’−フルオロ(2’−F)、2’−O−メチル(2’−OMe)
、2’−O−エチル(2’−OEt)、2’−O−プロピル(2’−OPr)、2’−O
−CHCHOCH及びアジドを含むがこれらに限定されない2’位糖修飾から成る
群から選択される化学修飾を含有する。
別の態様において、本開示は式IA(Formula IA):
Figure 2021073211
に示す構造を含む化合物であって、
式中、
Rは独立して−(CH−であって、nは0、1、2、3、4、5、6、7、8、
9または10から選択される整数であって;
X1は独立して
Figure 2021073211
Figure 2021073211
から成る群から選択され、
式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
式中、
X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
);カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
(CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
);N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
れ;
X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
キル(C1−C20);フェニル(C);式中RX4は上記で定義した通りである
、RX4で置換したフェニル環(RX4);カルボン酸(COOH);式中R
は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20)である、カルボン酸エステル(C
OORX5);及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2及びRX3
は一緒になって置換または非置換の5または6員環を形成し;
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、NH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
Zは−H、置換または非置換C(1−4)アルキル;及びそれらの塩から成る群から独
立して選択され;
次の例外:
n=4である場合、RX1はHで有り得なく;
n=3である場合、RX1はCHで有り得なく;
n=0である場合、RX1は−CH(CHで有り得なく;及び
n=2である場合、及びRX1
Figure 2021073211
及びRX4がヒドロキシルである場合、RX1
Figure 2021073211
で有り得ない、を伴う、化合物を含む核酸分子を提供する。
関連の1態様において、nは1、2、または3である。
関連の1態様において、RX1
Figure 2021073211
から成る群から選択され、
式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
る。
関連の1態様において、RX4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C6);−
OH;−F及びカルボン酸(COOH)から成る群から独立して選択される。
関連の1態様において、Xが−H、−OH、−OMe及び−Fから成る群から独立して
選択される。
関連の1態様において、R’が−H、−OAc及び−P(NiPr)(OCHCH
CN)から成る群から選択される。
関連の1態様において、R’’はトリホスフェート(−P(O)(OH)−O−P(O
)(OH)−O−P(O)(OH))である。
関連の1態様において、核酸分子がDNA、RNAまたはそれらの組み合わせを含む。
関連の1態様において、核酸分子が15から100ヌクレオチドの長さである。
関連の1態様において、核酸分子がアプタマーである。
関連の1態様において、核酸分子の少なくとも1つの追加のヌクレオチドは2’−アミ
ノ(2’−NH)、2’−フルオロ(2’−F)、2’−O−メチル(2’−OMe)
、2’−O−エチル(2’−OEt)、2’−O−プロピル(2’−OPr)、2’−O
−CHCHOCH及びアジドから成る群から独立して選択される2’位糖修飾から
成る群から選択される化学修飾を含む。
関連の1態様において、核酸分子は骨格修飾、3’キャップ、5’キャップ及びそれら
の組み合わせから成る群から選択される修飾をさらに含む。
関連の1態様において、化合物は式IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VII
A及びVIIIA:
Figure 2021073211

から成る群から選択される構造を含み、
式中、
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、NH及び−アジドから成る群から独立して選択される。
別の態様において、本開示は式I(Formula I):
Figure 2021073211
を有する化合物であって、
式中、
Rは独立して−(CH−であって、nは0、1、2、3、4、5、6、7、8、
9または10から選択される整数であって;
X1は独立して
Figure 2021073211
Figure 2021073211
から成る群から選択され;
式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
式中、
X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
);カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
(CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
);N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
れ、
X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
キル(C1−C20);フェニル(C);式中RX4は上記で定義した通りである
、RX4で置換したフェニル環(RX4);カルボン酸(COOH);式中R
は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20)である、カルボン酸エステル(C
OORX5);及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2及びRX3
は一緒になって置換または非置換の5または6員環を形成し;
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、NH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
Zは−H、置換または非置換C(1−4)アルキルから成る群から独立して選択される
、化合物の製造方法を提供し、
前記方法は式IX(Formula IX)
Figure 2021073211
を有する化合物であって、
式中、
X6がヨードまたは臭素基であり;
X7及びRX8は独立して、それぞれの存在について、水素または保護基であり;
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、NH及び−アジドから成る群から独立して選択される、化合物を提供
すること;及び
X1−R−NH、一酸化炭素及び溶媒の存在下でのパラジウム(0)触媒反応によ
り式IXを有する化合物を変換させること;及び
式Iを有する化合物を単離することを含む。
関連の1態様において、RX6がヨード基である。
関連の1態様において、RX7及びRX8は水素である。
関連の1態様において、Xが−H、−OMe及び−Fから成る群から選択される。
関連の1態様において、nは1、2、または3である。
関連の1態様において、RX1が:
Figure 2021073211
から成る群から選択され、
式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
Zは−H、置換または非置換C(1−4)アルキルから成る群から独立して選択される
関連の1態様において、RX4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C6);−
OH;−F及びカルボン酸(COOH)から成る群から独立して選択される。
関連の1態様において、R’が−H、−OAc及び−P(NiPr)(OCHCH
CN)から成る群から選択される。
関連の1態様において、R’’は水素またはトリホスフェート(−P(O)(OH)−
O−P(O)(OH)−O−P(O)(OH))である。
関連の1態様において、保護基がトリフェニルメチル、p−アニシルジフェニルメチル
、ジ−p−アニシルジフェニルメチル、p−ジメトキシトリチルトリチル、ホルミル、t
−ブチルオキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、2−クロロベンジルオキシカル
ボニル、4−クロロベンゾイルオキシカルボニル、2,4−ジクロロベンジルオキシカル
ボニル、フルフリルカルボニル、t−アミルオキシカルボニル、アダマンチルオキシカル
ボニル、2−フェニルプロピル(2)−オキシカルボニル、2−(4−ビフェニル)プロ
ピル(2)−オキシカルボニル、2−ニトロフェニルスルフェニル及びジフェニルホスフ
ィニルから成る群から選択される。
関連の1態様において、溶媒がジメチルホルムアミド(DMF)、ジクロロメタン(D
CM)、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル(Me
CN)、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びプロピレンカーボネートから成る群から
選択される。
別の態様において、本開示は式II、III、IV、V、VI、VII及びVIII:
Figure 2021073211
から成る群から選択される式を有する化合物であって、
式中、
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、NH及び−アジドから成る群から独立して選択される、化合物の製造
方法を提供し、
該方法は、式IX(Formula IX)
Figure 2021073211
を有する化合物であって、
式中、
X6がヨードまたは臭素基であり;
X7及びRX8は独立して、それぞれの存在について、水素または保護基であり;
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される、化合物を提供すること
;及び
X1−R−NH、一酸化炭素及び溶媒の存在下でのパラジウム(0)触媒反応によ
り式IXを有する化合物を変換させること;及び
式II、III、及びIVを有する化合物を単離することを含む。
関連の1態様において、RX6はヨード基である。
関連の1態様において、RX7及びRX8は水素である。
関連の1態様において、Xは−H、−OMe及び−Fから成る群から選択される。
関連の1態様において、保護基;ハトリフェニルメチル、p−アニシルジフェニルメチ
ル、ジ−p−アニシルジフェニルメチル、p−ジメトキシトリチルトリチル、ホルミル、
t−ブチルオキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、2−クロロベンジルオキシカ
ルボニル、4−クロロベンゾイルオキシカルボニル、2,4−ジクロロベンジルオキシカ
ルボニル、フルフリルカルボニル、t−アミルオキシカルボニル、アダマンチルオキシカ
ルボニル、2−フェニルプロピル(2)−オキシカルボニル、2−(4−ビフェニル)プ
ロピル(2)−オキシカルボニル、2−ニトロフェニルスルフェニル及びジフェニルホス
フィニルから成る群から選択される。
関連の1態様において、溶媒はジメチルホルムアミド(DMF)、ジクロロメタン(D
CM)、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル(Me
CN)、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びプロピレンカーボネートから成る群から
選択される。
本開示は、標的分子についての結合親和性を有する核酸アプタマーの選択方法であって
:(a)標的と候補混合物を接触させることであって、ここで少なくとも1つの、または
各々の、候補混合物の核酸アプタマーにおける1つの、いくつかの、または全てのピリミ
ジンにおける修飾核酸アプタマーを含有する候補混合物が本明細書に記載の化合物(5位
修飾シトシン)を含有し、ここで標的分子についての結合親和性を有する核酸アプタマー
は核酸アプタマー標的分子複合体を形成する、接触させること;(b)候補混合物から核
酸アプタマー標的分子複合体を分割すること;(c)核酸アプタマー標的分子複合体を分
離し、遊離核酸アプタマーを生成すること;(d)候補混合物中の他の核酸に比べて標的
分子からの増加した分離半減期を有する核酸アプタマーを産生するために、遊離核酸アプ
タマーを増幅すること;(e)核酸アプタマーが標的分子についての結合親和性を有する
少なくとも1つの核酸アプタマーを同定すること、を含む該方法を提供する。
別の態様において、工程a)からd)を標的分子に結合可能な核酸配列に富む核酸アプ
タマーの混合物と繰り返し、標的分子に結合可能な核酸配列にさらに富むために、標的分
子に結合する時に遅いオフ速度を有し、標的分子に結合する時に遅いオフ速度を有する。
別の態様において、遅いオフ速度の核酸アプタマーの解離速度は約2分から約360分
(または約2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、45、6
0、75、90、105、120、150、180、210、240、270、300、
330または360分)である。
別の態様において、遅いオフ速度の核酸アプタマーの解離速度は約2分以上(または約
2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、45、60、75、
90、105、120、150、180、210、240、270、300、330もし
くは360分以上)である。
別の態様において、標的分子はタンパク質またはペプチドである。
別の態様において、標的分子はPSCK9タンパク質、PSMAタンパク質、ERBB
2タンパク質及びERBB3タンパク質から成る群から選択される。
別の態様において、少なくとも1つの核酸アプタマーは標的分子に100nM未満、ま
たは約0.1nMから約100nm(または0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、
0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、
12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、2
5、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38
、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、
52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、6
5、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78
、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、
92、93、94、95、96、97、98、99または100nMから)の平衡結合定
数(K)で結合することが出来る。
別の態様において、本明細書に記載の方法は遅いオフ速度の富化過程に候補混合物を曝
すことをさらに含む。
別の態様において、遅いオフ速度の富化過程が工程(b)に先立ち行われる。関連の1
態様において、遅いオフ速度の富化過程が競争剤分子の追加、希釈工程、希釈工程が後続
する競争剤分子の追加の組み合わせ、競争剤分子の追加が後続する希釈工程の組み合わせ
、及び同時の競争剤分子の追加及び希釈工程の組み合わせから成る群から選択される。
さらに別の関連態様において、競争剤分子がポリアニオンである。別の態様において競
争剤分子がオリゴヌクレオチド、dNTPs、ヘパリン及びデキストラン硫酸から成る群
から選択される。
本発明の前述及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照して進める以下の詳
細な説明からより明らかになるであろう。
図1は実施例の材料及び方法の項に記載のDNTPで、プライマー伸長アッセイのポリアクリルアミドゲルの画像を示す。レーン1:dAdGdT(5%完全長);レーン2:dAdGdTdC(100%完全長);レーン3:dAdGdT+9a(119%完全長);レーン4:dAdGdT+9b(113%完全長);レーン5:dAdGdT+9c(120%完全長);レーン6:20/200DNAラダーである。この図を参照すると、全ての3つの修飾シチジントリホスフェートはこのアッセイの天然の非修飾2’−デオキシシチジンと同程度に少なくとも効率的に組み込まれていたことが分かる。
詳細な説明
特に記載のない限り、技術用語は従来の用法に従い使用される。分子生物学における一
般的な用語の定義は、Oxford University Press、1994 (
ISBN 0−19−854287−9)により出版されたBenjamin Lewi
n、Genes V; Blackwell Science Ltd.、1994 (
ISBN 0−632−02182−9)により出版されたKendrew et al
. (eds.)、The Encyclopedia of Molecular B
iology;及びVCH Publishers、Inc.、1995 (ISBN
1−56081−569−8)により出版されたRobert A. Meyers (
ed.)、Molecular Biology and Biotechnology
: a Comprehensive Desk Referenceにおいて見いださ
れ得る。
特に説明のない限り、本明細書において用いられる全ての科学技術用語は、本開示が属
する当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。単数の用語は、式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び式中
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び「1つの(a)」、「1つの(
an)」、及び「その」には、本文が明らかにそれ以外であることを示している場合を除
き、複数形が含まれる。「AまたはBを含む」は、A、またはB、もしくはA及びBを含
むことを意味する。さらに、核酸またはポリペプチドに与えられた全ての塩基サイズまた
はアミノ酸サイズ、及び全ての分子重量または分子質量の値は、概算であり、説明のため
に提供されると理解される。
さらに、本明細書に提供される範囲は範囲内の全ての値についての省略表現であると理
解される。例えば、1から50の範囲は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、2
4、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37
、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または
50から成る群から選択されるいかなる数、数の組み合わせ、もしくは副範囲を含むと理
解されるべきである(文脈が明らかに別段に定める場合を除き、その分数も同様である)
。別段の定めが無い限り、任意の濃度範囲、百分率範囲、比率の範囲、または整数の範囲
は、記載の範囲内の任意の整数の値及び、適切な場合その分数(整数の1/10や1/1
00など)を含むものと理解される。また、別段の定めがない限り、ポリマーサブユニッ
ト、サイズ、厚さなどの任意の物理的特徴に関するいかなる数の範囲も、記載の範囲内の
いかなる整数も含むものと理解される。本明細書において、別段の定めがない限り、「約
(about)」または「本質的に〜から成る(consisting essenti
ally of)」は示す範囲、値、または構造の±20%を示す。本明細書において、
「含む(include)」及び「含む(comprise)」という用語は、制限的で
なく、同義的に用いられる。本明細書において、「1つの(a)」及び「1つの(an)
」は列挙された構成要素の「1つ以上」を意味することと理解されるべきである。代替の
使用(例えば、「または」)は、どちらか1つの、両方の、またはいかなる代替のそれら
の組み合わせも含むものと理解されるべきである。
本開示の実施または試験において本明細書に記載されるものと同様または同等の方法及
び物質を使用できるが、好適な方法及び物質を以下に記載する。本明細書で言及される全
ての刊行物、特許出願、特許及び他の参考文献はその全体が参照として組み込まれる。矛
盾する場合には、用語の説明を含む本明細書が優先するであろう。加えて物質、方法、例
は単に例示であり、限定の意図はない。
本明細書において、「ヌクレオチド」という用語はリボヌクレオチドまたはデオキシリ
ボヌクレオチド、またはそれらの修飾形態、及びそれらの類似体を意味する。ヌクレオチ
ドはプリン(例えば、アデニン、ヒポキサンチン、グアニン及びそれらの誘導体ならびに
類似体)ならびにピリミジン(例えば、シトシン、ウラシル、チミン、及びそれらの誘導
体ならびに類似体)を含む種を含む。
本明細書において、「C−5修飾カルボキサミドシチジン」または「シチジン−5−カ
ルボキサミド」という用語は、本明細書に例示する部分(RX1)を含むがこれに限定さ
れないシチジンのC−5位の、カルボキシアミド(−C(O)NH−)修飾を有するシチ
ジンを意味する。C−5修飾カルボキサミドシチジンの例は、5−(N−ベンジルカルボ
キサミド)−2’−デオキシシチジン(「BndC」と称し、式(II)として以下に示
す;5−(N−2−フェニルエチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(「PE
dC」と称し、式(III)として以下に示す;5−(N−3−フェニルプロピルカルボ
キサミド)−2’−デオキシシチジン(「PPdc」と称し、式(IV)として以下に示
す;5−(N−1−ナフチルメチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(「Na
pdC」と称し、式(V)として以下に示す);5−(N−2−ナフチルメチルカルボキ
サミド)−2’−デオキシシチジン(「2NapdC」と称し、式(VI)として以下に
示す;5−(N−1−ナフチル−2−エチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン
(「NEdC」と称し、式(VII)として以下に示す;及び5−(N−2−ナフチル−
2−エチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(「2NEdC」と称し、式(V
III)として以下に示す:
Figure 2021073211
を含むが、これらに限定されない。
本明細書に記載のC−5修飾シチジンの化学修飾はまた、単独またはいずれかの組み合
わせで、2’位糖修飾、環外アミンでの修飾、及び4−チオシチジンの置換などと合わせ
られ得る。

対応する化合物の塩、例えば、薬剤的に許容可能な塩の例を調製、精製、及び/または処
理するのは便利または望ましいことで有り得る。薬剤的に許容可能な塩の例は、Berg
e et al. (1977) ’’Pharmaceutically Accep
table Salts’’ J. Pharm. Sci. 66:1−19で考察さ
れている。
例えば、化合物がアニオン性である、またはアニオン性で有り得る官能基(例えば、−
COOHは−COOで有り得る)を有する場合、塩は好適なカチオンで形成され得る。
好適な無機カチオンの例はNa及びKなどのアルカリ金属イオン、Ca2+及びMg
2+などのアルカリ土類カチオン及びAl+3などのその他のカチオンを含むが、これら
に限定されない。好適な有機カチオンの例は、アンモニウムイオン(つまり、NH
及び置換アンモニウムイオン(例えば、NHX+、NH 、NHR
NR )を含むが、これらに限定されない。いくつかの好適な置換アンモニウムイオ
ンの例は:エチルアミン、ジエチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、トリエチルアミン
、ブチルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ピペリジ
ン、ベンジルアミン、フェニルベンジルアミン、コリン、メグルミン、及びトロメタミン
、ならびにリジン及びアルギニンなどのアミノ酸、に由来するものである。一般的な第4
級アンモニウムイオンの例はN(CH である。
化合物がカチオン性である、またはカチオン性で有り得る官能基(例えば、−NH
−NH で有り得る)を有する場合、塩は好適なアニオンで形成され得る。好適な無機
アニオンの例は以下の無機酸:塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、
亜硝酸、リン酸、及び亜リン酸に由来するものを含むが、これらに限定されない。
好適な有機アニオンの例は、以下の有機酸:2−アセトキシ安息香酸、酢酸、アスコル
ビン酸、アスパラギン酸、安息香酸、カンファースルホン酸、ケイ皮酸、クエン酸、エデ
ト酸、エタンジスルホン酸、エタンスルホン酸、フマル酸、グルコヘプトン酸、グルコン
酸、グルタミン酸、グリコール酸、ヒドロキシマレイン酸、ヒドロキシナフタレンカルボ
ン酸、イセチオン酸、乳酸、ラクトビオン酸、ラウリン酸、マレイン酸、リンゴ酸、メタ
ンスルホン酸、粘液酸、オレイン酸、シュウ酸、パルミチン酸、パモ酸、パントテン酸、
フェニル酢酸、フェニルスルホン酸、プロピオン酸、ピルビン酸、サリチル酸、ステアリ
ン酸、コハク酸、スルファニル酸、酒石酸、トルエンスルホン酸、及び吉草酸に由来する
ものを含むが、これらに限定されない。好適な高分子有機アニオンの例は以下の重合体酸
:タンニン酸、カルボキシメチルセルロースに由来するものを含むが、これらに限定され
ない。
別段の定めがない限り、特定の化合物への言及はその塩形態も含む。
オリゴヌクレオチドの調製
1態様において、本開示は、修飾オリゴヌクレオチドを調整するために、単独または他の
修飾ヌクレオシド及び/もしくは天然ヌクレオシドと組み合わされる、本明細書に記載の
修飾ヌクレオシドの使用法を提供する。合成オリゴデオキシヌクレオシドの自動合成は多
くの研究室で通常の業務である(例えば、Matteucci、M. D.及びCaru
thers、M. H.、(1990) J. Am. Chem. Soc.、103
:3185−3191を参照されたい、その内容はその全体が参照として本明細書に組み
込まれる)。オリゴリボヌクレオシドの合成もまたよく知られる(例えば、Scarin
ge、S. A.、et al.、(1990);Nucleic Acids Res
18:5433−5441を参照されたい、その内容はその全体が参照として本明細
書に組み込まれる)。本明細書に記載されるように、ホスホルアミダイトは化学合成によ
りオリゴヌクレオチドに修飾ヌクレオシドを取り込むのに有用であり、トリホスフェート
は酵素合成によりオリゴヌクレオチドに修飾ヌクレオシドを取り込むのに有用である(例
えば、Vaught、J. D. et al. (2004) J. Am. Che
m. Soc.、126:11231−11237; Vaught、J. V.、et
al. (2010) J. Am. Chem. Soc. 132、4141−4
151;Gait、M. J. ’’ Oligonucleotide Synthe
sis a practical approach’’ (1984) IRL Pr
ess (Oxford、UK); Herdewijn、P. ’’ Oligonu
cleotide Synthesis ’’ (2005)(Humana Pres
s、Totowa、N.J.を参照されたい(各々その全体が参照として本明細書に組み
込まれる)。
本明細書において、「修飾する(modify)」「修飾された(modified)
」、「修飾(modification)」、及びそれらのいかなる変形も、オリゴヌク
レオチドに関して使用される場合、オリゴヌクレオチドの4つの構成ヌクレオチド塩基(
つまり、A、G、T/U及びC)の少なくとも1つが天然ヌクレオチドの類似体またはエ
ステルであることを意味する。いくつかの実施形態において、修飾ヌクレオチドはオリゴ
ヌクレオチドにヌクレアーゼ耐性を与える。追加の修飾は骨格修飾、メチル化、イソ塩基
イソシチジン及びイソグアニジンなどの異常な塩基対の組み合わせなどを含み得る。修飾
はまたキャッピングなどの3’及び5’修飾を含み得る。他の修飾は、類似体、例えば非
荷電結合を有するもの(例えば、メチルホスホン酸、リン酸トリエステル、ホスホアミデ
ート、カルバマート、など)及び荷電結合を有するもの(例えば、ホスホロチオエート、
ホスホロジチオエート、など)、インターカレーターを有するもの(例えば、アクリジン
、ソラレンなど)、キレート剤を含有するもの(例えば、金属、放射性金属、ホウ素、酸
化性金属、など)、アルキル化剤を含有するもの、及び修飾結合を有するもの(例えば、
アルファアノマー核酸、など)などとのヌクレオチド間の修飾を伴う1つ以上の天然ヌク
レオチドの置換を含み得る。さらに、ヌクレオチド糖に通常存在するヒドロキシル基のい
ずれかはホスホネート基またはリン酸基により置換されてもよく;標準的な保護基により
保護されてもよく;または、追加のヌクレオチドまたは固体支持体に追加の結合を調製す
るように作動してもよい。5’及び3’末端OH基はリン酸化またはアミン、約1から約
20の炭素原子の有機キャッピング基部分、約10から約80kDaの範囲の1実施形態
におけるポリエチレングリコール(PEG)ポリマー、約20から約60kDaの範囲の
別の実施形態でのPEGポリマー、または他の親水性もしくは疎水性の生体もしくは合成
ポリマーで置換されてもよい。
また、ポリヌクレオチドは、2’−O−メチル、2’−O−アリル、2’−O−エチル
、2’−O−プロピル、2’−O−CHCHOCH、2’−フルオロ、2’−NH
または2’−アジドを含む、当該技術分野で通常知られているリボース又はデオキシリ
ボース糖の類似形態、炭酸環糖類似体、α−アノマー糖、アラビノース、キシロースまた
はリキソースなどのエピマー糖、ピラノース糖、フラノース糖、セドヘプツロース、非環
式類似体及びメチルリボシドなどの脱塩基ヌクレオシド類似体を含むこともできる。本明
細書に記載するように、1つ以上のホスホジエステル連結を他の連結基で置換することが
できる。これらの他の連結基としては、RまたはR’は各々独立してHまたはエーテ
ル(−O−)連結、アリール、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニルまたはア
ラルキルを含んでいてもよい置換もしくは非置換アルキル(C1−C20)である、P(
O)S(「チオエート」)、P(S)S(「ジチオエート」)(O);NR (「アミ
デート」)、P(O)R、P(O)OR’、COまたはCH(’’ホルムアセター
ル’’)によってリン酸が置換される実施形態が挙げられる。ポリヌクレオチド中の全て
の結合が同一である必要はない。糖類、プリン類及びピリミジン類の類似形態の置換は、
例えば、ポリアミド骨格などの他の骨格構造の場合と同様に、最終製品を設計する上で有
利とすることができる。
ポリヌクレオチドはまた炭素環糖類似体、α−アノマー糖、アラビノース、キシロース
またはリキソースなどのエピマー糖、ピラノース糖、フラノース糖、セドヘプツロース、
非環式類似体及びメチルリボシドなどの脱塩基ヌクレオシド類似体といった類似形態を含
むこともできる。
ヌクレオチド構造に対する修飾があるとすれば、ポリマーの構築前又は構築後に行うこ
とができる。一連のヌクレオチドを非ヌクレオチド成分によって中断することができる。
例えば、標識成分との結合によって、ポリヌクレオチドを重合後に更に修飾することがで
きる。
本明細書において交換可能に用いる「核酸」、「オリゴヌクレオチド」及び「ポリヌク
レオチド」とは、ヌクレオチドのポリマーを意味し、その例としては、DNA、RNA、
DNA/RNAハイブリッド、及びこの種の核酸、オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオ
チドの修飾体が挙げられるが、ヌクレオチドユニットへの任意位置での種々の構成要素や
部分の付着も包含される。「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」及び「核酸」
には二本鎖分子や一本鎖分子が含まれると共に、三重らせん分子も含まれる。核酸、オリ
ゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドはアプタマーという用語よりも広義の用語であるた
め、核酸、オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドという用語には、アプタマーである
ヌクレオチドポリマーが含まれるが、核酸、オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドと
いう用語はアプタマーに限定されない。
ある特定の実施形態において、本開示は式I(Formula I):
Figure 2021073211
を有する化合物であって、
式中、
Rは独立して−(CH−であって、nは0、1、2、3、4、5、6、7、8、
9または10から選択される整数であって;
X1は独立して
Figure 2021073211
Figure 2021073211
から成る群から選択され、
式中、
Figure 2021073211
はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
式中、
X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
);カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
(CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
);N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
れ、
X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
キル(C1−C20);フェニル(C);式中RX4は上記で定義した通りである
、RX4で置換したフェニル環(RX4);カルボン酸(COOH);式中R
は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20)である、カルボン酸エステル(C
OORX5);及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2およびR
は一緒になって置換または非置換の5または6員環を形成し;
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、NH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
R’は−H、−OAc;−OBz;−P(NiPr)(OCHCHCN);及び
−OSiMetBuから成る群から独立して選択され;
R’’は水素、4,4’−ジメトキシトリチル(DMT)及びトリホスフェート(−P
(O)(OH)−O−P(O)(OH)−O−P(O)(OH))またはそれらの塩か
ら成る群から独立して選択され;
Zは−H、置換または非置換C(1−4)アルキル;及びそれらの塩から成る群から独
立して選択される、化合物を含む核酸分子の製造方法を提供し;該方法は複数のヌクレオ
チド及び式Iを有する少なくとも1つの化合物を有する核酸分子の合成を含む。
ある特定の実施形態において、本開示は式II、III、IV、V、VI、VII及び
VIII:
Figure 2021073211
から成る群から選択される式を有する化合物であって、
式中、
Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
CHOCH、−NH及び−アジドから成る群から独立して選択される、化合物を含
む核酸分子の製造方法を提供し;
該方法は複数のヌクレオチド及び式II、III及びIVから成る群から選択される式
を有する少なくとも1つの化合物を有する核酸分子の合成を含む。
本明細書において、核酸の修飾を説明する際に用いる「少なくとも1つのヌクレオチド
」という用語は、核酸内の1種、数種又は全てのヌクレオチドを意味するが、これは、核
酸内のA、C、T、G又はUのいずれか又は全てが修飾される場合もあり、修飾されない
場合もあることを示す。
他の態様において、本開示はアプタマー及びSOMAマー(本明細書に記載)を調製す
るための、本明細書に記載の修飾ヌクレオシドを単独でまたは他の修飾ヌクレオシド及び
/または天然ヌクレオシドと組み合わせて使用する方法を提供する。特定の実施形態にお
いて、一般的なSELEXまたは下記に記載の改善されたSELEX過程を用いアプタマ
ー及びSOMAマーを調製する。
本明細書において、「核酸リガンド」、「アプタマー」、「SOMAマー」、及び「ク
ローン」は交換可能に用い、標的分子に対して所望の作用を有する非天然の核酸を意味す
る。所望の作用としては、標的に結合させることや標的を触媒的に変化させること、標的
又は標的の機能活性を修飾又は変化させるように標的と反応させること、標的に共有結合
させること(自殺阻害剤と同様)、標的と別の分子との反応を促進することが挙げられる
が、これらに限定されない。1実施形態において、該作用は標的分子に対する特定の結合
親和性であり、このような標的分子は、ワトソン/クリック塩基対形成や三重らせん形成
とは無関係のメカニズムによって核酸リガンドに結合するポリヌクレオチド以外の三次元
化学構造であり、この場合、アプタマーは、標的分子によって結合される公知の生理学的
機能を有する核酸ではない。所定の標的に対するアプタマーとしては、核酸の候補混合物
から同定される核酸(即ち、アプタマーは標的のリガンドである)が挙げられるが、この
同定は、(a)候補混合物を標的に接触させる(ここで、候補混合物中で標的に対する親
和性が他の核酸に比べて高い核酸を候補混合物の残りから分離することができる)ことと
、(b)親和性の高い核酸を候補混合物の残りから分離することと、(c)親和性の高い
核酸を増幅してリガンド富化核酸混合物を得て、標的分子のアプタマーを同定することと
を含む方法によって行う。親和性相互作用が程度の問題であることは認識されているが、
本文脈においては、アプタマーのその標的に対する「特異的な結合親和性」とは、アプタ
マーが通常は、混合物や試料中の他の非標的成分に結合するのに比べて遥かに高い親和性
で標的に結合することを意味する。「アプタマー」、「SOMAマー」または「核酸リガ
ンド」は、特定のヌクレオチド配列を有する1種または各種の核酸分子のコピーの1セッ
トである。アプタマーは任意の適切な数のヌクレオチドを含むことができる。「(複数形
の」アプタマー」は1を超える該分子のセットを意味する。異なるアプタマーが有するヌ
クレオチドの数は同一でもよく、異なっていてもよい。アプタマーは、DNAやRNAで
あってもよく、一本鎖や二本鎖であってもよく、二本鎖領域又は三本鎖領域を含んでいて
もよい。
本明細書において、「SOMAマー」または遅いオフ速度の修飾アプタマーは、改善し
たオフ速度の特徴を有するアプタマーを意味する。SOMAマーを「改善したオフ速度で
のアプタマーの生成方法」という名称の米国特許第7,947,447号に記載の通り、
改善したSELEX法を用い生成してもよい。
本明細書において、「タンパク質」は「ペプチド」、「ポリペプチド」、または「ペプ
チド断片」と同義的に使用される。「精製された」ポリペプチド、タンパク質、ペプチド
、またはペプチド断片は、細胞物質や細胞、組織又はアミノ酸配列を得る無細胞源に由来
する他の混入タンパク質を実質的に含まず、または、化学的前駆体や化学合成の際の他の
化学品を実質的に含まない。
SELEX法
本明細書において、「SELEX」及び「SELEX過程」という用語は交換可能に用い
、通常は、(1)例えば、タンパク質と高親和性で結合する、標的分子と望ましく相互作
用する核酸の選択と(2)選択した核酸の増幅との組み合わせを意味する。SELEX過
程を用いて、特定の標的分子やバイオマーカーに対して高親和性を有するアプタマーを同
定することができる。
SELEXは通常、核酸の候補混合物を調製することと、候補混合物を所望の標的分子
に結合させて親和性複合体を形成することと、親和性複合体を未結合の候補核酸から分離
することと、核酸を親和性複合体から分離して単離することと、核酸を精製することと、
特定のアプタマー配列を同定することとを含む。該過程には複数のラウンドを設けて選択
したアプタマーの親和性を更に高めることができる。該過程にはその1以上の時点に増幅
段階を設けることができる。例えば、「核酸リガンド」という名称の米国特許第5,47
5,096号を参照されたい。SELEX過程を用いて、標的と共有結合するアプタマー
及び標的と非共有結合するアプタマーを作出することができる。例えば、「指数関数的富
化による核酸リガンドの系統的進化:Chemi−SELEX」という名称の米国特許第
5,705,337号を参照されたい。
SELEX過程を用いて、アプタマーの特性の改善(例えば、インビボ安定性や送達特
性の改善)をもたらす修飾ヌクレオチドを含む高親和性アプタマーを同定することができ
る。このような修飾の例としては、リボース及び/又はリン酸及び/又は塩基位置におけ
る化学的置換が挙げられる。修飾ヌクレオチドを含むSELEX過程同定アプタマーは「
修飾ヌクレオチドを含む高親和性核酸リガンド」とうい名称の米国特許第5,660,9
85号に記載されており、該特許には、ピリミジンの5’位及び2’位で化学的に修飾さ
れたヌクレオチド誘導体を含むオリゴヌクレオチドが記載されている。米国特許第5,5
80,737号(上述参照)には、2’−アミノ(2’−NH)、2’−フルオロ(2
’−F)及び/又は2’−O−メチル(2’−OMe)で修飾された一以上のヌクレオチ
ドを含む高特異性のアプタマーが記載されている。また、「SELEX及び光SELEX
」という名称の米国特許出願第20090098549号も参照されたいが、該特許公開
には、物理的及び化学的特性が高められた核酸ライブラリーとそのSELEX及び光SE
LEXにおける使用が記載されている。
また、SELEXを用いて、所望のオフ速度特性を有するアプタマーを同定することも
できる。「オフ速度が改善されたアプタマーを作出するための方法」という名称の米国特
許第7,947,447号を参照されたいが、該特許公開には、標的分子に結合すること
が可能なアプタマーを作出するための改良SELEX法が記載されており、その全体が参
照により本明細書に組み込まれる。それぞれの標的分子からの解離速度が低いアプタマー
及びフォトアプタマーを産出するための方法が記載されている。該方法は、候補混合物を
標的分子に接触させることと、核酸−標的複合体を形成させることと、低オフ速度富化過
程を行うこととを含み、高解離速度の核酸−標的複合体は解離して再編成しないが、低解
離速度の複合体はそのまま残る。加えて、該方法は向上したオフ速度性能を有するアプタ
マーを生成するための、候補核酸混合物の製造における修飾ヌクレオシドの使用を含む(
「SELEX及び光SELEX」という名称の米国特許第8,409,795号を参照さ
れたい)(米国特許第7,855,054号及び米国特許出願公開第200701667
40号もまた参照されたい。)。これらの出願のそれぞれは、その全体が参照により本明
細書に組み込まれる。
本明細書において「標的(Target)」または「標的分子(target mol
ecule)」または「標的(target)」は核酸が好ましい態様で作用可能ないか
なる化合物をも意味する。標的分子はタンパク質、ペプチド、核酸、炭水化物、脂質、多
糖類、糖タンパク質、ホルモン、受容体、抗原、抗体、ウイルス、病原体、有害物質、基
質、代謝物質、遷移状態類似体、補因子、阻害剤、薬剤、染料、栄養素、増殖因子、細胞
、組織、前述のいずれかの任意の部分または断片などで有り得、制限はない。実質的に、
任意の化学または生物学的なエフェクターは好適な標的で有り得る。いかなるサイズの分
子も標的とすることができる。また、標的を所定の方法で修飾して、標的と核酸との相互
作用の可能性や強度を高めることもできる。また、標的には特定の化合物や分子の僅かな
変化が含まれることもあり、例えば、タンパク質の場合には、アミノ酸配列やジスルフィ
ド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、また、標識成分との結合な
どのいずれかの他の操作や修飾における僅かな変化が挙げられるが、これらは実質的には
分子の同一性を変えない。「標的分子」又は「標的」は、アプタマーに結合可能な分子又
は多分子構造の1種または各種のコピーの1セットである。「(複数形の)標的分子」又
は「(複数形の)標的」とは1つを超える該分子のセットを意味する。標的がペプチドで
ある、SELEX過程の実施形態は「精製したタンパク質を伴わない改善SELEX過程
」という名称の米国特許第6,376,190号に記載される。
本明細書において、「競合剤分子」及び「競合剤」は、交換可能に用いられ、非標的分
子と非特異的複合体を形成可能ないかなる分子も指す。この文脈において、非標的分子に
は、未結合アプタマーが含まれ、この場合、例えば、競合剤を用いて、アプタマーが別の
非標的分子に非特異的に結合する(再結合する)のを阻害することも可能である(単数の
)「競合剤分子」または「競合剤」は、分子の1種または各種のコピーのセットである。
「(複数の)競合剤分子」または「(複数の)競合剤」は、分子のこうしたセットの1よ
り多くを指す。競合剤分子には、限定されないが、オリゴヌクレオチド、ポリアニオン(
例えば、ヘパリン、ニシン***DNA、サケ***DNA、tRNA、硫酸デキストラン、
ポリデキストラン、脱塩基性ホスホジエステルポリマー、dNTP、及びピロリン酸)が
含まれる。多様な態様において、1以上の競合剤の組み合わせを用いてもよい。
本明細書において、「非特異的複合体」は、アプタマー及びその標的分子以外の2以上
の分子間の非共有結合を指す。非特異的複合体は、分子クラス間の相互作用に相当する。
非特異的複合体には、アプタマー及び非標的分子間、競合剤及び非標的分子間、競合剤及
び標的分子間、ならびに標的分子及び非標的分子間で形成される複合体が含まれる。
本明細書において、「遅いオフ速度の富化過程」という用語は、遅い解離速度を有する
アプタマー・親和性複合体の相対濃度が、より速い、より望ましくない解離速度を有する
アプタマー・親和性複合体の濃度に比較して増加するように、候補混合物のある特定の構
成要素の相対濃度を修飾する過程を指す。1実施形態において、遅いオフ速度の富化過程
は、溶液に基づく遅いオフ速度の富化過程である。この実施形態において、混合物中でア
プタマー・親和性複合体を形成する標的または核酸のどちらも、遅いオフ速度の富化過程
中に固体支持体上に固定されないように、溶液に基づく遅いオフ速度の富化過程は、溶液
中で行われる。多様な態様において、遅いオフ速度の富化過程には、1以上の工程が含ま
れ、競合剤分子の添加及び該分子とのインキュベーション、混合物の希釈、またはこれら
の組み合わせ(例えば競合剤分子の存在下での混合物の希釈)が含まれうる。遅いオフ速
度の富化過程の効果は、一般的に、異なるアプタマー・親和性複合体(すなわち候補混合
物において、標的分子及び異なる核酸間で形成されるアプタマー・親和性複合体)の異な
る解離速度に依存するため、遅いオフ速度の富化過程の期間は、遅い解離速度を有するア
プタマー・親和性複合体を高い比率で保持しつつ、速い解離速度を有するアプタマー・親
和性複合体の数を実質的に減少させるように選択される。SELEX法中の1以上のサイ
クルで、遅いオフ速度の富化過程を用いてもよい。希釈及び競合剤の添加を組み合わせて
用いる場合、同時にまたは任意の順で連続して、これを行ってもよい。混合物中の総標的
(タンパク質)濃度が低い場合、遅いオフ速度の富化過程を用いてもよい。1実施形態に
おいて遅いオフ速度の富化過程に希釈が含まれる場合、アプタマーに保持される核酸をS
ELEX法の続くラウンドのために回収することに留意して、混合物を、現実的である限
り、出来るだけ希釈してもよい。1実施形態において、遅いオフ速度の富化過程には、競
合剤ならびに希釈の使用が含まれ、競合剤の使用なしで必要であるよりも、混合物を少な
く希釈することが可能になる。
1実施形態において、遅いオフ速度の富化過程には、競合剤の添加が含まれ、ここで競
合剤はポリアニオン(例えばヘパリンまたは硫酸デキストラン(デキストラン))である
。ヘパリンまたはデキストランは、以前のSELEX選択において、特異的アプタマーの
同定において用いられてきている。しかし、こうした方法において、ヘパリンまたはデキ
ストランが平衡工程中に存在し、該工程において、標的及びアプタマーが結合して複合体
を形成する。こうした方法において、ヘパリンまたはデキストランの濃度が増加するにつ
れて、低親和性・標的/アプタマー複合体に対する高親和性・標的/アプタマー複合体の
比が増加する。しかし、ヘパリンまたはデキストランが高濃度であると、核酸及び競合剤
間の標的結合に関する競合のため、平衡時の高親和性・標的/アプタマー複合体の数が減
少しうる。対照的に、ここで記載される方法は、標的/アプタマー複合体が形成可能とな
った後に競合剤を添加し、従って、形成される複合体の数には影響を及ぼさない。標的及
びアプタマー間で平衡結合が起こった後に競合剤を添加すると、より少ない標的/アプタ
マー複合体を含む新たな平衡に達するまでの間に展開する、非平衡状態が生じる。速いオ
フ速度のアプタマーがまず解離するため、新たな平衡に達する前に、標的/アプタマー複
合体を捕捉すると、遅いオフ速度に関して試料が富化される。
別の実施形態において、遅いオフ速度の富化過程中に、ポリアニオン性競合剤(例えば
硫酸デキストランまたは別のポリアニオン性物質)を用いて、ポリアニオンの存在に対し
て難分解性であるアプタマーの同定を容易にする。この文脈において、「ポリアニオン難
分解性アプタマー」は、非ポリアニオン難分解性アプタマーを含むアプタマー/標的複合
体よりも、溶液中で解離する可能性がより低い、ポリアニオン難分解性物質もまた含有す
るアプタマー/標的複合体を形成可能なアプタマーである。この方式で、検出法が、ポリ
アニオン難分解性アプタマーが難分解性であるポリアニオン性物質(例えば硫酸デキスト
ラン)の使用を含む場合、試料中の標的の存在または量または濃度を検出する分析法の実
行において、該アプタマーを用いることも可能である。
従って、1実施形態において、ポリアニオン難分解性アプタマーを産生するための方法
を提供する。この実施形態において、核酸の候補混合物と標的を接触させた後、候補混合
物中の標的及び核酸が平衡に達することを可能にする。溶液中にポリアニオン性競合剤を
導入し、候補混合物中のオフ速度が速いアプタマーの大部分が標的分子から解離すること
を確実にするのに十分な期間、該競合剤とのインキュベーションを可能にする。また、ポ
リアニオン性競合剤の存在下で解離しうる、候補混合物中のアプタマーは、標的分子から
遊離するであろう。混合物を分配して、標的分子と会合したままである、高親和性の、オ
フ速度が遅いアプタマーを単離し、複合体化されていない物質をすべて溶液から除去する
。次いで、アプタマーを標的分子から遊離させ、単離してもよい。単離されたアプタマー
をまた、増幅し、さらなる選択ラウンドを適用して、選択されたアプタマーの総合的な性
能を増加させてもよい。オフ速度が遅いアプタマーの選択が特定の適用のために必要でな
い場合、この過程はまた、最小限のインキュベーション時間でも使用可能である。
従って、1実施形態において、オフ速度が遅い(長い)アプタマーの同定または産生の
ために、修飾SELEX法を提供し、ここで、標的分子及び候補混合物を接触させ、標的
分子及び候補混合物中に含有される核酸間の平衡結合が起こるのに十分な期間、一緒にイ
ンキュベーションする。平衡結合後、過剰な競合剤分子、例えばポリアニオン競合剤を混
合物に添加し、あらかじめ決定された期間、過剰な競合剤分子と一緒にインキュベーショ
ンする。このあらかじめ決定されたインキュベーション期間より短いオフ速度を有するア
プタマーの有意な割合は、あらかじめ決定されたインキュベーション期間中に標的から解
離するであろう。過剰な競合剤分子が標的に非特異的に結合し、標的結合部位を占める可
能性もあるため、標的とこれらのオフ速度が「速い」アプタマーの再会合は最小限になる
。より長いオフ速度を有する有意な割合のアプタマーは、あらかじめ決定されたインキュ
ベーション期間中、標的に複合体化したままであろう。インキュベーション期間の最後に
、核酸−標的複合体を混合物の残りから分配すると、オフ速度が速いものからの、オフ速
度が遅いアプタマー集団の分離が可能になる。解離工程を用いて、標的からオフ速度が遅
いアプタマーを解離させてもよく、標的分子に対する高い親和性及び特異性を有する、オ
フ速度が遅いアプタマー(個々のアプタマーまたはオフ速度が遅いアプタマー群のいずれ
か)の単離、同定、配列決定、合成及び増幅が可能になる。慣用的なSELEXと同様に
、修飾SELEX法の1ラウンドから同定されたアプタマー配列を新規候補混合物の合成
に用いてもよく、したがって接触、平衡結合、競合剤分子の添加、競合剤分子とのインキ
ュベーション及びオフ速度が遅いアプタマーの分配の工程を、必要に応じた回数で反復/
繰り返し可能である。
競合剤添加前に、標的と候補混合物の平衡結合を可能にし、その後、過剰な競合剤を添
加し、あらかじめ決定された期間、競合剤とインキュベーションする工程を組み合わせる
ことによって、オフ速度が、以前達成されたよりもはるかに長いアプタマーの集団を選択
可能になる。
平衡結合を達成するため、候補混合物を少なくとも約5分間、または少なくとも約15
分間、約30分間、約45分間、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間ま
たは約6時間、標的とインキュベーションしてもよい。
候補混合物及びターゲット分子の混合物と競合剤分子のあらかじめ決定されたインキュ
ベーション期間は、ターゲットの性質、及び(あるとすれば)ターゲットに対する既知の
アプタマーの既知のオフ速度などの要因を考慮して、必要に応じて選択可能である。あら
かじめ決定されたインキュベーション期間は:少なくとも約5分間、少なくとも約10分
間、少なくとも約20分間、少なくとも約30分間、少なくとも約45分間、少なくとも
約1時間、少なくとも約2時間、少なくとも約3時間、少なくとも約4時間、少なくとも
約5時間、少なくとも約6時間より選択可能である。
他の実施形態において、オフ速度増進過程として希釈を用いて、希釈された候補混合物
、標的分子/アプタマー複合体のインキュベーションをあらかじめ決定された期間、行っ
てもよく、この期間を:少なくとも約5分間、少なくとも約10分間、少なくとも約20
分間、少なくとも約30分間、少なくとも約45分間、少なくとも約1時間、少なくとも
約2時間、少なくとも約3時間、少なくとも約4時間、少なくとも約5時間、少なくとも
約6時間より選択してもよい。
本開示の実施形態は、オフ速度が遅いアプタマーの同定、産生、合成及び使用に関する
。これらは、慣用的SELEXによって通常得られるアプタマーのものより高い、非共有
アプタマー−標的複合体からの解離速度(t1/2)を有するアプタマーである。アプタ
マー及び標的の非共有複合体を含有する混合物に関しては、t1/2は、アプタマーの半
分がアプタマー−標的複合体から解離するのに掛かる時間に相当する。本開示記載の解離
速度が遅いアプタマーのt1/2は:約30分間以上;約30分間〜約240分間;約3
0分間〜約60分間;約60分間〜約90分間;約90分間〜約120分間;約120分
間〜約150分間;約150分間〜約180分間;約180分間〜約210分間;約21
0分間〜約240分間の1つより選択される。
SELEX法により同定されるアプタマーの特徴的特性は、その標的についての高親和
性である。アプタマーは約1μM未満、約100nM未満、約10nM未満、約1nM未
満、約100pM未満、約10pM未満、約1pM未満、のうちの1つから選択されるそ
の標的に対する解離定数(k)を有するであろう。
化学合成
本開示で提供される化合物の化学合成の方法を本明細書に記載する。これら及び/または
他の周知の方法は、本開示で提供される追加の化合物の合成を容易にするために、既知の
方法で変更及び/または適合させることができる。
スキーム1を参照すると、本開示はC−5修飾アミノカルボニルピリミジンの3′−ホ
スポラミダイトの合成方法をも提供する。スキーム1を参照すると、一酸化炭素のパラジ
ウム触媒反応及び5−置換ヌクレオシドを有する塩基を2気圧以下の一酸化炭素;より具
体的には0.1から2気圧(または0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6.
、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1
.7、1.8、1.9もしくは2気圧)、及びさらにより具体的には1気圧の一酸化炭素
気圧で行ったことは注目に値する。これらの減圧での反応は、3から4気圧の間[50p
si]で行った以前の方法より高い収率及びより純粋な生成物をもたらす。
スキーム2を参照すると、本開示はまた、:を含むC−5修飾アミノカルボニルピリミ
ジンの5’−トリホスフェートの合成方法も提供する。
ある特定の実施形態において、保護基がトリフェニルメチル、p−アニシルジフェニル
メチル、ジ−p−アニシルジフェニルメチル、p−ジメトキシトリチルトリチル、ホルミ
ル、t−ブチルオキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、2−クロロベンジルオキ
シカルボニル、4−クロロベンゾイルオキシカルボニル、2,4−ジクロロベンジルオキ
シカルボニル、フルフリルカルボニル、t−アミルオキシカルボニル、アダマンチルオキ
シカルボニル、2−フェニルプロピル(2)−オキシカルボニル、2−(4−ビフェニル
)プロピル(2)−オキシカルボニル、2−ニトロフェニルスルフェニル及びジフェニル
ホスフィニルから成る群から選択される。
以下の実施例はある特定の特徴及び/または実施形態を説明するために提供される。こ
れらの実施例は、記載された特定の特徴または実施形態に開示を限定するものと解釈され
るべきではない。
実施例
実施例1:5−(N−ベンジルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジンの合成
本実施例は5−(N−ベンジルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(またはB
ndC;以下のスキーム1(4a)を参照されたい)の製造方法を提供する。簡潔に述べ
ると、室温での24〜48時間の必要な芳香族第1級アミンRCHNH(5〜10当
量)、一酸化炭素(</=1atm)、及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中
の(PhP)Pd(2mol%)による処置により(スキーム1)、市販の5−ヨー
ド−2’−デオキシシチジン(3)を対応するN−置換−カルボキサミド(4a−c)に
転換した。過剰の第1級アミン及び制限された一酸化炭素は2−ケトカルボキサミド副産
物の生成を制限するのに必要であった(例えば、Uozumi、Y. et al. (
2001)及びTakacs et al.、2008を参照されたい)。修飾ヌクレオ
シド生成物(4a−c)を容易にアルコールからの再結晶により精製した。
出発物質:5−ヨード−2’−デオキシシチジン;5−ヨード−2’−O−メチルシチ
ジン;5−ヨード−2’−デオキシ−2’−フルオロシチジンをChemGenes C
orporation(Wilmington、MA 01887、USA)またはTh
ermo Fisher Scientific Inc.(Waltham、MA 0
2454、USA)から購入した。99.9%の純度の一酸化炭素(安全性:毒ガス)を
Specialty Gases of America(Toledo、OH 436
11、USA)から購入した。全ての他の試薬をSigma−Aldrich(Milw
aukee、WI 53201、USA)から購入し、そのまま使用した。
5−(N−ベンジルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(4a):アルゴンを
充填した1Lの丸底フラスコに、5−ヨード−2’−デオキシシチジン(30g、85m
mol);ベンジルアミン(109.3g、1020mmol、12当量);及び無水N
,N−ジメチルホルムアミド(DMF、205mL)を充填した。全ての固体が溶解する
まで、混合物を急速に磁気的に攪拌した。得られた溶液を50mmへの排除の2つのサイ
クルにより脱気し、アルゴンで最充填した。ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム
(0)(978mg、1.7mmol、0.02当量)及びトリフェニルホスフィン(1
.92g、7.3mmol、0.086当量)の混合物を加え、得られた微細黒色懸濁液
を急速に攪拌し、50mmに排除し、ゴム風船からの一酸化炭素(1atm)で充填した
。混合物を室温(約20°C)で攪拌し、周期的に一酸化炭素を再充填した。26時間後
、反応はtlc分析(シリカゲル、溶離液:15%メタノール/85%ジクロロメタン(
v/v)、R(SM)=0.3、R(4a)=0.4)により完了したことが見出さ
れた。反応混合物を酢酸エチル(205mL)で希釈し、濾過し、65%酢酸エチル/3
5%DMF(100mL)でよく洗浄した。全ての溶媒及びベンジルアミンのほとんどを
蒸留するまで、透明な緑色の濾液をロータリーエバポレータ(50−80℃、1〜2mm
)で濃縮した。濃オレンジの残渣(約75g)を高温の無水エタノール(650mL)に
溶解し、急速に熱濾過し、少量の不溶性フレーク(約2g)を除去した。透明の濾液をゆ
っくり攪拌して冷却し、生成物は針として結晶化した。一晩攪拌した後、スラリーを濾過
し、ケーキを氷冷エタノール(100mL)で洗浄した。真空中で乾燥させた後、生成物
(4a)を白色の結晶性固体として得た:22.0g、72%収率。H NMR (5
00 MHz, d6−DMSO): δ = 8.73 (t, J = 5.8
Hz, 1H), 8.42 (s, 1H), 8.06 (bs, 1H), 7.
75 (bs, 1H), 7.32 (m, 4H), 7.25 (m, 1H),
6.14 (t, J = 6.5 Hz, 1H), 5.24 (d, J =
4.4 Hz, 1H), 5.03 (t, J = 5.5 Hz, 1H),
4.42 (dd, J = 15.4, 7.2 Hz, 1H), 4.41 (d
d, J = 15.4, 7.3 Hz, 1H), 4.26 (m, J = 4
.3 Hz, 1H), 3.83 (dd, J = 7.9, 4.3 Hz, 1
H), 3.64 (m, 1H), 3.58 (m, 1H), 2.19 (m,
2H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ =
165.88 (1C), 163.97 (1C), 153.99 (1C), 1
44.26 (1C), 139.64 (1C), 128.80 (2C), 12
7.60 (2C), 127.30 (1C), 99.20 (1C), 88.0
8 (1C), 86.29 (1C), 70.44 (1C), 61.50 (1
C), 42.72 (1C), 40.62 (1C). MS m/z: C
19n4の計算値[M]359.36;実測値359.1 (ESI)。
4−N−アセチル−5−(N−ベンジルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(
5a):1Lの丸底フラスコに(4a)(20.0g、55.4mmol)、及び無水テ
トラヒドロフラン(THF、500mL)を充填した。よく攪拌した混合物を無水酢酸(
26.4mL、277mmol、5当量)で処置し、混合物を50℃で20時間熱した。
分取のTlc分析(50%メタノール/50%ジクロロメタンに溶解して均質化した)は
反応が完了したことを示した(シリカゲル、溶離液:15%メタノール/85%ジクロロ
メタン(v/v)、R(4a)=0.4、R(5a)=0.6);スラリーを1時間
5〜10℃に冷却し、濾過し、冷却THF(40mL)で洗浄した。真空中で乾燥させ、
生成物(5a)を白色の結晶性針、20.4g、91%収率として得た。H NMR
(500 MHz, d6−DMSO): δ =11.35 (s, 1H), 8
.98 (t, J = 5.7 Hz, 1H), 8.73 (s, 1H), 7
.34 (d, J = 4.4 Hz, 4H), 7.26 (m, J = 4.
3 Hz, 1H), 6.10 (t, J = 6.1 Hz, 1H), 5.2
8 (d, J = 4.4 Hz, 1H), 5.09 (t, J = 5.4
Hz, 1H), 4.44 (dd, J = 15.3, 8.1 Hz, 1H)
, 4.43 (dd, J = 15.2, 8.1 Hz, 1H), 4.28
(dt, J = 9.8, 4.0 Hz, 1H), 3.91 (dd, J
7.9, 4.0 Hz, 1H), 3.68 (m, 1H), 3.60 (m
, 1H), 2.41 (s, 3H), 2.34 (m, 1H), 2.22
(m, 1H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ
= 171.27 (1C), 165.49 (1C), 159.77 (1C)
, 153.19 (1C), 146.24 (1C), 139.16 (1C),
128.82 (2C), 127.76 (2C), 127.41 (1C),
100.32 (1C), 88.67 (1C), 87.50 (1C), 70.
11 (1C), 61.17 (1C), 43.00 (1C), 40.78 (
1C), 26.70 (1C). MS m/z: C1921の計算
値[M]401.40;実測値401.1 (ESI)。
5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−4−N−アセチル−5−(N−ベンジ
ルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(6a):250mLの丸底フラスコを(
5a)(4.82g、12mmol)及び無水ピリジン(40mL)で充填した。4,4
’−ジメトキシトリチルクロリド(4.47g、13.2mmol、1.1当量)を1時
間にわたり5回に分けて添加した時に、得られた無色溶液を磁気的に攪拌した。橙黄色の
溶液をさらに30分間攪拌し、エタノールでクエンチし(4.2mL、72mmol)、
ロータリーエバポレターで濃縮した(1〜2mm、≦35℃)。得られた粘着性の橙色の
残渣(約13g)を酢酸エチル(100mL)及び冷却飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(
50mL)で分割した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、濃縮し、黄色泡を
得た。フラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、溶離液:1%トリエチルアミン/9
9%酢酸エチル、R(6a)=0.4)による精製により、(6a)を、白色の泡、6
.1g、72%収率として得た。H NMR (500 MHz, d6−DMSO)
: δ = 11.44 (s, 1H), 9.12 (t, J = 5.5 H
z, 1H), 8.46 (s, 1H), 7.38 (d, J = 7.4 H
z, 2H), 7.25 (m, 12H), 6.84 (m, 4H), 6.1
0 (t, J = 6.1 Hz, 1H), 5.34 (d, J = 4.7
Hz, 1H), 4.20 (m, 3H), 4.05 (m, 1H), 3.7
2 (d, J = 1.7 Hz, 6H), 3.41 (dd, J =10.5
, 6.0 Hz, 1H), 3.20 (dd, J =10.4, 3.5 Hz
,1H), 2.44 (s, 3H), 2.39 (m, 1H), 2.25 (
m, 1H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ
= 171.28 (1C), 165.38 (1C), 159.88 (1C),
158.53 (2C), 153.07 (1C), 146.13 (1C),
145.26 (1C), 138.91 (1C), 136.00 (1C), 1
35.98 (1C), 130.16 (2C), 130.11 (2C), 12
8.78 (2C), 128.28 (2C), 128.13 (2C), 127
.84 (2C), 127.46 (1C), 127.14 (1C), 113.
60 (4C), 100.32 (1C), 88.04 (1C), 86.86
(1C), 86.19 (1C), 70.69 (1C), 60.22 (1C)
, 55.43 (1C), 55.42 (1C), 43.03 (1C), 40
.70 (1C), 26.76 (1C). MS m/z: C4039n4
の計算値[M]703.77;実測値703.2 (ESI)。
5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−4−N−アセチル−5−(N−ベンジ
ルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン−3’−O−(N,N−ジイソプロピル−
O−2−シアノエチルホスホルアミダイト)(7a)。250mLの丸底フラスコを、(
6a)(11.0g、15.6mmol);無水ジクロロメタン(40mL);2−シア
ノエチル−N,N,N’,N’−テトライソプロピルホスホロジアミダイト(5.9mL
、18.7mmol、1.2当量);最終的に、ピリジントリフルオロ酢酸(3.61g
、18.7mmol、1.2当量)で充填した。30分後、tlc分析は反応が完了した
ことを示した(シリカゲル、75%酢酸エチル/25%ヘキサン(v/v)、R(6a
)=0.2、R(7a)=0.7/0.8[2つの異性体])。全反応混合物を1%ト
リエチルアミン/64%酢酸エチル/35%ヘキサンで前処理したシリカゲルフラッシュ
カラムに適用し(溶離液が塩基性になるまで)、次いで65%酢酸エチル/35%ヘキサ
ン(アルゴンスパージした)で溶離した。生成物を含む画分をアルゴン下の密封した瓶で
空気から保護し、濃縮し、無色泡状物、10.8g、76%収率として(7a)を得た。
H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 11.47 (s
, 1H), 9.11 (bs, 1H), 8.57/8.54 (s, 1H),
7.37 (m, 2H), 7.24 (m, 12H), 6.84 (m, 4
H), 6.10 (m, 1H), 4.40 (m, 1H), 4.21 (m,
3H), 3.70 (m, 8H), 3.55 (m, 2H), 3.28 (
m, 2H), 2.75 (t, J = 5.9 Hz, 1H), 2.64 (
t, J = 5.9 Hz, 1H), 2.55 (m, 1H), 2.42 (
m, 4H), 1.11 (m, 9H), 0.98 (d, J = 6.8 H
z, 3H). 31P NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ
= 147.55/147.37 (s, 1P). MS m/z: C45
Pの計算値[M]903.99;実測値903.3 (ESI)。
Figure 2021073211
2−シアノエチルホスホルアミダイト試薬(CEP試薬)の調製のために、5−N−ベ
ンジルアルボキサム(4a−c)を選択的にテトラヒドロフラン(THF)中の無水酢酸
(無塩基)との攪拌によりN−保護し、次いでピリジン中の4,4’−ジメトキシトリチ
ルクロリドを伴う反応で(4,4’−ジメトキシトリチル)−誘導体(6a−c)として
5’−O保護した(例えば、Ross et al.、2006を参照されたい)。高純
度の(>98.0%)CEP試薬(7a−c)の合成は2−シアノエチル−N,N,N’
,N’−テトライソプロピルホスホルアミダイトを伴う3’−アルコールのピリジニウム
トリフルオロ酢酸触媒凝縮(例えば、Sanghvi、et al.、2000を参照さ
れたい)及び脱気溶媒を伴うシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーによる最終精製(
例えば、Still et al.、1978を参照されたい)により完了した。
5’−トリホスフェート試薬(TPP試薬;スキーム2)の調製のために、5’−O−
DMT−保護ヌクレオシド(6a〜c)をピリジン中の無水酢酸でペルアセチル化し、続
いてDMT及び1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールを有する4
−N−アセチル保護基を切断した(例えば、Leonard及びNeelima、199
5を参照されたい)。得られた結晶性3’−O−酢酸ヌクレオシド(8a〜c)をLud
wig−Eckstein法により粗5’−O−トリホスフェートに変換した。これらの
化学修飾ヌクレオチドは通常2段階の精製過程を要求する:アニオン交換クロマトグラフ
ィー(AEX)、次いで、高純度(>%90)を得るための逆相分取HPLCである。
Figure 2021073211
Ludwig,J. 及びEckstein,F. (1989) Rapid an
d Efficient Synthesis of Nucleoside 5’−O
−(1−Thiotriphosphates)、5’−Triphosphates
and 2’,3’−Cyclophosphorothioates Using 2
−Chloro−4H−1,3,2−benzodioxaphophorin−4−o
ne. J. Org. Chem.、54、631−635、その全体が参照により本
明細書に組み込まれる。
カルボキシアミド化反応はまた、ヌクレアーゼ耐性リボ糖類似体(例えば、Ito e
t al.、2003を参照されたい)(スキーム4)、例えば、5−(N−ベンジルカ
ルボキサミド)−2’−O−メチルシチジン(12)及び−5−(N−3−フェニルプロ
ピルカルボキサミド)−2’−デオキシ−2’−フルオロ−シチジン(13)の調製に適
する。
5−(N−ベンジルカルボキサミド)−2’−O−メチルシチジン(12):生成物が
熱2−プロパノール(12mL/g)から結晶化したことを除き、(4a)について記載
の通りに5−ヨード−2’−O−メチルシチジンから調製し、毛氈状の白色固体、79%
収率として(12)を得た。H NMR (500 MHz, d6−DMSO):
δ = 8.57 (t, J = 5.9 Hz, 1H), 8.57 (s,
1H), 8.05 (bs, 1H), 7.85 (bs, 1H), 7.33
(m, 4H), 7.25 (m, 1H), 5.85 (d, J = 3.1
Hz, 1H), 5.27 (t, J = 5.4 Hz, 1H), 5.11
(d, J = 6.8 Hz, 1H), 4.43 (dd, J = 15.4
, 10.4 Hz, 1H), 4.40 (dd, J =15.3, 10.4
Hz, 1H), 4.17 (dd, J = 6.7, 5.2 Hz, 1H
), 3.87 (dt, J = 6.8, 3.2 Hz,1H), 3.80 (
dd, J = 5.0, 3.2 Hz,1H), 3.77 (m, 1H), 3
.61 (ddd, J = 12.2, 5.3, 3.4 Hz, 1H), 3.
44 (s, 3H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO):
δ = 165.43 (1C), 163.57 (1C), 153.49 (
1C), 143.99 (1C), 139.16 (1C), 128.40 (2
C), 127.22 (2C), 126.90 (1C), 98.97 (1C)
, 87.95 (1C), 84.28 (1C), 83.05 (1C), 67
.67 (1C), 59.92 (1C), 57.70 (1C), 42.40
(1C). MS m/z: C1821の計算値[M]389.39
;実測値389.1 (ESI).
5−(N−3−フェニルプロピル)−2’−デオキシ−2’−フルオロ−シチジン(1
3):(4c)について記載の通りに5−ヨード−2’−デオキシ−2’−フルオロ−シ
チジンから調製し、毛氈状の白色固体として(12)を得た(53%収率)。H NM
R (500 MHz, d6−DMSO): δ = 8.52 (s, 1H),
8.07 (bs, 1H), 7.95 (t, J = 5.4 Hz,1H),
7.85 (bs, 1H), 7.22 (t, J = 7.4, 5H), 5.
91 (d, J = 17.6 Hz, 1H), 5.58 (d, J = 6.
6 Hz, 1H), 5.32 (t, J = 5.3 Hz, 1H), 4.9
9 (dd, J = 53.2, 3.9 Hz, 1H), 4.27 (m, 1
H), 3.92 (d, J = 8.3 Hz,1H), 3.86 (m, 1H
), 3.58 (ddd, J =12.5, 5.4, 2.9 Hz, 1H),
3.19 (dd, J = 12.7, 5.3 Hz, 2H), 2.61
(t, J = 7.5 Hz, 2H), 1.78 (m, J = 7.3 H
z, 2H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ =
165.22 (s, 1C), 163.74 (s, 1C), 153.34
(s, 1C), 143.82 (s, 1C), 141.73 (s, 1C),
128.42 (s, 2C), 128.35 (s, 2C), 125.81
(s, 1C), 99.26 (1C), 94.02 (d, J = 736.6
Hz, 1C), 88.65 (d, J = 134.7 Hz, 1C), 8
3.07 (s, 1C), 67.00 (d, J = 65 Hz, 1C),
59.24 (s, 1C), 38.65 (s, 1C), 32.64 (s,
1C), 30.73 (s, 1C). 19F NMR (400 MHz,
d6−DMSO): δ = −200.82 (ddd, J = 19.0, 6.
2, 56.6 Hz, 1F). MS m/z: C1922の計算
値[M]405.41;実測値405.1 (ESI
Figure 2021073211
Ludwig−Eckstein法を用い、3’−O−アセチル−保護中間体(8a〜
c)を粗5’−O−トリホスフェート(9a〜c)に変換した。代替の2段階分取HPL
C精製をこれらの化学修飾ヌクレオチドに使用した。
3’−O−アセチル−5−(N−1−ベンジルカルボキサミド)−2’−デオキシシチ
ジン(8a)。アルゴンパージした50mL丸底フラスコを(6a)(900mg、1.
35mmol)、無水ピリジン(9mL)及び無水酢酸(0.63mL、6.75mmo
l)で充填した。室温で18時間後、溶媒を真空中で蒸発させ(1mm、30C)、黄
褐色の泡を得、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール(9mL)
に溶解し、アルゴン下で50℃で熱した。6時間後、反応混合物をメタノール(15mL
)及びトルエン(10mL)の急速攪拌混合物に注いだ。得られた橙色の溶液を濃縮し(
1mm、30C)、酢酸エチル(6mL)との混合時に、結晶性スラリーを生じた赤色
の油状残渣を得た。結晶化はヘキサン(1mL)の追加によりさらに強化された。混合物
を一晩攪拌し、濾過し、50:50の酢酸エチル:ヘキサンで濾過ケーキを洗浄した。生
成物(8a)を単離し、乾燥後、淡灰色固体(405mg)、75%収率として得た:
H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 8.82 (t,
J = 5.8 Hz, 1H), 8.41 (s, 1H), 8.09 (bs,
1H), 7.81 (bs, 1H), 7.33 (m, 4H), 7.25
(m, 1H), 6.17 (dd, J = 8.0, 6.0 Hz, 1H),
5.24 (dt, J = 6.2, 1.8 Hz, 1H), 5.13 (
t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43 (dd, J = 15.4,
13.3 Hz, 1H), 4.19 (dd, J =15.3, 13.2
Hz, 1H), 4.06 (dd, J = 5.9, 3.7 Hz, 1H),
3.65 (m, 2H), 2.45 (m, 1H), 2.34 (ddd,
= 14.2, 5.9, 1.5 Hz, 1H), 2.07 (s, 3H)
13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 170.
05 (1C), 165.34 (1C), 163.54 (1C), 153.4
4 (1C), 143.94 (1C), 139.20 (1C), 128.34
(2C), 127.16 (2C), 126.85 (1C), 99.06 (
1C), 85.96 (1C), 85.06 (1C), 74.63 (1C),
61.18 (1C), 42.28 (1C), 37.31 (1C), 20.
85 (1C). MS m/z: C1921の計算値[M]401.
40;実測値401.1 [M]
3’−O−アセチル−5−(N−1−ナフチルメチルカルボキサミド)−2’−デオキ
シシチジン(8b)。(6b)から(8a)について記載の通り調製し、淡灰色固体、5
4%収率として得た:1H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ
= 8.89 (t, J = 5.8 Hz,1H), 8.44 (s, 1H),
8.14 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.11 (bs, 1H)
, 7.96 (dd, J = 8.6, 1.3 Hz, 1H), 7.86 (
dd, J = 6.6, 2.8 Hz, 1H), 7.84 (bs, 1H),
7.57 (m, 2H), 7.49 (m, 2H), 6.15 (dd, J
= 8.2, 6.0 Hz, 1H), 5.23 (dt, J = 6.2,
1.9 Hz, 1H), 5.13 (t, J = 5.8 Hz, 1H), 4
.94 (dd, J = 15.5, 5.8 Hz, 1H), 4.86 (
dd, J = 15.7, 5.4 Hz, 1H), 4.05 (dt, J =
8.1, 1.8 Hz, 1H), 3.62 (m, 2H), 2.45 (m
, 1H), 2.33 (ddd, J = 12.6, 6.1, 1.8 Hz,
1H), 2.06 (s, 3H). 13C NMR (500 MHz, d
6−DMSO): δ = 170.51 (1C), 165.78 (1C),
164.02 (1C), 153.90 (1C), 144.52 (1C), 1
34.57 (1C), 133.74 (1C), 131.27 (1C), 12
9.02 (1C), 128.03 (1C), 126.80 (1C), 126
.31 (1C), 125.94 (1C), 125.54 (1C), 123.
78 (1C), 99.52 (1C), 86.60 (1C), 85.55 (
1C), 70.12 (1C), 61.67 (1C), 40.80 (1C),
37.75 (1C), 21.32 (1C). MS m/z:C23H23
の計算値[M]451.46;実測値451.1 (ESI)。
3’−O−アセチル−5−(N−3−フェニルプロピルカルボキサミド)−2’−デオ
キシシチジン(8c)。(6c)から(8a)について記載の通り調製し、白色固体、7
4%収率として得た。H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ
= 8.37 (s, 1H), 8.26 (t, J = 5.3 Hz, 1H
), 8.06 (bs, 1H), 7.79 (bs, 1H), 7.23 (m
, 5H), 6.16 (dd, J = 7.9, 6.1 Hz, 1H), 5
.24 (dt, J =4.2, 2.1 Hz, 1H), 5.18 (t, J
= 5.6 Hz, 1H), 4.06 (dd, J = 5.7, 3.6 H
z, 1H), 3.65 (m, 2H), 3.19 (dd, J = 12.
8, 6.2 Hz, 2H), 2.62 (t, J = 7.5 Hz, 2H
), 2.43 (m, 1H), 2.34 (m,1H), 2.06 (s, 3
H), 1.78 (m, J = 7.4 Hz, 2H). 13C NMR
(500 MHz, d6−DMSO): δ = 170.52 (1C), 16
5.68 (1C), 164.00 (1C), 153.94 (1C), 144
.09 (1C), 142.13 (1C), 128.80 (2C), 127.
75 (2C), 126.21 (1C), 99.80 (1C), 86.42
(1C), 85.06 (1C), 75.07 (1C), 61.63 (1C)
, 39.12(1C), 37.91 (1C), 33.04 (1C), 31.
18 (1C), 21.31 (1C). MS m/z: C2125
の計算値[M]429.45;実測値429.1 (ESI)。
実施例2:5−(N−1−ナフチルメチル)−2’−デオキシシチジン−5−カルボキ
サミドの合成
本実施例は5−(N−1−ナフチルメチル)−2’−デオキシシチジン−5−カルボキ
サミド(またはNapdC;実施例1中のスキーム1(4b)を参照されたい)の製造方
法を提供する。
出発物質:5−ヨード−2’−デオキシシチジン;5−ヨード−2’−O−メチルシチ
ジン;5−ヨード−2’−デオキシ−2’−フルオロシチジンをChemGenes C
orporation(Wilmington、MA 01887、USA)またはTh
ermo Fisher Scientific Inc.(Waltham、MA 0
2454、USA)から購入した。99.9%の純度の一酸化炭素(安全性:毒ガス)を
Specialty Gases of America(Toledo、OH 436
11、USA)から購入した。全ての他の試薬をSigma−Aldrich(Milw
aukee、WI 53201、USA)から購入し、そのまま使用した。
5−(N−1−ナフチルメチル)−2’−デオキシシチジン−5−カルボキサミド(4
b):室温での48時間の反応時間を伴い、ベンジルアミンの代わりに1−ナフチルエチ
ルアミン(6等量)を用い、(4a)について記載の通りに調製した。反応混合物を濃縮
した後、残渣をジイソプロピルエーテル(約40mL/g)で抽出し、過剰な1−ナフチ
ルエチルアミンの大部分を除去した。残渣を熱濾過で熱エタノール(50mL/g)から
結晶化し、生成物(4b;スキーム1;実施例1)を白色固体、40%収率として得た。
H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 8.81 (t,
J = 5.5 Hz,1H), 8.43 (s, 1H), 8.14 (d,
J = 4.4, 1H), 8.09 (bs, 1H), 7.96 (m, 1
H), 7.79 (m, 1H), 7.75 (bs, 1H), 7.53 (m
, 4H), 6.14 (t, J = 6.6 Hz, 1H), 5.24 (d
, J = 4.3 Hz, 1H), 5.01 (t, J = 5.6 Hz,
1H), 4.90 (dd, J = 15.6, 13.4 Hz, 1H), 4
.89 (dd, J = 15.5, 13.2 Hz, 1H), 4.26 (
m, J = 4.1 Hz, 1H), 3.84 (dd, J = 8.4, 4
.4 Hz, 1H), 3.58 (m, 2H), 2.20 (m, 2H).
13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 165.45
(1C), 163.58 (1C), 153.57 (1C), 143.93 (
1C), 136.07 (1C), 134.20 (1C), 133.32 (1
C), 128.61 (1C), 127.59 (1C), 126.34 (1C
), 125.89 (1C), 125.53 (1C), 125.07 (1C)
, 123.36 (1C), 98.82 (1C), 87.71 (1C), 8
5.99 (1C), 70.13 (1C), 61.16 (1C), 42.42
(1C), 40.14 (1C). MS m/z: C2121
計算値[M]409.42;実測値409.1 (ESI
4−N−アセチル−5−(N−1−ナフチルメチルカルボキサミド)−2’−デオキシ
シチジン(5b):100mLの丸底フラスコを(4b)(1.17g、2.85mmo
l)で及び無水テトラヒドロフラン(26mL)で充填し、攪拌し、灰白色のスラリーを
形成した。室温で攪拌しながら、無水酢酸(1.4mL、14.3mmol、5当量)を
混合物に滴下した。反応混合物を攪拌し、21時間50℃に熱した。分取をTlc分析(
シリカゲル、溶離液:10%メタノール/90%ジクロロメタン(v/v)、R(4b
)=0.61、R(5b)=0.12)用に取り出し、それは反応が完了したことを示
した。反応フラスコ氷浴に移し、>1時間攪拌した。混合物を次いで濾過し、濾過ケーキ
を冷却したイソプロピルエーテルで洗浄した。得られた固体を収集し、真空中でさらに蒸
発させ、微細な灰白色の結晶を得た(1.01g、78.2%収率)。H NMR (
500 MHz, d6−DMSO): δ = 11.35 (s, 1H), 9
.07 (t, J = 4.6 Hz, 1H), 8.74 (s, 1H), 8
.15 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.96 (m, 1H), 7
.87 (m, 1H), 7.53 (m, 4H), 6.11 (t, J =
6.2 Hz, 1H), 5.29 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 5
.08 (t, J = 5.4 Hz, 1H), 4.92 (dd, J
15.5, 10.1 Hz, 1H), 4.91 (dd, J = 15.7,
9.7 Hz, 1H), 4.28 (dt, J = 9.4, 3.8 Hz,
1H), 3.92 (dd, J = 7.6, 3.9 Hz, 1H), 3.
64 (m, 1H), 3.58 (m, 1H), 2.42 (s, 3H),
2.35 (m, 1H), 2.22 (m, 1H). 13C NMR (50
0 MHz, d6−DMSO): δ = 171.27 (1C), 165.5
3 (1C), 159.77 (1C), 153.20 (1C), 146.30
(1C), 136.48 (1C), 134.17 (1C), 133.74
(1C), 131.26 (1C), 129.02 (1C), 128.12 (
1C), 126.83 (1C), 126.33 (1C), 125.95 (1
C), 123.80 (1C), 100.38 (1C), 88.74 (1C)
, 87.63 (1C), 70.25 (1C), 61.29 (1C), 41
.13 (1C), 40.92 (1C), 26.71 (1C). MS m/
z: C2323の計算値[M]451.46;実測値451.1 (E
SI)。
5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−4−N−アセチル−5−(N−1−ナ
フチルメチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(6b):59%収率の無色の
固体として(6b)について記載の通りに調製した。H NMR (500 MHz,
d6−DMSO): δ = 11.40 (s, 1H), 9.35 (bt,
1H), 8.48 (s, 1H), 8.02 (m, 1H), 7.96 (
m, 1H), 7.86 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.54 (
m, 2H), 7.40 (m, 2H), 7.35 (m, 1H), 7.25
(m, 8H), 6.85 (d, J = 8.9 Hz, 4H), 6.09
(t, J = 6.1 Hz, 1H), 5.32 (d, J = 3.7 H
z, 1H), 4.72 (dd, J = 14.9, 4.8 Hz, 1H),
4.60 (dd, J = 15.1, 3.4 Hz, 1H), 4.16 (
dt, J = 10.9, 4.7 Hz, 1H), 4.04 (m, 1H),
3.70 (s, 6H), 3.29 (dd, J = 10.5, 6.4 H
z, 1H), 3.18 (dd, J = 10.4, 7.0 Hz, 1H)
, 2.43 (s, 3H), 2.38 (m, 1H), 2.26 (m, 1
H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 17
1.25 (1C), 165.37 (1C), 159.88 (1C), 158
.52 (1C), 158.54 (1C), 153.03 (1C), 146.
32 (1C), 145.31 (1C), 136.05 (1C), 135.9
7 (1C), 133.92 (1C), 133.74 (1C), 131.22
(1C), 130.20 (2C), 130.11 (2C), 129.05
(1C), 128.30 (2C), 128.15 (2C), 127.16 (
1C), 126.81 (1C), 126.33 (1C), 125.85 (1
C), 125.80 (1C), 123.65 (1C), 113.61 (4C
), 100.49 (1C), 88.12 (1C), 86.79 (1C),
86.17 (1C), 70.59 (1C), 64.40 (1C), 55.4
1 (2C), 41.01 (1C), 40.70 (1C), 40.82 (1
C), 26.76 (1C). MS m/z: C4441の計算値
[M]753.83;実測値753.21 (ESI)。
5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−4−N−アセチル−−5−(N−1−
ナフチルメチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン−3’−O−(N,N−ジイ
ソプロピル−O−2−シアノエチルホスホルアミダイト)(7b):(7a)について記
載の通りに調製し、白色の泡として得た(88%収率).H NMR (500 MH
z, d6−DMSO): δ = 11.41 (s, 1H), 9.13 (b
s, 1H), 8.56/8.54 (s, 1H), 8.01 (m, 1H),
7.95 (m, 1H), 7.85 (m, 1H), 7.53 (m, 2H
), 7.37 (m, 2H), 7.24 (m, 9H), 6.83 (m,
4H), 6.06 (m, 1H), 4.66 (m, 2H), 4.39 (m
, 1H), 4.16 (m, 1H), 3.68 (m, 8H), 3.52
(m, 2H), 3.28 (m, 1H), 3.20 (m, 1H), 2.7
4 (t, J = 5.8 Hz, 1H), 2.63 (t, J = 5.9
Hz, 1H), 2.45 (m, 5H), 1.09 (m, 9H), 0.9
6 (d, J = 6.8 Hz, 3H). 31P NMR (500 MHz,
d6−DMSO): δ = 146.93/146.69 (s, 1P).
MS m/z: C5358Pの計算値[M]954.05;実測値95
3.3 (ESI).
実施例3:5−(N−3−フェニルプロピルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジ
ンの合成
本実施例は5−(N−3−フェニルプロピルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジ
ン(またはPPdC;実施例1中のスキーム1(4c)を参照されたい)の製造方法を提
供する。
出発物質:5−ヨード−2’−デオキシシチジン;5−ヨード−2’−O−メチルシチ
ジン;5−ヨード−2’−デオキシ−2’−フルオロシチジンをChemGenes C
orporation(Wilmington、MA 01887、USA)またはTh
ermo Fisher Scientific Inc.(Waltham、MA 0
2454、USA)から購入した。99.9%の純度の一酸化炭素(安全性:毒ガス)を
Specialty Gases of America(Toledo、OH 436
11、USA)から購入した。全ての他の試薬をSigma−Aldrich(Milw
aukee、WI 53201、USA)から購入し、そのまま使用した。
5−(N−3−フェニルプロピルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン(4c)
:ベンジルアミンの代わりに3−フェニルプロピルアミン(6当量)及び室温での48時
間の反応時間を用い、(4a)について記載の通り調製した(40nmolスケール)。
ロータリーエバポレターで溶媒を除去した後、残渣をジエチルエーテル(約30mL/g
)で磨砕し、過剰な3−フェニルプロピルアミンを抽出し、粘着性残渣を熱エタノールに
溶解し、室温で18時間攪拌し、次いで0℃で1時間攪拌した。得られた混合物を濾過し
、母液を蒸発させ、褐色の樹脂として得た。これをジクロロメタン及び水の温かい混合物
に溶解した。室温で放置し、攪拌した後、白色の軽い結晶を有機層、及び同様に水層で形
成した。三相混合物を濾過し、濾過ケーキをジエチルエーテルで洗浄し、ふわふわの白色
固体として(4c)を得た(10.78g、69.5%収率)。H NMR (500
MHz, d6−DMSO): δ = 8.39 (s, 1H), 8.1
3 (t, J = 5.3 Hz, 1H), 8.05 (bs, 1H), 7
.71 (bs, 1H), 7.28 (t, J = 7.4, 2H), 7.2
2 (d, J = 7.0, 2H), 7.17 (t, J = 7.4, 1H
), 6.13 (t, J = 6.4 Hz, 1H), 5.22 (d, J
= 4.3 Hz, 1H), 5.07 (t, J = 5.5 Hz, 1H),
4.26 (dt, J = 9.4, 4.1 Hz, 1H), 3.83 (d
d, J = 7.8, 3.9 Hz, 1H), 3.66 (m, 1H), 3
.58 (m, 1H), 3.19 (dd, J = 12.9, 6.7 Hz
, 2H), 2.61 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 2.19 (
m, 2H), 1.78 (m, J = 7.4 Hz, 2H). 13C N
MR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 165.34 (1C),
163.56 (1C), 153.60 (1C), 143.53 (1C), 1
41.70 (1C), 128.38 (2C), 128.33 (2C), 12
5.78 (1C), 98.99 (1C), 87.63 (1C), 85.86
(1C), 69.82 (1C), 60.96 (1C), 40.36 (1C
), 38.58 (1C), 32.63 (1C), 32.63 (1C).
MS m/z: C1923の計算値[M]387.42;実測値387
.1 (ESI)。
4−N−アセチル−5−(N−3−フェニルプロピル)カルボキサミド−2’−デオキ
シシチジン(5c):無水THF(100mL)中の(4c)(10.8g、28mmo
l)の溶液を攪拌し、無水酢酸(3当量)で滴下処理した。溶液を18時間室温で攪拌し
、薄い懸濁液を得た。混合物をジイソプロピルエーテル(35mL)の滴下追加によりゆ
っくりと希釈した。固体を濾過により単離し、真空中で乾燥させ、(5c)を白色固体と
して得た(8.44g、70.5%収率)。H NMR (400 MHz, d6−
DMSO): δ = 11.34 (s, 1H), 8.69 (s, 1H),
8.41 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 7.23 (m, 5H),
6.09 (t, J = 6.0 Hz, 1H), 5.15 (bs, 2H)
, 4.27 (m, 1H), 3.90 (dd, J = 9.6, 3.8 H
z,1H), 3.68 (m, 1H), 3.59 (m, 1H), 3.21
(dd, J = 12.3, 7.0 Hz 2H), 2.62 (m, 2H),
2.40 (s, 3H), 2.33 (m, 1H), 2.21 (m, 1H
), 1.79 (m, 2H). 13C NMR (400 MHz, d6
−DMSO): δ = 171.21 (1C), 165.34(1C), 15
9.73 (1C), 153.21 (1C), 146.01 (1C), 142
.08 (1C), 128.80 (2C), 128.75 (2C), 126.
22 (1C), 99.14 (1C), 88.61 (1C), 87.41 (
1C), 69.88 (1C), 61.05 (1C), 41.04 (1C),
39.22 (1C), 33.01 (1C), 30.97 (1C), 26.
67 (1C). MS m/z: C2125の計算値[M]429
.45;実測値429.1 (ESI)。
5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−4−N−アセチル−5−(N−3−フ
ェニルプロピル)カルボキサミド−2’−デオキシシチジン(6c)(5c;スキーム1
;実施例1)から、実施例1中の(6a)について記載の通り調製し、白色の泡として得
た(64.6%収率)。H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ
= 11.38 (s, 1H), 8.56 (t, J = 5.2 Hz,
1H), 8.37 (s, 1H), 7.35 (d, J = 7.4 Hz,
2H), 7.21 (m, 12H), 6.80 (m, 4H), 6.11
(t, J = 6.0 Hz, 1H), 5.32 (d, J = 4.8 Hz
, 1H), 4.16 (dt, J = 10.8, 4.7 Hz, 1H),
4.04 (m, 1H), 3.70 (d, J = 2.2 Hz, 6H),
3.26 (dd, J = 10.6, 6.1 Hz, 1H), 3.21 (d
d, J = 10.5, 3.3 Hz, 1H), 3.03 (m, 1H),
2.95 (m, 1H), 2.49 (s, 2H), 2.43 (s, 3H)
, 2.39 (m, 1H), 2.23 (m, 1H), 1.57 (m, 2
H). 13C NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 1
70.77 (1C), 164.81 (1C), 159.41 (1C), 15
8.07 (1C), 158.06 (1C), 152.69 (1C), 145
.18 (1C), 144.81 (1C), 141.53 (1C), 135.
51 (1C), 135.50 (1C), 129.70 (2C), 129.6
1 (2C), 128.32 (2C), 128.29 (2C), 127.81
(2C), 127.66 (2C), 126.66 (1C), 125.79
(1C), 113.13 (4C), 100.37 (1C), 87.47 (1
C), 86.40 (1C), 85.72 (1C), 70.03 (1C),
59.80 (1C), 54.99 (1C), 54.97 (1C), 40.4
8 (1C), 38.92 (1C), 32.64 (1C) 32.29 (1C
), 26.27 (1C). MS m/z: C4243の計算値[
]731.83;実測値731.2 (ESI)。
5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−4−N−アセチル−5−(N−3−フ
ェニルプロピルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン−3’−O−(N,N−ジイ
ソプロピル−O−2−シアノエチルホスホルアミダイト)(7c)(6c;スキーム1;
実施例1)から、実施例1中の(7a)について記載の通り調製した。アルゴン雰囲気下
の6c(7.11g、9.70mmol)を含む500mLの丸底フラスコを無水ジクロ
ロメタン(97mL)で充填した。無水N、N−ジイソプロピルエチルアミン(3.4m
L、19.4mmol)をフラスコに加え、混合物を攪拌しながら0℃に冷却した。30
分間にわたり、2−シアノエチルジイソプロピルクロロホスホルアミダイト(2.6mL
、11.6mmol)を急速に攪拌した混合物に滴下した。混合物を攪拌しながらゆっく
りと室温に温めた。17時間後、反応をTLC用にサンプリングし、それは反応が完了し
たことを示した(シリカゲル;溶離液75%酢酸エチル/25%ヘキサン(v/v)、R
(6c)=0.10、R(7b)=0.46/0.56[2つの異性体])。反応混
合物をトルエンを用い250mLの分液漏斗に移し、冷却した、アルゴンスパージした2
%炭酸水素ナトリウム溶液(2回、400mL/洗浄)での洗浄によりクエンチした。有
機層を回収し、ジクロロメタンの大部分が除去されるまで蒸発させた。有機層を冷却した
アルゴンスパージしたトルエンで分液漏斗に戻し、冷却したアルゴンスパージした脱イオ
ン水で洗浄した(2回、400mL/洗浄)。次いで有機層を冷却したアルゴンスパージ
した酢酸エチルで希釈し、塩水で洗浄した(1回、400mL)。有機層を回収し、硫酸
ナトリウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させた。後処理した反応混合物をジクロロメタンで
溶解し、予め調節したカラム((6b)と同様に準備した)にロードし、冷却したアルゴ
ンスパージした移動相(80%酢酸エチル/20%ヘキサン)で溶離し、画分を含む生成
物を密封したアルゴンパージしたボトルに収集し、生成物が空気と接触するのを制限した
。画分を含む生成物を<40℃で蒸発させ、白色の泡を得た(6.16g、68.0%収
率)。H NMR (500 MHz, d6−DMSO): δ = 11.40
(s, 1H), 8.56 (m, 1H), 8.47/8.43 (s, 1H
), 7.35 (m, 2H), 7.20 (m, 12H), 6.80 (m,
4H), 6.08 (m, 1H), 4.40 (m, 1H), 4.18 (
m, 1H), 3.70 (m, 8H), 3.53 (m, 2H), 3.30
(m, 2H), 3.00 (m, 2H), 2.75 (t, J = 5.9
Hz, 1H), 2.63 (t, J = 5.9 Hz, 1H), 2.56
(m, 1H), 2.50 (m, 2H), 2.40 (m, 4H), 1.
59 (m, 2H), 1.11 (m, 9H), 0.97 (d, J = 6
.8 Hz, 3H). 31P NMR (500 MHz, d6−DMSO):
δ = 147.60/147.43 (s, 1P) MS m/z: C
5160Pの計算値[M]932.05;実測値931.4 (ESI)。
実施例4:2段階分取HPLCによるヌクレオシドトリホスフェート精製
本実施例はヌクレオシドトリホスフェートの精製方法を提供する。
粗トリホスフェート(9a−c)を2つの直交分取HPLC技術により精製した:他の
ヌクレオシド副産物(2リン酸塩及び1リン酸塩など)からヌクレオシドトリホスフェー
トを分離するアニオン交換クロマトグラフィー及び反応試薬の残りの副産物を取り除く逆
相クロマトグラフィーである。
Source15Q樹脂を充填したHPLCカラムを使用し、アニオン交換クロマトグ
ラフィーを各々0.5mmol反応について2回の注射で行い、2つの重炭酸トリエチル
アンモニウム緩衝液(表1)の直線溶離勾配で溶離した。所望のトリホスフェートは、通
常、HPLCクロマトグラムの10〜12分幅のブロードなピークとしてカラムから溶離
する最終的な物質であった。画分を分析し、生成物を含む画分を組み合わせ、Genev
ac VC 3000Dエバポレーターで蒸発させ、無色から淡褐色の樹脂を生成した。
これを脱イオン水で再構成し、Novapak HRC18プレップカラム上の逆相精製
のための単回注射に適用し、酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液中のアセトニトリルの直
線勾配で溶離した(表2)。純粋なトリホスフェートを含む画分を組み合わせ、蒸発させ
、無色から淡褐色の樹脂を生成した。
最終的な純粋なトリホスフェート(9a−c)を分析のために脱イオン水で再構成し、
240nmでのHewlett Packard 8452Aダイオードアレイ式分光光
度計を用い定量した(表3)。
Figure 2021073211
Figure 2021073211
Figure 2021073211
5−(N−1−ベンジルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン−5’−O−トリ
ホスフェート(9a)。H NMR (300 MHz, DO): δ = 8
.45 (s, 1H), 7.25 (m, 5H), 6.14 (t, J =
6.9 Hz, 1H), 4.57 (m, J = 2.9 Hz, 1H), 4
.43 (dd, J = 20.2, 15.4 Hz, 2H), 4.17 (m
, 3H), 2.39 (m, 1H), 2.27 (m, 1H). 13
C NMR 31P NMR (300 MHz, DO): δ = − 9.
96 (d, J = 50.0 Hz, 1P), − 11.43 (d, J =
50.8 Hz, 1P), − 23.24(t, J = 50.5Hz, 1P
MS m/z: C172114の計算値[M]599.04;実測
値599.1 [M]
5−(N−1−ナフチルメチルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン−5’−O
−トリホスフェート(9b):H NMR (500 MHz, DO): δ
= 8.12 (s, 1H), 7.98 (d, J = 8.5 Hz, 1H)
, 7.69 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.58 (m, 1H)
, 7.40 (m, 1H), 7.33 (m, 1H), 7.24 (m, 1
H), 5.87 (t, J = 6.7 Hz, 1H), 4.66 (d, J
= 8.1 Hz, 2H), 4.40 (m, J = 3.0 Hz, 1H)
, 4.04 (m, 3H), 2.21 (ddd, J = 14.1, 6.
0, 3.4 Hz, 1H), 2.06 (m, 1H). 13C NMR (5
00 MHz, DO): δ = 165.95 (s, 1C), 163.1
5 (s, 1C), 155.22 (s, 1C), 143.33 (s, 1C
), 133.35 (s, 1C), 133.17 (s, 2C), 130.5
5 (s, 2C), 128.66 (s, 1C), 127.84 (s, 1C
), 126.65 (s, 1C), 126.13 (s, 1C), 125.6
4 (s, 1C), 125.12 (s, 1C), 123.11 (s, 1C
), 100.55 (s, 1C), 86.88 (s, 1C), 85.87
(d, J = 55.95 Hz, 1C), 70.76 (s, 1C), 65
.38 (d, J = 36 Hz, 1C), 41.19 (s, 1C), 3
9.61 (m, 1C). 31P NMR (500 MHz, DO): δ
= − 10.99 (d, J = 82.4 Hz, 1P), − 11.61
(d, J = 84.9 Hz, 1P), − 23.47 (t, J = 8
3.5 Hz, 1P). MS m/z: C212414の計算値
[M]649.36;実測値649.0 (ESI)。
5−(N−3−フェニルプロピルカルボキサミド)−2’−デオキシシチジン−5’−
O−トリホスフェート(9c)。H NMR (500 MHz, DO): δ
= 8.07 (s, 1H), 7.11 (m, 4H), 6.98 (m,
1H), 6.00 (t, J = 6.5 Hz, 1H), 4.44 (m,
J = 3.0 Hz, 1H), 4.06 (m, 3H), 3.21 (m,
1H), 3.13 (m, 1H), 2.50 (t, J = 7.5 Hz,
2H), 3.13 (ddd, J = 14.1, 10.9, 3.1 Hz,
1H), 2.13 (m, 1H), 1.76 (m, 2H). 13
NMR (500 MHz, DO): δ = 165.85 (s, 1C),
163.50 (s, 1C), 155.73 (s, 1C), 142.94
(s, 1C), 142.40 (s, 1C), 128.55 (s, 2C),
128.40 (s, 2C), 125.72 (s, 1C), 101.15
(s, 1C), 86.93 (s, 1C), 85.96 (d, J = 55
.2 Hz, 1C), 70.90 (s, 1C), 65.38 (d, J =
37.6 Hz, 1C), 39.88 (s, 1C), 39.55 (s,
1C), 32.74 (s, 1C), 26.68 (s, 1C). 31
NMR (500 MHz, DO): δ = − 11.00 (d, J
= 82.7 Hz, 1P), − 11.09 (d, J = 85.7 Hz,
1P), − 23.53 (t, J = 84.3 Hz, 1P). MS
m/z: C192514の計算値[M]627.35;実測値627
.0 (ESI)。
実施例5:固相オリゴヌクレオチド合成
ABI 3900自動DNA合成装置(Applied Biosystems、Fo
ster City、CA)を、修飾ホスホルアミダイトについての結合条件に小変更を
伴い、従来のホスホルアミダイト法で用いた(7a〜c)(表4)。試薬(7a)をジク
ロロメタン/アセトニトリル(1/1)中の0.1M溶液として用い、試薬(7b)及び
(7c)をアセトニトリル中の0.1M溶液として用いた。固体支持体は、1000Åの
細孔径を有する3’−DMT−dTコハク酸を搭載した細孔性ガラス(CPG、Prim
e Synthesis、Aston、PA)を充填したABI式フリットカラムであっ
た(CPG、Prime Synthesis、Aston、PA)。アセトニトリル中
の20%ジエチルアミンでの処理、続いて気体のメチルアミン切断及び2時間35℃での
脱保護により、脱保護を達成した。同一性及び%完全長(%FL)の生成物を、11分間
中の0から25%Bの勾配(緩衝液A:100mMの1,1,1,3,3,3−ヘキサフ
ルオロ−2−プロパノール、8.6mMのトリエチルアミン、pH8.25;緩衝液B:
90%アセトニトリル中の10%緩衝液A)を用い、Acquity OST C18
カラム 1.7 μm 2.1X100mm(Waters Corp.、Milfor
d、MA)を用いたAgilent 6130B単一四重質量分析検出器を備えるAgi
lent 1290 Infinityで決定した。
Figure 2021073211
キー:
ACN アセトニトリル
デブロック トルエン中の10%ジクロロ酢酸
活性剤 ACN中の0.3Mの5−ベンジルメルカプトテトラゾール及び0.5%N−メ
チ ルイミダゾール
酸化剤 44.9%ACN/45%ピリジン/10.1%水中の0.025Mヨウ素
キャップA ピリジン及びテトラヒドロフラン中の無水酢酸
キャップB テトラヒドロフラン中の1−メチルイミダゾール
Ar 20秒間の乾燥アルゴンフラッシュ
プライマー伸長アッセイ:修飾ヌクレオシドトリホスフェートを全ての可能なトリプレ
ットヌクレオチドの組み合わせを含む標準テンプレートを用いたプライマー伸長アッセイ
におけるKODエキソヌクレアーゼ−マイナスDNAポリメラーゼについての基質として
評価した。テンプレート配列は、5’−TTTTTTTTCTTCTTCTCCTTTC
TCTTCCCAAAATCACACGGACCCAGGGCATTCT AGATAT
GGTTTACGCTCAAGCGAACTTGCCGTCCTGAGTGTAAAGA
GGGAAAgagggcagggtgtggcatatatat−3’(RC70X2
7.37、TriLink Biotechnologies)(配列番号:1)であっ
た。
該プライマー配列は:
5’−atatatatgccacaccctgccctc−3’((AT)4−5P2
7、IDT Technologies)(配列番号:2)であった。
簡潔に述べると、7mM Tris−HCl、25°CでpH7.6、10mM Mg
Cl、5 mM ジチオスレイトール中の3’ホスファターゼマイナスT4ポリヌクレ
オチドキナーゼ(New England Biolabs)を伴い、30分間37℃で
10 pmolの32P−ATPで10pmolのプライマーを標識し、2つのSeph
adex G−50カートリッジ(GE Healthcare)に通すことにより精製
した。30μLプライマー伸長反応は120mM Tris−HCl、pH7.8、10
mM KCl、7mM MgSO、6mM (NHSO、0.001% BS
A、0.1% Triton X−100、3pmolのテンプレート、6pmolのプ
ライマー、及び7.5ユニットのKODエキソヌクレアーゼ−マイナスDNAポリメラー
ゼ(EMD Novagen)を含んだ。反応をMJサーモサイクラー(Bio−Rad
)における96ウェルプレートで、96℃で30秒間、65℃で1時間インキュベートし
た。
5μLの試料を8%アクリルアミド、7m尿素、1回TBEゲル(Life Tech
nologies)で分析し、FujiFilm FLA3000ホスフォイメージャー
(GE Healthcare)でスキャンする前に、イメージングプレート上に1時間
曝露した。
実施例6:シチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドを有する核酸分子の合成
本実施例はシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドを有する核酸分子の製造方
法を提供する。
CEP(ホスホルアミダイト)試薬(7a−c;スキーム1、実施例1)を自動合成装
置での固相オリゴヌクレオチド合成の使用について試験した。各新規アミダイト試薬、3
4から39ヌクレオチドの長さ(または34、35、36、37、38もしくは39ヌク
レオチドの長さ)の長さが異なる6つのオリゴヌクレオチドを、以下に示すモデル配列に
基づき、連続的な内部位置における0、1、2、3、4または5つのシチジン−5−カル
ボキサミド修飾ヌクレオチドからの挿入と伴い合成した。配列中の「X」は配列中のシチ
ジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドの位置を示す。
5’−GAGTGACCGTCTGCCTGX0−5CAGACGACGAGCGGG
A−3’(配列番号:3)
以下の表5は0から5のシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドを伴うオリゴ
ヌクレオチド合成の%収率を要約する。
Figure 2021073211
結果は、修飾シチジンホスホルアミダイト(7a−c)の1から3の順次結合について
の完全長合成収率は、非修飾DNAホスホルアミダイトと同等であったことを示す。いく
らかの収率の損失は、修飾シチジンの4または5の順次結合について観察された;しかし
ながら全ての場合において、完全長生成物の有意な量が得られ、確認された。
実施例7:KOD DNAポリメラーゼによるシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌク
レオチドのトリホスフェート試薬(TPP試薬)の組込み
本実施例はシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチド(スキーム2の9a、9b
及び9c)はKODエキソヌクレアーゼ−マイナスDNAポリメラーゼにより基質として
使用され得ることを示す。
以下の図1はプライマー伸長アッセイの結果を示す。全ての3つの修飾シチジントリホ
スフェートはこのアッセイ中の天然、非修飾2’−デオキシシチジンと同程度に少なくと
も効果的に組み込まれていた。
要約すると、5’−O−トリホスフェート及び3’−O−CEPホスホルアミダイトの
両方としてシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドを合成する実用的な過程は、
in vitro選択及びアプタマーのSELEX後の最適化についての価値ある新規試
薬を提供する。
実施例8:SELEXを伴うシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドアプタマ
ーの選択
本実施例はシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオチドアプタマーはSELEXに
よりタンパク質標的との結合のために選択され得ることを示す。さらに、本実施例はタン
パク質標的に対してSELEXから得られたシチジン−5−カルボキサミド修飾ヌクレオ
チドアプタマーの、同じタンパク質標的に対するSELEXから得られたウリジン−5−
カルボキサミド修飾ヌクレオチドアプタマーに対する比較を示す。
SELEXについての標的として4つの異なるタンパク質を使用した:PCSK9、P
SMA、ERBB2及びERBB3であった。
修飾ランダムライブラリを標準オリゴヌクレオチド合成プロトコルを用いたKOD D
NAポリメラーゼを用い酵素的に合成した。該ランダムライブラリは「dC/dT」とラ
ベルされた対照ライブラリを含み、C−5修飾ヌクレオチドを含まなかった;NapdC
ライブラリ、NapdU(5−[N−(1−ナフチルメチル)カルボキサミド]−2’−
デオキシウリジン)ライブラリ、PPdCライブラリ及びPPdU(5−[N−(フェニ
ル−3−プロピル)カルボキサミド]−2’−デオキシウリジン)ライブラリであった。
全てのランダムライブラリを、ライブラリあたり少なくとも5nmolの最終生成物を標
的とするこれらの同じ条件を用い酵素的に合成した(出発アンチセンステンプレートから
50〜60%収率)。粗ライブラリを10kDaのNMWカットオフ限外濾過遠心分離装
置を用い濃縮した。濃縮生成物をスピンダウンし、SPIN−X微小遠心管を用いいかな
るストレプトアビジン(SA)アガロースビーズも除去し、260nmでの吸光度を測定
し、推定された吸光係数を用いて定量化した。各修飾センスライブラリはビオチン化アン
チセンス鎖の汚染のため遊離SAを移すのが不可能であること及び標準的なPCR増幅条
件についても品質管理した(データは示されない)。
C−末端ポリHisタグを有し、ヒト293(HEK293)細胞で産生される組換え
ヒトPCSK9タンパク質Gln31−Gln692(75.1kDa)をACRO B
iosystems(カタログ番号PC9−H5223)から得た。該タンパク質をグリ
コシル化し、自動タンパク質分解切断DTT減少タンパク質をSDS−PAGEゲル上の
20KDa(プロドメイン)及び62kDa(成熟分泌タンパク質)として実行する。
組換えヒトPSMA(約110kDa)をR&D Systems(カタログ番号42
34−ZN−010)から得たが、それはN−末端6XHisタグを有するCHO−由来
Lys44−Ala750であった。
C−末端ポリHisタグを有し、ヒト293(HEK293)細胞で産生される組換え
ヒトErbB2タンパク質Thr23−Thr652(72.4kDa)をACRO B
iosystems(カタログ番号HE2−H5225)から得た。グリコシル化の結果
として、DTT減少タンパク質はこの標的について、SDS−PAGE上で90〜110
kDaの範囲で移動する。
C−末端6XHisタグを有し、ヒト293(HEK293)細胞で産生される組換え
ヒトErbB3タンパク質Ser20−Thr643(71.5kDa)をACRO B
iosystems(カタログ番号ER3−H5223)から得た。グリコシル化の結果
として、DTT減少タンパク質はこの標的について、SDS−PAGE上で100〜11
0kDaの範囲で移動する。
磁気Dynabeads(登録商標)His−タ捕捉ビーズLife technol
ogies (カタログ番号10104D)を用いそれらの純度及び分配捕捉効率につい
てSELEXで使用した全ての標的をチェックした。全ての標的をHisタグ捕捉ビーズ
を用い効率的に捕捉した。
全ての選択した工程でSELEXプロトコル(5mMのDxSO4 Kinetic
Challenge開始ラウンド2)に続いた。ラウンド1について、各々のSELEX
実験についての1000pmol(約1015配列)ランダムライブラリを用いた。標的
は50pmol濃度であり(500 μg His Capture Beadsで捕捉
した)、複合体を37℃で1時間平衡化し、次いで1XSB18、0.05% TWEE
N20で数回洗浄した。選択された配列を20mM NaOH で溶離、中和し、5’O
Hプライマー及び3’ビオチン化プライマーを用いPCR増幅した。増幅した二本鎖非修
飾DNAをSA磁気ビーズで捕捉し、洗浄し、センスDNAが溶離して除き、修飾ヌクレ
オチドを用いプライマーを伸長し、SELEX実験の次のラウンドにおいて使用される濃
縮修飾プールを再生成した。
全部で6つの選択ラウンドが完了した。通常、試料は1nMタンパク質濃度であり、こ
れは、+/−タンパク質選択試料についてのC差が改善せず、恐らく配列のさらなる濃
縮が無いことを示したためであり、SELEXをラウンド6で止め、修飾センスeDNA
を実行された全ての試料について作成し、それぞれの標的へのプールの親和性を行った。
PCR増幅及び溶離センスDNA鎖をそのまま使用できたが、次のSELEXラウンドで
非修飾対照DNAに富むライブラリを修飾ライブラリと同様の方法で処理したことに留意
すべきである。
eDNAを放射標識し、フィルター結合アッセイを全ての濃縮プールについて行い、対
応する出発ランダムライブラリと比較した。ランダムライブラリは4つのタンパク質に結
合しなかった。表6は4つのタンパク質標的、PCSK9、PSMA、ERBB2及びE
RBB3についての親和性データの結果を示す。
Figure 2021073211
表6に示すように、SELEXによってPSMA標的タンパク質に結合するために濃縮
した少なくとも1つのC−5修飾シトジンヌクレオチドを有する核酸アプタマーのプール
についての平均結合親和性(K)は、同じタンパク質に対してNapdUを有する核酸
アプタマーのプールの7.8nMと比較して、0.86nM(NapdC)であった;及
び、同じタンパク質に対してPpdUを有する核酸アプタマーのプールの6.79nMと
比較して、6.32nM(PPdC)であった。SELEXによってERBB3標的タン
パク質に結合するために濃縮した少なくとも1つのC−5修飾シトジンヌクレオチドを有
する核酸アプタマーのプールについての平均結合親和性(K)は、同じタンパク質に対
してNapdUを有する核酸アプタマーのプールの0.38nMと比較して、0.25n
M(NapdC)であった。
タンパク質PSCK9、PSMA、ERBB2及びERBB3に結合するために濃縮し
た核酸アプタマーのSELEXプールのさらなる分析は、少なくとも1つのC−5修飾シ
トジンヌクレオチドを有する核酸アプタマーで行ったSELEXは、少なくとも1つのC
−5修飾ウリジンヌクレオチドを有する核酸アプタマーで行ったSELEXと比較して、
より多くのマルチコピー(2つの(2)コピーより多い)核酸配列を提供したことを示し
た。下記の表7はNapdC、NapdU、PPdC及びPPdUで行ったSELEXの
違いを要約する。
Figure 2021073211
概して、表7はC−5修飾シトジンヌクレオチドがSELEXによる標的タンパク質結
合のために濃縮した核酸アプタマー配列のプールにおけるより多くの2コピーより多く有
する配列を提供することを示す。従って、通常、タンパク質標的に対するSELEXにお
けるC−5修飾シトジンヌクレオチドはマルチコピー核酸配列の多種多様化を提供し、そ
れは結果的に、タンパク質結合試薬及び/または治療薬としてのさらなる特徴付け及び開
発の選択のためのより多くの核酸アプタマーを提供する。該利益となるC−5修飾シトジ
ンヌクレオチドは特定の目的(例えば、プルダウンアッセイ、タンパク質精製、質量分析
などのアッセイのためのタンパク質結合剤;試薬ツール及び/または治療−タンパク質ア
ゴニストまたはアンタゴニスト)のための核酸アプタマーの開発に関連する課題を踏まえ
てよりよく達成される。より多くのマルチコピー核酸アプタマーは、スクリーニングされ
、特定の目的のためにさらに開発され、このような開発の失敗率を低減し得るより多くの
配列を提供する。
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−4−one. J. Org. Chem., 54, 631−635.
Ito, T. et al. (2003) Synthesis, thermal
stability and resistance to enzymatic h
ydrolysis of the oligonucleotides contai
ning 5−(N−aminohexyl)carbamoyl−2’−O−meth
yluridines. Nucleic Acids Res., 31(10),
2514−2523.

Claims (57)

  1. 式I:
    Figure 2021073211

    に示される構造を含む化合物:
    式中、
    Rは独立して−(CH−であって、式中nは0、1、2、3、4、5、6、7、
    8、9または10であり;
    X1は独立して
    Figure 2021073211

    Figure 2021073211

    から成る群から選択され、
    式中、
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
    Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
    );カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
    (CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
    );N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
    れ、
    X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
    キル(C1−C20);フェニル(C);RX4で置換したフェニル環(RX4
    )、式中、RX4は上記で定義した通りである;カルボン酸(COOH);カルボ
    ン酸エステル(COORX5)、式中RX5は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−
    C20)である;及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2=RX3
    =(CHnであり、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
    R’は−H、−OAc;−OBz;−P(NiPr)(OCHCHCN);及び
    −OSiMetBuから成る群から独立して選択され;
    R’’は水素、4,4’−ジメトキシトリチル(DMT)及びトリホスフェート(−P
    (O)(OH)−O−P(O)(OH)−O−P(O)(OH))またはそれらの塩か
    ら成る群から独立して選択され;
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
    る;
    及びそれらの塩;
    であって、次の例外:
    n=4である場合、RX1はHで有り得なく;
    n=3である場合、RX1はCHで有り得なく;
    n=0である場合、RX1は−CH(CHで有り得なく;及び
    n=2であり、及びRX1
    Figure 2021073211

    及びRX4がヒドロキシルである場合、RX1
    Figure 2021073211

    で有り得ない、前記化合物。
  2. nが1、2または3である、請求項1に記載の化合物。
  3. X1
    Figure 2021073211

    から成る群から選択され、
    式中、
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
    る、請求項1に記載の化合物。
  4. X4が分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C6);−OH;−F及びカルボン
    酸(COOH)から成る群から独立して選択される、請求項1に記載の化合物。
  5. Xが−H、−OH、−OMe及び−Fから成る群から独立して選択される、請求項1に
    記載の化合物。
  6. R’が−H、−OAc及び−P(NiPr)(OCHCHCN)から成る群から
    選択される、請求項1に記載の化合物。
  7. R’’がトリホスフェート(−P(O)(OH)−O−P(O)(OH)−O−P(O
    )(OH))である、請求項1に記載の化合物。
  8. 式II(BndC)、III(PEdC)、IV(PPdC)、V(NapdC)、V
    I(2napdC)、VII(NEdC)及びVIII(2NEdC):
    Figure 2021073211

    Figure 2021073211
    から成る群から選択される構造を含む化合物であって、
    式中、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される、前記化合物。
  9. 請求項1に記載の化合物を含む核酸分子。
  10. 前記核酸分子がRNA、DNA、またはそれらの組み合わせを含む、請求項9に記載の
    核酸分子。
  11. 前記核酸分子が15から100ヌクレオチドの長さである、請求項9に記載の核酸分子
  12. 前記核酸分子がアプタマーである、請求項9に記載の核酸分子。
  13. 前記核酸分子の少なくとも1つの追加のヌクレオチドが2’位糖修飾、2’−アミノ(
    2’−NH)、2’−フルオロ(2’−F)、2’−O−メチル(2’−OMe)、2
    ’−O−エチル(2’−OEt)、2’−O−プロピル(2’−OPr)及び2’−O−
    CHCHOCHから成る群から選択される化学修飾を含む、請求項9に記載の核酸
    分子。
  14. 式IA:
    Figure 2021073211

    式中、
    Rは独立して−(CHn−であって、式中nは0、1、2、3、4、5、6、7、
    8、9または10であり;
    X1は独立して:
    Figure 2021073211

    Figure 2021073211

    から成る群から選択され、
    式中、
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    式中、
    X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
    Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
    );カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
    (CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
    );N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
    れ;
    X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
    キル(C1−C20);フェニル(C);RX4で置換したフェニル環(RX4
    )、式中RX4は上記で定義した通りである;カルボン酸(COOH);カルボン
    酸エステル(COORX5)、式中RX5は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C
    20)である;及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2=RX3
    (CHであり、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
    る;
    に示す構造を含む化合物、及びそれらの塩
    を含む核酸分子;
    であって、次の例外:
    n=4である場合、RX1はHで有り得なく;
    n=3である場合、RX1はCHで有り得なく;
    n=0である場合、RX1は−CH(CHで有り得なく;及び
    n=2であり、RX1
    Figure 2021073211
    であり、RX4がヒドロキシルである場合、RX1
    Figure 2021073211

    で有り得ない、を伴う、前記核酸分子。
  15. nが1、2または3である、請求項14に記載の核酸分子。
  16. X1
    Figure 2021073211

    から成る群から選択され、
    式中、
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択される
    、請求項14に記載の核酸分子。
  17. X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C6);−OH;−F及びカルボン
    酸(COOH)から成る群から独立して選択される、請求項14に記載の核酸分子。
  18. Xが−H、−OH、−OMe及び−Fから成る群から独立して選択される、請求項14
    に記載の核酸分子。
  19. 前記核酸分子がDNA、RNAまたはそれらの組み合わせを含む、請求項14に記載の
    核酸分子。
  20. 前記核酸分子が15から100ヌクレオチドの長さである、請求項14に記載の核酸分子
  21. 前記核酸分子がアプタマーである、請求項14に記載の核酸分子。
  22. 前記核酸分子の少なくとも1つの追加のヌクレオチドが2’位糖修飾、2’−アミノ(
    2’−NH)、2’−フルオロ(2’−F)、2’−O−メチル(2’−OMe)、2
    ’−O−エチル(2’−OEt)、2’−O−プロピル(2’−OPr)及び2’−O−
    CHCHOCHから成る群から選択される化学修飾を含む、請求項14に記載の核
    酸分子。
  23. 骨格修飾、3’キャップ、5’キャップ及びそれらの組み合わせから成る群から選択さ
    れる修飾をさらに含む、請求項14に記載の核酸分子。
  24. 化合物が式IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA及びVIIIA:
    Figure 2021073211

    から成る群から選択される構造を含み、
    式中、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される、請求項14に記載の核
    酸分子。
  25. 式I:
    Figure 2021073211

    を有する化合物であって、
    式中、
    Rは独立して−(CH−であって、式中nは0、1、2、3、4、5、6、7、
    8、9または10であり;
    X1は独立して
    Figure 2021073211

    Figure 2021073211

    から成る群から選択され、
    式中、
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    式中、
    X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
    Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
    );カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
    (CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
    );N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
    れ;
    X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
    キル(C1−C20);フェニル(C);式中RX4は上記で定義した通りである
    、RX4で置換したフェニル環(RX4);カルボン酸(COOH);式中R
    は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20)である、カルボン酸エステル(C
    OORX5);及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2=RX3
    (CHであり、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
    R’は−H、−OAc;−OBz;−P(NiPr)(OCHCHCN);及び
    −OSiMetBuから成る群から独立して選択され;
    R’’は水素、4,4’−ジメトキシトリチル(DMT)及びトリホスフェート(−P
    (O)(OH)−O−P(O)(OH)−O−P(O)(OH))またはそれらの塩か
    ら成る群から独立して選択され;
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
    る、化合物の製造方法であって、
    前記方法は、式IX
    Figure 2021073211

    〔式中、
    X6がヨードまたは臭素基であり;
    X7及びRX8は独立して、それぞれの存在について、水素または保護基であり;
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される〕を有する化合物を提供
    すること;及び
    X1−R−NH、一酸化炭素及び溶媒の存在下でのパラジウム(0)触媒反応によ
    り式IXを有する前記化合物を変換させること;及び
    式Iを有する前記化合物を単離することを含む、前記方法。
  26. X6がヨード基である、請求項25に記載の方法。
  27. X7及びRX8が水素である、請求項25に記載の方法。
  28. Xが−H、−OMe及び−Fから成る群から選択される、請求項25に記載の方法。
  29. nが1、2または3である、請求項25に記載の方法。
  30. X1
    Figure 2021073211

    から成る群から選択され;
    式中、
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
    る、請求項25に記載の方法。
  31. X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C6);−OH;−F及びカルボン
    酸(COOH)から成る群から独立して選択される、請求項25に記載の方法。
  32. R’が−H、−OAc及び−P(NiPr)(OCHCHCN)から成る群から
    選択される、請求項25に記載の方法。
  33. R’’は水素またはトリホスフェート(−P(O)(OH)−O−P(O)(OH)−
    O−P(O)(OH));またはそれらの塩である、請求項25に記載の方法。
  34. 前記保護基がトリフェニルメチル、p−アニシルジフェニルメチル、ジ−p−アニシル
    ジフェニルメチル、p−ジメトキシトリチルトリチル、ホルミル、t−ブチルオキシカル
    ボニル、ベンジルオキシカルボニル、2−クロロベンジルオキシカルボニル、4−クロロ
    ベンゾイルオキシカルボニル、2,4−ジクロロベンジルオキシカルボニル、フルフリル
    カルボニル、t−アミルオキシカルボニル、アダマンチルオキシカルボニル、2−フェニ
    ルプロピル(2)−オキシカルボニル、2−(4−ビフェニル)プロピル(2)−オキシ
    カルボニル、2−ニトロフェニルスルフェニル及びジフェニルホスフィニルから成る群か
    ら選択される、請求項25に記載の方法。
  35. 前記パラジウム(0)触媒反応が0.1及び2気圧の間の一酸化炭素気圧で行われる、
    請求項25に記載の方法。
  36. 前記溶媒がジメチルホルムアミド(DMF)、ジクロロメタン(DCM)、テトラヒド
    ロフラン(THF)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル(MeCN)、ジメチルス
    ルホキシド(DMSO)及びプロピレンカーボネートから成る群から選択される、請求項
    25に記載の方法。
  37. 式II、III、IV、V、VI、VII及びVIII:
    Figure 2021073211

    から成る群から選択される式を有する化合物であって、
    式中、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される、化合物の製造方法であ
    って;
    前記方法は、式IX
    Figure 2021073211

    〔式中、
    X6がヨードまたは臭素基であり;
    X7及びRX8は独立して、それぞれの存在について、水素または保護基であり;
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される〕を有する化合物を提供
    すること;及び
    X1−R−NH、一酸化炭素及び溶媒の存在下でのパラジウム(0)触媒反応によ
    り式IXを有する前記化合物を変換させること;及び
    式II、III、IV、V、VI、VII及びVIIIから成る群から選択される式を
    有する前記化合物を単離することを含む、前記方法。
  38. X6がヨード基である、請求項37に記載の方法。
  39. X7及びRX8が水素である、請求項37に記載の方法。
  40. Xが−H、−OMe及び−Fから成る群から選択される、請求項37に記載の方法。
  41. 前記保護基がトリフェニルメチル、p−アニシルジフェニルメチル、ジ−p−アニシル
    ジフェニルメチル、p−ジメトキシトリチルトリチル、ホルミル、t−ブチルオキシカル
    ボニル、ベンジルオキシカルボニル、2−クロロベンジルオキシカルボニル、4−クロロ
    ベンゾイルオキシカルボニル、2,4−ジクロロベンジルオキシカルボニル、フルフリル
    カルボニル、t−アミルオキシカルボニル、アダマンチルオキシカルボニル、2−フェニ
    ルプロピル(2)−オキシカルボニル、2−(4−ビフェニル)プロピル(2)−オキシ
    カルボニル、2−ニトロフェニルスルフェニル及びジフェニルホスフィニルから成る群か
    ら選択される、請求項37に記載の方法。
  42. 前記溶媒がジメチルホルムアミド(DMF)、ジクロロメタン(DCM)、テトラヒド
    ロフラン(THF)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル(MeCN)、ジメチルス
    ルホキシド(DMSO)及びプロピレンカーボネートから成る群から選択される、請求項
    37に記載の方法。
  43. 前記パラジウム(0)触媒反応が0.1及び2気圧の間の一酸化炭素気圧で行われる、
    請求項37に記載の方法。
  44. 式IA:
    Figure 2021073211

    を有する化合物であって、
    式中、
    Rは独立して−(CH−であって、式中nは0、1、2、3、4、5、6、7、
    8、9または10であり;
    X1は独立して
    Figure 2021073211

    Figure 2021073211

    から成る群から選択され;
    Figure 2021073211

    はRX1基の−(CH−基への結合点を示し;及び
    X4は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20);水酸基;ハロゲン(F、
    Cl、Br、I);ニトリル(CN);ボロン酸(BO);カルボン酸(COOH
    );カルボン酸エステル(COORX2);第1級アミド(CONH);第2級アミド
    (CONHRX2);第3級アミド(CONRX2X3);スルホンアミド(SO
    );N−アルキルスルホンアミド(SONHRX2)から成る群から独立して選択さ
    れ;
    X2及びRX3が独立して、それぞれの存在について、分岐型または直鎖の低級アル
    キル(C1−C20);フェニル(C);式中RX4は上記で定義した通りである
    、RX4で置換したフェニル環(RX4);カルボン酸(COOH);式中R
    は分岐型または直鎖の低級アルキル(C1−C20)である、カルボン酸エステル(C
    OORX5);及びシクロアルキルから成る群から選択され、ここで、RX2=RX3
    (CHであり、
    Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−OCH
    CHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択され;
    Zは−H、置換または非置換のC(1−4)アルキルから成る群から独立して選択され
    る、前記化合物;及びそれらの塩
    を含む核酸分子の製造方法であって;
    複数のヌクレオチド及び式IAを有する少なくとも1つの化合物を有する核酸分子を合
    成することを含む、前記方法。
  45. 式IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA及びVIIIA:
    Figure 2021073211

    Figure 2021073211

    〔式中、Xは−H、−OH、−OMe、−O−アリル、−F、−OEt、−OPr、−O
    CHCHOCH及び−アジドから成る群から独立して選択される〕
    から成る群から選択される式を有する化合物を含む核酸分子の製造方法であって;
    複数のヌクレオチド及び式IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA及びV
    IIIAから成る群から選択される式を有する少なくとも1つの化合物を有する核酸分子
    を合成することを含む、前記方法。
  46. 標的分子についての結合親和性を有する核酸アプタマーの選択方法であって:
    (a)標的と候補混合物を接触させることであって、ここで少なくとも1つの、または
    各々の、前記候補混合物の核酸アプタマーにおける1つの、いくつかの、または全てのピ
    リミジンにおける修飾核酸アプタマーを含有する前記候補混合物が請求項1から8のいず
    れかに記載の化合物を含有し、ここで前記標的分子についての結合親和性を有する核酸ア
    プタマーは核酸アプタマー標的分子複合体を形成する、接触させること;
    (b)前記候補混合物から前記核酸アプタマー標的分子複合体を分割すること;
    (c)前記核酸アプタマー標的分子複合体を分離し、遊離核酸アプタマーを生成するこ
    と;
    (d)前記候補混合物中の他の核酸に比べて前記標的分子からの増加した分離半減期を
    有する核酸アプタマーを産生するために、前記遊離核酸アプタマーを増幅すること;
    (e)1つの、いくつかの、または全てのピリミジンが請求項1から8のいずれかに記
    載の化合物を含み、そこで前記核酸アプタマーが前記標的分子についての結合親和性を有
    する、少なくとも1つの核酸アプタマーを同定すること
    を含む、前記方法。
  47. 工程a)からd)を前記標的分子に結合可能な核酸配列に富む核酸アプタマーの前記混
    合物と繰り返し、前記標的分子に結合可能な核酸配列にさらに富むために、前記標的分子
    に結合する時に遅いオフ速度を有し、前記標的分子に結合する時に遅いオフ速度を有する
    、請求項46に記載の方法。
  48. 前記遅いオフ速度の核酸アプタマーの解離速度が約2分から約360分(または約2、
    3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、45、60、75、90
    、105、120、150、180、210、240、270、300、330または3
    60分)である、請求項46に記載の方法。
  49. 前記遅いオフ速度の核酸アプタマーの解離速度が約2分以上(または約2、3、4、5
    、6、7、8、9、10、15、20、25、30、45、60、75、90、105、
    120、150、180、210、240、270、300、330または360分以上
    )である、請求項46に記載の方法。
  50. 前記標的分子がタンパク質またはペプチドである、請求項46に記載の方法。
  51. 前記標的分子がPSCK9タンパク質、PSMAタンパク質、ERBB2タンパク質及
    びERBB3タンパク質から成る群から選択される、請求項46に記載の方法。
  52. 前記少なくとも1つの核酸アプタマーが前記標的分子に100nM未満、または約0.
    1nMから約100nm(または0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0
    .7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13
    、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、
    27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、4
    0、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53
    、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、
    67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、8
    0、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93
    、94、95、96、97、98、99または100nMから)の平衡結合定数(K
    で結合することが出来る請求項46に記載の方法。
  53. 遅いオフ速度の富化過程に前記候補混合物を曝すことをさらに含む、請求項46に記載
    の方法。
  54. 前記遅いオフ速度の富化過程が工程(b)に先立ち行われる、請求項53に記載の方法
  55. 前記遅いオフ速度の富化過程が競争剤分子の追加、希釈工程、希釈工程が後続する競争
    剤分子の追加の組み合わせ、競争剤分子の追加が後続する希釈工程の組み合わせ、及び同
    時の競争剤分子の追加及び希釈工程の組み合わせから成る群から選択される、請求項53
    に記載の方法。
  56. 前記競争剤分子がポリアニオンである、請求項55に記載の方法。
  57. 前記競争剤分子がオリゴヌクレオチド、dNTPs、ヘパリン及びデキストラン硫酸か
    ら成る群から選択される、請求項55に記載の方法。
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