JP2009175139A - Novel affinity labeling method and screening method using labeling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、標的高分子化合物についての新規アフィニティーラベル化方法に関し、標的高分子化合物と相互作用しうる物質が反応した場合に、該高分子化合物をラベル化しうる新規アフィニティーラベル化方法に関する。さらに詳しくは触媒的縮合反応を用いた新規アフィニティーラベル化方法に関する。また、本発明は、該アフィニティーラベル化方法を用いることによる標的高分子化合物及び相互作用しうる物質のスクリーニング方法に関する。 The present invention relates to a novel affinity labeling method for a target polymer compound, and relates to a novel affinity labeling method capable of labeling the polymer compound when a substance capable of interacting with the target polymer compound reacts. More specifically, the present invention relates to a novel affinity labeling method using a catalytic condensation reaction. The present invention also relates to a screening method for a target polymer compound and a substance capable of interacting by using the affinity labeling method.
受容体や抗体、酵素などの機能性タンパク質などの高分子化合物は、特定の化合物(リガンド化合物)と相互作用し、独自の機能を発揮しうる。特定の化合物が、どのような高分子化合物と相互作用するか、また高分子化合物のどの部位に特定の化合物が結合し、相互作用するかを解析する方法の一つとして、リガンド化合物を標識物質で修飾したリガンド誘導体を用いたアフィニティーラベル化法がある。リガンド誘導体と標的高分子化合物とを化学的に安定な共有結合で架橋させるアフィニティーラベル化方法により、多くの高分子化合物が混在するなかから、標的高分子化合物をスクリーニングすることができる。 Macromolecular compounds such as functional proteins such as receptors, antibodies, and enzymes can interact with specific compounds (ligand compounds) and exhibit unique functions. As one of the methods to analyze what kind of polymer compound a specific compound interacts with and to which part of the polymer compound a specific compound binds and interacts, a ligand compound is labeled as a labeling substance. There is an affinity labeling method using a ligand derivative modified with the above. A target polymer compound can be screened from among many polymer compounds by an affinity labeling method in which a ligand derivative and a target polymer compound are cross-linked by a chemically stable covalent bond.
リガンド誘導体を用いたラベル化の場合に、リガンド化合物が標的高分子化合物に安定して結合する場合であれば、容易にラベル化することができるが、リガンド化合物が可逆的に相互作用する場合には安定したラベル化を行うことができない。そこで、安定したラベル化を行うために、リガンド誘導体にさらに光反応基を導入した光触媒を用いる場合がある。該光反応基は光照射により標的高分子化合物と安定的に結合することができるので、標的高分子化合物のラベル化も安定的に行うことができる。しかしながら、従来では(A)リガンド化合物と(B)標識物質と(C)光反応基は同一分子とする必要があったが、これらを含む化合物の合成は容易ではなかった。また、これらは組合せにより反応性が異なるが、合成が容易でないことから、組合せを変えることも容易に行うことができなかった。そのため、最適な組合せを調べることも容易ではなく、リガンド化合物又は標的高分子化合物をスクリーニングしたり、標的高分子化合物のどの部位にリガンド化合物が結合しうるか、などの解析は決して容易ではなかった。 In the case of labeling using a ligand derivative, if the ligand compound stably binds to the target polymer compound, labeling can be easily performed, but when the ligand compound interacts reversibly. Cannot perform stable labeling. Therefore, in order to perform stable labeling, a photocatalyst in which a photoreactive group is further introduced into the ligand derivative may be used. Since the photoreactive group can be stably bonded to the target polymer compound by light irradiation, the target polymer compound can be labeled stably. However, conventionally, (A) a ligand compound, (B) a labeling substance, and (C) a photoreactive group have to be the same molecule, but synthesis of a compound containing them has not been easy. In addition, the reactivity varies depending on the combination, but since the synthesis is not easy, the combination cannot be easily changed. For this reason, it is not easy to examine the optimal combination, and it has never been easy to screen the ligand compound or the target polymer compound, and to analyze to which site of the target polymer compound the ligand compound can bind.
酵素反応では活性部位の基質結合部位に基質が取り込まれ、触媒基に対して適当な位置に固定される。人工酵素では各種ホスト化合物が基質捕捉のために用いられる。例えばシクロデキストリンに各種官能基を導入したシクロデキストリン誘導体を用いた人工酵素が報告されている(非特許文献1、2)。ここでは、人工酵素としてシクロデキストリン誘導体を用い、シクロデキストリンをジメチルアミノ基で修飾したものに2-クロロ-4,6,-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン(CDMT)を反応させ、脱水縮合反応させたものを人工酵素として使用することが開示されている。作製した人工酵素とカルボキシル基で修飾した基質を反応させ、さらに種々のアミンを人工酵素と反応させることにより、シクロデキストリンに包接されやすい基質のカルボキシル基とアミンの反応が進行する。これにより、基質特異的な人工酵素の反応を確認することができる。しかしながら、上記CDMTをアフィニティーラベル化方法に応用した報告はない。 In the enzyme reaction, the substrate is taken into the substrate binding site of the active site and fixed at an appropriate position with respect to the catalytic group. In the artificial enzyme, various host compounds are used to capture the substrate. For example, artificial enzymes using cyclodextrin derivatives in which various functional groups are introduced into cyclodextrin have been reported (Non-Patent Documents 1 and 2). Here, a cyclodextrin derivative is used as an artificial enzyme, and 2-chloro-4,6, -dimethoxy-1,3,5-triazine (CDMT) is reacted with a cyclodextrin modified with a dimethylamino group, followed by dehydration condensation. It is disclosed that the reacted product is used as an artificial enzyme. By reacting the prepared artificial enzyme with a substrate modified with a carboxyl group, and further reacting various amines with the artificial enzyme, the reaction between the carboxyl group of the substrate which is easily included in the cyclodextrin and the amine proceeds. Thereby, the reaction of the substrate-specific artificial enzyme can be confirmed. However, there is no report of applying the above CDMT to the affinity labeling method.
上述のトリアジン誘導体の一種であるCDMTの塩素をN-メチルモルホリン(NMM)で置換した水溶性の第4級アンモニウム塩4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド (DMT-MM)について報告がある(特許文献1、2)。ここでは脂溶性であったCDMTを、DMT-MMの不揮発性の塩にすることによりDMT-MMについて水溶性を獲得させることができ、水中で安定な脱水型縮合剤が得られた。しかしながら、同様に上記CDMTから得られた水中で安定な脱水型縮合剤についても、アフィニティーラベル化方法に応用した報告はない。 Water-soluble quaternary ammonium salt 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) obtained by replacing chlorine of CDMT, which is one of the above-mentioned triazine derivatives, with N-methylmorpholine (NMM) ) -4-Methylmorpholinium chloride (DMT-MM) has been reported (Patent Documents 1 and 2). Here, the water-soluble property of DMT-MM can be obtained by converting the fat-soluble CDMT into a non-volatile salt of DMT-MM, and a dehydrating condensing agent that is stable in water was obtained. However, there is no report that applies to the method of affinity labeling for the dehydrating condensing agent that is similarly stable in water obtained from the CDMT.
上述の如く、従来では、高分子化合物をアフィニティーラベル化する方法は容易ではなく、より簡便な方法が望まれていた。
本発明は、標的高分子化合物についての新規アフィニティーラベル化方法に関し、簡便且つ効果的にラベル化する方法を提供することを課題とする。さらには、該アフィニティーラベル化方法を用いることによる、標的高分子化合物、又は該標的高分子化合物と相互作用しうる物質(以下、単に「リガンド化合物」ともいう。)のスクリーニング方法を提供することを課題とする。 The present invention relates to a novel affinity labeling method for a target polymer compound, and an object thereof is to provide a simple and effective labeling method. Furthermore, the present invention provides a screening method for a target polymer compound or a substance that can interact with the target polymer compound (hereinafter also simply referred to as “ligand compound”) by using the affinity labeling method. Let it be an issue.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、リガンド化合物と標識化合物をトリアジン型脱水縮合剤とともに反応させて、標的高分子化合物に標識物質を脱水縮合反応により結合させることで、標的高分子化合物とリガンド化合物が反応した場合に、標的高分子化合物が効果的にラベル化できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reacted a ligand compound and a labeled compound together with a triazine-type dehydrating condensing agent to bind the labeled substance to the target polymer compound by a dehydrating condensation reaction. Thus, the present inventors have found that the target polymer compound can be effectively labeled when the target polymer compound reacts with the ligand compound, thereby completing the present invention.
本発明は、すなわち以下よりなる。
1.以下の工程を含む標的高分子化合物のアフィニティーラベル化方法:
1)前記標的高分子化合物と相互作用しうる化合物(リガンド化合物)を第3級アミンで修飾する工程;
2)前記標的高分子化合物、及び前記第3級アミンで修飾したリガンド化合物を混合する工程;
3)さらに1,3,5-トリアジン化合物を前記標的高分子化合物へ反応させる工程;
4)さらに標識部位を分子構造中に含むアミン化合物を反応させる工程。
2.1,3,5-トリアジン化合物が、以下の式Iで表される化合物である、前項1に記載のアフィニティーラベル化方法。
3.1,3,5-トリアジン化合物が、2-クロロ-4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン化合物(CMDT)である前項1に記載のアフィニティーラベル化方法。
4.第3級アミンが、以下の式IIで表される化合物である、前項1〜3のいずれか1に記載のアフィニティーラベル化方法。
5.アミン化合物が、R11R12NHで表される前項1〜4のいずれか1に記載のアフィニティーラベル化方法。
[R11及びR12のうち1つ又は2つは、標識性の官能基であり、残りはそれぞれ独立して水素又は炭素数1〜6のアルキル基、アリール基、又はアンモニオ基、スルホ基、硫酸基若しくはリン酸基等を有するアルキル基である。]
6.標的高分子化合物が、カルボキシル基を有しているか、又はカルボキシル基で修飾されている化合物である前項1〜5いずれか1に記載のアフィニティーラベル化方法。
7.標的高分子化合物が、タンパク質又はペプチド化合物である前項6に記載のアフィニティーラベル化方法。
8.前項1〜7のいずれか1に記載のアフィニティーラベル化方法を用いた標的高分子化合物のスクリーニング方法。
9.前項1〜7のいずれか1に記載のアフィニティーラベル化方法を用いた、リガンド化合物のスクリーニング方法。
10.1,3,5-トリアジン化合物、及び標識部位を分子構造中に含むアミン化合物を含む、標的高分子化合物のアフィニティーラベル用キット。
11.さらに、第3級アミンで修飾された、リガンド化合物を含む、前項10に記載の標的高分子化合物のアフィニティーラベル用キット。
The present invention comprises the following.
1. A method for affinity labeling of a target polymer compound comprising the following steps:
1) a step of modifying a compound (ligand compound) capable of interacting with the target polymer compound with a tertiary amine;
2) mixing the target polymer compound and the ligand compound modified with the tertiary amine;
3) a step of further reacting the 1,3,5-triazine compound with the target polymer compound;
4) A step of reacting an amine compound further containing a labeling site in the molecular structure.
2. The affinity labeling method according to item 1, wherein the 1,3,5-triazine compound is a compound represented by the following formula I:
3. The affinity labeling method according to item 1, wherein the 1,3,5-triazine compound is 2-chloro-4,6-dimethoxy-1,3,5-triazine compound (CMDT).
4). 4. The affinity labeling method according to any one of items 1 to 3, wherein the tertiary amine is a compound represented by the following formula II.
5. 5. The affinity labeling method according to any one of items 1 to 4, wherein the amine compound is represented by R 11 R 12 NH.
[One or two of R 11 and R 12 are a labeling functional group, and the rest are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an ammonio group, a sulfo group, An alkyl group having a sulfate group or a phosphate group. ]
6). 6. The affinity labeling method according to any one of 1 to 5 above, wherein the target polymer compound has a carboxyl group or is a compound modified with a carboxyl group.
7). 7. The affinity labeling method according to item 6 above, wherein the target polymer compound is a protein or peptide compound.
8). 8. A screening method for a target polymer compound using the affinity labeling method according to any one of 1 to 7 above.
9. 8. A screening method for a ligand compound using the affinity labeling method according to any one of 1 to 7 above.
10. A kit for affinity labeling of a target polymer compound comprising a 1,3,5-triazine compound and an amine compound containing a labeling site in the molecular structure.
11. 11. The kit for affinity labeling of a target polymer compound according to item 10, further comprising a ligand compound modified with a tertiary amine.
本発明のアフィニティーラベル化方法によると、従来のように(A)リガンド化合物、(B)標識物質及び(C)光反応部位を含む化合物を合成することなく、容易に標的高分子化合物をラベル化することができる。前記(A)(B)及び(C)を含む化合物は、合成が困難であるのみならず、各々の組合せを変えることが困難であり、限られた範囲でしかラベル化することができなかった。本発明のアフィニティーラベル化方法によると、リガンド化合物と標識物質は別の分子で反応させることができ、上記の合成の問題を克服することができる。これにより、リガンド化合物に対して適当な標識物質を各々組み合わせて検討することができ、効果的にラベル化を行うことができる。 According to the affinity labeling method of the present invention, a target polymer compound can be easily labeled without synthesizing a compound containing (A) a ligand compound, (B) a labeling substance, and (C) a photoreactive site as in the past. can do. The compounds containing (A), (B), and (C) are not only difficult to synthesize, but also difficult to change their combinations, and can only be labeled within a limited range. . According to the affinity labeling method of the present invention, the ligand compound and the labeling substance can be reacted with different molecules, and the above-described synthesis problem can be overcome. Thereby, it is possible to examine the labeling compounds in combination with each other and to perform labeling effectively.
本発明の方法により、多種の高分子化合物、例えばタンパク質が混在する試料中から、リガンド化合物と相互作用する標的高分子化合物を容易にスクリーニングすることができる。また、高分子化合物に対して、リガンド化合物として多種の候補化合物が存在する場合は、本発明のアフィニティーラベル化方法により候補のリガンド化合物ごとに個々に反応させることにより、標的高分子化合物と相互作用するリガンド化合物を容易にスクリーニングすることができる。 By the method of the present invention, a target polymer compound that interacts with a ligand compound can be easily screened from a sample in which various polymer compounds such as proteins are mixed. In addition, when various candidate compounds exist as ligand compounds with respect to the polymer compound, it interacts with the target polymer compound by reacting each candidate ligand compound individually by the affinity labeling method of the present invention. The ligand compound to be screened can be easily screened.
さらに、本発明の方法により、標的高分子化合物のリガンド結合部位に対して空間的に近傍に位置する酸性アミノ酸残基を特定することができる。また、リガンド化合物の修飾部位を変えることにより、該リガンド化合物の結合に必要な標的高分子化合物の化学構造を知ることができる。 Furthermore, by the method of the present invention, an acidic amino acid residue located spatially close to the ligand binding site of the target polymer compound can be identified. Further, by changing the modification site of the ligand compound, the chemical structure of the target polymer compound necessary for binding of the ligand compound can be known.
本発明において、標的高分子化合物と、該標的高分子化合物と相互作用しうる化合物とは、例えばタンパク質とリガンド化合物が挙げられ、より具体的には酵素と基質、受容体とアゴニスト若しくはアンタゴニスト等が挙げられる。本発明は、標的高分子化合物と上記リガンド化合物が相互作用した場合のアフィニティーラベル化方法である。リガンド化合物を第3級アミンで修飾し、標的高分子化合物と修飾したリガンド化合物を混合し、触媒縮合反応させて標識化合物を混合することで、アフィニティーラベル化することができる。 In the present invention, the target polymer compound and the compound capable of interacting with the target polymer compound include, for example, a protein and a ligand compound, and more specifically, an enzyme and a substrate, a receptor and an agonist or an antagonist, and the like. Can be mentioned. The present invention is an affinity labeling method when a target polymer compound interacts with the above ligand compound. Affinity labeling can be performed by modifying a ligand compound with a tertiary amine, mixing the target polymer compound and the modified ligand compound, performing a catalytic condensation reaction, and mixing the labeled compound.
本発明は、以下の1)〜4)の工程を含む標的高分子化合物のアフィニティーラベル化方法に係る発明である。本発明のラベル化方法を実行するための代表例としての模式図を、図1及び2に示す。また、標的高分子化合物が細胞膜表面のタンパク質受容体であり、そのリガンドと相互作用した場合にラベル化した場合の模式図を図3に示す。 The present invention relates to a method for affinity labeling a target polymer compound comprising the following steps 1) to 4). A schematic diagram as a representative example for carrying out the labeling method of the present invention is shown in FIGS. FIG. 3 shows a schematic diagram when the target polymer compound is a protein receptor on the cell membrane surface and is labeled when interacting with its ligand.
1)標的高分子化合物と相互作用しうる化合物(リガンド化合物)を第3級アミンで修飾する工程;
2)前記標的高分子化合物及び前記第3級アミンで修飾したリガンド化合物を混合する工程;
3)1,3,5-トリアジン化合物を前記標的高分子化合物へ反応させる工程;
4)標識部位を分子構造中に含むアミン化合物を反応させる工程。
1) a step of modifying a compound (ligand compound) capable of interacting with a target polymer compound with a tertiary amine;
2) a step of mixing the target polymer compound and the ligand compound modified with the tertiary amine;
3) reacting the 1,3,5-triazine compound with the target polymer compound;
4) A step of reacting an amine compound containing a labeling site in the molecular structure.
本発明のアフィニティーラベル化方法に使用する1,3,5-トリアジン化合物は、自体公知の方法により合成することができ、例えば特許文献1又は2に記載の方法により合成することができる。得られた1,3,5-トリアジン化合物は、当業者が通常用いる手段によって、分離・精製することができる。例えば、反応終了後、反応液に有機溶媒を加え、得られた1,3,5-トリアジン化合物を有機層に抽出したり、自体公知のクロマトグラフなどの分画法により精製することができる。 The 1,3,5-triazine compound used in the affinity labeling method of the present invention can be synthesized by a method known per se, for example, by the method described in Patent Document 1 or 2. The obtained 1,3,5-triazine compound can be separated and purified by means usually used by those skilled in the art. For example, after completion of the reaction, an organic solvent can be added to the reaction solution, and the resulting 1,3,5-triazine compound can be extracted into the organic layer or purified by a fractionation method known per se, such as a chromatograph.
本発明において、1,3,5-トリアジン化合物は、水溶性であることが好ましいが、両親媒性や脂溶性であってもよい。具体的には、以下の式Iで表される化合物である。
上記において、アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシル基は各々炭素数1〜30とすることができ、より好適には1〜20であり、特に好適には1〜6である。 In the above, each of the alkyl group, hydroxyl group and alkoxyl group can have 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20, and particularly preferably 1 to 6.
好ましくは、R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、炭素数2〜5のヒドロキシアルキル基、-(CH2CH2O)nR12(ここで、nは1〜120の整数であり、そしてR12は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、スルホ基、又はアミノ基、アンモニオ基、スルホ基、硫酸基若しくはリン酸基等を有するアルキル基である)、-(CH2CH2NR13)nH(ここで、nは1〜120の整数であり、そしてR13は、炭素数が2から5のアルキル基、N,N-ジアルキルアミノエチル基、又は-(CH2CH2N+(CH3)3である)、-CH2CH2SO3 -、-CH2CH2N+(CH3)3であり、Xは塩素、フッ素、臭素、ヨウ素、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基又はN-メチルモルホリン(NMM)で表される。もっとも好ましくは、1,3,5-トリアジン化合物が、2-クロロ-4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン化合物(CMDT)又は第4級アンモニウム塩4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド (DMT-MM)である。1,3,5-トリアジン化合物は、自体公知の方法により合成することができ、例えば特許文献1又は2に記載の方法により合成することができる。 Preferably, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a hydroxyalkyl group having 2 to 5 carbon atoms, — (CH 2 CH 2 O) n R 12 (where n Is an integer of 1 to 120, and R 12 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a sulfo group, or an alkyl group having an amino group, an ammonio group, a sulfo group, a sulfuric acid group, a phosphoric acid group, or the like. ), — (CH 2 CH 2 NR 13 ) n H (where n is an integer from 1 to 120, and R 13 is an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, N, N-dialkylamino ethyl group, or a - (CH 2 CH 2 N + (CH 3) a 3), - CH 2 CH 2 SO 3 -, -CH 2 CH 2 N + (CH 3) is 3, X is chlorine, fluorine , Bromine, iodine, trifluoromethanesulfonyloxy group or N-methylmorpholine (NMM), most preferably 1,3,5-triazine compound is 2-chloro-4,6-dimethoxy-1,3 ,Five- Triazine compound (CMDT) or quaternary ammonium salt 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM). The 3,5-triazine compound can be synthesized by a method known per se, for example, by the method described in Patent Document 1 or 2.
本発明において第3級アミンは、以下の式IIで表される化合物である。第3級アミンは、リガンド化合物を修飾するために用いられる。修飾は、該リガンド化合物の分子構造の適切な部位に共有結合を介して第3級アミンを導入することによる。リガンド化合物が、標的高分子化合物と相互作用する際に、さらにリガンド化合物中の第3級アミンと結合した1,3,5-トリアジン化合物が近傍に存在する標的高分子化合物と反応することで、1,3,5-トリアジン化合物による標的高分子化合物とアミン化合物の脱水縮合反応が効果的に進められる。 In the present invention, the tertiary amine is a compound represented by the following formula II. Tertiary amines are used to modify ligand compounds. Modification is by introducing a tertiary amine via a covalent bond at an appropriate site in the molecular structure of the ligand compound. When the ligand compound interacts with the target polymer compound, the 1,3,5-triazine compound bonded to the tertiary amine in the ligand compound reacts with the target polymer compound present nearby, The dehydration condensation reaction of the target polymer compound and the amine compound with the 1,3,5-triazine compound is effectively advanced.
ここで、アルキル基は、飽和であってもよいし、2重結合や3重結合を幾つか有する不飽和であってもよい。
Here, the alkyl group may be saturated or may be unsaturated having several double bonds or triple bonds.
好ましくはR5、R6及びR7のうち1つ又は2つは標的高分子化合物と相互作用しうる官能基を含む置換基であり、これらは-CH2COOR13又は-CH2CNMeR13の形でアミノ基に結合していることが好ましい。つまりR13がリガンド部位)、そして残りのR5、R6及びR7は各々独立してメチル基、-CH2COOR13、又は-CH2CNR8R13である(ここで、R8は水素原子又はアルキル基である)。例えば、リガンドが-CH2COOR13等の形でアミノ基に結合していない場合は、これらの官能基が入っていることが好ましい。第3級アミンの塩基性を少し下げることによってアンモニウムになり難くし、結果的に1,3,5-トリアジン化合物と反応しやすくするためである。 Preferably, one or two of R 5 , R 6 and R 7 are substituents containing a functional group capable of interacting with the target polymer compound, and these are substituents of —CH 2 COOR 13 or —CH 2 CNMeR 13 It is preferably bonded to an amino group in the form. That is, R 13 is a ligand moiety), and the remaining R 5 , R 6 and R 7 are each independently a methyl group, —CH 2 COOR 13 , or —CH 2 CNR 8 R 13 (where R 8 is A hydrogen atom or an alkyl group). For example, when the ligand is not bonded to an amino group in the form of —CH 2 COOR 13 or the like, it is preferable that these functional groups are contained. This is to make it difficult to become ammonium by lowering the basicity of the tertiary amine slightly, and as a result, to easily react with the 1,3,5-triazine compound.
本発明において、アミン化合物はR11R12NHで表される化合物をいう。
R11及びR12のうち1つ又は2つは、標識性の官能基であり、残りはそれぞれ独立して水素又は炭素数1〜6のアルキル基、アリール基、又はアンモニオ基、スルホ基、硫酸基若しくはリン酸基等を有するアルキル基である。
好ましくは、R11は標識化合物であり、R12は水素であり、標識化合物は感度及び取扱いの観点から蛍光性の化合物であるのが最も好適である。
In the present invention, the amine compound refers to a compound represented by R 11 R 12 NH.
One or two of R 11 and R 12 are a labeling functional group, and the rest are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an ammonio group, a sulfo group, a sulfuric acid group Or an alkyl group having a phosphate group or the like.
Preferably, R 11 is a labeling compound, R 12 is hydrogen, and the labeling compound is most preferably a fluorescent compound from the viewpoint of sensitivity and handling.
本発明において、標識化合物はアミン化合物の分子構造中に含まれうる化合物であれば良く、自体公知のものを使用することができる。例えば、蛍光性化合物、発光性化合物や放射性化合物などが挙げられる。蛍光性化合物としては、具体的にはAlexa Fluor、BODIPY FL、Cascade Blue、FITC、Oregon Green、RITC、Texas Red、TRITC、Coumarin Maleimide、Cy Dye、Dansyl Chloride、Dansyl Hydrazineなどが挙げられ、放射性化合物として、3H、14C、11C、123I、201TI、67Gaなどが挙げられる。 In the present invention, the labeling compound may be any compound that can be contained in the molecular structure of the amine compound, and a known compound can be used. For example, a fluorescent compound, a luminescent compound, a radioactive compound, etc. are mentioned. Specific examples of fluorescent compounds include Alexa Fluor, BODIPY FL, Cascade Blue, FITC, Oregon Green, RITC, Texas Red, TRITC, Coumarin Maleimide, Cy Dye, Dansyl Chloride, Dansyl Hydrazine, etc. 3 H, 14 C, 11 C, 123 I, 201 TI, 67 Ga and the like.
本発明において、標的高分子化合物は、カルボキシル基で修飾されているか、又はタンパク質やペプチドのようにアスパラギン酸やグルタミン酸残基のようなカルボキシル基を有する酸性アミノ酸側鎖や、又はカルボキシル末端を有する化合物であることが必要である。本発明において、標的高分子化合物のラベル化は、例えばリガンド化合物を選別するため、あるいはリガンド化合物と相互作用する標的高分子化合物を選別するためにおこなう。 In the present invention, the target polymer compound is a compound having a carboxyl group or an acidic amino acid side chain having a carboxyl group such as an aspartic acid or glutamic acid residue, such as a protein or peptide, or a carboxyl terminal. It is necessary to be. In the present invention, labeling of the target polymer compound is performed, for example, to select a ligand compound or to select a target polymer compound that interacts with the ligand compound.
リガンドとなりうる候補化合物が複数種類存在する場合に、候補化合物のいずれかが前記標的高分子化合物に相互作用した場合にラベル化されれば、ラベル化によるシグナルを検出することで、相互作用しうる化合物、いわゆるリガンド化合物を選別することができる。また、リガンド化合物に対して、高分子標的化合物が複数種存在する場合に、リガンド化合物と相互作用しうる高分子標的化合物を検出することもできる。さらに、標的高分子化合物のリガンド化合物結合部位に対して空間的に近傍に位置する酸性アミノ酸残基を特定することができる。そこで、リガンド化合物の修飾部位を変えることによってリガンド化合物の結合に必要な高分子標的化合物の化学構造を知ることができる。 When there are multiple types of candidate compounds that can be ligands, if any of the candidate compounds interacts with the target polymer compound and is labeled, it can interact by detecting the signal from the labeling. Compounds, so-called ligand compounds can be selected. In addition, when a plurality of polymer target compounds are present with respect to the ligand compound, the polymer target compound that can interact with the ligand compound can also be detected. Furthermore, it is possible to specify an acidic amino acid residue that is spatially adjacent to the ligand compound binding site of the target polymer compound. Therefore, by changing the modification site of the ligand compound, the chemical structure of the polymer target compound necessary for binding of the ligand compound can be known.
以下、本発明の標的高分子化合物のアフィニティーラベル化方法における、1)〜4)の工程について詳述する。上記において、各工程の前後に、更に必要な処理工程を設けてもよい。また、工程3)及び4)は、必要に応じて順序を逆にしても良いし、同時に行ってもよい。 Hereinafter, the steps 1) to 4) in the method for affinity labeling a target polymer compound of the present invention will be described in detail. In the above, further necessary processing steps may be provided before and after each step. In addition, steps 3) and 4) may be reversed in order as necessary, or may be performed simultaneously.
1)標的高分子化合物とリガンド化合物を第3級アミンで修飾する工程
本発明において、リガンド化合物が標的高分子化合物と相互作用するとは、可逆的で結合性の非共有結合性の相互作用、即ちリガンドとして結合する場合であってもよい。リガンド化合物が標的高分子化合物と相互作用する場合に、効果的に本発明のアフィニティーラベル化が行われる。
1) Step of modifying the target polymer compound and the ligand compound with a tertiary amine In the present invention, the interaction of the ligand compound with the target polymer compound means a reversible and binding non-covalent interaction, It may be a case where it binds as a ligand. The affinity labeling of the present invention is effectively performed when the ligand compound interacts with the target polymer compound.
本発明において、リガンド化合物を第3級アミンで修飾した化合物を、以下「修飾リガンド化合物」ということとする。リガンド化合物の第3級アミンによる修飾は、化学構造により導入部位、導入方法が適宜決定される。 In the present invention, a compound obtained by modifying a ligand compound with a tertiary amine is hereinafter referred to as “modified ligand compound”. In the modification of the ligand compound with a tertiary amine, the introduction site and the introduction method are appropriately determined depending on the chemical structure.
2)前記標的高分子化合物及び修飾リガンド化合物を混合する工程
本発明において、標的高分子化合物と修飾リガンド化合物を混合する工程は、標的高分子化合物水溶液に修飾リガンド化合物を混ぜ、両化合物が結合又は結合解離の平衡状態になるまでの間、攪拌、放置、インキュベーションなどにより一定時間おくことによる。水溶液の溶媒、標的高分子化合物と修飾リガンド化合物の濃度の割合、温度、及び時間は、各々の化合物について適宜決定することができる。ここにおいて、一つの容器に1種類の修飾リガンド化合物を加えることが好ましい。
2) Step of mixing the target polymer compound and the modified ligand compound In the present invention, the step of mixing the target polymer compound and the modified ligand compound is performed by mixing the modified ligand compound in the target polymer compound aqueous solution, This is due to a certain period of time by stirring, standing, incubation, etc. until the equilibrium state of bond dissociation is reached. The solvent of the aqueous solution, the concentration ratio of the target polymer compound and the modified ligand compound, the temperature, and the time can be appropriately determined for each compound. Here, it is preferable to add one type of modified ligand compound to one container.
例えば、あるリガンド化合物と相互作用しうる標的高分子化合物が、複数種の高分子化合物と混合している場合は、一つの容器中で上記工程により、標的高分子化合物に修飾リガンド化合物を反応させることができる。一方、標的高分子化合物に対して結合可能なリガンド化合物を、複数種の候補リガンド化合物からスクリーニングして選別する場合は、リガンド化合物ごとに個々に修飾し、個々の反応容器中で上記工程により、標的高分子化合物に修飾リガンド化合物を反応させることができる。容器ごとに、ラベル化によるシグナルを測定することで、より効果的なリガンド化合物を選別することができる。 For example, when a target polymer compound that can interact with a certain ligand compound is mixed with multiple types of polymer compounds, the modified polymer compound is reacted with the target polymer compound in the same process in the same step. be able to. On the other hand, when screening and selecting a ligand compound capable of binding to a target polymer compound from a plurality of candidate ligand compounds, each ligand compound is individually modified and subjected to the above steps in each reaction vessel. A modified ligand compound can be reacted with a target polymer compound. For each container, a more effective ligand compound can be selected by measuring a signal due to labeling.
3)1,3,5-トリアジン化合物を反応させる工程
本発明において、1,3,5-トリアジン化合物を反応させる工程により、1,3,5-トリアジン化合物が該修飾リガンド化合物中の第3級アミンに結合して脱水縮合剤となる。標的化合物中のカルボン酸がこの1,3,5-トリアジンの近傍に存在することでトリアジン環を攻撃し、トリジンが第3級アミンからカルボン酸へ移る。その結果カルボン酸が活性エステル(アシルオキシトリアジン、トリアジノエステル又はトリアジニルエステルという。)の形で活性化され、最後に標識部位を分子構造中に含むアミン化合物がこの活性エステルを攻撃し、カルボン酸とアミド結合により結合する。
3) Step of reacting 1,3,5-triazine compound In the present invention, by the step of reacting 1,3,5-triazine compound, 1,3,5-triazine compound is a tertiary compound in the modified ligand compound. Bonds to amine to become a dehydration condensing agent. When the carboxylic acid in the target compound is present in the vicinity of the 1,3,5-triazine, the triazine ring is attacked, and the tolidine is transferred from the tertiary amine to the carboxylic acid. As a result, the carboxylic acid is activated in the form of an active ester (referred to as acyloxytriazine, triazino ester, or triazinyl ester), and finally an amine compound containing a labeling site in the molecular structure attacks the active ester. And an amide bond.
本工程は、上記2)又は下記4)の工程により得られた水溶液にトリアジン化合物水溶液又はトリアジン化合物を含むメタノール溶液を加えることによる。トリアジン化合物の濃度、反応温度、及び反応時間は、適宜決定することができる。本工程は、必要に応じて下記4)の工程の後に行ってもよいし、4)の工程と本工程を同時に行ってもよい。 This step is by adding a triazine compound aqueous solution or a methanol solution containing a triazine compound to the aqueous solution obtained by the above step 2) or 4) below. The concentration of the triazine compound, the reaction temperature, and the reaction time can be appropriately determined. This step may be performed after the following step 4) as necessary, or the step 4) and this step may be performed simultaneously.
4)標識部位を分子構造中に含むアミン化合物を反応させる工程。
本発明において、標識部位を分子構造中に含むアミン化合物を反応させる工程は、上記2)又は3)の工程により得られた水溶液に、前記アミン化合物水溶液を加えることによる。アミン化合物の濃度、反応温度、及び反応時間は、適宜決定することができる。本工程は、必要に応じて上記2)の工程の後に行ってもよいし、3)の工程と本工程を同時に行ってもよい。
4) A step of reacting an amine compound containing a labeling site in the molecular structure.
In the present invention, the step of reacting the amine compound containing the labeling site in the molecular structure is by adding the aqueous amine compound solution to the aqueous solution obtained by the above step 2) or 3). The concentration of the amine compound, the reaction temperature, and the reaction time can be appropriately determined. This step may be performed after the step 2) as necessary, or the step 3) and this step may be performed simultaneously.
前記標的高分子化合物は、上記修飾リガンド化合物が相互作用した場合に、標的高分子化合物上のカルボキシル基、修飾リガンド化合物上のアミン及び標識物質を含むアミン化合物を、1,3,5-トリアジン化合物を用いて脱水縮合反応させることで、標的高分子化合物上のカルボキシル基と標識物質を含むアミン化合物が結合し、標的高分子化合物がラベル化される。上記一連の反応により、本発明の標的高分子化合物のアフィニティーラベル化が達成される。 The target polymer compound is a 1,3,5-triazine compound containing a carboxyl group on the target polymer compound, an amine on the modified ligand compound, and a labeling substance when the modified ligand compound interacts. The dehydration condensation reaction is used to bind the carboxyl group on the target polymer compound and the amine compound containing the labeling substance, and the target polymer compound is labeled. By the above series of reactions, affinity labeling of the target polymer compound of the present invention is achieved.
本発明において、ラベル化した標的高分子化合物の検出方法は特に限定されないが、例えば反応容器毎に、シグナル(例えば、蛍光標識の場合は蛍光強度)を測定することにより、検出することができる。また、同一試料中に複数種の標的高分子化合物が存在する場合は、標的高分子化合物を自体公知の手段、例えばゲルろ過などの方法により分析し、得られた各画分のシグナルを測定することにより、検出することができる。 In the present invention, the method for detecting the labeled target polymer compound is not particularly limited. For example, it can be detected by measuring a signal (for example, fluorescence intensity in the case of a fluorescent label) for each reaction container. In addition, when multiple types of target polymer compounds are present in the same sample, the target polymer compound is analyzed by a method known per se, such as gel filtration, and the signal of each obtained fraction is measured. Thus, it can be detected.
本発明は、標的高分子化合物のアフィニティーラベル方法に使用するキットも含まれる。具体的には、1,3,5-トリアジン化合物を含む試薬及び標識物質部位を分子構造中に含むアミン化合物を含む標的高分子化合物のアフィニティーラベル用キットが挙げられる。該キットには、リガンド化合物を第3級アミンで修飾するための試薬を含んでいても良い。さらには、第3級アミンで修飾されたリガンド化合物を含んでいても良い。本発明のキットには、その他ラベル化に必要な試薬、器具などを含めることもできる。 The present invention also includes a kit used for the affinity labeling method of the target polymer compound. Specifically, a kit for affinity labeling of a target polymer compound containing a reagent containing a 1,3,5-triazine compound and an amine compound containing a labeling substance site in the molecular structure can be mentioned. The kit may contain a reagent for modifying the ligand compound with a tertiary amine. Furthermore, a ligand compound modified with a tertiary amine may be included. The kit of the present invention can also contain other reagents and instruments necessary for labeling.
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)修飾リガンド化合物(修飾触媒リガンド)の合成スキーム
標的高分子化合物のアフィニティーラベル化を行うためのリガンド化合物の第3級アミンの修飾について、具体的に例示して説明する。ここで、標的高分子化合物はアビジン、リガンド化合物はビオチン、第3級アミンはジメチルグリシンである。
Example 1 Synthetic Scheme of Modified Ligand Compound (Modified Catalytic Ligand) Modification of a tertiary amine of a ligand compound for affinity labeling of a target polymer compound will be specifically illustrated and described. Here, the target polymer compound is avidin, the ligand compound is biotin, and the tertiary amine is dimethylglycine.
以下の方法により、化合物1を出発原料として、1-(N,N-ジメチルアミノ)酢酸 5-アミノペンチル(化合物3)を合成した。次にビオチンを修飾し、ビオチニル-N-ヒドロキシスクシンイミド(化合物5)を合成した。化合物3と5をアミド化して修飾リガンド化合物を合成した(化合物6)。 By the following method, 1- (N, N-dimethylamino) acetic acid 5-aminopentyl (Compound 3) was synthesized using Compound 1 as a starting material. Next, biotin was modified to synthesize biotinyl-N-hydroxysuccinimide (Compound 5). Compounds 3 and 5 were amidated to synthesize a modified ligand compound (Compound 6).
1)化合物1の合成
化合物1として、以下の方法によりN-t-ブトキシカルボニル-5-アミノ-1-ペンタノール(N-t-Butoxycarbonyl-5-amino-1-pentanol)を合成した。
1) Synthesis of Compound 1 As Compound 1, Nt-butoxycarbonyl-5-amino-1-pentanol was synthesized by the following method.
5-アミノ-1-ペンタノール(5-Amino-1-pentanol)(東京化成製)(3.0 g, 29.1 mmol)のCH2Cl2 (29 mL) 溶液に、0℃で炭酸ジ-tert-ブチル(di-tert-butyl dicarbonate) (7.6 g, 34.9 mmol)を滴下した。室温で1時間撹拌後、反応混合物をそのままシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2溶液のままのせ、ヘキサン(hexane:AcOEt=1:1)で溶出)により分離し、さらに減圧蒸留(2 mmHg、220℃)により精製し、化合物1を得た。無色油状 (5.9 g, 収率60 %)。 Di-tert-butyl carbonate in a solution of 5-Amino-1-pentanol (Tokyo Chemical) (3.0 g, 29.1 mmol) in CH 2 Cl 2 (29 mL) at 0 ° C (di-tert-butyl dicarbonate) (7.6 g, 34.9 mmol) was added dropwise. After stirring at room temperature for 1 hour, the reaction mixture was separated as it was by silica gel column chromatography (leaving with CH 2 Cl 2 solution and eluted with hexane (hexane: AcOEt = 1: 1)), and further distilled under reduced pressure (2 mmHg, 220 And compound 1 was obtained. Colorless oil (5.9 g, 60% yield).
1H NMR (CDCl3): δ1.33-1.63 (m, 6H), 1.44 (s, 9H), 3.12 (td, 2H, J=6.2, 6.4Hz), 3.64 (t, 2H, J=6.4Hz), 4.64 (s, 1H).
LRMS (ESI): 204 (M+H)+,226 (M+Na)+
IR: ν 3469, 2932, 1678, 1644, 1536, 1169 cm-1 1 H NMR (CDCl 3 ): δ1.33-1.63 (m, 6H), 1.44 (s, 9H), 3.12 (td, 2H, J = 6.2, 6.4Hz), 3.64 (t, 2H, J = 6.4Hz ), 4.64 (s, 1H).
LRMS (ESI): 204 (M + H) + , 226 (M + Na) +
IR: ν 3469, 2932, 1678, 1644, 1536, 1169 cm -1
2)化合物2の合成
化合物2として、以下の方法により1-(N,N-ジメチルアミノ)酢酸 N-t-ブトキシカルボニル-5-アミノペンチル(N-t-Butoxycarbonyl-5-aminopentyl 1-(N,N-dimethylamino)acetate)を合成した。
2) Synthesis of Compound 2 As compound 2, 1- (N, N-dimethylamino) acetic acid Nt-Butoxycarbonyl-5-aminopentyl 1- (N, N-dimethylamino) was prepared by the following method. ) acetate) was synthesized.
化合物1 (2.2 g, 10.8 mmol)、N,N-ジメチルグリシン塩酸塩(N,N-dimethylglycine hydrochloride)(東京化成製) (1.5 g, 10.8 mmol)、N-メチルモルホリン(N-methylmorpholine) (1.1 g , 10.8 mmol)及び4-ジメチルアミノピリジン(4-dimethylaminopyridine)(WAKO製) (0.7 g, 5.37 mmol) のCH2Cl2 (32 mL) 溶液に1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド 塩酸塩(1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride)(東京化成製) (EDC-HCl; 3.1 g, 16.2 mmol)を加え、0℃で反応させた。氷浴を取り除いて一晩撹拌し、反応混合物をCH2Cl2で抽出し、有機層を飽和炭酸ナトリウム(Na2CO3)、次いで飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(AcOEt)により精製し、化合物2を得た。無色油状 (2.4 g, 収率78 %)。 Compound 1 (2.2 g, 10.8 mmol), N, N-dimethylglycine hydrochloride (Tokyo Kasei) (1.5 g, 10.8 mmol), N-methylmorpholine (1.1 g, 10.8 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (WAKO) (0.7 g, 5.37 mmol) in CH 2 Cl 2 (32 mL) in 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl ) 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry) (EDC-HCl; 3.1 g, 16.2 mmol) was added and reacted at 0 ° C. The ice bath was removed and the mixture was stirred overnight. The reaction mixture was extracted with CH 2 Cl 2 , and the organic layer was washed with saturated sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and then with saturated brine, dried over magnesium sulfate, and concentrated. And purified by silica gel column chromatography (AcOEt) to obtain Compound 2. Colorless oil (2.4 g, yield 78%).
1H NMR (CDCl3): δ1.33-1.56 (m, 4H), 1.44 (s, 9H), 1.62-1.72 (m, 2H), 2.35 (s, 6H), 3.12 (q, 2H, J=6.4Hz), 3.16 (s, 2H), 4.13 (t, 2H, J=6.8Hz).
LRMS (ESI): 289 (M+H)+, 311 (M+Na)+
IR:ν 3441, 2938, 1692, 1641, 1166 cm-1 1 H NMR (CDCl 3 ): δ1.33-1.56 (m, 4H), 1.44 (s, 9H), 1.62-1.72 (m, 2H), 2.35 (s, 6H), 3.12 (q, 2H, J = 6.4Hz), 3.16 (s, 2H), 4.13 (t, 2H, J = 6.8Hz).
LRMS (ESI): 289 (M + H) + , 311 (M + Na) +
IR: ν 3441, 2938, 1692, 1641, 1166 cm -1
3)化合物3の合成
化合物3として、以下の方法により1-(N,N-ジメチルアミノ)酢酸 5-アミノペンチル(5-Aminopentyl 1-(N,N-dimethylamino)acetate)を合成した。
3) Synthesis of Compound 3 As compound 3, 1- (N, N-dimethylamino) acetic acid 5-aminopentyl (5-Aminopentyl 1- (N, N-dimethylamino) acetate) was synthesized by the following method.
化合物2 (1.0 g, 3.47 mmol) のCH2Cl2 (6.3 mL) 溶液に、トリフルオロ酢酸(TFA)(3.9 g , 34.7 mmol)を窒素雰囲気下で加え、室温で3時間撹拌した。CH2Cl2を減圧留去し、残渣にCH2Cl2 (約6 mL)を加え、再び減圧留去した。この操作を更に2回繰り返した。ポンプで一晩減圧乾燥後、得られた油状物質をドライアイスで冷却しながらAcOEt-Et2Oで傾瀉した。得られた油状物質を減圧乾燥して目的物を得た。無色結晶 (1.4 g, 収率100 % TFAの塩) To a solution of compound 2 (1.0 g, 3.47 mmol) in CH 2 Cl 2 (6.3 mL) was added trifluoroacetic acid (TFA) (3.9 g, 34.7 mmol) under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. CH 2 Cl 2 was distilled off under reduced pressure, CH 2 Cl 2 (about 6 mL) was added to the residue, and the residue was again distilled off under reduced pressure. This operation was repeated two more times. After drying under reduced pressure with a pump overnight, the obtained oily substance was decanted with AcOEt-Et 2 O while being cooled with dry ice. The obtained oily substance was dried under reduced pressure to obtain the desired product. Colorless crystals (1.4 g, 100% yield salt of TFA)
b.p.: 51-55℃
1H NMR (methanol-d4): δ1.42-1.54 (m, 2H), 1.63-1.82 (m, 4H), 2.93 (t, 2H, J=7.7Hz), 2.97 (s, 6H), 4.15 (s, 2H), 4.28 (t, 2H, J=6.6Hz).
LRMS(ESI): 189 (M+H)+, 95 (M + 2H) 2+/2
IR(KBr): ν 3452, 2955,1742, 1676, 1468, 1425, 1202, 1136 cm-1
bp: 51-55 ℃
1 H NMR (methanol-d 4 ): δ1.42-1.54 (m, 2H), 1.63-1.82 (m, 4H), 2.93 (t, 2H, J = 7.7Hz), 2.97 (s, 6H), 4.15 (s, 2H), 4.28 (t, 2H, J = 6.6Hz).
LRMS (ESI): 189 (M + H) + , 95 (M + 2H) 2+ / 2
IR (KBr): ν 3452, 2955,1742, 1676, 1468, 1425, 1202, 1136 cm -1
4)化合物4の合成
化合物4として、以下の方法によりビオチニル-N-ヒドロキシスクシンイミド(Biotinyl-N-hydroxysuccinimide)を合成した。
4) Synthesis of Compound 4 As compound 4, biotinyl-N-hydroxysuccinimide was synthesized by the following method.
(+)-ビオチン(WAKO製) (1.0 g, 4.1 mmol)を窒素雰囲気下、N,N-ジメチルホルムアミド (DMF)(20 mL) に加え、80℃に加熱し溶かした。N,N'-カルボニルジイミダゾール(N,N'-carbonyldiimidazole) (0.67 g, 4.1 mmol)を同温で加えて攪拌し、CO2の発生が止まった後に加熱を終了し、室温で更に2時間撹拌した。得られた白色の懸濁液に、N-ヒドロキシスクシンイミド(N-hydroxysuccinimide)(WAKO製) を加えると白沈が消え、そのまま24時間反応させた。溶媒を減圧留去して得られた固体を2-プロパノールで再結晶させ、化合物4を得た。無色結晶 (985 mg, 収率70 %)。化合物4は既知であり、市販物、例えばSigma社より販売されているものを用いてもよい。 (+)-Biotin (manufactured by WAKO) (1.0 g, 4.1 mmol) was added to N, N-dimethylformamide (DMF) (20 mL) under a nitrogen atmosphere and dissolved by heating to 80 ° C. N, N'-carbonyldiimidazole (0.67 g, 4.1 mmol) was added at the same temperature and stirred. After the generation of CO 2 stopped, the heating was terminated, and the mixture was further heated at room temperature for 2 hours. Stir. When N-hydroxysuccinimide (manufactured by WAKO) was added to the resulting white suspension, white sediment disappeared and the reaction was allowed to proceed for 24 hours. The solid obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was recrystallized from 2-propanol to obtain Compound 4. Colorless crystals (985 mg, yield 70%). Compound 4 is known and commercially available products such as those sold by Sigma may be used.
m.p.: 138-140℃
1H NMR (DMSO-d6): δ1.35-1.75 (m, 6H), 2.58 (d, 1H, J=12.4Hz), 2.67 (t, 2H, J=7.3Hz), 2.81 (s, 4H), 2.83 (dd, 1H, J=5.0, 12.4Hz), 3.06-3.15 (m, 1H), 4.11-4.19 (m, 1H), 4.31 (dd, 1H, J=5.0, 7.4Hz), 6.35(s, 1H), 6.41(s, 1H)
LRMS (ESI):
IR (KBr):ν 3223, 2943, 2912, 2876, 1820, 1789, 1746, 1695 cm-1
mp: 138-140 ℃
1 H NMR (DMSO-d 6 ): δ1.35-1.75 (m, 6H), 2.58 (d, 1H, J = 12.4Hz), 2.67 (t, 2H, J = 7.3Hz), 2.81 (s, 4H ), 2.83 (dd, 1H, J = 5.0, 12.4Hz), 3.06-3.15 (m, 1H), 4.11-4.19 (m, 1H), 4.31 (dd, 1H, J = 5.0, 7.4Hz), 6.35 ( s, 1H), 6.41 (s, 1H)
LRMS (ESI):
IR (KBr): ν 3223, 2943, 2912, 2876, 1820, 1789, 1746, 1695 cm -1
5)化合物5の合成
化合物5として、以下の方法によりN-ビオチニル-6-アミノヘキサン酸(N-Biotinyl-6-aminohexanoic acid)を合成した。
5) Synthesis of Compound 5 As compound 5, N-Biotinyl-6-aminohexanoic acid was synthesized by the following method.
化合物4 (980 mg, 2.87 mmol)のDMF (9mL) 懸濁液に、0.1M NaHCO3 (12mL) に6-アミノヘキサン酸 (376 mg, 2.87 mmol)を溶かした水溶液を加え、4時間攪拌した。溶媒を減圧留去後、得られた結晶にクエン酸 (100 g/L)を加えて撹拌し、吸引ろ過により集めた結晶を冷水で4〜5回洗浄した。結晶は十酸化四リン (P4O10) を入れたデシケーター中で乾燥させ(45℃,1日)、目的物を得た。無色結晶 (937 mg,収率91 %)。化合物5は既知であり、市販物、例えばSigma社より販売されているものを用いてもよい。 An aqueous solution of 6-aminohexanoic acid (376 mg, 2.87 mmol) dissolved in 0.1M NaHCO 3 (12 mL) was added to a suspension of compound 4 (980 mg, 2.87 mmol) in DMF (9 mL) and stirred for 4 hours. . After the solvent was distilled off under reduced pressure, citric acid (100 g / L) was added to the obtained crystals and stirred, and the crystals collected by suction filtration were washed 4-5 times with cold water. The crystal was dried in a desiccator containing tetraphosphorus decaoxide (P 4 O 10 ) (45 ° C., 1 day) to obtain the desired product. Colorless crystals (937 mg, yield 91%). Compound 5 is known, and commercially available products such as those sold by Sigma may be used.
m.p.: 218-220℃
1H NMR (DMSO-d6): δ1.18-1.68 (m, 12H), 2.04 (t, 2H, J=7.4Hz), 2.19 (t, 2H, J=7.4Hz), 2.58 (d, 1H, J=12.4Hz), 2.82 (dd, 1H, J=5.1, 12.4Hz), 3.00 (td, 2H, J=6.0, 6.7Hz), 3.05-3.15 (m, 1H), 4.09-4.17 (m, 1H), 4.30 (dd, 1H, J=5.2, 7.4Hz), 6.34(s, 1H), 6.40(s, 1H), 7.73 (m, 1H).
LRMS (ESI): 358 (M+H)+, 380 (M+Na)+
IR (KBr):ν 3417, 3377, 3287, 2938, 2877, 1711, 1698, 1633, 1541 cm-1
mp: 218-220 ℃
1 H NMR (DMSO-d 6 ): δ1.18-1.68 (m, 12H), 2.04 (t, 2H, J = 7.4Hz), 2.19 (t, 2H, J = 7.4Hz), 2.58 (d, 1H , J = 12.4Hz), 2.82 (dd, 1H, J = 5.1, 12.4Hz), 3.00 (td, 2H, J = 6.0, 6.7Hz), 3.05-3.15 (m, 1H), 4.09-4.17 (m, 1H), 4.30 (dd, 1H, J = 5.2, 7.4Hz), 6.34 (s, 1H), 6.40 (s, 1H), 7.73 (m, 1H).
LRMS (ESI): 358 (M + H) + , 380 (M + Na) +
IR (KBr): ν 3417, 3377, 3287, 2938, 2877, 1711, 1698, 1633, 1541 cm -1
6)化合物3及び5のアミド化による修飾リガンド化合物の合成(化合物6)
化合物3及び5をアミド化して、以下の方法によりN,N-ジメチル-15-(ビオチニルアミド)-2,10-ジオキソ-3-オキサ-9-アザペンタデカナミン(N,N-dimethyl-15-(Biotinylamido)-2,10-dioxo-3-oxa-9-azapentadecanamine)(化合物6) を合成し、修飾リガンド化合物とした。
化合物3 (346 mg, 0.83 mmol)、化合物5 (300 mg, 0.83 mmol)、及びN-メチルモルホリン(NMM: 252 mg, 2.49 mmol)のMeOH (21 mL) 溶液に、第4級アンモニウム塩 4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM: 574 mg, 2.07 mmol)を加え、室温で一晩攪拌した。
6) Synthesis of modified ligand compound by amidation of compounds 3 and 5 (compound 6)
Compounds 3 and 5 are amidated and N, N-dimethyl-15- (biotinylamide) -2,10-dioxo-3-oxa-9-azapentadecanamine (N, N-dimethyl-15) is prepared by the following method. -(Biotinylamido) -2,10-dioxo-3-oxa-9-azapentadecanamine) (Compound 6) was synthesized as a modified ligand compound.
A solution of compound 3 (346 mg, 0.83 mmol), compound 5 (300 mg, 0.83 mmol), and N-methylmorpholine (NMM: 252 mg, 2.49 mmol) in MeOH (21 mL) was added to a quaternary ammonium salt 4- (4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM: 574 mg, 2.07 mmol) was added, and the mixture was stirred overnight at room temperature.
溶媒のメタノール(MeOH)を一部減圧留去した後、 エーテル(Et2O)を加え、結晶を析出させた。結晶を吸引ろ過によって集めEt2Oで洗浄した後シリカゲルカラムクロマトグラフィー(MeOH→MeOH 1%Et3Nで溶出)により分離し、トリフルオロ酢酸塩(TFA塩)として目的物を得た。得られた塩をMeOHに溶解し、0.05M KOHで中和し、溶媒を減圧留去した後CHCl3に溶解し、不溶物をろ過により取り除いた。ろ液より得られた固体を再結晶(MeOH-Et2O)した。無色結晶(262.8 mg, 収率60%)。 After partially distilling off methanol (MeOH) as a solvent under reduced pressure, ether (Et 2 O) was added to precipitate crystals. The crystals were collected by suction filtration, washed with Et 2 O, and then separated by silica gel column chromatography (eluted with MeOH → MeOH 1% Et 3 N) to obtain the desired product as a trifluoroacetate salt (TFA salt). The obtained salt was dissolved in MeOH, neutralized with 0.05 M KOH, the solvent was distilled off under reduced pressure and then dissolved in CHCl 3 , and insoluble matters were removed by filtration. The solid obtained from the filtrate was recrystallized (MeOH-Et 2 O). Colorless crystals (262.8 mg, yield 60%).
b.p.: 124-133℃
1H NMR (MeOH-d4): δ1.25-1.80 (m, 18H), 2.18 (t, 2H, J=7.4Hz), 2.19 (t, 2H, J=7.3Hz), 2.33 (s, 6H), 2.70 (d, 1H, J=12.7Hz), 2.93 (dd, 1H, J=4.9, 12.7Hz), 3.11-3.24 (m, 7H), 4.13 (t, 2H, J=6.6Hz), 4.30 (dd, 1H, J=4.5, 7.8Hz), 4.49 (dd, 1H, J=4.9, 7.8Hz).
13C NMR (MeOH-d4):δ23.3, 25.7, 25.9, 26.6, 28.3, 28.5, 28.8, 29.0, 29.1, 35.8, 36.0, 39.1, 39.2, 40.0(CH2-S), 44.2(2CH3), 56.0(CH-S), 59.3(CH2-N), 60.6(CH-N), 62.4(CH-N), 64.9(CH2-O), 165.1(N-CO-N), 170.1(CO-O), 174.9(CO-NH), 175.0(CO-NH)
LRMS (ESI): 528 (M+H)+, 550 (M+Na)+
HRMS (ESI-TOF): calcd for C25H46N5O5S (M+H)+ 528.3214; found 528.3211.
IR(KBr): ν 3302, 2924, 2853, 1738, 1701, 1638, 1560 cm-1
bp: 124-133 ℃
1 H NMR (MeOH-d 4 ): δ1.25-1.80 (m, 18H), 2.18 (t, 2H, J = 7.4Hz), 2.19 (t, 2H, J = 7.3Hz), 2.33 (s, 6H ), 2.70 (d, 1H, J = 12.7Hz), 2.93 (dd, 1H, J = 4.9, 12.7Hz), 3.11-3.24 (m, 7H), 4.13 (t, 2H, J = 6.6Hz), 4.30 (dd, 1H, J = 4.5, 7.8Hz), 4.49 (dd, 1H, J = 4.9, 7.8Hz).
13 C NMR (MeOH-d4): δ 23.3, 25.7, 25.9, 26.6, 28.3, 28.5, 28.8, 29.0, 29.1, 35.8, 36.0, 39.1, 39.2, 40.0 (CH 2 -S), 44.2 (2CH 3 ) , 56.0 (CH-S), 59.3 (CH 2 -N), 60.6 (CH-N), 62.4 (CH-N), 64.9 (CH 2 -O), 165.1 (N-CO-N), 170.1 (CO -O), 174.9 (CO-NH), 175.0 (CO-NH)
LRMS (ESI): 528 (M + H) + , 550 (M + Na) +
HRMS (ESI-TOF): calcd for C 25 H 46 N 5 O 5 S (M + H) + 528.3214; found 528.3211.
IR (KBr): ν 3302, 2924, 2853, 1738, 1701, 1638, 1560 cm -1
(実施例2)アビジン特異的アフィニティーラベル(蛍光標識)
本実施例では、アビジン及びγ-グロブリンを含む溶液から、リガンド化合物としてのビオチンを、アフィニティーラベル化方法により検出した。リガンド化合物としてのビオチンを実施例1に記載の方法より第3級アミンで修飾し、修飾リガンド化合物を得た。これらについて、以下の方法でアフィニティーラベル化を行った。
(Example 2) Avidin-specific affinity label (fluorescent label)
In this example, biotin as a ligand compound was detected from a solution containing avidin and γ-globulin by an affinity labeling method. Biotin as a ligand compound was modified with a tertiary amine by the method described in Example 1 to obtain a modified ligand compound. These were affinity labeled by the following method.
1.材料
本実験例で使用するアビジン、γ-グロブリン、修飾リガンド化合物、蛍光剤及びCMDTの各々を50 mMリン酸緩衝液(pH 8.0) で溶解した。リン酸緩衝液は、リン酸二水素ナトリウム二水和物(39.0 g, 0.25 mol)を適量の水に溶かし、そこへ2.5 M NaOH溶液を少しずつ加え、pH 8.0に調整したものを用いた。この溶液をメスフラスコに移し、水を加えて全量を500 mLとしたものを用いた。
1. Materials Each of avidin, γ-globulin, modified ligand compound, fluorescent agent and CMDT used in this experimental example was dissolved in 50 mM phosphate buffer (pH 8.0). As the phosphate buffer, sodium dihydrogen phosphate dihydrate (39.0 g, 0.25 mol) was dissolved in an appropriate amount of water, and a 2.5 M NaOH solution was gradually added thereto to adjust the pH to 8.0. This solution was transferred to a volumetric flask, and water was added to make a total volume of 500 mL.
a)アビジン溶液:卵白由来アビジン(SIGMA社)1 mgを50 mMリン酸緩衝液 100 μL (pH 8.0)で溶解した。
b)γ-グロブリン溶液:γ-グロブリン(SIGMA社) 21 mgを50 mMリン酸緩衝液 1 mL (pH 8.0)で溶解した。
c)修飾リガンド化合物溶液: 実施例1で調製した修飾リガンド化合物1.2 mgを50 mMリン酸緩衝液 2 mL(pH 8.0)で溶解した。
d)標識化剤(蛍光剤)溶液:蛍光性アミン(カスケードブルー(R)(Invitrogen社)) 3.5 mgを50 mMリン酸緩衝液 1 mL(pH 8.0)で溶解した。
e)CDMT溶液: CDMT 2.0 mgを50 mMリン酸緩衝液 1 mL(pH 8.0)で溶解した。
a) Avidin solution: 1 mg of egg white-derived avidin (SIGMA) was dissolved in 100 μL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0).
b) γ-globulin solution: 21 mg of γ-globulin (SIGMA) was dissolved in 1 mL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0).
c) Modified ligand compound solution: 1.2 mg of the modified ligand compound prepared in Example 1 was dissolved in 2 mL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0).
d) Labeling agent (fluorescent agent) solution: 3.5 mg of fluorescent amine (Cascade Blue (R) (Invitrogen)) was dissolved in 1 mL (pH 8.0) of 50 mM phosphate buffer.
e) CDMT solution: 2.0 mg of CDMT was dissolved in 1 mL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0).
2.実験操作
1)アビジン溶液 40 μL、γ-グロブリン溶液 40 μL、修飾リガンド化合物溶液 20 μLを試験管(エッペンドルフTMチューブ)に加え、室温で2時間放置した。
2)その後、蛍光剤溶液 40 μL及びCDMT溶液 20 μLを加え、室温で24時間放置した。
3)その後、以下の条件でゲルろ過分析し、2種のタンパク質を分離し、各画分の蛍光とUV(波長280nm)での吸光度を測定した。
4)ゲルろ過条件
ゲル:Sephadex(R) G-100 superfine (GE Healthcare社)
移動相:50 mMリン酸緩衝液 (pH 8.0、0.1 M NaCl)
カラムサイズ:1.5×40cm
流速:2 mL/hr
フラクションボリューム:1.0 mL
蛍光:励起極大波長399 nm、蛍光極大波長423 nm で定量測定
UV:280 nm で固定波長測定
2. Experimental procedure 1) 40 μL of avidin solution, 40 μL of γ-globulin solution, and 20 μL of modified ligand compound solution were added to a test tube (Eppendorf ™ tube) and left at room temperature for 2 hours.
2) Thereafter, 40 μL of the fluorescent agent solution and 20 μL of the CDMT solution were added, and left at room temperature for 24 hours.
3) Thereafter, gel filtration analysis was performed under the following conditions to separate the two proteins, and the fluorescence of each fraction and the absorbance at UV (wavelength 280 nm) were measured.
4) Gel filtration conditions gel: Sephadex (R) G-100 superfine (GE Healthcare Inc.)
Mobile phase: 50 mM phosphate buffer (pH 8.0, 0.1 M NaCl)
Column size: 1.5 × 40cm
Flow rate: 2 mL / hr
Fraction volume: 1.0 mL
Fluorescence: Quantitative measurement at excitation maximum wavelength of 399 nm and fluorescence maximum wavelength of 423 nm
UV: Fixed wavelength measurement at 280 nm
3.結果
γ-グロブリンとアビジンのゲルろ過分析結果を図4及び図5に示した。UV吸光度により、溶出した各タンパク質が定量され(図4)、各ピークでの蛍光強度が測定された(図5)。その結果、γ-グロブリンとアビジンのフラクションの蛍光強度には有意な差があり、アビジンが選択的にラベル化されたといえる。即ち、本発明のアフィニティーラベル化法により、γ-グロブリンとアビジンのうち、アビジンがスクリーニングされ、ビオチンと相互作用しうる物質であることが確認された。上記のアビジンとビオチンによるラベル化の検出方法に係る反応模式図を図6に示した。
3. Results The results of gel filtration analysis of γ-globulin and avidin are shown in FIGS. Each eluted protein was quantified by UV absorbance (FIG. 4), and the fluorescence intensity at each peak was measured (FIG. 5). As a result, there was a significant difference in the fluorescence intensity of the fraction of γ-globulin and avidin, and it can be said that avidin was selectively labeled. That is, by the affinity labeling method of the present invention, among γ-globulin and avidin, avidin was screened and confirmed to be a substance capable of interacting with biotin. FIG. 6 shows a reaction schematic diagram relating to the above-described detection method for labeling with avidin and biotin.
(実施例3)アビジン特異的アフィニティーラベルとラベル化率の定量
本実施例では、アビジン又はγ-グロブリンを含む溶液と実施例1の方法により合成した修飾リガンド化合物(修飾ビオチン)を混合し、以下の方法によりアフィニティーラベル化し、ラベル化率の定量を行った。
(Example 3) Avidin-specific affinity label and quantification of labeling rate In this example, a solution containing avidin or γ-globulin and a modified ligand compound (modified biotin) synthesized by the method of Example 1 were mixed. Affinity labeling was performed by the method described above, and the labeling rate was quantified.
1.実験操作:
本実験例で使用するアビジン、γ-グロブリン、修飾リガンド化合物、蛍光剤及びCMDTの各々を50 mMリン酸緩衝液(pH 8.0) で溶解した。リン酸緩衝液は、実施例2に記載のものと同様、リン酸二水素ナトリウム二水和物(39.0 g, 0.25 mol)を適量の水に溶かし、そこへ2.5 M NaOH溶液を少しずつ加え、pH 8.0に調整したものを用いた。この溶液をメスフラスコに移し、水を加えて全量を500 mLとしたものを用いた。
1. Experimental operation:
Each of avidin, γ-globulin, modified ligand compound, fluorescent agent and CMDT used in this experimental example was dissolved in 50 mM phosphate buffer (pH 8.0). In the same manner as described in Example 2, the phosphate buffer was prepared by dissolving sodium dihydrogen phosphate dihydrate (39.0 g, 0.25 mol) in an appropriate amount of water, and adding a 2.5 M NaOH solution little by little thereto. The one adjusted to pH 8.0 was used. This solution was transferred to a volumetric flask, and water was added to make a total volume of 500 mL.
a)アビジン溶液:卵白由来アビジン(SIGMA社)を50 mMリン酸緩衝液 100 μL (pH 8.0)で溶解し、0.15 mM アビジン溶液とした。
b)γ-グロブリン溶液:γ-グロブリン(SIGMA社)を50 mMリン酸緩衝液 100 μL (pH 8.0)で溶解し、0.15 mM γ-グロブリン溶液とした。
c)修飾リガンド化合物溶液: 実施例1で調製した修飾リガンド化合物を50 mMリン酸緩衝液 100 μL (pH 8.0)で溶解し、1.2 mM 修飾リガンド化合物溶液とした。
d)標識化剤(蛍光剤)溶液:カスケードブルー(R)(Invitrogen社)を50 mMリン酸緩衝液 100 μL (pH 8.0)で溶解し、6.0 mM 標識化剤溶液とした。
e)CDMT溶液:CDMTを50 mMリン酸緩衝液 100 μL (pH 8.0)で溶解し、12 mM CDMT溶液とした。
a) Avidin solution: Egg white-derived avidin (SIGMA) was dissolved in 100 μL (pH 8.0) of 50 mM phosphate buffer to obtain a 0.15 mM avidin solution.
b) γ-globulin solution: γ-globulin (SIGMA) was dissolved in 100 μL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0) to obtain a 0.15 mM γ-globulin solution.
c) Modified ligand compound solution: The modified ligand compound prepared in Example 1 was dissolved in 100 μL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0) to obtain a 1.2 mM modified ligand compound solution.
d) Labeling agent (fluorescent agent) solution: Cascade Blue (R) (Invitrogen) was dissolved in 100 μL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0) to obtain a 6.0 mM labeling agent solution.
e) CDMT solution: CDMT was dissolved in 100 μL (pH 8.0) of 50 mM phosphate buffer to obtain a 12 mM CDMT solution.
0.15 mMアビジン溶液又は0.15 mMγ-グロブリン溶液に、1.2 mM 修飾リガンド化合物溶液 5 μLを加え、ボルテックス(R)で攪拌した後、室温で30分放置した。 To a 0.15 mM avidin solution or 0.15 mM γ-globulin solution, 5 μL of a 1.2 mM modified ligand compound solution was added, stirred with vortex (R) , and allowed to stand at room temperature for 30 minutes.
次に50 mMリン酸緩衝液(pH 8.0) 30 μL、6.0 mM 標識化剤溶液 20 μL、12 mM CDMT溶液 10 μL を加え、ボルテックス(R)で攪拌した後、室温で8時間放置した。反応溶液をゲルろ過クロマトグラフィー (Sephadex(R) G-50(GE Healthcare社)、50mMリン酸緩衝液(pH 8.0)、0.1 M NaClで溶出) により分離し、UVスペクトルからラベル化率を求めた。 Next, 30 μL of 50 mM phosphate buffer (pH 8.0), 20 μL of 6.0 mM labeling agent solution, and 10 μL of 12 mM CDMT solution were added, stirred with vortex (R) , and allowed to stand at room temperature for 8 hours. The reaction solution was subjected to gel filtration chromatography was separated by (Sephadex (R) G-50 (GE Healthcare Corp.), 50 mM phosphate buffer (pH 8.0), eluted with 0.1 M NaCl), was determined labeling rate from UV spectra .
反応溶液(75 μL)中のそれぞれの化合物の初期濃度は、アビジン: 20 μM; 修飾リガンド化合物: 80 μM; 標識化剤: 1.6 mM; CDMT: 1.6 mMであった。また、アビジン系におけるコントロール実験には、修飾リガンド化合物のかわりに、触媒としてビオチンを持たないN,N-ジメチルグリシンエチルエステル(N,N-Dimethylglycine ethyl ester)を用いた。アビジン特異性の評価は、等モル量のγ-グロブリンを用いて行った。ビオチンの特異性の評価は、触媒能をもたない天然ビオチンを触媒に対して25当量添加共存させて行った。 The initial concentration of each compound in the reaction solution (75 μL) was avidin: 20 μM; modified ligand compound: 80 μM; labeling agent: 1.6 mM; CDMT: 1.6 mM. Further, in the control experiment in the avidin system, N, N-dimethylglycine ethyl ester without biotin was used as a catalyst instead of the modified ligand compound. Avidin specificity was evaluated using equimolar amounts of γ-globulin. The biotin specificity was evaluated by adding 25 equivalents of natural biotin having no catalytic ability to the catalyst.
2.UV測定とラベル化率の計算
アビジン及びカスケ−ドブルー(R)の特異的吸収波長におけるモル吸光係数は以下のとおりであった。
2. UV measurement and calculation of labeling rate The molar extinction coefficients at specific absorption wavelengths of avidin and cascade blue (R) were as follows.
a)カスケ−ドブルー(R)モル吸光係数:ε(399 nm) = 26400 M-1cm-1、 ε(280 nm) = 18792 M-1cm-1
b)アビジンモル吸光係数:ε(280 nm) = 93960 M-1cm-1
各UVスペクトルは図7〜9に示した。以下の計算式からそれぞれの濃度を算出した。なお、セル長は1cmなので計算式から省略した。
カスケードブルー(R)(cb)の濃度 Ccb (M):399 nmの吸光度Acb399(実測値)から、
Ccb = Acb399/26400
アビジンのタンパク濃度 Cav (M):280 nmの 吸光度A280(実測値)は、アビジンとカスケードブルーの同波長における吸収の和(Aav280 + Acb280)なので、
Aav280 = A280 − Acb280 = A280 − 18792×Ccb
従って、
Cav = (A280 − 18792×Ccb) /93960
よってラベル化率 Lav (%)は、下記式に上記の値を代入して求めた。
Lav = 100×Ccb / Cav (%)
a) Cascade Blue (R) molar extinction coefficient: ε (399 nm) = 26400 M -1 cm -1 , ε (280 nm) = 18792 M -1 cm -1
b) Avidin molar extinction coefficient: ε (280 nm) = 93960 M -1 cm -1
Each UV spectrum is shown in FIGS. Each concentration was calculated from the following formula. Since the cell length was 1 cm, it was omitted from the calculation formula.
Cascade blue (R) (cb) concentration C cb (M): Absorbance A cb399 (actual value) at 399 nm,
C cb = A cb399 / 26400
Avidin protein concentration C av (M): Absorbance A 280 (measured value) at 280 nm is the sum of absorption at the same wavelength of Avidin and Cascade Blue (A av280 + A cb280 )
A av280 = A 280 − A cb280 = A 280 − 18792 × C cb
Therefore,
C av = (A 280 − 18792 × C cb ) / 93960
Therefore, the labeling rate L av (%) was obtained by substituting the above values into the following equation.
L av = 100 × C cb / C av (%)
3)結果
上記の結果を表1及び図10に示した。
3) Results The above results are shown in Table 1 and FIG.
以上の結果より、以下のことが考察できる。
(1)アビジンは同一モノマーサブユニットの四量体なので、単純に1分子あたり4か所での標識が可能であり、本条件ではそのうちの約半分弱が標識されたことを示した。
(2)ビオチンを有する修飾リガンド化合物を触媒として用いた結果、アビジンに対して特異的にラベル化され、γ-グロブリン、アビジンコントロール(ビオチンを有さない触媒を用いた系)ではラベル化されなかった。
(3)本条件下での非特異的な反応により、10%程度のラベル化が認められた。
(4)過剰量のビオチンの添加により、特異的反応が完全に阻害されたことから、ラベル化はアビジンとビオチンとの相互作用に基づいていることが確認された。アビジンと特異的に結合するビオチンによって阻害されたので,ビオチンを有する修飾リガンド化合物による反応はアビジン/ビオチンの結合に基づく特異的反応といえる。
From the above results, the following can be considered.
(1) Since avidin is a tetramer of the same monomer subunit, it was possible to simply label at 4 sites per molecule, indicating that almost half of them were labeled under this condition.
(2) As a result of using a modified ligand compound having biotin as a catalyst, it is specifically labeled with respect to avidin, and not with γ-globulin or avidin control (system using a catalyst without biotin). It was.
(3) About 10% of labeling was observed due to the non-specific reaction under these conditions.
(4) Since the specific reaction was completely inhibited by the addition of an excessive amount of biotin, it was confirmed that the labeling was based on the interaction between avidin and biotin. Since it was inhibited by biotin that specifically binds to avidin, the reaction with the modified ligand compound having biotin can be said to be a specific reaction based on the binding of avidin / biotin.
(実施例4)SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)による分析
実施例2に準じて行ったラベル化実験についてSDS-PAGEにより標識されたタンパク質の分析を行った。常法に従い4%濃縮ゲル及び12%分離ゲルを使用し、200V定電圧で泳動 (泳動用緩衝液:0.025 M Tris-HCI, pH 8.3, 0.192 M glycine, 0.1 % SDS)した。試料は1 μg/μL 溶液10μLに試料用緩衝液 (0.125 M Tris-HCl, pH 6.8, 4 % SDS, 20 % グリセロール, 10 % 2-Mercaptethanol, 0.02 % ブロモフェノールブルー) 10μLを加え、ボルテックス(R)にて攪拌した後、水浴で100 ℃ 30分加熱し、変性させた。泳動後、ゲルの蛍光検出を行い、さらにCBB (Coommassie Brilliant Blue) により染色した。その結果、修飾リガンドを用いたときにのみアビジンが共有結合を介して蛍光標識されていることが明らかとなった(図11:レーン1,4)。
(Example 4) Analysis by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) In the labeling experiment performed according to Example 2, the protein labeled by SDS-PAGE was analyzed. According to a conventional method, 4% concentrated gel and 12% separation gel were used and electrophoresed at a constant voltage of 200 V (electrophoresis buffer: 0.025 M Tris-HCI, pH 8.3, 0.192 M glycine, 0.1% SDS). Samples were added to 10 μL of 1 μg / μL solution, 10 μL of sample buffer (0.125 M Tris-HCl, pH 6.8, 4% SDS, 20% glycerol, 10% 2-Mercaptethanol, 0.02% bromophenol blue), and vortexed (R ) And then denatured by heating at 100 ° C. for 30 minutes in a water bath. After the electrophoresis, the gel was subjected to fluorescence detection, and further stained with CBB (Coommassie Brilliant Blue). As a result, it was revealed that avidin was fluorescently labeled through a covalent bond only when a modified ligand was used (FIG. 11: lanes 1 and 4).
図11の符号の説明は以下のとおりである。
レーン1:アビジン+化合物6
レーン2:アビジン+化合物6+ビオチン(25eq)
レーン3:アビジン++ N,N-ジメチルグリシンエチルエステル
レーン4:アビジン+化合物6+γ-グロブリン
レーン5:アビジン+γ-グロブリン+ N,N-ジメチルグリシンエチルエステル
レーン6:分子マーカー
a:アビジンのサブユニットモノマー
b:γ-グロブリンの軽鎖
c:アビジンのサブユニットダイマー
d:γ-グロブリンの重鎖
The description of the symbols in FIG. 11 is as follows.
Lane 1: avidin + compound 6
Lane 2: avidin + compound 6 + biotin (25eq)
Lane 3: avidin ++ N, N-dimethylglycine ethyl ester Lane 4: avidin + compound 6 + γ-globulin Lane 5: avidin + γ-globulin + N, N-dimethylglycine ethyl ester Lane 6: molecular marker
a: Avidin subunit monomer
b: light chain of γ-globulin
c: Avidin subunit dimer
d: heavy chain of γ-globulin
(実施例5)質量分析(マス)解析による標識アミノ酸の特定
実施例4のSDS-PAGEによる電気泳動の分析結果より、アビジンのモノマーサブユニットのゲルを切り出し、常法に従ってゲル内トリプシン消化した。得られたペプチドフラグメントの混合物を、逆相 HPLC とエレクトロスプレーイオン化質量分析法(HPLC-ESI-MS)により解析した。
(Example 5) Identification of labeled amino acid by mass spectrometry (mass) analysis From the analysis result of electrophoresis by SDS-PAGE of Example 4, a gel of the monomer subunit of avidin was cut out and digested with trypsin in the gel according to a conventional method. The resulting peptide fragment mixture was analyzed by reverse phase HPLC and electrospray ionization mass spectrometry (HPLC-ESI-MS).
1.実験操作:
標識化剤:カスケードブルー(R)はアニオン性のスルホ基を3個有しており、その電離のためにマス解析が困難となる。そのため本実験のためのラベル化には4-ブロモベンジルアミンを用いた。該ラベル化化合物は、第1級アミノ基を有するためラベル化はカスケードブルー(R)と同等に進行すると期待される。この化合物は、それ自身は電荷を持たず、臭素の同位体(79と81がほぼ同数)がマススペクトルにおいて特徴的なピークパターンを与えるので解析が容易になると考えられる。
ラベル化実験操作は、実施例2及び3と同様に行った。
1. Experimental operation:
Labeling agent: Cascade Blue (R) has three anionic sulfo groups, and mass analysis becomes difficult due to the ionization. Therefore, 4-bromobenzylamine was used for labeling for this experiment. Since the labeled compound has a primary amino group, labeling is expected to proceed in the same manner as Cascade Blue (R) . This compound is not charged by itself, and the isotopes of bromine (79 and 81 are almost the same number) give a characteristic peak pattern in the mass spectrum, so it is considered that the analysis is easy.
The labeling experiment was carried out in the same manner as in Examples 2 and 3.
2.HPLC-ESI-MS条件
(1)HPLC: HP1100 nanoLCTM(Bruker Daltonics社)
カラム:キャピラリーHPLCカラム、MonoCap(R) for fast flow(GL Science社)
カラムサイズ 0.05x150mm;、
HPLCカラム(ZorbaxTM 30SB C18(Agilent社)
カラムサイズ 0.3x5cm
移動相:溶媒 A: 0.1%ギ酸水溶液;溶媒 B: 0.1%ギ酸アセトニトリル溶液
流速:0.3μL/min
勾配:0 min/溶媒A:B =95:5, 40 min/溶媒A:B =10:90
(2)ESI-MS:micrOTOF-QTM II w/ online nanosprayer(Bruker Daltonics社)
2. HPLC-ESI-MS conditions
(1) HPLC: HP1100 nanoLC TM (Bruker Daltonics)
Column: Capillary HPLC column, MonoCap (R) for fast flow (GL Science)
Column size 0.05x150mm;
HPLC column (Zorbax TM 30SB C18 (Agilent)
Column size 0.3x5cm
Mobile phase: Solvent A: 0.1% formic acid aqueous solution; Solvent B: 0.1% formic acid acetonitrile solution Flow rate: 0.3 μL / min
Gradient: 0 min / solvent A: B = 95: 5, 40 min / solvent A: B = 10: 90
(2) ESI-MS: micrOTOF-Q TM II w / online nanosprayer (Bruker Daltonics)
3.結果
128個のアミノ酸からなるモノマーサブユニットの中で、Asp-108(108番目のアスパラギン酸)が特異的にラベル化されていることが明らかとなった。興味深いことに一次構造では近傍の105番と109番にもAspが存在しているがそれらのカルボキシル基は修飾されていないことがわかった。
3. result
It was revealed that Asp-108 (the 108th aspartic acid) was specifically labeled among the 128 amino acid monomer subunits. Interestingly, it was found that Asp was also present in the neighboring structures 105 and 109 in the primary structure, but their carboxyl groups were not modified.
NCBI (National Center for Biotechnology Information)よりダウンロードしたアビジンとビオチン誘導体(N-Biotinyl-6-aminohexanoic acid)の複合体のX線データに基づくと、結合部位周辺の表面のアミノ酸(カルボキシル基を有するAsp又はGlu)のうち、修飾リガンド化合物の反応部位に最も近い位置に存在すると考えられるものがAsp-108であることが確認された。一方、105番と109番のAspではそれらのカルボキシル基は触媒に対して反対側を向いているようにみえる(図12) 。これにより、アビジンとビオチン誘導体の反応部位がラベル化されることが確認された。 Based on the X-ray data of the complex of avidin and biotin derivative (N-Biotinyl-6-aminohexanoic acid) downloaded from NCBI (National Center for Biotechnology Information), the surface amino acids around the binding site (Asp with carboxyl group or Of Glu), it was confirmed that Asp-108 was considered to be present at the position closest to the reaction site of the modified ligand compound. On the other hand, in Asp of No. 105 and No. 109, the carboxyl groups seem to face the opposite side with respect to the catalyst (FIG. 12). Thereby, it was confirmed that the reaction site of avidin and a biotin derivative is labeled.
(実施例6)アセチルコリン受容体の特異的ラベル化
ニコチン様アセチルコリン受容体の拮抗阻害薬であるヘキサメトニウムに着目し、その片方のメチル基の側鎖を伸ばして末端に触媒部位となるジメチルグリシンを導入した。第4級アンモニウムが一つ又は二つ存在し、その距離が適切に保たれていれば受容体への結合能は維持できると期待される。結合部位は膜内在性の受容体の親水性部に存在するので、その近傍である親水性タンパク表面には標的となるアスパラギン酸やグルタミン酸が十分に存在すると考えられる。
Example 6 Specific Labeling of Acetylcholine Receptor
Focusing on hexamethonium, a competitive inhibitor of nicotinic acetylcholine receptor, we extended the side chain of one of the methyl groups and introduced dimethylglycine as a catalytic site at the end. If one or two quaternary ammoniums are present and the distance is appropriately maintained, the binding ability to the receptor is expected to be maintained. Since the binding site exists in the hydrophilic part of the membrane-bound receptor, it is considered that target aspartic acid and glutamic acid are sufficiently present on the hydrophilic protein surface in the vicinity thereof.
1.修飾リガンド化合物の設計:
実際に図のような修飾リガンド化合物を合成して、アメリカ産シビレエイの電気器官から得られた膜画分に対してラベル化反応を検討した。
1. Design of modified ligand compounds:
Actually, a modified ligand compound as shown in the figure was synthesized, and the labeling reaction was examined on the membrane fraction obtained from the electric organ of American American rayray.
1)ヨウ化[6-(ジメチルアミノ)ヘキシル]トリメチルアンモニウム([6-(Dimethylamino)hexyl]trimethylammonium iodide)の合成
N,N,N',N'-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン(N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine) (1.72 g, 10 mmol) の CH3CN (40 mL) 溶液にヨウ化メチル (1.42 g, 10 mmol)の CH3CN (10 mL) 溶液を窒素下、室温で滴下した。反応混合物を室温で2時間攪拌し、生じた沈殿をろ過で除きろ液を濃縮した。得られた固体を2-プロパノール/エチルエーテルで再結晶し白色固体を得た。 N, N, N ', N'-Tetramethyl-1,6-hexanediamine (N, N, N', N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine) (1.72 g, 10 mmol) in CH 3 CN ( 40 mL) A solution of methyl iodide (1.42 g, 10 mmol) in CH 3 CN (10 mL) was added dropwise to the solution at room temperature under nitrogen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 2 hours, the resulting precipitate was removed by filtration, and the filtrate was concentrated. The obtained solid was recrystallized from 2-propanol / ethyl ether to obtain a white solid.
1.74 g, 収率55.4%。 m.p. 142-144℃.
1H NMR (400 MHz,DMSO-d6) δ: 1.41 (m, 4H), 1.53 (m, 2H), 1.80 (m, 2H), 2.24 (s, 6H), 2.32 (t, J = 7.62 Hz, 2H), 3.13 (s, 9H), 3.35 (m, 2H).
13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 22.0, 25.6, 26.3, 26.8, 45.2, 52.2, 58.9, 65.3. IR (KBr) cm-1: 3493, 2934, 2811, 2775, 1482. HRESI-MS m/z: Calcd for C11H27N2 + [M]+ 187.2169, found 187.2169.
1.74 g, yield 55.4%. mp 142-144 ° C.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 1.41 (m, 4H), 1.53 (m, 2H), 1.80 (m, 2H), 2.24 (s, 6H), 2.32 (t, J = 7.62 Hz, 2H), 3.13 (s, 9H), 3.35 (m, 2H).
13 C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 22.0, 25.6, 26.3, 26.8, 45.2, 52.2, 58.9, 65.3. IR (KBr) cm -1 : 3493, 2934, 2811, 2775, 1482. HRESI-MS m / z: Calcd for C 11 H 27 N 2 + [M] + 187.2169, found 187.2169.
2)2-(ジメチルアミノ)酢酸 6-ブロモヘキシル(6-Bromohexyl 2-(dimethylamino)acetate)の合成
N,N-ジメチルグリシン塩酸塩(N,N-Dimethylglycine hydrochloride)(1.39 g, 10 mmol) のCH2Cl2 (40 mL)溶液に、4-(ジメチルアミノ)ピリジン(4-(dimethylamino)pyridine)(DMAP; 1.46 g, 12 mmol) 及び EDC・HCl (2.30 g, 12 mmol)を窒素下 0°Cで加え、同温で1時間攪拌した。反応温度を室温まで上昇させた後、6-ブロモ-1-ヘキサノール(6-bromo-1-hexanol)(1.81 g, 10 mmol) の CH2Cl2 (10 mL)を滴下し、更に室温で3時間攪拌した。反応混合物をCH2Cl2 で抽出し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー[EtOAc-Hexand (1:1)]で精製し、目的物を無色油状物質として得た。 To a solution of N, N-Dimethylglycine hydrochloride (1.39 g, 10 mmol) in CH 2 Cl 2 (40 mL), add 4- (dimethylamino) pyridine (4- (dimethylamino) pyridine). (DMAP; 1.46 g, 12 mmol) and EDC · HCl (2.30 g, 12 mmol) were added at 0 ° C. under nitrogen, followed by stirring at the same temperature for 1 hour. After raising the reaction temperature to room temperature, 6-bromo-1-hexanol (1.81 g, 10 mmol) of CH 2 Cl 2 (10 mL) was added dropwise, and further at room temperature 3 Stir for hours. The reaction mixture was extracted with CH 2 Cl 2 and concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography [EtOAc-Hexand (1: 1)] to obtain the desired product as a colorless oil.
2.01 g, 収率76%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 1.32-1.52 (m, 4H), 1.62-1.71 (quint J = 6.72 Hz, 2H), 1.83-1.91 (quint J = 6.78 Hz, 2H), 2.35 (s, 6H), 3.16 (s, 2H), 3.53 (t, J = 6.78 Hz, 2H), 4.13 (t, J = 6.72 Hz, 2H).
13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 25.0, 27.7, 28.4, 32.5, 33.6, 45.2, 60.4, 64.3, 170.6. IR (neat) cm-1: 2937, 1747. HRESI-MS m/z: Calcd for C10H20BrNO2 [M+H]+ 266.0750, found 266.0741.
2.01 g, 76% yield.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 1.32-1.52 (m, 4H), 1.62-1.71 (quint J = 6.72 Hz, 2H), 1.83-1.91 (quint J = 6.78 Hz, 2H), 2.35 (s, 6H), 3.16 (s, 2H), 3.53 (t, J = 6.78 Hz, 2H), 4.13 (t, J = 6.72 Hz, 2H).
13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ: 25.0, 27.7, 28.4, 32.5, 33.6, 45.2, 60.4, 64.3, 170.6. IR (neat) cm -1 : 2937, 1747. HRESI-MS m / z: Calcd for C 10 H 20 BrNO 2 [M + H] + 266.0750, found 266.0741.
3)ジメチル[6-(2-ジメチルアミノアセトキシ)ヘキシル](dimethyl[6-(2-dimethylaminoacetoxy)hexyl])の合成
臭化ヨウ化6-(トリメチルアンモニオ)ヘキシルアンモニウム([6-(trimethylammonio)hexylammonium bromide iodide)上で合成したヨウ化[6-(ジメチルアミノ)ヘキシル]トリメチルアンモニウム(6-(dimethylamino)hexyl]trimethylammonium iodide)(314 mg, 1mmol) の CH3CN (10 mL) 溶液に 2-(ジメチルアミノ)酢酸 6-ブロモヘキシル(6-bromohexyl 2-(dimethylamino)acetate) (400 mg, 1.5 mmol) の CH3CN (5 mL) 溶液を室温で滴下し、室温で72時間攪拌した。反応溶液にエチルエーテル (50 mL)を加え目的物を白色沈殿として析出させ、上澄みを取り除いた。得られた固体を再結晶(CH3CN/エチルエーテル)で再結晶し目的物を白色固体として得た。 6- (Trimethylammonio) hexylammonium bromide iodide [6- (dimethylamino) hexyl] trimethylammonium iodide synthesized on [6- (trimethylammonio) hexylammonium bromide iodide) iodide) (314 mg, 1 mmol) in CH 3 CN (10 mL) solution of 6-bromohexyl 2- (dimethylamino) acetate (400 mg, 1.5 mmol) in CH 3 CN (5 mL) solution was added dropwise at room temperature, and the mixture was stirred at room temperature for 72 hours. Ethyl ether (50 mL) was added to the reaction solution to precipitate the target product as a white precipitate, and the supernatant was removed. The obtained solid was recrystallized by recrystallization (CH 3 CN / ethyl ether) to obtain the desired product as a white solid.
280 mg, 収率48% m.p. 98-103℃.
1H NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 1.40-1.50 (m, 8H), 1.65-1.92 (m, 8H), 2.34 (s, 6H), 3.11 (s, 6H), 3.17 (s, 9H)< 3.22 (s, 2H), 3.25-3.45 (m, 6H), 4.10-4.18 (t, J = 6.35 Hz, 2H).
13C NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 23.4, 23.5, 23.7, 26.5, 26.66, 26.67, 27.0, 29.5, 45.4, 51.3, 53.73, 60.7, 65.3, 65.5, 67.6, 171.7. IR (KBr) cm-1: 3470, 2945, 1740, 1482, 1203. HRESI-MS m/z: Calcd for C21H47N3O2 +2 [M]+2 186.6828, found 186.6898.
280 mg, Yield 48% mp 98-103 ° C.
1 H NMR (400 MHz, CD 3 OD) δ: 1.40-1.50 (m, 8H), 1.65-1.92 (m, 8H), 2.34 (s, 6H), 3.11 (s, 6H), 3.17 (s, 9H ) <3.22 (s, 2H), 3.25-3.45 (m, 6H), 4.10-4.18 (t, J = 6.35 Hz, 2H).
13 C NMR (100 MHz, CD 3 OD) δ: 23.4, 23.5, 23.7, 26.5, 26.66, 26.67, 27.0, 29.5, 45.4, 51.3, 53.73, 60.7, 65.3, 65.5, 67.6, 171.7. IR (KBr) cm -1 : 3470, 2945, 1740, 1482, 1203. HRESI-MS m / z: Calcd for C 21 H 47 N 3 O 2 +2 [M] +2 186.6828, found 186.6898.
2.アセチルコチリン受容体を含む膜画分に対するアフィニティーラベル化反応
膜画分はアメリカ産シビレエイ(Torpedo californica)の電気器官から文献公知の方法に準じて調製した(J. Elliott, S. G. Blanchard, W. Wu, J. Miller, C. D. Strader, P. Hartig, H.-P. Moore, J. Racs, M. A. Raftery, Biochem. J., 1980, 185, 667)。
217mgのタンパク質を含む受容体画分にヘキサメトニウム構造を有する修飾リガンド化合物(0.44 mM)、カスケードブルー(R)(1.1 mM),およびCDMT(1.1 mM)を加え、(0.1 M NaCを含む50 mMリン酸緩衝液pH8.0;全量0.20 mL;括弧内は反応濃度)、ボルテックス(R)で攪拌後4℃で24時間攪拌した。反応液を遠心分離後、上澄みを除去し、沈殿に再び同緩衝液を加えて遠心し、上澄みを除いた。この操作を5回繰り返した後、沈殿を実施例4と同手法にてSDS-PAGEを行い、CBB (Coomasie Brilliant Blue) 及び本発明のラベル化による蛍光検出を行った。その結果を、図13に示した。
2. Affinity labeling reaction for membrane fraction containing acetylcotylin receptor Membrane fraction was prepared from an electric organ of Torpedo californica according to methods known in the literature (J. Elliott, SG Blanchard, W. Wu J. Miller, CD Strader, P. Hartig, H.-P. Moore, J. Racs, MA Raftery, Biochem. J., 1980, 185, 667).
To a receptor fraction containing 217 mg of protein, a modified ligand compound having a hexamethonium structure (0.44 mM), Cascade Blue (R) (1.1 mM), and CDMT (1.1 mM) are added (50 containing 0.1 M NaC). mM phosphate buffer pH 8.0; total volume 0.20 mL; reaction concentration in parentheses), vortex (R) and then stirred at 4 ° C. for 24 hours. After centrifuging the reaction solution, the supernatant was removed, and the same buffer was added again to the precipitate, followed by centrifugation to remove the supernatant. After repeating this operation five times, the precipitate was subjected to SDS-PAGE in the same manner as in Example 4 to detect fluorescence by CBB (Coomasie Brilliant Blue) and labeling of the present invention. The results are shown in FIG.
図13の符号の説明は以下のとおりである。
レーン1:分子マーカー
レーン2:ARM
レーン3:alkali M
レーン4:ARM(アフィニティーラベル化)
レーン5:alkali M(アフィニティーラベル化)
ARM(アセチルコリンが豊富な膜、AChR-ruch membrane)
alkali M(アルカリ処理ARM)
The reference numerals in FIG. 13 are described as follows.
Lane 1: Molecular marker Lane 2: ARM
Lane 3: alkali M
Lane 4: ARM (affinity labeling)
Lane 5: alkali M (affinity labeling)
ARM (AChR-ruch membrane)
alkali M (alkali treatment ARM)
以上詳述したように、本発明の方法により、標的高分子化合物を効果的にラベル化することができる。
例えば、リガンド化合物となりうる候補化合物が複数種類存在する場合に、候補化合物が標的高分子化合物と相互作用した場合にラベル化されれば、ラベル化によるシグナルを検出することでリガンド化合物を選別し、スクリーニングすることができる。また、高分子標的化合物が複数種存在する場合に、リガンド化合物と相互作用しうる高分子標的化合物を検出することもでき、スクリーニングすることができる。これにより、酵素と基質の反応や、受容体とアゴニスト若しくはアンタゴニストの相互作用を容易に確認することができ、例えば可逆的反応などにより従来では容易にラベル化できず、検出が容易でなかった場合でも、本発明の方法によると容易に相互作用しうる物質を検出することができる。
さらに、本発明の方法は、標的高分子化合物のリガンド結合部位に対して空間的に近傍に位置する酸性アミノ酸残基を特定することができ、リガンド化合物の修飾部位を変えることによってリガンド化合物の結合に必要な標的高分子化合物の化学構造を知ることができる。
As described in detail above, the target polymer compound can be effectively labeled by the method of the present invention.
For example, when there are multiple types of candidate compounds that can be ligand compounds, if the candidate compound is labeled when it interacts with the target polymer compound, the ligand compound is selected by detecting the signal due to the labeling, Can be screened. In addition, when a plurality of types of polymer target compounds are present, a polymer target compound that can interact with a ligand compound can also be detected and screened. This makes it possible to easily confirm the reaction between the enzyme and the substrate, and the interaction between the receptor and the agonist or antagonist. For example, when reversible reaction has not been possible to label easily and detection has been easy However, according to the method of the present invention, a substance that can interact easily can be detected.
Furthermore, the method of the present invention can identify an acidic amino acid residue located spatially close to the ligand binding site of the target polymer compound, and binding of the ligand compound by changing the modification site of the ligand compound The chemical structure of the target polymer compound required for
以上により、例えば新規医薬品の開発において、標的高分子化合物と候補物質の相互作用に関し、従来ではスクリーニングすることができなかったものについても、本発明のアフィニティーラベル化方法を適用することにより、容易にスクリーニングすることができる。さらには、標的高分子化合物について、リガンド化合物の結合に必要な化学構造を知ることで、最も効果的な候補物質を設計することも可能となる。 As described above, for example, in the development of a new drug, it is easy to apply the affinity labeling method of the present invention to those that could not be screened conventionally regarding the interaction between the target polymer compound and the candidate substance. Can be screened. Furthermore, the most effective candidate substance can be designed by knowing the chemical structure necessary for the binding of the ligand compound for the target polymer compound.
Claims (11)
1)前記標的高分子化合物と相互作用しうる化合物(リガンド化合物)を第3級アミンで修飾する工程;
2)前記標的高分子化合物、及び前記第3級アミンで修飾したリガンド化合物を混合する工程;
3)さらに1,3,5-トリアジン化合物を前記標的高分子化合物へ反応させる工程;
4)さらに標識部位を分子構造中に含むアミン化合物を反応させる工程。 A method for affinity labeling of a target polymer compound comprising the following steps:
1) a step of modifying a compound (ligand compound) capable of interacting with the target polymer compound with a tertiary amine;
2) mixing the target polymer compound and the ligand compound modified with the tertiary amine;
3) a step of further reacting the 1,3,5-triazine compound with the target polymer compound;
4) A step of reacting an amine compound further containing a labeling site in the molecular structure.
[R11及びR12のうち1つ又は2つは、標識性の官能基であり、残りはそれぞれ独立して水素又は炭素数1〜6のアルキル基、アリール基、又はアンモニオ基、スルホ基、硫酸基若しくはリン酸基等を有するアルキル基である。] The affinity labeling method according to claim 1, wherein the amine compound is represented by R 11 R 12 NH.
[One or two of R 11 and R 12 are a labeling functional group, and the rest are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an ammonio group, a sulfo group, An alkyl group having a sulfate group or a phosphate group. ]
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