Fluorescently tagged ligand |
|||||||
申请号 | JP2011158396 | 申请日 | 2011-07-19 | 公开(公告)号 | JP2012006935A | 公开(公告)日 | 2012-01-12 |
申请人 | Cellaura Technologies Ltd; セルオーラ テクノロジーズ リミテッドCellAura Technologies Limited; | 发明人 | GEORGE MICHAEL; HILL STEPHEN JOHN; KELLAM BARRIE; MIDDLETON RICHARD JOHN; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a library of tagged non-peptide ligands comprising one or a plurality of ligand moieties each linked to one or a plurality of different tag moieties.SOLUTION: The library comprises a plurality of tagged ligands of formula (I): (LigJ)L(JTag)(JL(JLig)). The library further comprises one or a plurality of same or different ligand moieties Lig each linked to one or a plurality of same or different tag moieties Tag via same or different linker moieties L and same or different linking site or linking functionality Jand J. In the formula (I), Lig comprises a G-protein coupled receptor ligand, an inhibitor of an intracellular enzyme or a substrate or inhibitor of a drug transporter; and L is a single bond or is any linking moiety selected from a heteroatom such as N, O, S, P. | ||||||
权利要求 | 式I (LigJL)mL(JTTag)m(JTL(JLLig)m)pの複数のタグ付き非ペプチドリガンド及びその塩を含むライブラリーであって、 同じか又は異なるリンカー部分L 並びに同じか又は異なる連結部位又は連結官能基J T及びJLを介して1つ又は複数の同じか又は異なるタグ部分Tagに各々が連結された1つ又は複数の同じか又は異なるリガンド部分Ligを含み、 式I 中、Ligは、GPCRリガンド、細胞内酵素の阻害剤又は薬物輸送体の基質若しくは阻害剤を含み; Lは、単結合であるか、又はN、O、S、Pのようなヘテロ原子、任意選択でヘテロ原子を含有する飽和若しくは不飽和の分枝鎖若しくは直鎖のC1〜600ヒドロカルビル及びそれらの組合せから選択される任意の連結部分であり、モノマーであっても、2個から30個までのオリゴマー反復を有するオリゴマーであっても、30個を超えて300 個までのポリマー反復を有するポリマーであってもよく; Tagは、任意の既知又は新規のタグ付き基質であり; m は、1から3までの整数から各々独立して選択され; p は、0から3までであり、 連結が、異なるLig、JL、L、JT及び/ 又はTagを含む化合物中の同じか又は異なる連結部位に存在し、同じLig、JL、L、JT及び/又はTagを含む化合物中の異なる連結部位に存在することを特徴とするライブラリー。 |
||||||
说明书全文 | 本発明は以下に関する:各々が1つ又は複数の異なるタグ部分に連結された1つ又は複数のリガンド部分を含むタグ付き非ペプチドリガンドのライブラリー;このライブラリーの調製方法;ライブラリーの合理的設計及びタグ付きリガンドのライブラリーからの選択のための方法;タグ付き非ペプチドリガンドのライブラリーの調製のための、反応性非ペプチドリガンド及び反応性タグ付き基質を含むキット;それらの薬理学についての情報と関連付けられたタグ付き非ペプチドリガンド;新規タグ付きリガンド;新規リガンド前駆体及びこの前駆体の調製方法;レセプター結合(例えば、Gタンパク質共役レセプター(GPCR)結合)又は細胞内酵素の阻害(例えば、サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼの阻害)及び薬物輸送体(例えば、ヌクレオシド輸送体又はATP結合カセット輸送体)への薬物の結合を研究すること;より具体的には、共焦点顕微鏡法及び蛍光活性化分類及び蛍光相関顕微鏡法のような技術を使用して、細胞集団又は単一の細胞(例えば、急性に分散された細胞)においてこれらの相互作用を研究することにおける、既知及び新規のタグ付きリガンド並びにタグ付きリガンドのライブラリーの使用。 アデノシン−A 1レセプター(A 1 −AR)は、脳、心臓、脂肪組織及び筋肉を含む種々の組織において見出され、多数の状態の病態生理学において示されているGPCRである(Ralevic,V.及びBurnstock,J(1998)Pharmacol.Rev.50、415)。 最近、A 1 −AR薬理学の研究は、例えば放射性リガンド結合のような技術を使用して、多数で増殖し得る細胞においてのみ充分に実施できる。 オートラジオグラフィーは、単一の細胞の研究を可能にするが結合の直接的な読み取りを可能にせず、結合の結果を得るためにフィルムを現像するのに4週間〜6週間までかかる可能性がある。 この問題点を克服するために、ごく少数の蛍光リガンドが、共焦点顕微鏡法(CSLM)、共焦点プレートリーダー、蛍光偏光プレートリーダー及び蛍光相関分光法(FCS)を使用して、単一の細胞においてレセプターを可視化すること及び定量的なレセプター−リガンド結合データを得ることにおける使用のために適合されている。 共焦点顕微鏡法は、細胞を通る断面の可視化を可能にし、細胞の縁部での蛍光体の濃度は、膜レセプターの結合を示す。 FCSは蛍光種の拡散特徴を分析し、速く拡散する遊離リガンドは、ゆっくりと拡散するレセプター結合リガンドから識別することができ、その体積が細胞膜に局在化される場合には同時に定量できる。 McGrathら、TiPS November 1996(第17巻)393−399は、共焦点顕微鏡法及び蛍光活性化細胞分類(FACS)を使用するレセプターの数を示すリガンド−レセプター複合体の量を報告するための細胞レセプターの研究において、より伝統的な放射性リガンドの代わりに蛍光リガンドを使用する可能性を概説している。 彼は、レセプターの特性を研究するのではなくレセプターの局在化に主に狙いを定めて、それらの結合部位を同定することを望んで蛍光分子をレセプターリガンドにコンジュゲート化する際に多数の試みがなされていることを述べている。 いくつかの化合物は、レセプターに結合した場合に蛍光を発するが、水相中で低いバックグラウンドノイズを与えることが報告されている。 報告された目的は、レセプターに結合した場合に蛍光を保持し、未結合の薬物が洗浄して除かれた場合に結合したままである蛍光薬物を産生することであった。 したがって、非常に高いレセプター結合親和性が必要であった。 概説された研究は、ニコチン性レセプター、βアドレノセプター、オピオイドGPCR型レセプター、ヒスタミン、ニューロテンシン及びα−アドレノセプターに結合する蛍光リガンドを含んでいる。 この刊行物は、共焦点顕微鏡法の利点もまた概説している。 これらのリガンドの薬理学的特性を研究するためになされた試みが、上記の場合のいくつかにおいてのみ報告されている。 しかし、レセプター又はレセプターのクラスを可視化するための試みでうまくいくことが示されているものは非常に少ない。 薬理学的特性は通常、任意のレセプター結合リガンドへの蛍光体の連結によってある程度まで影響を受け、このような特性には、結合親和性及びレセプターの活性化又はその他における変化、即ちアゴニスト特性又はアンタゴニスト特性における変化が含まれる。 この蛍光リガンドの薬理学は、観察された結合結果を定量するためのいずれの研究においても既知であることが重要である。 実際、GPCRに対する非ペプチド蛍光リガンドの合成は、深刻な問題を提示している。 合成されている細胞表面レセプターに対するいくつかの市販の非ペプチド蛍光リガンドには、ヒスタミン−BODIPY(商標)FL及び(以下に記載する)CGP12177−BODIPY(商標)TMR(Molecular Probes)が含まれる: これらは、目的のタンパク質上の任意の反応性部位への非特異的結合を与え、通常、この結合の性質又は位置を知る必要はない。 しかし、これらのタンパク質は、本発明において想定された薬物(例えば、XAC(キサンチンアミンコンジナー)など)を含む非ペプチドリガンドよりも大きい分子である。 多数のGPCRレセプターに対するリガンド結合部位はまた、レセプターの膜貫通領域内の深いところに通常存在し、したがって、薬理学的活性を保持するような方法で蛍光体に結合することは挑戦である。 これらのBDI蛍光体はどれも、GPCRにおいて規定された特性を有するが、むしろ「付加的(add−on)」プローブとして蛍光体を有する蛍光アゴニスト/アンタゴニストの特異的設計に関係しない。 したがって、まとめると、蛍光リガンド並びに特にFCS及びCM結合研究に適切な非ペプチド蛍光リガンドの入手可能性は実質的に存在しない。 このような化合物の調製は型どおりの作業からは程遠く、薬理学を確立するための試みはほとんどなされていない。 上記のMcGrathが、研究されたレセプター型のいくつかを考察しただけである。 さらに、かなりの先行技術において統一されたアプローチは存在しない。 個々の研究は、特定の薬物クラス及び又は特定の蛍光体の使用に限定された蛍光リガンドシステムを扱ってきた。 このようなシステムは、得ることができる情報及び調査できるシステムの数の両方において限定的である。 したがって、親和性並びにアゴニスト特性及びアンタゴニスト特性の両方に関して確立された薬理学と共に、信頼性のある有効なレセプターの可視化及びレセプターの選択性を与える、所望のレセプターにおける結合についての新規選択的蛍光リガンドが必要とされる。 本発明者らはここで、必要とされる規定された薬理学的特徴を有する所望のGPCRに対して選択的な蛍光タグ付きリガンドの選択のための方法において使用され得る、合理的に設計された蛍光タグ付きリガンドのライブラリー及びこのライブラリーの調製のために方法を提供するための蛍光リガンド設計に学際的なアプローチを適用した。 このライブラリーは、レセプター結合能の保持及びレセプター結合能を妨害することも既知の様式で結合能を改変することもない様式での連結を提供する蛍光リガンドの選択を可能にする所望の部位での連結を有する既知又は新規の蛍光リガンドを提供するために、任意の蛍光体への連結のための化学官能基を含む好ましくは非ペプチドリガンド前駆体から得られる。 リンカー前駆体はまた、蛍光部分又は任意の他の所望の非親水性プローブへの連結に際して、改善された特性(例えば水溶性)を提供し得る。 本発明の最も広い態様において、式I 好ましくは、このライブラリーは、LigとしてNECAを含まず、TagとしてダンシルアミドもNBDも含まず、各Jとして単結合を含まず、且つLとしてC 3〜12のメチレン鎖を含まない。 本発明の新規性は、特異的にタグ付きされたリガンド若しくは「薬物」(例えば、蛍光リガンド)又は既知若しくは選択可能な薬理学特性を有する「薬物」の設計に関する。 この成功のために重要なことは、各タグ又は蛍光体が得られた生成物の薬理学に対して特定の影響を有するということであり、この化合物が前駆体薬物の特性を保持すると仮定することは誤りである。 好ましくは、このライブラリーは、前駆体リガンドの特性を保持するタグ付きリガンド又は蛍光リガンドの選択のための基礎として使用できる連結部位及びリガンド部分における改変を示すライブラリーメンバーの合理的設計によって構築される。 好ましくは、このライブラリーは、非タグ付きリガンドの特性に対応する確認された特性を有する、規定され充分に特徴付けられた複数のタグ付きリガンドを含む。 GPCRリガンドは、アデノシンレセプター、β−アドレノセプター、ムスカリン性レセプター、ヒスタミンレセプター、オピオイドレセプター、カナビノイドレセプター、ケモカインレセプター、α−アドレノセプター、GABAレセプター、プロスタノイドレセプター、5−HT(セロトニン)レセプター、興奮性アミノ酸レセプター(例えばグルタミン酸)、ドーパミンレセプター、プロテアーゼ活性化レセプター、ニューロキニンレセプター、アンギオテンシンレセプター、オキシトシンレセプター、ロイコトリエンレセプター、ヌクレオチドレセプター(プリン及びピリミジン)、カルシウム感知レセプター、甲状腺刺激ホルモンレセプター、ニューロテンシンレセプター、バソプレシンレセプター、嗅覚レセプター、核酸塩基レセプター(例えばアデノシン)、リゾホスファチジン酸レセプター、スフィンゴ脂質レセプター、チラミンレセプター(微量アミン)、遊離脂肪酸レセプター及びサイクリックヌクレオチドレセプターなどに対するアゴニスト又はアンタゴニストとして有効な任意の化合物から選択でき;好ましくは、GPCRレセプターに対する、例えばa)アデノシンレセプターアンタゴニストb)アデノシンレセプターアゴニストc)β−アドレノセプターアゴニスト及びd)β−アドレノセプターアンタゴニストである。 好ましくは、リガンドは非ペプチドリガンドである。 細胞内酵素の阻害剤は好ましくは、e)細胞内酵素の阻害剤(例えば、サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼの阻害剤);又はその誘導体若しくは類似体である。 好ましくは、このライブラリーは、表面細胞レセプターの結合若しくは細胞内の結合のため、又は生きた細胞に浸透するため若しくはそこから出るために適したタグ付きリガンドを提供する。 したがって、このライブラリーは、特異的結合適用に適切な薬理学及び特性が保持されることが予測される化合物の合理的設計を示す。 各Tagは、分子をタグ付きする分野において分子を検出するためのマーカー又はレポーター基を形成することが公知であり、且つリガンドに関する分析的研究、特に可視化において使用できる任意の実体から独立して選択でき、これには当技術分野で公知の蛍光体タグが含まれるがこれに限定されない。 さらなるTagが存在してもよく、in situで機能を果たすことができ、例えば、局所的又は標的化された治療効果又は破壊効果を有するように活性化される任意のレーザー活性化Tagであり得る。 これにより、第1段階における可視化Tagによる式Iの化合物の可視化、第2段階におけるレーザー活性化Tagの活性化、及び任意選択で第3段階における式Iの化合物又はそのフラグメントの可視化が可能となる。 例えば、レーザー活性化Tagは、標的化されたタンパク質の破壊について活性化され得るマラカイトグリーンを含んでもよい。 特定の利点において、Tagが、式Iの化合物において又は式Iの化合物によって、レセプターリガンド結合を阻害すること又は細胞内酵素若しくは薬物輸送体阻害を阻害することが予測できる化学実体である場合、このような阻害は、1つ又は複数のライブラリーメンバー中の基L及び/若しくは各Jの存在、又は連結の選択された部位によって、打ち消されるか又は払拭される。 好ましくは、1つ又は複数の又は各々のライブラリー化合物中の各Tagの1つ又は複数は実体Flであり、任意の既知又は新規の蛍光体を含み、それによってこのライブラリーは、その1つ又は複数又はすべてが式I' 各場合において、本発明のライブラリーは、所望の薬理学、可視化、機構などを有する、所望のレセプター、細胞内酵素における、又は薬物輸送体におけるか若しくは薬物輸送体による、所望の結合親和性阻害又は輸送のタグ付きリガンドの選択を提供する。 より好ましくは、ライブラリーは、1つ又は複数の式IIから式III”までの複数の化合物 II (LigJ L ) m LJ T TagJ T L(J L Lig) m であり、式中、各J L及びJ Tは、本明細書で上記定義の通りのJを含み、同じでも異なってもよく、Lig若しくはL及びTag若しくはL又はそれらの組合せ中に本来存在する官能基から誘導でき、連結が、異なるLig、J L 、L、J T及び/又はTagを含む化合物中の同じか又は異なる連結部位に存在し、同一のLig、J L 、L、J T及び/又はTagを含む任意の2つ以上の化合物の場合には異なる連結部位に存在することを特徴とする。 1つの好ましい実施形態において、本発明は、本明細書で上記定義の通りの式Iの化合物のライブラリーを含み、式I中、Lig、J L 、L、J T及びTagはすべての化合物において同じであり、これらの化合物はその連結部位が異なる。 さらに好ましい実施形態において、本発明は、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の化合物のライブラリーを含み、式中、Lig及びJ Lはすべての化合物において同じであり、L及びJ Tはすべての化合物において同じか又は類似であり、Tagはいくつかの化合物又はすべての化合物において異なる。 さらに好ましい実施形態において、本発明は、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の化合物のライブラリーを含み、式中、Lig−及び−Tagはすべての化合物において同じであり、−L−はすべての化合物において異なる。 このライブラリーは、3から250までのタグ付きリガンドを含んでもよい。 好ましくは、このライブラリーは、3から25までのタグ付きリガンドを含む1から10までのファミリーを含み、各ファミリーは、共通のリガンド型のリガンド部分及び3から25までの異なるタグ部分型を含み、これらの異なるタグ部分型の少なくとも1つは蛍光タグであり、より好ましくはこれらの各々が異なる蛍光タグであるか;或いはこのライブラリーは、異なるリガンド型及び異なる蛍光体型の5から250までの蛍光タグ付きリガンドを含む。 異なるFlを含む蛍光リガンドを提供するライブラリーは、例えば、同じ色のネイティブの蛍光を識別するため又は結合部位、酵素、輸送体などの複数の型を識別するための、異なる色の蛍光を用いた結合、阻害又は輸送の研究を可能にするのに有用である。 即ち蛍光体への連結によって改変されたリガンドは典型的に、結合親和性、阻害又は輸送における変化を受けることが公知であり、適切には、本発明のライブラリーは、特定のGPCR、細胞内酵素又は薬物輸送体についての結合親和性又は阻害又は輸送を含む各化合物の薬理学の特徴付けを含む。 好ましくは、このライブラリーは、アゴニスト、アンタゴニスト、基質若しくは阻害剤としての呼称を含む、GPCRレセプターへの結合若しくはGPCRレセプターの阻害、又は細胞内酵素(例えば、サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼ)の阻害、又は薬物輸送体の阻害若しくは薬物輸送体による輸送の阻害についての薬理学、並びに結果の定量を可能にする親和性若しくは阻害などの測定に関する、このライブラリーに含まれる各タグ付きリガンドについての情報を含む。 リガンドを調製する先行技術の方法において、連結部位は多くの場合には非特異的であるか又は未知であったが、Molecular Probesのリガンドの場合にはせいぜい特異的又は既知ではあっても、所望の効果について予め決定も設計も合理化もされていなかった。 好ましくは、本発明のライブラリーにおいて、タグ付きリガンドは、リガンドレセプター結合、阻害若しくは輸送がより高い程度に維持されるか又はより低い程度まで改変若しくは阻害される、多数の連結部位のいずれかで連結された蛍光体を含む。 好ましくは、このライブラリーは、反応性前駆体リガンドと、反応性部位の化学官能基を有し、部位特異的な反応及び連結のための関連する試薬との反応に適した反応性蛍光体との反応から設計されたタグ付きリガンドを含み、ここでこの設計は、可能な連結部位のすべて又は多数及び得られた薬理学的特徴の徹底的な調査、並びに好ましい結合特徴、阻害特徴又は輸送特徴を提供する1つ又は複数の連結の組合せの選択の結果である。 好ましくは、Ligは、 リンカーLは、蛍光部分を含むように改変された場合にリガンド構造からこの蛍光部分の隔てることによってリガンドの親和性の喪失を防止することを含む多数の機能を果たすことができ、この場合、LigとFlとの直接的な連結によって改変することは、リガンドの結合、阻害又は輸送を妨害し、この場合、リンカーLは、適切な場合には、短い鎖、中間の鎖又は長い鎖の構造として設計できる。 式I又は式I'のライブラリー化合物は、リンカー部分を提供するリンカー前駆体又はその成分の1つ又は複数の反応性基とリガンド部分を提供する1つ又は複数のリガンド前駆体の反応性基との反応、及びこのリンカー前駆体の1つ又は複数の他の反応性基とタグ部分を提供する蛍光タグ前駆体のような1つ又は複数のタグ前駆体の反応性基との反応による合成から誘導される本明細書で上記定義の通りの官能基Jを任意選択で含んでもよい。 本発明の特定の利点において、リンカーL及び/又は連結部位若しくは連結官能基Jは、蛍光部分とリガンドとの連結を促進し、この場合、それぞれの部分の基が反応性でないか、又は立体化学若しくは他の効果が連結を阻害するか、又は市販の前駆体リガンド及び蛍光体中に存在する反応性基の反応がそれらの中に存在する官能基のための保護基を含むことを必要とし、この場合、リンカーは、短い鎖、中間の鎖又は長い鎖の構造から通常誘導される。 さらなる利点において、リンカー−L−は、3つ以上のリガンドLig及びタグFlを連結するトリ官能性、テトラ官能性、ペンタ官能性又はヘキサ官能性の前駆体から誘導でき、改変されたか又はより複雑な結合、阻害若しくは輸送及び関連する薬理学(例えば、複数のレセプター部位への結合)がレセプター二両体化(例えば、ホモ二両体化又はヘテロ二両体化)を調査することを可能にする。 本発明のさらなる利点において、リンカーLは、細胞膜の横断、疎水性、親水性などを必要に応じて促進する特性を付与でき、この場合、リンカーは通常任意の官能化された構造である。 好ましくはLは、飽和又は不飽和の単結合又は二重結合、−O−、−S−、アミン、COO−、アミド、−NN−ヒドラジン;並びに飽和又は不飽和の置換されているか又は置換されていないC 1〜600 、好ましくはC 1〜300 、より好ましくはC 1〜100の分枝鎖又は直鎖の脂肪族、芳香族、脂環式及びそれらの組合せから選択され、これらのいずれかは、N、O、S、Pから選択される1つ又は複数のヘテロ原子を含むことができ、任意選択の置換基が、C 1〜20の脂肪族、芳香族又は脂環式の置換基のいずれかから選択され、これらの置換基のいずれかは、本明細書で上記定義の通りの1つ又は複数のヘテロ原子、ヒドロキシ、チオール、ハロ、アミン、ヒドラジン、オキソ、シアノ、カルボニルなどを含んでもよい。 より好ましくはLは、単結合、−O−、−S−、アミノ;並びに任意選択で1つ又は複数のヘテロ原子を含み(このヘテロ原子は本明細書で上記定義の通りである)、任意選択で本明細書で上記定義の通りに置換された、分枝鎖又は直鎖のC 1〜50のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アミノ、シクロアルキル、複素環、アリール、ヘテロアリール及びそれらの組合せ(例えば、アラルキル、アラルキルアミノ、アラルキルアミドなど)から選択され、置換基は、規定された通りのC 1〜12の脂肪族、芳香族又は脂環式の置換基、ヒドロキシ、チオール、ハロ、アミン、オキソ、カルボニルなどから選択される。 J L及びJ Tは、飽和又は不飽和の単結合又は二重結合、−O−、−S−、アミノ、アミド、ヒドラジン、カルボニル、オキソ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、チオキシなどから選択される、蛍光体及び/又はリガンドへの連結のための反応性基又は反応性部位から誘導された官能基を含んでもよい。 Lが単結合又は二重結合を含む場合、J L及びJ Tは、存在する場合には、リンカーと蛍光部分及び/又はリガンド部分から誘導された蛍光体との連結のための反応性基又は反応性部位から誘導された官能基を含んでもよい。 好ましくは、部分J Lm LJ Tmは、モノ、ジ、トリ、テトラ、ペンタ若しくはヘキサ−アミノ、アルキルチオ、アルコキシ、カルボン酸、及びそれらの組合せ、より好ましくはモノ、ジ若しくはトリ−アミノアルキルチオ、アミノアルコキシ、アルコキシカルボン酸、アルコキシアミンなどを含む。 好ましくは、J Lm LJ Tmは、モノ、ジ若しくはトリ−アミノメンタン、アミノエタン、チオエタン、エタン、アミノアシルから、ポリペプチドから、又はモノ又はポリエチレングリコールのジ若しくはトリアミン又はチオのようなジアミン又はジチオのようなそれらのモノ又はポリエーテル誘導体から選択される。 好ましくは、本明細書で上記定義の通りのリンカー部分J Lm LJ Tmは、本明細書で上記定義の通りの単結合若しくは二重結合又は単一の原子若しくは基を含むか、或いはモノ官能性、ジ官能性、トリ官能性又はテトラ官能性の直鎖又は分枝鎖又は環式の置換されているか又は置換されていない式L. I: 好ましくは、J、J'及びJ”の各々は独立して、本明細書で上記定義の通りの単結合若しくは二重結合、NR L 、−O又は−S又は−C(O)又は−NRC(O)又は−C(O)NRであり、 より好ましくは、J Lm LJ Tmは、単結合であるか、又は式 JAq L R L J” より好ましくは、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の各化合物が、本明細書で以下に定義の通りの部分Lig及びLを含み、式中、 のものであり、 のものであり、 のものであり、 の非ペプチドであり; のような、m−CH 2 OH、p−OHフェニル、m−,p−ジヒドロキシフェノール若しくはm−,m−ジヒドロキシフェノール、m−,m−ジCl、p−NH 2フェノール、p−OH、m−CONH 2フェノール又は5−OH、8−キノリンなどが含まれ; から選択されるような、任意選択でOHによって置換され、N、Oから選択されるヘテロ原子を任意選択で含み、好ましくはエーテルOを含む、C 1〜6の分枝鎖若しくは直鎖の脂肪族、C 6〜10の芳香脂肪族から選択され; の非ペプチドであり、 であり、 L. dは、R. c 2として存在し得るか、又は本明細書で上記定義の通りの連結部位若しくは連結官能基Jを構成することができ、L及びその部分式について本明細書で上記定義の通りであり、適切には、本明細書で上記定義の通りの式L. I又はその部分式のものであり、より好ましくは単結合又はL. aについて本明細書で上記定義の通りであり; のものであり、 から選択され、式中、R. e 1からR. e 4までは、上記定義のR. a 1からR. a 4までと同じであるか、或いは式中、R. e 3は、任意選択でヒドロキシ一置換若しくは多置換又はハロ一置換若しくは多置換されたC 5〜9の直鎖若しくは分枝鎖のアルキルであるか、或いはオルト−OEt、 のようなアルコキシ、スルホニルなどによって任意選択で置換されたアリールであり、 のものであり、 は、0個又は1個のNヘテロ原子を含み、且つ は、0個、1個又は2個のNヘテロ原子を含み、且つ不飽和であるか又は1個若しくは2個の−C=C−基若しくは−C=N−基を含み; のものであり、 本明細書で上記定義の通りの連結部位Jは、適切には、結合も阻害も輸送も阻害しない、任意の性質及び位置(即ち任意の部位)のものである。 レセプター結合は複雑であり、特異的結合部位が利用可能であることを必要とし、且つ/又は特定の蛍光リガンドコンフォメーションを必要とし得る。 本発明のライブラリーの蛍光リガンドは、本明細書で上記定義の通りのリガンド部分と蛍光部分とを連結する異なる連結部位によって特徴付けることができる。 結合、阻害又は輸送の挙動及び本発明の蛍光リガンドにおいて変化しないままである特異的標的部位の包括的な知識から、本発明者らは、結合、阻害又は輸送及び薬理学的特性の所望される保持に適切な連結部位を選択するための方法を決定することが可能であった。 好ましくは、式I又は式I'の化合物は、可能な結合、阻害又は輸送の部位の選択肢を露出するすべての機能的な連結配置を示す化合物を含む。 Flは、任意の赤色吸収色素、緑吸収色素、近赤外吸収色素、青色吸収色素など及び他のクラスの色素を含んでもよい。 適切には、Flは、特にフルオレセイン、FITCを含むフルオレセイン誘導体並びにOregon Green(商標)及びその誘導体のようなフルオレセイン様分子、Texas red(商標)、7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾール(NBD)及びその誘導体、クマリン及び誘導体、塩化ダンシルの誘導体を含むナフタレン又はその類似体若しくは誘導体、Cascade Blue(商標)、EvoBlue及びその蛍光誘導体、ピレン及びピリジルオキサゾール誘導体、シアニン色素、dyomics(DY色素及びATTO色素)及びその蛍光誘導体、Alexafluor色素及び誘導体、市販のBodipy(商標)色素を含むBDI色素、エリスロシン、エオシン、ピレン、アントラセン、アクリジン、蛍光フィコビリンタンパク質及びそれらのコンジュゲート並びにフルオレセイン化(fluoresceinated)マイクロビーズ、テトラメチルローダミン、X−ローダミン及びTexas Red誘導体を含む、Rhodamine Green(商標)を含むRhodamine及びその蛍光誘導体、並びにイソシアネート反応性基、スクシンイミジルエステル反応性基又はジクロロトリアジニル反応性基を使用してアミン基にカップリングされたRhodol より好ましくは、Flは、フルオレセイン誘導体並びにOregon Green(商標)及びその誘導体のようなフルオレセイン様分子、Texas red(商標)、7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾール(NBD)及びその誘導体、クマリン及び誘導体、塩化ダンシルの誘導体を含むナフタレン又はその類似体若しくは誘導体、Cascade Blue(商標)、EvoBlue及びその蛍光誘導体、ピレン及びピリジルオキサゾール誘導体、シアニン色素、dionics(DY色素及びATTO色素)及びその蛍光誘導体、Alexafluor色素及び誘導体、市販のBodipy(商標)色素を含むBDI色素、エリスロシン、エオシン、FITC、ピレン、アントラセン、アクリジン、蛍光フィコビリンタンパク質及びそれらのコンジュゲート並びにフルオレセイン化マイクロビーズ、テトラメチルローダミン、X−ローダミン及びTexas Red誘導体を含む、Rhodamine Green(商標)を含むRhodamineその誘導体、並びにRhodol Green(商標)から選択される。 より好ましくは、Flは、フルオレセイン、Texas Red(商標)、Cy5.5若しくはCy5又はそれらの類似体、BODIPY(商標)630/650及びその類似体、DY−630、DY−640、DY−650若しくはDY−655又はそれらの類似体、ATTO 655若しくはATTO 680又はそれらの類似体、EvoBlue 30又はその類似体、Alexa 647又はその類似体を含む。 適切には、Flは、本明細書で上記定義の通りの部分Jによるリガンドへの連結を促進する反応性基を含むか又は含むように改変された、上記市販の蛍光体のいずれかから誘導される。 好ましくはFlは、本明細書で上記定義の通りのライブラリーにおいてリガンドの結合、阻害又は輸送を可視化するのに適切な誘導体又は誘導体の基を形成するように改変された上記市販の蛍光体のいずれかを含んでJ T −t−Flを構成し、式J T −t−Fl中、J Tは本明細書で上記定義の通りであり、本明細書で上記定義の通りの前駆体リガンドへの連結から誘導された官能基を含み、連結基−t−を任意選択で含んでもよく、この連結基−t−は、近位の不飽和部分若しくはアリール部分を含み、中程度に短い鎖、中間の鎖若しくは長い鎖のアルキニル部分又はシクロアルキル部分を含み、且つカルボキシル、スルホネート又はO若しくはSのようなヘテロ原子のような本明細書で上記定義の通りの反応性基を介した連結から誘導された部分、或いは臭化メチルのようなハロゲン化アルキル、ハロアセトアミド、スルホン酸エステル若しくは同様の求電子基での連結から誘導されたメチレンを含む。 例えば、Flは、化合物の蛍光をスペクトルの赤の部分にシフトさせ、吸収最大値を上昇させるか又は連結基能を果たす、例えばヘテロアリール又はアルケニル(例えば、モノエニル基、ジエニル基又はトリエニル基)である、蛍光改変機能を果たす置換基−t−を含んでもよい。 好ましいBODIPY(商標)(4,4−ジフルオロ−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン)蛍光体には、可視スペクトルにわたるものが含まれ、米国特許第4,774,339号;同第5,187,288号;同第5,248,782号;同第5,274,113号;同第5,433,896号;同第5,451,663号に列挙されるものが含まれる。 この群の好ましいメンバーは、上記の特許(これらの内容は、参照として本明細書中に組み込まれる)に記載されるような任意のヘテロアリール置換されたBODIPY(商標)色素から選択される。 適切には、BODIPY(商標)構造を含むJ T −t−Flは、1つ又は2つの縮合環によって任意選択で改変され、アルキル、アルコキシ、アリール、複素環式などのような1つ又はいくつかの置換基によって任意選択で置換された、二フッ化ジピロメテンボロン(dipyrrometheneboron)コアによって特徴付けられ、式J T −t−Fl中、1つの置換基−t−は、本明細書で上記定義の通りのリガンド前駆体への本明細書で上記定義の通りの連結のために適合されており、この置換基−t−は、近位の不飽和部分若しくはアリール部分を任意選択で含み、中程度に短い鎖、中間の鎖若しくは長い鎖のアルキニル部分又はシクロアルキル部分を含み、且つカルボキシル、スルホネート又はO若しくはSのようなヘテロ原子のような本明細書で上記定義の通りの反応性基を介した連結から誘導された部分、或いは臭化メチルのようなハロゲン化アルキル、ハロアセトアミド、スルホン酸エステル若しくは同様の求電子基での連結から誘導されたメチレンを含む。 Flは、米国特許第5,187,288号中のように、化合物の蛍光をスペクトルの赤の部分にシフトさせ、吸収最大値を上昇させるヘテロアリール又はアルケニル(例えば、モノエニル基、ジエニル基又はトリエニル基)である、本明細書で上記定義の通りの置換基−t−を含んでもよいか;或いは米国特許第5,330,854号中のように、(CH 2 ) n CO 2 H(式中、n=5〜22である)を含む脂肪酸側鎖に好ましくは連結された1つ又は複数のアリール、カルボニルなどの基に連結されたアルケニル置換基、より好ましくはアリールオキシメチレンを介してカルボニルに連結されたアルケニル置換基を含んでもよいか;或いは米国特許第6,005,113号中のように、アリールアルケニルアリール基を含んでもよい。 より好ましくはFlは、式Fl 1 : のものであり、式Fl 1中、 であり、式中、 好ましくは、R 2,3からR 4,5までの各々又はすべてが、ヘテロアリール、より好ましくは単環単一ヘテロ原子(例えば、ピロール、チオフェン、フラン)又は単環2ヘテロ原子構造(例えば、オキサゾール、イソキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール)、又は複数環(例えば、ベンズオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール)、又は複数環1ヘテロ原子構造(例えば、ベンゾフラン、インドール)、好ましくはチエニルである。 より好ましくは、Flは、その可能な連結配置又は連結部位のいずれかを含む、以下に示されるような式FL. A1又は式FL. A2のBODIPYコア構造から選択され、各場合において=は側鎖の結合部位を示し: このFL. A1は好ましくは、その可能な連結配置又は連結部位のいずれかを含むBODIPY TMR又はBODIPY FL(4,4−ジフルオロ−5,7−ジメチル−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン−3−プロピオン酸)又はBODIPY FLエチレンジアミンを含むか又はこれらから誘導され: BODIPY TMR BODIPY FLエチレンジアミン(XはCONH(CH 2 ) 2 NH 2である)又はBODIPY FL(XはCOOHである) このFL. A2は好ましくは、その可能な連結配置又は連結部位のいずれかを含むBODIPY 630/650又はBODIPY 630/650臭化メチル: BODIPY 630/650 X 最も好ましくは、そのスクシンイミジルエステル(例えば、BODIPY 630/650 X−SE)を含むか又はこれらから誘導される。 好ましくは、この方法はコンビナトリアル法である。 好ましくはこの方法は、本明細書で上記定義の通りの連結官能基J、J L又はJ Tを形成する1つ若しくは複数の若しくは異なる反応性基Y L又はY Ligを含む式IV及び/又は式IV': 好ましくは、式V又は式V'のいくつかの化合物又は各化合物において、Tagは本明細書で上記定義の通りのFlであり、それにより、この方法は、その1つ又は複数又はすべてが本明細書で上記定義の通りの式I'のものである複数の化合物を含むライブラリーを調製するための方法である。 適切には、反応性基Y Lig 、Y L 、Y Tは、例えば、置換反応又は付加反応若しくは付加−脱離反応により、本明細書で上記定義の通りの連結に適切な反応性官能基を有する。 置換反応は、本明細書で上記定義の通りの求電子性反応性部位と求核性試薬反応性部位との反応から適切に選択され: である。 好ましくは、式IV又は式VI'の化合物は保護基を含まず、反応及びそれぞれの反応性部位の選択によって、官能基の分解を伴わずに、任意選択でVIの化合物を介してV又はV'の化合物との反応が可能であるか;或いは式IV又は式IV'の化合物は、周囲条件下(例えば、中性pH、室温などの下)での除去のために適合された1つ又は複数の保護基を含む。 好ましくは、この方法は、完全に脱保護された(即ち、保護基を必要としない)リガンドとの反応を可能にするようにか又は穏やかな条件下で除去できる存在する保護基との反応を可能にするように反応性基Yが選択される反応を含み、例えば、Y Lig又はY L又はY Tの1つはアミン又はアルコール又はチオールを含み、他はスクシンイミドエステルを含む。 反応性基の選択が式IV又は式IV'の化合物の保護を必要とする場合、保護基は好ましくは、穏やかな条件下での除去を可能にするものであり、好ましくは、周囲条件(例えば室温)又はLig. b中の官能基(例えばグリコシド基)を害さない条件下で除去されるベンジルオキシカルボニルなどを含む。 本発明の方法は、化学選択性の使用による、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の化合物の高い収率によって特徴付けられ、非化学選択的な反応性基又は保護基の使用によって収率を損なう公知の方法よりも優れている。 好ましくは、式I又は式I'の化合物は以下によって得られる: 式IV、式IV'、式V'、式V'又は式VIの化合物は、市販のものであっても公知の手段で調製されてもよい。 リンカーは独立した実体として取り付けることができるか、又は本明細書で上記定義の通りの合成方法の一部として構築でき、好ましくは、それらの反応の前に、リガンド部分又は蛍光部分にさらなる置換基として合成される。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りの式Iの化合物の調製方法が提供され、この方法は、本明細書で上記定義の通りの式IV又は式IV'の化合物と式V又は式V'の化合物と、任意選択でさらにVIとの反応を含む。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りの式IVの化合物の調製方法が提供され、この方法は、リガンド前駆体Ligを、市販の場合には入手するステップ又は当技術分野で公知の経路によって調製するステップ、及びリンカー前駆体VI”又は必要な場合にはその成分と反応させるステップ、及び/又は1つ若しくは複数の反応性部位Y若しくはY Lig若しくはY Lを生成するステップを含む。IVの保護が必要とされる可能性があり、この場合、反応の後に、この反応の間に存在する任意の保護基を除去し、周囲条件下で除去できる保護基で任意選択で置換することが行われる。反応性基Y又はY Lig又はY Lは、本明細書で上記定義の通りの基から好ましくは選択される。 好ましくは、この方法は以下を含む: 本発明の特定の利点において、リンカー部分Lは、蛍光部分とリガンド部分との連結を促進し、この場合、部分は反応性でないか、立体化学若しくは他の効果が連結を阻害するか、又は式IV若しくは式IV'及び式V若しくは式V'の市販の化合物中に存在する反応性基の反応が、それらの中に存在する官能基のための保護基を含むことを必要とし、この場合、リンカーは通常、二官能性の短い鎖、中間の鎖又は長い鎖の構造である。 本発明のさらなる利点において、リンカーLは、細胞膜の横断、疎水性、親水性などを必要に応じて促進する特性を付与でき、この場合、リンカーは通常任意の官能化された構造である。 好ましくは、本明細書で上記定義の通りの式VIのリンカー前駆体は、ヘテロ原子種(例えば、N、O、S又はPを提供する種)、又は任意選択でヘテロ原子を含む飽和若しくは不飽和の分枝鎖若しくは直鎖のC 1〜600反応性炭化水素及びそれらの組合せから選択され、モノマーであっても、2個から30個までのオリゴマー反復を有するオリゴマーであっても、30個を超えて300個までのポリマー反復を有するポリマーであってもよく、ヒドロキシ、アルコキシ、チオール、チオキシ、アミン、ヒドラジン、カルボニルなどから選択される、リガンド及び蛍光体への連結のための反応性基又は反応性部位を含む。 リンカーが単結合を含む場合、反応性部位は通常式IV'の化合物上に存在し、それによって式V又は式V'の化合物と反応性である。 好ましくは、式VIの化合物は、式IV又は式Vの3つ以上のリガンドとタグとを連結するための、3つ、4つ、5つ又は6つの反応性部位を含む。 好ましくは、リンカー前駆体は、本明細書で上記定義の通りの部分Lを生成するか又は部分Lに寄与する任意の基質から選択される。 適切には、式VIのリンカー前駆体は、合理的に設計された官能基を含み且つ本明細書で上記定義の通りの部分L中に官能基を提供する反応性部位を含む、短い鎖、中間の鎖又は長い鎖である。 好ましくは、式VIのリンカー前駆体は、モノアミン、ジアミン若しくは混合アミン、ヒドロキシ、チオール、カルボン酸、酸塩化物、酸フッ化物、酸臭化物、(酸ハロゲン化物)、イソシアネートNCO、イソチオシアネートNCS、ハロゲン化物、ハロゲン化アルキル、アルデヒド、エポキシド、塩化スルホニルSO 2 Cl又はヒドラジンNHNH 2であり、より好ましくは、モノ、ジ若しくはトリ−アミノメンタン、アミノエタン、エタンチオール、ヒドロキシエタン、アミノ酸から、ポリペプチドから、或いはモノ又はポリエチレングリコールのジ若しくはトリ−アミン又はチオールのようなジアミン又はジチオールのようなそれらのモノ又はポリエーテル誘導体から選択される。 好ましくは、式VIのリンカー前駆体は、Flへの連結のための1つ若しくは複数の反応性末端基を提供する、C 1〜12の置換されているか若しくは置換されていないアルキルアミン、アミノ酸、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アラルキルなどのいずれかから選択され、より好ましくは、環式アミン若しくは直鎖アミンを含む(ジ)アミン、より好ましくはジアミンメンタン、又はジアミノエチレン、アミノ酸若しくはポリペプチドから選択されるか、或いはモノエーテルジアミン若しくはポリエーテルジアミン(例えばポリエチレングリコールジアミン)から、より好ましくはH 2 N(CH 2 ) 4 NHCO 2 CH 2 Ph、H 2 N(CH 2 ) 5 NHCO 2 CH 2 Ph、H 2 N((CH 2 ) 2 O) 2 (CH 2 ) 2 NHCO 2 CH 2 Ph及びH 2 N(CH 2 ) n NHBoc(式中、nは2から8までである)から選択される。 好ましくは、リンカー前駆体は、式Y Lm L. IY Lmの1つ、2つ又は3つの反応性部位を有する、直鎖又は分枝鎖又は環式の置換されているか又は置換されていないアルキルを含み、式中、L. Iは本明細書で上記定義の通りである。 好ましくは、各Y Lは、H、CO 2 H、NH 2 、O、P、S、及び反応に際して単結合、アルキル(例えばメチレン)、アルキン、アルケン、NH、NR、O、NRCO、S、CO、NCO、CHHal、Pなどを提供する基から独立して選択され、ここでHalは、塩素、ヨウ素、臭素から選択される任意のハロゲンであるか、又はY Lは、保護離脱基Z L (例えば、−NHCO 2 CH 2 Ph、H、OH、SH、ハロゲン、アミン、脂肪族、N−アルキルカルボキサミド、Bocなど)を含む。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りのライブラリーから式Iの化合物を選択するための方法が提供され、この方法は、本明細書で上記定義の通りの方法を使用した本明細書で上記定義の通りの式Iの化合物のライブラリーの合理的な設計、このライブラリー中の複数の化合物又はすべての化合物についての薬理学を決定するステップ、及び所望の標的において所望の薬理学を示す化合物を選択するステップを含む。 好ましくは、この方法は、化合物の予備的ライブラリーを調製するステップ、結合、阻害などを評価するためにスクリーニングを実施するステップ、このスクリーニングにおいて同定された化合物を有益な特性を有するとして選択するステップ、並びに最適化されたライブラリーを調製するために、このスクリーニングからの指標に基づいて部分の性質若しくは連結の連結位置によって改変又は官能化するステップを含む。 本発明の特定の利点において、このスクリーニングからの分子の薬理学及び光化学は、ライブラリーの設計へとフィードバックする。 このリンカーストラテジーは、いくつかの場合、使用されるタグに特異的であり、それによってタグを改変することはリンカーを改変することを必要とし得る。 本発明者らは驚くべきことに、他の部分の結果的な改変なしに部分を改変することが、例えば結合することができない不活性化合物を生じ得ることを見出した。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の既知又は新規の化合物が提供され、ここでこの化合物は、阻害(pK B )若しくは拮抗(pK I )結合定数についての値と共に、且つ任意選択で規定された阻害若しくは拮抗を示す単一の生きた細胞における薬理学的結合の蛍光画像と共に、本明細書で上記定義の通りのGPCRレセプターを発現する細胞、又はサイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼのような細胞内酵素若しくは本明細書で上記定義の通りの薬物輸送体を発現する細胞に関して規定され、レセプター結合若しくはレセプター機能の阻害若しくは拮抗として与えられる、励起最大及び発光最大として与えられるスペクトル特性、蛍光半減期及び発光量子収率並びに薬理学の形態でのその薬理学的特性に関する情報と関連付けられる。 好ましくは、この化合物は、その薬理学的特性に関する情報と関連付けられ、ここで薬理学は、細胞又はタンパク質に関して(ここでこの細胞は、GPCR、細胞内酵素若しくは薬物輸送体を発現するか、又はこのタンパク質は、GPCR、細胞内酵素若しくは薬物輸送体である)、好ましくは本明細書で上記定義の通りのGPCRレセプター(好ましくはアデノシンレセプター(例えば、A 1 −レセプター、A 2A −レセプター、A 2B −レセプター及びA 3 −レセプター)、β−アドレノレセプター(例えば、β 1 −アドレノセプター、β 2 −アドレノセプター及びβ 3 −アドレノセプター)又は同様のレセプターから選択される)を含むCHO細胞、或いは細胞内酵素(例えば、サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼ)の阻害剤又は本明細書で上記定義の通りの薬物輸送体の基質若しくは阻害剤を含むCHO細胞に関して;より好ましくは、ヒトのアデノシンA 1 −レセプター若しくはβ−アドレノセプター、又は細胞内酵素の阻害剤(例えば、細胞内ホスホジエステラーゼの阻害剤)を発現するCHO細胞に関して、規定される。 この薬理学的特性は、アゴニスト刺激されたセカンドメッセンジャー産生についてのEC 50値若しくはアゴニスト刺激されたセカンドメッセンジャー産生の拮抗についてのpKi値、又は細胞内酵素若しくは薬物輸送体の刺激若しくは阻害についての基質K m値若しくはアンタゴニストK i値として与えられる。 好ましくは、新規化合物は本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'のものであり、より好ましくは、本明細書で上記定義の通りの式Lig. a m L. a−Fl. a nから式Lig. e m L. eFl. e nまでから選択されるが、以下を条件とする: 任意選択でさらに、 好ましくは、本発明のリガンド又は蛍光リガンドは、その結合親和性及びその機能的活性を保持するアゴニストであるか、又は蛍光部分Flへの連結の際若しくは蛍光部分Flに連結される場合にその結合親和性を保持するアンタゴニストである。 蛍光リガンドは、永久的、半永久的又は一過的に結合するような親和性を有してもよい。 即ち、蛍光リガンドは、未結合のリガンドが洗浄で除去された場合に、結合したままであっても洗浄して除去されてもよい。 本発明の蛍光リガンドは、本来的に光学活性であってもよく、公知の様式で官能化されて光学活性になってもよく、任意のこのようなリガンドは、その光学活性異性体のラセミ体又はその1つとして存在し得る。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りの式V若しくは式V'の任意の適切なタグへの連結に有用な、本明細書で上記定義の通りの式IV若しくは式VI'の新規反応性リガンド又はそれらのライブラリーが提供されるが、以下を条件とする: 好ましくは、式IVの化合物(成分は本明細書で上記定義の通りである)及び反応性基Y Ligを含む新規リガンド−リンカーは本明細書で上記定義の通りであり、好ましくは本明細書で上記定義の通りの式LigL. I又は式Lig. LI'のものである。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りの式V若しくは式V'の新規蛍光体リンカー又はそのライブラリーが提供される。 本発明のさらなる態様において、レセプター若しくはレセプター結合を可視化するため、蛍光リガンドの薬理学的特性を評価するため、標的レセプターに結合する新規化学実体の高スループットスクリーニングにおける、細胞内酵素を阻害すること又は薬物輸送若しくは薬物輸送体の基質を阻害することにおける、薬物輸送体若しくは輸送に適切な薬物を研究することにおける、健康な組織若しくは罹患組織を識別することなどにおける、本明細書で上記定義の通りの式I若しくは式I'の蛍光リガンド又はそのライブラリーの使用が提供される。 好ましくはこの使用は、任意の蛍光検出技術、より好ましくは共焦点顕微鏡法又は蛍光相関分光法を使用することを含む。 好ましくは、この使用により、リガンド親和性定数及び本明細書で上記定義の通りのレセプター型、細胞内酵素又は薬物輸送体の部分集団の濃度を計算することが可能となる。 本発明のさらなる態様において、レセプターの結合若しくは阻害、細胞内酵素の阻害又は薬物の輸送若しくは阻害及び可視化のための方法が提供され、この方法は、それらの結合若しくは阻害又はそれらによる輸送を促進するような様式で本明細書で上記定義の通りの蛍光リガンドをサンプルと接触させるステップ、及び蛍光又はその位置における変化を検出するステップを含む。 サンプルは、細胞、細胞抽出物、細胞ホモジネート、精製されたタンパク質若しくは再構成されたタンパク質、組換えタンパク質又は合成タンパク質などから選択される細胞材料を含んでもよく、式Iの化合物についての標的を含む。 細胞材料を含むサンプルは、植物、動物、真菌、原生生物、細菌、古細菌又はこのような生物から誘導された細胞系から誘導できる。 サンプルを調製するために使用される動物細胞又は植物細胞は、健康であっても機能不全であってもよく、白血病又は癌のような疾患の診断において任意選択で使用される。 本発明の好ましい実施形態において、このサンプルは、哺乳動物細胞、その抽出物及びホモジネートを含む。 好ましくは、サンプルは生きた細胞材料を含み、より好ましくは個々の細胞若しくは細胞内区画を含み、最も好ましくは生きた細胞中のGPCR、細胞内酵素若しくは薬物輸送体、これらのタンパク質を含む膜、可溶化されたレセプター、酵素若しくは薬物輸送体若しくはGPCRのアレイを含む。 細胞材料は、細胞を培養すること又は細胞中でタンパク質を発現させることによって公知の様式で得ることができる。 好ましい実施形態において、この細胞材料は、GPCR、酵素又は薬物輸送体を発現する細胞である。 GPCRはおそらく、現在及び将来の薬物治療のための単一の最も重要なクラスの標的である。 より好ましくは、このサンプルは、アデノシンA 1 −レセプター、アデノシンA 2A −レセプター、アデノシンA 2B −レセプター及びアデノシンA 3 −レセプター、β 1 −アドレノセプター、β 2 −アドレノセプター及びβ 3 −アドレノセプターから選択されるGPCRレセプターを含むか、或いは細胞内酵素(例えば、サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼ)の阻害剤を含み、最も好ましくは、ヒトのアデノシンA 1 −レセプター若しくはβ−アドレノセプター、又は細胞内酵素の阻害剤(例えば、細胞内ホスホジエステラーゼの阻害剤)を発現するCHO細胞を含む。 細胞材料は、例えばGFPタグ付きGPCR、GFPタグ付き細胞内酵素及びGFPタグ付き薬物輸送体のようにGFPで、又は蛍光抗体が標的化されたネイティブのレセプター、細胞内酵素若しくは薬物輸送体でタグ付きすることによって蛍光リガンドとの接触の前にタグ付きでき、細胞のレセプター、酵素若しくは輸送体の可視化並びに蛍光リガンドとのオーバーレイを可能にする。 レセプターは、膜サンプル中又は急性に分配された細胞サンプル中に提供できる(例えば、急性に分配された細胞中のA 1 −ARのような内因性レセプター)。 アデノシンレセプター結合部位は、このレセプターのポケット内の深いところに位置し、それによって、リンカーを有する蛍光リガンドは、好ましい蛍光(アンタゴニスト)アゴニストである。 リガンドを改変すること及びアンタゴニスト結合活性を保持することにおいてはかなりの自由があるものの、アゴニスト活性化活性即ち結合に際してレセプターの機能を活性化する活性を保持するのはより困難である。 薬物輸送体の基質の薬物輸送のための方法は、細胞の細胞質ゾル中への式Iの化合物の取り込みを追跡するためである(この輸送体が細胞中に薬物を移動させる場合)か、或いは細胞に基質を充填した後、細胞からの式Iの化合物の消失及び細胞外培地におけるその出現を追跡するためである(この輸送体が細胞の外へ薬物を移動させる場合−例えば、この輸送体がATP駆動ポンプである場合)。 好ましくは、この方法は、細胞中に化合物を移動させる平衡輸送体を介した細胞中への薬物の輸送をモニタリングするステップ、次いでこの第1の平衡輸送体の阻害剤を適用するステップ及びATP駆動ポンプ輸送体を介した細胞の外への薬物の輸送をモニタリングするステップを含む。 薬物輸送体の阻害の方法は、細胞表面上の輸送体への結合を検出することによってモニタリングできる。 本発明に従う結合又は阻害又は検出のための方法は、in vitroであってもin 低いバックグラウンド蛍光を示すリガンドを用いると、共焦点顕微鏡法又はFCSのいずれかを実施する前に洗浄によって未結合のリガンドを除去する必要がない。 したがって、時間依存的及び濃度依存的の両方の様式で、経時的に蛍光を測定することが可能である。 共焦点顕微鏡法(CSLM)により、膜レセプターの結合を示す細胞縁部での蛍光体の濃縮を示す、細胞を通る断面の可視化が可能である。 可視化は、個々の細胞を通る「スライス」が観察できるような、当技術分野で公知の特定の焦点平面のものである。 異なる着色チャネルが、異なる蛍光体型を可視化するために選択できる。 FCSは、それらの光子放射のパターンを統計的に分析することによって、非常に小さい励起体積(<10 −15 l)を通る蛍光種の拡散特徴を分析する非侵襲性の技術である。 したがって、速く拡散する遊離リガンドは、ゆっくりと拡散するレセプター結合リガンドから識別することができ、その体積が細胞膜に局在化される場合には同時に定量できる。 好ましくは、FCSを組み込む方法は、10 −15 l未満の共焦点体積中の蛍光強度における変動を測定することを含む。 これらの変動の統計的分析により、存在する蛍光分子の拡散速度(即ち質量)及び濃度についての情報が得られる。 したがって、遊離リガンド(速く拡散する)及び結合リガンド(ゆっくりと拡散する)は、単一の細胞上で同時に定量できる。 FCS(蛍光相関分光法)は、溶液中での分子相互作用の研究のために、粒子の蛍光発光における変動を、粒子質量及び濃度のようなパラメータと相関させる。 FCSは本質的に、密に収束されたレーザービームによる分析を介して、顕微鏡検出体積(10 −15 l)中の蛍光タグ付き分子の自発的な蛍光強度の変動をモニタリングする。 これらの変動は、所定の分子の質量に直接依存する粒子の拡散速度又は拡散時間についての情報を提供する。 小さく、したがって迅速に拡散する分子がレーザーの光路を通過する場合、これらの分子は迅速に変動する蛍光強度パターンを生じるが、より大きい分子がビームを通過する場合、これらの分子はより持続される蛍光のバーストを生じる。 結果として、例えばリガンド結合の結果としての生体分子の質量の増大は、得られた生体分子の拡散時間の増大として検出される。 蛍光顕微鏡法は、感度及び速度を伴って、単一細胞又は細胞内のレベルでレセプターを局在化するために使用できる。 この方法において、高い親和性のタグ付きリガンドは、GPCRレセプターサブタイプ(例えば、アデノシンレセプターなど)の分子特徴、それらの領域的分布及び細胞局在化の解明を助けることができる。 本発明のさらなる態様において、蛍光リガンドに対する蛍光標的(例えば、緑色蛍光タンパク質タグ付きレセプター、緑色蛍光タンパク質タグ付き細胞内酵素又は緑色蛍光タンパク質タグ付き薬物輸送体)の使用が提供される。 この場合、蛍光リガンドのスペクトル特徴は、蛍光リガンド及び蛍光レセプター、蛍光細胞内酵素又は蛍光薬物輸送体の両方の位置の別々の検出を可能にするように選択される。 次いで、交差相関蛍光相関分光法又は蛍光強度測定が、単一の測定でのリガンド−レセプター相互作用、リガンド−酵素相互作用、リガンド−薬物輸送体相互作用又は薬物輸送相互作用の定量的分析を可能にする。 これは、GFP−タンパク質転位(translocation)アッセイを含む先行技術の方法及び蛍光エネルギー移動(FRET)を含む先行技術のアッセイとは別個である。 図1はこのアプローチを例示する。 本発明のさらなる態様において、市販の抗体に対する短いエピトープタグ(例えば、myc、血球凝集素、FLAG)を発現するようにそのN末端又は天然のドメイン上で改変された細胞表面GPCRが提供される。 次いでこれはCHO細胞中で発現され、このタグ配列に対する蛍光抗体が、GFPタグ付きタンパク質について上記されたように、蛍光リガンド−レセプター相互作用の2色分析を提供するために生きた細胞中で使用される。 本発明のさらなる態様において、GFPタグ付きタンパク質について上記されたように、蛍光リガンド−レセプター相互作用の2色分析を提供するために生きた細胞中で使用される、このタグ配列に対する蛍光抗体との使用のための請求項37に記載の改変された細胞表面GPCRを発現するCHO細胞が提供される。 本発明のさらなる態様において、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の化合物と、細胞系、このような細胞系から誘導された膜又はこの細胞系から可溶化されたタンパク質として提供されるこれらの化合物に対する標的とを含むキットが提供される。 この細胞由来の材料は、以下の3つの形態の1つで提供できる:(1)緑色蛍光タンパク質タグ付きレセプター、緑色蛍光タンパク質タグ付き細胞内酵素若しくは緑色蛍光タンパク質タグ付き薬物輸送体を発現する細胞由来;(2)市販の蛍光抗体に対するエピトープタグを発現する細胞由来;又は(3)特異的蛍光抗体がこれにも提供される野生型タンパク質。 代替的実施形態において、本明細書で上記定義の通りの式I又は式I'の化合物、及びネイティブ(非組換え体)細胞において使用できるネイティブタンパク質に対する蛍光抗体を含むキットが提供される。 各場合において、式I又は式I'の化合物及び蛍光抗体又は緑色蛍光タンパク質のスペクトル特徴は、最適な2色交差相関蛍光相関分光法(単一光子又は多光子)を可能にするように選択される。 本発明はここで、添付の図面及び実施例及び添付の合成スキームを参照して非限定的な様式で例示されている。 1 −レセプターのC末端に融合された緑色蛍光タンパク質に由来する蛍光、並びにc)蛍光の重複を示し、したがってリガンド結合がレセプターに特異的であることを確認する、a)及びb)からのオーバーレイされた画像。 スキームにおいて: スキーム2及び3は、リンカー前駆体Z L '−L−Z Lからのリガンド前駆体Lig−L−Z Lの合成を含む、2つのアデノシンレセプターアゴニストLig−L−Fl Lの合成のための合成経路を示す。 スキーム4は、リンカー前駆体Z L '−L−Z Lからのリガンド前駆体Lig−L−Z Lの合成を含む、2つのβアドレノセプターアゴニストLig−L−Fl Lの合成のための合成経路を示す。 実施例A〜C 材料及び方法 (分析的RP−HPLCを、1.0mL/分の流速でVydac C 8カラム(150mm×4.6mm)を使用して、996 PDA溶離液検出を用いてWaters Millenium LCシステムで実施した。使用した移動相は以下であった:溶媒A、水(ヘリウムバブルによって脱気した);溶媒B、アセトニトリル(超音波処理によって脱気した))。 A. 合成(実施例A1) スキーム1 XAC−BODIPY 630/650を、XACの第1級アルキルアミン基をBODIPY(登録商標)−630/650−X−スクシンイミジルエステル(Molecular Probes)と反応させることによって合成した。 XAC及びBY630を、N,N−ジメチルホルムアミド中で室温で2時間攪拌し、生成物をHPLCによって精製した。 XAC及び類似体を、Jacobsenら、J. Med. Chem 1985、28、1334−1340の方法によって合成した。 TOF ES+実測値974.3998(C 50 H 55 BF 2 N 9 O 7 Sは974.4006を要求する) スキーム2 ES+実測値885.4(C 43 H 48 BF 2 N 9 O 7 Sは885.4を要求する) N 6 −アミノブチル−5'−デオキシ−5'−オキソ−5'−エチルアミノアデノシン(ABEA)を、市販の試薬から6工程で合成した。 ABEAの第1級アミン基を、蛍光体BODIPY(登録商標)630/650−X−スクシンイミジルエステル(BY−630、Molecular Probes)でアシル化して、BY630−ABEAを得て、これをRP−HPLCによって精製した(スキーム3)。 この合成は、式H 2 N(CH 2 ) 4 HNCOOCH 2 Phのリンカー前駆体を使用して、スキーム3中に示される: スキーム3 リンカー改変されたリガンド、式IVの化合物2',3'−イソプロピリデンイノシン1の合成:イノシン(5.36g、0.02mol)及びp−トルエンスルホン酸(tosic acid)一水和物(3.80g、0.02mol)を2,2−ジメトキシプロパン(50cm 3 )及びアセトン(200cm 3 )の混合物中に懸濁し、18時間攪拌した。 炭酸水素ナトリウム(2.52g、0.02mol)及び水(40cm 3 )を添加し、この懸濁物を15分間攪拌した。 この懸濁物をエバポレートして一定体積にし、粗製生成物を残留水から再結晶化させて、アセトニド1(3.71g、60%)を白色針状体として得た;融点266〜268℃(H 2 Oから)(lit.,266℃);[α] 22 D 2',3'−イソプロピリデン−5'−オキソイノシン2:アセトニド1(3.08g、10mmol)、TEMPO(313mg、2mmol)及びヨードソベンゼン(iodosobenzene)ジアセテート(7.09g、22mmol)を、MeCN:H 2 O(1:1、50cm 3 )中に溶解し、光を排除して4時間攪拌した。 その溶媒を得られた懸濁物から注意深くエバポレートし、その反応残渣を引き続いてアセトン及びジエチルエーテルで粉砕し、酸2(2.67g、83%)を白色粉末として得た;融点224〜229℃(ジエチルエーテルから)(lit.,274〜276℃);(実測値:C,48.55;H,4.3;N,17.0。C 13 H 14 N 4 O 6はC,48.45;H,4.4;N,17.4%を要求する);δ H (250MHz;DMSO−d 6 )1.33(3H,s,CH 3 )、1.51(3H,s,CH 3 )、4.68(1H,d,J 1.6,C 4' H)、5.36〜5.44(2H,m,C 2' H及びC 3' H)、6.30(1H,s,C 1' H)、8.02(1H,s,アデニン CH)、8.27(1H,s,アデニン CH)、12.42(1H,br s,NH;δ C (69.2MHz;DMSO−d 6 )25.1、26.7(2×アセトニド)、83.9、85.8、90.0(4×CH)、112.9(4°)、124.4(4°)、140.0(CH)、145.8(CH)、148.2(4°)、156.8(4°)、171.8(C=O);m/z(ES+)323(MH+)、137(M−リボース)。 6−クロロ−6−デオキシ−5'−エチルアミノ−2',3'−イソプロピリデン−5'−オキソ−5'−デオキシイノシン3:(厳しく乾燥した反応条件及び不活性雰囲気下であることに注意すること)酸2(967mg、3mmol)を、CHCl 3 (15cm 3 )中に懸濁し、これにN,N−DMF(581μL、7.5mmol)及びSOCl 2 (1.09cm 3 、15mmol)を添加した。 この懸濁物を熱油浴中に配置し、還流で6時間維持した。 得られた溶液をエバポレートし、黄色油をTHF(20cm 3 )中に5℃で溶解した。 エチルアミン(THF中2.0M溶液、3.75cm 3 、7.5mmol)を滴下し、5℃で15分間攪拌し、室温まで温めた。 溶媒をエバポレートし、残渣をDCM(25cm 3 )中に溶解し、水(2×20cm 3 )及び飽和ブライン溶液(2×20cm 3 )で洗浄した。 有機画分を乾燥させてエバポレートして黄色油を残し、これをシリカでのカラムクロマトグラフィー(5% MeOH−DCM)によって精製して、表題化合物3(525mg、48%)を黄色シロップ状物として得た;[α] 19 D −12.9(c 0.50 CHCl 3中);δ H (250MHz;CDCl 3 ;Me 4 Si)0.78(3H,t,J 7.3,CH 2 CH 3 )、1.41(3H,s,CH 3 )、1.64(3H,s,CH 3 )、2.90〜3.11(2H,m,CH 2 CH 3 )、4.74(1H,d,J 1.9,C 4' H)、5.46(1H,dd,J 6.2及び2.3,C 2' H)、5.54(1H,dd,J 6.2及び1.9,C 3' H)、6.24(1H,d,J 2.3,C 1' H)、6.28(1H,br s,NH)、8.35(1H,s,アデニン CH)、8.68(1H,s,アデニン CH);δ C (69.2MHz;CDCl 3 ;Me 4 Si)14.2(CH 2 CH 3 )、25.0、26.9(2×アセトニド)、33.9(CH 2 CH 3 )、82.9、83.4、86.7、92.0(4×CH)、114.6(4°)、132.3(4°)、144.8(CH)、150.9(4°)、151.9(4°)、152.2(CH)、168.1(C=O);m/z(ES−)366((M−H) − )、153(M−リボース)。 N 6 −(4−ベンジルオキシカルボニルアミノブチル)−5'−エチルアミノ−2',3'−イソプロピリデン−5'−オキソ−5'−デオキシアデノシン4:塩化物3(337mg、0.92mmol)を、EtOH(10cm 3 )中に溶解し、これにN−ベンジルオキシカルボニルブタン−1,4−ジアミン(305mg、1.37mmol)及びDIEA(159μL、0.92mmol)を添加した。 この溶液を熱油浴中に配置し、還流で18時間維持した。 得られた溶液をエバポレートし、黄色油をシリカでのカラムクロマトグラフィー(2.5% MeOH−DCM)によって精製して、表題化合物4(44 N 6 −(4−ベンジルオキシカルボニルアミノブチル)−5'−エチルアミノ−5'−オキソ−5'−デオキシアデノシン5:アデノシン誘導体4(261mg、0.47mmol)を、1MのHCl (水溶液) :1,4−ジオキサン(1:1、4cm 3 )中に溶解し、50℃の油浴中に配置して4時間攪拌した。 得られた溶液をpH約8に調整し(飽和NaHCO 3(水溶液) )、NaClで飽和させ、EtOAc(3×5cm 3 )で抽出した。 合わせた有機画分を乾燥させてエバポレートし、その粗製生成物を分取層クロマトグラフィー(10% MeOH−DCM)によって精製して、表題化合物5(160mg、66%)を無色油として得た;δ H (250MHz;DMSO−d 6 )1.08(3H,t,J 7.2,CH 2 CH 3 )、1.45〜1.62(4H,m,C 2 H 2 及び C 3 H 2 )、2.98〜3.06(2H,m,C 1 H 2 )、3.17〜3.26(2H,m,CH 2 CH 3 )、3.37〜3.53(2H,m,C 4 H 2 )、4.12〜4.16(1H,m,C 3' H)、4.31(1H,d,J 1.1,C 4' H)、4.58〜4.65(1H,m,C 2' H)、4.99(2H,s,ベンジル CH 2 )、5.56(1H,d,J 6.5,C 2' −OH)、5.76(1H,d,J 4.2,C 3' OH)、5.96(1H,d,J 7.6,C 1' H)、7.25〜7.34(6H,m,芳香族及びNH)、8.01(1H,br s,カルバメート NH)、8.27(1H,s,アデニン CH)、8.39(1H,s,アデニン CH)、8.94(1H,t,J 5.6,アミド NH);δ C (69.2MHz;DMSO−d 6 )14.9(CH 2 CH 3 )、26.6、27.1、33.4、39.5、40.3(5×CH 2 )、65.3(ベンジル CH 2 )、72.2、73.3、84.9、88.0(4×CH)、120.2(4°)、127.9(CH)、128.5(CH)、137.5(CH)、140.6(4°)、152.6(CH)、154.9(4°)、156.3(4°)、169.3(4°);m/z(ES+)514(MH+)。 N 6 −(4−アミノブチル)−5'−エチルアミノ−5'−オキソ−5'−デオキシアデノシン(ABEA)6:アデノシン誘導体5(48mg、0.09mmol)を、MeOH:H 2 O:AcOH(9:0.9:0.1、5cm 3 )中に溶解し、これに、10% 蛍光リガンド、式Iの化合物ABEA−BY630(3)の合成:ABEA 6(5.74mg、15.1μmmol)を、不活性雰囲気下で光を排除してN,N−DMF(1cm 3 )中に溶解した。 Bodipy 630/650−X−スクシンイミジルエステル(Molecular Probes)(5.0mg、7.55μmmol、1cm 3のN,N−DMF)の溶液を添加し、この反応を4時間攪拌した。 この溶液をエバポレートし、粗製生成物を分取層クロマトグラフィー(10% MeOH−DCM)によって精製して、表題化合物7(3)(5.24mg、75%)を紫色粉末として得た;m/z(ES+)実測値947.37(C 45 H 51 BF 2 N 10 O 7 SNaは947.36を要求する)。 ABEA−BY630 のリンカー前駆体を使用して、化合物(3)について記載した通りにスキーム3の方法を使用して合成した。 を有するAPEA−BY630が得られた。 R t 8.6分(30%〜100% v/v B、25分)。 のリンカー前駆体を使用して、化合物(3)について記載した通りにスキーム3の方法を使用して合成し、ここで、以下の中間体1〜3はそれぞれ、スキーム3中に示される構造4〜7の類似体である。 N 6 −(8−ベンジルオキシカルボニルアミノ−3,6−ジオキサオクチル)−5'−エチルアミノ−2',3'−イソプロピリデン−5'−オキソ−5'−デオキシアデノシン1:δ H (400MHz;CDCl 3 )0.88(3H,t J 7.3,Et CH 3 )、1.38(3H,s,アセトニド CH 3 )。 1.62(3H,s,アセトニド CH 3 )、3.03〜3.16(2H,m,Et CH 2 )、3.40〜3.93(14H,m,6×リンカーメチレン,C 3' H,C 4' H)、4.67(1H,s,C 2' H)、5.11(2H,s,ベンジル CH 2 )、5.32(1H,s,C 1' H)、5.80(1H,br s,カルバメート NH)、6.55(1H,br s, C 6 −NH)、7.02(1H,br s,アミド NH)、7.28〜7.37(5H,m,芳香族 CH)、7.64(1H,br s,アデニン CH)、8.29(1H,s,アデニン CH)。 N 6 −(8−ベンジルオキシカルボニルアミノ−3,6−ジオキサオクチル)−5'−エチルアミノ−5'−オキソ−5'−デオキシアデノシン2:δ H (400MHz;DM N 6 −(8−アミノ−3,6−ジオキサオクチル)−5'−エチルアミノ−5'−オキソ−5'−デオキシアデノシン3:δ H (400MHz;DMSO−d 6 )1.05(3H,t J 7.1,Et CH 3 )、1.86(2H,br s,−NH 2 )、2.71〜2.80(2H,m,リンカー CH 2 )、3.17〜3.26(2H,m,Et CH 2 )、3.41〜73(10H,m,5×リンカー CH 2 )、4.15(1H,br m,C 3' H)、4.34(1H,s,C 4' H)、4.47〜4.54(1H,m,C 2' H)、5.95(2H,br s,C 2' −OH,C 3' −OH)、6.01(1H,d J 7.5,C 1' H)、7.92(1H,br s,C 6 −NH)、8.31(1H,br s,アデニン CH)、8.44(1H,s,アデニン CH)、8.95(1H,t J 5.6,アミド NH)。 以下の式: を有するABIPEA−BY630が得られた。 第1のアプローチにおいて、蛍光体が引き続いて結合されるサルメテロール側鎖上にリンカーが置換される。 第2のアプローチにおいて、サルメテロールのネイティブのアルキル側鎖を、リンカー及び蛍光体で置換する。 この場合、本発明によれば、結合、蛍光及び活性の保持は不確実であり、したがって確認が必要であり、有用な化合物を提供するために、蛍光リガンドに関する情報が提供される必要がある。 スキーム4 であり、化合物4a を生じる。 2. クレンブテロール−BODIPY 630/650(9) (実施例A4) 1. CGP 12177−BODIPY 630/650(5) 3. ICI118551−BODIPY 630/650(7) B. 薬理学(実施例B1) サイクリックAMP及びリン酸イノシトールの蓄積のアッセイと共に、[ 3 H]DPCPX結合を、ヒトA 1 −レセプターを発現するCHO−A1細胞で実施した。 画像を、5%の胎仔ウシ血清及び2mMのグルタミンを含むダルベッコ改変イーグル培地:Ham' XAC−BY630及びBY630自体の分光分析により、それらのピーク励起波長(それぞれ、630nm、632nm)及び発光波長(650nm、653nm)が実質的に異ならないことが示された。 CHO−A1細胞膜での[ 3 H]DPCPX結合研究により、XAC−BY630がXACよりもA 1 −ARに対する低い親和性を有することが示された(pKi=7.79±0.13及び6.82±0.11、それぞれXAC及びXAC−BY630、平均±標準誤差平均、n=4)。 XAC−BY630はまた、5'−N−エチルカルボキサミドアデノシン媒介性のcAMP産生の阻害(見かけのpK B =6.98±0.15対XACについて8.06±0.24、n=3)及びリン酸イノシトール産生の刺激(見かけのpK B =6.26±0.20対XACについて7.46±0.08、n=4)の両方で、競合的A 1 −ARアンタゴニストとして挙動した。 共焦点画像化により、XAC−BY630が、時間依存的様式及び濃度依存的様式で、膜に局在化したA 1 −ARに結合したことが示された。 XAC−BY630(25nM〜250nM)の結合が5分後に検出され、30分間のインキュベート後にこの膜に優勢に位置した。 XAC−BY630の膜結合はレセプター特異的であった。 なぜなら、30分間のDPCPX(10 −8 M〜10 −6 M)とのプレインキュベーションが、膜結合の濃度依存的な阻害を引き起こしたからである(30分、50nM)。 これらの研究は、XAC−BY630が、初代組織及び細胞系においてA 1 −ARを可視化するために使用できる、適度な親和性を有する機能的A 1 −ARアンタゴニストであることを示している。 蛍光相関分光法(FCS)。 ヒトA 1 −AR又はA 1 −AR−Topaz融合物のいずれかを発現するCHO細胞を、ガラス底の8ウェルプレート上で培養し、生きた細胞の測定のために準備した。 FCS測定を、x−y配置についてAxiocam CCDカメラを備えたZeiss Confocor 2を使用して実施した。 細胞を、示された時間にわたって22℃でリガンドと共にインキュベートし、共焦点体積を上側の膜上に配置した。 データを、15秒間のプレブリーチの後に2×30秒間にわたって収集し、Zeiss AIMソフトウェアを使用してマルチパラメータの等式を使用して分析した。 最初に、A 1 −AR−Topaz融合タンパク質(A 1 −AR−Tpz)の拡散特徴を、CHO−A1Tpz細胞において決定した。 自動補正分析により、A 1 −ARについての拡散時間(τ D )が15.0±0.9ms(平均±標準誤差平均、n=84)であることが示された。 蛍光体内の光学事象(「明滅」)によっておそらく引き起こされる第2の成分(τ D =118±14μs)もまた観察された。 緩衝液中のXAC−BY630のFCS分析により、単一成分の拡散が示された(τ D =60±2μs、n=10)。 XAC−BY630(1nM〜40nM、10分〜60分、n=71)と共にインキュベートしたCHO−A1細胞の上側の膜上に、2つのさらなるゆっくりと拡散する種が、遊離リガンドに加えて検出された。 第1の成分は、A 1 −AR−Tpzについて見られる拡散時間と類似の拡散時間(τ D1 =17.4±1.1ms;69/71細胞)を有した。 このことは、これがレセプター結合リガンドであることを示唆する。 第2は、非常にゆっくりと拡散する成分であった(τ D2 =345±41ms、61/71細胞)。 8−シクロペンチル−1,3−ジプロピルキサンチン(DPCPX)とのプレインキュベーション(1μM、30分)後、τ D2は、31個の細胞中30個において存在し、このことは、この成分が非特異的結合であることを示唆する。 しかし、τ D1成分は、31個の細胞中17個においてのみ存在した。 さらに、15nMのXAC−BY630に30分間曝露された細胞において、τ D1成分の量は、DPCPXによって51.8±14.9レセプター/μm 2から13.6±5.4レセプター/μm 2に低下し(それぞれn=8及び4、スチューデントt検定、P<0.05)、このことは、この成分がA 1 −AR結合リガンドであることをさらに示唆する。 本発明者らは、単一の生きた細胞においてA 1 −ARへの結合を定量するため及びレセプター拡散を測定するためにFCSを使用した。 さらなる開発により、急性に分散された細胞における内因性A 1 −ARの定量的レセプター−リガンド結合が可能となる。 これらの研究は、XAC−BY630が、初代組織及び細胞系においてA 1 −ARへの結合を可視化及び測定するために使用できる、適度な親和性を有する機能的A 1 −ARアンタゴニストであることを示している。 CHO−A1fos細胞において、BY630−ABEA及びA 1 −ARアゴニストN 6 −シクロペンチルアデノシン(CPA)の両方が、用量依存的な様式でルシフェラーゼ発現を刺激した(CPA及びBY630−ABEAについてそれぞれ、7.01±0.04(n=6)及び6.76±0.18(n=5)のpEC 50 、平均±標準誤差平均)。 濃度応答曲線が、10nMのDPCPXによって競合的様式で右側にシフトして、CPA及びBY630−ABEAに対してそれぞれ、8.72±0.03及び9.05±0.10のpK d値を生じたので(n=3)、刺激はA 1 −ARレセプターによって媒介された。 より高い用量のDPCPX(100nM)により、CPA刺激について8.62±0.02のpK dが得られたが、BY630−ABEAに対する応答は完全に遮断された(n=3)。 レセプターの可視化のために、CHO−A 1細胞を、60分間まで100nMのBY630−ABEAと共にインキュベートした。 膜へのリガンドの結合は5分後に検出可能であり、30分後にはかなりのものであった(n=3)。 これは、DPCPXとのプレインキュベーション(1μM、30分)によって実質的に低下したので、結合はA 1 −ARに対するものであった。 さらに、CHO−A1Tpz細胞における実験により、膜におけるリガンド蛍光と蛍光タグ付きA 1 −ARからの蛍光との同時局在化が示された。 結果が図1中に示され、この図は、以下の共焦点顕微鏡法画像化から取った画像を示す:a)赤色のチャネルで観察された、CHO細胞に対する本発明の蛍光リガンドのリガンド結合に由来する蛍光、b)緑色のチャネルを介して観察された、レセプターの位置を示す、CHO細胞によって発現された緑色蛍光タンパク質に由来する蛍光、及びc)蛍光の重複を示し、したがってリガンド結合がレセプターに特異的であることを確認する、a)及びb)からオーバーレイされた画像。 結論として、本発明者らは、ヒトA 1 −ARに対する新規蛍光アゴニストリガンドを合成することに成功している。 このリガンドは、急性に分散された細胞及び細胞系の両方において内因性A 1 −ARレセプターの局在化をモニタリングすることにおいて有用である。 C. 薬理学的データと関連付けられたリガンド(実施例C1) 合成及び分析:上記A1を参照のこと。 蛍光タグ付きリガンドを、本明細書で上記定義の通りの本発明の方法によって得る。 蛍光タグ付きリガンドを、本明細書で上記定義の通りの本発明の方法によって得る。 このライブラリーは、各リガンドについてのデータシート(上記のC.)を含む。 次いで、ライブラリーを所望のレセプターでの結合についてスクリーニングするために選択し、所望のレセプターに対する最適の薬理学を与える蛍光リガンドを選択した。 スクリーニングすべきライブラリーの選択は、ポジティブの選択を生じるために必要とされる類似体を提供するライブラリーの合理的な設計によって促進される。 |