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リボスイッチ、リボスイッチによる、構造を基礎とする化合物設計、ならびにリボスイッチの使用方法およびリボスイッチを伴う組成物
説明

リボスイッチ、リボスイッチによる、構造を基礎とする化合物設計、ならびにリボスイッチの使用方法およびリボスイッチを伴う組成物

【課題】リボスイッチおよびリボスイッチの改変型の、特異的エフェクター化合物により制御されるデザイナー遺伝スイッチとしての使用の提供。
【解決手段】天然スイッチは、抗生物質およびその他の小分子療法の標的である。さらに、リボスイッチの構造は、天然スイッチの実際の断片が、新たな非免疫原性遺伝的制御エレメントの構築に使用される事を可能にする。変化したスイッチは治療計画の一部となり、蛋白合成を始動、停止または調節する。新たに構築された遺伝調節ネットワークは、生体バイオセンサー、生物の代謝改変のような領域に、そして遺伝子治療処置の先進形態に応用できる。化合物は、リボスイッチを刺激、活性化、阻害、および/または不活性化するのに利用できる。リボスイッチの原子構造は、リボスイッチを刺激、活性化、阻害、および/または不活性化する新たな化合物の設計に利用できる。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
リボスイッチを被検化合物と接触させる[ここで、リボスイッチが被検化合物と相互作用する時、蛍光シグナルが生成する]事を含む、リボスイッチと相互作用する化合物を特定する方法。
【請求項2】
(a) リボスイッチの結晶構造を特定し:
(b) 被検化合物を伴うそのリボスイッチのモデル作製を行い;そして、
(c) 被検化合物がそのリボスイッチと相互作用するかどうかを決定する、
事を含む、リボスイッチと相互作用する化合物を特定する方法。
【請求項3】
リボスイッチがグアニンリボスイッチである、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
グアニンリボスイッチが表5のリボスイッチである、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
コード領域と機能的に結合したリボスイッチを含むRNAをコードしている核酸分子を含む、調節可能な遺伝子発現構築物であって、このリボスイッチが表5のリボスイッチであり、このリボスイッチが該RNAの発現を調節し、このリボスイッチおよびコード領域が異種である、構築物。
【請求項6】
リボスイッチがトリガー分子によって活性化され、トリガー分子により活性化される時このリボスイッチがシグナルを生成する、請求項5に記載の遺伝子発現構築物。
【請求項7】
試料およびリボスイッチを接触させる事を含む、目的化合物を検出する方法であって、リボスイッチは表5のリボスイッチであり、リボスイッチは目的化合物により活性化され、リボスイッチは目的化合物により活性化された時にシグナルを生成し、リボスイッチは試料が目的化合物を含有する時にシグナルを生成する、方法。
【請求項8】
目的化合物により活性化された時にリボスイッチがコンホメーションを変化させ、そのコンホメーションの変化がコンホメーション依存性標識を介してシグナルを生成する、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
目的化合物により活性化された時にリボスイッチがコンホメーションを変化させ、そのコンホメーションの変化が、リボスイッチに結合したRNAの発現に変化を惹起し、その発現の変化がシグナルを生成する、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
シグナルが、リボスイッチに結合したRNAから発現されるレポーター蛋白により生成される、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
(a) 化合物および細胞を接触させるステップ、
を含む方法であって、
(b) 該化合物は、式I:
【化1】

で示される構造を有し、
この化合物がグアニン応答性リボスイッチと結合する時、R1およびR2は水素結合ドナーとして働き、R7は水素結合アクセプターとして働き、R9は水素結合ドナーとして働き、R10は水素結合アクセプターとして働き、
【化2】

は、各々独立して単結合または二重結合を表し、
この化合物はグアニン、ヒポキサンチンまたはキサンチンではなく、
細胞は、グアニン応答性リボスイッチを含むRNAをコードしている遺伝子を含み、
ここで、この化合物は、グアニン応答性リボスイッチと結合することにより該遺伝子の発現を阻害する、
ことを含む、遺伝子発現を阻害する方法。
【請求項12】
R3が水素結合アクセプターである、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
R1、R2、R9または組み合わせが、独立して、-NR11-、-CHR11-、=CR11-、および-C(=NR11)- [式中、R11は-H、-NH2、-OH、 -SH、-CO2H、置換または非置換アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、またはベンジルオキシ、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO2アルキル、-NHC(O)NH2、-NH-NH2、-NH-NHアルキル、-NH-NHアルコキシ、-NH-SO2アルキル、-NH-SO2-R12、NHCO2CH2-R12、-NH-OR12、-N+H2-R12、-NH-NH-R12、および-NH-NH-CH2-R12[式中、R12 は、
【化3】

[式中、nは1ないし5であり、そしてR13は、-H、-NH2、-OH、アルコキシ、-N-モルホリノまたはハライドのうち1またはそれ以上である]
である]
である]
である、請求項11に記載の方法。
【請求項14】
R8およびR7が合してCH=N-、-CH2-O-、-CH2-S-、または-CH2SO2-を表し得る、請求項11に記載の方法。
【請求項15】
R10が、-OH、-SH、-NH2、-CO2H、-アルコキシ、-アリールオキシ、-ベンジルオキシ、-ハライド、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO2アルキル、-NHCO2CH2-R12、-NHC(O)NH2、-NH-NH2、-NH-NHアルキル、-NH-NHアルコキシ、-SO2アルキル、-SO2アリール、-NH-SO2アルキル、-NH-SO2-R12、-NH-OR12、-NH-R12、-NH-NH-R12、-NH-NH-CH2-R12、または-NH-CH2-R12[式中、R12 は、
【化4】

[式中、nは1ないし5であり、そしてR13は、-H、-NH2、-OH、アルコキシ、-N-モルホリノまたはハライドのうち1またはそれ以上である]
である]
である、請求項11に記載の方法。
【請求項16】
R10が、NR14[式中、R14は、-H、-NH2、-OH、-SH、-CO2H、- CO2アルキル、-CO2アリール、-C(O)NH2、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシ、アルコキシ、アリールオキシ、またはベンジルオキシ、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO2アルキル、-NHC(O)NH2、-SO2アルキル、-SO2アリール、-NH-SO2アルキル、-NH-SO2-R12、-NH-OR12、-NH-R12、または-NH-CH2-R12
[式中、R12 は、
【化5】

[式中、nは1ないし5であり、そしてR13は、-H、-NH2、-OH、アルコキシ、-N-モルホリノまたはハライドのうち1またはそれ以上である]
である]
である]
である、請求項11に記載の方法。
【請求項17】
化合物が式II:
【化6】

[式中、
R7は、NまたはCHであり;
R10は、=O、=S、=NH、=NOH、=Nアルキル、=Nアルコキシル、=N-アリール、=Nアリールオキシ、=N-ベンジル、-Nベンジルオキシ、=N-NH2、=N-NHOH、=N-NHアルキル、=N-NHアルコキシ、=N-NHアリール、=N-NHアリールオキシ、=N-NHベンジル、=N-NHベンジルオキシ、=N-NH-(p-アミノ-フェニル)、=N-NH- (p-メトキシフェニル)、=N-NH-(p-N-モルホリノ-フェニル)であり;そして、
R2は、=CR15-[式中、R15は、-NH2、-NHNH2、-NHOH、-NHアルキル、-NHアルコキシ、- NHアリール、-NHアリールオキシ、-NHベンジル、-NHベンジルオキシ、-N+H2アリール、-N+H2-(p-N-モルホリノ-フェニル)、-N+H2-(p-アミノフェニル)、-N+H2-(p-メトキシフェニル)、-NHCO2アルキル、- NHCO2ベンジル、-NHNHアルキル、-NHNHアリール、-NHNHベンジル、または-NHC(O)アルキルである]
で示される構造を有する、請求項11に記載の方法。
【請求項18】
化合物が式III:
【化7】

[式中、
R7は、NまたはCHであり;
R10は、-H、-OH、-SH、-アルコキシ、ハライド、-NH2、-NHOH、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHアリール、-NHアリールオキシ、-NHベンジル、-NHベンジルオキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO2アルキル、NHCO2ベンジル、-NHNH2、-NHNHアルキル、-NHNHアリール、または-NHNHベンジルであり;そして、
R2は、=CR15-[式中、R15は、-NH2、-NHNH2、-NHOH、-NHアルキル、-NHアルコキシ、- NHアリール、-NHアリールオキシ、-NHベンジル、-NHベンジルオキシ、-N+H2アリール、-N+H2-(p-N-モルホリノ-フェニル)、-N+H2-(p-アミノフェニル)、-N+H2-(p-メトキシフェニル)、-NHCO2アルキル、- NHCO2ベンジル、-NHNHアルキル、-NHNHアリール、-NHNHベンジル、または-NHC(O)アルキルである]
である]
で示される構造を有する、請求項11に記載の方法。
【請求項19】
(a) リボスイッチを含むRNAをコードしている遺伝子の発現の阻害について或る化合物を試験し[ここで、リボスイッチは表5のリボスイッチであり、その阻害はリボスイッチを介している]、(b) 細胞と、工程(a)で遺伝子発現を阻害した化合物を接触させることにより遺伝子発現を阻害する
[ここで、その細胞は、リボスイッチを含むRNAをコードしている遺伝子を含み、その化合物は、リボスイッチに結合することにより遺伝子の発現を阻害する]、
ステップを含む方法。

【図1A】
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【図1B】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図4A】
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【図4B】
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【図8】
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【図9】
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【図12B】
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【図15】
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【図1C】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図10】
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【図11】
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【図12A】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2012−65661(P2012−65661A)
【公開日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−239122(P2011−239122)
【出願日】平成23年10月31日(2011.10.31)
【分割の表示】特願2007−540181(P2007−540181)の分割
【原出願日】平成17年11月8日(2005.11.8)
【出願人】(392019352)イェール ユニバーシティー (38)
【氏名又は名称原語表記】YALE UNIVERSITY
【出願人】(308032460)ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ コロラド (25)
【Fターム(参考)】