捕獲化合物、その収集物ならびにプロテオームおよび複合組成物を分析するための方法

【課題】捕獲化合物およびその収集物、ならびに生体分子の分析にその化合物を用いる方法を提供すること。
【解決手段】捕獲化合物およびその収集物、および生体分子の分析にその化合物を用いる方法を提供し、該収集物、化合物および方法を、プロテオームのような複合体タンパク質混合物の分析に供する。その化合物は、複合体タンパク質混合物の分離および単離に供される多機能試薬である。その方法を行うための自動化システムも提供する。該捕獲化合物および収集物により、生体分子の複合混合物の選別が可能となり、さらに、それらにより疾病状態などの特定の表現型を予測するかまたはその指標であるタンパク質構造を同定することができ、それによってランダムSNP分析、発現プロファイリングおよびタンパク質分析法の必要性がなくなる。

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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体分子の混合物中の部分Yの標的および非標的生体分子を同定する方法であって、
i) 捕獲化合物を、生体分子を含むサンプルと接触させ、サンプル中の生体分子の捕獲を行うこと、ここで捕獲化合物は以下の式を有する:
【化１】

Xは、得られる生体分子/捕獲化合物の複合体が質量スペクトル分析の条件下で安定であるように生体分子と共有結合するかまたは十分に高い親和性を有して結合するように選択され、
部分Yは、相互作用が評価される酵素基質または阻害剤、補因子、受容体リガンド、遷移状態類似体、ペプチドであって、捕獲化合物が、Yの存在していない場合よりもYが存在する場合に、少数の生体分子と結合するようなXによる結合の選択性を、増加するように選択される、
Qは選別官能基であり、
Zは、Y、反応性官能基Xおよび選別官能基Qが選択的に存在する中心として機能する成分であり、
ｍは１から１００の整数であり、
ｎは１から１００の整数である、および
接触はYと生体分子との相互作用により平衡に達する条件下に行われる、
ii) Xと生体分子との間に共有結合または高い親和性結合を形成させ、その捕獲を行うこと；そして
iii) 捕獲した生体分子を分析し、部分Yの薬物標的および薬物非標的を同定すること、
を含む、該方法。
【請求項２】
Xは、生体分子との接触後に活性化が必要となる、生体分子とY基の反応し得る潜在的反応基である、請求項１の方法。
【請求項３】
捕獲化合物の部分Xが、アジド、ジアジリン、または活性化後に、生体分子と反応する基を含む、請求項１または２の方法。
【請求項４】
各々のXが、活性エステル、活性ハロ部分、アミノ酸側鎖-特異的官能基、生体分子表面に結合する特定ペプチド、α-ハロエーテル、α-ハロカルボニル基、マレイミド、金属錯体、エクスポキシドおよびイソチオシアネートからなる群から選択される、請求項１または２の方法。
【請求項５】
生体分子はタンパク質を含む、請求項１−４の何れかの方法。
【請求項６】
平衡後、混合物を処理し、捕獲化合物とタンパク質との間に共有結合を形成する、請求項１−５の何れかの方法。
【請求項７】
処理は、光による活性化を含む、請求項６の方法。
【請求項８】
処理は、pHの変化を含む、請求項６の方法。
【請求項９】
捕獲化合物の濃度が、複数の種々の反応物において変化する、請求項１−８の何れかの方法。
【請求項１０】
Kd値が決定されている、請求項１−９の何れかの方法。
【請求項１１】
サンプルを、複数の種々の捕獲化合物を含む捕獲化合物の収集物と接触させる、請求項１−１０の何れかの方法。
【請求項１２】
捕獲した生体分子を、質量スペクトル分析により検出するかまたは同定することを更に含む、請求項１−１１の何れかの方法。
【請求項１３】
質量分析計形式が、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)、連続またはパルスエレクトロスプレー(ES)イオン化、イオンスプレー、サーモスプレーおよびマッシブクラスター衝撃質量分析計から選択される、請求項１２の方法。
【請求項１４】
検出形式が、直線型飛行時間型(TOF)、反射飛行時間型、シングル四重極、多重四重極、シングル磁場型、多重磁場型、フーリエ変換、イオンサイクロトン共鳴(ICR)、またはイオントラップである、請求項１３の方法。
【請求項１５】
捕獲した生体分子の機能を同定することを更に含む、請求項１−１４の何れかの方法。
【請求項１６】
生体分子の機能を、配列アライメント、薬理作用団、相同モデルおよびタンパク質モチーフ相関、肝臓ミクロソーム代謝経路、cDNA-発現した酵素、酵母経路に対するシグナル経路およびバック-マッピング、取り出したタンパク質の刺激およびタンパク質/タンパク質相互作用、天然の多形性、ノックアウト/ノックイン、フローサイトメトリー、薬物の治療活性、または予測遺伝子型決定および予測表現型決定により決定する、請求項１５の方法。
【請求項１７】
サンプルは、生物学的サンプルである、体組織または体液または細胞ライゼートを含む、請求項１−１６の何れかの方法。
【請求項１８】
Xが光活性化可能な基である、請求項１−１７の何れかの方法。
【請求項１９】
Xが図１６に記載のような
【化２】

【化３】

上記の中から選択されるか、
またはXが
【化４】

である、請求項１−１８の何れかの方法。
【請求項２０】
Yが図１７に記載のような、
【化５】

【化６】

【化７】

【化８】

【化９】

【化１０】

【化１１】

【化１２】

【化１３】

【化１４】

【化１５】

【化１６】

【化１７】

【化１８】

【化１９】

【化２０】

【化２１】

【化２２】

【化２３】

【化２４】

【化２５】

【化２６】

【化２７】

【化２８】

【化２９】

【化３０】

【化３１】

【化３２】

【化３３】

【化３４】

【化３５】

【化３６】

【化３７】

【化３８】

【化３９】

【化４０】

【化４１】

【化４２】

【化４３】

【化４４】

【化４５】

【化４６】

【化４７】

【化４８】

【化４９】

【化５０】

【化５１】

【化５２】

【化５３】

【化５４】

【化５５】

【化５６】

【化５７】

【化５８】

【化５９】

【化６０】

【化６１】

【化６２】

【化６３】

【化６４】

【化６５】

【化６６】

【化６７】

【化６８】

【化６９】

【化７０】

【化７１】

【化７２】

【化７３】

【化７４】

【化７５】

【化７６】

【化７７】

【化７８】

【化７９】

【化８０】

【化８１】

【化８２】

【化８３】

【化８４】

【化８５】

【化８６】

【化８７】

【化８８】

【化８９】

【化９０】

上記薬物または薬物中間体／断片から選択される、請求項１−１９の方法。
【請求項２１】
部分Yがトログリタゾン、ロシグリタゾン、ピオグリタゾン、メトトレキサート、アトルバスタチン、セレコキシブ、レフェコキシブおよびセリバスタチンから選択される、請求項１−１９の何れかの方法。
【請求項２２】
Qは塩基相補的な一本鎖核酸分子または類似体と安定なハイブリッドを形成するために十分な長さ「j」の一本鎖部分を含む、オリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド類似体である、請求項１−２１の何れかの方法。
【請求項２３】
Qは次式N¹_sB_iN²_u、
｛式中、N¹、BおよびN²はそれぞれｓ、ｉおよびu個のメンバーを含む、オリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド類似体であり、
Bは少なくとも2個の塩基を含む、配列並べ替え領域であり、かつ
s、iおよびuの合計が少なくとも5である｝
を有する、請求項１−２２の何れかの方法。
【請求項２４】
Bは一本鎖DNAまたはRNAであり、配列並べ替えの数は4ⁱと等しく、そしてiは約2から約25である、請求項２３の方法。
【請求項２５】
iが約3から約5、6、7または8である、請求項２３または２４の方法。
【請求項２６】
Qがビオチンである、請求項１−２１の何れかの方法。
【請求項２７】
Zが、捕獲化合物と結合した生体分子を質量スペクトル分析の前またはその間に切断することができる部分である、請求項１−２６の何れかの方法。
【請求項２８】
Zが、捕獲化合物と結合した生体分子の質量スペクトル分析の前またはその間に切断できない部分である、請求項１−２６の何れかの方法。
【請求項２９】
Zが、光切断可能な、酸切断可能な、アルカリ切断可能な、酸化的に切断可能なまたは還元的に切断可能な基である、請求項１−２７の何れかの方法。
【請求項３０】
Zが次式
(S¹)_tM(R¹⁵)_a(S²)_b、
｛式中、S¹およびS²はスペーサー部分であり、
ｔおよびｂは各々独立に0または1であり、
aは0〜4の整数であり、
Mは3以上の結合点を含む中心部分であり、
各R¹⁵はY²R¹⁸から独立に選択される一価の基であり、
各Y²は以下の基：直接結合、アリーレン、ヘテロアリーレン、シクロアルキレン、＞C(R¹⁷)₂、C(R¹⁷)＝C(R¹⁷)、＞C＝C(R²³)(R²⁴)、＞C(R²³)(R²⁴)、C≡C、O、＞S(A)_u、＞P(D)_v(R¹⁷)、＞P(D)_v(ER¹⁷)、＞N(R¹⁷)、＞N(COR¹⁷)、＞N⁺(R²³)(R²⁴)、＞Si(R¹⁷)₂および＞C(E)；(ここで、uは0、1または2であり、vは0、1、2または3であり、AはOまたはNR¹⁷であり、DはSまたはOであり、かつ、EはS、OまたはNR¹⁷であり、その基はどの順序で組み合わせてもよい)のいずれかの組み合わせを独立に含む二価の基であり、
R¹⁷およびR¹⁸は各々独立に水素、ハロ、シュードハロ、シアノ、アジド、ニトロ、SiR²⁷R²⁸R²⁵、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アリール、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシおよびNR¹⁹R²⁰からなる群より選択され、
R¹⁹およびR²⁰は各々独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキルおよびヘテロシクリルから選択され、
R²³およびR²⁴は以下の(i)または(ii)；
(i)R²³およびR²⁴は独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より選択される、または
(ii)R²³およびR²⁴はともにアルキレン、アルケニレンまたはシクロアルキレンを形成する
から選択され、
R²⁵、R²⁷およびR²⁸は各々独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アリール、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシおよびNR¹⁹R²⁰から選択される一価の基であり、
R¹⁵、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁷およびR²⁸は、Z²から各々独立に選択される1以上の置換基で置換されていてもよく、Z²はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヒドロキシ、S(O)_hR³⁵(ここで、hは0、１または2である)、NR³⁵R³⁶、COOR³⁵、COR³⁵、CONR³⁵R³⁶、OC(O)NR³⁵R³⁶、N(R³⁵)C(O)R³⁶、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリルオキシ、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシ、アルコキシカルボニル、カルバモイル、チオカルバモイル、アルコキシカルボニル、カルボキシアリール、ハロ、シュードハロ、ハロアルキルおよびカルボキサミドから選択され、
R³⁵およびR³⁶は各々独立に水素、ハロ、シュードハロ、シアノ、アジド、ニトロ、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、アルキルジアリールシリル、トリアリールシリル、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アリール、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシ、アミノ、アミド、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルアリールアミノ、ジアリールアミノおよびアリールアミノの中から選択される｝
を有する、請求項１−２６および２８の何れかの方法。
【請求項３１】
Zが次式
(S¹)_tM(R¹⁵)_a(S²)_bL、
｛式中、S¹およびS²はスペーサー部分であり、
ｔおよびｂは各々独立に0または1であり、
aは0〜4の整数であり、
Mは3以上の結合点を含む中心部分であり、
各R¹⁵はY²R¹⁸から独立に選択される一価の基であり、
各Y²は以下の基：直接結合、アリーレン、ヘテロアリーレン、シクロアルキレン、＞C(R¹⁷)₂、C(R¹⁷)＝C(R¹⁷)、＞C＝C(R²³)(R²⁴)、＞C(R²³)(R²⁴)、C≡C、O、＞S(A)_u、＞P(D)_v(R¹⁷)、＞P(D)_v(ER¹⁷)、＞N(R¹⁷)、＞N(COR¹⁷)、＞N⁺(R²³)(R²⁴)、＞Si(R¹⁷)₂および＞C(E)；(ここで、uは0、1または2であり、vは0、1、2または3であり、AはOまたはNR¹⁷であり、DはSまたはOであり、かつ、EはS、OまたはNR¹⁷であり、その基はどの順序で組み合わせてもよい)のいずれかの組み合わせを独立に含む二価の基であり、
R¹⁷およびR¹⁸は各々独立に水素、ハロ、シュードハロ、シアノ、アジド、ニトロ、SiR²⁷R²⁸R²⁵、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アリール、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシおよびNR¹⁹R²⁰からなる群より選択され、
R¹⁹およびR²⁰は各々独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキルおよびヘテロシクリルの中から選択され、
R²³およびR²⁴は以下の(i)または(ii)；
(i)R²³およびR²⁴は独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より選択される、または
(ii)R²³およびR²⁴はともにアルキレン、アルケニレンまたはシクロアルキレンを形成する
から選択され、
R²⁵、R²⁷およびR²⁸は各々独立に水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アリール、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシおよびNR¹⁹R²⁰の中から選択される一価の基であり、
R¹⁵、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁷およびR²⁸は、Z²から各々独立に選択される1以上の置換基で置換されていてもよく、Z²はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヒドロキシ、S(O)_hR³⁵(ここで、hは0、１または2である)、NR³⁵R³⁶、COOR³⁵、COR³⁵、CONR³⁵R³⁶、OC(O)NR³⁵R³⁶、N(R³⁵)C(O)R³⁶、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリルオキシ、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシ、アルコキシカルボニル、カルバモイル、チオカルバモイル、アルコキシカルボニル、カルボキシアリール、ハロ、シュードハロ、ハロアルキルおよびカルボキサミドから選択され、
R³⁵およびR³⁶は各々独立に水素、ハロ、シュードハロ、シアノ、アジド、ニトロ、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、アルキルジアリールシリル、トリアリールシリル、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、アリール、アラルキル、アラルケニル、アラルキニル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルケニル、ヘテロアラルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、ヘテロアラルコキシ、アミノ、アミド、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルアリールアミノ、ジアリールアミノおよびアリールアミノの中から選択され、かつ
Lは化合物の質量スペクトル分析の前またはその間に切断可能な基である｝
を有する、請求項１−２７および２９の何れかの方法。
【請求項３２】
捕獲化合物が、捕獲化合物の溶解性に影響を及ぼす溶解性官能基Wをさらに含む、請求項１−３１の何れかの方法。
【請求項３３】
同定または検出を質量スペクトル分析によって行う、請求項３２の方法。

【図１】