説明

蛍光消光検出試薬及び方法

【課題】ハイブリダイゼーション用途において、レポータフルオロフォアを、レポータ/クエンチャ対に使用する際に、望ましくない特性、分離が困難な混合物、正電荷、合成の困難、オリゴヌクレオチド合成中の不安定性、又は、他の望ましいレポータとの発光波長のオーバラップ等の問題を解決する、オリゴヌクレオチドプローブ用の試薬を提供する。
【解決手段】フルオロフォア部分が約(300)〜約(800)nmの範囲の発光波長を有し、及び/又は、クエンチャが置換4−(フェニルジアゼニル)フェニルアミン構造を有するオリゴヌクレオチド−フルオロフォア−クエンチャ接合体。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
式FL−ODN−Qを有するオリゴヌクレオチド接合体。
〔ここで、ODNは、オリゴヌクレオチド又は核酸、
FLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODNに共有結合付着されたフルオロフォア部分、そして
Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODNに共有結合付着されたクエンチャ部分であり、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する、
【化1】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H、n=1〜20であり、Xは−H、ジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル、酸不安定性ブロッキング基である−(CH2n*−OX、又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着している。〕〕
【請求項2】
前記クエンチャ部分と、それを前記ODNに付着する前記リンカとは、下記の式Q−1、Q−2、Q−3及び、Q3aに図示された部分から選択される構造を有する請求項1に記載のオリゴヌクレオチド接合体。
【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

〔ここで、Rはn*が1〜20である−(CH2n*であり、qは1〜20、Xは−O−、−OCH2−又は−CH2−であり、tとvとは、独立的に、1〜20、rとsは、独立的に1〜20、そして前記接合クエンチャとリンカ部分は、a又はbによって示される原子価結合の一つを介して前記ODNに付着されている。〕
【請求項3】
更に、a又はbによって示される原子価結合の一つを介して前記クエンチャ−リンカ接合体に付着する小溝バインダ部分を有する請求項2に記載のオリゴヌクレオチド接合体。
【請求項4】
前記クエンチャ部分と、それを前記ODNに付着するリンカとは、下記の式Q−4及びQ−5に図示された部分から選択される構造を有する請求項1に記載のオリゴヌクレオチド接合体。
【化6】

【化7】

〔ここで、R6はn*は1〜20である−(CH2n*であり、q,r,tおよびvは、独立的に、1〜20、そして前記クエンチャ部分は、aによって示される原子価結合を介して前記ODNに付着されている。〕
【請求項5】
下記の部分を有するオリゴヌクレオチド−フルオロフォア−クエンチャ接合体を作成するためのホスホルアミダイト試薬。
【化8】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3、そして、それに共有結合されたビス(メチルエチル)アミノ](2−シアノエトキシ)ホスフィノオキシ部分である。〕
【請求項6】
PA−1、PA−2及びPA−3として示された式から成るグループから選択される式を有する請求項5に記載のホスホルアミダイト試薬。
【化9】

【化10】

【化11】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3、R6はn*が1〜20である−(CH2n*であり、qは1〜20、Xは−O−又は−CH2−、t、v、r及びsは、独立的に、1〜20であり、そして、X2は、−H又はジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル又は酸不安定ブロック基である。〕
【請求項7】
PA−1として示された式を有する請求項6に記載のホスホルアミダイト試薬。
【請求項8】
PA−2として示された式を有する請求項6に記載のホスホルアミダイト試薬。
【請求項9】
PA−3として示された式を有する請求項6に記載のホスホルアミダイト試薬。
【請求項10】
下記の構造を有するオリゴヌクレオチド合成に適した、共有結合した固体支持体とクエンチャとの接合体。
【化12】

〔ここで、CPGは、ポリマ固体支持体を示し、
リンカは、1〜30原子の長さを有し、ジフェニルアゾ部分を前記CPGに結合する部分、
2は、OH又はジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル又は酸不安定ブロック基、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32又は−CNであり、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、R5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3である。〕
【請求項11】
下記の構造から選択される構造を有する請求項10に記載の共有結合した固体支持体とクエンチャとの接合体。
【化13】

【化14】

【化15】

〔ここで、R6はn*が1〜20である−(CH2n*であり、そしてq、r、t
及びvは、独立的に、1〜20である。〕
【請求項12】
式FL−ODN−Q−MGBを有するオリゴヌクレオチド接合体。
〔ここで、ODNはオリゴヌクレオチド又は核酸、
FLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODNに共有結合付着されたフルオロフォア、そして、
Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODNに共有結合付着されたクエンチャ部分であり、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する、
【化16】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32又は−CNであり、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、R5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3である〕、そして、
MGBは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して、前記ODN部分又は前記クエンチャ部分に共有結合付着された小溝バインダ部分である。〕
【請求項13】
前記MGB部分は前記クエンチャ部分に付着し、前記共有結合MGB−Q部分は以下の構造を有する請求項12に記載のオリゴヌクレオチド接合体。
【化17】

〔ここで、tとvとは、独立的に1〜20であって、aによって示される原子価結合が前記MGB−Q部分を前記ODN部分に付着させている。〕
【請求項14】
以下の構造を有するオリゴヌクレオチド合成用の共有結合した小溝バインダ・クエンチャ試薬。
【化18】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32又は−CNであり、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、そしてtとvとは、独立的に1〜20である、
2は、−H又はジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル又は酸不安定ブロック基、そして
3は、ペンタフルオロフェニルオキシ、又はNH−LINKER−CPG又はO−LINKER−CPGであり、ここで、CPGはポリマ固体支持体であり、リンカは0〜30原子の長さを有し前記三環性部分を前記CPGに結合する結合部分である。〕
【請求項15】
3は、ペンタフルオロフェニルオキシである請求項14に記載の共有結合した小溝バインダ・クエンチャ試薬。
【請求項16】
3は、NH−LINKER−CPG又はO−LINKER−CPGである請求項14に記載の共有結合した小溝バインダ・クエンチャ試薬。
【請求項17】
v=t=3である請求項14の共有結合した小溝バインダ・クエンチャ試薬。
【請求項18】
下記の式のオリゴヌクレオチド接合体。
【化19】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n*=0〜5である−O(CH2n*CH3、−(CH2n*CH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2n´CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、FLは、300〜800nmの帯域の発光波長を有するフルオロフォア部分、
Kは、C、O、N、S、P及びHから成るグループから選択される1〜30原子を含むリンカ、
[A−B]nは、ODN、DNA、RNA又はPNA或いはそれらの組み合わせを示し、ここで、Aは、糖とリン酸とが独立的に修飾され得る糖リン酸骨格鎖、Bは、複素環塩基、ここで、Bは、独立的に、プリン、ピリミジン、ピラゾロ[3、4−d]ピリミジン、7−置換ピラゾロ[3、4−d]ピリミジン−、7−デアザプリン、7−置換 7−デアザプリン、及び修飾プリン−及びピリミジン−塩基であり、DNA、RNA、PNA又はODNは、これらの塩基のすべての組み合わせを含むことができる、そして、nは、前記DNA、RNA、PNA又はODNのヌクレオチド単位の数、Wは、C、O、N、S、P及びHから成るグループから選択される0〜30原子の長さのリンカ、そして、mは、1〜20の値を有する整数である。〕
【請求項19】
前記フルオロフォア部分は300〜800nmの発光波長を有する請求項18に記載のオリゴヌクレオチド接合体。
【請求項20】
下記の式を有するオリゴヌクレオチド−フルオロフォア−クエンチャ接合体を作成するためのホスホルアミダイト試薬。
【化20】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n*=0〜5である−O(CH2n*CH3、−(CH2n*CH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、そして、R5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、
nは1〜10、
qは1〜20、そして、
2は、−H又はジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル又は酸不安定ブロック基である。〕
【請求項21】
以下の工程を有する核酸をハイブリダイズする方法。
(a)第1核酸と第2核酸を提供する
(b)前記両核酸をハイブリダイゼーション条件下でインキュベートする
(c)ハイブリダイズした核酸を同定する、ここで、前記核酸の少なくとも一つは、FL−核酸−Q接合体を有し、ここでFLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたフルオロフォア部分、そして、Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたクエンチャ部分であり、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する
【化21】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、そしてR5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着されている。〕
【請求項22】
下記の工程を有する単一のヌクレオチドが異なるポリヌクレオチド間を識別する方法。
(a)標的配列を有するポリヌクレオチドを提供する
(b)少なくとも二つのFL−ODN−Q接合体を提供する、ここで、ODNはオリゴヌクレオチド部分を示す、前記少なくとも二つのFL−ODN−Q接合体の一方は、前記標的配列に対して完全に相補的な配列を有し、前記少なくとも二つのFL−ODN−Q接合体の他方は、前記標的配列に対して単一のヌクレオチドミスマッチを有する
(c)ハイブリダイゼーション条件下で、前記FL−OND−Q接合体のそれぞれを、別々に、前記ポリヌクレオチドとインキュベートする
(d)前記FL−ODN−Qのそれぞれと前記ポリヌクレオチドとの間のハイブリダイゼーション強度を測定する、ここでFLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたフルオロフォア部分であり、そしてQは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたクエンチャ部分であり、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する
【化22】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着されている。〕
【請求項23】
以下の工程を有する核酸をハイブリダイズする方法。
(a)第1核酸と第2核酸を提供する
(b)前記両核酸をハイブリダイゼーション条件下でインキュベートする
(c)ハイブリダイズした核酸を同定する、ここで、前記核酸の少なくとも一つは、FL−核酸−Q−MGB接合体を有する
〔ここで、FLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたフルオロフォアであり、MGBは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODN部分又はクエンチャ部分に共有結合付着された小溝バインダ部分であり、そして、Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたクエンチャ部分であり、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する、
【化23】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着されている。〕〕
【請求項24】
核酸をハイブリダイズする方法であって、以下の工程を有する、
(a)第1核酸と第2核酸を提供する、
(b)前記両核酸をハイブリダイゼーション条件下でインキュベートする、そして
(c)ハイブリダイズした核酸を同定する、
ここで、前記核酸の少なくとも一つは、FL−核酸−Q−MGB接合体を有する
〔ここで、MGBは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODN部分又は前記クエンチャ部分に共有結合付着された小溝バインダ部分、Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたクエンチャ部分であり、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する、
【化24】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H、n=1〜20であり、Xは−H、ジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル、酸不安定性ブロッキング基である−(CH2n*−OX、又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着している。〕、
そしてFLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたフルオロフォアであり、当該フルオロフォア部分は300〜800nmの発光波長を有する。〕
【請求項25】
以下の工程を有する核酸をハイブリダイズする方法。
(a)第1核酸と第2核酸を提供する
(b)前記両核酸をハイブリダイゼーション条件下でインキュベートする
(c)ハイブリダイズした核酸を同定する、ここで、前記核酸の少なくとも一つは、FL−ODN−Q−MGB接合体を有する
〔ここで、ODNは核酸又は修飾核酸であり、MGBは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODN部分又はクエンチャ部分に共有結合付着された小溝バインダ部分、Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODNに共有結合付着されたクエンチャ部分、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する、
【化25】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H、n=1〜20であり、Xは−H、ジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル、酸不安定性ブロッキング基である−(CH2n*−OX、又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着している。〕、
そして、FLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたフルオロフォアであり、当該フルオロフォア部分は300〜800nmの発光波長を有する。〕
【請求項26】
以下の工程を有する核酸をハイブリダイズする方法。
(a)第1核酸と第2核酸を提供する
(b)前記両核酸をハイブリダイゼーション条件下でインキュベートする
(c)ハイブリダイズした核酸を同定する、ここで、前記核酸の少なくとも一つは、FL−ODN−Q接合体を有する
〔ここで、ODNは核酸又は修飾核酸であり、Qは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記ODNに共有結合付着されたクエンチャ部分、当該クエンチャ部分は下記の構造を有する、
【化26】

〔ここで、RO、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立的に、−H、ハロゲン、n=0〜5である−O(CH2nCH3、−(CH2nCH3、−NO2、−SO3、n´=1〜5である−N[(CH2CH32、又は−CN、ただし、R0が−H、R1がベンゼン核の4位の−NO2、R2がベンゼン核の2位の−H又は−Cl、そしてR3及びR4が−Hである組み合わせではない、及びR5=−H、n=1〜20であり、Xは−H、ジメトキシトリチル、メトキシトリチル、トリチル、酸不安定性ブロッキング基である−(CH2n*−OX、又はn´´=0〜5である−(CH2n´´CH3であり、そして、前記クエンチャ部分は、aによって表わされる原子価結合を介して前記リンカに付着している。〕
そしてFLは、0〜30原子の長さを有するリンカを介して前記核酸に共有結合付着されたフルオロフォア部分であり、当該フルオロフォア部分は300〜800nmの発光波長を有する。〕

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−175975(P2012−175975A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−93428(P2012−93428)
【出願日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【分割の表示】特願2001−544376(P2001−544376)の分割
【原出願日】平成12年12月8日(2000.12.8)
【出願人】(500461572)エポック・バイオサイエンシーズ・インコーポレイテッド (4)
【住所又は居所原語表記】2172023RD DRIVE,S.E.,SUITE 150,BOTHELL,WASHINGTON 98021,UNITED STATES OF AMERICA
【Fターム(参考)】