金属配位組成物
生物活性部分と金属からなる金属配位錯体が開示されている。この錯体は有効性、安定性、吸収性、標的デリバリー及びそれらの組合せを含む改善された性能を生物活性部分に与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な生物活性分子の金属配位錯体に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の生物活性分子の特性をその構造を修飾することにより改善することは望ましい。前記修飾の目的は、分子を有効性、安定性、少ない副作用または標的デリバリーのような幾つかの点で改善することである。この改善を分子の望ましい特性を犠牲にすることなく達成する。上記目的は安易に述べられているが、具体的修飾の効果は極めて予測不可能なことが多いので実際行うと達成することが困難である。
【発明の開示】
【０００３】
本発明によれば、公知の生物活性分子の構造を修飾すると、金属配位錯体として知られる新しい分子が生ずる。これらの新しい分子は予期せぬほど優れた特性を有している。本発明の金属配位錯体にはサイロニン、テトラサイクリン系抗生物質、オキシコドン及びヒドロコドンの錯体並びにそれらの誘導体の錯体が含まれる。
【０００４】
キレート化は金属配位錯体の安定化における重要な要素である。ｓ−ブロック金属に関して、このことはカルシウム及びマグネシウムに特に当てはまる。例えば、酢酸−マグネシウム錯体のｌｏｇＫｅｑは０．４７である。分子上に１つのアミノ基を導入すると（すなわち、グリシン）ｌｏｇＫｅｑは１．３４に上昇した。マグネシウムは典型的には窒素よりもむしろ酸素とキレート化し、この効果はアデニンのｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝２．０８）を６−ヒドロキシプリンのｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝６．６５）と比較することにより認められる。マグネシウムは、アデノシンのｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝０．５０）とアデノシン−５’−モノリン酸のｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝１．８０）の比較から明らかにされるように、酸化リン（例えば、ホスフェート）と特に強い結合を形成する。
【０００５】
通常、亜鉛錯体は同等のマグネシウム錯体よりも安定である。このことは、配位子が酸素または硫黄を有している場合に特に当てはまる（これは、酸素のみを有している配位子の場合に当てはまらないことがあり、配位子がホスフェートである場合には余りあてはまらない）。上のグリシンの例を用いると、グリシン−亜鉛錯体のｌｏｇＫｅｑは４．８５である。亜鉛−酸素結合に対する亜鉛−硫黄結合の強度は、ヒドロキシプロパン酸の亜鉛錯体のｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝０．８６）とメルカプトプロパン酸の亜鉛錯体のｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝６．４３）の相対ｌｏｇＫｅｑ値で明らかである。ｌｏｇＫｅｑ値を他の金属や配位子と比較すると、このキレート化安定化は金属配位化学に勝っていることが明らかとなる。
【０００６】
固有の共有原子価を有する安定な金属配位錯体を形成するためにキレート化を起こすことが必要でない場合もあり、このことは遷移金属を窒素配位子と組み合わせたときに特にあてはまるが、多くの場合、本発明の好ましい実施形態では活性物質を金属、特にマグネシウムとキレート化する。
【０００７】
本発明の実施形態では、マグネシウム及びカルシウムとの錯体形成のための最良の候補になる活性物質はヘテロ原子（すなわち、酸素、窒素または硫黄）上に僅かに水よりも高いかまたは水よりも低いｐＫａを有するプロトンを有し、金属との結合あるいはキレート化に参加し得るように第１プロトン化ヘテロ原子に非常に近接して追加のヘテロ原子を有するものである。この官能基の配置を有する薬物は金属と結合する可能性が最も高いが、生じた金属配位活性物質は生体系中で十分に安定であり、前記系での加水分解を乗り越え、よって活性物質の性能が十分にモジュレートされる。多座配位子により付与される加水分解安定性は、アミドさえも配位金属の存在下で弱塩基（例えば、トリエチルアミン）を用いて脱プロトン化され得るように配位子のｐＫａを低下させ得るという事実により裏付けられる。従って、典型的な生物学的ｐＨでは通常イオン化されないヘテロ原子上にプロトンを有する活性物質は共有的に配位された金属で置換されるプロトンを有し得、共有結合性は関与するヘテロ原子からの追加的なキレート化により強化される。本発明の好ましい実施形態では、マグネシウムまたはカルシウムに結合する活性物質上のヘテロ原子の少なくとも１つは酸素または硫黄である。マグネシウムはホスフェート及びホスホネートと著しく強い結合を形成し、よって本発明の追加の実施態様ではマグネシウムと配位する活性物質はオルガノホスフェートまたはオルガノホスホネート化合物である。
【０００８】
本発明の実施形態では、亜鉛及びｐ−ブロック金属と錯体形成するための最良の候補になる活性物質は、活性物質が適切なキレート化配置で２個の窒素、１個の窒素と１個のメルカプタン、または２個のメルカプタンを有しているならば安定な金属配位錯体を形成するためにヘテロ原子上にプロトンが存在していなくてもよいという追加の柔軟性で、ｓ−ブロック金属と錯体形成するものと同じである。本発明の更なる実施形態では、遷移金属は、配位子が少なくとも１個の窒素またはメルカプト基を有しているならば、共有配位錯体のためにキレート化は余り必要でない点で更なる連結反応柔軟性を有している。
【０００９】
本発明において具体化される活性物質は表１に示す化学分類に分類され得る（実際には、異種キレート化ポテンシャルを反映すべく化学分類の組み合わせに分類され得る）。表１にリストした薬物は、本発明の実施形態を満たす全薬物の網羅的リストであると意図されず、医薬品中に存在する化学分類の代表例であると意図され、表１にリストした同一分類に入るかまたは本発明の実施形態により満足されない原子の配置を有する他の医薬品も本発明により特許請求される。
【表１】
【００１０】
本発明を明確に理解し、容易に実施するために、本発明を図面と関連づけて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
化学結合は３つの基本的形態：イオン結合、共有結合及び配位結合、すなわち典型的には無機金属塩よりも大きい所謂ウェルナー錯体で存在している。（ウェルナー錯体は中性配位子を有していると見なされることを指摘しなければならない。）３つの結合タイプの違いは特に溶液中での結合の熱力学的安定性に一部起因し得る。逆に、化合物の安定性は分子の原子が溶液中で分離または解離する傾向で表され得る。
【００１２】
化合物の熱力学的安定性は、式１に従ってその形成の自由エネルギーに換算して表される：
ΔＧ＝−ＲＴｌｎＫ 式１
ΔＧはギブズ自由エネルギーであり、化合物の熱力学的安定性を示す。ΔＧがより負の値であるほどに化合物はより安定である。Ｒはガス定数であり、Ｔは絶対温度であり、Ｋは平衡定数である。平衡定数は反応物質に対する生成物の比で表される。反応：
【化１】
【００１３】
に対する錯体化合物の場合、Ｋは式２：
Ｋ＝［ＭＬｘ］／［Ｍ］［Ｌ］ｘ 式２
で表される。よって、化合物の熱力学的安定性の増大は平衡定数の増大に直接関連している。
【００１４】
ある場合には、平衡定数を金属−配位子結合の解離ポテンシャルに換算して表すことが有利である。反応は、上述のように
【化２】
【００１５】
である。解離定数Ｋｄｉｓｓは式３：
Ｋｄｉｓｓ＝［Ｍ］［Ｌ］ｘ／［ＭＬｘ］ 式３
で示される。イオン結合は溶液中でほぼ完全に解離すると一般的に認められているのに対して、多くの共有結合は全く解離しない。よって、解離定数またはより一般的に表されているパラメータである平衡定数を測定することにより溶液中の結合強度を求めることは結合のタイプを識別する方法である。金属と１５〜１７族からの配位子間の結合を含む配位化合物について熱力学的安定性はまだ確立されていない。
【００１６】
文献の精査から、有機金属結合の共有原子価は分光分析データ（すなわち、ＮＭＲ及びＭＳ）、アプイニシオ分子力学計算、またはその２つの組み合わせから決定され得る。通常、共有原子価は遷移金属、（酸素よりも）窒素及び硫黄配位子原子、配位子の結合次数またはハプト数（“η”で示す）の増加で生ずる可能性が高い。複数のハプト数を有する配位子を有する有機金属化合物はキレートと記載されている。１及び２族の金属、すなわち所謂ｓ−ブロック主族元素の中で、ベリリウム及びマグネシウムのみが重要なキレート形成元素と見られている。
【００１７】
アプイニシオ理論計算を用いる最近の研究から、配位子−金属結合のイオン性対共有結合性の点で配位結合の種類が更に限定された。Pierlootは、これらの有機金属錯体の共有原子価の程度を調べるために一連のウェルナー錯体にＣＡＳＳＣＦ（完全活性空間自己無撞着場）モデルを適用した。彼女は概括的に、ＣＡＳＳＣＦ計算から得た静的相関エネルギーが金属−配位子結合の共有原子価とうまく相関する傾向が存在すると結論づけた。彼女は更に、同一金属について金属−配位子共有原子価及び関連する相関効果は以下の配位子の順
Ｆ−＜ＯＨ２＜ＮＨ３＜Ｃｌ−＜Ｂｒ−＜Ｉ−
で増加すると結論づけた。これは、Jorgensenが記載したネフェルクス効果(nephelauxetic effect)と一致した。この効果の大きさは配位子場での配位に対する遷移金属の電子間反発の減少に直接相関した。この減少は配位子に依存し、錯体及び遊離金属イオン中のラカーパラメータＢの比（β＝Ｂ錯体／Ｂイオン）として表された。Ｂの減少は、金属錯体を形成するために配位子を添加した後の遊離金属イオンの電子−電子反発作用の低下から生じた。Ｂが大きく減少することは強いネフェルクス効果を示している。よって、例えば、Ｆ−のようなイオン性配位子はＢを余り減少させず、より大きなβ値を有する。分光測定に基づいて、配位子はネフェルクス系列：
【化３】
【００１８】
が生じるβ値の減少する順に従って並べられた。２つの系列の相関は、両技術が記載した効果間の類似性により裏付けられる。前者の場合、ＣＡＳＳＣＦ計算は金属−配位子結合に対する金属ｄ軌道の寄与を評価している。錯体形成によるラカーパラメータ（Ｂ錯体）の減少は配位子上の遷移金属ｄ軌道電子雲の非局在化により生じ、これは共有結合が形成されていることを示している。Ｌｉ＋とＢｅ２＋のＣｐ配位子との結合は、Ｃｐ結合に比して寄与金属結合のエネルギー状態が低いためにほぼイオン性である。加えて、これらの元素のイオン半径は２個以上のＣｐ配位子が結合するには余りに小さい。
【００１９】
マグネソセン（図１）Ｃｐ２Ｍｇの理論的な計算から、該化合物の構造はＣｐ２Ｃａ、Ｃｐ２Ｓｒ及びＣｐ２Ｂａの構造に類似しているが、Ｍｇのｄ軌道密度はＣｐ２Ｍｇでは無視できることが判明した。しかしながら、Ｃｐ２ＭｇにおけるＭｇに対するマリケン電荷は密度汎関数理論（ＤＦＴ）を用いて０．６６と予想された。ＭｇＣｌ２のような高い解離定数を有する化合物に関しては２に近い値が予想される。これはFaegri、Almloef及びLuethiの論文と一致しており、彼らはアプイニシオＭＯ−ＬＣＡＯ計算に従ってマグネソセンの電荷分離は公知の共有配位化合物であるフェロセン（Ｃｐ２Ｆｅ）の電荷分離よりも僅かしか高くないと結論づけている。これらのデータから、Ｍｇ−Ｃｐ結合がやや共有結合であることが示唆される。Ｃｐ部分は、一部はその負の電荷から、一部は二重結合由来のπ結合からその共有結合に寄与している。こうしたアニオン性及びπ結合と金属の組合せはレチノイン酸及びその類似体でも生ずる。よって、レチノイン酸の金属配位化合物を形成することは本発明の実施形態である。
【００２０】
Ｃｐ２Ｍｇ及び関連するＭｇ−Ｃｐ化合物の反応性をWinterらが研究し、彼らはマグネシウムがアミジナート配位子と安定な結合を形成することを知見した。おそらくこれを最も物語っているのは［ＣｐＭｇ（η２−ｔＢｕＣ（Ｎ（２，６−ｉＰｒ２Ｃ６Ｈ３））２）］の安定性であり、これは未変化で昇華し、１８０℃／０．０５トルで８０％回収された（図２）。このように、安定なマグネシウム−アミジナート化合物の例が報告されており、該化合物の共有結合性に対する更なる裏付けを与えている。このことは、プリン及びアルギニン含有化合物のようなアミジナート官能基を含む化合物の場合重要である。
【００２１】
遷移メタロセンが強い共有結合性を有していることは一般に認められているが、主族メタロセンが顕著な共有結合性元素を有するという道理にかなった論議もなされている。金属−配位子結合にｄ軌道が関与しないと化合物の安定性が低下する恐れがあるが、主族金属、特にマグネシウムが配位子とイオン性よりも共有結合性の結合を形成することができるという見解を妨げるものではない。結晶化の際に６−配位マグネシウム錯体が形成されるのはｓｐ３ｄ２混成のためであることは一般的に公知である。よって、ある状況ではマグネシウムのｄ軌道でも配位錯体の結合に関与し得ると考えられる。
【００２２】
ウェルナー錯体の平衡定数を金属ハライドと比較したとき安定性に大きな差を見つけることができる。例えば、ｌｏｇＫＭｇ−ピリジン＝２．０８であり、ｌｏｇＫＭｇＣｌ２≒−１．０である。ピリジンが中性配位子であることを心に留めると、このｌｏｇＫの差はマグネシウム−クロライド結合のイオン性と相対するマグネシウム−ピリジン結合の共有結合性のみに起因し得る。安定なマグネシウム錯体の別の例はマグネシウム−サリチルアルデヒド（ＳＡ）錯体であり、ｌｏｇＫＭｇ−ＳＡ２＝６．８０である（図３）。この結合の安定性は、配位子結合原子が通常金属とイオン結合を形成する傾向にある酸素である場合に顕著である。しかしながら、キレート化酸素が存在していると錯体を純粋なイオン結合以上に安定化させた。窒素はカルシウムよりもマグネシウムに対してより強い結合を形成するが、通常酸素は窒素よりもマグネシウムのより強いキレート化剤である。
【００２３】
キレートの平衡定数は通常非常に大きく（例えば、マグネシウムエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジスクシネート錯体のｌｏｇＫｅｑは６．０９である）、配位子の中性部分と金属間の共有原子価の程度を表していないことがある。しかしながら、平衡定数は配位化合物の安定性を指し、化学物質の性質及び特殊な用途でどのように機能するかを決定するための重要な基準である。錯体内の共有結合の存在及びそのキレートの安定性に対する寄与は非常に高いｌｏｇＫｅｑを説明し得、分子構造の剛性にも寄与し得る。多くの場合共有結合性は配位錯体の安定性に対する最も重要な寄与因子であることを指摘しなければならない。
【００２４】
マグネシウムポルフィリン錯体またはキレートはおそらく最もよく知られた有機マグネシウム化合物である。クロロフィルはマグネシウムポルフィンである。フタロシアニンはその種の化合物の基本的要素を表すポルフィリンであり、金属−ポルフィリン結合を研究するためのモデルシステムとして広く使用されている。遷移金属がフタロシアニンと非常に簡単に錯体（図４）を形成することは判明しているが、アルカリ及びアルカリ土類塩は水及び他のプロトン性溶媒中にほぼ完全に解離するのでＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｓｒ２＋及びＢａ２＋をこれらの塩の溶液から直接導入するのに適した溶媒は今まで見つかっていない。Ｍｇ２＋及びＢｅ２＋の錯体形成が容易であることから予測されるように、これら２つのｓ−ブロック元素のみがＣａ２＋と一緒にフタロシアニンに直接導入され得、通常はピリジン中でヨウ化物または過塩素酸塩から導入される。
【００２５】
金属−ポルフィリン錯体の合成、構造、安定性及び物理的特性は十分に研究されている。マグネシウムフタロシアニンの構造及び物理的特性は各種技術を用いて、より最近は近ＩＲ吸収及びＸ線結晶学を用いて更に解明されている。マグネシウム−ポルフィリンキレートが金属配位化合物の非常に安定な例に相当するという結論が再び得られた。
【００２６】
特定のマグネシウム−配位子錯体は実際共有結合性であり、イオン性ではなく、よって新しい組成物であり、新しい塩の形態ではない。金属−有機配位子化合物はその結合の種類の点で共有結合性である。
【００２７】
本発明の実施形態では、配位子が金属（好ましくは、マグネシウム）の内圏に対して直接結合する機会を有しているときには配位錯体の形成が好ましい。これは、無水マグネシウム及び非プロトン性溶媒（または、溶媒がプロトン性ならばその溶媒は嵩高くなければならない）を使用することにより達成される。このコンセプトは、金属イオンの触媒反応性が水和形態では低下するという事実により裏付けられる。水性系での錯体形成は配位子と水間の水素結合ならびに水和及び配位子の錯体形成能による金属上の結合部位に対する競合の微妙なバランスである。よって、当然の結果として配位子と金属の内圏の錯体形成も水性系で低下する。更に、当然の結果として、逆も真なりであり、すなわち非水性系での金属の配位子とのキレート化または錯体形成の速度は水性系に比して促進される。
【００２８】
固有の共有原子価を有する安定な金属−配位子配位化合物としての金属に結合した有機活性物質を含む組成は新しい分子である。本発明の別の好ましい実施形態では、金属は主族元素から選択される。本発明の更なる実施形態では、金属はｓ−ブロック元素から選択される。本発明の好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００２９】
更に、本発明の実施形態では、実質的にＫｅｑ＞１．０である薬物−マグネシウム錯体は解離、吸収、分布、代謝及び排泄の薬物動態をモジュレートするのに十分な固有の安定性を有している。Ｍｇ（ＯＨ）２の解離定数が−１１．５であると仮定すると、多くのマグネシウム錯体が酸条件よりもアルカリ条件でより非常に安定であるとの知見は驚くことでない。よって、小腸での薬物−マグネシウム錯体の安定性は薬物吸収の薬物動態をモジュレートする可能性が高い。酸不安定なそれらの金属−薬物錯体の場合、本発明の実施形態では、錯体は小腸に進入時に錯体を放出するコーティングまたはカプセル化材料により胃の酸性環境から保護される。本発明の更なる実施形態では、カプセル化物質は外配位圏を形成する配位子または配位子群である。
【００３０】
本発明の別の重要なコンセプトは、溶液中で金属と配位子を単に組み合わせても常に同一の生成物が生成されないことである。多くはないが幾つかの特許は主題を裏付けることなく従属クレームとして各種塩を特許請求していることを認識されたい。このことは、当業者に公知の方法で有機酸の塩が塩基及び金属塩で処理することにより容易に製造され、予想される生成物は有機酸の金属塩であるので認められる。しかしながら、配位化学が有機酸と金属間の結合に寄与する場合、溶媒、温度、及びおそらく最も重要である金属に結合する配位子のような各種条件が配位錯体の構造及び安定性に影響を及ぼす。
【００３１】
薬物以外の別の配位子は金属−薬物錯体を安定化させ得る。例えば、グリシン（Ｇ）マグネシウム結合のＫｅｑは１．３４である。しかしながら、この錯体にサリチルアルデヒドを添加すると、反応：
【化４】
【００３２】
の平衡は４．７７である。明らかに、サリチルアルデヒドはマグネシウムグリシン結合に対して安定化効果を加える。本発明の実施形態では、有利な物理化学的特性を付与するためにサリチルアルデヒドのようなアジュバントを薬物：金属錯体に配合する。本発明の更なる実施形態では、アジュバントの効果は水溶液中のような特定の環境下で薬物：金属錯体を安定化させる。
【００３３】
遷移金属との配位錯体の非常に少ない例がPhysician’s Desk Reference（“ＰＤＲ”）に記載されており、その中には１）亜鉛で修飾したインスリン；２）カルボプラチンは白金を含むこと；３）ニフェレクスは多糖−鉄錯体であること；４）ふけ防止シャンプー中の活性成分として使用されているピリチオン亜鉛、が挙げられている。加えて、幾つかの栄養サプリメントが錯体として記載されている。３つのピコリン酸基が八面体で１つのＣｒ＋３に結合している（窒素が３つの他の結合部位を与える）ピコリン酸クロムが一例である。これに対し、本発明の実施態様では金属は遷移金属に相当する族から選択され、本発明のより好ましい実施形態では金属は１及び２族のｓ−ブロック主族元素から選択される。本発明の最も好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００３４】
特許文献は幾つかの新規なマグネシウム配位薬物を例示しており、その中には１）Trilisate（登録商標）関節痛を治療するための上記した安定な固体コリンマグネシウムサリチレート組成物；２）高い組織特異性、精製及び薬剤へのコンパウンディングの容易さを与える２−デスカルボキシ−２−（テトラゾル−５−イル）−１１−デスオキシ−１５−置換−ω−ペンタノルプロスタグランジンのマグネシウム塩；３）インスリン抵抗性症候群の治療において有用なインスリン様特性を有するバナジウム酸マグネシウム；４）血栓または塞栓性卒中を治療するため、子癇前症／子癇及び急性心臓状態を予防的治療するための結晶性マグネシウム−タウリン化合物；５）ＧＥＲＤを治療するための上記したマグネシウムオメプラゾール“塩”誘導体が含まれる。
【００３５】
医薬用塩の科学は十分に研究されている分野であり、塩形態の選択は所与の医薬性能に影響を及ぼし得る。塩形態が薬物に対して有し得る効果の例には解離速度、溶解度、官能性、安定性、処方効果、吸収モジュレーション及び薬物動態が含まれる。２００３年１０月に発表された定期刊行物Drug Deliveryの記事は薬剤を安定化するために、おそらく塩を形成するであろう金属を用いた３つの賦形剤用途を記載している。ヒト成長ホルモンを亜鉛と錯体形成すると親水性が低下し、これにより薬物の放出が遅れる。カプセル化ポリマーの分解により生ずる酸性環境からのタンパク質の安定化は製剤に水酸化マグネシウムを添加することによりなされた。ビンカアルカロイドを酸加水分解から安定化させるために炭酸亜鉛が使用された。これらの生成物は明らかに医薬的に活性な物質を安定化させるために金属を使用しているのに対して、後者の２つは活性物質の構造を修飾させたとは記載していない。
【００３６】
更に、塩形態を単に変化させるだけで小腸での吸収の薬物動態が大きくモジュレートされることは十分に確証されている。例えば、テトラサイクリンのリン酸塩及びテトラサイクリン塩酸塩の化学構造はファルマコフォアでない塩形態の部分の点で異なり、各々の相対的物理的特性は相対的バイオアベイラビリティーに対して大きな影響を持たないと予想される。しかし、実際リン酸塩は塩酸塩よりも２倍多く吸収される。逆に、ワルファリンの遊離酸のバイオアベイラビリティーはそのナトリウム塩とほぼ等しい。このことは、ワルファリンナトリウム錠の溶解速度が遊離酸を含有する錠剤よりも３５０倍速いので予期せぬことである。異なる塩形態が吸収のカイネティクスに変化を与え得るならば、ｓ−ブロック主族元素との錯体は吸収に対してより顕著な効果を有することがあり得る。
【００３７】
テトラサイクリン系抗生物質のバイオアベイラビリティーが消化管中で最も形成する可能性の高い金属錯体の物理化学的特性により主に影響されることは公知である。このことは、明らかにインビボでの薬物：金属結合形成を示している。インビボで薬物と金属間に共有結合が形成されることは、薬物が窒素を含有し、金属が１０〜１２族（例えば、ニッケル、銅、亜鉛）に属するときにはより合理的な予想である。本発明の実施形態では、薬物性能のモジュレーションは薬物と金属間の安定な錯体の形成を促進する薬物と金属の製剤化により付与される。
【００３８】
本発明の実施形態では、金属と錯体形成または配位したとき薬物に対して以下の効果が与えられ得る：
１．より良好なバイオアベイラビリティーと同一視し得る改善された水溶性（以下の討論参照）；
２．細胞膜を介する吸収を改善するための高い親油性；
３．改善された受容体結合のためのファルマコフォアのコンフォメーションへの閉じ込め；
４．多形に起因する製剤化の問題の改善（以下の討論参照）；
５．胃のような酸性環境での分解から保護するための酸吸収性；
６．配位錯体の安定性は活性ファルマコフォアの吸収の遅れを暗示し得る。このことは、薬物の迅速吸収が毒性ポテンシャルを上昇させるリオサイロニンのような薬物にとって重要である；
７．活性ファルマコフォアの持続吸収のための生物接着性；
８．麻酔薬のファルマコフォアに有機金属錯体を介して結合し、摂取されない限り麻酔薬を不活性とすることによる麻酔性鎮痛剤の乱用の防止。
【００３９】
自然界は、どのように遷移金属を輸送し、貯蔵し、利用するかの多くの例を提示している。おそらく、最もよく知られている例は鉄ポルフィリンであるヘモグロビンである。上記したように、クロロフィルはマグネシウムを囲むポルフィン構造である。幾つかの酵素は該酵素を活性とするために金属を必要とする。これが、微量金属（例えば、銅、亜鉛、クロム等）が適切な栄養供給のために重要な理由である。幾つかの抗体もこれに関連する遷移金属を有している。金属が配位錯体の形成により酵素のペプチド構造をコンフォメーションに閉じ込めるため、金属が酵素活性のために必要である。
【００４０】
薬物のコンピューター支援設計を組み入れるコンセプトは最近評判を得ている。イン・シリコと称されているこの技術は、何の物質も生成していない段階で基質と受容体間のアロストリック、クーロン力及び非共有相互作用を理解して、リード薬物候補をコンピューターモデリングにより同定するまでに開発されている。本発明の実施形態では、コンピューターシミュレートした分子に金属配位を加えることにより新しく改善されたリード化合物を同定することができる。本発明の更なる実施形態では、リード化合物の錯体としての金属の導入を計算に組み入れるとき、イン・シリコに由来するリード化合物は変化した結合熱力学を有している。本発明の更なる実施形態では、以前に不十分なイン・シリコ分析に基づいて考察から除外された化合物は金属錯体を計算に組み入れて再分析したとき重要なリード化合物になるであろう。本発明の好ましい実施形態では、上記したような改正イン・シリコ計算のために使用される金属は主族元素から選択される。本発明のより好ましい実施形態では、金属はｓ−ブロック主族元素から選択される。本発明の好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００４１】
錯体を生体系に直接適用する点で、本発明の実施形態では、配位子−受容体結合を必要とする活性物質には、金属と錯体形成して活性物質のコンフォメーション構造を適所に閉じ込めることによって、高い生物学的活性が付与されている。受容体は膜結合性であるか、細胞質内にあるか、または体内を循環している。本発明の実施形態では、標的受容体との最適相互作用を与えるコンフォメーションで薬物を閉じ込めるために金属を注射薬に配合する。本発明の好ましい実施形態では、金属は注射のために安全であると考えられる。本発明の更なる実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、マグネシウム、カルシウム、鉄または亜鉛のリストから選択される。本発明の更に好ましい実施形態では、活性物質は注射薬のリストから選択され、前記注射薬にはワクチン、抗悪性腫瘍薬、抗糖尿病薬、及びアンチセンスＲＮＡまたは他の代謝モジュレーターが含まれるが、これらに限定されない。
【００４２】
本発明の金属配位技術はワクチン設計における現在の研究を前進させることもできる。例えば、開発中の新しい癌ワクチンはリポタンパク質アジュバント、ペプチド抗原を、癌細胞に対して特異的な炭水化物抗原と組み合わせる。ワクチン構築物の３つの成分をリンカーを介して一緒に共有結合させる。このワクチンの構築方法はバイオコンジュゲート化学では一般的である。金属配位は、組み合わせる成分がアプタマー、ポリエチレングリコール及び脂質であるペガプタニブのようなバイオコンジュゲートの各種成分を結合させるための足場として使用され得る。本発明の実施形態では、バイオコンジュゲートの諸成分は各成分を中心金属に錯体形成することにより単一分子中に組み合わされ得る。本発明の更なる実施形態では、金属配位をバイオコンジュゲート化学における一般的な技術として使用する。
【００４３】
マグネシウムが核酸に対して著しい親和力を有していることに特に注目されたい。アンチセンスＲＮＡ、干渉ＲＮＡ及びアプタマーの治療薬としての進歩に伴って、これらの核酸薬に対してデリバリー技術を取り入れることがますます重要であろう。現在研究されている薬物デリバリー技術の幾つかにはペグ化、リポソームまたはアニオン性クレーが含まれる。興味深いことに、Howard Hughes Medical Research Labから発表された最近の研究でモンモリロナイトクレーがＲＮＡの脂質小胞への進入を促進することが示された。アルミナ、シリカ、マグネシア、鉄及びカリウムの量の点で異なる各種クレーがある。よって、ＲＮＡのマグネシウム錯体を形成すると、細胞膜の実験室モデルと見なされる小胞へＲＮＡの進入が促進され得る。
【００４４】
マグネシウム−核酸錯体の有効性を核酸単独と比較して上記したイン・シリコ技術を用いて評価し得る。よって、核酸薬の有効性が金属と配位させることにより高まることが本発明の重要な実施形態となる。本発明の更なる実施形態では、投与前に核酸を金属と組み合わせて配位錯体を形成する。水性系中で金属塩を核酸と単に組み合わせた核酸の重要な部分は外圏配位配位子（図５）であり、受容体結合のための特に膜輸送用途のために最適なコンフォメーションを与えないことがある。本発明の主たる前提は、配位子が外圏配位子の存在下で内圏配位子（図６）となる機会を有しているならば金属−配位子錯体構造が大きく影響されることである。
【００４５】
本発明の更なる前提は、内圏配位子の形成が金属−配位子錯体を製造するために無水条件を使用することにより促進されることである。従って、本発明の実施形態では、金属配位子錯体を無水条件下で製造し、前記錯体を水中で再構成すると、水中で製造した錯体に比してより大きい共有結合性、より高い安定性、より優れた細胞透過性及びモジュレートされた生物学的性能を有する配位錯体が生ずる。この系は、トランスフェクション効率を高めるための内配位圏内へのアジュバント（例えば、ポリアルギニン）の導入に適している（図７）。
【００４６】
おそらく、最近の遺伝子治療での最も重要な進歩は干渉ＲＮＡ（“ｉＲＮＡ”）に関する発見及び進歩した研究であった。アンチセンスＲＮＡとは異なり、ｉＲＮＡはｍＲＮＡによりコードされる遺伝子産物を更に抑制させるために細胞の生化学機構により再利用される。こうすると、遺伝子抑制の効率が高まる。ｉＲＮＡに関連する主要な問題には細胞への透過性及び（特にヌクレアーゼの存在下での）安定性が含まれる。
【００４７】
これらの問題は、肺表面活性物質（“ＳＡＭ”）、脂質またはアミンを主成分とするトランスフェクション剤、エレクトロポレーション、ウイルスベクターまたはプラスミドベクターを導入することにより解決されてきた。後者の技術は、プラスミドベクターによりｓｉＲＮＡが“ヘアピン”構造を採用し、ｉＲＮＡ変異体に短ヘアピンＲＮＡまたはｓｈＲＮＡの名前が付けられている点で特に興味深い。これらのｓｈＲＮＡ分子は高い抑制能力を有している。更に、ｓｉＲＮＡ分子が細胞に進入するのにトランスフェクション剤が必ずしも必要でないことを示唆する証拠は多数存在する。ｓｉＲＮＡ及びウイロイドを肺適用するという最近の知見は、裸ＲＮＡが細胞に進入し、遺伝子産物を抑制させ得る２つの報告された現象である。実際、当業界の科学者にはＲＮＡの二次構造がその遺伝子抑制効果に影響を及ぼさないようであることが知られている。
【００４８】
ＲＮＡは複数のホスフェート基を有するオリゴヌクレオチドである。マグネシウムはホスフェート基と非常に強い結合を形成し、よってＲＮＡ−Ｍｇ錯体ではおそらくマグネシウムはホスフェート基と結合している可能性が高い。無水条件下でマグネシウムをＲＮＡと組み合わせることにより、共有結合が形成され、こうすると理論上ＲＮＡ分子の当該部分の親油性が高まる。更に、マグネシウム中心は複数のホスフェート基を結合し得、理論上上記したヘアピン構造が形成される。このヘアピン構造により親油性残基が現れるだけでなく、ヌクレアーゼからの攻撃に対してより高い耐性が生じ、これにより高い安定性が得られる。
【００４９】
ＲＮＡはマグネシウムに結合しているホスフェート基以外に他のホスフェート基を有しているので、ＲＮＡ分子の当該部分はその水溶性を保持している。この新規な形態のＲＮＡは物質輸送（親水性）及び吸収（親油性）にとって重要な所望の両親媒性を有する。この点の更なる検討については、以下の「改善された溶解性」を参照されたい。
【００５０】
典型的な方法は無水溶媒中でＲＮＡをマグネシウムと組み合わせることを伴う。適当な溶媒はＤＭＳＯ、またはおそらくイオン性液体である。イオン性液体の利点は、アルコールのようなイオン性液体混和性非溶媒（または、幾つかの場合には超臨界ＣＯ２が機能することがある）に溶液を添加するだけで所望の生成物が析出し、マグネシウム−ＲＮＡ錯体が回収されることである。次いで、イオン性液体はアルコールを留去させることにより次の反応のために再利用され得る。
【００５１】
上記方法はおそらく水溶性の生物活性物質に適用することが可能である。よって、本発明の実施形態では、生物活性物質は糖、ペプチドまたはヌクレオチドである。本発明の好ましい実施形態では、生物活性物質はヌクレオチドである。本発明のより好ましい実施形態では、生物活性物質はアンチセンスＲＮＡ、干渉ＲＮＡまたはアプタマーである。本発明の好ましい実施形態では、金属は主族元素から選択される。本発明の更に好ましい実施形態では、金属はｓ−ブロック主族元素から選択される。マグネシウムがカルシウムよりも核酸に対してよりしっかりと結合することは認められており、よって金属がマグネシウムであることが本発明の最も好ましい実施形態である。
【００５２】
改善された溶解性／浸透性
薬物吸収を定量する際、用語「バイオアベイラビリティー」を適用することが有用である。これは体循環に達する用量の分数（Ｆ）として定義される。極端な場合、薬物が消化管に全く吸収されない場合にはＦ＝０であり、薬物が完全に吸収される（且つ、初回通過効果により代謝されない）場合にはＦ＝１である。バイオアベイラビリティーは血清レベル対時間プロットの曲線下面積（ＡＵＣ）から計算され得る。バイオアベイラビリティーは多くの因子に依存し、これらの因子の幾つかは正常な個人の間でも異なる。バイオアベイラビリティーの点で、薬物は下表に従う４つのカテゴリーに分類されている。
【表２】
【００５３】
分かるように、更なる開発のための実行可能な候補となるよう、薬物は細胞膜透過性と溶解性の微妙なバランスに適合していなければならない。この理由は、溶解性（すなわち、親水性）を高める物性が通常透過性（すなわち、疎水性または親油性）を高める物性と相反しているからである。
【００５４】
金属とテトラサイクリン系抗生物質の相互作用により薬物及び金属の両方のバイオアベイラビリティーが低下することは判明している。上記したように、テトラサイクリン系抗生物質のバイオアベイラビリティーは主に消化管に広がっている金属錯体の物理化学的特性により影響される。中性種は腸管細胞のリン脂質膜に容易に吸収される可能性が高いので、電荷はバイオアベイラビリティーに大きな影響を有している。親油性金属配位錯体は、電荷を有している薬物の金属塩と比較してバイオアベイラビリティーを高めるのに役立たなければならない。よって、本発明の実施形態では、親油性金属−抗生物質共有結合性錯体を投与することにより抗生物質の物理化学的特性がコントロールされ得、更に消化管中の金属が薬物との金属相互作用の動態、最終的には吸収に影響を及ぼすのを防げ得る。本発明の更なる実施形態では、上記した原則が一般的にすべての薬物に適用される。
【００５５】
この技術は、高度に水溶性の薬物または所謂クラスＩＩＩ薬物の親油性を高めるためにも使用され得る。この場合、ホスフェートまたはスルフェート基のようなイオン性中心が共有結合に変換される。この金属と配位子間の結合の変化により配位子の水溶性が低下し、配位子の有機溶媒溶解性または親油性が上昇することは知られている。
【００５６】
薬物が余り溶解しないが容易に透過し得るならば、その溶解性を高め得る１つの方法は薬物に対して水溶性物質（例えば、アミノ酸または炭水化物）を共有結合させることによる。或いは、薬物とイオン化金属中心間で金属−配位子錯体を形成することにより、固有の親水性が付与された新しい化学物質が形成される。本発明の実施形態では、活性物質を遷移金属またはアルカリ土類金属に結合させて、その透過性を保持しながら溶解性を改善した新規な組成物が形成される。新しい金属配位子結合は共有結合であるので、新しく形成された共有結合金属中心の親油性を相殺するように金属に追加の配位子（例えば、アミノ酸）が結合されていることが好ましい。
【００５７】
共有結合性により、金属−活性物質錯体の安定性は刷子縁膜の水フィルムコーティングへの輸送まで保持されている。錯体が膜に達すると、金属と薬物は、親油性活性物質を受容し親水性金属を拒絶する膜中の脂質により分離される。これは物理化学的作用により行われ、薬物の水溶性を上昇させる従来方法とは対照的に酵素を必要としない。
【００５８】
薬物は１）皮膚表面に対する効果、２）角質層内の効果、３）表皮及び真皮へのより高い浸透を必要とする効果、または４）血管系への浸透を介する全身効果を引き出すために皮膚に適用される。この研究の目的は、薬物を表皮を介してまたは血管系に浸透させ得る新しい経皮薬物デリバリー（ＴＤＤ）システムを設計することである。浸透の所望レベルは薬物に依存する。
【００５９】
角質層は有効なバリアを与え、水及び化学物質が表皮に、表皮から浸透するのを防止する。角質層における脂質の構造組織化は水及び化学物質の迅速な輸送を防止するのに重要な因子であることが提案されている。このように脂質が組織化すると、液晶形態が生じ、このマトリックスを介する浸透は、脂質炭化水素鎖が乱され液晶が不安定化することにより生ずる。これが、ハイドロトロープの局所的に適用された薬物の浸透性を高める能力について提案されているメカニズムである。
【００６０】
皮膚透過性を高めるために使用されている化学物質の分類の幾つかにはアルコール、アルキルメチルスルホキシド、ピロリドン、界面活性剤（アニオン性、カチオン性及び非イオン性）、脂肪酸及び脂肪アルコールが含まれる。加えて、ラウロカプラム、尿素、カルシウムチオグリクレート、アセトン及びジメチル−ｍ−トルアミドが特定の生物活性物質の皮膚浸透性を高めるために使用されている。これらの薬物のビヒクル効果の多くはその屈水性による。化学的には、これらの多くは大きい双極子モーメントを有している。すなわち、親油性部分及び親水性部分を有している。この大きな双極子モーメントが化学物質が角質層中の脂質を乱す主要な要因である。
【００６１】
多くの薬物は本質的に局所的に使用するのに十分な皮膚浸透能を有していない。よって、実質的にすべての局所適用される薬物は所望の効果を得るためにビヒクルまたはＴＤＤエンハンサーを含む製剤を必要とする。すべての医薬品が従わなければならない安全性及び有効性の一般的要件に加えて、局所適用される薬物はビヒクル中に溶解し、安定でなければならず、製剤は含量均一性を有していなければならず、製剤は適正な粘度及び分散特性を有していなければならず、患者のコンプライアンスを最大にしなければならない（このことは、製剤が適用するのに不快であってはならず、不快な臭いを有していたり皮膚刺激を生じさせてはならないことを意味する）。
【００６２】
最も注目することは、薬物が表皮に浸透するためのタイムラグはビヒクルから角質層へ分散する薬物の能力に依存するが、これがＴＤＤ製剤の開発にあたり大きな障害となっている。以前の報告で、このタイムラグが数分〜数日にも及び得ることを示している。よって、ＴＤＤシステムの開発の重大な障害はこの適用に特有の追加の考慮すべき事項であり、歴史的によれば経皮医薬品の開発時間はしばしば途方もなくかかると見られていた。
【００６３】
本発明に従う薬物錯体の高い経皮透過性は錯体の安定性と両親媒性の組合せに依存している。よって、実施形態では、共有結合金属−薬物結合を形成させて薬物それ自体のＴＤＤを強化し得る有効なハイドロトロープに薬物を変換させる。本発明の更なる実施形態では、ＴＤＤエンハンサーがなお必要とされているならば金属をビヒクルに対するアンカーとして作用させ、全錯体を単一分子として挙動させる。この作用効果は、錯体からの薬物の放出のためにビヒクルと表皮の脂質マトリックス間の分配係数を差別化する必要がないことである。
【００６４】
共有結合性のために、金属−活性物質錯体の安定性は角質層を介する輸送の間保持されていなければならない。錯体が表皮中にあるとき、金属と薬物は、親油性活性物質を受容し親水性金属を拒絶する膜中の脂質により分離される。これは物理化学的作用により付与され、薬物の溶解度を高める従来方法とは対照的に酵素を必要としない。
【００６５】
薬物を金属配位錯体に変換すると、眼への進入も容易となる。眼圧（ＩＯＰ）を治療するためにスルホンアミドをその金属配位錯体に変換するとそのＩＯＰ降下効果が高まることは判明している。これは、一部は眼中にスルホンアミドが多く存在しているためであり、よって金属配位錯体の親油性と親水性のバランスが適切であるためであると考えられる。眼病を治療するための薬物は本発明に従って金属配位錯体に変換させることにより改善され得る。このことは、現在の治療では薬物を眼の奥部に注射している加齢黄斑変性（ＡＭＤ）を治療するために非常に重要である。ＡＭＤを治療するために薬物を点眼すると患者のコンプライアンスが大きく改善される。これは、ＡＭＤ薬物を金属と配位させることにより達成される。
【００６６】
多形のコントロール
多形は、一部は溶解度の変動のために投与量の変動に大きく寄与している。歴史的に言えば、有機金属化合物の固有の物理的特性は安定な結晶形を製造するのが比較的容易であることである。よって、本発明の更なる実施形態では、活性物質を金属錯体に変換させ、前記錯体を当業者に一般的に公知の方法により再結晶化方法にかけることにより多形を解消する。こうすると、活性部分は所望の多形に閉じ込められる。
【００６７】
薬物吸収のモジュレーション
最近では、薬物のデリバリー方法をモジュレートすることにより薬物を改善するための活動が活発である。薬物デリバリー技術は経口から注射、インプラント、皮膚パッチのすべての投与形態に広がっている。これらの技術の大部分は、活性成分をポリマー球体の内部に封入または“トラップ”するカプセル化技術またはビーズ技術を利用している。このポリマー球体はミセルとして、自己組織化分子ロッドまたはボールとして、または活性成分の周りのコーティングとして存在し得る。薬物は、血液中を循環したり消化管を横断するとカプセル化剤から溶媒和または膨潤することにより放出される。薬物のデリバリーをモジュレートする主な利点は、その放出を広げたり、改善された安全性のために血液レベルを調節したり、または改善された有効性のために吸収を高めることである。よって、本発明の実施形態では、薬物−金属錯体放出はインビボで錯体それ自体に対する物理化学的作用によりモジュレートされる。
【００６８】
ある場合には、薬物−金属錯体をポルフィン、ペプチドまたはポリマーマトリックス内に封入することにより活性物質−金属錯体の安定性を高めることが有利であり得る。このことは、活性物質が金属と安定な錯体を形成するために必要な要素（例えば、上記した第１級アミンまたはアルコール）を含んでいない場合に特に当てはまる。本発明の好ましい実施形態では、マトリックスは活性物質を金属に結合させるために所要により修飾されているポルフィン誘導体である。本発明の実施形態では、薬物−金属錯体放出はインビボでポルフィン、ペプチドまたはポリマーマトリックスに対する物理化学的作用によりモジュレートされる。本発明の更なる実施形態では、マトリックスは元々小腸に存在する化合物である。本発明の更に好ましい実施形態では、ポルフィンマトリックスはビリルビンまたはその誘導体である。
【００６９】
本発明の更に好ましい実施形態では、カプセル化マトリックスはアミノ酸またはジペプチドであり、前記アミノ酸または複数のジペプチドは金属−配位子錯体と配位させるかまたはその周りで自己組織化させるために添加され得る。ヒスチジンは、ヒスチジン中のイミダゾール部分の強い金属結合能のために理想的なアミノ酸である。アルギニンは、ペプチド結合アルギニンのグアニジン部分のアミジナート連結によりマグネシウムと錯体形成するのにうまく適している別のアミノ酸である（図８）。本発明の関連実施形態では、その錯体形成及び酸中和のためにマグネシウムは胃においてアルギニンを安定化させ、その有効性を増加させる。このことは、アルギニンをＣＯＰＤ及び関連する病的状態を治療するためのＮＯ源として使用する場合に役立つ。
【００７０】
金属上の第２配位子としてアミノ酸を使用することは、内配位圏を安定化させ、内圏の周りに疎水性シェルを生成し、よって金属−薬物結合の加水分解を防止するためである。よって、本発明の実施形態では、錯体を特に水性系中で安定化させるためにアミノ酸、ジペプチドまたはオリゴペプチドを金属−薬物錯体上の第２配位子またはアジュバントとして作用させる。本発明の好ましい実施形態では、第２配位子はジペプチドである。本発明の別の好ましい実施形態では、第２配位子はアミノ酸である。本発明の別の好ましい実施形態では、アミノ酸はヒスチジン及びアルギニンの群から選択する。
【００７１】
遊離アミノ基を有する（例えば、錯体の一部としてヒスチジンのようなアミノ酸を有する）有機金属錯体はアミノ酸−ＮＣＡの重合を開始させてポリペプチドを形成し、有機金属錯体を配座的に保護する。この技術の別の利点は、アミノ酸ＮＣＡを有機金属錯体の周りで自己組織化させ、次いで重合の開始時にポリペプチドを自己組織化構造にコアセルベートすることである。
【００７２】
本発明の実施形態では、カプセル化技術をコアセルベーション技術と組み合わせて活性物質と遷移金属間に内圏共有結合を形成して新しい組成物を生成し、次いで前記錯体をポリマーマトリックス内に外圏配位でカプセル化して、安定な錯体を提供する。図９は、活性物質（構造簡素化のために、サリチル酸を例として使用している）、内圏でマグネシウムに結合させたポリマー結合アルギニン、及び外圏で錯体を封入しているペプチドを示している。
【００７３】
本発明の更なる実施形態では、カプセル化マトリックスを水、油、エマルションまたは生体流体（例えば、胃液）により膨潤または溶解させた場合のみ活性物質が放出する。本発明の実施形態では、活性物質は抗体−抗原錯体で生ずるようなカプセル化剤と活性物質間の強い結合によりカプセル化マトリックスから放出され得ない。幾つかの場合には、カプセル化剤からの薬物の放出を消化酵素によりモジュレートすることが有利である。本発明の好ましい実施形態では、腸中に分泌される、細胞膜内に存在する、または血流中を循環する酵素による化学分解により活性物質をカプセル化剤から放出させる。本発明の好ましい実施形態では、活性物質はアルミニウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、ビスマス、ケイ素または亜鉛に結合している。本発明の別の最も好ましい実施形態では、カプセル化剤は金属−配位子錯体に対する抗体である。本発明の更に別の実施形態では、錯体は活性物質−金属錯体からなり、カプセル化剤はアミノ酸、ポルフィン、炭水化物またはそれらの混合物の組合せから自己組織化される。本発明の最も好ましい実施形態では、活性物質−金属−カプセル化剤錯体は医薬品である。
【００７４】
本発明の別の実施形態では、配位錯体は該錯体を形成し得るすべての金属から選択される金属であり、薬物はすべての生物活性物質または医薬活性物質の群から選択される。本発明の好ましい実施形態では、医薬活性物質は生物活性のために特殊なコンフォメーションを必要とする。活性は活性物質の細胞膜を横断する能力に依存し得、配位金属は活性物質の膜転移のために適正な構造を与える。好ましい実施形態では、医薬活性物質は小分子、ペプチド、炭水化物、ＤＮＡまたはＲＮＡからなる群から選択され、後者の２つは遺伝子治療において、アプタマーとして、またはアンチセンスヌクレオチド治療用途において使用されている。好ましい実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、カルシウム、マグネシウム、鉄、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される。
【００７５】
生体接着性
マグネシウムまたはカルシウムイオンを薬物の分子式に導入して薬物に対する生体接着性を推定する方法は各種ある。例えば、マグネシウム及びカルシウムがインテグリンの接着機能にとって重要であることは公知であり、よって腸管での薬物のマグネシウムまたはカルシウム塩、或いは薬物の錯体が腸壁の刷子縁膜上で発現するインテグリンに対する薬物の生体接着を高めると予想することは合理的である。また、生体接着により腸の通過時間が遅くなるので、これらの錯体は腸における吸収を持続性とする。従って、本発明の実施形態では、薬物の持続吸収は薬物をマグネシウムまたはカルシウムと錯体形成させることにより高められる。本発明の更なる実施形態では、より強い生体接着活性によりマグネシウムまたはカルシウム薬物錯体に対して持続放出が付与される。
【００７６】
麻酔薬の常習防止
麻酔薬は非常に有効な鎮痛剤であるが、非常に常習性でもある。最近数年間、アヘン剤常習者及び気晴らし薬の使用者がOxyContinを常習していることを記載している報告書が多数ある。典型的には、薬物常習者は例えば水を添加することにより錠剤マトリックスを機械的または化学的に崩壊して、全１２時間用量を１度に服用している。加えて、このタイプの常習は通常経口投与から始めるが、常習者はしばしば濃厚麻酔薬を鼻から吸入したり注入したりするようになることがある。
【００７７】
オキシモルホン及びオキシコドンの構造分析から、その分子は金属とのキレート化のための理想的な候補であることが分かる。９位のβ−ヒドロキシ及び窒素は、その２つの間に金属を錯体形成すると非常に熱力学的に好ましい５員環が形成されるように配置されている。９−ヒドロキシを脱プロトン化してアニオン性アルコキシドを形成することが好ましい（図１０）。窒素の孤立電子対は金属キレートを安定化するために十分な電子密度に寄与し得る。サリチルアルデヒドがグリシン−マグネシウム錯体を安定化する場合のように錯体に第２配位子またはアジュバントを添加することにより更なる安定化が付与され得る。本発明の更なる実施形態では、金属−麻酔薬錯体を上記したようにマトリックス内に封入する。
【００７８】
よって、本発明の実施形態では、麻酔薬を金属と錯体形成させることにより、麻酔薬は物理化学的作用により錯体からゆっくり放出される。このことは、麻酔薬が即座にまたは一度に利用され得ないことを意味する。更に、本発明の実施形態では、金属−麻酔薬錯体は血液脳関門を通過することができず、麻酔薬が錯体から放出されるまで麻酔薬は無効である。放出速度は遅いので、一度に血液脳関門を超えて移動することができる麻酔薬の量は経口投与される用量よりも非常に少なく、陶酔効果は得られない。本発明の更なる実施形態では、第２配位子、カプセル化剤またはその両者の組合せを導入することにより麻酔薬の放出カイネティクスを更に遅くすることができる。好ましい実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、カルシウム、マグネシウム、鉄、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される。本発明のより好ましい実施形態では、金属は主族元素から選択される。本発明の更に好ましい実施形態では、金属はｓ−ブロック主族元素から選択される。本発明の最も好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００７９】
金属の選択
配位錯体中に使用しようとする好ましい金属について言及する。医薬用途では、本発明の錯体中で使用する金属を選択するときには、全ての金属配位医薬品の安全性を考慮しなければならない。本発明を実施するために多くの金属を使用することができるが、本発明の好ましい実施形態では金属を一般に安全と認められている（ＧＲＡＳ）一覧表から選択する。金属を選択するための１つの基準は、現在市販されているミネラルサプリメントのリストを検討し、表１にリストされている薬物との配位錯体として配合されるであろう用量をはるかに超える投与量を有するものを選択することである。非処方薬物及びダイエタリーサプリメントに関するＰＤＲから、２ｍｇ／投与以上の量を有する７つの金属（アルカリ金属、すなわちナトリウム、カリウム等を除く）のリストを表２に示す。
【表３】
【００８０】
本発明の好ましい実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される。本発明の実施形態では、医薬品とランタニド、アクチニド、遷移金属及び主族金属（ｓ−及びｐ−ブロック）を含めた任意の金属間で共有結合を形成することにより新しい組成物を形成するが、本発明の好ましい実施形態では金属をｓ−ブロック主族元素から選択する。この理由は、ｓ−ブロック元素が遷移金属またはｐ−ブロック主族元素（ランタニドまたはアクチニドはＯＴＣ製品中に決して使用されない）よりもＧＲＡＳである可能性が高く、ＯＴＣ医薬品やビタミンサプリメント中によりしばしば使用されているからである。他のｓ−ブロック元素（例えば、カルシウム）よりもマグネシウムを選択するのには幾つかの理由がある：
１．カルシウムは優先順で８＞７＞６＞９という配位数の高い変動性を示す。カルシウムよりも小さいマグネシウムは殆どもっぱら、合成手順を簡素化し、生成物の混合物ではなく単一の生成物をより高い収率で生成する可能性が高い八面体である；
２．マグネシウムは他のｓ−ブロック元素よりもより容易にキレート化配位子と共有結合を形成し得る；
３．マグネシウムはカルシウムよりもタンパク質及び核酸とより安定な結合を形成し、よって生物学的医薬品の安定性を高める；
４．マグネシウム欠乏は幾つかの病的状態（例えば、心臓血管関連、偏頭痛、ＡＤＨＤ）に関与しており、予防の視点からマグネシウムは重要な効果を有し得る。例えば、トリプタンマグネシウムはこの技術の理想的な候補であり得る；
５．カルシウムは能動輸送メカニズムにより腸に吸収されるのに対して、マグネシウムは受動的に輸送される。マグネシウム（塩として）及びフロセミドの腸管輸送は両者を一緒に経口投与したときに促進された。よって、吸収されにくい薬物であるフロセミドはこの技術の別の注目すべき候補に相当する。
【００８１】
本発明の最も好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００８２】
溶媒の選択
上記したように、錯体形成反応のための溶媒の選択は金属配位化合物の構造及び安定性に影響を及ぼす。マグネシウムは水と強い結合を形成し、配位圏水和マグネシウムは生成物形成のカイネティクスだけでなく、生成物の構造及び安定性に対して影響を及ぼす。窒素含有配位子を遷移金属（例えば、亜鉛）と反応させる場合には強い窒素−遷移金属結合のために、反応混合物中の水の存在は通常金属配位生成物の構造及び安定性に対して強い影響を持たない。
【００８３】
幾つかの場合には、配位子、金属及び所望生成物に応じて水は好ましい溶媒であり得る。生成物の大部分は無水有機溶媒が最良の選択であるとしている。幾つかの適当な溶媒にはアルコール、アセトンまたはＴＨＦが含まれる。実質的にすべての医薬品及び栄養品を溶解し、塩化マグネシウムを含めた大部分のハロゲン化金属をも溶解する優れた万能溶媒であるので、ＤＭＳＯが最も好ましい溶媒である。これにより、単相反応ができる。加えて、安定な金属配位医薬品はコアセルベーションに類似の方法により単離され得る。コアセルベーションは典型的には反応混合物に非溶媒を単に添加することを含む。
【００８４】
ＤＭＳＯはマグネシウムを含めた金属とその場で錯体を形成し得、ＤＭＳＯ−金属錯体は薬物配位子と反応し始めて金属中心でＤＭＳＯ配位子を置換させる。その後、ＤＭＳＯはアジュバントを錯体中に配合しようとする反応では一時保護基として機能し得る。このインプロセス反応スキームは、ＤＭＳＯ配位子間に水素結合が欠けているためにＤＭＳＯ−金属錯体は水のような外配位圏を形成できないという事実により促進される。こうすると、金属中心は入ってくる配位子に容易に接近し得る。形成された金属配位錯体に応じて、最終生成物はＤＭＳＯを配位子として保持していることも、保持していないこともある。ＤＭＳＯが配位子に結合しているならば、ＤＭＳＯの用量が毒性レベルに近くまで達するような状況はありそうもない。
【００８５】
本発明の前提では、生物活性配位子の水溶液に金属塩を添加するだけでは、形成された配位錯体は無水条件下で反応物質を組み合わせたかのように同じでない。更に、乾燥した配位錯体を同一水性環境において再構成しても、その２つの錯体の構造は異なる。その目的を達するために、幾つかの配位錯体をＦＤＡ承認医薬品を用いて製造し、これらの錯体が安定であることを立証することができる。生成物はできるだけ完全にキャラクタライズされ、バイオアベイラビリティ研究が行われるだろう。金属配位錯体は水及び有機溶媒中で製造され得る。多くの場合それぞれの生成物が安定性、構造及び生物活性の点で異なると予想される。
【００８６】
薬物の選択
金属と安定な錯体を形成し得る殆どの薬物の錯体が本発明により形成可能である。以下の実施例のために選択した薬物は表２に示すように化学分類及び薬効分類の代表に相当する。
【表４】
【００８７】
小分子の検討
合成：
重要であり得る他の薬物−マグネシウム錯体には、頭痛を軽減するためにマグネシウムが重要であるためトリプタン−Ｍｇが、及び乱用耐性麻酔薬が重要であるためオキシコドン−Ｍｇが含まれる。
【００８８】
典型的には、ｔＢｕＯＨ／ＤＭＳＯ中の薬物とＫＯｔＢｕの混合物に無水金属ハロゲン化物（ヨウ化物、臭化物及び塩化物）を添加する。或いは、薬物及びＤＭＳＯ中の第３級アミン（例えば、トリエチルアミン）の溶液に金属ハロゲン化物を添加してもよい。別のオプションでは、金属ハロゲン化物を薬物及びＴＨＦ中のＫＨに添加し得る。好ましい金属はマグネシウム及び亜鉛であり、好ましいハロゲン化物は塩化物である。塩化亜鉛はＤＭＳＯ、アセトンまたはエタノール中に可溶性であり、これらは亜鉛錯体形成、特に窒素含有配位子との錯体形成のために好ましい溶媒である。
【００８９】
生成物を沈澱により単離し、吸引濾過または遠心分離により液体から分離し、洗浄した後、最後の微量の水分を除去するために高真空下で乾燥する。薬物：金属錯体は水和物を形成していることがあり、水のすべてが高真空下で除去されないことがある。或いは、添加した水が残っているその場で形成した金属上のＤＭＳＯ配位子を置換し得ないことがある。結果として、生成物は薬物：金属：ＤＭＳＯ錯体であり得る。
【００９０】
マグネシウムと結合したとき高い解離定数を有する特定の薬物がＤＭＳＯとの錯体形成にとって有利である。その場での三元錯体の形成により錯体が更に安定化し、経口投与後の吸収過程中その分子の完全性が保持される。このために、多くの薬物はマグネシウムハロゲン化物と反応させるときＤＭＳＯが好ましい溶媒である。
【００９１】
実施例（アシクログアノシン−Ｍｇ及びＴ３−Ｚｎの例を除く）における錯体形成反応に対する比較として、下記実施例に記載したように反応媒体に水を含める以外は同様に反応を行う。反応物を上記したように後処理し、乾燥させる。
【００９２】
Ｔ３−Ｍｇ錯体形成反応に水を添加すると、明らかに単離された生成物に影響を及ぼした。ＤＭＳＯ単独中で製造したＴ３−Ｍｇ化合物は、その１Ｈ ＮＭＲスペクトルにおいて脂肪族領域のみに幅広化し、シャープな芳香族ピークを示した（図１１）。
【００９３】
脂肪族領域にシャープなピークを示すＴ３の１Ｈ ＮＭＲを図１２に示す。比較すると、水の存在下で製造したＴ３−Ｍｇ生成物の１Ｈ ＮＭＲは１Ｈ ＮＭＲスペクトル全体に広範囲にわたる幅広化を示した。更に、水の非存在下で製造したＴ３−Ｍｇ生成物のマグネシウム含量（１．６２％）はビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）−マグネシウムの含量と非常にうまく整合していた。対照的に、水の存在下で製造したＴ３−Ｍｇ錯体のマグネシウム含量はたった０．９６％であった。そのカリウム含量は０．２３％であり、ビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）−マグネシウム生成物ではカリウムは検出されなかった。
【００９４】
テトラサイクリンはβ−ジケトン及びβ−ケトフェノール官能基を有しており、マグネシウムと安定な錯体を形成する。ＤＭＳＯ中の反応に水を添加してもそれぞれの生成物の溶解性、１Ｈ ＮＭＲスペクトルまたは金属含量に対する影響は殆どない。実際、水単独中で実施した反応から単離した生成物の１Ｈ ＮＭＲスペクトルはＤＭＳＯ単独から、または５：１のＤＭＳＯ：水混合物中で単離した生成物のものとは余り異なっていない。反応溶媒中の水含量が多くなるとマグネシウム含量は少なくなる傾向があるが、これは主に生成物の水和度に起因し得る。
【００９５】
亜鉛は窒素含有化合物と非常に安定な結合を形成するので、水は亜鉛と配位子間の錯体形成を干渉しないが、錯体構造に影響を及ぼす恐れがある。無水ＤＭＳＯ中での金属と薬物の反応から生ずる生成物は通常十分にキャラクタライズされた配位錯体であった。構造的にうまく規定されなかった化合物（すなわち、ＨＣＴＺ−亜鉛）または若干不安定であった化合物（すなわち、ジメチルビグアニド−亜鉛錯体）の場合、亜鉛配位錯体が単離され得、少なくとも部分的にキャラクタライズされた。水の存在下で製造した同一の錯体は極性溶媒中で高い溶解性を有していた。それぞれの製造方法からの生成物の溶解性の差から、生成物それ自体の差が明らかに証明された。無水溶媒系中で製造した亜鉛生成物はイオン性塩、外配位錯体、水和錯体またはその組合せを生じたと考えられる。これは５：１ ＤＭＳＯ：水混合物中で製造したジメチルビグアニド−亜鉛錯体の場合であるようで、１Ｈ ＮＭＲスペクトルは２．８５及び２．８０ｐｐｍにＮ−メチル基に相当し、それぞれ遊離（イオン性）及び錯体形成されたジメチルビグアニドを示す共鳴を示した。
【００９６】
キャラクタリゼーション
合成した各生成物をＮＭＲ、ＭＳ（ＴＯＦまたはＦＡＢ）及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＮＭＲスペクトルによりサンプルの完全性が確認され、幅広化、ピークシフトまたは多重共鳴の存在により金属が錯体形成されていることが分かる。
【００９７】
無水ＤＭＳＯ中で製造した多くの錯体の金属含量は２つの薬物を金属に結合させた錯体と一致した。加えて、金属含量はバッチ毎に一定のままであった。ジメチルビグアニドの錯体は単離方法に応じて異なる金属含量を有しており、決して薬物：金属比は一定でなかった。金属含量をＩＣＰ分析により測定し、ＮＭＲ及びＭＳと共に、そのデータに基づいて薬物対金属の比を計算することができる。
【００９８】
Ｔ３錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、分子のアミノ酸部分との錯体形成を示す脂肪族領域の幾つかの幅広化及び高磁場シフト化を示していた。これは、それぞれ図１１、１２及び１３に示すビス（Ｔ３）ビス（ＤＭＳＯ）Ｍｇ、Ｔ３遊離酸及びビス（Ｔ３）Ｚｎの１Ｈ ＮＭＲスペクトルの２．５〜３．５ｐｐｍの領域を比較することにより見つけることができる。
【００９９】
ジメチルビグアニド錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、窒素原子との錯体形成を示す−ＮＨ共鳴の大きな高磁場シフトを示した。加えて、Ｎ−ジメチル基の０．０５ｐｐｍ高磁場シフトがジメチルビグアニドのスペクトル（図１５）と比したジメチルビグアニド−亜鉛錯体スペクトル（図１４）中に見られた。
【０１００】
ミノサイクリン及びテトラサイクリン錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルは非常な大きい幅広化及びスペクトル全体にわたる多くの新しい共鳴の出現を有するポリマー構造に似ていた。これらのスペクトルが動的異性体混合物に起因し、分解にも重合にも起因していなかったことを立証するために、テトラサイクリン及びそのマグネシウム錯体のＮＭＲサンプルに１２Ｎ ＨＣｌを添加し、スペクトルを再びとった。テトラサイクリン、ビス（テトラサイクリナト）マグネシウム及びＨＣｌを添加した錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルをそれぞれ図１６〜１８に示す。一連のスペクトルから分かるように、マグネシウム錯体は参照テトラサイクリン化合物に逆戻りした。興味深いことに、ＨＣｌをテトラサイクリンに添加したときＮＭＲスペクトルの芳香族領域にかなりの量の分解が見られ（図１９）、その量はテトラサイクリン−マグネシウム錯体の同等のスペクトルでは見られなかった。これはマグネシウムと錯体形成により与えられる酸保護効果を示し、酸環境（例えば、胃）において不安定である薬物に対するこの技術の重要な属性となり得る。
【０１０１】
ヒドロクロロチアジド錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルも抗生物質−金属錯体のスペクトルで見られるのと同様の幅広化及び新しい特徴のない共鳴を有するポリマー構造に似ていた。ヒドロクロロチアジド、ヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体及びＨＣｌを添加した錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルをそれぞれ図２０〜２２に示す。これらのスペクトルから分かるように、幅広化した線は参照薬物で観察されるシャープな共鳴に逆戻りした。このことから、各錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルで観察された幅広化及び追加の共鳴が溶液中の錯体の複数の立体化学及び幾何異性体に起因したことが分かる。溶液中の異性体間の中程度にゆっくりした相互変換も観察された幅広化に寄与し得る。
【０１０２】
アシクログアノシン−マグネシウム錯体に関するスペクトルデータから、錯体が形成されたことが判明した。アシクログアノシンの１Ｈ ＮＭＲスペクトルとそのマグネシウム錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトル（図２３）の比較から、アシクログアノシン上の錯体形成部位がアミド酸素及びイミダゾール窒素であったことが示唆された。錯体のＮＭＲスペクトルで欠けている１０．６ｐｐｍの共鳴はアミドプロトンに帰属している。
【０１０３】
配位錯体の有意な存在を表す質量スペクトルは錯体の安定性の重要な指標である。これにより、分子イオンはビス（Ｔ３）Ｍｇ、ビス（Ｔ３）Ｚｎ、ビス（ミノサイクリナト）Ｍｇ、ビス（テトラサイクリナト）Ｍｇ及びビス（アシクログアノシナト）Ｍｇで見られた。亜鉛同位体パターンを有する２つの分子イオンがヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体のＭＡＬＤＩスペクトルで観察された。このとき、これらの質量に相当する構造は知られていない。ジメチルビグアニド−亜鉛錯体はそのＭＡＬＤＩスペクトルで亜鉛含有分子イオンを有していなかった。このことは化合物の不安定性に起因すると考えられる。
【０１０４】
ＦＴＩＲ研究は、観察された特定の錯体について配位子結合原子があるかどうか、錯体がＤＭＳＯ、水と配位するか、または全く溶媒和しないかを調べるために使用され得る。
【０１０５】
安定性
製造した配位錯体の平衡定数を類似化合物の文献記載値から推定した。例えば、Ｔ３−Ｚｎの平衡定数ｌｏｇＫｅｑは別のアミノ酸亜鉛錯体のフェニルアラニン−亜鉛に基づいて４〜５と推定される。また、ジメチルビグアニド−亜鉛のｌｏｇＫｅｑは５〜７と推定される。ヒドロクロロチアジド−亜鉛のｌｏｇＫｅｑを文献値から推定するのは困難である。テトラサイクリン−マグネシウムの異なるｐＨ値での水中における安定度定数は報告されており、テトラサイクリン−マグネシウムのｌｏｇＫｅｑは４〜５と予想される。アシクログアノシン−マグネシウムのｌｏｇＫｅｑは１．６と推定される。Ｔ３−ＭｇのｌｏｇＫｅｑは良好な比較物質がないために推定するのが困難であるが、Ｔ３のようにアミノ酸であるグリシンのｌｏｇＫｅｑは１．３４である。Ｔ３はグリシンに比して疎水性が非常に高いために、Ｔ３−ＭｇのｌｏｇＫｅｑは１．３４よりもかなり大きいと予想される。
【０１０６】
薬物−金属または薬物−金属−アジュバントの安定性の別の指標は、Ｋｅｑに関連するが更に多座配位子の段階的安定性を示す結合定数である。金属と配位子間の最大結合についての累積結合定数βｎは式４により求められる。
【数１】
【０１０７】
この差はフェニルアラニン−亜鉛の測定ｌｏｇＫｅｑと８．５というその近似β２値で見られ得る。このβ２値はＴ３−Ｚｎ錯体の安定性をも非常にうまく反映し得る。
【０１０８】
異なる環境での金属−薬物錯体の結合定数を推定し得る方法は幾つかある。その幾つかの方法は光学吸収分光法、ＮＭＲ分光法、質量分光法、反応カイネティクス、電位差測定法及びクロマトグラフィーである。
【０１０９】
分配係数(Partition Coefficient)及び分布係数(Distribution Coefficient)
分配係数は一定であり、式５に示すように水性相中の中性化合物の濃度／非混和性有機相中の濃度の比として定義される。
【０１１０】
分配係数Ｐ＝［有機］／［水性］ 式５
実際、式６に定義するＬｏｇＰは、測定する条件によって、特にｐＨによって変動する。なぜならば、低ｐＨでは塩基がイオン化し、高ｐＨでは酸がイオン化するからである。
【０１１１】
ＬｏｇＰ＝ｌｏｇｌ０（分配係数） 式６
よって、ＬｏｇＰ＝１は１０：１ 有機：水性を意味し、ＬｏｇＰ＝０は１：１ 有機：水性を意味し、ＬｏｇＰ＝−１は１：１０ 有機：水性を意味する。当然、イオン化化合物は水性相に優先的に分配し、よってＬｏｇＰは低下する。塩基である中性分子の場合ｐＨがそのｐＫａよりも２単位以上高いならば中性のままであり、中性酸の場合ｐＨがそのｐＫａよりも２単位低いならば中性のままである。
【０１１２】
分配溶媒の選択もＬｏｇＰに影響を及ぼす。多くのＬｏｇＰ測定では、オクタノール：水系を使用している。イオンペアリング作用がＬｏｇＰ測定に影響を及ぼし、特に本発明において具体化されているような金属配位化合物の場合考慮しなければならない。
【０１１３】
医薬用途の点から、以下のガイドラインが投与方法、製剤及び剤形を決定するために使用される：
・低いＬｏｇＰ（０以下） 注射
・中（０〜３） 経口
・高い（３〜４） 経皮
・非常に高い（４〜７） 脂肪組織に毒物蓄積
また、経口投与薬物の領域ではこれらのガイドラインが使用されている：
１．最適ＣＮＳ浸透のために、ＬｏｇＰ＝２±０．７（Hansch rules）
２．最適経口吸収のために、ＬｏｇＰ＝１．８
３．最適腸内吸収のために、ＬｏｇＰ＝１．３５
４．最適結腸吸収のために、ＬｏｇＰ＝１．３２
５．最適舌下吸収のために、ＬｏｇＰ＝５．５
６．最適経皮浸透のために、ＬｏｇＰ＝２．６（及び、低いｍｗ）。
【０１１４】
分布係数（Ｄ）は、式７で示される有機相中の非イオン化化合物／水性相中の化合物の全量の比である。
【０１１５】
Ｄ＝［非イオン化］（ｏ）／［非イオン化］（ａｑ）＋［イオン化］（ａｑ） 式７
ＬｏｇＤは特定ｐＨでのｌｏｇ分布係数である（式８）。これは一定でなく、分子のプロトン性によって変動する。ｐＨ７．４でのＬｏｇＤは血漿のｐＨでの薬物の親油性を示すためにしばしば引用されている。
【０１１６】
ＬｏｇＤ＝ｌｏｇ１０（分布係数） 式８
ＬｏｇＤは以下の式によりＬｏｇＰ及びｐＫａに関連している：
酸に対して
ＬｏｇＤ（ｐＨ）＝ｌｏｇＰ−ｌｏｇ［１＋１０（ｐＨ−ｐＫａ）］ 式９
塩基に対して
ＬｏｇＤ（ｐＨ）＝ｌｏｇＰ−ｌｏｇ［１＋１０（ｐＫａ−ｐＫＨ）］ 式１０
よって、イオン化が最小であるようにｐＨを調節すると、ｌｏｇＤはｌｏｇＰにほぼ等しい。これらの条件下で、ｌｏｇＤは具体的用途における薬物のバイオアベイラビリティーの信頼できる指標である。金属配位薬物の点から、参照薬物と比した薬物−金属錯体のｌｏｇＤの上昇は親油性の増加を示すだけでなく、その水中安定性をも示している。テトラサイクリン、ビス（テトラサイクリナト）マグネシウム、トリヨードサイロニン及びビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛のｐＨ７．４でのｌｏｇＤを測定し、ｐＫａと一緒に表４に示す。
【表５】
【０１１７】
これらの結果は、中性化合物のアニオンを金属塩と組み合わせると低い親油性及び低いｌｏｇＤを有する化合物を生成するはずであるという従来技術の教示に反している。おそらくより興味深いことには、本発明にこの技術を適用することによりテトラサイクリンは理論上注射薬物（ｌｏｇＤ＜０）から経口薬物（ｌｏｇＤ＞０）に変換され、Ｔ３は経口薬物（ｌｏｇＤ＜３）から経皮薬物（ｌｏｇＤ＞３）に変換された。この後者の結果は薬物を徐放性経皮デポ剤で投与することによりＴ３製品の安全性を高める際に重要な関係を有している。
【０１１８】
バイオアベイラビリティー研究
概要：参照薬物の吸収に対する金属と薬物の配位が有する影響を観察するためにラットモデルを用いて予備研究を実施した。この特別研究のために選択した参照薬物はトリヨードサイロニン（Ｔ３）であり、これはサイトメル(Cytomel)及びサイロラー(Thyrolar)の活性成分である。サイトメル及びサイロラーは共に現在甲状腺機能低下症を治療するために使用されている。サイトメルは特定の精神病の治療においても適応されている。
【０１１９】
研究計画：Ｔ３−亜鉛及びＴ３−マグネシウムを参照薬物と比して５時間にわたるバイオアベイラビリティーについて試験した。３つの化合物を別々にゼラチンカプセル剤に製剤化し、１０８±１２μｇ／ｋｇの全用量で投与した。ラット胃における試験化合物の酸分解を避けるために、製剤に金属酸化物を添加した。Ｔ３遊離酸に酸化亜鉛を添加した別のＴ３対照を含めた。製剤化したゼラチンカプセル剤の各々を各ラットの食道に直接経口投与し、血液サンプルを投与前、投与から０．５、１、２、２．５、５時間目に採取した。血清トリヨードサイロニンレベルを業界標準アッセイ方法を用いて独立研究所で分析した。
【０１２０】
結果：図３０に示す結果から、４つすべての薬物製剤がラットにより急速に吸収され、金属配位Ｔ３を供給されたラットでは血清Ｔ３レベルは２．５時間目まで上昇し、その後通常横ばい状態になる。Ｔ３遊離酸を供給されたラットでは血清Ｔ３レベルが５時間目になお上昇する可能性があることを示していた。金属錯体形成したＴ３及び酸化亜鉛を添加したＴ３を投与されたラットでは血清Ｔ３血液レベルが上昇し、そのレベルは５時間目でＴ３遊離酸よりも約６５〜８５％高かった。
【０１２１】
結論：上記データは、金属をＴ３と錯体形成すると経口投与Ｔ３の吸収がＴ３単独よりもほぼ２倍増加したことを明確に示している。Ｔ３及び酸化亜鉛の製剤を供給した動物では、Ｔ３遊離酸はＴ３の吸収前に酸化亜鉛と錯体形成することが分かる。
【０１２２】
この研究は薬物デリバリー技術の有意な進歩、および金属を医薬品と配位することがバイオアベイラビリティー限界を有する薬物の性能に適用され、これを改善し得ることを表している。
【０１２３】
大分子プロトコル
合成：
規定サイズを有する二本鎖ｉＲＮＡを実施例の節に記載されている標準プロトコルに従って作成した。次いで、ｉＲＮＡを実施例の節に記載されているように無水条件下または水の存在下でマグネシウムまたは亜鉛と反応させた。
【０１２４】
ｉＲＮＡの生物活性を各種方法で他の金属（例えば、カルシウム、亜鉛、コバルト及びマンガン）と錯体形成することによりモジュレートし得る。加えて、プリン／ピリミジン基とホスフェート基の結合を促進するために多価金属（例えば、ＣｕまたはＡｇ３３）を組み合わせると、ｉＲＮＡのトランスフェクション効率及び安定性を改善させることができる。
【０１２５】
キャラクタリゼーション：
金属：ＲＮＡ生成物を実施例の節に記載されている標準プロトコルに従って等電点電気泳動（ＩＥＦ）ゲルを用いてイオン性／共有結合性挙動の変化について調べた。ＩＥＦゲルの利点は、標的ＲＮＡ分子上の電荷分布の変化をモニターするための安価なツールを提供することである。ＩＥＦ研究のデータを製造した各ｉＲＮＡ錯体についてΔｐＫａとして表した。
【０１２６】
ＩＥＦ実験の結論：
異なる等電点（ｐＫａ）を有する無水ＤＭＳＯ反応から得られたＲＮＡ分子の存在は新しいＲＮＡ分子の存在を示している（図３１）。これはＲＮＡ分解に起因しないので、新しいＲＮＡ分子は金属（マグネシウムまたは亜鉛）とＲＮＡの安定な錯体であることを意味している。加えて、そのｐＫａが天然ＲＮＡのｐＫａよりも低いので、金属とＲＮＡ間の共有結合の形成が裏付けられる。
【実施例】
【０１２７】
ＤＭＳＯ−マグネシウム錯体のＦＴＩＲ分析
ＤＭＳＯのいずれの原子がマグネシウムに結合するかを調べるために、ＤＭＳＯ−マグネシウム錯体のＦＴＩＲスペクトルを集めた。ＦＴＩＲスペクトルは９５４ｃｍ−１にＳ＝Ｏ−Ｍｇ伸縮を示すエキストラ伸縮を示した。Ｔ３錯体のＦＴＩＲはＳ＝Ｏ−Ｍｇ、Ｃ＝Ｏ及びＮ−Ｈ伸縮の存在について調べた。
【０１２８】
ビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）マグネシウムの製造
トリヨードサイロニン、すなわちＴ３（２１８ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（４ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．３４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１６ｍｇ）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾させた。高真空下で一晩乾燥した後、１６４ｍｇの明ベージュ色粉末が生じた。生成物の構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．８３（ｓ），７．０５（ｄ），６．８２（ｄ），６．６２（ｄｄ），３．２６（ｂｍ），３．１５（ｂｄ），２．７１（ｂｍ），２．５４（ｓ）。側鎖領域に幅広多重項が存在することはマグネシウム結合のための部位を示している（図１１参照）。ＦＡＢ−ＭＳ：１３２５にビス（トリヨードサイロニナト）マグネシウムを示す分子イオン（ＤＭＳＯ配位子のロス後）。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １５９６（Ｃ＝Ｏ伸縮），１０１４（Ｓ＝Ｏ伸縮），９４９（Ｓ＝Ｏ−Ｍｇ伸縮）；１６３３にＮ−Ｈ伸縮の不在。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予測値＝１．６８％，実測値＝１．６２％。これは図２４に示す構造を確認するものであり、純度は約９６％であり、汚染の大部分はおそらく１Ｈ ＮＭＲに示されている水に起因している。
【０１２９】
ビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛の製造
トリヨードサイロニン、すなわちＴ３（１９２ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（４ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．３０ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．１６ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾した。高真空下で一晩乾燥した後、１４０ｍｇの明ベージュ色粉末を得た。生成物の構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．８２（ｓ），７．０２（ｄ），６．８０（ｄ），６．６１（ｄｄ），３．４９（ｂｍ），３．２２（ｂｍ），２．６７（ｂｍ）。側鎖領域に幅広多重項が存在することは亜鉛結合のための部位を示している（図１３）。ＦＡＢ−ＭＳ：１３６４及び１３６６に亜鉛と一致する同位体存在度パターンを有するビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛を示す分子イオン。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １５８２（Ｃ＝Ｏ伸縮）；１６３３にＮ−Ｈ伸縮の不在。亜鉛分析（ＩＣＰ）：予想値＝４．８％，実測値＝４．３％。これは図２５に示す構造を裏付け、純度は約９０％であり、汚染の大部分はおそらく水に起因し、１Ｈ ＮＭＲスペクトルで見られるように水和物であり得る。
【０１３０】
水の存在下でのマグネシウムトリヨードサイロニン錯体の製造
トリヨードサイロニン、すなわちＴ３（１８８ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（３．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２９ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。水（０．５ｍＬ）中塩化マグネシウム（１６ｍｇ）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾した。高真空下で一晩乾燥した後、１８８ｍｇの明ベージュ色粉末が得られた。生成物構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．８１（ｂｓ），７．０２（ｂｓ），６．８１（ｂｄ），６．５９（ｄｄ）。他の共鳴は溶媒ピーク及び水ピークの後に隠れていた。サンプルはＤＭＳＯ中で曇った懸濁液を形成した。ＦＡＢ−ＭＳ：６５２にＭｇが結合していないプロトン化Ｔ３を示す分子イオン。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １６３３（Ｎ−Ｈ伸縮），１５３５（Ｃ＝Ｏ伸縮），１０１２（Ｓ＝Ｏ伸縮），９４９（Ｓ＝Ｏ−Ｍｇ伸縮）。Ｔ３関連伸縮に比したＤＭＳＯ関連伸縮の強度は（ＤＭＳＯ）ｘＭｇカチオン及びＴ３アニオンの混合物を示していた。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予想値＝１．８％，実測値＝０．９６％。カリウム分析（ＩＣＰ）：実測値＝０．２３％。ＩＣＰデータから、この生成物はマグネシウム塩、カリウム及び双性イオンの混合物であるようである。
【０１３１】
ビス（ミノサイクリナト）マグネシウムの製造
ミノサイクリン（１０４ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（３ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．４４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１１ｍｇ）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾した。高真空下で一晩乾燥して、５２ｍｇの深黄色粉末を得た。生成物の構造は、おそらくアニオン性ミノサイクリン及びマグネシウムがとりうる二座錯体形態の各種順列のために１Ｈ ＮＭＲによりキャラクタライズすることができなかった。その後、生成物をＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＦＡＢ−ＭＳ：９３７．４にビス（ミノサイクリナト）マグネシウムを示す分子イオン。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予想値＝２．６８％，実測値＝２．６１％。このことから、図２６に示すもっともらしい構造により表されるようにマグネシウム１原子あたり２つのミノサイクリンがあることが確認される（以下のテトラサイクリンに関する検討参照）。生成物の純度は約９７％であり、汚染の大部分はおそらく１Ｈ ＮＭＲスペクトルで見られる水に起因する。
【０１３２】
ビス（テトラサイクリナト）マグネシウムの製造
テトラサイクリン（８９ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（０．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１１ｍｇ）を添加し、溶液を３時間撹拌した。溶液を真空中３０℃で濃縮し、その後脱イオン水（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。水（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることによりペレットを洗浄した。洗浄手順を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、７２ｍｇの深黄色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲスペクトル（図２０）はポリマー構造に似ており、８．８〜１０．１ｐｐｍ、６．４〜７．８ｐｐｍ、４．２〜５．０ｐｐｍ及び１．１〜３．１ｐｐｍに幅広多重項を含んでいた。生成物構造は、おそらくアニオン性テトラサイクリン及びマグネシウムがとりうる二座錯体形態の各種順列及びこれらの異性体錯体形態間での適度にゆっくりした平衡のために１Ｈ ＮＭＲにより正確にキャラクタライズすることができなかった。ＮＭＲサンプルに約１当量の１２Ｎ ＨＣｌを添加し、１Ｈ ＮＭＲにより再分析することにより確認が観察された。これは、マグネシウム錯体がテトラサイクリン及びおそらく塩化マグネシウムに逆戻りしたことを示した（図１８）。生成物を更にＭＡＬＤＩ−ＥＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ：９１１．３にビス（テトラサイクリナト）マグネシウムを示す分子イオン。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予測値＝２．６７％，実測値＝２．５３％。ＦＴＩＲはＤＭＳＯ配位子の存在を示さない。これは、マグネシウム１原子あたり２個のテトラサイクリン分子があることを示している。水性系中でのテトラサイクリン−マグネシウム錯体形成の以前に公表された研究からのＮＭＲ証拠に従って、ビス（テトラサイクリナト）マグネシウムのとりうる構造を図２７に示す。生成物の純度は約９５％であり、汚染の大部分はおそらく１Ｈ ＮＭＲスペクトルで見られる溶媒に起因している。
【０１３３】
水中でのマグネシウムテトラサイクリン錯体の製造
テトラサイクリン（８９ｍｇ）を水（１．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（０．１１ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を３時間撹拌した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生じた沈澱を水から分離し、上清をデカントした。ペレットを水（１ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。高真空中で一晩乾燥した後、６５ｍｇの深黄色粉末が得られた。１Ｈ ＮＭＲスペクトルは無水ＤＭＳＯ中で製造した錯体に非常に似ていた。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予測値＝２．６７％，実測値＝２．４２％。水中での錯体形成対無水条件下での錯体形成はテトラサイクリン−マグネシウム錯体の安定性及び構造に対して殆ど影響を持たないようである。
【０１３４】
ヒドロクロロチアジド亜鉛錯体の製造
ヒドロクロロチアジド（１２０ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（０．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．２ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を４時間撹拌した。溶液を真空中３０℃で濃縮した後、メタノール（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットをメタノール（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。洗浄手順を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、１０４ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。生成物は、周囲空気に数分間さらした後粉末がガム状に変わったために明らかに吸湿性であった。１Ｈ ＮＭＲスペクトルはポリマー構造に似ており（図２１）、６．３〜８．０ｐｐｍ及び４．４〜５．９ｐｐｍの幅広多重項を含んでいた。生成物の構造は、おそらくアニオン性ヒドロクロロチアジド及び亜鉛がとりうる錯体形態の各種順列及び異性体錯体形態間での適度にゆっくりした平衡のために１Ｈ ＮＭＲにより正確にキャラクタライズできなかった。約１当量の１２Ｎ ＨＣｌをＮＭＲサンプルに添加し、１Ｈ ＮＭＲにより再分析することにより確認を観察した。この分析は亜鉛錯体がヒドロクロロチアジド及びおそらく塩化亜鉛に逆戻りしたことを示す（図２２）。生成物を更にＭＡＬＤＩ−ＥＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ：７０５．９及び９３２．９に典型的な亜鉛同位体存在度を有するが特定のヒドロクロロチアジド亜鉛錯体構造を示さない分子イオン。亜鉛分析（ＩＣＰ）：実測値＝１０．４％。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １０２７（Ｓ＝Ｏ伸縮），９５３（Ｓ＝Ｏ−Ｚｎ伸縮）；１６４６にＮ−Ｈ伸縮の不在。ＮＭＲ、ＭＡＬＤＩ及びＩＣＰデータは明らかにヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体の形成を示している。錯体形成の部位はヒドロクロロチアジドのスルホンアミドの窒素の一方及び両方上にあり得ることは合理的であるようである。ＦＴＩＲデータはＤＭＳＯ配位子の存在を示唆しており、１Ｈ ＮＭＲ積分値によればＨＣＴＺ：ＤＭＳＯ比は１：１である。０．０８ｐｐｍのＤＭＳＯメチル基の化学シフトから、亜鉛とＤＭＳＯ間のＯ−結合が示唆される。
【０１３５】
水の存在下での亜鉛とヒドロクロロチアジドの反応
この手順は、塩化亜鉛を水（１００μＬ）に添加し、反応混合物に添加する前にエーテルを蒸発除去させた以外は同様の無水製造に従った。全混合物が沈澱ステップ中にメタノール中にゆっくり溶解するために生成物は単離されなかった。これは推定上メタノール可溶性水和錯体が形成されたためであった。
【０１３６】
ジメチルビグアニド亜鉛錯体の製造
ジメチルビグアニド（６６ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ４（１ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．８８ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．２２ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を３時間撹拌した。溶液を真空中３５℃で濃縮し、その後エタノール（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットをエタノール（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。洗浄手順を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、５７ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ４．９０（ｓ），４．６６（ｓ），４．５０（ｓ），２．８０（ｓ）。ジメチルビグアニドに比して−ＮＨプロトンが大きく高磁場シフトしていることは亜鉛との錯体形成を示している。ジメチルビグアニド−亜鉛錯体ではジメチル基中の０．０５ｐｐｍの小さな高磁場シフトも観察された。ジメチルビグアニド−亜鉛及びジメチルビグアニドのＮＭＲスペクトルをそれぞれ図１４及び１５に示す。生成物を更にＩＣＰによりキャラクタライズした。亜鉛分析（ＩＣＰ）：実測値＝８．１４％。ＦＴＩＲデータはＤＭＳＯ配位子の存在を示さなかった。ＮＭＲ及びＩＣＰデータは、明らかにジメチルビグアニド−亜鉛錯体の形成を示している。図２８は製造したビグアニド−金属錯体を表している。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ分析は亜鉛含有化合物を表さなかった。
【０１３７】
水の存在下での亜鉛ジメチルビグアニド錯体の製造
この手順は、塩化亜鉛を水（１００μＬ）に添加し、反応混合物に添加する前にエーテルを蒸発させた以外は類似の無水製造に従った。同一方法で後処理し、乾燥させて、４７ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。この化合物はＤＭＳＯ中に僅かしか溶解せず、ＮＭＲにおいて低い信号対雑音比が生じた。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ４．９０（ｂｓ），４．６６（ｂｓ），４．５０（ｂｓ），２．８５（ｓ），２．８０（ｓ）。２．８５ｐｐｍの一重項は亜鉛と錯体形成していないジメチルビグアニドの存在を示している。２．８５及び２．８０ｐｐｍの２つのピークの積分値から判断して、遊離ジメチルビグアニド／亜鉛錯体の比は約１：１である。
【０１３８】
水中での亜鉛ジメチルビグアニド錯体の製造
ジメチルビグアニド（３３ｍｇ）を水（１ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．４４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．２２ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を５時間撹拌した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生じた沈澱を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットを水（１ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。高真空下で一晩乾燥した後、２０ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。この粉末は１Ｈ ＮＭＲによれば有機物質を含んでいなかった。単離された生成物は各種水和形態の亜鉛塩であった。
【０１３９】
ビス（アシクログアノシナト）マグネシウムの製造
アシクログアノシン（４５ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（０．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１１ｍｇ）を添加し、溶液を４時間撹拌した。溶液を真空中３０℃で濃縮し、その後メタノール（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットをメタノール（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。洗浄手段を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、１５ｍｇのベージュ色の粗い粉末を得た。生成物の構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＭＡＬＤＩ−ＥＳ及びＩＣＰによリキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．７０（ｓ），６．７５（ｂｓ），５．３０（ｓ），４．６４（ｂｓ），３．４２（ｓ）。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ：４７３．１の分子イオンはビス（アシクログアノシン）マグネシウムを示唆している。６６６、７０２、８９３及び１０６５の他の分子イオンは特定の構造に帰属されなかった。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予想値＝５．１４％，実測値＝４．１６％。ＦＴＩＲデータはＤＭＳＯ配位子の存在を示さなかった。１０．６ｐｐｍにアミドプロトンが存在しないことと、ＩＣＰ分析及びＭＡＬＤＩ−ＥＳ分析を併せて、ビス（アシクログアノシナト）マグネシウムの構造を図２９に示す。
【０１４０】
Ｔ３錯体、テトラサイクリン錯体及び参照薬物の分配係数、分布係数及びｐＫａ
ｐＫａ及びｌｏｇＰを電位差測定法及び分光光度法により測定した。電位差測定法はアナライトの簡単な酸及び塩基滴定からｐＫａ及びｌｏｇＰを計算するために専門ソフトウェアを使用することを含む。ｐＫａをまず約２ｍｇの純粋物質をアッセイバイアルに入れて秤量して測定した。イオン強度を０．１５Ｍ ＫＣｌを用いて調節し、化合物を溶解させるために水を添加し、次いでｐＨを所望の出発値に低下または上昇させるために酸または塩基滴定剤を添加した。次いで、溶液を酸（０．５Ｎ ＨＣｌ）または塩基（０．５Ｎ ＮａＯＨ）を用いて最終ｐＨまで滴定した。概算のｐＫａ値を示し、後に正確なデータに絞り込んだ。
【０１４１】
水に僅かしか溶解しない（Ｔ３）２Ｚｎについては、ｐＫａを水とＤＭＳＯ補助溶媒の混合物中で測定した。水／ＤＭＳＯの３つの比の最小値を滴定してｐｓＫａ（補助溶媒の存在下での見かけｐＫａ）を得た。水性ｐＫａをYasuda-Shedlovsky技術を用いて外挿することにより求めた。
【０１４２】
ｌｏｇＰは、オクタノール（水飽和）の存在下での滴定により求めた。水中のｐＫａ及びオクタノールの存在下での見かけｐＫａ（ｐｏＫａ）を比較し、ｌｏｇＰを求めた。別の容量のオクタノールの存在下で更に滴定して、イオンペアリング（オクタノール中への荷電種の分配、ｌｏｇＰ＋またはｌｏｇＰ−と称される）を求めた。実験的に測定したｐＫａ及びｌｏｇＰを用いて、薬物の親油性プロファイル（ｌｏｇＤ対ｐＨ）を計算した。ｌｏｇＤ７．４はｐＨ７．４でのこのプロファイルから求めた。
【０１４３】
分光光度法は、光ファィバーディッププローブ、ＵＶ光源（パルス型重水素ランプ）及び酸または塩基溶液の添加中にサンプル溶液の吸収スペクトルを自動的に捕らえるためのフォトダイオードアレイ検出器を使用した。
【０１４４】
最高１０ｍＭのストック溶液を、幾つかの０．５ｍｇサンプルを０．５〜１．０ｍＬの水または補助溶媒中に溶解させることにより調製した。滴定のために十分量のストックをバイアルにピペットで添加する。ディッププローブをアッセイバイアルに入れ、ディッププローブをカバーするために０．１５Ｍ ＫＣｌ水溶液を添加する。ｐＨを所望出発値とするために酸または塩基を添加する。選択したｐＨ範囲で、その後の分析のためにイオン化に起因するスペクトルの変化をフォトダイオードアレイ検出器で捕らえた。サンプルのｐＫａ値を推理し、還元種の主要吸収スペクトルを分析するために多変量解析（ＴＦＡ）を適用した。Yasuda-Shedlovsky技術を用いる外挿により水性ｐＫａを求めた。分光光度実験から得たｐＫａ値は電位差滴定から得た値と非常にうまく一致している。
【０１４５】
バイオアベイラビリティー研究
表題：Sprague Dawleyラットでのホルモン錯体栄養補充の吸収及び効果の評価
被験体：１５匹の若い雌Sprague Dawleyラット（１８０〜２２５ｇ）を使用した。これらのラットは業者（バージニア州ダブリンに所在のHarlan Laboratory Animals）から入手し、Litton Reeves Hall（Division of Laboratory Animal Resources）のビバリウムにポリプロピレンシューボックスケージ中に１群３匹で収容した。飲水は自由とした。ラットには自由に認可げっ歯類固形飼料を与えた。到着後、ラットの健康を評価し、動物を最低５日間隔離して置いた。この間に全身健康状態を調べた。隔離後、ラットをアクセス及び研究のために耐久性動物小屋に移動させた。
【０１４６】
研究計画：これは、ラットに対して食道に直接経口投与した３つのホルモンの吸収及び効果を比較するための研究である。２つの試験化合物であるＴ３−亜鉛及びＴ３−マグネシウムを合成した。トリヨードサイロニン遊離酸（Ｔ３）はポジティブ対照であった。３つの化合物を別々にゼラチンカプセル剤に製剤化し、１０８±１２μｇ／ｋｇの全用量で投与した。試験化合物のラットの胃での酸分解を避けるために、製剤に金属酸化物を添加した。Ｔ３−マグネシウム化合物に対しては１．０８±０．１３ｍｇの酸化マグネシウムを添加し、Ｔ３−亜鉛化合物に対しては１０６±１３μｇの酸化亜鉛を添加した。Ｔ３遊離酸に１４５±５０μｇの酸化亜鉛を添加した別のＴ３対照を含めた。
【０１４７】
投与し、採血するために、反復実験１回あたり３匹のラットを麻酔した。基準血液サンプルを後眼窩サンプリングにより採取した。次いで、化合物を胃管栄養チューブにより経口投与した。投与後、血液サンプル（５００μＬ）を投与から０．５、１、２、２．５、５時間目に採取した。血液サンプルを遠心分離し、血清を除去し、血清を氷上に保持した後、血清トリヨードサイロニンレベルについて分析した。
【０１４８】
サンプルの分析：血清トリヨードサイロニンレベルをＲＩＡにより測定した。
【０１４９】
結果：各ラット群からの個々の血清Ｔ３レベルの平均を求め、Ｔ３濃度（ｎｇ／ｍＬ）対時のプロットを作成した。このプロットを図３０に示す。
【０１５０】
大分子の例
干渉ＲＮＡの製造：
干渉ＲＮＡを修飾New England Biolabs Litmus ２８ｉ ＲＮＡｉ双方向転写ベクターを用いて製造した。９２２ｂｐウシ血清アルブミンｃＤＮＡ断片をLitmus ＲＮＡｉベクターのＢｇｌＩＩ部位及びＳｔｕＩ部位に導入した。Ｔ７ ＲＮＡポリメラーゼを用いるインビトロ転写により標的ＲＮＡｉ転写物を製造して、１ｍｇ／ｍｌを得た。次いで、ＲＮＡを５０ｕｇサンプルに分割し、凍結乾燥した。
【０１５１】
ＲＮＡ：マグネシウム内部配位（共有結合性）錯体の製造：
ｉＲＮＡ（約５０μｇ）を５０℃で無水ＤＭＳＯ（１００μＬ）中に溶解した。無水塩化マグネシウム（１９ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ中に溶解することにより４ｍＭ 塩化マグネシウムのストック溶液を調製した。３つの別々のｉＲＮＡのＤＭＳＯ溶液に１５μＬ、３０μＬ及び６０μＬの４ｍＭ 塩化マグネシウムを添加して、３つの別々の反応を行ったた。溶液を時々渦状に混合しながら室温で９０分間放置し、この後７．５Ｍ 水性塩化アンモニウム（２０μＬ）、次いでＲＮＡアーゼ非含有エタノール（４００μＬ）を添加し、渦状に混合した。生成物を１時間かけて溶液から沈澱させ、遠心分離し、液体をペレットからデカントした。このペレットをＲＮＡアーゼ非含有エタノール（１００μＬ）で洗浄し、渦状に混合し、遠心分離し、デカントによりエタノール上清をペレットから分離した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５２】
マグネシウム：ＲＮＡ外部配位（イオン性）錯体の製造：
塩化マグネシウムストック溶液を無水ＤＭＳＯではなくＲＮＡアーゼ非含有水を用いて調製した以外は共有結合性類似体の手順を正確に追跡して、イオン性マグネシウム：ＲＮＡ錯体を製造した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５３】
ＲＮＡ：亜鉛内部配位（共有結合性）錯体の製造：
塩化マグネシウムストック溶液ではなく塩化亜鉛ストック溶液を調製した以外はマグネシウム類似体の手順を正確に追跡して、共有結合性亜鉛：ＲＮＡ錯体を製造した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５４】
亜鉛：ＲＮＡ外部配位（イオン性）錯体の製造：
塩化亜鉛ストック溶液を無水ＤＭＳＯではなくＲＮＡアーゼ非含有水を用いて調製した以外は共有結合性類似体の手順を正確に追跡して、イオン性亜鉛：ＲＮＡ錯体を製造した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５５】
等電点電気泳動ゲル実験：
これは、ｉＲＮＡ標的の予測される修飾をモニターするためにＩＥＦゲルを用いる新規な方法である。図３１は初期実験の結果を示している。
【０１５６】
ＩＥＦ実験の解釈：
ＩＥＦ実験から、３種の塩化マグネシウム濃度で無水（Ａ）条件で製造したマグネシウムＲＮＡ錯体は約５０％の収率で共有結合性錯体を生じたことが分かった。３種の塩化マグネシウム濃度で水性（Ｗ）条件下で製造したマグネシウムＲＮＡ錯体はイオン性錯体を生じた。塩化亜鉛を用いて無水（Ａ）条件で製造した亜鉛ＲＮＡ錯体は約５０％の収率で共有結合性錯体を生じた。塩化亜鉛を用いて水性（Ｗ）条件で製造した亜鉛ＲＮＡ錯体はイオン性錯体を生じた。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】従来技術によるマグネソセンの構造を示す。
【図２】従来技術による（シクロペンタジエニル）−ｔブチルメチルビス（Ｎ，Ｎ’−［２，６−ジイソプロピルフェニル］アミジナート）マグネシウムの構造を示す。
【図３】従来技術によるマグネシウム：サリチルアルデヒド錯体の構造を示す。
【図４】従来技術によるマグネシウムフタロシアニンの構造を示す。
【図５】従来技術による外圏ＲＮＡ：マグネシウム配位錯体を示す。
【図６】本発明による内圏ＲＮＡ：マグネシウム配位錯体を示す。
【図７】本発明によるＲＮＡ：マグネシウム：アルギニン配位錯体を示す。
【図８】本発明による置換アルギニン：マグネシウム錯体を示す。
【図９】本発明による内圏でマグネシウムと錯体形成したサリチル酸とポリマー結合アルギニン及び外圏で配位子：金属錯体を封入したペプチドを示す。
【図１０】本発明によるマグネシウム：オキシコドン錯体を示す。
【図１１】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）マグネシウムのプロトンＮＭＲを示す。
【図１２】従来技術によるトリヨードサイロニン（Ｔ３）のプロトンＮＭＲを示す。
【図１３】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛のプロトンＮＭＲを示す。
【図１４】本発明によるジメチルビグアニド：亜鉛錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図１５】従来技術によるジメチルビグアニドのプロトンＮＭＲを示す。
【図１６】従来技術によるテトラサイクリンのプロトンＮＭＲを示す。
【図１７】本発明によるビス（テトラサイクリナト）マグネシウムのプロトンＮＭＲを示す。
【図１８】本発明による１Ｎ ＨＣｌを添加したテトラサイクリン−マグネシウム錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図１９】本発明による１Ｎ ＨＣｌを添加したテトラサイクリンのプロトンＮＭＲを示す。
【図２０】従来技術によるヒドロクロロチアジドのプロトンＮＭＲを示す。
【図２１】本発明によるヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図２２】本発明による１Ｎ ＨＣｌを添加したヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図２３】本発明によるビス（アシクログアノシナト）マグネシウムのプロトンＮＭＲを示す。
【図２４】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）マグネシウムの構造を示す。
【図２５】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛の構造を示す。
【図２６】本発明によるビス（ミノサイクリナト）マグネシウムの構造を示す。
【図２７】本発明によるビス（テトラサイクリナト）マグネシウムの構造を示す。
【図２８】本発明によるジメチルビグアニド−亜鉛錯体の構造を示す。
【図２９】本発明によるビス（アシクログアノシナト）マグネシウムの構造を示す。
【図３０】本発明によるラット動物モデルにおけるＴ３、Ｔ３Ｍｇ、Ｔ３Ｚｎの相対的薬物動態プロファイルを示す。
【図３１】本発明によるマグネシウム及び亜鉛ｉＲＮＡ錯体のＩＥＦプロファイルを示す。“Ａ”を付した列は無水条件で製造した錯体を指す。“Ｗ”を付した列は水中で製造した錯体を指す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な生物活性分子の金属配位錯体に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の生物活性分子の特性をその構造を修飾することにより改善することは望ましい。前記修飾の目的は、分子を有効性、安定性、少ない副作用または標的デリバリーのような幾つかの点で改善することである。この改善を分子の望ましい特性を犠牲にすることなく達成する。上記目的は安易に述べられているが、具体的修飾の効果は極めて予測不可能なことが多いので実際行うと達成することが困難である。
【発明の開示】
【０００３】
本発明によれば、公知の生物活性分子の構造を修飾すると、金属配位錯体として知られる新しい分子が生ずる。これらの新しい分子は予期せぬほど優れた特性を有している。本発明の金属配位錯体にはサイロニン、テトラサイクリン系抗生物質、オキシコドン及びヒドロコドンの錯体並びにそれらの誘導体の錯体が含まれる。
【０００４】
キレート化は金属配位錯体の安定化における重要な要素である。ｓ−ブロック金属に関して、このことはカルシウム及びマグネシウムに特に当てはまる。例えば、酢酸−マグネシウム錯体のｌｏｇＫｅｑは０．４７である。分子上に１つのアミノ基を導入すると（すなわち、グリシン）ｌｏｇＫｅｑは１．３４に上昇した。マグネシウムは典型的には窒素よりもむしろ酸素とキレート化し、この効果はアデニンのｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝２．０８）を６−ヒドロキシプリンのｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝６．６５）と比較することにより認められる。マグネシウムは、アデノシンのｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝０．５０）とアデノシン−５’−モノリン酸のｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝１．８０）の比較から明らかにされるように、酸化リン（例えば、ホスフェート）と特に強い結合を形成する。
【０００５】
通常、亜鉛錯体は同等のマグネシウム錯体よりも安定である。このことは、配位子が酸素または硫黄を有している場合に特に当てはまる（これは、酸素のみを有している配位子の場合に当てはまらないことがあり、配位子がホスフェートである場合には余りあてはまらない）。上のグリシンの例を用いると、グリシン−亜鉛錯体のｌｏｇＫｅｑは４．８５である。亜鉛−酸素結合に対する亜鉛−硫黄結合の強度は、ヒドロキシプロパン酸の亜鉛錯体のｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝０．８６）とメルカプトプロパン酸の亜鉛錯体のｌｏｇＫｅｑ（ｌｏｇＫｅｑ＝６．４３）の相対ｌｏｇＫｅｑ値で明らかである。ｌｏｇＫｅｑ値を他の金属や配位子と比較すると、このキレート化安定化は金属配位化学に勝っていることが明らかとなる。
【０００６】
固有の共有原子価を有する安定な金属配位錯体を形成するためにキレート化を起こすことが必要でない場合もあり、このことは遷移金属を窒素配位子と組み合わせたときに特にあてはまるが、多くの場合、本発明の好ましい実施形態では活性物質を金属、特にマグネシウムとキレート化する。
【０００７】
本発明の実施形態では、マグネシウム及びカルシウムとの錯体形成のための最良の候補になる活性物質はヘテロ原子（すなわち、酸素、窒素または硫黄）上に僅かに水よりも高いかまたは水よりも低いｐＫａを有するプロトンを有し、金属との結合あるいはキレート化に参加し得るように第１プロトン化ヘテロ原子に非常に近接して追加のヘテロ原子を有するものである。この官能基の配置を有する薬物は金属と結合する可能性が最も高いが、生じた金属配位活性物質は生体系中で十分に安定であり、前記系での加水分解を乗り越え、よって活性物質の性能が十分にモジュレートされる。多座配位子により付与される加水分解安定性は、アミドさえも配位金属の存在下で弱塩基（例えば、トリエチルアミン）を用いて脱プロトン化され得るように配位子のｐＫａを低下させ得るという事実により裏付けられる。従って、典型的な生物学的ｐＨでは通常イオン化されないヘテロ原子上にプロトンを有する活性物質は共有的に配位された金属で置換されるプロトンを有し得、共有結合性は関与するヘテロ原子からの追加的なキレート化により強化される。本発明の好ましい実施形態では、マグネシウムまたはカルシウムに結合する活性物質上のヘテロ原子の少なくとも１つは酸素または硫黄である。マグネシウムはホスフェート及びホスホネートと著しく強い結合を形成し、よって本発明の追加の実施態様ではマグネシウムと配位する活性物質はオルガノホスフェートまたはオルガノホスホネート化合物である。
【０００８】
本発明の実施形態では、亜鉛及びｐ−ブロック金属と錯体形成するための最良の候補になる活性物質は、活性物質が適切なキレート化配置で２個の窒素、１個の窒素と１個のメルカプタン、または２個のメルカプタンを有しているならば安定な金属配位錯体を形成するためにヘテロ原子上にプロトンが存在していなくてもよいという追加の柔軟性で、ｓ−ブロック金属と錯体形成するものと同じである。本発明の更なる実施形態では、遷移金属は、配位子が少なくとも１個の窒素またはメルカプト基を有しているならば、共有配位錯体のためにキレート化は余り必要でない点で更なる連結反応柔軟性を有している。
【０００９】
本発明において具体化される活性物質は表１に示す化学分類に分類され得る（実際には、異種キレート化ポテンシャルを反映すべく化学分類の組み合わせに分類され得る）。表１にリストした薬物は、本発明の実施形態を満たす全薬物の網羅的リストであると意図されず、医薬品中に存在する化学分類の代表例であると意図され、表１にリストした同一分類に入るかまたは本発明の実施形態により満足されない原子の配置を有する他の医薬品も本発明により特許請求される。
【表１】
【００１０】
本発明を明確に理解し、容易に実施するために、本発明を図面と関連づけて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
化学結合は３つの基本的形態：イオン結合、共有結合及び配位結合、すなわち典型的には無機金属塩よりも大きい所謂ウェルナー錯体で存在している。（ウェルナー錯体は中性配位子を有していると見なされることを指摘しなければならない。）３つの結合タイプの違いは特に溶液中での結合の熱力学的安定性に一部起因し得る。逆に、化合物の安定性は分子の原子が溶液中で分離または解離する傾向で表され得る。
【００１２】
化合物の熱力学的安定性は、式１に従ってその形成の自由エネルギーに換算して表される：
ΔＧ＝−ＲＴｌｎＫ 式１
ΔＧはギブズ自由エネルギーであり、化合物の熱力学的安定性を示す。ΔＧがより負の値であるほどに化合物はより安定である。Ｒはガス定数であり、Ｔは絶対温度であり、Ｋは平衡定数である。平衡定数は反応物質に対する生成物の比で表される。反応：
【化１】
【００１３】
に対する錯体化合物の場合、Ｋは式２：
Ｋ＝［ＭＬｘ］／［Ｍ］［Ｌ］ｘ 式２
で表される。よって、化合物の熱力学的安定性の増大は平衡定数の増大に直接関連している。
【００１４】
ある場合には、平衡定数を金属−配位子結合の解離ポテンシャルに換算して表すことが有利である。反応は、上述のように
【化２】
【００１５】
である。解離定数Ｋｄｉｓｓは式３：
Ｋｄｉｓｓ＝［Ｍ］［Ｌ］ｘ／［ＭＬｘ］ 式３
で示される。イオン結合は溶液中でほぼ完全に解離すると一般的に認められているのに対して、多くの共有結合は全く解離しない。よって、解離定数またはより一般的に表されているパラメータである平衡定数を測定することにより溶液中の結合強度を求めることは結合のタイプを識別する方法である。金属と１５〜１７族からの配位子間の結合を含む配位化合物について熱力学的安定性はまだ確立されていない。
【００１６】
文献の精査から、有機金属結合の共有原子価は分光分析データ（すなわち、ＮＭＲ及びＭＳ）、アプイニシオ分子力学計算、またはその２つの組み合わせから決定され得る。通常、共有原子価は遷移金属、（酸素よりも）窒素及び硫黄配位子原子、配位子の結合次数またはハプト数（“η”で示す）の増加で生ずる可能性が高い。複数のハプト数を有する配位子を有する有機金属化合物はキレートと記載されている。１及び２族の金属、すなわち所謂ｓ−ブロック主族元素の中で、ベリリウム及びマグネシウムのみが重要なキレート形成元素と見られている。
【００１７】
アプイニシオ理論計算を用いる最近の研究から、配位子−金属結合のイオン性対共有結合性の点で配位結合の種類が更に限定された。Pierlootは、これらの有機金属錯体の共有原子価の程度を調べるために一連のウェルナー錯体にＣＡＳＳＣＦ（完全活性空間自己無撞着場）モデルを適用した。彼女は概括的に、ＣＡＳＳＣＦ計算から得た静的相関エネルギーが金属−配位子結合の共有原子価とうまく相関する傾向が存在すると結論づけた。彼女は更に、同一金属について金属−配位子共有原子価及び関連する相関効果は以下の配位子の順
Ｆ−＜ＯＨ２＜ＮＨ３＜Ｃｌ−＜Ｂｒ−＜Ｉ−
で増加すると結論づけた。これは、Jorgensenが記載したネフェルクス効果(nephelauxetic effect)と一致した。この効果の大きさは配位子場での配位に対する遷移金属の電子間反発の減少に直接相関した。この減少は配位子に依存し、錯体及び遊離金属イオン中のラカーパラメータＢの比（β＝Ｂ錯体／Ｂイオン）として表された。Ｂの減少は、金属錯体を形成するために配位子を添加した後の遊離金属イオンの電子−電子反発作用の低下から生じた。Ｂが大きく減少することは強いネフェルクス効果を示している。よって、例えば、Ｆ−のようなイオン性配位子はＢを余り減少させず、より大きなβ値を有する。分光測定に基づいて、配位子はネフェルクス系列：
【化３】
【００１８】
が生じるβ値の減少する順に従って並べられた。２つの系列の相関は、両技術が記載した効果間の類似性により裏付けられる。前者の場合、ＣＡＳＳＣＦ計算は金属−配位子結合に対する金属ｄ軌道の寄与を評価している。錯体形成によるラカーパラメータ（Ｂ錯体）の減少は配位子上の遷移金属ｄ軌道電子雲の非局在化により生じ、これは共有結合が形成されていることを示している。Ｌｉ＋とＢｅ２＋のＣｐ配位子との結合は、Ｃｐ結合に比して寄与金属結合のエネルギー状態が低いためにほぼイオン性である。加えて、これらの元素のイオン半径は２個以上のＣｐ配位子が結合するには余りに小さい。
【００１９】
マグネソセン（図１）Ｃｐ２Ｍｇの理論的な計算から、該化合物の構造はＣｐ２Ｃａ、Ｃｐ２Ｓｒ及びＣｐ２Ｂａの構造に類似しているが、Ｍｇのｄ軌道密度はＣｐ２Ｍｇでは無視できることが判明した。しかしながら、Ｃｐ２ＭｇにおけるＭｇに対するマリケン電荷は密度汎関数理論（ＤＦＴ）を用いて０．６６と予想された。ＭｇＣｌ２のような高い解離定数を有する化合物に関しては２に近い値が予想される。これはFaegri、Almloef及びLuethiの論文と一致しており、彼らはアプイニシオＭＯ−ＬＣＡＯ計算に従ってマグネソセンの電荷分離は公知の共有配位化合物であるフェロセン（Ｃｐ２Ｆｅ）の電荷分離よりも僅かしか高くないと結論づけている。これらのデータから、Ｍｇ−Ｃｐ結合がやや共有結合であることが示唆される。Ｃｐ部分は、一部はその負の電荷から、一部は二重結合由来のπ結合からその共有結合に寄与している。こうしたアニオン性及びπ結合と金属の組合せはレチノイン酸及びその類似体でも生ずる。よって、レチノイン酸の金属配位化合物を形成することは本発明の実施形態である。
【００２０】
Ｃｐ２Ｍｇ及び関連するＭｇ−Ｃｐ化合物の反応性をWinterらが研究し、彼らはマグネシウムがアミジナート配位子と安定な結合を形成することを知見した。おそらくこれを最も物語っているのは［ＣｐＭｇ（η２−ｔＢｕＣ（Ｎ（２，６−ｉＰｒ２Ｃ６Ｈ３））２）］の安定性であり、これは未変化で昇華し、１８０℃／０．０５トルで８０％回収された（図２）。このように、安定なマグネシウム−アミジナート化合物の例が報告されており、該化合物の共有結合性に対する更なる裏付けを与えている。このことは、プリン及びアルギニン含有化合物のようなアミジナート官能基を含む化合物の場合重要である。
【００２１】
遷移メタロセンが強い共有結合性を有していることは一般に認められているが、主族メタロセンが顕著な共有結合性元素を有するという道理にかなった論議もなされている。金属−配位子結合にｄ軌道が関与しないと化合物の安定性が低下する恐れがあるが、主族金属、特にマグネシウムが配位子とイオン性よりも共有結合性の結合を形成することができるという見解を妨げるものではない。結晶化の際に６−配位マグネシウム錯体が形成されるのはｓｐ３ｄ２混成のためであることは一般的に公知である。よって、ある状況ではマグネシウムのｄ軌道でも配位錯体の結合に関与し得ると考えられる。
【００２２】
ウェルナー錯体の平衡定数を金属ハライドと比較したとき安定性に大きな差を見つけることができる。例えば、ｌｏｇＫＭｇ−ピリジン＝２．０８であり、ｌｏｇＫＭｇＣｌ２≒−１．０である。ピリジンが中性配位子であることを心に留めると、このｌｏｇＫの差はマグネシウム−クロライド結合のイオン性と相対するマグネシウム−ピリジン結合の共有結合性のみに起因し得る。安定なマグネシウム錯体の別の例はマグネシウム−サリチルアルデヒド（ＳＡ）錯体であり、ｌｏｇＫＭｇ−ＳＡ２＝６．８０である（図３）。この結合の安定性は、配位子結合原子が通常金属とイオン結合を形成する傾向にある酸素である場合に顕著である。しかしながら、キレート化酸素が存在していると錯体を純粋なイオン結合以上に安定化させた。窒素はカルシウムよりもマグネシウムに対してより強い結合を形成するが、通常酸素は窒素よりもマグネシウムのより強いキレート化剤である。
【００２３】
キレートの平衡定数は通常非常に大きく（例えば、マグネシウムエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジスクシネート錯体のｌｏｇＫｅｑは６．０９である）、配位子の中性部分と金属間の共有原子価の程度を表していないことがある。しかしながら、平衡定数は配位化合物の安定性を指し、化学物質の性質及び特殊な用途でどのように機能するかを決定するための重要な基準である。錯体内の共有結合の存在及びそのキレートの安定性に対する寄与は非常に高いｌｏｇＫｅｑを説明し得、分子構造の剛性にも寄与し得る。多くの場合共有結合性は配位錯体の安定性に対する最も重要な寄与因子であることを指摘しなければならない。
【００２４】
マグネシウムポルフィリン錯体またはキレートはおそらく最もよく知られた有機マグネシウム化合物である。クロロフィルはマグネシウムポルフィンである。フタロシアニンはその種の化合物の基本的要素を表すポルフィリンであり、金属−ポルフィリン結合を研究するためのモデルシステムとして広く使用されている。遷移金属がフタロシアニンと非常に簡単に錯体（図４）を形成することは判明しているが、アルカリ及びアルカリ土類塩は水及び他のプロトン性溶媒中にほぼ完全に解離するのでＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｓｒ２＋及びＢａ２＋をこれらの塩の溶液から直接導入するのに適した溶媒は今まで見つかっていない。Ｍｇ２＋及びＢｅ２＋の錯体形成が容易であることから予測されるように、これら２つのｓ−ブロック元素のみがＣａ２＋と一緒にフタロシアニンに直接導入され得、通常はピリジン中でヨウ化物または過塩素酸塩から導入される。
【００２５】
金属−ポルフィリン錯体の合成、構造、安定性及び物理的特性は十分に研究されている。マグネシウムフタロシアニンの構造及び物理的特性は各種技術を用いて、より最近は近ＩＲ吸収及びＸ線結晶学を用いて更に解明されている。マグネシウム−ポルフィリンキレートが金属配位化合物の非常に安定な例に相当するという結論が再び得られた。
【００２６】
特定のマグネシウム−配位子錯体は実際共有結合性であり、イオン性ではなく、よって新しい組成物であり、新しい塩の形態ではない。金属−有機配位子化合物はその結合の種類の点で共有結合性である。
【００２７】
本発明の実施形態では、配位子が金属（好ましくは、マグネシウム）の内圏に対して直接結合する機会を有しているときには配位錯体の形成が好ましい。これは、無水マグネシウム及び非プロトン性溶媒（または、溶媒がプロトン性ならばその溶媒は嵩高くなければならない）を使用することにより達成される。このコンセプトは、金属イオンの触媒反応性が水和形態では低下するという事実により裏付けられる。水性系での錯体形成は配位子と水間の水素結合ならびに水和及び配位子の錯体形成能による金属上の結合部位に対する競合の微妙なバランスである。よって、当然の結果として配位子と金属の内圏の錯体形成も水性系で低下する。更に、当然の結果として、逆も真なりであり、すなわち非水性系での金属の配位子とのキレート化または錯体形成の速度は水性系に比して促進される。
【００２８】
固有の共有原子価を有する安定な金属−配位子配位化合物としての金属に結合した有機活性物質を含む組成は新しい分子である。本発明の別の好ましい実施形態では、金属は主族元素から選択される。本発明の更なる実施形態では、金属はｓ−ブロック元素から選択される。本発明の好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００２９】
更に、本発明の実施形態では、実質的にＫｅｑ＞１．０である薬物−マグネシウム錯体は解離、吸収、分布、代謝及び排泄の薬物動態をモジュレートするのに十分な固有の安定性を有している。Ｍｇ（ＯＨ）２の解離定数が−１１．５であると仮定すると、多くのマグネシウム錯体が酸条件よりもアルカリ条件でより非常に安定であるとの知見は驚くことでない。よって、小腸での薬物−マグネシウム錯体の安定性は薬物吸収の薬物動態をモジュレートする可能性が高い。酸不安定なそれらの金属−薬物錯体の場合、本発明の実施形態では、錯体は小腸に進入時に錯体を放出するコーティングまたはカプセル化材料により胃の酸性環境から保護される。本発明の更なる実施形態では、カプセル化物質は外配位圏を形成する配位子または配位子群である。
【００３０】
本発明の別の重要なコンセプトは、溶液中で金属と配位子を単に組み合わせても常に同一の生成物が生成されないことである。多くはないが幾つかの特許は主題を裏付けることなく従属クレームとして各種塩を特許請求していることを認識されたい。このことは、当業者に公知の方法で有機酸の塩が塩基及び金属塩で処理することにより容易に製造され、予想される生成物は有機酸の金属塩であるので認められる。しかしながら、配位化学が有機酸と金属間の結合に寄与する場合、溶媒、温度、及びおそらく最も重要である金属に結合する配位子のような各種条件が配位錯体の構造及び安定性に影響を及ぼす。
【００３１】
薬物以外の別の配位子は金属−薬物錯体を安定化させ得る。例えば、グリシン（Ｇ）マグネシウム結合のＫｅｑは１．３４である。しかしながら、この錯体にサリチルアルデヒドを添加すると、反応：
【化４】
【００３２】
の平衡は４．７７である。明らかに、サリチルアルデヒドはマグネシウムグリシン結合に対して安定化効果を加える。本発明の実施形態では、有利な物理化学的特性を付与するためにサリチルアルデヒドのようなアジュバントを薬物：金属錯体に配合する。本発明の更なる実施形態では、アジュバントの効果は水溶液中のような特定の環境下で薬物：金属錯体を安定化させる。
【００３３】
遷移金属との配位錯体の非常に少ない例がPhysician’s Desk Reference（“ＰＤＲ”）に記載されており、その中には１）亜鉛で修飾したインスリン；２）カルボプラチンは白金を含むこと；３）ニフェレクスは多糖−鉄錯体であること；４）ふけ防止シャンプー中の活性成分として使用されているピリチオン亜鉛、が挙げられている。加えて、幾つかの栄養サプリメントが錯体として記載されている。３つのピコリン酸基が八面体で１つのＣｒ＋３に結合している（窒素が３つの他の結合部位を与える）ピコリン酸クロムが一例である。これに対し、本発明の実施態様では金属は遷移金属に相当する族から選択され、本発明のより好ましい実施形態では金属は１及び２族のｓ−ブロック主族元素から選択される。本発明の最も好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００３４】
特許文献は幾つかの新規なマグネシウム配位薬物を例示しており、その中には１）Trilisate（登録商標）関節痛を治療するための上記した安定な固体コリンマグネシウムサリチレート組成物；２）高い組織特異性、精製及び薬剤へのコンパウンディングの容易さを与える２−デスカルボキシ−２−（テトラゾル−５−イル）−１１−デスオキシ−１５−置換−ω−ペンタノルプロスタグランジンのマグネシウム塩；３）インスリン抵抗性症候群の治療において有用なインスリン様特性を有するバナジウム酸マグネシウム；４）血栓または塞栓性卒中を治療するため、子癇前症／子癇及び急性心臓状態を予防的治療するための結晶性マグネシウム−タウリン化合物；５）ＧＥＲＤを治療するための上記したマグネシウムオメプラゾール“塩”誘導体が含まれる。
【００３５】
医薬用塩の科学は十分に研究されている分野であり、塩形態の選択は所与の医薬性能に影響を及ぼし得る。塩形態が薬物に対して有し得る効果の例には解離速度、溶解度、官能性、安定性、処方効果、吸収モジュレーション及び薬物動態が含まれる。２００３年１０月に発表された定期刊行物Drug Deliveryの記事は薬剤を安定化するために、おそらく塩を形成するであろう金属を用いた３つの賦形剤用途を記載している。ヒト成長ホルモンを亜鉛と錯体形成すると親水性が低下し、これにより薬物の放出が遅れる。カプセル化ポリマーの分解により生ずる酸性環境からのタンパク質の安定化は製剤に水酸化マグネシウムを添加することによりなされた。ビンカアルカロイドを酸加水分解から安定化させるために炭酸亜鉛が使用された。これらの生成物は明らかに医薬的に活性な物質を安定化させるために金属を使用しているのに対して、後者の２つは活性物質の構造を修飾させたとは記載していない。
【００３６】
更に、塩形態を単に変化させるだけで小腸での吸収の薬物動態が大きくモジュレートされることは十分に確証されている。例えば、テトラサイクリンのリン酸塩及びテトラサイクリン塩酸塩の化学構造はファルマコフォアでない塩形態の部分の点で異なり、各々の相対的物理的特性は相対的バイオアベイラビリティーに対して大きな影響を持たないと予想される。しかし、実際リン酸塩は塩酸塩よりも２倍多く吸収される。逆に、ワルファリンの遊離酸のバイオアベイラビリティーはそのナトリウム塩とほぼ等しい。このことは、ワルファリンナトリウム錠の溶解速度が遊離酸を含有する錠剤よりも３５０倍速いので予期せぬことである。異なる塩形態が吸収のカイネティクスに変化を与え得るならば、ｓ−ブロック主族元素との錯体は吸収に対してより顕著な効果を有することがあり得る。
【００３７】
テトラサイクリン系抗生物質のバイオアベイラビリティーが消化管中で最も形成する可能性の高い金属錯体の物理化学的特性により主に影響されることは公知である。このことは、明らかにインビボでの薬物：金属結合形成を示している。インビボで薬物と金属間に共有結合が形成されることは、薬物が窒素を含有し、金属が１０〜１２族（例えば、ニッケル、銅、亜鉛）に属するときにはより合理的な予想である。本発明の実施形態では、薬物性能のモジュレーションは薬物と金属間の安定な錯体の形成を促進する薬物と金属の製剤化により付与される。
【００３８】
本発明の実施形態では、金属と錯体形成または配位したとき薬物に対して以下の効果が与えられ得る：
１．より良好なバイオアベイラビリティーと同一視し得る改善された水溶性（以下の討論参照）；
２．細胞膜を介する吸収を改善するための高い親油性；
３．改善された受容体結合のためのファルマコフォアのコンフォメーションへの閉じ込め；
４．多形に起因する製剤化の問題の改善（以下の討論参照）；
５．胃のような酸性環境での分解から保護するための酸吸収性；
６．配位錯体の安定性は活性ファルマコフォアの吸収の遅れを暗示し得る。このことは、薬物の迅速吸収が毒性ポテンシャルを上昇させるリオサイロニンのような薬物にとって重要である；
７．活性ファルマコフォアの持続吸収のための生物接着性；
８．麻酔薬のファルマコフォアに有機金属錯体を介して結合し、摂取されない限り麻酔薬を不活性とすることによる麻酔性鎮痛剤の乱用の防止。
【００３９】
自然界は、どのように遷移金属を輸送し、貯蔵し、利用するかの多くの例を提示している。おそらく、最もよく知られている例は鉄ポルフィリンであるヘモグロビンである。上記したように、クロロフィルはマグネシウムを囲むポルフィン構造である。幾つかの酵素は該酵素を活性とするために金属を必要とする。これが、微量金属（例えば、銅、亜鉛、クロム等）が適切な栄養供給のために重要な理由である。幾つかの抗体もこれに関連する遷移金属を有している。金属が配位錯体の形成により酵素のペプチド構造をコンフォメーションに閉じ込めるため、金属が酵素活性のために必要である。
【００４０】
薬物のコンピューター支援設計を組み入れるコンセプトは最近評判を得ている。イン・シリコと称されているこの技術は、何の物質も生成していない段階で基質と受容体間のアロストリック、クーロン力及び非共有相互作用を理解して、リード薬物候補をコンピューターモデリングにより同定するまでに開発されている。本発明の実施形態では、コンピューターシミュレートした分子に金属配位を加えることにより新しく改善されたリード化合物を同定することができる。本発明の更なる実施形態では、リード化合物の錯体としての金属の導入を計算に組み入れるとき、イン・シリコに由来するリード化合物は変化した結合熱力学を有している。本発明の更なる実施形態では、以前に不十分なイン・シリコ分析に基づいて考察から除外された化合物は金属錯体を計算に組み入れて再分析したとき重要なリード化合物になるであろう。本発明の好ましい実施形態では、上記したような改正イン・シリコ計算のために使用される金属は主族元素から選択される。本発明のより好ましい実施形態では、金属はｓ−ブロック主族元素から選択される。本発明の好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００４１】
錯体を生体系に直接適用する点で、本発明の実施形態では、配位子−受容体結合を必要とする活性物質には、金属と錯体形成して活性物質のコンフォメーション構造を適所に閉じ込めることによって、高い生物学的活性が付与されている。受容体は膜結合性であるか、細胞質内にあるか、または体内を循環している。本発明の実施形態では、標的受容体との最適相互作用を与えるコンフォメーションで薬物を閉じ込めるために金属を注射薬に配合する。本発明の好ましい実施形態では、金属は注射のために安全であると考えられる。本発明の更なる実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、マグネシウム、カルシウム、鉄または亜鉛のリストから選択される。本発明の更に好ましい実施形態では、活性物質は注射薬のリストから選択され、前記注射薬にはワクチン、抗悪性腫瘍薬、抗糖尿病薬、及びアンチセンスＲＮＡまたは他の代謝モジュレーターが含まれるが、これらに限定されない。
【００４２】
本発明の金属配位技術はワクチン設計における現在の研究を前進させることもできる。例えば、開発中の新しい癌ワクチンはリポタンパク質アジュバント、ペプチド抗原を、癌細胞に対して特異的な炭水化物抗原と組み合わせる。ワクチン構築物の３つの成分をリンカーを介して一緒に共有結合させる。このワクチンの構築方法はバイオコンジュゲート化学では一般的である。金属配位は、組み合わせる成分がアプタマー、ポリエチレングリコール及び脂質であるペガプタニブのようなバイオコンジュゲートの各種成分を結合させるための足場として使用され得る。本発明の実施形態では、バイオコンジュゲートの諸成分は各成分を中心金属に錯体形成することにより単一分子中に組み合わされ得る。本発明の更なる実施形態では、金属配位をバイオコンジュゲート化学における一般的な技術として使用する。
【００４３】
マグネシウムが核酸に対して著しい親和力を有していることに特に注目されたい。アンチセンスＲＮＡ、干渉ＲＮＡ及びアプタマーの治療薬としての進歩に伴って、これらの核酸薬に対してデリバリー技術を取り入れることがますます重要であろう。現在研究されている薬物デリバリー技術の幾つかにはペグ化、リポソームまたはアニオン性クレーが含まれる。興味深いことに、Howard Hughes Medical Research Labから発表された最近の研究でモンモリロナイトクレーがＲＮＡの脂質小胞への進入を促進することが示された。アルミナ、シリカ、マグネシア、鉄及びカリウムの量の点で異なる各種クレーがある。よって、ＲＮＡのマグネシウム錯体を形成すると、細胞膜の実験室モデルと見なされる小胞へＲＮＡの進入が促進され得る。
【００４４】
マグネシウム−核酸錯体の有効性を核酸単独と比較して上記したイン・シリコ技術を用いて評価し得る。よって、核酸薬の有効性が金属と配位させることにより高まることが本発明の重要な実施形態となる。本発明の更なる実施形態では、投与前に核酸を金属と組み合わせて配位錯体を形成する。水性系中で金属塩を核酸と単に組み合わせた核酸の重要な部分は外圏配位配位子（図５）であり、受容体結合のための特に膜輸送用途のために最適なコンフォメーションを与えないことがある。本発明の主たる前提は、配位子が外圏配位子の存在下で内圏配位子（図６）となる機会を有しているならば金属−配位子錯体構造が大きく影響されることである。
【００４５】
本発明の更なる前提は、内圏配位子の形成が金属−配位子錯体を製造するために無水条件を使用することにより促進されることである。従って、本発明の実施形態では、金属配位子錯体を無水条件下で製造し、前記錯体を水中で再構成すると、水中で製造した錯体に比してより大きい共有結合性、より高い安定性、より優れた細胞透過性及びモジュレートされた生物学的性能を有する配位錯体が生ずる。この系は、トランスフェクション効率を高めるための内配位圏内へのアジュバント（例えば、ポリアルギニン）の導入に適している（図７）。
【００４６】
おそらく、最近の遺伝子治療での最も重要な進歩は干渉ＲＮＡ（“ｉＲＮＡ”）に関する発見及び進歩した研究であった。アンチセンスＲＮＡとは異なり、ｉＲＮＡはｍＲＮＡによりコードされる遺伝子産物を更に抑制させるために細胞の生化学機構により再利用される。こうすると、遺伝子抑制の効率が高まる。ｉＲＮＡに関連する主要な問題には細胞への透過性及び（特にヌクレアーゼの存在下での）安定性が含まれる。
【００４７】
これらの問題は、肺表面活性物質（“ＳＡＭ”）、脂質またはアミンを主成分とするトランスフェクション剤、エレクトロポレーション、ウイルスベクターまたはプラスミドベクターを導入することにより解決されてきた。後者の技術は、プラスミドベクターによりｓｉＲＮＡが“ヘアピン”構造を採用し、ｉＲＮＡ変異体に短ヘアピンＲＮＡまたはｓｈＲＮＡの名前が付けられている点で特に興味深い。これらのｓｈＲＮＡ分子は高い抑制能力を有している。更に、ｓｉＲＮＡ分子が細胞に進入するのにトランスフェクション剤が必ずしも必要でないことを示唆する証拠は多数存在する。ｓｉＲＮＡ及びウイロイドを肺適用するという最近の知見は、裸ＲＮＡが細胞に進入し、遺伝子産物を抑制させ得る２つの報告された現象である。実際、当業界の科学者にはＲＮＡの二次構造がその遺伝子抑制効果に影響を及ぼさないようであることが知られている。
【００４８】
ＲＮＡは複数のホスフェート基を有するオリゴヌクレオチドである。マグネシウムはホスフェート基と非常に強い結合を形成し、よってＲＮＡ−Ｍｇ錯体ではおそらくマグネシウムはホスフェート基と結合している可能性が高い。無水条件下でマグネシウムをＲＮＡと組み合わせることにより、共有結合が形成され、こうすると理論上ＲＮＡ分子の当該部分の親油性が高まる。更に、マグネシウム中心は複数のホスフェート基を結合し得、理論上上記したヘアピン構造が形成される。このヘアピン構造により親油性残基が現れるだけでなく、ヌクレアーゼからの攻撃に対してより高い耐性が生じ、これにより高い安定性が得られる。
【００４９】
ＲＮＡはマグネシウムに結合しているホスフェート基以外に他のホスフェート基を有しているので、ＲＮＡ分子の当該部分はその水溶性を保持している。この新規な形態のＲＮＡは物質輸送（親水性）及び吸収（親油性）にとって重要な所望の両親媒性を有する。この点の更なる検討については、以下の「改善された溶解性」を参照されたい。
【００５０】
典型的な方法は無水溶媒中でＲＮＡをマグネシウムと組み合わせることを伴う。適当な溶媒はＤＭＳＯ、またはおそらくイオン性液体である。イオン性液体の利点は、アルコールのようなイオン性液体混和性非溶媒（または、幾つかの場合には超臨界ＣＯ２が機能することがある）に溶液を添加するだけで所望の生成物が析出し、マグネシウム−ＲＮＡ錯体が回収されることである。次いで、イオン性液体はアルコールを留去させることにより次の反応のために再利用され得る。
【００５１】
上記方法はおそらく水溶性の生物活性物質に適用することが可能である。よって、本発明の実施形態では、生物活性物質は糖、ペプチドまたはヌクレオチドである。本発明の好ましい実施形態では、生物活性物質はヌクレオチドである。本発明のより好ましい実施形態では、生物活性物質はアンチセンスＲＮＡ、干渉ＲＮＡまたはアプタマーである。本発明の好ましい実施形態では、金属は主族元素から選択される。本発明の更に好ましい実施形態では、金属はｓ−ブロック主族元素から選択される。マグネシウムがカルシウムよりも核酸に対してよりしっかりと結合することは認められており、よって金属がマグネシウムであることが本発明の最も好ましい実施形態である。
【００５２】
改善された溶解性／浸透性
薬物吸収を定量する際、用語「バイオアベイラビリティー」を適用することが有用である。これは体循環に達する用量の分数（Ｆ）として定義される。極端な場合、薬物が消化管に全く吸収されない場合にはＦ＝０であり、薬物が完全に吸収される（且つ、初回通過効果により代謝されない）場合にはＦ＝１である。バイオアベイラビリティーは血清レベル対時間プロットの曲線下面積（ＡＵＣ）から計算され得る。バイオアベイラビリティーは多くの因子に依存し、これらの因子の幾つかは正常な個人の間でも異なる。バイオアベイラビリティーの点で、薬物は下表に従う４つのカテゴリーに分類されている。
【表２】
【００５３】
分かるように、更なる開発のための実行可能な候補となるよう、薬物は細胞膜透過性と溶解性の微妙なバランスに適合していなければならない。この理由は、溶解性（すなわち、親水性）を高める物性が通常透過性（すなわち、疎水性または親油性）を高める物性と相反しているからである。
【００５４】
金属とテトラサイクリン系抗生物質の相互作用により薬物及び金属の両方のバイオアベイラビリティーが低下することは判明している。上記したように、テトラサイクリン系抗生物質のバイオアベイラビリティーは主に消化管に広がっている金属錯体の物理化学的特性により影響される。中性種は腸管細胞のリン脂質膜に容易に吸収される可能性が高いので、電荷はバイオアベイラビリティーに大きな影響を有している。親油性金属配位錯体は、電荷を有している薬物の金属塩と比較してバイオアベイラビリティーを高めるのに役立たなければならない。よって、本発明の実施形態では、親油性金属−抗生物質共有結合性錯体を投与することにより抗生物質の物理化学的特性がコントロールされ得、更に消化管中の金属が薬物との金属相互作用の動態、最終的には吸収に影響を及ぼすのを防げ得る。本発明の更なる実施形態では、上記した原則が一般的にすべての薬物に適用される。
【００５５】
この技術は、高度に水溶性の薬物または所謂クラスＩＩＩ薬物の親油性を高めるためにも使用され得る。この場合、ホスフェートまたはスルフェート基のようなイオン性中心が共有結合に変換される。この金属と配位子間の結合の変化により配位子の水溶性が低下し、配位子の有機溶媒溶解性または親油性が上昇することは知られている。
【００５６】
薬物が余り溶解しないが容易に透過し得るならば、その溶解性を高め得る１つの方法は薬物に対して水溶性物質（例えば、アミノ酸または炭水化物）を共有結合させることによる。或いは、薬物とイオン化金属中心間で金属−配位子錯体を形成することにより、固有の親水性が付与された新しい化学物質が形成される。本発明の実施形態では、活性物質を遷移金属またはアルカリ土類金属に結合させて、その透過性を保持しながら溶解性を改善した新規な組成物が形成される。新しい金属配位子結合は共有結合であるので、新しく形成された共有結合金属中心の親油性を相殺するように金属に追加の配位子（例えば、アミノ酸）が結合されていることが好ましい。
【００５７】
共有結合性により、金属−活性物質錯体の安定性は刷子縁膜の水フィルムコーティングへの輸送まで保持されている。錯体が膜に達すると、金属と薬物は、親油性活性物質を受容し親水性金属を拒絶する膜中の脂質により分離される。これは物理化学的作用により行われ、薬物の水溶性を上昇させる従来方法とは対照的に酵素を必要としない。
【００５８】
薬物は１）皮膚表面に対する効果、２）角質層内の効果、３）表皮及び真皮へのより高い浸透を必要とする効果、または４）血管系への浸透を介する全身効果を引き出すために皮膚に適用される。この研究の目的は、薬物を表皮を介してまたは血管系に浸透させ得る新しい経皮薬物デリバリー（ＴＤＤ）システムを設計することである。浸透の所望レベルは薬物に依存する。
【００５９】
角質層は有効なバリアを与え、水及び化学物質が表皮に、表皮から浸透するのを防止する。角質層における脂質の構造組織化は水及び化学物質の迅速な輸送を防止するのに重要な因子であることが提案されている。このように脂質が組織化すると、液晶形態が生じ、このマトリックスを介する浸透は、脂質炭化水素鎖が乱され液晶が不安定化することにより生ずる。これが、ハイドロトロープの局所的に適用された薬物の浸透性を高める能力について提案されているメカニズムである。
【００６０】
皮膚透過性を高めるために使用されている化学物質の分類の幾つかにはアルコール、アルキルメチルスルホキシド、ピロリドン、界面活性剤（アニオン性、カチオン性及び非イオン性）、脂肪酸及び脂肪アルコールが含まれる。加えて、ラウロカプラム、尿素、カルシウムチオグリクレート、アセトン及びジメチル−ｍ−トルアミドが特定の生物活性物質の皮膚浸透性を高めるために使用されている。これらの薬物のビヒクル効果の多くはその屈水性による。化学的には、これらの多くは大きい双極子モーメントを有している。すなわち、親油性部分及び親水性部分を有している。この大きな双極子モーメントが化学物質が角質層中の脂質を乱す主要な要因である。
【００６１】
多くの薬物は本質的に局所的に使用するのに十分な皮膚浸透能を有していない。よって、実質的にすべての局所適用される薬物は所望の効果を得るためにビヒクルまたはＴＤＤエンハンサーを含む製剤を必要とする。すべての医薬品が従わなければならない安全性及び有効性の一般的要件に加えて、局所適用される薬物はビヒクル中に溶解し、安定でなければならず、製剤は含量均一性を有していなければならず、製剤は適正な粘度及び分散特性を有していなければならず、患者のコンプライアンスを最大にしなければならない（このことは、製剤が適用するのに不快であってはならず、不快な臭いを有していたり皮膚刺激を生じさせてはならないことを意味する）。
【００６２】
最も注目することは、薬物が表皮に浸透するためのタイムラグはビヒクルから角質層へ分散する薬物の能力に依存するが、これがＴＤＤ製剤の開発にあたり大きな障害となっている。以前の報告で、このタイムラグが数分〜数日にも及び得ることを示している。よって、ＴＤＤシステムの開発の重大な障害はこの適用に特有の追加の考慮すべき事項であり、歴史的によれば経皮医薬品の開発時間はしばしば途方もなくかかると見られていた。
【００６３】
本発明に従う薬物錯体の高い経皮透過性は錯体の安定性と両親媒性の組合せに依存している。よって、実施形態では、共有結合金属−薬物結合を形成させて薬物それ自体のＴＤＤを強化し得る有効なハイドロトロープに薬物を変換させる。本発明の更なる実施形態では、ＴＤＤエンハンサーがなお必要とされているならば金属をビヒクルに対するアンカーとして作用させ、全錯体を単一分子として挙動させる。この作用効果は、錯体からの薬物の放出のためにビヒクルと表皮の脂質マトリックス間の分配係数を差別化する必要がないことである。
【００６４】
共有結合性のために、金属−活性物質錯体の安定性は角質層を介する輸送の間保持されていなければならない。錯体が表皮中にあるとき、金属と薬物は、親油性活性物質を受容し親水性金属を拒絶する膜中の脂質により分離される。これは物理化学的作用により付与され、薬物の溶解度を高める従来方法とは対照的に酵素を必要としない。
【００６５】
薬物を金属配位錯体に変換すると、眼への進入も容易となる。眼圧（ＩＯＰ）を治療するためにスルホンアミドをその金属配位錯体に変換するとそのＩＯＰ降下効果が高まることは判明している。これは、一部は眼中にスルホンアミドが多く存在しているためであり、よって金属配位錯体の親油性と親水性のバランスが適切であるためであると考えられる。眼病を治療するための薬物は本発明に従って金属配位錯体に変換させることにより改善され得る。このことは、現在の治療では薬物を眼の奥部に注射している加齢黄斑変性（ＡＭＤ）を治療するために非常に重要である。ＡＭＤを治療するために薬物を点眼すると患者のコンプライアンスが大きく改善される。これは、ＡＭＤ薬物を金属と配位させることにより達成される。
【００６６】
多形のコントロール
多形は、一部は溶解度の変動のために投与量の変動に大きく寄与している。歴史的に言えば、有機金属化合物の固有の物理的特性は安定な結晶形を製造するのが比較的容易であることである。よって、本発明の更なる実施形態では、活性物質を金属錯体に変換させ、前記錯体を当業者に一般的に公知の方法により再結晶化方法にかけることにより多形を解消する。こうすると、活性部分は所望の多形に閉じ込められる。
【００６７】
薬物吸収のモジュレーション
最近では、薬物のデリバリー方法をモジュレートすることにより薬物を改善するための活動が活発である。薬物デリバリー技術は経口から注射、インプラント、皮膚パッチのすべての投与形態に広がっている。これらの技術の大部分は、活性成分をポリマー球体の内部に封入または“トラップ”するカプセル化技術またはビーズ技術を利用している。このポリマー球体はミセルとして、自己組織化分子ロッドまたはボールとして、または活性成分の周りのコーティングとして存在し得る。薬物は、血液中を循環したり消化管を横断するとカプセル化剤から溶媒和または膨潤することにより放出される。薬物のデリバリーをモジュレートする主な利点は、その放出を広げたり、改善された安全性のために血液レベルを調節したり、または改善された有効性のために吸収を高めることである。よって、本発明の実施形態では、薬物−金属錯体放出はインビボで錯体それ自体に対する物理化学的作用によりモジュレートされる。
【００６８】
ある場合には、薬物−金属錯体をポルフィン、ペプチドまたはポリマーマトリックス内に封入することにより活性物質−金属錯体の安定性を高めることが有利であり得る。このことは、活性物質が金属と安定な錯体を形成するために必要な要素（例えば、上記した第１級アミンまたはアルコール）を含んでいない場合に特に当てはまる。本発明の好ましい実施形態では、マトリックスは活性物質を金属に結合させるために所要により修飾されているポルフィン誘導体である。本発明の実施形態では、薬物−金属錯体放出はインビボでポルフィン、ペプチドまたはポリマーマトリックスに対する物理化学的作用によりモジュレートされる。本発明の更なる実施形態では、マトリックスは元々小腸に存在する化合物である。本発明の更に好ましい実施形態では、ポルフィンマトリックスはビリルビンまたはその誘導体である。
【００６９】
本発明の更に好ましい実施形態では、カプセル化マトリックスはアミノ酸またはジペプチドであり、前記アミノ酸または複数のジペプチドは金属−配位子錯体と配位させるかまたはその周りで自己組織化させるために添加され得る。ヒスチジンは、ヒスチジン中のイミダゾール部分の強い金属結合能のために理想的なアミノ酸である。アルギニンは、ペプチド結合アルギニンのグアニジン部分のアミジナート連結によりマグネシウムと錯体形成するのにうまく適している別のアミノ酸である（図８）。本発明の関連実施形態では、その錯体形成及び酸中和のためにマグネシウムは胃においてアルギニンを安定化させ、その有効性を増加させる。このことは、アルギニンをＣＯＰＤ及び関連する病的状態を治療するためのＮＯ源として使用する場合に役立つ。
【００７０】
金属上の第２配位子としてアミノ酸を使用することは、内配位圏を安定化させ、内圏の周りに疎水性シェルを生成し、よって金属−薬物結合の加水分解を防止するためである。よって、本発明の実施形態では、錯体を特に水性系中で安定化させるためにアミノ酸、ジペプチドまたはオリゴペプチドを金属−薬物錯体上の第２配位子またはアジュバントとして作用させる。本発明の好ましい実施形態では、第２配位子はジペプチドである。本発明の別の好ましい実施形態では、第２配位子はアミノ酸である。本発明の別の好ましい実施形態では、アミノ酸はヒスチジン及びアルギニンの群から選択する。
【００７１】
遊離アミノ基を有する（例えば、錯体の一部としてヒスチジンのようなアミノ酸を有する）有機金属錯体はアミノ酸−ＮＣＡの重合を開始させてポリペプチドを形成し、有機金属錯体を配座的に保護する。この技術の別の利点は、アミノ酸ＮＣＡを有機金属錯体の周りで自己組織化させ、次いで重合の開始時にポリペプチドを自己組織化構造にコアセルベートすることである。
【００７２】
本発明の実施形態では、カプセル化技術をコアセルベーション技術と組み合わせて活性物質と遷移金属間に内圏共有結合を形成して新しい組成物を生成し、次いで前記錯体をポリマーマトリックス内に外圏配位でカプセル化して、安定な錯体を提供する。図９は、活性物質（構造簡素化のために、サリチル酸を例として使用している）、内圏でマグネシウムに結合させたポリマー結合アルギニン、及び外圏で錯体を封入しているペプチドを示している。
【００７３】
本発明の更なる実施形態では、カプセル化マトリックスを水、油、エマルションまたは生体流体（例えば、胃液）により膨潤または溶解させた場合のみ活性物質が放出する。本発明の実施形態では、活性物質は抗体−抗原錯体で生ずるようなカプセル化剤と活性物質間の強い結合によりカプセル化マトリックスから放出され得ない。幾つかの場合には、カプセル化剤からの薬物の放出を消化酵素によりモジュレートすることが有利である。本発明の好ましい実施形態では、腸中に分泌される、細胞膜内に存在する、または血流中を循環する酵素による化学分解により活性物質をカプセル化剤から放出させる。本発明の好ましい実施形態では、活性物質はアルミニウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、ビスマス、ケイ素または亜鉛に結合している。本発明の別の最も好ましい実施形態では、カプセル化剤は金属−配位子錯体に対する抗体である。本発明の更に別の実施形態では、錯体は活性物質−金属錯体からなり、カプセル化剤はアミノ酸、ポルフィン、炭水化物またはそれらの混合物の組合せから自己組織化される。本発明の最も好ましい実施形態では、活性物質−金属−カプセル化剤錯体は医薬品である。
【００７４】
本発明の別の実施形態では、配位錯体は該錯体を形成し得るすべての金属から選択される金属であり、薬物はすべての生物活性物質または医薬活性物質の群から選択される。本発明の好ましい実施形態では、医薬活性物質は生物活性のために特殊なコンフォメーションを必要とする。活性は活性物質の細胞膜を横断する能力に依存し得、配位金属は活性物質の膜転移のために適正な構造を与える。好ましい実施形態では、医薬活性物質は小分子、ペプチド、炭水化物、ＤＮＡまたはＲＮＡからなる群から選択され、後者の２つは遺伝子治療において、アプタマーとして、またはアンチセンスヌクレオチド治療用途において使用されている。好ましい実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、カルシウム、マグネシウム、鉄、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される。
【００７５】
生体接着性
マグネシウムまたはカルシウムイオンを薬物の分子式に導入して薬物に対する生体接着性を推定する方法は各種ある。例えば、マグネシウム及びカルシウムがインテグリンの接着機能にとって重要であることは公知であり、よって腸管での薬物のマグネシウムまたはカルシウム塩、或いは薬物の錯体が腸壁の刷子縁膜上で発現するインテグリンに対する薬物の生体接着を高めると予想することは合理的である。また、生体接着により腸の通過時間が遅くなるので、これらの錯体は腸における吸収を持続性とする。従って、本発明の実施形態では、薬物の持続吸収は薬物をマグネシウムまたはカルシウムと錯体形成させることにより高められる。本発明の更なる実施形態では、より強い生体接着活性によりマグネシウムまたはカルシウム薬物錯体に対して持続放出が付与される。
【００７６】
麻酔薬の常習防止
麻酔薬は非常に有効な鎮痛剤であるが、非常に常習性でもある。最近数年間、アヘン剤常習者及び気晴らし薬の使用者がOxyContinを常習していることを記載している報告書が多数ある。典型的には、薬物常習者は例えば水を添加することにより錠剤マトリックスを機械的または化学的に崩壊して、全１２時間用量を１度に服用している。加えて、このタイプの常習は通常経口投与から始めるが、常習者はしばしば濃厚麻酔薬を鼻から吸入したり注入したりするようになることがある。
【００７７】
オキシモルホン及びオキシコドンの構造分析から、その分子は金属とのキレート化のための理想的な候補であることが分かる。９位のβ−ヒドロキシ及び窒素は、その２つの間に金属を錯体形成すると非常に熱力学的に好ましい５員環が形成されるように配置されている。９−ヒドロキシを脱プロトン化してアニオン性アルコキシドを形成することが好ましい（図１０）。窒素の孤立電子対は金属キレートを安定化するために十分な電子密度に寄与し得る。サリチルアルデヒドがグリシン−マグネシウム錯体を安定化する場合のように錯体に第２配位子またはアジュバントを添加することにより更なる安定化が付与され得る。本発明の更なる実施形態では、金属−麻酔薬錯体を上記したようにマトリックス内に封入する。
【００７８】
よって、本発明の実施形態では、麻酔薬を金属と錯体形成させることにより、麻酔薬は物理化学的作用により錯体からゆっくり放出される。このことは、麻酔薬が即座にまたは一度に利用され得ないことを意味する。更に、本発明の実施形態では、金属−麻酔薬錯体は血液脳関門を通過することができず、麻酔薬が錯体から放出されるまで麻酔薬は無効である。放出速度は遅いので、一度に血液脳関門を超えて移動することができる麻酔薬の量は経口投与される用量よりも非常に少なく、陶酔効果は得られない。本発明の更なる実施形態では、第２配位子、カプセル化剤またはその両者の組合せを導入することにより麻酔薬の放出カイネティクスを更に遅くすることができる。好ましい実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、カルシウム、マグネシウム、鉄、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される。本発明のより好ましい実施形態では、金属は主族元素から選択される。本発明の更に好ましい実施形態では、金属はｓ−ブロック主族元素から選択される。本発明の最も好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００７９】
金属の選択
配位錯体中に使用しようとする好ましい金属について言及する。医薬用途では、本発明の錯体中で使用する金属を選択するときには、全ての金属配位医薬品の安全性を考慮しなければならない。本発明を実施するために多くの金属を使用することができるが、本発明の好ましい実施形態では金属を一般に安全と認められている（ＧＲＡＳ）一覧表から選択する。金属を選択するための１つの基準は、現在市販されているミネラルサプリメントのリストを検討し、表１にリストされている薬物との配位錯体として配合されるであろう用量をはるかに超える投与量を有するものを選択することである。非処方薬物及びダイエタリーサプリメントに関するＰＤＲから、２ｍｇ／投与以上の量を有する７つの金属（アルカリ金属、すなわちナトリウム、カリウム等を除く）のリストを表２に示す。
【表３】
【００８０】
本発明の好ましい実施形態では、金属はアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される。本発明の実施形態では、医薬品とランタニド、アクチニド、遷移金属及び主族金属（ｓ−及びｐ−ブロック）を含めた任意の金属間で共有結合を形成することにより新しい組成物を形成するが、本発明の好ましい実施形態では金属をｓ−ブロック主族元素から選択する。この理由は、ｓ−ブロック元素が遷移金属またはｐ−ブロック主族元素（ランタニドまたはアクチニドはＯＴＣ製品中に決して使用されない）よりもＧＲＡＳである可能性が高く、ＯＴＣ医薬品やビタミンサプリメント中によりしばしば使用されているからである。他のｓ−ブロック元素（例えば、カルシウム）よりもマグネシウムを選択するのには幾つかの理由がある：
１．カルシウムは優先順で８＞７＞６＞９という配位数の高い変動性を示す。カルシウムよりも小さいマグネシウムは殆どもっぱら、合成手順を簡素化し、生成物の混合物ではなく単一の生成物をより高い収率で生成する可能性が高い八面体である；
２．マグネシウムは他のｓ−ブロック元素よりもより容易にキレート化配位子と共有結合を形成し得る；
３．マグネシウムはカルシウムよりもタンパク質及び核酸とより安定な結合を形成し、よって生物学的医薬品の安定性を高める；
４．マグネシウム欠乏は幾つかの病的状態（例えば、心臓血管関連、偏頭痛、ＡＤＨＤ）に関与しており、予防の視点からマグネシウムは重要な効果を有し得る。例えば、トリプタンマグネシウムはこの技術の理想的な候補であり得る；
５．カルシウムは能動輸送メカニズムにより腸に吸収されるのに対して、マグネシウムは受動的に輸送される。マグネシウム（塩として）及びフロセミドの腸管輸送は両者を一緒に経口投与したときに促進された。よって、吸収されにくい薬物であるフロセミドはこの技術の別の注目すべき候補に相当する。
【００８１】
本発明の最も好ましい実施形態では、金属はマグネシウムである。
【００８２】
溶媒の選択
上記したように、錯体形成反応のための溶媒の選択は金属配位化合物の構造及び安定性に影響を及ぼす。マグネシウムは水と強い結合を形成し、配位圏水和マグネシウムは生成物形成のカイネティクスだけでなく、生成物の構造及び安定性に対して影響を及ぼす。窒素含有配位子を遷移金属（例えば、亜鉛）と反応させる場合には強い窒素−遷移金属結合のために、反応混合物中の水の存在は通常金属配位生成物の構造及び安定性に対して強い影響を持たない。
【００８３】
幾つかの場合には、配位子、金属及び所望生成物に応じて水は好ましい溶媒であり得る。生成物の大部分は無水有機溶媒が最良の選択であるとしている。幾つかの適当な溶媒にはアルコール、アセトンまたはＴＨＦが含まれる。実質的にすべての医薬品及び栄養品を溶解し、塩化マグネシウムを含めた大部分のハロゲン化金属をも溶解する優れた万能溶媒であるので、ＤＭＳＯが最も好ましい溶媒である。これにより、単相反応ができる。加えて、安定な金属配位医薬品はコアセルベーションに類似の方法により単離され得る。コアセルベーションは典型的には反応混合物に非溶媒を単に添加することを含む。
【００８４】
ＤＭＳＯはマグネシウムを含めた金属とその場で錯体を形成し得、ＤＭＳＯ−金属錯体は薬物配位子と反応し始めて金属中心でＤＭＳＯ配位子を置換させる。その後、ＤＭＳＯはアジュバントを錯体中に配合しようとする反応では一時保護基として機能し得る。このインプロセス反応スキームは、ＤＭＳＯ配位子間に水素結合が欠けているためにＤＭＳＯ−金属錯体は水のような外配位圏を形成できないという事実により促進される。こうすると、金属中心は入ってくる配位子に容易に接近し得る。形成された金属配位錯体に応じて、最終生成物はＤＭＳＯを配位子として保持していることも、保持していないこともある。ＤＭＳＯが配位子に結合しているならば、ＤＭＳＯの用量が毒性レベルに近くまで達するような状況はありそうもない。
【００８５】
本発明の前提では、生物活性配位子の水溶液に金属塩を添加するだけでは、形成された配位錯体は無水条件下で反応物質を組み合わせたかのように同じでない。更に、乾燥した配位錯体を同一水性環境において再構成しても、その２つの錯体の構造は異なる。その目的を達するために、幾つかの配位錯体をＦＤＡ承認医薬品を用いて製造し、これらの錯体が安定であることを立証することができる。生成物はできるだけ完全にキャラクタライズされ、バイオアベイラビリティ研究が行われるだろう。金属配位錯体は水及び有機溶媒中で製造され得る。多くの場合それぞれの生成物が安定性、構造及び生物活性の点で異なると予想される。
【００８６】
薬物の選択
金属と安定な錯体を形成し得る殆どの薬物の錯体が本発明により形成可能である。以下の実施例のために選択した薬物は表２に示すように化学分類及び薬効分類の代表に相当する。
【表４】
【００８７】
小分子の検討
合成：
重要であり得る他の薬物−マグネシウム錯体には、頭痛を軽減するためにマグネシウムが重要であるためトリプタン−Ｍｇが、及び乱用耐性麻酔薬が重要であるためオキシコドン−Ｍｇが含まれる。
【００８８】
典型的には、ｔＢｕＯＨ／ＤＭＳＯ中の薬物とＫＯｔＢｕの混合物に無水金属ハロゲン化物（ヨウ化物、臭化物及び塩化物）を添加する。或いは、薬物及びＤＭＳＯ中の第３級アミン（例えば、トリエチルアミン）の溶液に金属ハロゲン化物を添加してもよい。別のオプションでは、金属ハロゲン化物を薬物及びＴＨＦ中のＫＨに添加し得る。好ましい金属はマグネシウム及び亜鉛であり、好ましいハロゲン化物は塩化物である。塩化亜鉛はＤＭＳＯ、アセトンまたはエタノール中に可溶性であり、これらは亜鉛錯体形成、特に窒素含有配位子との錯体形成のために好ましい溶媒である。
【００８９】
生成物を沈澱により単離し、吸引濾過または遠心分離により液体から分離し、洗浄した後、最後の微量の水分を除去するために高真空下で乾燥する。薬物：金属錯体は水和物を形成していることがあり、水のすべてが高真空下で除去されないことがある。或いは、添加した水が残っているその場で形成した金属上のＤＭＳＯ配位子を置換し得ないことがある。結果として、生成物は薬物：金属：ＤＭＳＯ錯体であり得る。
【００９０】
マグネシウムと結合したとき高い解離定数を有する特定の薬物がＤＭＳＯとの錯体形成にとって有利である。その場での三元錯体の形成により錯体が更に安定化し、経口投与後の吸収過程中その分子の完全性が保持される。このために、多くの薬物はマグネシウムハロゲン化物と反応させるときＤＭＳＯが好ましい溶媒である。
【００９１】
実施例（アシクログアノシン−Ｍｇ及びＴ３−Ｚｎの例を除く）における錯体形成反応に対する比較として、下記実施例に記載したように反応媒体に水を含める以外は同様に反応を行う。反応物を上記したように後処理し、乾燥させる。
【００９２】
Ｔ３−Ｍｇ錯体形成反応に水を添加すると、明らかに単離された生成物に影響を及ぼした。ＤＭＳＯ単独中で製造したＴ３−Ｍｇ化合物は、その１Ｈ ＮＭＲスペクトルにおいて脂肪族領域のみに幅広化し、シャープな芳香族ピークを示した（図１１）。
【００９３】
脂肪族領域にシャープなピークを示すＴ３の１Ｈ ＮＭＲを図１２に示す。比較すると、水の存在下で製造したＴ３−Ｍｇ生成物の１Ｈ ＮＭＲは１Ｈ ＮＭＲスペクトル全体に広範囲にわたる幅広化を示した。更に、水の非存在下で製造したＴ３−Ｍｇ生成物のマグネシウム含量（１．６２％）はビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）−マグネシウムの含量と非常にうまく整合していた。対照的に、水の存在下で製造したＴ３−Ｍｇ錯体のマグネシウム含量はたった０．９６％であった。そのカリウム含量は０．２３％であり、ビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）−マグネシウム生成物ではカリウムは検出されなかった。
【００９４】
テトラサイクリンはβ−ジケトン及びβ−ケトフェノール官能基を有しており、マグネシウムと安定な錯体を形成する。ＤＭＳＯ中の反応に水を添加してもそれぞれの生成物の溶解性、１Ｈ ＮＭＲスペクトルまたは金属含量に対する影響は殆どない。実際、水単独中で実施した反応から単離した生成物の１Ｈ ＮＭＲスペクトルはＤＭＳＯ単独から、または５：１のＤＭＳＯ：水混合物中で単離した生成物のものとは余り異なっていない。反応溶媒中の水含量が多くなるとマグネシウム含量は少なくなる傾向があるが、これは主に生成物の水和度に起因し得る。
【００９５】
亜鉛は窒素含有化合物と非常に安定な結合を形成するので、水は亜鉛と配位子間の錯体形成を干渉しないが、錯体構造に影響を及ぼす恐れがある。無水ＤＭＳＯ中での金属と薬物の反応から生ずる生成物は通常十分にキャラクタライズされた配位錯体であった。構造的にうまく規定されなかった化合物（すなわち、ＨＣＴＺ−亜鉛）または若干不安定であった化合物（すなわち、ジメチルビグアニド−亜鉛錯体）の場合、亜鉛配位錯体が単離され得、少なくとも部分的にキャラクタライズされた。水の存在下で製造した同一の錯体は極性溶媒中で高い溶解性を有していた。それぞれの製造方法からの生成物の溶解性の差から、生成物それ自体の差が明らかに証明された。無水溶媒系中で製造した亜鉛生成物はイオン性塩、外配位錯体、水和錯体またはその組合せを生じたと考えられる。これは５：１ ＤＭＳＯ：水混合物中で製造したジメチルビグアニド−亜鉛錯体の場合であるようで、１Ｈ ＮＭＲスペクトルは２．８５及び２．８０ｐｐｍにＮ−メチル基に相当し、それぞれ遊離（イオン性）及び錯体形成されたジメチルビグアニドを示す共鳴を示した。
【００９６】
キャラクタリゼーション
合成した各生成物をＮＭＲ、ＭＳ（ＴＯＦまたはＦＡＢ）及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＮＭＲスペクトルによりサンプルの完全性が確認され、幅広化、ピークシフトまたは多重共鳴の存在により金属が錯体形成されていることが分かる。
【００９７】
無水ＤＭＳＯ中で製造した多くの錯体の金属含量は２つの薬物を金属に結合させた錯体と一致した。加えて、金属含量はバッチ毎に一定のままであった。ジメチルビグアニドの錯体は単離方法に応じて異なる金属含量を有しており、決して薬物：金属比は一定でなかった。金属含量をＩＣＰ分析により測定し、ＮＭＲ及びＭＳと共に、そのデータに基づいて薬物対金属の比を計算することができる。
【００９８】
Ｔ３錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、分子のアミノ酸部分との錯体形成を示す脂肪族領域の幾つかの幅広化及び高磁場シフト化を示していた。これは、それぞれ図１１、１２及び１３に示すビス（Ｔ３）ビス（ＤＭＳＯ）Ｍｇ、Ｔ３遊離酸及びビス（Ｔ３）Ｚｎの１Ｈ ＮＭＲスペクトルの２．５〜３．５ｐｐｍの領域を比較することにより見つけることができる。
【００９９】
ジメチルビグアニド錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、窒素原子との錯体形成を示す−ＮＨ共鳴の大きな高磁場シフトを示した。加えて、Ｎ−ジメチル基の０．０５ｐｐｍ高磁場シフトがジメチルビグアニドのスペクトル（図１５）と比したジメチルビグアニド−亜鉛錯体スペクトル（図１４）中に見られた。
【０１００】
ミノサイクリン及びテトラサイクリン錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルは非常な大きい幅広化及びスペクトル全体にわたる多くの新しい共鳴の出現を有するポリマー構造に似ていた。これらのスペクトルが動的異性体混合物に起因し、分解にも重合にも起因していなかったことを立証するために、テトラサイクリン及びそのマグネシウム錯体のＮＭＲサンプルに１２Ｎ ＨＣｌを添加し、スペクトルを再びとった。テトラサイクリン、ビス（テトラサイクリナト）マグネシウム及びＨＣｌを添加した錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルをそれぞれ図１６〜１８に示す。一連のスペクトルから分かるように、マグネシウム錯体は参照テトラサイクリン化合物に逆戻りした。興味深いことに、ＨＣｌをテトラサイクリンに添加したときＮＭＲスペクトルの芳香族領域にかなりの量の分解が見られ（図１９）、その量はテトラサイクリン−マグネシウム錯体の同等のスペクトルでは見られなかった。これはマグネシウムと錯体形成により与えられる酸保護効果を示し、酸環境（例えば、胃）において不安定である薬物に対するこの技術の重要な属性となり得る。
【０１０１】
ヒドロクロロチアジド錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルも抗生物質−金属錯体のスペクトルで見られるのと同様の幅広化及び新しい特徴のない共鳴を有するポリマー構造に似ていた。ヒドロクロロチアジド、ヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体及びＨＣｌを添加した錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルをそれぞれ図２０〜２２に示す。これらのスペクトルから分かるように、幅広化した線は参照薬物で観察されるシャープな共鳴に逆戻りした。このことから、各錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルで観察された幅広化及び追加の共鳴が溶液中の錯体の複数の立体化学及び幾何異性体に起因したことが分かる。溶液中の異性体間の中程度にゆっくりした相互変換も観察された幅広化に寄与し得る。
【０１０２】
アシクログアノシン−マグネシウム錯体に関するスペクトルデータから、錯体が形成されたことが判明した。アシクログアノシンの１Ｈ ＮＭＲスペクトルとそのマグネシウム錯体の１Ｈ ＮＭＲスペクトル（図２３）の比較から、アシクログアノシン上の錯体形成部位がアミド酸素及びイミダゾール窒素であったことが示唆された。錯体のＮＭＲスペクトルで欠けている１０．６ｐｐｍの共鳴はアミドプロトンに帰属している。
【０１０３】
配位錯体の有意な存在を表す質量スペクトルは錯体の安定性の重要な指標である。これにより、分子イオンはビス（Ｔ３）Ｍｇ、ビス（Ｔ３）Ｚｎ、ビス（ミノサイクリナト）Ｍｇ、ビス（テトラサイクリナト）Ｍｇ及びビス（アシクログアノシナト）Ｍｇで見られた。亜鉛同位体パターンを有する２つの分子イオンがヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体のＭＡＬＤＩスペクトルで観察された。このとき、これらの質量に相当する構造は知られていない。ジメチルビグアニド−亜鉛錯体はそのＭＡＬＤＩスペクトルで亜鉛含有分子イオンを有していなかった。このことは化合物の不安定性に起因すると考えられる。
【０１０４】
ＦＴＩＲ研究は、観察された特定の錯体について配位子結合原子があるかどうか、錯体がＤＭＳＯ、水と配位するか、または全く溶媒和しないかを調べるために使用され得る。
【０１０５】
安定性
製造した配位錯体の平衡定数を類似化合物の文献記載値から推定した。例えば、Ｔ３−Ｚｎの平衡定数ｌｏｇＫｅｑは別のアミノ酸亜鉛錯体のフェニルアラニン−亜鉛に基づいて４〜５と推定される。また、ジメチルビグアニド−亜鉛のｌｏｇＫｅｑは５〜７と推定される。ヒドロクロロチアジド−亜鉛のｌｏｇＫｅｑを文献値から推定するのは困難である。テトラサイクリン−マグネシウムの異なるｐＨ値での水中における安定度定数は報告されており、テトラサイクリン−マグネシウムのｌｏｇＫｅｑは４〜５と予想される。アシクログアノシン−マグネシウムのｌｏｇＫｅｑは１．６と推定される。Ｔ３−ＭｇのｌｏｇＫｅｑは良好な比較物質がないために推定するのが困難であるが、Ｔ３のようにアミノ酸であるグリシンのｌｏｇＫｅｑは１．３４である。Ｔ３はグリシンに比して疎水性が非常に高いために、Ｔ３−ＭｇのｌｏｇＫｅｑは１．３４よりもかなり大きいと予想される。
【０１０６】
薬物−金属または薬物−金属−アジュバントの安定性の別の指標は、Ｋｅｑに関連するが更に多座配位子の段階的安定性を示す結合定数である。金属と配位子間の最大結合についての累積結合定数βｎは式４により求められる。
【数１】
【０１０７】
この差はフェニルアラニン−亜鉛の測定ｌｏｇＫｅｑと８．５というその近似β２値で見られ得る。このβ２値はＴ３−Ｚｎ錯体の安定性をも非常にうまく反映し得る。
【０１０８】
異なる環境での金属−薬物錯体の結合定数を推定し得る方法は幾つかある。その幾つかの方法は光学吸収分光法、ＮＭＲ分光法、質量分光法、反応カイネティクス、電位差測定法及びクロマトグラフィーである。
【０１０９】
分配係数(Partition Coefficient)及び分布係数(Distribution Coefficient)
分配係数は一定であり、式５に示すように水性相中の中性化合物の濃度／非混和性有機相中の濃度の比として定義される。
【０１１０】
分配係数Ｐ＝［有機］／［水性］ 式５
実際、式６に定義するＬｏｇＰは、測定する条件によって、特にｐＨによって変動する。なぜならば、低ｐＨでは塩基がイオン化し、高ｐＨでは酸がイオン化するからである。
【０１１１】
ＬｏｇＰ＝ｌｏｇｌ０（分配係数） 式６
よって、ＬｏｇＰ＝１は１０：１ 有機：水性を意味し、ＬｏｇＰ＝０は１：１ 有機：水性を意味し、ＬｏｇＰ＝−１は１：１０ 有機：水性を意味する。当然、イオン化化合物は水性相に優先的に分配し、よってＬｏｇＰは低下する。塩基である中性分子の場合ｐＨがそのｐＫａよりも２単位以上高いならば中性のままであり、中性酸の場合ｐＨがそのｐＫａよりも２単位低いならば中性のままである。
【０１１２】
分配溶媒の選択もＬｏｇＰに影響を及ぼす。多くのＬｏｇＰ測定では、オクタノール：水系を使用している。イオンペアリング作用がＬｏｇＰ測定に影響を及ぼし、特に本発明において具体化されているような金属配位化合物の場合考慮しなければならない。
【０１１３】
医薬用途の点から、以下のガイドラインが投与方法、製剤及び剤形を決定するために使用される：
・低いＬｏｇＰ（０以下） 注射
・中（０〜３） 経口
・高い（３〜４） 経皮
・非常に高い（４〜７） 脂肪組織に毒物蓄積
また、経口投与薬物の領域ではこれらのガイドラインが使用されている：
１．最適ＣＮＳ浸透のために、ＬｏｇＰ＝２±０．７（Hansch rules）
２．最適経口吸収のために、ＬｏｇＰ＝１．８
３．最適腸内吸収のために、ＬｏｇＰ＝１．３５
４．最適結腸吸収のために、ＬｏｇＰ＝１．３２
５．最適舌下吸収のために、ＬｏｇＰ＝５．５
６．最適経皮浸透のために、ＬｏｇＰ＝２．６（及び、低いｍｗ）。
【０１１４】
分布係数（Ｄ）は、式７で示される有機相中の非イオン化化合物／水性相中の化合物の全量の比である。
【０１１５】
Ｄ＝［非イオン化］（ｏ）／［非イオン化］（ａｑ）＋［イオン化］（ａｑ） 式７
ＬｏｇＤは特定ｐＨでのｌｏｇ分布係数である（式８）。これは一定でなく、分子のプロトン性によって変動する。ｐＨ７．４でのＬｏｇＤは血漿のｐＨでの薬物の親油性を示すためにしばしば引用されている。
【０１１６】
ＬｏｇＤ＝ｌｏｇ１０（分布係数） 式８
ＬｏｇＤは以下の式によりＬｏｇＰ及びｐＫａに関連している：
酸に対して
ＬｏｇＤ（ｐＨ）＝ｌｏｇＰ−ｌｏｇ［１＋１０（ｐＨ−ｐＫａ）］ 式９
塩基に対して
ＬｏｇＤ（ｐＨ）＝ｌｏｇＰ−ｌｏｇ［１＋１０（ｐＫａ−ｐＫＨ）］ 式１０
よって、イオン化が最小であるようにｐＨを調節すると、ｌｏｇＤはｌｏｇＰにほぼ等しい。これらの条件下で、ｌｏｇＤは具体的用途における薬物のバイオアベイラビリティーの信頼できる指標である。金属配位薬物の点から、参照薬物と比した薬物−金属錯体のｌｏｇＤの上昇は親油性の増加を示すだけでなく、その水中安定性をも示している。テトラサイクリン、ビス（テトラサイクリナト）マグネシウム、トリヨードサイロニン及びビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛のｐＨ７．４でのｌｏｇＤを測定し、ｐＫａと一緒に表４に示す。
【表５】
【０１１７】
これらの結果は、中性化合物のアニオンを金属塩と組み合わせると低い親油性及び低いｌｏｇＤを有する化合物を生成するはずであるという従来技術の教示に反している。おそらくより興味深いことには、本発明にこの技術を適用することによりテトラサイクリンは理論上注射薬物（ｌｏｇＤ＜０）から経口薬物（ｌｏｇＤ＞０）に変換され、Ｔ３は経口薬物（ｌｏｇＤ＜３）から経皮薬物（ｌｏｇＤ＞３）に変換された。この後者の結果は薬物を徐放性経皮デポ剤で投与することによりＴ３製品の安全性を高める際に重要な関係を有している。
【０１１８】
バイオアベイラビリティー研究
概要：参照薬物の吸収に対する金属と薬物の配位が有する影響を観察するためにラットモデルを用いて予備研究を実施した。この特別研究のために選択した参照薬物はトリヨードサイロニン（Ｔ３）であり、これはサイトメル(Cytomel)及びサイロラー(Thyrolar)の活性成分である。サイトメル及びサイロラーは共に現在甲状腺機能低下症を治療するために使用されている。サイトメルは特定の精神病の治療においても適応されている。
【０１１９】
研究計画：Ｔ３−亜鉛及びＴ３−マグネシウムを参照薬物と比して５時間にわたるバイオアベイラビリティーについて試験した。３つの化合物を別々にゼラチンカプセル剤に製剤化し、１０８±１２μｇ／ｋｇの全用量で投与した。ラット胃における試験化合物の酸分解を避けるために、製剤に金属酸化物を添加した。Ｔ３遊離酸に酸化亜鉛を添加した別のＴ３対照を含めた。製剤化したゼラチンカプセル剤の各々を各ラットの食道に直接経口投与し、血液サンプルを投与前、投与から０．５、１、２、２．５、５時間目に採取した。血清トリヨードサイロニンレベルを業界標準アッセイ方法を用いて独立研究所で分析した。
【０１２０】
結果：図３０に示す結果から、４つすべての薬物製剤がラットにより急速に吸収され、金属配位Ｔ３を供給されたラットでは血清Ｔ３レベルは２．５時間目まで上昇し、その後通常横ばい状態になる。Ｔ３遊離酸を供給されたラットでは血清Ｔ３レベルが５時間目になお上昇する可能性があることを示していた。金属錯体形成したＴ３及び酸化亜鉛を添加したＴ３を投与されたラットでは血清Ｔ３血液レベルが上昇し、そのレベルは５時間目でＴ３遊離酸よりも約６５〜８５％高かった。
【０１２１】
結論：上記データは、金属をＴ３と錯体形成すると経口投与Ｔ３の吸収がＴ３単独よりもほぼ２倍増加したことを明確に示している。Ｔ３及び酸化亜鉛の製剤を供給した動物では、Ｔ３遊離酸はＴ３の吸収前に酸化亜鉛と錯体形成することが分かる。
【０１２２】
この研究は薬物デリバリー技術の有意な進歩、および金属を医薬品と配位することがバイオアベイラビリティー限界を有する薬物の性能に適用され、これを改善し得ることを表している。
【０１２３】
大分子プロトコル
合成：
規定サイズを有する二本鎖ｉＲＮＡを実施例の節に記載されている標準プロトコルに従って作成した。次いで、ｉＲＮＡを実施例の節に記載されているように無水条件下または水の存在下でマグネシウムまたは亜鉛と反応させた。
【０１２４】
ｉＲＮＡの生物活性を各種方法で他の金属（例えば、カルシウム、亜鉛、コバルト及びマンガン）と錯体形成することによりモジュレートし得る。加えて、プリン／ピリミジン基とホスフェート基の結合を促進するために多価金属（例えば、ＣｕまたはＡｇ３３）を組み合わせると、ｉＲＮＡのトランスフェクション効率及び安定性を改善させることができる。
【０１２５】
キャラクタリゼーション：
金属：ＲＮＡ生成物を実施例の節に記載されている標準プロトコルに従って等電点電気泳動（ＩＥＦ）ゲルを用いてイオン性／共有結合性挙動の変化について調べた。ＩＥＦゲルの利点は、標的ＲＮＡ分子上の電荷分布の変化をモニターするための安価なツールを提供することである。ＩＥＦ研究のデータを製造した各ｉＲＮＡ錯体についてΔｐＫａとして表した。
【０１２６】
ＩＥＦ実験の結論：
異なる等電点（ｐＫａ）を有する無水ＤＭＳＯ反応から得られたＲＮＡ分子の存在は新しいＲＮＡ分子の存在を示している（図３１）。これはＲＮＡ分解に起因しないので、新しいＲＮＡ分子は金属（マグネシウムまたは亜鉛）とＲＮＡの安定な錯体であることを意味している。加えて、そのｐＫａが天然ＲＮＡのｐＫａよりも低いので、金属とＲＮＡ間の共有結合の形成が裏付けられる。
【実施例】
【０１２７】
ＤＭＳＯ−マグネシウム錯体のＦＴＩＲ分析
ＤＭＳＯのいずれの原子がマグネシウムに結合するかを調べるために、ＤＭＳＯ−マグネシウム錯体のＦＴＩＲスペクトルを集めた。ＦＴＩＲスペクトルは９５４ｃｍ−１にＳ＝Ｏ−Ｍｇ伸縮を示すエキストラ伸縮を示した。Ｔ３錯体のＦＴＩＲはＳ＝Ｏ−Ｍｇ、Ｃ＝Ｏ及びＮ−Ｈ伸縮の存在について調べた。
【０１２８】
ビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）マグネシウムの製造
トリヨードサイロニン、すなわちＴ３（２１８ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（４ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．３４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１６ｍｇ）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾させた。高真空下で一晩乾燥した後、１６４ｍｇの明ベージュ色粉末が生じた。生成物の構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．８３（ｓ），７．０５（ｄ），６．８２（ｄ），６．６２（ｄｄ），３．２６（ｂｍ），３．１５（ｂｄ），２．７１（ｂｍ），２．５４（ｓ）。側鎖領域に幅広多重項が存在することはマグネシウム結合のための部位を示している（図１１参照）。ＦＡＢ−ＭＳ：１３２５にビス（トリヨードサイロニナト）マグネシウムを示す分子イオン（ＤＭＳＯ配位子のロス後）。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １５９６（Ｃ＝Ｏ伸縮），１０１４（Ｓ＝Ｏ伸縮），９４９（Ｓ＝Ｏ−Ｍｇ伸縮）；１６３３にＮ−Ｈ伸縮の不在。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予測値＝１．６８％，実測値＝１．６２％。これは図２４に示す構造を確認するものであり、純度は約９６％であり、汚染の大部分はおそらく１Ｈ ＮＭＲに示されている水に起因している。
【０１２９】
ビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛の製造
トリヨードサイロニン、すなわちＴ３（１９２ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（４ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．３０ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．１６ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾した。高真空下で一晩乾燥した後、１４０ｍｇの明ベージュ色粉末を得た。生成物の構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．８２（ｓ），７．０２（ｄ），６．８０（ｄ），６．６１（ｄｄ），３．４９（ｂｍ），３．２２（ｂｍ），２．６７（ｂｍ）。側鎖領域に幅広多重項が存在することは亜鉛結合のための部位を示している（図１３）。ＦＡＢ−ＭＳ：１３６４及び１３６６に亜鉛と一致する同位体存在度パターンを有するビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛を示す分子イオン。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １５８２（Ｃ＝Ｏ伸縮）；１６３３にＮ−Ｈ伸縮の不在。亜鉛分析（ＩＣＰ）：予想値＝４．８％，実測値＝４．３％。これは図２５に示す構造を裏付け、純度は約９０％であり、汚染の大部分はおそらく水に起因し、１Ｈ ＮＭＲスペクトルで見られるように水和物であり得る。
【０１３０】
水の存在下でのマグネシウムトリヨードサイロニン錯体の製造
トリヨードサイロニン、すなわちＴ３（１８８ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（３．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２９ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。水（０．５ｍＬ）中塩化マグネシウム（１６ｍｇ）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾した。高真空下で一晩乾燥した後、１８８ｍｇの明ベージュ色粉末が得られた。生成物構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．８１（ｂｓ），７．０２（ｂｓ），６．８１（ｂｄ），６．５９（ｄｄ）。他の共鳴は溶媒ピーク及び水ピークの後に隠れていた。サンプルはＤＭＳＯ中で曇った懸濁液を形成した。ＦＡＢ−ＭＳ：６５２にＭｇが結合していないプロトン化Ｔ３を示す分子イオン。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １６３３（Ｎ−Ｈ伸縮），１５３５（Ｃ＝Ｏ伸縮），１０１２（Ｓ＝Ｏ伸縮），９４９（Ｓ＝Ｏ−Ｍｇ伸縮）。Ｔ３関連伸縮に比したＤＭＳＯ関連伸縮の強度は（ＤＭＳＯ）ｘＭｇカチオン及びＴ３アニオンの混合物を示していた。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予想値＝１．８％，実測値＝０．９６％。カリウム分析（ＩＣＰ）：実測値＝０．２３％。ＩＣＰデータから、この生成物はマグネシウム塩、カリウム及び双性イオンの混合物であるようである。
【０１３１】
ビス（ミノサイクリナト）マグネシウムの製造
ミノサイクリン（１０４ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（３ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．４４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１１ｍｇ）を添加し、溶液を一晩撹拌した。溶液を脱イオン水（１０ｍＬ）中に注いで生成物を沈澱させた。この沈澱を吸引濾過し、風乾した。高真空下で一晩乾燥して、５２ｍｇの深黄色粉末を得た。生成物の構造は、おそらくアニオン性ミノサイクリン及びマグネシウムがとりうる二座錯体形態の各種順列のために１Ｈ ＮＭＲによりキャラクタライズすることができなかった。その後、生成物をＦＡＢ−ＭＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＦＡＢ−ＭＳ：９３７．４にビス（ミノサイクリナト）マグネシウムを示す分子イオン。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予想値＝２．６８％，実測値＝２．６１％。このことから、図２６に示すもっともらしい構造により表されるようにマグネシウム１原子あたり２つのミノサイクリンがあることが確認される（以下のテトラサイクリンに関する検討参照）。生成物の純度は約９７％であり、汚染の大部分はおそらく１Ｈ ＮＭＲスペクトルで見られる水に起因する。
【０１３２】
ビス（テトラサイクリナト）マグネシウムの製造
テトラサイクリン（８９ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（０．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１１ｍｇ）を添加し、溶液を３時間撹拌した。溶液を真空中３０℃で濃縮し、その後脱イオン水（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。水（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることによりペレットを洗浄した。洗浄手順を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、７２ｍｇの深黄色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲスペクトル（図２０）はポリマー構造に似ており、８．８〜１０．１ｐｐｍ、６．４〜７．８ｐｐｍ、４．２〜５．０ｐｐｍ及び１．１〜３．１ｐｐｍに幅広多重項を含んでいた。生成物構造は、おそらくアニオン性テトラサイクリン及びマグネシウムがとりうる二座錯体形態の各種順列及びこれらの異性体錯体形態間での適度にゆっくりした平衡のために１Ｈ ＮＭＲにより正確にキャラクタライズすることができなかった。ＮＭＲサンプルに約１当量の１２Ｎ ＨＣｌを添加し、１Ｈ ＮＭＲにより再分析することにより確認が観察された。これは、マグネシウム錯体がテトラサイクリン及びおそらく塩化マグネシウムに逆戻りしたことを示した（図１８）。生成物を更にＭＡＬＤＩ−ＥＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ：９１１．３にビス（テトラサイクリナト）マグネシウムを示す分子イオン。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予測値＝２．６７％，実測値＝２．５３％。ＦＴＩＲはＤＭＳＯ配位子の存在を示さない。これは、マグネシウム１原子あたり２個のテトラサイクリン分子があることを示している。水性系中でのテトラサイクリン−マグネシウム錯体形成の以前に公表された研究からのＮＭＲ証拠に従って、ビス（テトラサイクリナト）マグネシウムのとりうる構造を図２７に示す。生成物の純度は約９５％であり、汚染の大部分はおそらく１Ｈ ＮＭＲスペクトルで見られる溶媒に起因している。
【０１３３】
水中でのマグネシウムテトラサイクリン錯体の製造
テトラサイクリン（８９ｍｇ）を水（１．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（０．１１ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を３時間撹拌した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生じた沈澱を水から分離し、上清をデカントした。ペレットを水（１ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。高真空中で一晩乾燥した後、６５ｍｇの深黄色粉末が得られた。１Ｈ ＮＭＲスペクトルは無水ＤＭＳＯ中で製造した錯体に非常に似ていた。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予測値＝２．６７％，実測値＝２．４２％。水中での錯体形成対無水条件下での錯体形成はテトラサイクリン−マグネシウム錯体の安定性及び構造に対して殆ど影響を持たないようである。
【０１３４】
ヒドロクロロチアジド亜鉛錯体の製造
ヒドロクロロチアジド（１２０ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（０．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．２ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を４時間撹拌した。溶液を真空中３０℃で濃縮した後、メタノール（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットをメタノール（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。洗浄手順を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、１０４ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。生成物は、周囲空気に数分間さらした後粉末がガム状に変わったために明らかに吸湿性であった。１Ｈ ＮＭＲスペクトルはポリマー構造に似ており（図２１）、６．３〜８．０ｐｐｍ及び４．４〜５．９ｐｐｍの幅広多重項を含んでいた。生成物の構造は、おそらくアニオン性ヒドロクロロチアジド及び亜鉛がとりうる錯体形態の各種順列及び異性体錯体形態間での適度にゆっくりした平衡のために１Ｈ ＮＭＲにより正確にキャラクタライズできなかった。約１当量の１２Ｎ ＨＣｌをＮＭＲサンプルに添加し、１Ｈ ＮＭＲにより再分析することにより確認を観察した。この分析は亜鉛錯体がヒドロクロロチアジド及びおそらく塩化亜鉛に逆戻りしたことを示す（図２２）。生成物を更にＭＡＬＤＩ−ＥＳ及びＩＣＰによりキャラクタライズした。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ：７０５．９及び９３２．９に典型的な亜鉛同位体存在度を有するが特定のヒドロクロロチアジド亜鉛錯体構造を示さない分子イオン。亜鉛分析（ＩＣＰ）：実測値＝１０．４％。ＦＴＩＲ（ニート）：ｃｍ−１ １０２７（Ｓ＝Ｏ伸縮），９５３（Ｓ＝Ｏ−Ｚｎ伸縮）；１６４６にＮ−Ｈ伸縮の不在。ＮＭＲ、ＭＡＬＤＩ及びＩＣＰデータは明らかにヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体の形成を示している。錯体形成の部位はヒドロクロロチアジドのスルホンアミドの窒素の一方及び両方上にあり得ることは合理的であるようである。ＦＴＩＲデータはＤＭＳＯ配位子の存在を示唆しており、１Ｈ ＮＭＲ積分値によればＨＣＴＺ：ＤＭＳＯ比は１：１である。０．０８ｐｐｍのＤＭＳＯメチル基の化学シフトから、亜鉛とＤＭＳＯ間のＯ−結合が示唆される。
【０１３５】
水の存在下での亜鉛とヒドロクロロチアジドの反応
この手順は、塩化亜鉛を水（１００μＬ）に添加し、反応混合物に添加する前にエーテルを蒸発除去させた以外は同様の無水製造に従った。全混合物が沈澱ステップ中にメタノール中にゆっくり溶解するために生成物は単離されなかった。これは推定上メタノール可溶性水和錯体が形成されたためであった。
【０１３６】
ジメチルビグアニド亜鉛錯体の製造
ジメチルビグアニド（６６ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ４（１ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．８８ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．２２ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を３時間撹拌した。溶液を真空中３５℃で濃縮し、その後エタノール（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットをエタノール（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。洗浄手順を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、５７ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ４．９０（ｓ），４．６６（ｓ），４．５０（ｓ），２．８０（ｓ）。ジメチルビグアニドに比して−ＮＨプロトンが大きく高磁場シフトしていることは亜鉛との錯体形成を示している。ジメチルビグアニド−亜鉛錯体ではジメチル基中の０．０５ｐｐｍの小さな高磁場シフトも観察された。ジメチルビグアニド−亜鉛及びジメチルビグアニドのＮＭＲスペクトルをそれぞれ図１４及び１５に示す。生成物を更にＩＣＰによりキャラクタライズした。亜鉛分析（ＩＣＰ）：実測値＝８．１４％。ＦＴＩＲデータはＤＭＳＯ配位子の存在を示さなかった。ＮＭＲ及びＩＣＰデータは、明らかにジメチルビグアニド−亜鉛錯体の形成を示している。図２８は製造したビグアニド−金属錯体を表している。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ分析は亜鉛含有化合物を表さなかった。
【０１３７】
水の存在下での亜鉛ジメチルビグアニド錯体の製造
この手順は、塩化亜鉛を水（１００μＬ）に添加し、反応混合物に添加する前にエーテルを蒸発させた以外は類似の無水製造に従った。同一方法で後処理し、乾燥させて、４７ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。この化合物はＤＭＳＯ中に僅かしか溶解せず、ＮＭＲにおいて低い信号対雑音比が生じた。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ４．９０（ｂｓ），４．６６（ｂｓ），４．５０（ｂｓ），２．８５（ｓ），２．８０（ｓ）。２．８５ｐｐｍの一重項は亜鉛と錯体形成していないジメチルビグアニドの存在を示している。２．８５及び２．８０ｐｐｍの２つのピークの積分値から判断して、遊離ジメチルビグアニド／亜鉛錯体の比は約１：１である。
【０１３８】
水中での亜鉛ジメチルビグアニド錯体の製造
ジメチルビグアニド（３３ｍｇ）を水（１ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．４４ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。ジエチルエーテル中塩化亜鉛（０．２２ｍＬの１Ｍ溶液）を添加し、溶液を５時間撹拌した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生じた沈澱を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットを水（１ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。高真空下で一晩乾燥した後、２０ｍｇの自由流動性白色粉末を得た。この粉末は１Ｈ ＮＭＲによれば有機物質を含んでいなかった。単離された生成物は各種水和形態の亜鉛塩であった。
【０１３９】
ビス（アシクログアノシナト）マグネシウムの製造
アシクログアノシン（４５ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ（０．５ｍＬ）中に溶解し、その後ｔ−ブタノール中１Ｍ カリウムｔ−ブトキシド（０．２ｍＬ）を添加し、溶液を１０分間撹拌した。塩化マグネシウム（１１ｍｇ）を添加し、溶液を４時間撹拌した。溶液を真空中３０℃で濃縮し、その後メタノール（０．５ｍＬ）を添加し、混合物を摩砕し、２ｍＬマイクロ遠心管に移した。８，０００ｒｐｍで６分間遠心分離することにより生成物を液体から分離し、上清をデカントした。ペレットをメタノール（０．５ｍＬ）を添加し、渦状に混合し、遠心分離し、上清をデカントすることにより洗浄した。洗浄手段を繰り返した。高真空下で一晩乾燥した後、１５ｍｇのベージュ色の粗い粉末を得た。生成物の構造を１Ｈ ＮＭＲ、ＭＡＬＤＩ−ＥＳ及びＩＣＰによリキャラクタライズした。１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ ７．７０（ｓ），６．７５（ｂｓ），５．３０（ｓ），４．６４（ｂｓ），３．４２（ｓ）。ＭＡＬＤＩ−ＥＳ：４７３．１の分子イオンはビス（アシクログアノシン）マグネシウムを示唆している。６６６、７０２、８９３及び１０６５の他の分子イオンは特定の構造に帰属されなかった。マグネシウム分析（ＩＣＰ）：予想値＝５．１４％，実測値＝４．１６％。ＦＴＩＲデータはＤＭＳＯ配位子の存在を示さなかった。１０．６ｐｐｍにアミドプロトンが存在しないことと、ＩＣＰ分析及びＭＡＬＤＩ−ＥＳ分析を併せて、ビス（アシクログアノシナト）マグネシウムの構造を図２９に示す。
【０１４０】
Ｔ３錯体、テトラサイクリン錯体及び参照薬物の分配係数、分布係数及びｐＫａ
ｐＫａ及びｌｏｇＰを電位差測定法及び分光光度法により測定した。電位差測定法はアナライトの簡単な酸及び塩基滴定からｐＫａ及びｌｏｇＰを計算するために専門ソフトウェアを使用することを含む。ｐＫａをまず約２ｍｇの純粋物質をアッセイバイアルに入れて秤量して測定した。イオン強度を０．１５Ｍ ＫＣｌを用いて調節し、化合物を溶解させるために水を添加し、次いでｐＨを所望の出発値に低下または上昇させるために酸または塩基滴定剤を添加した。次いで、溶液を酸（０．５Ｎ ＨＣｌ）または塩基（０．５Ｎ ＮａＯＨ）を用いて最終ｐＨまで滴定した。概算のｐＫａ値を示し、後に正確なデータに絞り込んだ。
【０１４１】
水に僅かしか溶解しない（Ｔ３）２Ｚｎについては、ｐＫａを水とＤＭＳＯ補助溶媒の混合物中で測定した。水／ＤＭＳＯの３つの比の最小値を滴定してｐｓＫａ（補助溶媒の存在下での見かけｐＫａ）を得た。水性ｐＫａをYasuda-Shedlovsky技術を用いて外挿することにより求めた。
【０１４２】
ｌｏｇＰは、オクタノール（水飽和）の存在下での滴定により求めた。水中のｐＫａ及びオクタノールの存在下での見かけｐＫａ（ｐｏＫａ）を比較し、ｌｏｇＰを求めた。別の容量のオクタノールの存在下で更に滴定して、イオンペアリング（オクタノール中への荷電種の分配、ｌｏｇＰ＋またはｌｏｇＰ−と称される）を求めた。実験的に測定したｐＫａ及びｌｏｇＰを用いて、薬物の親油性プロファイル（ｌｏｇＤ対ｐＨ）を計算した。ｌｏｇＤ７．４はｐＨ７．４でのこのプロファイルから求めた。
【０１４３】
分光光度法は、光ファィバーディッププローブ、ＵＶ光源（パルス型重水素ランプ）及び酸または塩基溶液の添加中にサンプル溶液の吸収スペクトルを自動的に捕らえるためのフォトダイオードアレイ検出器を使用した。
【０１４４】
最高１０ｍＭのストック溶液を、幾つかの０．５ｍｇサンプルを０．５〜１．０ｍＬの水または補助溶媒中に溶解させることにより調製した。滴定のために十分量のストックをバイアルにピペットで添加する。ディッププローブをアッセイバイアルに入れ、ディッププローブをカバーするために０．１５Ｍ ＫＣｌ水溶液を添加する。ｐＨを所望出発値とするために酸または塩基を添加する。選択したｐＨ範囲で、その後の分析のためにイオン化に起因するスペクトルの変化をフォトダイオードアレイ検出器で捕らえた。サンプルのｐＫａ値を推理し、還元種の主要吸収スペクトルを分析するために多変量解析（ＴＦＡ）を適用した。Yasuda-Shedlovsky技術を用いる外挿により水性ｐＫａを求めた。分光光度実験から得たｐＫａ値は電位差滴定から得た値と非常にうまく一致している。
【０１４５】
バイオアベイラビリティー研究
表題：Sprague Dawleyラットでのホルモン錯体栄養補充の吸収及び効果の評価
被験体：１５匹の若い雌Sprague Dawleyラット（１８０〜２２５ｇ）を使用した。これらのラットは業者（バージニア州ダブリンに所在のHarlan Laboratory Animals）から入手し、Litton Reeves Hall（Division of Laboratory Animal Resources）のビバリウムにポリプロピレンシューボックスケージ中に１群３匹で収容した。飲水は自由とした。ラットには自由に認可げっ歯類固形飼料を与えた。到着後、ラットの健康を評価し、動物を最低５日間隔離して置いた。この間に全身健康状態を調べた。隔離後、ラットをアクセス及び研究のために耐久性動物小屋に移動させた。
【０１４６】
研究計画：これは、ラットに対して食道に直接経口投与した３つのホルモンの吸収及び効果を比較するための研究である。２つの試験化合物であるＴ３−亜鉛及びＴ３−マグネシウムを合成した。トリヨードサイロニン遊離酸（Ｔ３）はポジティブ対照であった。３つの化合物を別々にゼラチンカプセル剤に製剤化し、１０８±１２μｇ／ｋｇの全用量で投与した。試験化合物のラットの胃での酸分解を避けるために、製剤に金属酸化物を添加した。Ｔ３−マグネシウム化合物に対しては１．０８±０．１３ｍｇの酸化マグネシウムを添加し、Ｔ３−亜鉛化合物に対しては１０６±１３μｇの酸化亜鉛を添加した。Ｔ３遊離酸に１４５±５０μｇの酸化亜鉛を添加した別のＴ３対照を含めた。
【０１４７】
投与し、採血するために、反復実験１回あたり３匹のラットを麻酔した。基準血液サンプルを後眼窩サンプリングにより採取した。次いで、化合物を胃管栄養チューブにより経口投与した。投与後、血液サンプル（５００μＬ）を投与から０．５、１、２、２．５、５時間目に採取した。血液サンプルを遠心分離し、血清を除去し、血清を氷上に保持した後、血清トリヨードサイロニンレベルについて分析した。
【０１４８】
サンプルの分析：血清トリヨードサイロニンレベルをＲＩＡにより測定した。
【０１４９】
結果：各ラット群からの個々の血清Ｔ３レベルの平均を求め、Ｔ３濃度（ｎｇ／ｍＬ）対時のプロットを作成した。このプロットを図３０に示す。
【０１５０】
大分子の例
干渉ＲＮＡの製造：
干渉ＲＮＡを修飾New England Biolabs Litmus ２８ｉ ＲＮＡｉ双方向転写ベクターを用いて製造した。９２２ｂｐウシ血清アルブミンｃＤＮＡ断片をLitmus ＲＮＡｉベクターのＢｇｌＩＩ部位及びＳｔｕＩ部位に導入した。Ｔ７ ＲＮＡポリメラーゼを用いるインビトロ転写により標的ＲＮＡｉ転写物を製造して、１ｍｇ／ｍｌを得た。次いで、ＲＮＡを５０ｕｇサンプルに分割し、凍結乾燥した。
【０１５１】
ＲＮＡ：マグネシウム内部配位（共有結合性）錯体の製造：
ｉＲＮＡ（約５０μｇ）を５０℃で無水ＤＭＳＯ（１００μＬ）中に溶解した。無水塩化マグネシウム（１９ｍｇ）を無水ＤＭＳＯ中に溶解することにより４ｍＭ 塩化マグネシウムのストック溶液を調製した。３つの別々のｉＲＮＡのＤＭＳＯ溶液に１５μＬ、３０μＬ及び６０μＬの４ｍＭ 塩化マグネシウムを添加して、３つの別々の反応を行ったた。溶液を時々渦状に混合しながら室温で９０分間放置し、この後７．５Ｍ 水性塩化アンモニウム（２０μＬ）、次いでＲＮＡアーゼ非含有エタノール（４００μＬ）を添加し、渦状に混合した。生成物を１時間かけて溶液から沈澱させ、遠心分離し、液体をペレットからデカントした。このペレットをＲＮＡアーゼ非含有エタノール（１００μＬ）で洗浄し、渦状に混合し、遠心分離し、デカントによりエタノール上清をペレットから分離した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５２】
マグネシウム：ＲＮＡ外部配位（イオン性）錯体の製造：
塩化マグネシウムストック溶液を無水ＤＭＳＯではなくＲＮＡアーゼ非含有水を用いて調製した以外は共有結合性類似体の手順を正確に追跡して、イオン性マグネシウム：ＲＮＡ錯体を製造した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５３】
ＲＮＡ：亜鉛内部配位（共有結合性）錯体の製造：
塩化マグネシウムストック溶液ではなく塩化亜鉛ストック溶液を調製した以外はマグネシウム類似体の手順を正確に追跡して、共有結合性亜鉛：ＲＮＡ錯体を製造した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５４】
亜鉛：ＲＮＡ外部配位（イオン性）錯体の製造：
塩化亜鉛ストック溶液を無水ＤＭＳＯではなくＲＮＡアーゼ非含有水を用いて調製した以外は共有結合性類似体の手順を正確に追跡して、イオン性亜鉛：ＲＮＡ錯体を製造した。生じた無色ペレットを数分間風乾した後、等電点電気泳動ゲルで試験した。
【０１５５】
等電点電気泳動ゲル実験：
これは、ｉＲＮＡ標的の予測される修飾をモニターするためにＩＥＦゲルを用いる新規な方法である。図３１は初期実験の結果を示している。
【０１５６】
ＩＥＦ実験の解釈：
ＩＥＦ実験から、３種の塩化マグネシウム濃度で無水（Ａ）条件で製造したマグネシウムＲＮＡ錯体は約５０％の収率で共有結合性錯体を生じたことが分かった。３種の塩化マグネシウム濃度で水性（Ｗ）条件下で製造したマグネシウムＲＮＡ錯体はイオン性錯体を生じた。塩化亜鉛を用いて無水（Ａ）条件で製造した亜鉛ＲＮＡ錯体は約５０％の収率で共有結合性錯体を生じた。塩化亜鉛を用いて水性（Ｗ）条件で製造した亜鉛ＲＮＡ錯体はイオン性錯体を生じた。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】従来技術によるマグネソセンの構造を示す。
【図２】従来技術による（シクロペンタジエニル）−ｔブチルメチルビス（Ｎ，Ｎ’−［２，６−ジイソプロピルフェニル］アミジナート）マグネシウムの構造を示す。
【図３】従来技術によるマグネシウム：サリチルアルデヒド錯体の構造を示す。
【図４】従来技術によるマグネシウムフタロシアニンの構造を示す。
【図５】従来技術による外圏ＲＮＡ：マグネシウム配位錯体を示す。
【図６】本発明による内圏ＲＮＡ：マグネシウム配位錯体を示す。
【図７】本発明によるＲＮＡ：マグネシウム：アルギニン配位錯体を示す。
【図８】本発明による置換アルギニン：マグネシウム錯体を示す。
【図９】本発明による内圏でマグネシウムと錯体形成したサリチル酸とポリマー結合アルギニン及び外圏で配位子：金属錯体を封入したペプチドを示す。
【図１０】本発明によるマグネシウム：オキシコドン錯体を示す。
【図１１】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）マグネシウムのプロトンＮＭＲを示す。
【図１２】従来技術によるトリヨードサイロニン（Ｔ３）のプロトンＮＭＲを示す。
【図１３】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛のプロトンＮＭＲを示す。
【図１４】本発明によるジメチルビグアニド：亜鉛錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図１５】従来技術によるジメチルビグアニドのプロトンＮＭＲを示す。
【図１６】従来技術によるテトラサイクリンのプロトンＮＭＲを示す。
【図１７】本発明によるビス（テトラサイクリナト）マグネシウムのプロトンＮＭＲを示す。
【図１８】本発明による１Ｎ ＨＣｌを添加したテトラサイクリン−マグネシウム錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図１９】本発明による１Ｎ ＨＣｌを添加したテトラサイクリンのプロトンＮＭＲを示す。
【図２０】従来技術によるヒドロクロロチアジドのプロトンＮＭＲを示す。
【図２１】本発明によるヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図２２】本発明による１Ｎ ＨＣｌを添加したヒドロクロロチアジド−亜鉛錯体のプロトンＮＭＲを示す。
【図２３】本発明によるビス（アシクログアノシナト）マグネシウムのプロトンＮＭＲを示す。
【図２４】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）−ビス（ジメチルスルホキシド）マグネシウムの構造を示す。
【図２５】本発明によるビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛の構造を示す。
【図２６】本発明によるビス（ミノサイクリナト）マグネシウムの構造を示す。
【図２７】本発明によるビス（テトラサイクリナト）マグネシウムの構造を示す。
【図２８】本発明によるジメチルビグアニド−亜鉛錯体の構造を示す。
【図２９】本発明によるビス（アシクログアノシナト）マグネシウムの構造を示す。
【図３０】本発明によるラット動物モデルにおけるＴ３、Ｔ３Ｍｇ、Ｔ３Ｚｎの相対的薬物動態プロファイルを示す。
【図３１】本発明によるマグネシウム及び亜鉛ｉＲＮＡ錯体のＩＥＦプロファイルを示す。“Ａ”を付した列は無水条件で製造した錯体を指す。“Ｗ”を付した列は水中で製造した錯体を指す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイロニン、テトラサイクリン系抗生物質、ジメチルビグアニド、ヒドロクロロチアジド、アシクログアノシン、ヒドロコドン、オキシコドン及びそれらの誘導体からなる群から選択される生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項２】
生物活性部分がサイロニン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項３】
錯体がビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛である請求項２に記載の錯体。
【請求項４】
錯体がビス（トリヨードサイロニナト）マグネシウムである請求項２に記載の錯体。
【請求項５】
生物活性部分がテトラサイクリン系抗生物質及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項６】
錯体がビス（テトラサイクリナト）マグネシウムである請求項４に記載の錯体。
【請求項７】
生物活性部分がオキシコドン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項８】
錯体が（オキシコドン）マグネシウムである請求項７に記載の錯体。
【請求項９】
錯体が（オキシコドン）亜鉛である請求項７に記載の錯体。
【請求項１０】
生物活性部分がヒドロコドン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１１】
錯体がビス（ヒドロコドナト）マグネシウムである請求項１０に記載の錯体。
【請求項１２】
錯体がビス（ヒドロコドナト）亜鉛である請求項１０に記載の錯体。
【請求項１３】
生物活性部分がペニシリン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１４】
錯体がビス（ペニシリナト）亜鉛である請求項１３に記載の錯体。
【請求項１５】
錯体がビス（ペニシリナト）マグネシウムである請求項１３に記載の錯体。
【請求項１６】
生物活性部分がジメチルビグアニド及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１７】
錯体がビス（ジメチルビグアニド）亜鉛である請求項１６に記載の錯体。
【請求項１８】
生物活性部分がヒドロクロロチアジド及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１９】
錯体がビス（ヒドロクロロチアジド）亜鉛である請求項１８に記載の錯体。
【請求項２０】
生物活性部分がアシクログアノシン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２１】
錯体がビス（アシクログアノシナト）マグネシウムである請求項１９に記載の錯体。
【請求項２２】
生物活性部分がフロセミド及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２３】
錯体がビス（フロセミダト）亜鉛である請求項２２に記載の錯体。
【請求項２４】
錯体がビス（フロセミダト）マグネシウムである請求項２２に記載の錯体。
【請求項２５】
生物活性部分がＤＯＰＡ及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２６】
錯体がビス（ＤＯＰＡ）亜鉛である請求項２５に記載の錯体。
【請求項２７】
錯体がビス（ＤＯＰＡ）マグネシウムである請求項２５に記載の錯体。
【請求項２８】
生物活性部分がアレンドロネート及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２９】
錯体がビス（アレンドロナト）亜鉛である請求項２８に記載の錯体。
【請求項３０】
錯体がビス（アレンドロナト）マグネシウムである請求項２８に記載の錯体。
【請求項３１】
β−ジケトン、ケトフェノールまたはβ−ケトアルコール官能基を含む生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項３２】
アルコール及びアゾール官能基を含む生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項３３】
グアニドまたはジアミン官能基を含む生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項３４】
生物活性部分及び金属を用いて金属配位錯体を形成することを含む生物活性部分の特性のモジュレート方法であって、
前記生物活性部分をサイロニン、テトラサイクリン系抗生物質、ヒドロコドン、オキシコドン及びそれらの誘導体からなる群から選択し、
前記金属をアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択する前記方法。
【請求項３５】
更に、生物活性物質に対して所望の性能パラメータを付与するペプチド、炭水化物または脂質からなる群から選択されるアジュバントを添加することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
モジュレートしようとする特性が有効性、安定性、吸収性、標的デリバリー及びそれらの組合せからなる群から選択される請求項３４に記載の方法。
【請求項１】
サイロニン、テトラサイクリン系抗生物質、ジメチルビグアニド、ヒドロクロロチアジド、アシクログアノシン、ヒドロコドン、オキシコドン及びそれらの誘導体からなる群から選択される生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項２】
生物活性部分がサイロニン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項３】
錯体がビス（トリヨードサイロニナト）亜鉛である請求項２に記載の錯体。
【請求項４】
錯体がビス（トリヨードサイロニナト）マグネシウムである請求項２に記載の錯体。
【請求項５】
生物活性部分がテトラサイクリン系抗生物質及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項６】
錯体がビス（テトラサイクリナト）マグネシウムである請求項４に記載の錯体。
【請求項７】
生物活性部分がオキシコドン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項８】
錯体が（オキシコドン）マグネシウムである請求項７に記載の錯体。
【請求項９】
錯体が（オキシコドン）亜鉛である請求項７に記載の錯体。
【請求項１０】
生物活性部分がヒドロコドン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１１】
錯体がビス（ヒドロコドナト）マグネシウムである請求項１０に記載の錯体。
【請求項１２】
錯体がビス（ヒドロコドナト）亜鉛である請求項１０に記載の錯体。
【請求項１３】
生物活性部分がペニシリン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１４】
錯体がビス（ペニシリナト）亜鉛である請求項１３に記載の錯体。
【請求項１５】
錯体がビス（ペニシリナト）マグネシウムである請求項１３に記載の錯体。
【請求項１６】
生物活性部分がジメチルビグアニド及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１７】
錯体がビス（ジメチルビグアニド）亜鉛である請求項１６に記載の錯体。
【請求項１８】
生物活性部分がヒドロクロロチアジド及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項１９】
錯体がビス（ヒドロクロロチアジド）亜鉛である請求項１８に記載の錯体。
【請求項２０】
生物活性部分がアシクログアノシン及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２１】
錯体がビス（アシクログアノシナト）マグネシウムである請求項１９に記載の錯体。
【請求項２２】
生物活性部分がフロセミド及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２３】
錯体がビス（フロセミダト）亜鉛である請求項２２に記載の錯体。
【請求項２４】
錯体がビス（フロセミダト）マグネシウムである請求項２２に記載の錯体。
【請求項２５】
生物活性部分がＤＯＰＡ及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２６】
錯体がビス（ＤＯＰＡ）亜鉛である請求項２５に記載の錯体。
【請求項２７】
錯体がビス（ＤＯＰＡ）マグネシウムである請求項２５に記載の錯体。
【請求項２８】
生物活性部分がアレンドロネート及びその誘導体からなる群から選択される請求項１に記載の錯体。
【請求項２９】
錯体がビス（アレンドロナト）亜鉛である請求項２８に記載の錯体。
【請求項３０】
錯体がビス（アレンドロナト）マグネシウムである請求項２８に記載の錯体。
【請求項３１】
β−ジケトン、ケトフェノールまたはβ−ケトアルコール官能基を含む生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項３２】
アルコール及びアゾール官能基を含む生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項３３】
グアニドまたはジアミン官能基を含む生物活性部分とアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択される金属との金属配位錯体。
【請求項３４】
生物活性部分及び金属を用いて金属配位錯体を形成することを含む生物活性部分の特性のモジュレート方法であって、
前記生物活性部分をサイロニン、テトラサイクリン系抗生物質、ヒドロコドン、オキシコドン及びそれらの誘導体からなる群から選択し、
前記金属をアルミニウム、ビスマス、カルシウム、鉄、マグネシウム、ケイ素及び亜鉛からなる群から選択する前記方法。
【請求項３５】
更に、生物活性物質に対して所望の性能パラメータを付与するペプチド、炭水化物または脂質からなる群から選択されるアジュバントを添加することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
モジュレートしようとする特性が有効性、安定性、吸収性、標的デリバリー及びそれらの組合せからなる群から選択される請求項３４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公表番号】特表２００９−５１２７２８（Ｐ２００９−５１２７２８Ａ）
【公表日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３７７０２（Ｐ２００８−５３７７０２）
【出願日】平成１８年８月１５日（２００６．８．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３１７５７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５０１８１
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０８１２５５３１）シントニクス，インコーポレーテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１５日（２００６．８．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３１７５７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５０１８１
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０８１２５５３１）シントニクス，インコーポレーテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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