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PRODRUG COMPOUND, REAGENT FOR SYNTHESIS OF OLIGONUCLEOTIDE-TYPE PRODRUG COMPOUND, AND PRODUCTION METHOD OF OLIGONUCLEOTIDE-TYPE PRODRUG COMPOUND commons

Patent code P140010588
File No. P2012-236143
Posted date Jun 2, 2014
Application number P2012-236143
Publication number P2014-084313A
Patent number P6065263
Date of filing Oct 25, 2012
Date of publication of application May 12, 2014
Date of registration Jan 6, 2017
Inventor
  • (In Japanese)小野 晶
  • (In Japanese)岡本 到
Applicant
  • (In Japanese)学校法人神奈川大学
Title PRODRUG COMPOUND, REAGENT FOR SYNTHESIS OF OLIGONUCLEOTIDE-TYPE PRODRUG COMPOUND, AND PRODUCTION METHOD OF OLIGONUCLEOTIDE-TYPE PRODRUG COMPOUND commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new prodrug compound where a protective group capable of leaving in a cell is added to an OH group or an SH group of a phosphate group included in a synthetic oligonucleotide which may be a phosphorothioate-type analog or in a phosphorylated nucleoside; a reagent for synthesis of such a prodrug compound; and a production method of the oligonucleotide-type prodrug compound using such a reagent for synthesis.
SOLUTION: As shown in the general formula (1) or (2), a protective group comprising specific structure is introduced into a phosphate group in the phosphorothioate of a nucleotide or a nucleotide. In the general formula (1) or (2), E is an oxygen atom or a sulfur atom, and Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

今日、DNA(デオキシリボ核酸)やRNA(リボ核酸)といった核酸の合成法は確立されており、短鎖の核酸であるオリゴヌクレオチドの自動合成機を用いた合成も行われている。こうして得られた合成オリゴヌクレオチドは、生命化学研究や医療診断等のために日常的に用いられている。合成オリゴヌクレオチドの有用な用途の一つに、核酸医薬がある。合成オリゴヌクレオチドは、例えば、疾患の原因となるタンパク質をコードする遺伝子から転写されたmRNAと相補的な塩基配列を持つオリゴヌクレオチドを細胞内に導入することにより、このタンパク質の合成を阻害するアンチセンス法(非特許文献1を参照。)で用いられる。

また、上記のようなオリゴヌクレオチドの他に、天然のヌクレオシドに化学修飾を施した合成ヌクレオシドも核酸医薬として有用である。合成ヌクレオシドは、細胞内に導入されると、ヌクレオシドモノリン酸(ヌクレオチド)、ヌクレオシドジリン酸、そしてヌクレオシドトリリン酸となるように5’-位においてリン酸化を次々に受け、このヌクレオシドトリリン酸が天然のヌクレオシドトリリン酸に競合することで細胞内でのDNAやRNAの合成を阻害する。合成ヌクレオシドからなる核酸医薬は、このような作用を持つので、例えば、ウイルスのDNA合成を阻害しウイルスの増殖抑制に寄与する抗ウイルス剤として期待されている。ところで、合成ヌクレオシドは、細胞内でDNA等の合成を阻害するに際して、ヌクレオシドトリリン酸となるまで3回のリン酸化を受けなくてはならないが、細胞内では、最初のリン酸化を受けてヌクレオシドモノリン酸となるのに多くの時間を要する一方で、一度リン酸化を受けてヌクレオシドモノリン酸となった後では、速やかに2回目及び3回目のリン酸化を受けてヌクレオシドトリリン酸となる。このため、予めヌクレオシドに一回目のリン酸化を施したヌクレオシドモノリン酸を核酸医薬として用いることが望ましい。また、上記のような合成ヌクレオシドに加えて、オリゴヌクレオチドやリン酸化されたヌクレオシド(ヌクレオチド)におけるリン酸基に含まれるOH基がSH基に置換された、オリゴヌクレオチドやヌクレオチドのホスホロチオエートアナログもまた核酸医薬として有用であることが知られている。

こうした合成オリゴヌクレオチドやヌクレオシドモノリン酸は1ないし複数のリン酸基を持っており、これらのリン酸基は、それぞれ、解離してアニオンとなることのできるOH基を1又は2個有する。そのため、合成オリゴヌクレオチドやヌクレオシドモノリン酸は、脂溶性に乏しく、脂質膜である細胞膜を通過することができない。そこで、これらの化合物におけるリン酸基に含まれるOH基を細胞内の酵素で脱離可能な置換基で保護し、脂溶性を向上させる手法が用いられることがある。このような置換基で修飾された化合物は、細胞膜を通過した後に、細胞内の酵素により脱保護を受けることにより、核酸医薬としての活性を発現するプロドラッグとなる(例えば、非特許文献2を参照)。なお、このことは、OH基の一部又は全部がSH基で置換されたホスホロチオエートアナログでも同様である。

また、特許文献1には、細胞膜透過性を有するキャリア粒子の内部にオリゴヌクレオチドを取り込ませ、当該キャリアごとオリゴヌクレオチドを細胞内に送り込む方法が提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、プロドラッグ化合物、オリゴヌクレオチド型プロドラッグ化合物の合成試薬、及びオリゴヌクレオチド型プロドラッグ化合物の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ヌクレオチドとヌクレオチドとを結合させるリン酸基の一部又は全部が下記一般式(1)に示すリン酸トリエステル構造であるオリゴヌクレオチド、
【化1】
 
(省略)
(上記一般式(1)中、R1は一価の有機基であり、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に炭素数5以下のアルキル基であり各R5はそれぞれ独立に一価の有機基であり、Eは酸素原子又は硫黄原子であり、Qは酸素原子、硫黄原子又は-NH-であり、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、nは0から3の整数である。)
5’-位に結合されたモノ又はポリリン酸基のOH基の少なくとも一部が下記一般式(3)に示す基で保護されたリボヌクレオチド若しくはデオキシリボヌクレオチド、又は、
5’-位に結合されたモノ又はポリリン酸基のOH基の少なくとも一部がSH基に置換され、かつ前記OH基及び前記SH基の少なくとも一部が下記一般式(3)に示す基で保護された、リボヌクレオチドのホスホロチオエート型アナログ若しくはデオキシリボヌクレオチドのホスホロチオエート型アナログ、からなるプロドラッグ化合物。
【化2】
 
(省略)
(上記一般式(3)中、R1は一価の有機基であり、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に炭素数5以下のアルキル基であり、各R5はそれぞれ独立に一価の有機基であり、Qは酸素原子、硫黄原子又は-NH-基であり、nは0から3の整数である。)

【請求項2】
 
前記一般式(1)又は(3)におけるR2、R3及びR4がそれぞれメチル基である請求項1記載のプロドラッグ化合物。

【請求項3】
 
下記一般式(5)で表す構造を備えた化合物からなる、ホスホロチオエート型アナログであってもよいオリゴヌクレオチド型プロドラッグ化合物の合成用試薬。
【化3】
 
(省略)
(上記一般式(5)中、R1は一価の有機基であり、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に炭素数5以下のアルキル基であり、各R5はそれぞれ独立に一価の有機基であり、nは0から3の整数であり、Rbaseはプリン骨格又はピリミジン骨格を備えた一価の有機基であり、Rpは一価の有機基であり、Xは水素原子又は水酸基であり、Qは酸素原子、硫黄原子又は-NH-基であり、Zは酸素原子または硫黄原子であり、Ra及びRbはそれぞれ独立にアルキル基であって、Ra及びRbは互いに結合して環を形成してもよく、テトラヒドロフラン環は環内のC-C結合において不飽和結合を備えてもよい。)

【請求項4】
 
下記一般式(5)で示す構造を備えた化合物を用いてホスホアミダイド法によるオリゴヌクレオチドの伸長を行う工程を含む、ホスホチオエート型アナログであってもよいオリゴヌクレオチド型プロドラッグ化合物の製造方法。
【化4】
 
(省略)
(上記一般式(5)中、R1は一価の有機基であり、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に炭素数5以下のアルキル基であり、各R5はそれぞれ独立に一価の有機基であり、nは0から3の整数であり、Rbaseはプリン骨格又はピリミジン骨格を備えた一価の有機基であり、Rpは一価の有機基であり、Xは水素原子又は水酸基であり、Qは酸素原子、硫黄原子又は-NH-基であり、Zは酸素原子または硫黄原子であり、Ra及びRbはそれぞれ独立にアルキル基であって、Ra及びRbは互いに結合して環を形成してもよく、テトラヒドロフラン環は環内のC-C結合において不飽和結合を備えてもよい。)
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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