JPWO2003097862A1 - 抗糖尿病作用を有する物質の探索方法 - Google Patents
抗糖尿病作用を有する物質の探索方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2003097862A1 JPWO2003097862A1 JP2004506517A JP2004506517A JPWO2003097862A1 JP WO2003097862 A1 JPWO2003097862 A1 JP WO2003097862A1 JP 2004506517 A JP2004506517 A JP 2004506517A JP 2004506517 A JP2004506517 A JP 2004506517A JP WO2003097862 A1 JPWO2003097862 A1 JP WO2003097862A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- purine derivative
- protein
- substituted
- condensed purine
- substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
- FETVOLCBLYTQOZ-QGZVFWFLSA-N CCCN(c1c(C2=N[C@H](Cc3ccccc3)CN22)[nH]c(C3CCCC3)n1)C2=O Chemical compound CCCN(c1c(C2=N[C@H](Cc3ccccc3)CN22)[nH]c(C3CCCC3)n1)C2=O FETVOLCBLYTQOZ-QGZVFWFLSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/26—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase
- C12Q1/32—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase involving dehydrogenase
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/53—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with three nitrogens as the only ring hetero atoms, e.g. chlorazanil, melamine
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/535—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with at least one nitrogen and one oxygen as the ring hetero atoms, e.g. 1,2-oxazines
- A61K31/5375—1,4-Oxazines, e.g. morpholine
- A61K31/5377—1,4-Oxazines, e.g. morpholine not condensed and containing further heterocyclic rings, e.g. timolol
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/55—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having seven-membered rings, e.g. azelastine, pentylenetetrazole
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
- A61P3/08—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
- A61P3/10—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P5/00—Drugs for disorders of the endocrine system
- A61P5/48—Drugs for disorders of the endocrine system of the pancreatic hormones
- A61P5/50—Drugs for disorders of the endocrine system of the pancreatic hormones for increasing or potentiating the activity of insulin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
- C07D487/12—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains three hetero rings
- C07D487/14—Ortho-condensed systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/15—Medicinal preparations ; Physical properties thereof, e.g. dissolubility
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
- G01N33/56966—Animal cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/90—Enzymes; Proenzymes
- G01N2333/902—Oxidoreductases (1.)
- G01N2333/90209—Oxidoreductases (1.) acting on NADH or NADPH (1.6), e.g. those with a heme protein as acceptor (1.6.2) (general), Cytochrome-b5 reductase (1.6.2.2) or NADPH-cytochrome P450 reductase (1.6.2.4)
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2500/00—Screening for compounds of potential therapeutic value
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Diabetes (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Endocrinology (AREA)
Abstract
本発明によれば、縮合プリン誘導体と、膵臓β細胞若しくは該細胞の処理物または縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を用いた、縮合プリン誘導体と膵臓β細胞若しくは該細胞の処理物との結合を阻害する物質、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体に結合する蛋白質との結合を阻害する物質、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の発現、酵素活性を阻害する物質の探索方法が提供される。
Description
技術分野
本発明は糖尿病治療剤、およびインスリン分泌促進剤の探索方法に関する。
背景技術
糖尿病は、インスリンの分泌不足又はその標的細胞側の感受性低下などに基づく糖代謝を中心とした代謝異常であり、高血糖をきたすことが大きな特徴である。高血糖が長期間持続すると、血管障害を主要因として、網膜症、腎症、神経障害など、種々の臓器や神経に深刻な合併症が生じる。従って、糖尿病の治療では血糖値をコントロールして正常値に維持することが極めて重要であり、そのための手段が古くから研究されている。
糖尿病のうち、発症が緩徐で生命維持に必ずしもインスリン治療を必要としない病型(2型糖尿病)では、運動療法や食事療法と薬物の組み合わせにより血糖値をコントロールする治療が行われている。薬物としては、経口血糖低下剤の一種であるスルホニル尿素インスリン分泌促進剤が臨床で広く用いられている。また、最近、ナテグリニドやリパグリニドといった非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーであるインスリン分泌促進剤も市販されている。
スルフォニルウレア剤は、膵臓β細胞からのインスリン分泌を促進することにより血糖値を低下させる2型糖尿病の治療薬であり、血糖低下作用の強弱や作用持続時間などの異なる多くの種類のスルフォニルウレア剤が知られている〔Joslin’s Diabetes Mellitus 13th Edition,29,505−525(1994)〕。
しかしながら、スルフォニルウレア剤には共通の副作用や合併症、あるいは、スルフォニルウレア剤に対する無効症が認められている〔Joslin’s Diabetes Mellitus 13th Edition,29,505−525(1994)〕。
スルフォニルウレア剤の使用に際する主たる合併症として低血糖症が挙げられる〔Bio.Med.J.,296,949−950(1988)、Joslin’s Diabetes Mellitus 13thEdition,29,505−525(1994)〕。
現在利用可能なスルフォニルウレア剤やナテグリニドやリパグリニドといった非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーは、いずれも血糖値に非依存的にインスリン分泌を促進するため、用量を誤ると重篤な低血糖を引き起こす、あるいは十分に血糖値をコントロールできないという問題があり、必ずしも満足できるものではない。過去6ヶ月以内にスルフォニルウレア剤の投与を受けている患者の20.2%に低血糖症状がみられるとの報告もある〔Acta.Med.Scand.Suppl.605,7−48(1977)、Joslin’s Diabetes Mellitus 13th Edition,29,505−525(1994)〕。また、上記患者の約6%は低血糖症状を毎月経験している。
上記の理由から、スルフォニルウレア剤やナテグリニドやリパグリニドといった非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーとは異なり、低血糖等の合併症を起さない糖尿病治療剤の開発が望まれている。
上記非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーとは異なる構造を有する縮合プリン誘導体や、縮環ピラジン誘導体等が血糖値に応じてインスリン分泌を促進できる血糖低下剤となりうることが報告されている(WO00/01388、WO01/47931、特開2000−154139)。しかしながら、血糖値に応じてインスリン分泌を促進できる血糖低下剤を効率よく見いだす方法は知られていない。
縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とが、特異的に結合すること、および該結合活性と縮合プリン誘導体の血糖低下作用との間の関係については知られていない。
配列番号1〜3で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質(以下、p31とも称する)は、いずれもNADPH依存的なレチノールや短鎖アルコールの酸化還元酵素活性を有する酵素として知られいる〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕が、該酵素と糖尿病との関連に関する報告は無い。
トリアジン誘導体は、キナーゼ阻害作用を有し、糖尿病の治療に用いることができることが知られている(WO01/47921)が、具体的に糖尿病治療作用を有することは示されていない。また、トリアジン誘導体がインスリン分泌作用を有することも知られていない。
発明の開示
本発明の目的は、低血糖症等の合併症を引き起こさない糖尿病治療薬、およびインスリン分泌促進剤の探索方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討の結果、縮合プリン誘導体のインスリン分泌促進活性と、縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質との結合活性が相関することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の(1)〜(24)に関する。
(1)[1]被検物質存在下、下記の一般式(I)
(式中、R1Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R2Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R3Aは水素原子、低級アルキル基又は置換若しくは非置換のアラルキル基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基を示し、nは0〜3の整数を示す)で表わされる化合物、または下記の一般式(II)
{式中、X…Y…ZはR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)またはN=C−W[式中、Wはハロゲン、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR4R5(式中、R4およびR5は同一または異なって水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表すか、R4とR5が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、−OR6(式中、R6は置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)、−SR6a(式中、R6aは前記R6と同義である)、置換もしくは非置換の低級アルキルまたはシアノを表す]を表し、R2は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halはハロゲンを表す)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)または−CHOを表し、R3は水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表し、nは0〜3の整数を表し、V1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V2は置換低級アルキルまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V1が水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表し、かつ(a)X…Y…ZがR1aN−C=O(式中、R1aは前記R1の定義中、置換低級アルキル以外の基を表す)を表し、R2が置換低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(b)X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は前記と同義である)を表し、R3が低級アルコキシアルキルを表すか、(c)X…Y…ZがR1bN−C=O(式中、R1bは置換低級アルキルを表す)を表すか、(d)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R2が置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(e)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R3が低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表す場合、V2は低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表してもよい}で表される化合物から選ばれる化合物(以下、縮合プリン誘導体と略す)と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む抗糖尿病作用を有する物質の探索方法。
(2)[1]被検物質存在下、上記(1)の縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質の結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質の結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む抗糖尿病作用を有する物質の探索方法。
(3)[1]被検物質存在下、上記(1)の縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択する工程、[5][4]の工程で得られる物質より、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質の探索方法。
(4)[1]被検物質存在下、上記(1)の縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質の探索方法。
(5)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性を測定する工程、[2]被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の活性を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質の探索方法。
(6)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性を測定する工程、[2]被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の活性を抑制する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を抑制する物質の探索方法。
(7)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の細胞応答を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の細胞応答を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該形質転換株の細胞応答を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の機能を変化させる物質の探索方法。
(8)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質の探索方法。
(9)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の発現量を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の発現量を変化させる物質の探索方法。
(10)縮合プリン誘導体が下記式(III)
で表される化合物である上記(1)〜(9)のいずれか1つの探索方法。
(11)上記(1)の縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いることを特徴とする上記(2)および(4)〜(9)のいずれか1つの探索方法。
(12)担体が、セファロース粒子である上記(11)の探索方法。
(13)縮合プリン誘導体が下記式(IV)
で表される化合物である上記(11)または(12)の探索方法。
(14)上記(1)の縮合プリン誘導体を固定化した担体。
(15)縮合プリン誘導体が、上記(13)の式(IV)で表される縮合プリン誘導体である上記(14)の担体。
(16)担体が、セファロース粒子である上記(14)または(15)の担体。
(17)上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質が、下記[i]〜[iii]から選ばれるいずれか1つの蛋白質である上記(2)および(4)〜(13)のいずれか1つに記載の探索方法。
[i]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質
[ii]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質
[iii]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と60%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質
(18)上記(1)〜(13)および(17)のいずれか1つの探索方法で得られる物質または該物質の薬学的に許容される塩。
(19)上記(18)の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有する医薬。
(20)上記(18)の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有する糖尿病治療剤。
(21)上記(18)の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有するインシュリン分泌促進剤。
(22)下記の一般式(V)
[式中、R1B、R2BおよびR3Bは同一または異なって、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、またはNを含有する置換若しくは非置換の複素環基(該複素環基はN原子でトリアジン環に結合する)を表す]で表される化合物またはその薬学的に許容される塩を有効成分として含有するインシュリン分泌促進剤。
(23)上記(22)の一般式(V)で表される化合物またはその薬学的に許容される塩の有効量を投与する工程を含むインシュリン分泌の促進方法。
(24)インシュリン分泌促進剤の製造のための上記(22)の一般式(V)で表される化合物またはその薬学的に許容される塩の使用。
以下、本発明について、詳細に説明する。
1.本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体
本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体とは、下記の一般式(I)
(式中、R1Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R2Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R3Aは水素原子、低級アルキル基又は置換若しくは非置換のアラルキル基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基を示し、nは0〜3の整数を示す)で表わされる化合物、または下記の一般式(II)
{式中、X…Y…ZはR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)またはN=C−W[式中、Wはハロゲン、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR4R5(式中、R4およびR5は同一または異なって水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表すか、R4とR5が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、−OR6(式中、R6は置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)、−SR6a(式中、R6aは前記R6と同義である)、置換もしくは非置換の低級アルキルまたはシアノを表す]を表し、R2は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halはハロゲンを表す)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)または−CHOを表し、R3は水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表し、nは0〜3の整数を表し、V1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V2は置換低級アルキルまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V1が水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表し、かつ(a)X…Y…ZがR1aN−C=O(式中、R1aは前記R1の定義中、置換低級アルキル以外の基を表す)を表し、R2が置換低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(b)X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は前記と同義である)を表し、R3が低級アルコキシアルキルを表すか、(c)X…Y…ZがR1bN−C=O(式中、R1bは置換低級アルキルを表す)を表すか、(d)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R2が置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(e)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R3が低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表す場合、V2は低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表してもよい}で表される化合物から選ばれる化合物(以下、縮合プリン誘導体と略す)である。
式(I)の各基の定義において、低級アルキル基又は低級アルキル部分を含む置換基(例えばアラルキル基)の低級アルキル部分としては、炭素原子数1個〜9個程度のアルキル基を用いることができ、アルキル基という用語には、直鎖状、分枝鎖状、環状、及びこれらの組み合わせからなるアルキル基が包含される。環状アルキル基又はアルキル基中の環状アルキル部分は、1又は2個以上の環を有していてもよい。R1Aが示す低級アルキル基としては、直鎖若しくは分枝鎖状の低級アルキル基、又は1〜3環性の環状低級アルキル基(例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、3−ノルアダマンチル基など)が好ましく、R2Aが示す低級アルキル基としては、直鎖若しくは分枝鎖状の低級アルキル基、又は単環性の環状低級アルキル基が好ましい。
直鎖状又は分枝鎖状の低級アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、又はn−ノニル基などをあげることができる。環状低級アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルアダマンチル基、アダマンチル基などをあげることができる。これらのうち、tert−ブチル基又はシクロペンチル基が好ましい。
アリール基又はアリール部分を含む置換基(アラルキル基など)におけるアリール部分としては、単環性又は2以上の縮合環からなる芳香族基を用いることができる。より具体的には、環構成炭素原子数が6〜14個程度のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、又はアントラニル基などを好適に用いることができる。アラルキル基としては、例えば、炭素数7〜15個のアラルキル基を用いることができ、より具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ベンズヒドリル基、ナフチルメチル基などを用いることができる。
芳香族複素環基としては、単環性又は2以上の縮合環からなる芳香族複素環基を用いることができる。芳香族複素環基に含まれるヘテロ原子の種類及び個数は特に限定されないが、例えば、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子を1個又は2個以上含んでいてもよい。より具体的には、環構成原子数が6から14個程度の芳香族複素環基が好ましく、例えば、フリル基、チエニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリル基、インダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、又はプリニル基などを好適に用いることができる。
アリール環又は芳香族複素環に置換基が存在する場合には、その置換基の種類及び個数は特に限定されることはなく、2個以上の置換基が存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよい。例えば、環上に1個〜3個程度の置換基を有していてもよい。アリール環上又は芳香族複素環上の置換基としては、例えば、置換若しくは非置換の低級アルキル基、置換若しくは非置換の低級アルケニル基、置換若しくは非置換の低級アルキニル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、ヒドロキシル基、置換若しくは非置換の低級アルコキシ基、置換若しくは非置換のアラルキルオキシ基、置換若しくは非置換のアリールオキシ基、置換若しくは非置換のアロイル基、低級アルコキシカルボニル基、置換若しくは非置換の低級アルキルチオ基、置換若しくは非置換の低級アルキルスルホニル基、カルボキシル基、置換若しくは非置換のカルバモイル基、置換若しくは非置換の低級アルカノイル基、ハロゲン原子(本明細書においてハロゲン原子という場合には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでもよい)、ニトロ基、アミノ基、モノ若しくはジ低級アルキル置換アミノ基、シアノ基などをあげることができる。
上記の官能基において、低級アルキル基又は低級アルキル部分を含む官能基(例えば、アラルキル基、低級アルコキシ基、アラルキルオキシ基、低級アルコキシカルボニル基、低級アルキルチオ基、低級アルキルスルホニル基、低級アルカノイル基、モノ若しくはジ低級アルキル置換アミノ基など)の低級アルキル部分としては、上記に説明したものを用いることができる。低級アルキル基又は低級アルキル部分が置換基を有する場合、置換基の個数及び種類は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよい。例えば、1個〜3個程度の置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基、これらの酸性基から誘導されるエステル基(低級アルキルエステル、アラルキルエステル、アリールエステルなど)などをあげることができる。置換基を有するアルキル基の例として、より具体的には、ヒドロキシエチル基、トリフルオロメチル基などをあげることができる。ジ低級アルキル置換アミノ基において、2個のアルキル基は同一でも異なっていてもよい。
また、上記の官能基において、アラルキル基又はアラルキルオキシ基のアラルキル部分は前記アラルキル基と同義であり、アリール基、アリールオキシ基、又はアロイル基のアリール部分は前記アリール基と同義である。低級アルケニル基としては、直鎖又は分枝鎖状の炭素数2〜6のアルケニル基を用いることができる。例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、メタクリル基、ブテニル基、クロチル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などを用いることができる。低級アルキニル基としては、直鎖又は分枝鎖状の炭素数2〜6のアルキニル基を用いることができる。例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基などを用いることができる。低級アルケニル基又はアルキニル基における不飽和結合の個数は特に限定されないが、好ましくは1個である。
上記低級アルケニル基、低級アルキニル基、アラルキル基、アリール基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基、アロイル基が置換基を有する場合、置換基の個数、種類、又は置換位置は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合にはそれらは同一でも異なってもよい。例えば1〜3個程度の置換基を有していてもよい。置換基としては低級アルキル基についての置換基として例示したものを用いることができる。
なお、上記の一般式(I)において、X1又はX2の置換位置は特に限定されることはなく、それぞれ環上の任意の位置に置換可能である。また、X1又はX2が水素原子以外の置換基である場合、それらが結合する炭素原子の立体配置はS又はRのいずれでもよい。nは0であることが好ましい。
式(II)の各基の定義において、低級アルキル、低級アルキルチオ、低級アルコキシカルボニルおよび低級アルコキシアルキルの低級アルキル部分としては、炭素原子数1〜10個程度の、直鎖状、分枝鎖状、環状およびこれらの組み合わせからなるアルキルが包含される。環状の低級アルキルは、1または2個以上の環を有していてもよい。直鎖状または分枝鎖状の低級アルキルとしては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシルなどが挙げられる。環状の低級アルキルとしては、例えば、シクロプロピル、シクロプロピルメチル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、1−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、ノルアダマンチル、アダマンチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[3.3.0]オクチル、ビシクロ[3.3.1]ノニルなどが挙げられる。
低級アルコキシアルキルおよびアラルキルのアルキレン部分は、前記直鎖状または分枝鎖状低級アルキルから水素原子を一つ除いたものと同義である。
アリールおよびアラルキルのアリール部分は、単環性または2つ以上の縮合環からなり、環構成炭素原子数が6〜14個程度の、例えば、フェニル、ナフチル、インデニル、アントラニルなどが挙げられる。
芳香族複素環基としては、例えば窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む5員または6員の単環性芳香族複素環基、3〜8員の環が縮合した二環または三環性で窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む縮環性芳香族複素環基などが挙げられ、より具体的には、環構成原子数が5〜14個程度の、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニル、インドリル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、プリニルなどが挙げられる。
脂環式複素環基としては、例えば窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む5員または6員の単環性脂環式複素環基、3〜8員の環が縮合した二環または三環性で窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む縮環性脂環式複素環基などが挙げられ、より具体的には、ピロリジニル、2,5−ジオキソピロリジニル、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、2−オキソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、テトラヒドロフリル、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、テトラヒドロキノキサリニル、オクタヒドロキノリル、ジヒドロインドリル、1,3−ジオキソイソインドリニル、1,3−ジオキソラニル、1,3−ジオキソラン−2−スピロシクロペンチルなどが挙げられる。
隣接する窒素原子と一緒になって形成される複素環基としては、例えば少なくとも1個の窒素原子を含む5員または6員の単環性複素環基(該単環性複素環基は、他の窒素原子、酸素原子または硫黄原子を含んでいてもよい)、3〜8員の環が縮合した二環または三環性で少なくとも1個の窒素原子を含む縮環性複素環基(該縮環性複素環基は、他の窒素原子、酸素原子または硫黄原子を含んでいてもよい)などが挙げられ、より具体的には、ピロリジニル、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、ピペリジノ、ホモピペリジノ、ピペラジニル、ホモピペラジニル、モルホリノ、チオモルホリノ、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、オクタヒドロキノリル、ベンズイミダゾリル、インダゾリル、インドリル、イソインドリル、プリニル、ジヒドロインドリル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、イミダゾリルなどがあげられる。
ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の各原子が挙げられる。
置換アリール、置換アラルキル、置換芳香族複素環基および置換脂環式複素環基の置換基としては、同一または異なって、置換数1〜3の置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のアリールオキシ、置換もしくは非置換のアロイル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアラルキルオキシ、置換もしくは非置換の低級アルケニル、置換もしくは非置換の低級アルキニル、置換もしくは非置換の低級アルコキシ、置換もしくは非置換の低級アルコキシカルボニル、置換もしくは非置換の低級アルキルチオ、置換もしくは非置換の低級アルキルスルホニル、置換もしくは非置換の低級アルカノイル、モノもしくはジ低級アルキル置換カルバモイル、モノもしくはジ低級アルキル置換アミノ、ハロゲン、カルボキシ、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、シアノなどをあげることができる。ここで、低級アルケニルとしては、直鎖状または分枝鎖状の炭素原子数2〜6の、例えばビニル、アリル、1−プロペニル、メタクリル、ブテニル、クロチル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられ、低級アルキニルとしては、直鎖状または分枝鎖状の炭素原子数2〜6の、例えばエチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニルなどが挙げられる。低級アルケニルおよび低級アルキニルにおける不飽和結合の個数は特に限定されないが、好ましくは1個である。低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニル、低級アルキルチオ、低級アルキルスルホニル、低級アルカノイル、モノもしくはジ低級アルキル置換カルバモイルおよびモノもしくはジ低級アルキル置換アミノの低級アルキル部分は、前記低級アルキルと同義である。アラルキルおよびアラルキルオキシのアルキレン部分は前記アルキレン部分と同義である。アリール、アリールオキシおよびアロイルのアリール部分は前記アリールと同義である。ハロゲンは前記ハロゲンと同義である。置換低級アルキル、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アロイル、置換アラルキル、置換アラルキルオキシ、置換低級アルケニル、置換低級アルキニル、置換低級アルコキシ、置換低級アルコキシカルボニル、置換低級アルキルチオ、置換低級アルキルスルホニルおよび置換低級アルカノイルの置換基としては、同一または異なって置換数1〜3のヒドロキシ、前記と同義のハロゲン、カルボキシ、スルホ、ホスホノ、これらの酸性基から誘導されるエステル(低級アルキルエステル、アラルキルエステル、アリールエステルなど;これらエステルの低級アルキル部分、アラルキル部分およびアリール部分はそれぞれ前記と同義である)などをあげることができる。ジ低級アルキル置換カルバモイルおよびジ低級アルキル置換アミノにおいて、それぞれカルバモイルおよびアミノに結合する2個の低級アルキルは同一でも異なっていてもよい。
置換低級アルキルの置換基としては、同一または異なって置換数1〜3の低級アルコキシ、ヒドロキシ、シアノ、アジド、カルボキシ、ホスホノもしくはこれらの酸性基から誘導されるエステル(低級アルキルエステル、アラルキルエステル、アリールエステルなど;これらエステルの低級アルキル部分、アラルキル部分およびアリール部分はそれぞれ前記と同義である)、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノカルボニル、低級アルコキシカルボニル、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR11R12(式中、R11およびR12は同一または異なって水素原子、低級アルキル、低級アルカノイル、アリール、アラルキルまたはアラルキルオキシを表すか、R11とR12が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、ハロゲン、低級アルキルで置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ、低級アルキルスルホニル、低級アルキルスルホニルオキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシなどがあげられる。
ここで、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノカルボニル、低級アルコキシカルボニル、低級アルカノイル、低級アルキルで置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ、低級アルキルスルホニルおよび低級アルキルスルホニルオキシの低級アルキル部分は、前記低級アルキルと同義である。アリール、アラルキル、アラルキルオキシおよびアリールスルホニルオキシのアリール部分は前記アリールと同義である。アラルキルのアルキレン部分は、前記アルキレン部分と同義である。ハロゲン、芳香族複素環基、脂環式複素環基および隣接する窒素原子と一緒になって形成される複素環基は、それぞれ前記と同義である。置換芳香族複素環基および置換脂環式複素環基の置換基は、前記と同義である。
また式(II)において、V1またはV2の置換位置は特に限定されることはなく、それぞれ環上の任意の位置に置換可能である。また、V1またはV2が水素原子以外の置換基である場合、それらが結合する炭素原子の立体配置はSまたはRのいずれでもよい。nは0であることが好ましい。
本発明に用いられる化合物として、好適には、式(I)中、R1が水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基であり、R2が低級アルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基であり、R3が水素原子、又は置換若しくは非置換のアラルキル基であり、X1が水素原子、低級アルキル基、又は置換若しくは非置換のアラルキル基であり、X2が水素原子であり、nが0である化合物、または、式(II)中、X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)であり、R2が水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、または置換もしくは非置換の芳香族複素環基であり、R3が水素原子、又は低級アルキルであり、V1が水素原子であり、V2が置換低級アルキルであり、nが0である化合物であり、さらに好適には、式(I)中、R1が水素原子、n−プロピル基、シクロペンチル基またはtert−ブチル基であり、R2がn−プロピル基、エチル基、又はベンジル基であり、R3が水素原子、メチル基、又はベンジル基であり、X1が水素原子、低級アルキル基、又は置換若しくは非置換のアラルキル基であり、X2が水素原子であり、nが0である化合物又は、式(II)中、X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1はエチル基、n−プロピル基、シクロプロピルメチル基、又はベンジル基を表す)であり、R2がn−プロピル基、シクロブチル基、又はシクロペンチル基であり、R3が水素原子であり、V1が水素原子であり、V2がピコリル基であり、nが0である化合物をあげることができる。
本発明に用いられる、より好適な縮合プリン誘導体としては、具体的には、下記第1表の化合物をあげることができる。
さらに好適な化合物としては、下式(III)
で表される上記第1表中の化合物番号16で表される化合物(以下、化合物16と称すこともある)をあげることができる。
2.本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体の製造方法
上記式(I)で表される化合物の代表的化合物の製造方法は、WO 98/15555に具体的に記載されており、また特開平3−204880、WO 00/01388、J.Med.Chem.,35,3578(1992)、J.Med.Chem.,36,2508(1993)、J.Heteocyclic Chem.,30,241(1993)などにも説明されている。
上記式(II)で表される化合物の代表的化合物の製造方法は、WO 01/47931などに具体的に記載されている。
また、原料化合物および中間体化合物における各官能基の変換および置換基に含まれる官能基の変換は、上記文献記載の方法以外にも公知の他の方法〔例えば、Comprehensive Organic Transformations,second edition,R.C.Larock,John Wiley & Sons Inc.(1999)に記載の方法等〕によっても行うことができる。
上記の方法等を適宜組み合わせて、また必要に応じてそれらの方法に修飾および改変を加えることにより、上記式(I)および(II)に包含されるいずれの化合物も製造することができる。
上記製造方法において得られる中間体化合物および目的化合物は、有機合成化学で常用される精製方法、例えば中和、濾過、抽出、洗浄、乾燥、濃縮、再結晶、各種クロマトグラフィーなどの手段により単離・精製することができる。また、中間体化合物は、特に精製することなく次の反応に供することも可能である。
式(I)および式(II)で表される化合物の塩を製造する場合には、遊離形態の化合物を適当な溶媒に溶解又は懸濁させた後、適宜の酸または塩基を加えて塩を形成させ、必要に応じて分離・精製すればよい。塩の形態で得られた目的物質を遊離形態に変換した後、所望の塩に変換することも可能である。
3.縮合プリン誘導体および膵臓β細胞または該細胞の処理物を用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
▲1▼被検物質存在下、上記1.に記載の縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量と、▲2▼被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較し、▲4▼被検物質より縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択することにより、抗糖尿病作用を有する物質を選択することができる。
[1]標識化縮合プリン誘導体の製造方法
上記探索方法には、上記1の縮合プリン誘導体をそのまま用いることもできるが、標識された該縮合プリン誘導体を用いることが好ましい。
標識された該化合物としては、例えば3H、125I、13Cなどによる放射標識、FITC(フルオレセインイソチアネート)などによる蛍光標識、ビオチン標識された該縮合プリン誘導体などをあげることができるが、好ましくは3Hにより放射標識された該縮合プリン誘導体をあげることができる。
上記1の縮合プリン誘導体は、周知の方法に準じて標識することができ、例えば放射標識する場合は、上記2の本発明の探索方法に用いる縮合プリン誘導体を合成する際に、市販されている放射標識された原料を用いる方法、例えば官能基にハロゲン基を有する縮合プリン誘導体と放射性同位元素を有する水素とを直接接触反応させることにより、上記1の縮合プリン誘導体に該放射性元素を導入する方法をあげることができる。
具体的には、上記探索方法に化合物16の標識体を用いる場合、第1表中の化合物番号23で表される化合物のR体をパラジウム存在下、3Hガス雰囲気で接触水素化することにより化合物16の3H標識体を得ることができる。
[2]膵臓β細胞または該細胞の処理物の調製方法
本発明の探索方法に用いられる膵臓β細胞または該細胞の処理物は、いずれの動物由来の細胞または該細胞の処理物であってもよいが、好ましくはラット、マウス、イヌ、ヒト等由来の該細胞または該細胞の処理物をあげることができる。
また、本発明の探索方法には、縮合プリン誘導体との特異的な結合が認められる限りにおいて、膵臓β細胞を含有する臓器または組織を用いることもできる。
具体的には、本発明の探索方法には、ラット、マウス、イヌ、ヒト等の動物の膵臓、ランゲルハンス氏島、膵臓から単離することができる膵臓β細胞そのもの、あるいは該細胞を培養して得られる細胞培養物、またはそれらの処理物を用いることができる。
膵臓β細胞としては、常法に従い膵臓から単離できる膵臓β細胞そのものを用いることができるが、不死化または細胞株化した細胞を用いることが好ましい。不死化または細胞株化された膵臓β細胞として、具体的には、BRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,9037−9041(1988)〕、あるいは、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕、RINm5F〔Diabetes,31,521−531(1982)〕、HIT−T15細胞(ATCC CRL−1777)などをあげることができ、より好ましくはMIN6細胞をあげることができる。
膵臓β細胞の処理物としては、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織の界面活性剤処理物、超音波処理物、機械的摩砕処理物、溶媒処理物、酵素処理物、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織の固定化物、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織から常法によって調製することができる細胞膜画分、蛋白質分画物、酵素標品などをあげることができる。
上記界面活性剤処理物は、例えばTriton X−100、NP−40、ジギトニン(digitonin)、シュークロース モノカプロネート(sucrose monocapronate)などの動物細胞膜の可溶化に一般的に用いられている界面活性剤を用いて調製することができる。
機械的摩砕処理物は、ホモゲナイザー、超音波、フレンチプレスなどを用いて調製することができる。
蛋白質分画物および酵素標品は、細胞または組織の機械的摩砕処理物から、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化学社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用いることで調製することができる。
[3]標識化縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合体の検出方法
標識化縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合体は、膵臓β細胞またはその処理物と結合した標識化縮合プリン誘導体と未結合の標識化縮合プリン誘導体を分離後、標識化縮合プリン誘導体を検出することで測定することができる。
膵臓β細胞またはその処理物と結合した標識化縮合プリン誘導体と未結合の標識化縮合プリン誘導体とを分離する方法としては、膵臓β細胞または非溶解性の膵臓β細胞の処理物を用いて結合実験を行う場合は、遠心分離により分離する方法をあげることができる。膵臓β細胞の処理物が、蛋白質画分あるいは酵素標品等の可溶性物質である場合は、ゲル濾過により蛋白質あるいは酵素標品等を含む画分を分離する方法をあげることができる。
標識化縮合プリン誘導体は、該誘導体を放射性同位体で標識した場合は、液体シンチレーションカウンター等を用いて、蛍光物質で標識した場合は蛍光検出器等を用いて、ビオチンで標識した場合は、適当な酵素を結合させたアビジンと反応させた後、該酵素活性を測定することにより検出・測定することができ、該測定値から標識化縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合体の量を決定することができる。
[4]インスリン分泌促進活性の測定方法
上記方法により縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合を阻害する物質として選択される物質が抗糖尿病作用を有する物質であることは、例えば膵臓β細胞または該細胞を含有する組織と上記で選択される物質とをグルコース存在下で接触させたとき、該物質との接触により膵臓β細胞のインスリン分泌が促進されることにより確認することができる〔Diabetorogia,36,1139(1993)〕。
縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合活性を指標に、その結合を阻害する物質を選択することを特徴とする抗糖尿病作用を有する物質の探索方法である上記[1]〜[3]の探索方法は、膵臓β細胞のインスリン分泌促進活性を指標に、直接、該活性を促進する物質を探索する方法に比べ、操作性、迅速性等の面で格段に優れた方法である。
4.縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
[1]縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の選択方法
本発明で用いられる縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の選択方法としては、縮合プリン誘導体と特異的に結合する蛋白質を選択する方法であれば、いかなる公知の方法も用いることができ、例えば、縮合プリン誘導体を、担体と呼ぶ不溶性の高分子に固定化して、結合活性評価に用いる細胞の抽出液と混合後、洗浄して、縮合プリン誘導体に結合している分子を同定するアフィニティー精製法[Current Protocols in Protein Science(Chapter9),John Wiley & Sons(2001)]等をあげることができる。
(1)担体の調製方法
本発明で用いられる縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を選択するために用いられる担体は、縮合プリン誘導体が固定化できる担体であればいかなる担体も用いることができる。好ましくは、縮合プリン誘導体と化学反応により結合することができる官能基を担体表面に有し、かつ蛋白質の非特異的吸着の少なく、操作性が優れた担体が望ましい。
具体的には、例えば担体の材質としては、アガロース、デキストラン、セルロース、ポリアクリルアミド、ポリスチレン等をあげることができる。担体の大きさとしては、直径10nmから1mm、好ましくは50nmから100μmの粒子をあげることができる。担体の形状としては、多孔質、貫通孔質、無孔質などをあげることができる。本発明で用いられるより好ましい担体としては、例えば、NHS−activated Sepharose 4 Fast Flow(アマシャムバイオサイエンス社製)、Affi−Gel 10(バイオラッド社製)等をあげることができる。
本発明で担体に固定化できる縮合プリン誘導体は、担体に固定化できる縮合プリン誘導体であればいかなる縮合プリン誘導体でも用いることができる。担体に固定化できる縮合プリン誘導体の具体例としては下記式(IV)
で表される化合物(以下、化合物155と称す)をあげることができる。
縮合プリン誘導体を担体に結合させる化学反応は、本発明での使用に支障の無い限りいかなる反応でも良い。
担体上の官能基と縮合プリン誘導体を反応させることにより縮合プリン誘導体固定化担体を作製することができる。例えば、官能基としてカルボン酸スクシンイミドを有する担体を縮合プリン誘導体の溶液と接触し、担体上のカルボン酸スクシンイミド基と縮合プリン誘導体を反応させることができる。この時の溶媒と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶媒と反応条件の組み合わせであって、カルボン酸スクシンイミドを有する担体、縮合プリン誘導体が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、本発明の目的を阻害するほど起こさない溶媒と反応条件の組み合わせであればいかなる溶媒と反応条件の組み合わせでも良い。具体的には、カルボン酸スクシンイミドを有する担体を1μmol/l〜1mol/lの縮合プリン誘導体を含有する溶液と接触させ、静置して、あるいは、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、縮合プリン誘導体固定化担体を調製することができる。溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
反応終了後、未反応の縮合プリン誘導体を除くために、縮合プリン誘導体が固定化された担体を洗浄する。洗浄方法は、縮合プリン誘導体が固定化された担体が安定で効率的に回収され、未反応縮合プリン誘導体が効率的に除去できる方法であれば、公知のいかなる方法も用いることができる。例えば、担体が粒子であれば、反応終了後、遠心分離(15000rpm、5分間、室温)し、上清を除去後、溶媒に懸濁し、同様に遠心分離、上清除去を繰り返すことにより洗浄することができる。担体がプレートであれば、プレートを溶媒で洗浄することができる。また、必要に応じて、同様の方法により、保存や細胞抽出液との混合に適した溶媒に置換することもできる。溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
縮合プリン誘導体固定化担体上に未反応の官能基が残っている場合は、必要に応じて、未反応官能基をブロッキングすることができる。ブロッキングは、官能基と反応し、かつ担体に固定化された縮合プリン誘導体とは反応しない化合物と縮合プリン誘導体固定化担体とを反応させることにより行うことができる。ブロッキングには、官能基と反応し、かつ担体に固定化された縮合プリン誘導体とは反応しない化合物であればいずれも用いることができる。例えば、担体の官能基がカルボン酸スクシンイミドであれば、トリス、エタノールアミンなどを用いて、縮合プリン誘導体固定化担体上の未反応のカルボン酸スクシンイミド基をブロッキングすることができる。
本発明に用いられる縮合プリン誘導体は、スペーサー化合物を介して担体に固定化することもできる。スペーサー化合物は、本発明での使用に支障の無い限りいかなる化合物でも良いが、例えば、Pierece社、Molecular Probe社およびShear Water社等から市販されているスペーサー化合物ををあげることができる。具体的には、Succinimidyl 6−[3−(2−pyridyldithio)−propionamido]hexanoate(LC−SPDP)(Pierece社製)、Succinimidyl 3−(2−pyridyldithio)propionate(S−1531)(Molecular Probe社製)等をスペーサー化合物としてあげることができる。また、6−アミノヘキサン酸、4−アミノ−n−酪酸等をスペーサー化合物として用いることもできる。
スペーサー化合物を介した縮合プリンと担体の結合方法は、本発明での使用に支障の無い限りいかなる方法でも良いが、例えば、担体にスペーサー化合物を導入後、縮合プリン誘導体と該スペーサー化合物とを結合させる方法や、縮合プリン誘導体にスペーサー化合物を結合後、担体に該スペーサー化合物を固定化する方法をあげることができる。
また、これらのスペーサー化合物の一方の官能基を化学的に保護して、担体或いは縮合プリン誘導体と反応後、生成物を脱保護し、縮合プリン誘導体或いは担体と反応させて、縮合プリン誘導体固定化担体を調製することもできる。
担体にスペーサー化合物を導入後、縮合プリン誘導体を結合させる方法では、例えば、官能基としてカルボン酸スクシンイミド基を有する担体と、1級または2級アミンを持つカルボン酸化合物であるスペーサー化合物とを反応させることにより、担体表面にカルボキシル基を持つ担体を作ることができる。1級アミンまたは2級アミンを有するカルボン酸化合物としては、例えば、6−アミノヘキサン酸、4−アミノ−n−酪酸等をあげることができる。
この時の溶媒と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶媒と反応条件の組み合わせであって、担体、スペーサー化合物が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、該固定化反応を阻害するほど起こさない溶媒と反応条件の組み合わせであればいかなる溶媒と反応条件の組み合わせでも良い。具体的には、担体を1μmol/l〜50mol/lの1級または2級アミンを持つ化合物、例えば6−アミノヘキサン酸、4−アミノ−n−酪酸等を含有する溶液と接触させ、静置して、あるいは、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、表面にカルボキシル基を持つ担体を調製することができることができる。溶媒としては、例えば、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
反応終了後、未反応のスペーサー化合物を除くために、担体を洗浄する。洗浄方法は、スペーサー化合物が固定化された担体が安定で効率的に回収され、未反応のスペーサー化合物が効率的に除去できる方法であれば、公知のいかなる方法も用いることができる。例えば、担体が粒子であれば、反応終了後、遠心分離(15000rpm、5分間、室温)し、上清を除去後、溶媒に懸濁し、同様に遠心分離、上清除去を繰り返すことで洗浄することができる。担体がプレートであれば、プレートを溶媒で洗浄することができる。また、必要に応じて、同様の方法で、以降の反応に適した溶媒に置換することもできる。
このようにして得られた担体上のカルボキシル基と縮合プリン誘導体とを反応させることにより縮合プリン誘導体固定化担体を作製することができる。具体的には、スペーサー化合物が固定化された担体と縮合プリン誘導体溶液とを接触させ、担体上のカルボキシル基と縮合プリン誘導体とを反応させることができる。
この時の溶液と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶液と反応条件の組み合わせであって、スペーサー化合物が固定化された担体、縮合プリン誘導体が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、該固定化反応を阻害するほど起こさない溶液と反応条件の組み合わせであればいかなる溶液と反応条件の組み合わせでも良い。具体的には、スペーサーが固定化された担体と、1μmol/l〜50mol/lの縮合プリン誘導体を含有する溶液とを接触させ、静置して、または、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、担体表面に縮合プリン誘導体を固定化した担体を調製することができる。溶液としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等に縮合プリンを溶解させた溶液をあげることができる。
反応終了後、未反応の縮合プリン誘導体を除くために、縮合プリン誘導体が固定化された担体を上述した方法により洗浄する。
縮合プリン誘導体固定化担体上に未反応の官能基が残っている場合は、必要に応じて、未反応官能基を上述した方法によりブロッキングすることができる。
また、別の縮合プリン誘導体固定化担体の作成方法としては、縮合プリン誘導体とスペーサー化合物とを反応させ、縮合プリン誘導体を担体上へ結合させるためのスペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体を合成し、該化合物を担体に結合させる方法をあげることができる。
スペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体は、スペーサー化合物と縮合プリン誘導体を反応させることによって調製できる。この時の溶媒と反応条件は、上記の反応が進む溶媒と反応条件の組み合わせであって、スペーサー、縮合プリン誘導体、スペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体が、上記の結合反応以外の分解反応や縮合反応等を、スペーサー化合物と縮合プリン誘導体との複合体形成反応を阻害するほど起こさない溶媒と反応条件の組み合わせであればいかなる溶媒と反応条件の組み合わせでも良い。
具体的には、例えば、1μmol/l〜1mol/lのカルボン酸スクシンイミドを有するスペーサー化合物と1μmol/l〜1mol/lの縮合プリン誘導体を混合し、静置して、あるいは、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、スペーサー−縮合プリン誘導体複合体を調製することができる。溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
生成したスペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体は、薄層クロマトグラフィー、HPLC、二相分離等の方法によって、単離、精製する事ができる。
担体と上記の方法を用いて調製したスペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体とを反応させることにより、縮合プリン固定化担体を調製することができる。この時の溶液と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶液と反応条件の組み合わせであって、担体、スペーサー−縮合プリン誘導体複合体が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、該複合体と単体との結合反応を阻害するほど起こさない溶液と反応条件の組み合わせであればいかなる溶液と反応条件の組み合わせでも良い。
具体的には、担体と1μmol/l〜1mol/lのスペーサー−縮合プリン誘導体複合体を含有する溶液とを接触させ、上記したスペーサー化合物を担体に固定化する方法と同様な方法による固定化方法をあげることができる。
このようにして得られた縮合プリン誘導体固定化担体は溶媒に接触させて、保存することができる。この時の溶媒と保存条件は、縮合プリン誘導体固定化担体が安定であれば、いかなる溶媒と保存条件の組み合わせでも良い。具体的には、溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。保存は、室温以下が好ましく、遮光下で、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガス置換下がより好ましい。
(2)縮合プリン誘導体に結合する蛋白質(以下、縮合プリン誘導体結合蛋白質と称す)を含む細胞抽出液の調製方法
本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、縮合プリン誘導体と特異的に結合する蛋白質であれば、その由来は限定されないが、好ましくは真核生物由来の蛋白質、より好ましくは動物由来の蛋白質、さらに好ましくは哺乳動物の器官、臓器、組織または細胞由来の蛋白質をあげることができる。
器官、臓器または組織としては、公知のいかなる組織でも良いが、膵臓、ランゲルハンス氏島等の臓器または組織が好ましい。細胞としては、公知のいかなる細胞でも良いが、膵臓β細胞株、膵臓β細胞初代培養細胞等を用いることが好ましい。具体的には、β細胞株としては、BRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,9037−9041(1988)〕、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕、HIT−T15細胞(ATCC CRL−1777)、およびRINm5F細胞〔Diabetes,31,521−531(1982)〕等の細胞があげられる。β細胞初代培養細胞としては、膵臓、ランゲルハンス氏島等の組織から回収した細胞を短期間培養した細胞等をあげることができる。
これらの細胞は、動物細胞培養法入門〔学会出版センター(1993)〕等に記載の方法に従って培養することができる。
上記器官、臓器、組織または細胞から、縮合プリン誘導体結合蛋白質を含有する試料を調製する方法は、蛋白質を回収できる方法であれば、公知のいかなる方法を用いても良く、例えば、蛋白質・酵素の基礎実験法、改訂第2版(南江堂、1994)などに記載の方法を用いて調製することができる。器官、臓器、組織または細胞の破砕方法としては、公知のいかなる破砕方法でも良いが、ワーリングブレンダー、ポリトロン、Dounce型ホモジナイザーや超音波破砕機等の装置を用いた機械的破砕、低張液を用いた物理的破砕、界面活性剤を用いた可溶化、遠心分離等の操作を組み合わせることによって、該蛋白質試料を調製することができる。
該蛋白質試料は、冷蔵状態または凍結状態で保存することができる。
(3)本発明に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質の探索方法
本発明に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、上記(1)の方法で作製することができる縮合プリン誘導体固定化担体、および上記(2)の方法で調製される蛋白質試料を用いて探索することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の探索方法は、縮合プリン誘導体を探索できる方法であれば、公知のいかなる方法を用いても良く、例えば蛋白質・酵素の基礎実験法、改訂第2版(南江堂、1994)などに記載の方法を用いて、探索することができる。
具体的には、上記(1)の方法で調製した縮合プリン誘導体固定化担体を、上記(2)の方法で調製した蛋白質試料液に分散させ、静置またはローテーター・ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜50℃で1秒〜1000時間反応させ、縮合プリン誘導体固定化担体に縮合プリン誘導体結合蛋白質を吸着させることができる。この結合反応後、縮合プリン誘導体固定化担体を洗浄することにより縮合プリン誘導体固定化担体に非特異的に吸着する蛋白質を除去できる。結合または洗浄に用いられる溶液は、本法に使える限りいかなる溶液でも良く、例えば、蛋白質・酵素の基礎実験法、改訂第2版(南江堂、1994)に記載の溶液をあげることできる。
縮合プリン誘導体固定化担体に吸着した縮合プリン誘導体結合蛋白質は、縮合プリン誘導体との結合を弱める手段により、縮合プリン誘導体固定化担体から溶出することができる。縮合プリン誘導体と該結合蛋白質の結合を弱める手段は、本法に使える限り、いかなる手段でも良く、例えば、変性剤の添加、塩濃度の増加、加熱、界面活性剤の添加等の手段があげられる。変性剤としては、SDS、尿素、塩酸グアニジンなどが、塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが、界面活性剤としては、Nonidet P40、Triton、Tween、Digitoninなどがあげられる。また、加熱とは例えば、30〜100℃に温度をあげることをいう。こうして精製した該結合蛋白質は、SDS−PAGE、2次元電気泳動、質量分析等の蛋白質分析手法により検出することができる。
縮合プリン誘導体固定化担体、またはブロッキングのみを施した担体への該結合蛋白質の結合性を比較することにより、縮合プリン誘導体に特異的に結合する蛋白質を探索することができる。
(4)縮合プリン誘導体結合蛋白質の同定方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質は、SDS−PAGEにより分離し、クマシーブリリアントブルー(CBB)染色の後、ゲルから切り出すことができる。ゲル中の蛋白質は、リジルエンドペプチダーゼやトリプシン等の特異的切断点を持つエンドプロテアーゼによる処理によりペプチド断片に分けることができる。得られたペプチド断片を逆相HPLC等により精製した後、気相プロテインシークエンサーまたは質量分析器を用いて、当該蛋白質の部分アミノ酸配列を調べることができる。これらの部分アミノ酸配列の情報を用いて、PIR,SwissProt等のアミノ酸配列データベースやGenBank等の塩基配列データベースについて相同性検索を行うことにより、当該蛋白質と公知の蛋白質との相同性を知ることができる。
上記方法で同定された蛋白質としては、配列番号2で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質をあげることができる。該蛋白質は、NADPH依存的なレチノールや短鎖アルコールの酸化還元酵素活性を有する酵素として知られている〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕。
(5)本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質
本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質としては、上記(3)および(4)の方法により同定される蛋白質であれば、いずれも用いることができ、その由来も特に制限されることはないが、具体的には、
(i)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質、
(ii)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ縮合プリン誘導体に結合する蛋白質、
(iii)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と60%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ縮合プリン誘導体に結合する蛋白質、をあげることができる。
配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質は、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Third Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)(以下、モレキュラー・クローニング第3版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons(1987−1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、Nucleic Acids Research,13,4431(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,488(1985)等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、例えば配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなる蛋白質をコードするDNAに部位特異的変異を導入することにより、取得することができる。
欠失、置換、挿入若しくは付加されるアミノ酸の数は特に限定されないが、上記の部位特異的変異法等の周知の方法により欠失、置換、挿入若しくは付加できる程度の数であり、1個から数十個、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個である。
配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたとは、同一配列中の任意の位置において、1または複数のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入若しくは付加があることを意味し、欠失、置換、挿入若しくは付加が同時に生じてもよく、置換、挿入若しくは付加されるアミノ酸残基は天然型と非天然型とを問わない。天然型アミノ酸残基としては、L−アラニン、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−グルタミン、L−グルタミン酸、グリシン、L−ヒスチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチオニン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、L−セリン、L−スレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン、L−バリン、L−システインなどがあげられる。
以下に、相互に置換可能なアミノ酸残基の例を示す。同一群に含まれるアミノ酸残基は相互に置換可能である。
A群:ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、アラニン、2−アミノブタン酸、メチオニン、O−メチルセリン、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、シクロヘキシルアラニン
B群:アスパラギン酸、グルタミン酸、イソアスパラギン酸、イソグルタミン酸、2−アミノアジピン酸、2−アミノスベリン酸
C群:アスパラギン、グルタミン
D群:リジン、アルギニン、オルニチン、2,4−ジアミノブタン酸、2,3−ジアミノプロピオン酸
E群:プロリン、3−ヒドロキシプロリン、4−ヒドロキシプロリン
F群:セリン、スレオニン、ホモモリン
G群:フェニルアラニン、チロシン
上記で得られる配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質が縮合プリン誘導体に結合する蛋白質であるためには、配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と、60%以上、通常は80%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上の相同性を有していることが好ましい。
アミノ酸配列や塩基配列の相同性は、Karlin and AltschulによるアルゴリズムBLAST〔Pro.Natl.Acad.Sci.USA,90,5873(1993)〕やFASTA〔Methods Enzymol.,183,63(1990)〕を用いて決定することができる。このアルゴリズムBLASTに基づいて、BLASTNやBLASTXとよばれるプログラムが開発されている〔J.Mol.Biol.,215,403(1990)〕。BLASTに基づいてBLASTNによって塩基配列を解析する場合には、パラメーターは例えばScore=100、wordlength=12とする。また、BLASTに基づいてBLASTXによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメーターは例えばscore=50、wordlength=3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(http://www.ncbi.nlm.nih.gov.)。
上記で得られる配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質が縮合プリン誘導体に結合する蛋白質であることは、以下の方法で確認することができる。
上記(1)の方法で得られる縮合プリン誘導体が固定化された担体と該蛋白質とを、縮合プリン誘導体と該蛋白質の結合を阻害しない溶媒中で十分な時間接触させる。反応後、遠心分離により該担体を分離し、縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を解離させる作用を有しない溶媒で該担体を懸濁する。同様の操作を数回繰り返すことにより、該担体を洗浄することができる。
縮合プリン誘導体に結合している蛋白質は、縮合プリン誘導体との結合を弱める手段により、縮合プリン誘導体固定化担体から溶出することができる。縮合プリン誘導体と結合蛋白質の結合を弱める手段としては、上記(3)の方法をあげることができる。溶出された蛋白質をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、該電気泳動により、該蛋白質のバンドが確認できる場合は、該蛋白質は縮合プリン誘導体に結合する蛋白質である。
[2]本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質の調製方法
(1)臓器等からの調製
本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、本発明の方法に用いることができる限り、公知のいかなる方法を用いて調製しても良く、例えば蛋白質・酵素の基礎実験法改訂第2版(南江堂、1994)などに記載の方法を用いて、調製することができる。
本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、真核生物の器官、臓器、組織または細胞を破砕し、未精製画分、部分精製画分、精製画分として調製することができる。真核生物としては、公知のいかなる生物でも良いが、哺乳類が好ましい。器官、臓器または組織としては、公知のいかなる器官、臓器または組織でも良いが、例えば膵臓、ランゲルハンス氏島等をあげることができる。細胞としては、公知のいかなる細胞でも良いが、例えばBRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,9037−9041(1988)〕、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕、HIT−T15細胞(ATCC CRL−1777)、およびRINm5F細胞〔Diabetes,31,521−531(1982)〕等の細胞をあげることができる。器官、臓器、組織または細胞の破砕方法としては、公知のいかなる破砕方法でも良いが、ワーリングブレンダー、ポリトロン、Dounce型ホモジナイザーや超音波破砕機等の装置を用いた機械的破砕、低張液を用いた物理的破砕、界面活性剤を用いた可溶化、遠心分離等の操作を組み合わせることによって、縮合プリン誘導体結合蛋白質を含有する蛋白質画分を調製することができる。
該蛋白質画分は、冷蔵状態または凍結状態で保存することができる。
該蛋白質画分から縮合プリン誘導体結合蛋白質を精製する方法としては、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲルろ過、縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いたアフィニティー精製等の方法を単独あるいは組み合わせることにより精製する方法があげられる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の量は、該縮合プリン誘導体結合蛋白質に反応する抗体を用いた免疫ブロット法等によって測定することができる。
精製された蛋白質の縮合プリン誘導体に対する結合活性の程度は、上記[1](1)の方法で調製した縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いて測定することができる。具体的には、例えば縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合複合体に対して、該結合を弱める手段を講じることにより、該結合複合体から縮合プリン誘導体結合蛋白質を溶出することができる。縮合プリン誘導体と結合蛋白質の結合を弱める手段としては、上記[1](3)の方法をあげることができる。溶出された蛋白質をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、該電気泳動により、該蛋白質のバンドを確認することにより分画した画分に含まれる該蛋白質の結合活性の程度を測定することができる。
また、縮合プリン結合蛋白質の活性が知られている場合は、該蛋白質の活性を測定することによっても、結合活性を評価することができる。
例えば、配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する縮合プリン誘導体結合蛋白質(以下、p31蛋白質と称する)は、Current Protocols in Protein Science,John Wiley & Sons(2001)に記載の方法に準じて該蛋白質の活性を測定することにより、縮合プリン誘導体との結合活性を測定することができる。
また、上記で調製した蛋白質画分から縮合プリン誘導体結合蛋白質を精製する方法としては、該蛋白質に反応する抗体を用いたアフィニティークロマトグラフィーによって精製する方法もあげることができる。すなわち、該蛋白質に反応するモノクローナル抗体やポリクローナル抗体等を取得した後、Harlow,E.and Lane,D.Using antibodies:A laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York,USA(1999)等に記載の方法等を用いて該抗体をクロマトグラフィー担体と架橋し、アフィニティーカラムを調製し、このカラムを用いて、蛋白質画分や部分精製画分から縮合プリン誘導体結合蛋白質を精製することができる。
(2)組換え細胞を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の調製
本発明に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、該蛋白質をコードするDNAを用いて調製することができる。該DNAは、上記[1](4)で同定された縮合プリン誘導体結合蛋白質のアミノ酸配列に基づき作製できる、該アミノ酸配列をコードする合成DNAを用いて、該蛋白質を生産する細胞、組織等から調製されるcDNAライブラリーに対し、コロニーハイブリダイゼーション、またはプラークハイブリダイゼーション等の手法(モレキュラー・クローニング第3版)を用いることよって取得することができる。
また、該アミノ酸配列をクエリーにして、公知のデータベースを探索することにより、該アミノ酸配列を有する蛋白質をコードするDNAの塩基配列を取得することもできる。
上記方法により取得することができるDNAとしては、具体的には例えば、
(i)配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列を有するDNA、
(ii)上記[1](5)の(i)〜(iii)のいずれかに記載の蛋白質をコードするDNA、
(iii)配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ縮合プリン誘導体と結合する蛋白質をコードするDNA、
をあげることができる。
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なDNAとは、例えば、配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列を有するDNAの全部または該DNAを制限酵素で消化して得られるDNA断片などをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAを意味し、具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、0.9mol/lの塩化ナトリウム存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mmol/l塩化ナトリウム、15mmol/lクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNAをあげることができる。ハイブリダイゼーションは、モレキュラー・クローニング第3版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University(1995)等に記載されている方法に準じて行うことができる。
ハイブリダイズ可能なDNAとして具体的には、上記したBLASTやFASTA等を用いて上記したパラメーター等も用いて計算したときに、配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有するDNA、好ましくは80%以上の相同性を有するDNA、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上の相同性を有するDNAをあげることができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質は、モレキュラー・クローニング第3版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された方法等を用い、例えば以下の方法により、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを宿主細胞中で発現させて、製造することができる。
全長cDNAをもとにして、必要に応じて、該蛋白質をコードする部分を含む適当な長さのDNA断片を調製する。
また、必要に応じて、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする部分の塩基配列を、宿主細胞の発現に最適なコドンとなるように塩基を置換したDNAを調製する。該DNAは縮合プリン誘導体結合蛋白質の効率的製造に有用である。
該DNA断片、または全長cDNAを適当な発現ベクターのプロモーターの下流に挿入することにより、組換えベクターを作製する。
該組換えベクターを、該発現ベクターに適合した宿主細胞に導入する。
宿主細胞としては、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞等、目的とする遺伝子を発現できるものであればいずれも用いることができる。
発現ベクターとしては、上記宿主細胞において自立複製可能ないしは染色体中への組込が可能で、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを転写できる位置にプロモーターを含有しているものが用いられる。
細菌等の原核生物を宿主細胞として用いる場合は、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを含有してなる組換えベクターは原核生物中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、本発明のDNA、転写終結配列、より構成されたベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。
発現ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもベーリンガーマンハイム社製)、pKK233−2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX−1(Promega社製)、pQE−8(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58−110600)、pKYP200〔Agric.Biol.Chem.,48,669(1984)〕、pLSA1〔Agric.Biol.Chem.,53,277(1989)〕、pGEL1〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,4306(1985)〕、pBluescript II SK(−)(Stratagene社製)、pTrs30〔Escherichia coli JM109/pTrS30(FERM BP−5407)より調製〕、pTrs32〔Escherichia coli JM109/pTrS32(FERM BP−5408)より調製〕、pGHA2〔Escherichia coli IGHA2(FERM BP−400)より調製、特開昭60−221091〕、pGKA2〔Escherichia coliIGKA2(FERM BP−6798)より調製、特開昭60−221091〕、pTerm2(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pEG400〔J.Bacteriol.,172,2392(1990)〕、pGEX(Pharmacia社製)、pETシステム(Novagen社製)等をあげることができる。
プロモーターとしては、宿主細胞中で機能するものであればいかなるものでもよい。例えば、trpプロモーター(Ptrp)、lacプロモーター、PLプロモーター、PRプロモーター、T7プロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来するプロモーターをあげることができる。またPtrpを2つ直列させたプロモーター(Ptrp×2)、tacプロモーター、lacT7プロモーター、letIプロモーターのように人為的に設計改変されたプロモーター等も用いることができる。
リボソーム結合配列であるシャイン−ダルガノ(Shine−Dalgarno)配列と開始コドンとの間を適当な距離(例えば6〜18塩基)に調節したプラスミドを用いることが好ましい。
本発明の組換えベクターにおいては、縮合プリン誘導体結合蛋白質のDNAの発現には転写終結配列は必ずしも必要ではないが、構造遺伝子の直下に転写終結配列を配置することが好ましい。
宿主細胞としては、エシェリヒア属、セラチア属、バチルス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、シュードモナス属等に属する微生物、例えば、Escherichia coli XL1−Blue、Escherichia coli XL2−Blue、Escherichia coli DH1、Escherichia coli MC1000、Escherichia coli KY3276、Escherichia coli W1485、Escherichia coli JM109、Escherichia coli HB101、Escherichia coli No.49、Escherichia coli W3110、Escherichia coli NY49、Escherichia coli GI698、Escherichia coli TB1、Serratia ficaria、Serratia fonticola、Serratia l iquefaciens、Serratia marcescens、Bacillus subtilis、Bacillus amyloliquefaciens、Brevibacterium ammoniagenes、Brevibacterium immariophilum ATCC14068、Brevibacterium saccharolyticum ATCC14066、Brevibacterium flavum ATCC14067、Brevibacterium lactofermentum ATCC13869、Corynebacterium glutamicum ATCC13032、Corynebacterium glutamicum ATCC13869、Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870、Microbacterium ammoniaphilum ATCC15354、Pseudomonas putida、Pseudomonas sp.D−0110等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,69,2110(1972)〕、プロトプラスト法(特開昭63−2483942)、またはGene,17,107(1982)やMolecular & General Genetics,168,111(1979)に記載の方法等をあげることができる。
酵母を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、YEp13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、YCp50(ATCC37419)、pHS19、pHS15等をあげることができる。
プロモーターとしては、酵母菌株中で機能するものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、ヘキソースキナーゼ等の解糖系の遺伝子のプロモーター、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター、gal 1プロモーター、gal 10プロモーター、ヒートショックポリペプチドプロモーター、MFα1プロモーター、CUP 1プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、Saccharomyces属、Schizosacch aromyces属、Kluyveromyces属、Trichosporon属、Schwanniomyces属、Pichia属、Candida属等に属する微生物、例えば、Saccharomyces cerevisiae、Schizosaccharomyces pombe、Kluyveromyces lactis、Trichosporon pullulans、Schwanniomyces alluvius、Candida utilis等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法〔Methods Enzymol.,194,182(1990)〕、スフェロプラスト法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)〕、酢酸リチウム法〔J.Bacteriology,153,163(1983)〕、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)記載の方法等をあげることができる。
動物細胞を宿主として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、pcDNAI、pCDM8(Invitrogen社製)、pAGE107〔特開平3−22979、Cytotechnology,3,133(1990)〕、pAS3−3(特開平2−227075)、pcDNAI/Amp(Invitrogen社製)、pREP4(Invitrogen社製)、pAGE103〔J.Biochem.,101,1307(1987)〕、pAGE210等をあげることができる。
プロモーターとしては、動物細胞中で機能するものであればいずれも用いることができ、例えば、サイトメガロウイルス(CMV)のIE(immediate early)遺伝子のプロモーター、SV40の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、SRαプロモーター等をあげることができる。また、ヒトCMVのIE遺伝子のエンハンサーをプロモーターと共に用いてもよい。
宿主細胞としては、ヒトの細胞であるナマルバ(Namalwa)細胞、サルの細胞であるCOS細胞、チャイニーズ・ハムスターの細胞であるCHO細胞、HBT5637(特開昭63−299)等をあげることができる。
動物細胞への組換えベクターの導入方法としては、動物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法〔Cytotechnology,3,133(1990)〕、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,7413(1987)〕、Virology,52,456(1973)等をあげることができる。
昆虫細胞を宿主として用いる場合には、例えばカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual,W.H.Freeman and Company,New York(1992)、Bio/Technology,6,47(1988)等に記載された方法によって、ポリペプチドを発現することができる。
即ち、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに該組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、ポリペプチドを発現させることができる。
該方法において用いられる遺伝子導入ベクターとしては、例えば、pVL1392、pVL1393、pBlueBacIII(いずれもInvitorogen社製)等をあげることができる。
バキュロウイルスとしては、例えば、夜盗蛾科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)等を用いることができる。
昆虫細胞としては、Spodoptera frugiperdaの卵巣細胞であるSf9、Sf21〔Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual,W.H.Freeman and Company,New York(1992)〕、Trichoplusia niの卵巣細胞であるHigh5(Invitrogen社製)等を用いることができる。
組換えウイルスを調製するための、昆虫細胞への上記組換え遺伝子導入ベクターと上記バキュロウイルスの共導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,7413(1987)〕等をあげることができる。
植物細胞を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、Tiプラスミド、タバコモザイクウイルスベクター等をあげることができる。
プロモーターとしては、植物細胞中で機能するものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、イネアクチン1プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、タバコ、ジャガイモ、トマト、ニンジン、ダイズ、アブラナ、アルファルファ、イネ、コムギ、オオムギ等の植物細胞等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、植物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、アグロバクテリウム(Agrobacterium)(特開昭59−140885、特開昭60−70080、WO94/00977)、エレクトロポレーション法(特開昭60−251887)、パーティクルガン(遺伝子銃)を用いる方法(日本特許第2606856、日本特許第2517813)等をあげることができる。
以上のようにして得られる形質転換体を培地に培養し、培養物中に縮合プリン誘導体結合蛋白質を生成蓄積させ、該培養物から採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。
該形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
該形質転換体が大腸菌等の原核生物あるいは酵母等の真核生物を宿主として得られた形質転換体である場合、該形質転換体を培養する培地として、該形質転換体が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、該形質転換体の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。
炭素源としては、該形質転換体が資化し得るものであればよく、グルコース、フラクトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノールなどのアルコール類等を用いることができる。
窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸もしくは有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、ならびに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物、各種発酵菌体およびその消化物等を用いることができる。
無機塩としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等を用いることができる。
培養は、振盪培養または深部通気攪拌培養などの好気的条件下で行う。培養温度は15〜40℃がよく、培養時間は、通常16時間〜7日間である。培養中のpHは3.0〜9.0に保持することが好ましい。pHの調整は、無機または有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム、アンモニアなどを用いて行う。
また、培養中必要に応じて、アンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、lacプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド等を、trpプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。
動物細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているRPMI1640培地〔The Journal of the American Medical Association,199,519(1967)〕、EagleのMEM培地〔Science,122,501(1952)〕、ダルベッコ改変MEM培地〔Virology,8,396(1959)〕、199培地〔Proceeding of the Society for the Biological Medicine,73,1(1950)〕またはこれら培地に牛胎児血清等を添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常pH6〜8、30〜40℃、5%CO2存在下等の条件下で1〜7日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
昆虫細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているTNM−FH培地(Pharmingen社製)、Sf−900 II SFM培地(Life Technologies社製)、ExCell400、ExCell405(いずれもJRH Biosciences社製)、Grace’s Insect Medium〔Nature,195,788(1962)〕等を用いることができる。
培養は、通常pH6〜7、25〜30℃等の条件下で、1〜5日間行う。
また、培養中必要に応じて、ゲンタマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
植物細胞を宿主として得られた形質転換体は、細胞として、または植物の細胞や器官に分化させて培養することができる。該形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているムラシゲ・アンド・スクーグ(MS)培地、ホワイト(White)培地、またはこれら培地にオーキシン、サイトカイニン等、植物ホルモンを添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常pH5〜9、20〜40℃の条件下で3〜60日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ハイグロマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
上記のとおり、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを組み込んだ組換え体ベクターを保有する微生物、動物細胞、昆虫細胞あるいは植物細胞由来の形質転換体を、通常の培養方法に従って培養し、縮合プリン誘導体結合蛋白質を生成蓄積させ、該培養物より縮合プリン誘導体結合蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。
酵母、動物細胞、昆虫細胞または植物細胞により発現させた場合には、糖あるいは糖鎖が付加された蛋白質を得ることができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産させる形態としては、縮合プリン誘導体結合蛋白質をそのままの構造で生産させる以外に、モレキュラー・クローニング第3版に記載されている方法等に準じて、マーカーペプチドを連結させた融合蛋白質として、またはシグナル配列を連結させた分泌蛋白質としてとして生産することができる。
融合させるマーカーペプチドとしては、mycポリペプチド、β−ガラクトシダーゼ、プロテインA、プロテインAのIgG結合領域、クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ、ポリ(Arg)、ポリ(Glu)、プロテインG、マルトース結合タンパク質、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、ポリヒスチジン鎖(His−tag)、Sペプチド、DNA結合タンパク質ドメイン、Tac抗原、チオレドキシン、グリーン・フルオレッセント・プロテイン、FLAGペプチド、および任意の抗体のエビトープなどがあげられる。シグナル配列としては、任意の分泌蛋白質のシグナル配列をあげることができる〔山川彰夫,実験医学,13,469−474(1995)〕。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の生産方法としては、宿主細胞内に生産させる方法、宿主細胞外に分泌させる方法、あるいは宿主細胞外膜上に生産させる方法があり、使用する宿主細胞や、生産させる該蛋白質の構造を変えることにより、該方法を選択することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質が宿主細胞内あるいは宿主細胞外膜上に生産される場合、ポールソンらの方法〔J.Biol.Chem.,264,17619(1989)〕、ロウらの方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,8227(1989)、Genes Develop.,4,1288(1990)〕、または特開平5−336963、WO94/23021等に記載の方法を準用することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
すなわち、遺伝子組換えの手法を用いて、縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性部位を含むポリペプチドの手前にシグナルペプチドを付加した形で発現させることにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
また、特開平2−227075に記載されている方法に準じて、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子等を用いた遺伝子増幅系を利用して生産量を上昇させることもできる。
さらに、遺伝子導入した動物または植物の細胞を再分化させることにより、遺伝子が導入された動物個体(トランスジェニック非ヒト動物)または植物個体(トランスジェニック植物)を造成し、これらの個体を用いて縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することもできる。
形質転換体が動物個体または植物個体の場合は、通常の方法に従って、飼育または栽培し、該蛋白質を生成蓄積させ、該動物個体または植物個体より該蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。
動物個体を用いて縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造する方法としては、例えば公知の方法〔American Journal of Clinical Nutrition,63,639S(1996)、American Journal of Clinical Nutrition,63,627S(1996)、Bio/Technology,9,830(1991)〕に準じて遺伝子を導入して造成した動物中に縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産する方法があげられる。
動物個体の場合は、例えば、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを導入したトランスジェニック非ヒト動物を飼育し、該蛋白質を該動物中に生成・蓄積させ、該動物中より該蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。該動物中の生成・蓄積場所としては、例えば、該動物のミルク(特開昭63−309192)、卵等をあげることができる。この際に用いられるプロモーターとしては、動物で発現できるものであればいずれも用いることができるが、例えば、乳腺細胞特異的なプロモーターであるαカゼインプロモーター、βカゼインプロモーター、βラクトグロプリンプロモーター、ホエー酸性プロテインプロモーター等が好適に用いられる。
植物個体を用いて縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造する方法としては、例えば縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを導入したトランスジェニック植物を公知の方法〔組織培養,20(1994)、組織培養,21(1995)、Trends in Biotechnology,15,45(1997)〕に準じて栽培し、縮合プリン誘導体結合蛋白質を該植物中に生成、蓄積させ、該植物中より縮合プリン誘導体結合蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産する方法があげられる。
上記形質転換体により製造された縮合プリン誘導体結合蛋白質を単離精製するためには、通常の酵素の単離精製法を用いることができる。例えば縮合プリン誘導体結合蛋白質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液にけん濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、通常の酵素の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化学社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
また、縮合プリン誘導体結合蛋白質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として縮合プリン誘導体結合蛋白質の不溶体を回収する。回収した縮合プリン誘導体結合蛋白質の不溶体を蛋白質変性剤で可溶化する。該可溶化液を希釈または透析し、該可溶化液中の蛋白質変性剤の濃度を下げることにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を正常な立体構造に戻す。該操作の後、上記と同様の単離精製法により縮合プリン誘導体結合蛋白質の精製標品を得ることができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質、あるいは縮合プリン誘導体結合蛋白質に糖鎖の付加された該蛋白質等の誘導体が細胞外に分泌された場合には、培養上清に該蛋白質あるいは該蛋白質の誘導体を回収することができる。即ち、該培養物を上記と同様の遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、該培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
さらに、縮合プリン誘導体結合蛋白質は、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAをin vitro転写・翻訳系を用いて製造することもできる。
in vitro転写・翻訳系としては、公知の方法[Kigawa T.ら,J.Biomol.NMR,6,129(1998)、Spirin A.S.ら,Science,242,1162(1988)、Kigawa T.& Yokoyama.S.,J.Biochem.,110,166(1991)]に準じて、in vitro転写・翻訳系を用いることができる。すなわち、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAをSP6、T7、T3等のプロモーターの下流につなげ、それぞれのプロモーター特異的なRNAポリメラーゼを反応させることにより大量の縮合プリン誘導体結合蛋白質RNAをインビトロで合成した後、無細胞系の翻訳系例えばウサギ網状赤血球ライセート、コムギ胚芽抽出液や大腸菌抽出液等を用いた翻訳系を利用して、縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産することができる。該反応液から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
また、本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等の化学合成法によっても製造することができる。また、Advanced ChemTech社、パーキン・エルマー社、Pharmacia社、Protein Technology Instrument社、Synthecell−Vega社、PepSeptive社、島津製作所等のペプチド合成機を利用して化学合成することもできる。
このようにして取得される縮合プリン誘導体結合蛋白質として、例えば、配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質をあげることができる。
[3]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
抗糖尿病作用を有する物質は、▲1▼被検物質存在下、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量と、▲2▼被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択することにより、取得することができる。
上記方法で用いられる縮合プリン誘導体としては、上記2の方法で製造される上記1の化合物をあげることができ、縮合プリン誘導体結合蛋白質としては、上記4[2]の方法で製造される上記4[1]の蛋白質をあげることができる。具体的には、上記4[1](5)の(i)〜(iii)の蛋白質をあげることができる。
縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合体の量を測定する方法としては、例えば縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質のいずれか一方の分子をマルチウエルプレート、クロマト担体若しくはラテックス等のビーズ、表面プラズモン共鳴測定用のチップまたは質量測定用のターゲット等の固相に、物理的吸着、共有結合または縮合プリン誘導体結合蛋白質に反応する抗体等、タグペプチド、マーカーペプチドおよびシグナルペプチドより選ばれるペプチドを特異的に認識する分子を介した結合により固定化し、必要に応じて非特異吸着を抑制するブロッキングなどの処理を施した後、他方の分子を添加し、更に未吸着な他方の分子を洗浄除去後、他方の分子である縮合プリン誘導体結合蛋白質または縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性、結合特性、表面プラズモン共鳴の発生、または質量分析の信号強度等により結合した他方の分子を検出することにより、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合量を検出する方法をあげることができる。
被検物質存在下における縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合量と、被検物質非存在下における該結合量を上記方法のいずれか1つを用いて比較することにより、被検物質から縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合の阻害活性を指標に、抗糖尿病作用を有する物質を選択することができる。
該物質が抗糖尿病作用、例えばインスリン分泌促進作用を有する物質であることは、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織と上記で選択される物質をグルコース存在下で接触させたとき、該物質により膵臓β細胞のインスリン分泌が促進されること等により確認することができる〔Diabetorogia,36,1139(1993)〕。
[4]縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物を用いた縮合プリン結合蛋白質に結合する物質の探索方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質は、▲1▼被検物質存在下、縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量と、▲2▼被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較し、▲4▼被検物質より縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択した後、▲5▼▲4▼の工程で得られる物質より、縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質を選択することにより、取得することができる。
上記▲1▼〜▲4▼の工程は、上記3の方法に従って行うことができる。上記▲1▼〜▲4▼の工程で選択される物質から縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質を選択する方法としては、例えば標識化した該物質と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合と、標識化した該物質と膵臓由来細胞若しくは組織またはそれらの処理物以外の細胞等とを接触させた場合の該物質の結合活性を標識に基づいて測定、比較し、膵臓β細胞または該細胞の処理物に対する結合性が高い物質を選択することによる、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を選択する方法をあげることができる。結合活性は、上記3[3]の方法に準じて測定することができる。
[5]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質の探索方法
上記4[4]の方法において、膵臓β細胞または該細胞の処理物の代わりに、上記4[1]および[2]の方法で得られる縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いて、上記4[4]▲1▼〜▲4▼の工程で選択される物質より、上記4[3]の方法に準じ、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を取得することができる。
また、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合は、縮合プリン誘導体結合蛋白質を他の蛋白質との融合タンパク質として生産し、融合させた蛋白質に親和性をもつ物質を用いてタグペプチド、マーカーペプチド、またはシグナルペプチドより選ばれるペプチドを特異的に検出することにより測定することもできる。例えば、融合させるペプチドとしてβ−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、チオレドキシン等を用いたときは、その酵素活性を指標に、グリーン・フルオレッセント・プロテイン(GFP)等を用いたときは、その蛍光を指標に、プロテインA、プロテインAのIgG結合領域、ポリ(Arg)、ポリ(Glu)、プロテインG、マルトース結合ポリペプチド、ポリヒスチジン鎖(His−tag)、DNA結合ポリペプチドドメイン等を用いたときは、その特異的結合分子との結合を指標に、mycポリペプチド、Sペプチド、Tac抗原、FLAGペプチド、任意の抗体のエピトープ等を用いたときは、その特異的抗体との結合を指標に検出することができる。
β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、チオレドキシン、グリーン・フルオレッセント・プロテイン(GFP)、プロテインA、プロテインAのIgG結合領域、ポリ(Arg)、ポリ(Glu)、プロテインG、マルトース結合ポリペプチド、ポリヒスチジン鎖(His−tag)、DNA結合ポリペプチドドメイン等は、それらの特異的抗体との結合を指標に検出することもできる。
また、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体のいずれか一方あるいは双方をビオチン等の結合に特異性を有する分子や蛍光試薬、RI標識試薬等により修飾後、上記の反応系に用いることによって、ビオチン等の結合特異性を用いて固相に結合させたり、ビオチン等の結合特異性や蛍光、放射性等を指標に相互作用を検出することもできる。
さらに、蛋白質およびポリペプチドを適切な蛍光色素でラベル化し、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)により、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体とが結合しているときのみ発する蛍光を利用して、溶液系で縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体の相互作用を検出することができる。
[6]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体結合蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性と、▲2▼被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質の活性を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
上記方法で用いられる縮合プリン誘導体としては、上記2の方法で製造される上記1の化合物をあげることができ、縮合プリン誘導体結合蛋白質としては、上記4[2]の方法で製造される上記4[1]の蛋白質をあげることができる。
該蛋白質の活性が公知の場合は、公知の方法に準じて該酵素の活性を測定することができる。
例えば、該蛋白質として、配列番号1で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質を用いる場合、該活性はBiochem.Biophys.Acta,1338,47(1977)記載の方法に準じて測定することができる。
具体的には、該蛋白質の基質となりうるNADP、NADPHやレチノール、レチナール、パラクロロベンズアルデヒドなどのアルコール、アルデヒド等〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕等を用いて、該蛋白質による基質の消失速度または生成物の生成速度を分光光度測定、蛍光光度測定、または高速液体クロマトグラフィー等でモニターすることにより、該蛋白質の活性を測定することができる。
[7]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質の探索方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質は、上記[6]の方法により得られる縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を変化させる物質の中から、該蛋白質の活性を低下させる物質として選択することことができる。
また、縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質は、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体を調製し、両者の結合を検出する系に、被検物質を加え、被検物質による該結合の阻害を指標に、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体との結合を阻害する化合物として選択することにより取得することもできる。
具体的には、上記[3]の方法により選択される縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する化合物のなかから、縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質を選択することができる。
また、▲1▼被検物質存在下、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体との結合量と、▲2▼被検物質非存在下での該蛋白質と該蛋白質の基質誘導体との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質と該蛋白質の基質誘導体との結合を阻害する化合物を選択する方法により、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を抑制する物質を選択することもできる。
ここで、縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体とは、縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質となりうる物質から誘導される物質であり、具体的には、例えば縮合プリン誘導体結合蛋白質として、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質を用いる場合、該蛋白質基質誘導体としては、NADP、NADPHの誘導体やレチノール、レチナール、パラクロロベンズアルデヒドなどのアルコール、アルデヒド等の該蛋白質の基質となりうる物質〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕の誘導体をあげることができる。
より具体的な方法としては、縮合プリン誘導体結合蛋白質または縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体のいずれか一方の分子をマルチウエルプレートやクロマト担体やラテックス等のビーズ、表面プラズモン共鳴測定用のチップ、質量測定用のターゲット等の固相に、物理的吸着、共有結合や、縮合プリン誘導体結合蛋白質に反応する抗体等や、タグペプチド、マーカーペプチド、またはシグナルペプチドより選ばれるペプチドを特異的に認識する分子を介した結合により固定化し、必要に応じて非特異吸着を抑制するブロッキングなどの処理を施した後、他方の分子を添加し、更に未吸着な他方の分子を洗浄除去後、他方の分子である縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性、結合特性、表面プラズモン共鳴の発生、または質量分析の信号強度等により結合した他方の分子を検出することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体との結合量を検出することができる。
上記[5]〜[7]のいずれか方法から選ばれる2つ以上の方法を組み合わせることによって上記[5]〜[7]の方法により選択された物質の中から、インスリン分泌促進剤として好ましい活性を持つ化合物を絞り込むこともできる。また、必要に応じて、下記[11]の方法により、インスリン分泌促進剤としてより好ましい活性を有する化合物を絞り込むことができる。
インスリン分泌促進剤として好ましい活性を有する化合物とは、例えばインスリン分泌促進剤として好ましくない活性が低い化合物のことをいい、例えば、従来のインシュリン促進剤が有する副作用である体重減少、骨髄抑制、肝臓障害、腎毒性、神経毒性などが軽減された化合物をあげることができる。
[8]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の機能を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質の機能を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の細胞応答と、▲2▼被検物質非存在下での該形質転換体の細胞応答を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該形質転換株の細胞応答を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する形質転換体は、上記4[2](2)の方法により調製することができる。
被検物質と該形質転換株を接触させた場合の該形質転換株が示す細胞応答としては、例えば、細胞内情報伝達、遺伝子の転写、糖の取り込み、増殖などの変化等をあげることができ、それらの変化は公知の方法により検出することができる。
より具体的な細胞の応答としては、例えば、アラキドン酸遊離、アセチルコリン遊離、細胞内Ca2+遊離、細胞内cAMP生成、細胞内cGMP生成、イノシトールリン酸産生、細胞膜電位変動、細胞内蛋白質のリン酸化、c−fos活性化、pHの低下、メラニン色素の凝集または拡散、インスリンの分泌促進などをあげることができる。
[9]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量と、▲2▼被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
具体的な方法としては、被検物質と接触および非接触の縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する、上記4[2](2)の方法により調製することができる形質転換細胞の各々から常法に従い全RNAまたはポリ(A)+RNAを調製し、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAから調製されるプライマーDNAを用いた、RT−PCR[PCR Protocols、Academic Press(1990)]により、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定し、各々の発現量を比較することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を取得する方法をあげることができる。
[10]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の発現量を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の発現量を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質の発現量と、▲2▼被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質の発現量を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体は、上記4[2](2)の方法により調製することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の発現量を測定する方法としては、免疫学的定量法をあげることができる。
免疫学的定量法としては、例えば液相中で縮合プリン誘導体結合蛋白質と反応する抗体のうちエピトープが異なる2種類のモノクローナル抗体を用いたサンドイッチELISA法、125I等の放射性同位体で標識した縮合プリン誘導体結合蛋白質と該蛋白質を認識する抗体を用いるラジオイムノアッセイ法等があげられる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質と反応する抗体は、該蛋白質または該蛋白質の部分断片ペプチドの精製品を用いて、公知の方法によりポリクローナル抗体、モノクローナル抗体等として作製することができる。
[11]インスリン分秘促進活性評価
インスリン分泌促進剤の評価系としては、公知のいかなる方法も利用することができる。
動物を用いる方法としては、例えば、Wistar系ラット等を用い、被験物質投与時に、経口糖負荷試験を行い、血糖抑制効果はあるが、低血糖を起さない被験物質を選択する方法(WO00/01388)等をあげることができる。
摘出組織や培養細胞を用いる方法としては、膵臓ランゲルハンス氏島、初代培養膵臓β細胞、培養β細胞の内、5〜10mmol/lのグルコース濃度の生理的な変化に応じたインスリン分泌能を示す培養β細胞であるBRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA.,85,9037−9041(1988)〕、あるいは、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕を用い、低グルコース濃度で被験物質を添加してもインスリン分泌を促進しないが、高グルコース濃度で、被験物質を添加すると高グルコース単独よりもインスリン分泌を促進する被験物質を選択する方法(特開2000−154139)等をあげることができる。
培養β細胞株の中でも、膵臓β細胞MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕は、インスリン含量およびグルコース刺激によるインスリン分泌量が生体内の膵臓β細胞に近く、グルコース濃度に応答してインスリン分泌が上昇する点において生体内の膵臓β細胞の性質を良く保存している〔Endocrinology,127,126−132(1990)、Diabetologia,36,1139−1145(1993)〕。また、MIN6細胞は、糖尿病治療薬として用いられているスルフォニルウレア剤、例えばグリベンクラミドに応答して、インスリン分泌が促進される〔Cellular Signalling,5,777−786(1993)〕点でより好ましい。
MIN6細胞の培養、およびMIN6細胞を用いたインスリン分泌試験は、Diabetologia,36,1139−1145(1993)に記載されている方法に準じて行うことができる。
また、化合物が細胞のインスリン分泌活性に与える影響は、以下のようにして集めた細胞培養上清中のインスリン量を測定することにより求めることができる。
24ウェルプレートで培養したMIN6細胞を、2mmol/lグルコースを含む緩衝液A〔119mmol/l塩化ナトリウム、4.74mmol/l塩化カリウム、2.54mmol/l塩化カルシウム、1.19mmol/l硫酸マグネシウム、1.19mmol/lリン酸二水素カリウム、10mmol/l 2−[4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸、0.1%牛血清アルブミンpH7.3〕1mlを用いて2回洗浄した後、1mlの2mmol/lグルコースを含む緩衝液A中、37℃で45分間インキュベートする。インキュベート後、培養上清を、各種濃度の試験化合物および8.4mmol/lグルコースを含む緩衝液A(1ml)と交換し、さらに、37℃で45分間インキュベートし、培養上清を集める。培養上清中に分泌された抗体反応性のインスリンは1%牛血清アルブミン、0.1%Tween20、0.12%EDTA・2Na、0.1%アジ化ナトリウムを含むりん酸緩衝液で希釈した後、放射線免疫測定法により定量できる。ヒトインスリンを標準物質として標準曲線を作成し、その曲線からそれぞれのインスリン値を算出できる。さらに、試験化合物の代わりに溶媒であるジメチルスルホキシドを添加したときに得られるインスリン値を100%として、それぞれの測定値の相対量(%)を計算できる。
[12]本発明の方法で選択されるインシュリン分泌促進活性を有する化合物
本発明の方法で選択されるインシュリン分泌促進活性を有する化合物としては、下記の一般式(V)
[式中、R1B、R2BおよびR3Bは同一または異なって、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、またはNを含有する置換若しくは非置換の複素環基(該複素環基はN原子でトリアジン環に結合する)を表す]で表される化合物をあげることができる。
N原子でトリアジン環に結合する複素環基としては、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、プリニル、ピロリジニル、2,5−ジオキソピロリジニル、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、2−オキソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、テトラヒドロキノキサリニル、オクタヒドロキノリル、ジヒドロインドリル、又は1,3−ジオキソイソインドリニルなどをあげることができる。
上記式(V)の各基の定義において、置換とは、例えば置換若しくは非置換の低級アルキル、置換若しくは非置換のアラルキル、置換若しくは非置換のアリール、置換若しくは非置換の芳香族複素環基、置換若しくは非置換の脂環式複素環基による置換などを意味する。
ここで、置換若しくは非置換の低級アルキル、置換若しくは非置換のアラルキル、置換若しくは非置換のアリール、置換若しくは非置換の芳香族複素環基、置換および非置換の脂環式複素環基は、それぞれ前記式(II)の定義の中の置換若しくは非置換の低級アルキル、置換若しくは非置換のアラルキル、置換若しくは非置換のアリール、置換若しくは非置換の芳香族複素環基、置換および非置換の脂環式複素環基と同義である。
より具体的には、下記第2表に記載の化合物番号193〜200で表される化合物をあげることができる。
上記化合物は、WO01/47921に記載の方法、および公知の一般的な合成方法に準じて合成することができる他、ChemBrige社より購入することもできる。
[13]本発明の方法で選択される物質を含有する医薬
本発明の方法で選択される物質を有効成分として含有する医薬は、該有効成分を単独で投与することも可能ではあるが、通常は該有効成分を薬理学的に許容される一つあるいはそれ以上の担体と一緒に混合し、製剤学の技術分野においてよく知られる任意の方法により製造した医薬製剤として提供するのが望ましい。好ましくは水、あるいは食塩、グリシン、グルコース、ヒトアルブミン等の水溶液等の水性担体に溶解した無菌的な溶液が用いられる。また、製剤溶液を生理的条件に近づけるための緩衝化剤や等張化剤のような、薬理学的に許容される添加剤、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化カリウム、クエン酸ナトリウム等を添加することもできる。また、凍結乾燥して貯蔵し、使用時に適当な溶媒に溶解させて用いることもできる。
投与経路は、治療に際し最も効果的なものを使用するのが望ましく、経口投与、あるいは口腔内、気道内、直腸内、皮下、筋肉内および静脈内等の非経口投与をあげることができる。投与形態としては、噴霧剤、カプセル剤、錠剤、顆粒剤、シロップ剤、乳剤、座剤、注射剤、軟膏、テープ剤等があげられる。
経口投与に適当な製剤としては、乳剤、シロップ剤、カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤等があげられる。例えば乳剤およびシロップ剤のような液体調製物は、水、ショ糖、ソルビトール、果糖等の糖類、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、ごま油、オリーブ油、大豆油などの油類、p−ヒドロキシ安息香酸エステル類等の防腐剤、ストロベリーフレーバー、ペパーミント等のフレーバー類等を添加剤として用いて製造できる。カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤等は、乳糖、ブドウ糖、ショ糖、マンニトール等の賦形剤、デンプン、アルギン酸ナトリウム等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、タルク等の滑沢剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン等の結合剤、脂肪酸エステル等の界面活性剤、グリセリン等の可塑剤等を添加剤として用いて製造できる。
非経口投与に適当な製剤としては、注射剤、座剤、噴霧剤等があげられる。例えば、注射剤は、塩溶液、ブドウ糖溶液、あるいは両者の混合物からなる担体等を用いて調製する。座剤はカカオ脂、水素化脂肪またはカルボン酸等の担体を用いて調製される。また、噴霧剤は該物質そのもの、ないしは受容者の口腔および気道粘膜を刺激せず、かつ該物質を微細な粒子として分散させ吸収を容易にさせる担体等を用いて調製する。担体として具体的には乳糖、グリセリン等が例示される。該物質および用いる担体の性質により、エアロゾル、ドライパウダー等の製剤が可能である。また、これらの非経口剤においても経口剤で添加剤として例示した成分を添加することもできる。
投与量または投与回数は、目的とする治療効果、投与方法、治療期間、年齢、体重等により異なるが、通常成人1日当たり10μg/kg〜8g/kgである
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施例、試験例に基づき説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 標識化縮合プリン誘導体の合成
下式(VI)で示される化合物16の3H標識体(以下、[3H]標識化合物16という)は、WO00/01388に記載の方法により合成することができる上記第1表の化合物番号23で表される化合物のR体を原料に用いた3H−gas法によって、アマシャム ファルマシア社で合成された。
実施例2 膵臓β細胞の破砕液の調製
MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕を、細胞培養用フラスコ(182cm2、グライナー社製)中にて、37℃、5%炭酸ガス下で、15%ウシ胎児血清と5g/lのグルコースを含むDMEM培地(Dulbecco’s Modified Eagle Medium;日水製薬社製)を用いて集密的になるまで培養した。なお、以下の操作は、氷上で行った。
MIN6細胞が集密的になった後、培地を取り除き、30mlの氷冷したリン酸緩衝生理食塩液(PBS)で2回洗浄した。その後、氷冷したTris−HCl緩衝液〔10mmol/lトリス−塩酸(Tris−HCl)、100mmol/l塩化ナトリウム(NaCl)、2mmol/lエチレンジアミン四酢酸(EDTA)、10μg/mlロイペプチン(leupeptin)、1mmol/lフェニルメタンスルフォニルフルオリド(PMSF)、pH7.4〕を3ml加え、セルスクレーパーを用いて、フラスコに接着している細胞を剥がし、パスツールピペットで細胞を回収した。この操作を、もう一度行うことにより、182cm2フラスコにつき計6mlの細胞懸濁液を取得した。該細胞懸濁液を、ホモジェナイザーを用いて細胞を破砕した後、遠心分離機Himac CF7D2(日立社製)を用いて、4℃、10分間、毎分3500回転で遠心分離し、その上清を回収し、細胞破砕液とした。
実施例3 膵臓β細胞の膜画分の調製
実施例2で得られた細胞破砕液を、遠心分離機Himac CP100α(日立製作所社製)、ローターRP50T(日立製作所社製)を用いて、4℃、30分間、毎分35000回転で遠心分離した後、上清を廃棄し、残った沈殿に氷冷した上記のTris−HCl緩衝液を加え、18ゲージ(テルモ社製)の注射針をつけたシリンジ(テルモ社製)を用いて懸濁した。さらに、遠心分離機Himac CP100α、ローターRP50Tを用いて、4℃、30分間、毎分35000回転で遠心分離した後、上清を捨て、沈殿に適当量の氷冷したTris−HCl緩衝液を加え、25ゲージ(テルモ社製)の注射針をつけたシリンジ(テルモ社製)を用いて懸濁したものをMIN6細胞の膜画分とした。
実施例4 膵臓β細胞の可溶化膜画分の調製
実施例3の膜画分に氷冷した可溶化バッファー〔20mmol/l Tris−HCl、500mmol/l塩化カリウム(KCl)、2mmol/l EDTA、10μg/mL leupeptin、1mmol/l PMSF、1w/v%ジギトニン(digitonin)、pH7.4〕を6ml加えて懸濁し、ホモジェナイザーを用いてホモジェナイズした後、そのまま氷上で30分間放置した。その後、遠心分離機Himac CP100α、ローターRP50Tを用いて、4℃、60分間、毎分35000回転で遠心分離することで得られた上清を、可溶化膜画分として回収した。沈殿には再び、氷冷した可溶化バッファーを3ml加え、上記の操作をさらに2回繰り返し、得られた上清をすべて混合して可溶化膜画分とした。
実施例5 膵臓β細胞および標識化縮合プリン誘導体を用いた結合実験
細胞培養用の24ウェルプレート(コーニング社製)にほぼ集密的な状態になるまで培養したMIN6細胞を、KRH緩衝液(119mmol/l NaCl、4.74mmol/l KCl、2.54mmol/l塩化カルシウム(CaCl2)、1.19mmol/l硫酸マグネシウム(MgSO4)、1.19mmol/lリン酸二水素カリウム(KH2PO4)、10mmol/l HEPES、2mmol/lグルコース、0.1w/v%牛血清アルブミン(BSA)、pH7.3)を用いて、2回洗浄した後、KRH緩衝液を1ウェルにつき1ml添加し、37℃にて45分間プレインキュベーションを行った。プレインキュベーション後、上清を除去し、0.15mlのKRH緩衝液と10nmol/lの[3H]標識化合物16、及び1μmol/lの濃度になるように被験化合物を添加し、4℃にて反応が平衡に達するまで1時間以上インキュベートした後、KRH緩衝液を用いて、細胞を2回洗浄した。KRH緩衝液を1ウェルにつき2ml添加し、室温にて20分間放置した後、再び、KRH緩衝液を用いて洗浄し、各ウェルに残った放射活性を液体シンチレーションカウンターを用いて測定することにより結合量を求めた。
被験化合物を添加しない条件下における[3H]標識化合物16の結合量(総結合量)と10μmol/lの化合物16存在下における[3H]標識化合物16の結合量(非特異的結合量)との差を、特異的結合量とした。
第1図Aに結合飽和曲線を、第1図Bにスキャッチャードプロットを示した。これらの図から、膵臓β細胞を用いると縮合プリン誘導体に特異的な結合を検出することができることがわかった。また、第3表に各縮合プリン誘導体による[3H]標識化合物16結合阻害作用とインスリン分泌促進活性の測定値を、第2図に該阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を示した。両作用の相関係数は0.679であり、有意な相関があることがわかった。
実施例6 膵臓β細胞の膜画分および標識化縮合プリン誘導体を用いた結合実験
細胞培養用の24ウェルプレート(コーニング社製)に、膜画分(150μg/ml)、[3H]標識化合物16、および放射標識していない被験化合物を含む実施例2に記載のTris−HCl緩衝液を加え、室温で1時間インキュベートした。次に、ハーベスターFiltermate 196−UniFilter 24(Packard社製)を用いて吸引ろ過することにより、UniFilter−24GF/B filter plate(Packard社製)上に膜画分を回収し、該膜画分を、1mlの洗浄バッファー(10mmol/l Tris−HCl、100mmol/l NaCl、2mmol/l EDTA 0.1w/v%BSA、pH7.4)を用いて、4回洗浄した後、乾燥させてから、マイクロシンチ20(Packard社製)を150μl/well添加し、Microplate Sintillation Counter Top Count(Packard社製)を用いて放射活性を測定した。化合物16の無添加時の放射活性を総結合量、化合物16を10μmol/l添加した時の放射活性を非特異的結合量として、総結合量から非特異的結合量を差し引いた残りを特異的結合量とした。
第3図Aに結合飽和曲線を第3図Bにスキャッチャードプロットを示した。これらの結果から、膵臓β細胞の膜画分を用いることによって、縮合プリン誘導体に特異的な結合を検出することができることがわかった。また、第4図に縮合プリン誘導体による[3H]標識化合物16結合阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を示した。両作用の相関係数は0.705であり、有意な相関があることがわかった。
実施例7 膵臓β細胞の可溶化膜画分を用いる結合実験
可溶化膜画分を蛋白質濃度500μg/mlで用いた以外は、上記実施例6と同様の方法で実験を行った。また、溶解液を目的の濃度に調製する際、界面活性剤を含まない可溶化緩衝液を用いて、溶解液に含まれる界面活性剤の濃度を0.1w/v%となるように希釈した。したがって、インキュベーション液の組成は、0.1w/v%のdigitonin、20mmol/l Tris−HCl、500mmol/l KCl、2mmol/l EDTA、10μg/mLロイペプチン(leupeptin)、1mmol/l PMSF、pH7.4であった。
化合物番号16で表される化合物の無添加時の放射活性を総結合量、該化合物を10μmol/l添加した時の放射活性を非特異的結合量として、総結合量から非特異的結合量を差し引いた残りを特異的結合量とした。
第5図に総結合量と非特異的結合量を示した。この結果から、膵臓β細胞の可溶化膜画分を用いることによって、縮合プリン誘導体の特異的結合を検出できることがわかった。
実施例8 インスリン分泌量の測定
MIN6細胞の培養、およびMIN6細胞を用いたインスリン分泌試験は、Diabetorogia,36,1139−1145(1993)に記載の方法に準じて行った。
すなわち、14.5mmol/lのグルコース存在下において、化合物がインスリン分泌活性に与える影響を、以下のようにして集めた細胞培養上清中のインスリン量を測定することにより評価した。
24ウェルプレートで培養したMIN6細胞を、2mmol/lのグルコースを含む緩衝液A〔119mmol/l NaCl、4.74mmol/l KCl、2.54mmol/l CaCl2、1.19mmol/l MgSO4、1.19mmol/l KH2PO4、10mmol/l 2−[4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸、0.1%BSA、pH7.3〕1mlを用いて2回洗浄した後、1mlの2mmol/lグルコースを含む緩衝液A中、37℃で45分間インキュベートした後、培養上清を、各種濃度の試験化合物および8.4mmol/lグルコースを含む緩衝液A(1ml)と交換し、さらに、37℃で45分間インキュベートし、培養上清を集めた。
培養上清中に分泌された抗体反応性のインスリンは1%BSA、0.1%Tween20、0.12%EDTA・2Na、0.1%アジ化ナトリウムを含むリン酸緩衝液で希釈した後、放射線免疫測定法〔Methods in Investigative and Diagnostic Endocrinology,Vol.2A,2B,North−Holland Publishing Co.,Amsterdam(1973)〕により定量した。ヒトインスリンを標準物質として標準曲線を作成し、その曲線からそれぞれのインスリン値を算出した。
実施例9 微生物の培養液を探索源とした抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
実施例6に記載の方法に従い、膵臓β細胞膜画分を用いて微生物の培養液から抗糖尿病作用を有する物質を選択することができる。
土壌から平板希釈法を用いて単離した微生物を、0.5%グルコース、3.0%可溶性でんぷん、2.0%大豆粉、0.5%酵母エキス、0.5%コーンスティープリカー、0.3%炭酸カルシウム(CaCO3)(蒸煮前pH7.2)からなる培地を入れた試験管中で28℃、4日間攪拌機上で培養する。培養終了後、培養液と同量のジメチルスルホキシドを添加して十分攪拌し、遠心分離機によって固形分と上清液に分離する。上清液2μlを、実施例6に記載した膵臓β細胞の膜画分0.15mlおよび10nmol/lの[3H]標識化合物16を含む溶液に添加し、室温で1時間インキュベートする。同時に培養上清液の代わりに50%ジメチルスルホキシドを添加した膵臓β細胞の膜画分0.15mlおよび10nmol/lの[3H]標識化合物16を含む溶液、および、さらに該溶液に10μomol/lの非標識の化合物16を添加した溶液を作成し、同様にしてインキュベートする。
インキュベーション終了後、実施例6に記載の方法により膜画分の回収、洗浄、膜に残った放射活性の測定を行った。非標識の化合物16を添加した場合に得られる放射活性を非特異的結合量、非標識の化合物16を添加していない場合の放射活性を総結合量として、実施例6に記載の方法で、それぞれの特異的結合量を計算する。計算された特異的結合量を用いて、以下の式からそれぞれの培養上清液の結合阻害率を求めることができる。
結合阻害率(%)=(50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量−培養上清液存在下の特異的結合量)/50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量 × 100
実施例10 化合物ライブラリーを探索源に用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
実施例5に記載の方法に従い、膵臓β細胞と[3H]標識化合物16の結合に対する阻害作用を指標にして抗糖尿病作用を有する物質を探索した。被検物質は、ジメチルスルホキシドに溶解し、終濃度が1μmol/lになるように添加した。非標識の化合物16を添加した場合に得られる放射活性を非特異的結合量、非標識の化合物16を添加していない場合の放射活性を総結合量として、実施例6に記載の方法で、それぞれの特異的結合量を計算し、以下の式を用いて結合阻害率を求めた。
結合阻害率(%)=(50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量−培養上清液存在下の特異的結合量)/50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量 × 100
7000種の化合物を探索した結果、10μmol/lで84%の阻害率を示す、下式(VII)に記載した構造を有する化合物を選択することができた。
式(VII)で表される構造を有する化合物(第4表の化合物番号193で示される化合物。以下、化合物193と称す)のインスリン分泌促進作用を、実施例8に記載の方法により測定した。その結果、該化合物のインスリン分泌促進量は、化合物16による分泌促進量を100%とした場合、195%であった(第4表)。
また、化合物193の類縁体である、下記第4表の化合物番号194〜199で表される化合物は10μmol/lの濃度において、化合物番号200で表される化合物は1μmol/lの濃度においてインスリン分泌促進活性が認められた(第4表)。
以上のことから、本発明の探索方法の有用性が示された。
上記化合物は、ChemBrige社より入手したほか、WO01/47921に記載の方法、および公知の一般的な合成方法に準じて合成した。
実施例11 縮合プリン誘導体固定化粒子の作製
縮合プリン誘導体として、上記第1表中の化合物番号155番で表される化合物を選択して以下の実験に用いた。
1mlのNHS−activated Sepharose粒子懸濁液(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して、上清を取り除いたペレットに5mlのTHFを加えて粒子を分散させた後、粒子を遠心分離して上清を取り除いた。この操作を3回繰り返した。
溶媒をTHFに交換した500μlのNHS−activated Sepharose粒子のペレットに、化合物196の溶液を加えてNHS−activated Sepharose粒子を分散させた。この時の溶媒はTHF、体積は500μl、化合物155の濃度は6mmol/lであった。時々撹拌しながら室温で一晩反応させた。反応終了後、粒子を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除いた。
未反応の化合物155を除くために、5mlのTHFを加えて粒子を分散させた後、粒子を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除く操作を3回繰り返した。未反応の粒子状の反応点を不活化するために、200mmol/lのモノエタノールアミンを含むTHF溶液を5ml加えて粒子を分散させ、10分間静置した。反応終了後、遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除いた。未反応のモノエタノールアミンを除くために、5mlのTHFを加えて粒子を分散させた後、粒子を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除く操作を3回繰り返した。
このようにして得られた化合物155固定化粒子を、500μl粒子/mlとなるようにTHFに分散させた後、遮光条件下、4℃で保存した。
実施例12 細胞抽出液の調製
マウス膵臓β細胞株MIN6の培養は、425mlのダルベッコ変法イーグル培地(日水製薬社製)に、FBSを75ml、7.5%炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)を8.5ml、200mmol/lのL−グルタミンを5ml、ペニシリン(Penicillin)−ストレプトマイシン(Streptomycin)(それぞれ10000units/mlおよび10mg/mlの混合液)を2.5mlを加えた培地中でディッシュを用いて、5%CO2下、37℃のインキュベーター中で静置培養により行った。
MIN6が集密的になった後、細胞を37℃のPBSで2回洗浄し、4℃の緩衝液A〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕で細胞を剥がした。4℃で30分間、ローテーターで穏やかに攪拌した。その後、遠心分離(12000rpm、5分間、4℃)により不溶性画分を沈殿させて上清を可溶画分とした。ペレットを1mlの緩衝液B〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、150mmol/l NaCl、1%digitonin、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕に懸濁し、4℃で30分間、ローテーターで穏やかに攪拌した。その後、遠心分離(12000rpm、5分間、4℃)により不溶性画分を沈殿させて上清を可溶化膜画分とした。この方法でタンパク質濃度約3mg/mlの可溶画分と可溶化膜画分が得られた。可溶画分、可溶化膜画分は、−80℃で保存した。
実施例13 縮合プリン誘導体結合蛋白質の取得
実施例12で作製したMIN6の可溶化膜画分を緩衝液Bで10倍に希釈した溶液1mlに500μmol/lの化合物番号16で表される化合物(以下、化合物16と称す)を加えて、4℃で2時間穏やかに攪拌した。対照として化合物16を加えていないMIN6の可溶化膜画分を緩衝液C〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、150mmol/l NaCl、1%digitonin、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕で10倍に希釈した溶液1mlを4℃で2時間穏やかに攪拌した。次に、化合物16加えた可溶化膜画分および被検物質を加えていない可溶性膜画分溶液に実施例8で作製した化合物番号155で表される化合物を固定化した粒子(以下、化合物155固定化粒子と称す)を加え、4℃で30分間穏やかに撹拌した。その後、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液Cを750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液D〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA〕を750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。その後、β−メルカプトエタノールを含むSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動サンプルバッファーを30μl加え、化合物155固定化粒子に結合している蛋白質の溶出を行い、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。化合物16を加えた細胞抽出液からの化合物155固定化粒子による精製で、化合物番号16で表される化合物により化合物155固定化粒子への特異的結合が阻害されるp31蛋白質を見出した。
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離したp31蛋白質をゲルから切り出し、25mmol/lトリス塩酸緩衝液(pH8.5)中で0.3μgのリジルエンドペプチダーゼ(和光純薬社製)と共に37℃で13時間反応させた。リジルエンドペプチダーゼ消化で得られたペプチド断片を含む反応上清を回収し、逆相HPLCでペプチドを分離した。カラムはMagic C18(0.2mm I.D.×5cm、Michrom BioResources社製)を使用し、アセトニトリル濃度を5%から60%まで直線的に上昇させるグラジエントによりペプチドを溶出させた。分離したペプチドはチューブに分取し、気相プロテインシーケンサーProcise492cLC(Applied Biosystems社製)によりアミノ酸配列を決定した。決定したアミノ酸配列を配列番号11に示した。
リジルエンドペプチダーゼ消化後のp31蛋白質を含むゲル片は、さらに100mmol/lトリス塩酸緩衝液(pH8.8)中で0.3μgのトリプシン(シーケンスグレード、ロッシュ・ダイアグノスティックス社製)と共に37℃で13時間反応させた。トリプシン消化で得られたペプチド断片は、上記と同様の方法により逆相HPLCで分離し、そのアミノ酸配列を決定した。決定したアミノ酸配列を配列番号12に示した。
配列番号11および12で示したアミノ酸配列は、PIRタンパク質データベースに対して相同性検索を実施した結果、配列番号2に示したマウスNADPH依存性レチノール デヒドロゲナーゼ/レダクターゼ由来のアミノ酸配列のN末端から199番目のアミノ酸残基から209番目のアミノ酸残基からなる配列、およびN末端から34番目のアミノ酸残基から40番目のアミノ酸残基からなる配列に一致していることを確認した。
実施例14 p31蛋白質の調製
[1]マウス膵臓β細胞株(MIN6)からのp31 cDNAのクローン化とHis−p31蛋白質発現プラスミドの造成
マウス膵臓β細胞株(MIN6)より抽出された全RNAを鋳型とし、オリゴdTをプライマーとして1本鎖cDNAを合成した。この1本鎖cDNAを鋳型として、完全長のp31蛋白質をコードする遺伝子部分をポリメラーゼ・チェイン・リアクション(Polymerase Chain Reaction;PCR)法を用いて調製し、NOVAGEN社より購入した大腸菌発現ベクターpET−14bに組み込むことにより、N末にHisタグが付加されたHis−p31蛋白質発現プラスミドを構築した。以下、詳細に説明する。
MIN6細胞より、常法〔Biochemistry,18,5294(1977)〕に従い抽出した全RNA1μgから、1本鎖cDNA合成キットであるSuperScriptTMFirst−Strand Synthesis System for RT−PCR(GIBCO BRL社製)を用いて、オリゴdTをプライマーとして1本鎖cDNAを合成した。上記で得た1本鎖cDNAの0.4%をPCRの鋳型として使用した。
PCR用のプライマーセットとしては、GENSET社にて合成された配列番号7及び8で表される塩基配列からなる合成DNAを用いた。
配列番号7で表される塩基配列からなるDNAにはNdeIサイトが,配列番号8で表される塩基配列からなるDNAにはBamHIサイトが導入されるようにデザインした。
PCRは、Pyrobest DNA Polymerase(宝酒造社製)を用いて行なった。反応液は、該ポリメラーゼの使用説明書に従って調製し、GeneAmp PCR system 9700(Applied Biosystems)を用いて、95℃で5分間インキュベートした後、94℃で30秒間、65℃で1分間、72℃で2分間の反応を30サイクル行なった後、さらに72℃で7分間インキュベートすることで反応を行った。反応終了後、DNA精製キットであるPrep−A−Gene DNA Purification Systems(BIO−RAD社製)を用いてDNAを精製した。
上記のDNAを、NEB2緩衝液(New England Biolab社製)10μlに溶解し、10単位のNdeIおよび10単位のPstIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約0.8kbのDNA断片を回収した。
pET−14b 1μgをNEB2緩衝液20μlに溶解し、20単位のNdeIと20単位のPstIを加え、37℃2時間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約3.4kbのDNA断片を回収した。
pET−14b 1μgをNEB2緩衝液20μlに溶解し、20単位のPstIと20単位のBamHIを加え、37℃で2時間、消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約1.3kbのDNA断片を回収した。
上記で得られた、PCRで増幅したDNA由来のNdeI−BamHI断片(0.8kb)0.1μg、pET−14b由来のNdeI−PstI断片(3.4kb)0.03μgおよびPstI−BamHI断片(1.3kb)0.05μgをT4DNAリガーゼ緩衝液10μlに溶解し、T4DNAリガーゼ400単位を加えて、16℃で16時間結合反応を行なった。
該反応液を用いて大腸菌BL21株(Stratagene社製)をコーエンらの方法によって形質転換し、形質転換体を取得した。該形質転換株が保有するプラスミドを公知の方法に準じて単離し、その構造を制限酵素消化により確認した。該プラスミドをpET−14b−p31と命名した。
上記で取得された、プラスミドpET−14b−p31の塩基配列を、アプライド・バイオシステムズ社の塩基配列決定キット(BigDye Terminator Cycle Sequencing Beady Reaction Kit v2.0)を用いて決定した。
その結果、本実施例でクローニングされた遺伝子は、配列番号2で表される260アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、このアミノ酸配列はGene Bank Accession No.AB045132.1に記載されているマウス由来の蛋白質のアミノ酸配列と一致することが明らかになった。
[2]大腸菌によるマウスHis−p31蛋白質の発現
上記[1]で取得されたプラスミドpET−14b−p31を大腸菌BL21株にコーエンらの方法によって形質転換し、形質転換株BL21/pET−14b−p31を取得した。BL21/pET−14b−p31は、アンピシリン含有L−broth〔10g/l Bacto−Typtone(DIFCO社製)、5g/l Yeast Extract(DIFCO社製)、5g/l NaCl、75μg/mlアンピシリン〕5mlが入った15ml容の試験管にて、37℃で8時間振とう培養(220rpm)した。次に、アンピシリン含有L−broth 50mlが入った300ml容のバッフル付き三角フラスコに、上記培養液を2.5ml添加後、37℃でOD(590nm)が1.0になるまで振とう培養(220rpm)し、4℃に保存した。次に、アンピシリン含有L−broth 500mlが入った2本の2L容のバッフル付き三角フラスコに、上記培養液を20mlずつを添加し、37℃で通気攪拌培養(220rpm)し、OD(590nm)が0.9に到達した時点で発現誘導剤であるIPTG(イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド)を0.2mmol/lとなるように添加し、His−p31蛋白質の発現を誘導した。発現誘導後4時間で培養を終了し、培養液を遠心分離し、約6.6g(湿潤重量)の菌体を取得した。
[3]マウスHis−p31の精製
実施例5で得た培養菌体からマウスHis−p31の精製は、全て0〜4℃の条件のもと、以下の方法で行った。
上記[2]で得られた培養菌体6.6g(湿潤重量)を、20mlのホモゲナイズ溶液(20mmol/lリン酸ナトリウム緩衝液、500mmol/l NaCl、5mmol/lイミダゾール、10mmol/lジチオスレイトール、pH7.4)に懸濁後、超音波破砕機(家田貿易社製、Vibra−Cell、振幅レベル70)で5秒間、10回程度大腸菌を破砕して得られた破砕液を、9,000rpmで15分間遠心分離し、上清をフィルター濾過(MILLIPORE社製、Millex−GV、0.22μm)し、濾液を下記の条件による金属キレートアフィニティークロマトグラフィーで精製した。
金属キレートアフィニティークロマトグラフィー条件
カラム:200mmol/l硫酸亜鉛水溶液を24ml/時間の流速で20分間流した後、6ml/時間の流速で2時間流すことで、亜鉛を配位させたChelating Sepharose Fast Flow(アマシャムファルマシアバイオテク社製、10×100mm)
溶出液:A液(20mmol/lリン酸ナトリウム緩衝液、500mmol/l NaCl、5mmol/lイミダゾール、pH7.4)1000ml、B液(20mmol/lリン酸ナトリウム緩衝液、500mmol/l NaCl、500mmol/lイミダゾール、pH7.4)1000ml
流速:6ml/時間
溶出:A液からB液の直線濃度勾配溶出
溶出液は1.3mlずつ分画し、各画分をメルカプトエタノール還元下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動で分析し、分子量31キロダルトン付近のマウスHis−p31のバンドを含む画分を集め、亜鉛キレートクロマトグラフィーマウスHis−p31画分とした。
亜鉛キレートクロマトグラフィーマウスp31画分を脱塩処理した。脱塩処理は下記の条件で行った。
脱塩処理条件
カラム:PD−10(アマシャムファルマシアバイオテク社製)
溶出液:400mmol/lリン酸カリウム緩衝液(pH7.4)
溶出液は、0.5mlずつ分画し、各画分をメルカプトエタノール還元下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動で分析し、分子量31キロダルトン付近のマウスHis−p31のバンドを含む画分を集め、PD−10マウスHis−p31画分とした。取得したHis−p31のSDS−PAGEによる解析結果を第6図に示す。
[4]マウスHis−p31の構造確認
上記[3]で取得したマウスHis−p31蛋白質は、N末端のヒスチジンタグをトロンビン消化により除去した後にN末端アミノ酸配列を解析した。すなわち約10μgのHis−p31に対して100mUのビオチン修飾トロンビン(Biotinylated human thrombin、Novagen社製)を添加し、反応液(20mmol/l Tris−HCl緩衝液pH8.4、1.5mol/l NaCl、2.5mmol/l CaCl2)中で20℃、15時間反応させた。反応液を2−メルカプトエタノール還元下でSDS−PAGEを行った後、J.Biol.Chem.,262,10035−10038(1987)に記載の方法に従い、PVDF膜(ProBlott、Applied Biosystems社製)へ電気的に転写した。転写した膜をクマジーブルー染色し、分子量約31kDaのバンドを切り出し、気相プロテインシーケンサー(PPSQ−10、島津製作所製)を用いてメーカー推奨の方法によりN末端アミノ酸配列を解析した。得られたアミノ酸配列ほ配列番号9で表される通り、遺伝子配列から推定される配列番号2に記載のアミノ酸配列のN末端から1残基目からの配列に一致した。配列番号9で表されるアミノ酸配列のうちN末端から1残基目より3残基目までがpET−14bベクター由来、4残基目以降の配列がマウスp31由来のアミノ酸配列と一致していることを確認した。
実施例15 p31蛋白質を用いた結合実験
実施例14で精製したHis−p31を用いた結合実験を以下のように行った。
センサーチップCM5(BIAcore社製)をBIAcore2000(BIAcore社製)にセットし、該センサーチップをHBS−EPバッファー(100mmol/l HEPES、5mol/l NaCl、500mmol/l EDTA、0.005%Polysorbate 20(v/v)、pH7.4、0.22μmフィルターろ過)を用い、付属のマニュアルにしたがって10℃にて平衡化した。
リガンド固定化用EDC試薬(N−ethyl−N’−(3−dimethylaminopropyl)carbodiimidehydrochloride、BIAcore社製)およびNHS試薬(N−hydrixysuccinimide、BIAcore社製)を50μlずつ混合し、70μlをセンサーチップ上に流速10μl/分で流入させチップ表面を活性化した。固定化用バッファー(20mmol/l炭酸ナトリウムバッファー、pH8.5)に上記表1中の化合物番号155で表される化合物を100μg/mlの濃度になるように溶解し、流速10μl/分でセンサーチップ上に注入し、約50RUとなるまで固定化した。
次に、70μlの1mol/l Ethanolamineを流速10μl/分で注入し、センサーチップ上の未反応なカルボキシル基を反応させた後、10μlの100mmol/l塩酸で2回洗浄した。
HBS−EPバッファーに上記実施例12で精製したマウスHis−p31を100nmol/lの濃度で溶解した溶液をHis−p31溶液、His−p31溶液に被検物質濃度が500μmol/lとなるように各被検物質溶液を加えたものをHis−p31/被検物質溶液として結合実験に用いた。また、上記第1表中の化合物番号16、17、36、38、103または144で表される化合物をそれぞれ50mmol/lの濃度になるようにジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解した溶液、および表1中の化合物番号94または183で表される化合物をそれぞれ10mmol/lの濃度になるようにDMSOに溶解した溶液を被検物質溶液として用いた。
被検物質溶液を流速20μl/分で300秒間センサーチップに流入させ、流入終了15秒後の結合量(RU)を測定した。センサーチップ表面は、2mol/lグアニジン−塩酸(Guanidine−HCl)及び10mmol/lグリシン−塩酸(Glycine−HCl)を各120秒ずつ流入し、再生させた。
p31溶液流入前の結合量(RU)を100%、被験物質溶液の代わりにDMSOを添加したHis−p31溶液を流入したときの結合量(RU)を0%として、His−p31/被検物質溶液を流入したときの結合量(RU)から、各被検物質によるHis−p31と固定化された化合物155との結合阻害率(%)を換算した。
各被検物質のHis−p31と固定された化合物番号155で表される化合物との結合阻害率(%)と、試験例1記載の方法で測定した各被検物質のインスリン分泌促進活性の相関を第7図に示した。被検物質のHis−p31と固定された化合物番号155で表される化合物との結合阻害率と、該物質のインスリン分泌促進活性の相関係数は0.78であり、有意な相関があることがわかった。
なお、上記被検物質は、WO00/01388、WO01/47931に記載の方法に準じて合成した。
実施例16 細胞抽出液と化合物番号155で表される化合物を固定化した粒子を用いたインスリン分泌促進剤の探索
実施例12で作製したMIN6の可溶化膜画分を緩衝液Bで10倍に希釈した溶液1mlに、500μmol/lの被検物質(化合物番号16または17で表される化合物)を加えて、4℃で2時間穏やかに攪拌した。対照として被検物質を加えていないMIN6の可溶化膜画分を緩衝液C〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、150mmol/l NaCl、1%digitonin、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕で10倍に希釈した液1mlを4℃で2時間穏やかに攪拌した。次に、被検物質を加えた可溶化膜画分および被検物質を加えていない可溶性膜画分溶液に実施例8で作製した化合物番号155で表される化合物を固定化した粒子(以下、化合物155固定化粒子と称する)を加え、4℃で30分間穏やかに撹拌した。その後、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液Cを750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液D〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA〕を750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。その後、β−メルカプトエタノールを含むSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動サンプルバッファーを30μl加え、化合物155固定化粒子に結合している蛋白質の溶出を行い、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。結果を第8図に示す。
被験化合物を加えていない対照実験ではp31蛋白質のバンドが確認できるが、被検物質化合物16を加えた実験ではp31蛋白質のバンドは確認できないことから、化合物155固定化粒子とp31蛋白質との結合を化合物16が阻害することを示している。一方、化合物17を被検物質として用いた実験では、p31蛋白質のバンドは確認できることから、化合物155固定化粒子とp31蛋白質の結合を化合物17が阻害できないことを示している。。
実施例17 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(1)
96穴プレートを用いた結合競合実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質10μgを含むPBS溶液100μlを96穴ELISAプレートの各穴に添加し、4℃、一晩静置して吸着させ、1%BSA/PBS 300μlを各穴に加え、4℃、1時間静置してブロッキングする。
フロオレセインイソチオシアネート(FITC)でラベル化された化合物番号155で表される化合物(以下、FITCラベル化合物155と称す)は、市販のNHS−フルオロセインと上記表1中の化合物番号155で表される化合物をDMSO中、室温で3時間混合することにより調製することができる。
100μmol/lの被検物質の存在下または非存在下、5μmol/lのFITCラベル化合物155 100μlと上記His−p31蛋白質を接触させ、上清除去後、0.05%Tween20を含むPBSで洗浄し、残存するFITCラベル化合物155を蛍光プレートリーダーで測定することにより、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合を阻害する作用を有する物質を選択することができる。
該物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
実施例18 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(2)
キレートセファロースビーズを用いた結合競合実験
実施例14で調製したHis−P31蛋白質を発現する遺伝子組換え大腸菌の培養物の破砕物上清400μlとZn2+イオンキレートセファロース10μlとを混ぜ、該蛋白質を結合させた後、PBSで洗浄し、親和性ビーズとする。該親和性ビーズを500μmol/lの被検物質の存在下または非存在下、1μmol/lのFITCラベル化合物155を含む溶液1mlと混合し、上清を除去する。該親和性ビーズを洗浄後、残存するFITCラベル化合物155を、1%SDS水溶液100μlで抽出し、抽出液の蛍光強度を分光蛍光光度系で測定することにより、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合を阻害する物質を選択することができる。
該物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
実施例19 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(3)
酵素活性阻害実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質を1μg/ml、250μmol/lのパラクロロベンズアルデヒドを含む、10mmol/l Tris−HCl、100mmol/l NaCl、2mmol/l EDTA(pH7.4)溶液1mlに、NADPHを5μmol/lとなるように加えて37℃でインキュベートし、被検物質存在下、および非存在下におけるパラクロロベンズアルデヒドの分解に伴うNADPHの減少を340nmの吸光度で検出した。
被検物質として化合物番号16または17で表される物質を用いたときのHis−p31蛋白質の酵素活性阻害を測定した結果、化合物番号16で表される化合物は化合物番号17で表される化合物に比べ、該蛋白質の活性を強く阻害した。
実施例20 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(4)
酵素活性阻害実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質を1μg/ml、250μmol/lのパラクロロベンズアルデヒドを含む、10mmol/l Tris−HCl、100mmol/l NaCl、2mmol/l EDTA(pH7.4)溶液150μlに、NADPHを5μmol/lとなるように加えて37℃で5分間インキュベートする。この反応溶液に0.2mol/lシアン化カリウム(KCN)、0.06mol/l水酸化カリウム(KOH)、1mol/l Bathophenanthroline disulfonic acidからなる溶液を150μl加え、室温で5分間放置する。さらにクロロホルム800μlを加えて混合後、4℃、150,000rpmで5分間遠心する。上清を0.2mol/l Ammonium acetate(pH6.0)で4倍に希釈後、250μlをHPLCに注入する。被検物質存在下、および非存在下におけるp31による基質の分解に伴うNADPHの減少を、蛍光検出機(330/460nm)で検出する〔Analytical Biochemistry,228,312(1995)〕ことにより、被検物質よりHis−p31の活性を阻害する物質を選択することができる。
選択される物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
実施例21 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(5)
酵素活性阻害実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質を0.1μg/ml、溶液A〔1%牛血清アルブミン、20%グリセロール、1%CHAPSを含む20mmol/l HEPES−NaOH、50mmol/l KCl、3mmol/l MgCl2(pH7.5)〕及び溶液B〔40μmol/l all−transレチナール、25μmol/l NADPH、0.1%牛血清アルブミン、2%グリセロール、0.1%CHAPSを含む40mmol/l HEPES・NaOH、100mmol/l KCl、6mmol/l MgCl2(pH7.5)〕を作成する。溶液A0.2mlと溶液B0.2mlを混合し32℃で10分間インキュベートし、被検物質存在下、および非存在下におけるレチナールの分解に伴うNADPHの減少を340nmの吸光度で検出する〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕ことにより、被検物質よりHis−p31蛋白質のNADPH酸化活性を阻害する物質を選択することができる。
選択される物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
産業上の利用可能性
本発明により、縮合プリン誘導体を用いた、低血糖等の合併症を引き起こさない糖尿病治療薬、およびインスリン分泌促進剤の探索方法が提供される。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
第1図のAは、膵臓β細胞を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の結合飽和曲線を表す図である。図中、○―○は総結合量、○−−−−○は非特異的結合量、●―●は特異的結合量を表す。
第1図のBは、上記Aのスキャッチャードプロットである。
第2図は、膵臓β細胞を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の特異的結合に対する縮合プリン誘導体の阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を表す図である。
第3図のAは、膵臓β細胞膜画分を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の結合飽和曲線を表す図である。図中、▲−−−−▲は総結合量、○−−−〇は非特異的結合量、●―●は特異的結合量を表す。
第3図のBは、上記Aのスキャッチャードプロットである。
第4図は、膵臓β細胞膜画分を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の特異的結合に対する縮合プリン誘導体の阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を表す図である。グラフのプロットに付した数字は、化合物番号を表す。化合物番号のうち、95*は、化合物95の酒石酸塩を表す。
第5図は、膵臓β細胞の可溶化膜画分を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の結合を示す図である。
第6図は、組換えHis−p31を9%アクリルアミドゲルを用いてSDS−PAGEを行った結果を示す図である。レーン1は、精製された組換えHis−p31、レーンHは分子量マーカーを電気泳動したレーンである。矢印は組換えHis−p31蛋白質の位置を示す。
第7図は、各化合物のBIAcoreを用いて算出されたHis−p31蛋白質と化合物番号155で表される化合物(以下、化合物155という)との結合阻害活性とインスリン分泌促進活性との相関を示す図である。グラフのプロットに付した数字は、化合物番号を表す。
第8図は、MIN6細胞の細胞抽出液と縮合プリン誘導体固定化粒子を用いたインスリン分泌促進剤の探索を示す図である。9%アクリルアミドゲルによるSDS−PAGEを示す。レーン1は、化合物155を固定化していない粒子を用いてMIN6細胞抽出液から精製された蛋白質、レーン2は化合物155固定化粒子を用いてMIN6細胞抽出液から精製されたp31蛋白質、レーン3は化合物155固定化粒子を用いて、化合物番号16で表される化合物で前処理したMIN6細胞抽出液から精製された蛋白質、レーン4は化合物155固定化粒子により化合物番号17で表される化合物で前処理したMIN6細胞抽出液から精製された蛋白質、レーンMは分子量マーカーを電気泳動したレーンである。矢印はp31蛋白質の位置を示す。
本発明は糖尿病治療剤、およびインスリン分泌促進剤の探索方法に関する。
背景技術
糖尿病は、インスリンの分泌不足又はその標的細胞側の感受性低下などに基づく糖代謝を中心とした代謝異常であり、高血糖をきたすことが大きな特徴である。高血糖が長期間持続すると、血管障害を主要因として、網膜症、腎症、神経障害など、種々の臓器や神経に深刻な合併症が生じる。従って、糖尿病の治療では血糖値をコントロールして正常値に維持することが極めて重要であり、そのための手段が古くから研究されている。
糖尿病のうち、発症が緩徐で生命維持に必ずしもインスリン治療を必要としない病型(2型糖尿病)では、運動療法や食事療法と薬物の組み合わせにより血糖値をコントロールする治療が行われている。薬物としては、経口血糖低下剤の一種であるスルホニル尿素インスリン分泌促進剤が臨床で広く用いられている。また、最近、ナテグリニドやリパグリニドといった非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーであるインスリン分泌促進剤も市販されている。
スルフォニルウレア剤は、膵臓β細胞からのインスリン分泌を促進することにより血糖値を低下させる2型糖尿病の治療薬であり、血糖低下作用の強弱や作用持続時間などの異なる多くの種類のスルフォニルウレア剤が知られている〔Joslin’s Diabetes Mellitus 13th Edition,29,505−525(1994)〕。
しかしながら、スルフォニルウレア剤には共通の副作用や合併症、あるいは、スルフォニルウレア剤に対する無効症が認められている〔Joslin’s Diabetes Mellitus 13th Edition,29,505−525(1994)〕。
スルフォニルウレア剤の使用に際する主たる合併症として低血糖症が挙げられる〔Bio.Med.J.,296,949−950(1988)、Joslin’s Diabetes Mellitus 13thEdition,29,505−525(1994)〕。
現在利用可能なスルフォニルウレア剤やナテグリニドやリパグリニドといった非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーは、いずれも血糖値に非依存的にインスリン分泌を促進するため、用量を誤ると重篤な低血糖を引き起こす、あるいは十分に血糖値をコントロールできないという問題があり、必ずしも満足できるものではない。過去6ヶ月以内にスルフォニルウレア剤の投与を受けている患者の20.2%に低血糖症状がみられるとの報告もある〔Acta.Med.Scand.Suppl.605,7−48(1977)、Joslin’s Diabetes Mellitus 13th Edition,29,505−525(1994)〕。また、上記患者の約6%は低血糖症状を毎月経験している。
上記の理由から、スルフォニルウレア剤やナテグリニドやリパグリニドといった非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーとは異なり、低血糖等の合併症を起さない糖尿病治療剤の開発が望まれている。
上記非スルフォニルウレアK+ATPチャンネルブロッカーとは異なる構造を有する縮合プリン誘導体や、縮環ピラジン誘導体等が血糖値に応じてインスリン分泌を促進できる血糖低下剤となりうることが報告されている(WO00/01388、WO01/47931、特開2000−154139)。しかしながら、血糖値に応じてインスリン分泌を促進できる血糖低下剤を効率よく見いだす方法は知られていない。
縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とが、特異的に結合すること、および該結合活性と縮合プリン誘導体の血糖低下作用との間の関係については知られていない。
配列番号1〜3で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質(以下、p31とも称する)は、いずれもNADPH依存的なレチノールや短鎖アルコールの酸化還元酵素活性を有する酵素として知られいる〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕が、該酵素と糖尿病との関連に関する報告は無い。
トリアジン誘導体は、キナーゼ阻害作用を有し、糖尿病の治療に用いることができることが知られている(WO01/47921)が、具体的に糖尿病治療作用を有することは示されていない。また、トリアジン誘導体がインスリン分泌作用を有することも知られていない。
発明の開示
本発明の目的は、低血糖症等の合併症を引き起こさない糖尿病治療薬、およびインスリン分泌促進剤の探索方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討の結果、縮合プリン誘導体のインスリン分泌促進活性と、縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質との結合活性が相関することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の(1)〜(24)に関する。
(1)[1]被検物質存在下、下記の一般式(I)
(式中、R1Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R2Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R3Aは水素原子、低級アルキル基又は置換若しくは非置換のアラルキル基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基を示し、nは0〜3の整数を示す)で表わされる化合物、または下記の一般式(II)
{式中、X…Y…ZはR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)またはN=C−W[式中、Wはハロゲン、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR4R5(式中、R4およびR5は同一または異なって水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表すか、R4とR5が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、−OR6(式中、R6は置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)、−SR6a(式中、R6aは前記R6と同義である)、置換もしくは非置換の低級アルキルまたはシアノを表す]を表し、R2は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halはハロゲンを表す)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)または−CHOを表し、R3は水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表し、nは0〜3の整数を表し、V1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V2は置換低級アルキルまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V1が水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表し、かつ(a)X…Y…ZがR1aN−C=O(式中、R1aは前記R1の定義中、置換低級アルキル以外の基を表す)を表し、R2が置換低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(b)X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は前記と同義である)を表し、R3が低級アルコキシアルキルを表すか、(c)X…Y…ZがR1bN−C=O(式中、R1bは置換低級アルキルを表す)を表すか、(d)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R2が置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(e)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R3が低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表す場合、V2は低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表してもよい}で表される化合物から選ばれる化合物(以下、縮合プリン誘導体と略す)と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む抗糖尿病作用を有する物質の探索方法。
(2)[1]被検物質存在下、上記(1)の縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質の結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質の結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む抗糖尿病作用を有する物質の探索方法。
(3)[1]被検物質存在下、上記(1)の縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択する工程、[5][4]の工程で得られる物質より、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質の探索方法。
(4)[1]被検物質存在下、上記(1)の縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質の探索方法。
(5)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性を測定する工程、[2]被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の活性を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質の探索方法。
(6)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性を測定する工程、[2]被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の活性を抑制する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を抑制する物質の探索方法。
(7)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の細胞応答を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の細胞応答を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該形質転換株の細胞応答を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の機能を変化させる物質の探索方法。
(8)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質の探索方法。
(9)[1]被検物質と上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の発現量を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の発現量を変化させる物質の探索方法。
(10)縮合プリン誘導体が下記式(III)
で表される化合物である上記(1)〜(9)のいずれか1つの探索方法。
(11)上記(1)の縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いることを特徴とする上記(2)および(4)〜(9)のいずれか1つの探索方法。
(12)担体が、セファロース粒子である上記(11)の探索方法。
(13)縮合プリン誘導体が下記式(IV)
で表される化合物である上記(11)または(12)の探索方法。
(14)上記(1)の縮合プリン誘導体を固定化した担体。
(15)縮合プリン誘導体が、上記(13)の式(IV)で表される縮合プリン誘導体である上記(14)の担体。
(16)担体が、セファロース粒子である上記(14)または(15)の担体。
(17)上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質が、下記[i]〜[iii]から選ばれるいずれか1つの蛋白質である上記(2)および(4)〜(13)のいずれか1つに記載の探索方法。
[i]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質
[ii]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質
[iii]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と60%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ上記(1)の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質
(18)上記(1)〜(13)および(17)のいずれか1つの探索方法で得られる物質または該物質の薬学的に許容される塩。
(19)上記(18)の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有する医薬。
(20)上記(18)の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有する糖尿病治療剤。
(21)上記(18)の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有するインシュリン分泌促進剤。
(22)下記の一般式(V)
[式中、R1B、R2BおよびR3Bは同一または異なって、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、またはNを含有する置換若しくは非置換の複素環基(該複素環基はN原子でトリアジン環に結合する)を表す]で表される化合物またはその薬学的に許容される塩を有効成分として含有するインシュリン分泌促進剤。
(23)上記(22)の一般式(V)で表される化合物またはその薬学的に許容される塩の有効量を投与する工程を含むインシュリン分泌の促進方法。
(24)インシュリン分泌促進剤の製造のための上記(22)の一般式(V)で表される化合物またはその薬学的に許容される塩の使用。
以下、本発明について、詳細に説明する。
1.本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体
本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体とは、下記の一般式(I)
(式中、R1Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R2Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R3Aは水素原子、低級アルキル基又は置換若しくは非置換のアラルキル基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基を示し、nは0〜3の整数を示す)で表わされる化合物、または下記の一般式(II)
{式中、X…Y…ZはR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)またはN=C−W[式中、Wはハロゲン、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR4R5(式中、R4およびR5は同一または異なって水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表すか、R4とR5が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、−OR6(式中、R6は置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)、−SR6a(式中、R6aは前記R6と同義である)、置換もしくは非置換の低級アルキルまたはシアノを表す]を表し、R2は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halはハロゲンを表す)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)または−CHOを表し、R3は水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表し、nは0〜3の整数を表し、V1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V2は置換低級アルキルまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V1が水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表し、かつ(a)X…Y…ZがR1aN−C=O(式中、R1aは前記R1の定義中、置換低級アルキル以外の基を表す)を表し、R2が置換低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(b)X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は前記と同義である)を表し、R3が低級アルコキシアルキルを表すか、(c)X…Y…ZがR1bN−C=O(式中、R1bは置換低級アルキルを表す)を表すか、(d)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R2が置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(e)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R3が低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表す場合、V2は低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表してもよい}で表される化合物から選ばれる化合物(以下、縮合プリン誘導体と略す)である。
式(I)の各基の定義において、低級アルキル基又は低級アルキル部分を含む置換基(例えばアラルキル基)の低級アルキル部分としては、炭素原子数1個〜9個程度のアルキル基を用いることができ、アルキル基という用語には、直鎖状、分枝鎖状、環状、及びこれらの組み合わせからなるアルキル基が包含される。環状アルキル基又はアルキル基中の環状アルキル部分は、1又は2個以上の環を有していてもよい。R1Aが示す低級アルキル基としては、直鎖若しくは分枝鎖状の低級アルキル基、又は1〜3環性の環状低級アルキル基(例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、3−ノルアダマンチル基など)が好ましく、R2Aが示す低級アルキル基としては、直鎖若しくは分枝鎖状の低級アルキル基、又は単環性の環状低級アルキル基が好ましい。
直鎖状又は分枝鎖状の低級アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、又はn−ノニル基などをあげることができる。環状低級アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルアダマンチル基、アダマンチル基などをあげることができる。これらのうち、tert−ブチル基又はシクロペンチル基が好ましい。
アリール基又はアリール部分を含む置換基(アラルキル基など)におけるアリール部分としては、単環性又は2以上の縮合環からなる芳香族基を用いることができる。より具体的には、環構成炭素原子数が6〜14個程度のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、又はアントラニル基などを好適に用いることができる。アラルキル基としては、例えば、炭素数7〜15個のアラルキル基を用いることができ、より具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ベンズヒドリル基、ナフチルメチル基などを用いることができる。
芳香族複素環基としては、単環性又は2以上の縮合環からなる芳香族複素環基を用いることができる。芳香族複素環基に含まれるヘテロ原子の種類及び個数は特に限定されないが、例えば、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子を1個又は2個以上含んでいてもよい。より具体的には、環構成原子数が6から14個程度の芳香族複素環基が好ましく、例えば、フリル基、チエニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリル基、インダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、又はプリニル基などを好適に用いることができる。
アリール環又は芳香族複素環に置換基が存在する場合には、その置換基の種類及び個数は特に限定されることはなく、2個以上の置換基が存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよい。例えば、環上に1個〜3個程度の置換基を有していてもよい。アリール環上又は芳香族複素環上の置換基としては、例えば、置換若しくは非置換の低級アルキル基、置換若しくは非置換の低級アルケニル基、置換若しくは非置換の低級アルキニル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、ヒドロキシル基、置換若しくは非置換の低級アルコキシ基、置換若しくは非置換のアラルキルオキシ基、置換若しくは非置換のアリールオキシ基、置換若しくは非置換のアロイル基、低級アルコキシカルボニル基、置換若しくは非置換の低級アルキルチオ基、置換若しくは非置換の低級アルキルスルホニル基、カルボキシル基、置換若しくは非置換のカルバモイル基、置換若しくは非置換の低級アルカノイル基、ハロゲン原子(本明細書においてハロゲン原子という場合には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子のいずれでもよい)、ニトロ基、アミノ基、モノ若しくはジ低級アルキル置換アミノ基、シアノ基などをあげることができる。
上記の官能基において、低級アルキル基又は低級アルキル部分を含む官能基(例えば、アラルキル基、低級アルコキシ基、アラルキルオキシ基、低級アルコキシカルボニル基、低級アルキルチオ基、低級アルキルスルホニル基、低級アルカノイル基、モノ若しくはジ低級アルキル置換アミノ基など)の低級アルキル部分としては、上記に説明したものを用いることができる。低級アルキル基又は低級アルキル部分が置換基を有する場合、置換基の個数及び種類は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよい。例えば、1個〜3個程度の置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基、これらの酸性基から誘導されるエステル基(低級アルキルエステル、アラルキルエステル、アリールエステルなど)などをあげることができる。置換基を有するアルキル基の例として、より具体的には、ヒドロキシエチル基、トリフルオロメチル基などをあげることができる。ジ低級アルキル置換アミノ基において、2個のアルキル基は同一でも異なっていてもよい。
また、上記の官能基において、アラルキル基又はアラルキルオキシ基のアラルキル部分は前記アラルキル基と同義であり、アリール基、アリールオキシ基、又はアロイル基のアリール部分は前記アリール基と同義である。低級アルケニル基としては、直鎖又は分枝鎖状の炭素数2〜6のアルケニル基を用いることができる。例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、メタクリル基、ブテニル基、クロチル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などを用いることができる。低級アルキニル基としては、直鎖又は分枝鎖状の炭素数2〜6のアルキニル基を用いることができる。例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基などを用いることができる。低級アルケニル基又はアルキニル基における不飽和結合の個数は特に限定されないが、好ましくは1個である。
上記低級アルケニル基、低級アルキニル基、アラルキル基、アリール基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基、アロイル基が置換基を有する場合、置換基の個数、種類、又は置換位置は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合にはそれらは同一でも異なってもよい。例えば1〜3個程度の置換基を有していてもよい。置換基としては低級アルキル基についての置換基として例示したものを用いることができる。
なお、上記の一般式(I)において、X1又はX2の置換位置は特に限定されることはなく、それぞれ環上の任意の位置に置換可能である。また、X1又はX2が水素原子以外の置換基である場合、それらが結合する炭素原子の立体配置はS又はRのいずれでもよい。nは0であることが好ましい。
式(II)の各基の定義において、低級アルキル、低級アルキルチオ、低級アルコキシカルボニルおよび低級アルコキシアルキルの低級アルキル部分としては、炭素原子数1〜10個程度の、直鎖状、分枝鎖状、環状およびこれらの組み合わせからなるアルキルが包含される。環状の低級アルキルは、1または2個以上の環を有していてもよい。直鎖状または分枝鎖状の低級アルキルとしては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシルなどが挙げられる。環状の低級アルキルとしては、例えば、シクロプロピル、シクロプロピルメチル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、1−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、ノルアダマンチル、アダマンチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[3.3.0]オクチル、ビシクロ[3.3.1]ノニルなどが挙げられる。
低級アルコキシアルキルおよびアラルキルのアルキレン部分は、前記直鎖状または分枝鎖状低級アルキルから水素原子を一つ除いたものと同義である。
アリールおよびアラルキルのアリール部分は、単環性または2つ以上の縮合環からなり、環構成炭素原子数が6〜14個程度の、例えば、フェニル、ナフチル、インデニル、アントラニルなどが挙げられる。
芳香族複素環基としては、例えば窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む5員または6員の単環性芳香族複素環基、3〜8員の環が縮合した二環または三環性で窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む縮環性芳香族複素環基などが挙げられ、より具体的には、環構成原子数が5〜14個程度の、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニル、インドリル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、プリニルなどが挙げられる。
脂環式複素環基としては、例えば窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む5員または6員の単環性脂環式複素環基、3〜8員の環が縮合した二環または三環性で窒素原子、酸素原子および硫黄原子から選ばれる少なくとも1個の原子を含む縮環性脂環式複素環基などが挙げられ、より具体的には、ピロリジニル、2,5−ジオキソピロリジニル、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、2−オキソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、テトラヒドロフリル、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、テトラヒドロキノキサリニル、オクタヒドロキノリル、ジヒドロインドリル、1,3−ジオキソイソインドリニル、1,3−ジオキソラニル、1,3−ジオキソラン−2−スピロシクロペンチルなどが挙げられる。
隣接する窒素原子と一緒になって形成される複素環基としては、例えば少なくとも1個の窒素原子を含む5員または6員の単環性複素環基(該単環性複素環基は、他の窒素原子、酸素原子または硫黄原子を含んでいてもよい)、3〜8員の環が縮合した二環または三環性で少なくとも1個の窒素原子を含む縮環性複素環基(該縮環性複素環基は、他の窒素原子、酸素原子または硫黄原子を含んでいてもよい)などが挙げられ、より具体的には、ピロリジニル、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、ピペリジノ、ホモピペリジノ、ピペラジニル、ホモピペラジニル、モルホリノ、チオモルホリノ、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、オクタヒドロキノリル、ベンズイミダゾリル、インダゾリル、インドリル、イソインドリル、プリニル、ジヒドロインドリル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、イミダゾリルなどがあげられる。
ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の各原子が挙げられる。
置換アリール、置換アラルキル、置換芳香族複素環基および置換脂環式複素環基の置換基としては、同一または異なって、置換数1〜3の置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のアリールオキシ、置換もしくは非置換のアロイル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアラルキルオキシ、置換もしくは非置換の低級アルケニル、置換もしくは非置換の低級アルキニル、置換もしくは非置換の低級アルコキシ、置換もしくは非置換の低級アルコキシカルボニル、置換もしくは非置換の低級アルキルチオ、置換もしくは非置換の低級アルキルスルホニル、置換もしくは非置換の低級アルカノイル、モノもしくはジ低級アルキル置換カルバモイル、モノもしくはジ低級アルキル置換アミノ、ハロゲン、カルボキシ、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、シアノなどをあげることができる。ここで、低級アルケニルとしては、直鎖状または分枝鎖状の炭素原子数2〜6の、例えばビニル、アリル、1−プロペニル、メタクリル、ブテニル、クロチル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられ、低級アルキニルとしては、直鎖状または分枝鎖状の炭素原子数2〜6の、例えばエチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニルなどが挙げられる。低級アルケニルおよび低級アルキニルにおける不飽和結合の個数は特に限定されないが、好ましくは1個である。低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニル、低級アルキルチオ、低級アルキルスルホニル、低級アルカノイル、モノもしくはジ低級アルキル置換カルバモイルおよびモノもしくはジ低級アルキル置換アミノの低級アルキル部分は、前記低級アルキルと同義である。アラルキルおよびアラルキルオキシのアルキレン部分は前記アルキレン部分と同義である。アリール、アリールオキシおよびアロイルのアリール部分は前記アリールと同義である。ハロゲンは前記ハロゲンと同義である。置換低級アルキル、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アロイル、置換アラルキル、置換アラルキルオキシ、置換低級アルケニル、置換低級アルキニル、置換低級アルコキシ、置換低級アルコキシカルボニル、置換低級アルキルチオ、置換低級アルキルスルホニルおよび置換低級アルカノイルの置換基としては、同一または異なって置換数1〜3のヒドロキシ、前記と同義のハロゲン、カルボキシ、スルホ、ホスホノ、これらの酸性基から誘導されるエステル(低級アルキルエステル、アラルキルエステル、アリールエステルなど;これらエステルの低級アルキル部分、アラルキル部分およびアリール部分はそれぞれ前記と同義である)などをあげることができる。ジ低級アルキル置換カルバモイルおよびジ低級アルキル置換アミノにおいて、それぞれカルバモイルおよびアミノに結合する2個の低級アルキルは同一でも異なっていてもよい。
置換低級アルキルの置換基としては、同一または異なって置換数1〜3の低級アルコキシ、ヒドロキシ、シアノ、アジド、カルボキシ、ホスホノもしくはこれらの酸性基から誘導されるエステル(低級アルキルエステル、アラルキルエステル、アリールエステルなど;これらエステルの低級アルキル部分、アラルキル部分およびアリール部分はそれぞれ前記と同義である)、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノカルボニル、低級アルコキシカルボニル、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR11R12(式中、R11およびR12は同一または異なって水素原子、低級アルキル、低級アルカノイル、アリール、アラルキルまたはアラルキルオキシを表すか、R11とR12が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、ハロゲン、低級アルキルで置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ、低級アルキルスルホニル、低級アルキルスルホニルオキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシなどがあげられる。
ここで、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノカルボニル、低級アルコキシカルボニル、低級アルカノイル、低級アルキルで置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ、低級アルキルスルホニルおよび低級アルキルスルホニルオキシの低級アルキル部分は、前記低級アルキルと同義である。アリール、アラルキル、アラルキルオキシおよびアリールスルホニルオキシのアリール部分は前記アリールと同義である。アラルキルのアルキレン部分は、前記アルキレン部分と同義である。ハロゲン、芳香族複素環基、脂環式複素環基および隣接する窒素原子と一緒になって形成される複素環基は、それぞれ前記と同義である。置換芳香族複素環基および置換脂環式複素環基の置換基は、前記と同義である。
また式(II)において、V1またはV2の置換位置は特に限定されることはなく、それぞれ環上の任意の位置に置換可能である。また、V1またはV2が水素原子以外の置換基である場合、それらが結合する炭素原子の立体配置はSまたはRのいずれでもよい。nは0であることが好ましい。
本発明に用いられる化合物として、好適には、式(I)中、R1が水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基であり、R2が低級アルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基であり、R3が水素原子、又は置換若しくは非置換のアラルキル基であり、X1が水素原子、低級アルキル基、又は置換若しくは非置換のアラルキル基であり、X2が水素原子であり、nが0である化合物、または、式(II)中、X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)であり、R2が水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、または置換もしくは非置換の芳香族複素環基であり、R3が水素原子、又は低級アルキルであり、V1が水素原子であり、V2が置換低級アルキルであり、nが0である化合物であり、さらに好適には、式(I)中、R1が水素原子、n−プロピル基、シクロペンチル基またはtert−ブチル基であり、R2がn−プロピル基、エチル基、又はベンジル基であり、R3が水素原子、メチル基、又はベンジル基であり、X1が水素原子、低級アルキル基、又は置換若しくは非置換のアラルキル基であり、X2が水素原子であり、nが0である化合物又は、式(II)中、X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1はエチル基、n−プロピル基、シクロプロピルメチル基、又はベンジル基を表す)であり、R2がn−プロピル基、シクロブチル基、又はシクロペンチル基であり、R3が水素原子であり、V1が水素原子であり、V2がピコリル基であり、nが0である化合物をあげることができる。
本発明に用いられる、より好適な縮合プリン誘導体としては、具体的には、下記第1表の化合物をあげることができる。
さらに好適な化合物としては、下式(III)
で表される上記第1表中の化合物番号16で表される化合物(以下、化合物16と称すこともある)をあげることができる。
2.本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体の製造方法
上記式(I)で表される化合物の代表的化合物の製造方法は、WO 98/15555に具体的に記載されており、また特開平3−204880、WO 00/01388、J.Med.Chem.,35,3578(1992)、J.Med.Chem.,36,2508(1993)、J.Heteocyclic Chem.,30,241(1993)などにも説明されている。
上記式(II)で表される化合物の代表的化合物の製造方法は、WO 01/47931などに具体的に記載されている。
また、原料化合物および中間体化合物における各官能基の変換および置換基に含まれる官能基の変換は、上記文献記載の方法以外にも公知の他の方法〔例えば、Comprehensive Organic Transformations,second edition,R.C.Larock,John Wiley & Sons Inc.(1999)に記載の方法等〕によっても行うことができる。
上記の方法等を適宜組み合わせて、また必要に応じてそれらの方法に修飾および改変を加えることにより、上記式(I)および(II)に包含されるいずれの化合物も製造することができる。
上記製造方法において得られる中間体化合物および目的化合物は、有機合成化学で常用される精製方法、例えば中和、濾過、抽出、洗浄、乾燥、濃縮、再結晶、各種クロマトグラフィーなどの手段により単離・精製することができる。また、中間体化合物は、特に精製することなく次の反応に供することも可能である。
式(I)および式(II)で表される化合物の塩を製造する場合には、遊離形態の化合物を適当な溶媒に溶解又は懸濁させた後、適宜の酸または塩基を加えて塩を形成させ、必要に応じて分離・精製すればよい。塩の形態で得られた目的物質を遊離形態に変換した後、所望の塩に変換することも可能である。
3.縮合プリン誘導体および膵臓β細胞または該細胞の処理物を用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
▲1▼被検物質存在下、上記1.に記載の縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量と、▲2▼被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較し、▲4▼被検物質より縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択することにより、抗糖尿病作用を有する物質を選択することができる。
[1]標識化縮合プリン誘導体の製造方法
上記探索方法には、上記1の縮合プリン誘導体をそのまま用いることもできるが、標識された該縮合プリン誘導体を用いることが好ましい。
標識された該化合物としては、例えば3H、125I、13Cなどによる放射標識、FITC(フルオレセインイソチアネート)などによる蛍光標識、ビオチン標識された該縮合プリン誘導体などをあげることができるが、好ましくは3Hにより放射標識された該縮合プリン誘導体をあげることができる。
上記1の縮合プリン誘導体は、周知の方法に準じて標識することができ、例えば放射標識する場合は、上記2の本発明の探索方法に用いる縮合プリン誘導体を合成する際に、市販されている放射標識された原料を用いる方法、例えば官能基にハロゲン基を有する縮合プリン誘導体と放射性同位元素を有する水素とを直接接触反応させることにより、上記1の縮合プリン誘導体に該放射性元素を導入する方法をあげることができる。
具体的には、上記探索方法に化合物16の標識体を用いる場合、第1表中の化合物番号23で表される化合物のR体をパラジウム存在下、3Hガス雰囲気で接触水素化することにより化合物16の3H標識体を得ることができる。
[2]膵臓β細胞または該細胞の処理物の調製方法
本発明の探索方法に用いられる膵臓β細胞または該細胞の処理物は、いずれの動物由来の細胞または該細胞の処理物であってもよいが、好ましくはラット、マウス、イヌ、ヒト等由来の該細胞または該細胞の処理物をあげることができる。
また、本発明の探索方法には、縮合プリン誘導体との特異的な結合が認められる限りにおいて、膵臓β細胞を含有する臓器または組織を用いることもできる。
具体的には、本発明の探索方法には、ラット、マウス、イヌ、ヒト等の動物の膵臓、ランゲルハンス氏島、膵臓から単離することができる膵臓β細胞そのもの、あるいは該細胞を培養して得られる細胞培養物、またはそれらの処理物を用いることができる。
膵臓β細胞としては、常法に従い膵臓から単離できる膵臓β細胞そのものを用いることができるが、不死化または細胞株化した細胞を用いることが好ましい。不死化または細胞株化された膵臓β細胞として、具体的には、BRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,9037−9041(1988)〕、あるいは、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕、RINm5F〔Diabetes,31,521−531(1982)〕、HIT−T15細胞(ATCC CRL−1777)などをあげることができ、より好ましくはMIN6細胞をあげることができる。
膵臓β細胞の処理物としては、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織の界面活性剤処理物、超音波処理物、機械的摩砕処理物、溶媒処理物、酵素処理物、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織の固定化物、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織から常法によって調製することができる細胞膜画分、蛋白質分画物、酵素標品などをあげることができる。
上記界面活性剤処理物は、例えばTriton X−100、NP−40、ジギトニン(digitonin)、シュークロース モノカプロネート(sucrose monocapronate)などの動物細胞膜の可溶化に一般的に用いられている界面活性剤を用いて調製することができる。
機械的摩砕処理物は、ホモゲナイザー、超音波、フレンチプレスなどを用いて調製することができる。
蛋白質分画物および酵素標品は、細胞または組織の機械的摩砕処理物から、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化学社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用いることで調製することができる。
[3]標識化縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合体の検出方法
標識化縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合体は、膵臓β細胞またはその処理物と結合した標識化縮合プリン誘導体と未結合の標識化縮合プリン誘導体を分離後、標識化縮合プリン誘導体を検出することで測定することができる。
膵臓β細胞またはその処理物と結合した標識化縮合プリン誘導体と未結合の標識化縮合プリン誘導体とを分離する方法としては、膵臓β細胞または非溶解性の膵臓β細胞の処理物を用いて結合実験を行う場合は、遠心分離により分離する方法をあげることができる。膵臓β細胞の処理物が、蛋白質画分あるいは酵素標品等の可溶性物質である場合は、ゲル濾過により蛋白質あるいは酵素標品等を含む画分を分離する方法をあげることができる。
標識化縮合プリン誘導体は、該誘導体を放射性同位体で標識した場合は、液体シンチレーションカウンター等を用いて、蛍光物質で標識した場合は蛍光検出器等を用いて、ビオチンで標識した場合は、適当な酵素を結合させたアビジンと反応させた後、該酵素活性を測定することにより検出・測定することができ、該測定値から標識化縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合体の量を決定することができる。
[4]インスリン分泌促進活性の測定方法
上記方法により縮合プリン誘導体と膵臓β細胞またはその処理物との結合を阻害する物質として選択される物質が抗糖尿病作用を有する物質であることは、例えば膵臓β細胞または該細胞を含有する組織と上記で選択される物質とをグルコース存在下で接触させたとき、該物質との接触により膵臓β細胞のインスリン分泌が促進されることにより確認することができる〔Diabetorogia,36,1139(1993)〕。
縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合活性を指標に、その結合を阻害する物質を選択することを特徴とする抗糖尿病作用を有する物質の探索方法である上記[1]〜[3]の探索方法は、膵臓β細胞のインスリン分泌促進活性を指標に、直接、該活性を促進する物質を探索する方法に比べ、操作性、迅速性等の面で格段に優れた方法である。
4.縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
[1]縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の選択方法
本発明で用いられる縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の選択方法としては、縮合プリン誘導体と特異的に結合する蛋白質を選択する方法であれば、いかなる公知の方法も用いることができ、例えば、縮合プリン誘導体を、担体と呼ぶ不溶性の高分子に固定化して、結合活性評価に用いる細胞の抽出液と混合後、洗浄して、縮合プリン誘導体に結合している分子を同定するアフィニティー精製法[Current Protocols in Protein Science(Chapter9),John Wiley & Sons(2001)]等をあげることができる。
(1)担体の調製方法
本発明で用いられる縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を選択するために用いられる担体は、縮合プリン誘導体が固定化できる担体であればいかなる担体も用いることができる。好ましくは、縮合プリン誘導体と化学反応により結合することができる官能基を担体表面に有し、かつ蛋白質の非特異的吸着の少なく、操作性が優れた担体が望ましい。
具体的には、例えば担体の材質としては、アガロース、デキストラン、セルロース、ポリアクリルアミド、ポリスチレン等をあげることができる。担体の大きさとしては、直径10nmから1mm、好ましくは50nmから100μmの粒子をあげることができる。担体の形状としては、多孔質、貫通孔質、無孔質などをあげることができる。本発明で用いられるより好ましい担体としては、例えば、NHS−activated Sepharose 4 Fast Flow(アマシャムバイオサイエンス社製)、Affi−Gel 10(バイオラッド社製)等をあげることができる。
本発明で担体に固定化できる縮合プリン誘導体は、担体に固定化できる縮合プリン誘導体であればいかなる縮合プリン誘導体でも用いることができる。担体に固定化できる縮合プリン誘導体の具体例としては下記式(IV)
で表される化合物(以下、化合物155と称す)をあげることができる。
縮合プリン誘導体を担体に結合させる化学反応は、本発明での使用に支障の無い限りいかなる反応でも良い。
担体上の官能基と縮合プリン誘導体を反応させることにより縮合プリン誘導体固定化担体を作製することができる。例えば、官能基としてカルボン酸スクシンイミドを有する担体を縮合プリン誘導体の溶液と接触し、担体上のカルボン酸スクシンイミド基と縮合プリン誘導体を反応させることができる。この時の溶媒と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶媒と反応条件の組み合わせであって、カルボン酸スクシンイミドを有する担体、縮合プリン誘導体が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、本発明の目的を阻害するほど起こさない溶媒と反応条件の組み合わせであればいかなる溶媒と反応条件の組み合わせでも良い。具体的には、カルボン酸スクシンイミドを有する担体を1μmol/l〜1mol/lの縮合プリン誘導体を含有する溶液と接触させ、静置して、あるいは、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、縮合プリン誘導体固定化担体を調製することができる。溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
反応終了後、未反応の縮合プリン誘導体を除くために、縮合プリン誘導体が固定化された担体を洗浄する。洗浄方法は、縮合プリン誘導体が固定化された担体が安定で効率的に回収され、未反応縮合プリン誘導体が効率的に除去できる方法であれば、公知のいかなる方法も用いることができる。例えば、担体が粒子であれば、反応終了後、遠心分離(15000rpm、5分間、室温)し、上清を除去後、溶媒に懸濁し、同様に遠心分離、上清除去を繰り返すことにより洗浄することができる。担体がプレートであれば、プレートを溶媒で洗浄することができる。また、必要に応じて、同様の方法により、保存や細胞抽出液との混合に適した溶媒に置換することもできる。溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
縮合プリン誘導体固定化担体上に未反応の官能基が残っている場合は、必要に応じて、未反応官能基をブロッキングすることができる。ブロッキングは、官能基と反応し、かつ担体に固定化された縮合プリン誘導体とは反応しない化合物と縮合プリン誘導体固定化担体とを反応させることにより行うことができる。ブロッキングには、官能基と反応し、かつ担体に固定化された縮合プリン誘導体とは反応しない化合物であればいずれも用いることができる。例えば、担体の官能基がカルボン酸スクシンイミドであれば、トリス、エタノールアミンなどを用いて、縮合プリン誘導体固定化担体上の未反応のカルボン酸スクシンイミド基をブロッキングすることができる。
本発明に用いられる縮合プリン誘導体は、スペーサー化合物を介して担体に固定化することもできる。スペーサー化合物は、本発明での使用に支障の無い限りいかなる化合物でも良いが、例えば、Pierece社、Molecular Probe社およびShear Water社等から市販されているスペーサー化合物ををあげることができる。具体的には、Succinimidyl 6−[3−(2−pyridyldithio)−propionamido]hexanoate(LC−SPDP)(Pierece社製)、Succinimidyl 3−(2−pyridyldithio)propionate(S−1531)(Molecular Probe社製)等をスペーサー化合物としてあげることができる。また、6−アミノヘキサン酸、4−アミノ−n−酪酸等をスペーサー化合物として用いることもできる。
スペーサー化合物を介した縮合プリンと担体の結合方法は、本発明での使用に支障の無い限りいかなる方法でも良いが、例えば、担体にスペーサー化合物を導入後、縮合プリン誘導体と該スペーサー化合物とを結合させる方法や、縮合プリン誘導体にスペーサー化合物を結合後、担体に該スペーサー化合物を固定化する方法をあげることができる。
また、これらのスペーサー化合物の一方の官能基を化学的に保護して、担体或いは縮合プリン誘導体と反応後、生成物を脱保護し、縮合プリン誘導体或いは担体と反応させて、縮合プリン誘導体固定化担体を調製することもできる。
担体にスペーサー化合物を導入後、縮合プリン誘導体を結合させる方法では、例えば、官能基としてカルボン酸スクシンイミド基を有する担体と、1級または2級アミンを持つカルボン酸化合物であるスペーサー化合物とを反応させることにより、担体表面にカルボキシル基を持つ担体を作ることができる。1級アミンまたは2級アミンを有するカルボン酸化合物としては、例えば、6−アミノヘキサン酸、4−アミノ−n−酪酸等をあげることができる。
この時の溶媒と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶媒と反応条件の組み合わせであって、担体、スペーサー化合物が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、該固定化反応を阻害するほど起こさない溶媒と反応条件の組み合わせであればいかなる溶媒と反応条件の組み合わせでも良い。具体的には、担体を1μmol/l〜50mol/lの1級または2級アミンを持つ化合物、例えば6−アミノヘキサン酸、4−アミノ−n−酪酸等を含有する溶液と接触させ、静置して、あるいは、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、表面にカルボキシル基を持つ担体を調製することができることができる。溶媒としては、例えば、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
反応終了後、未反応のスペーサー化合物を除くために、担体を洗浄する。洗浄方法は、スペーサー化合物が固定化された担体が安定で効率的に回収され、未反応のスペーサー化合物が効率的に除去できる方法であれば、公知のいかなる方法も用いることができる。例えば、担体が粒子であれば、反応終了後、遠心分離(15000rpm、5分間、室温)し、上清を除去後、溶媒に懸濁し、同様に遠心分離、上清除去を繰り返すことで洗浄することができる。担体がプレートであれば、プレートを溶媒で洗浄することができる。また、必要に応じて、同様の方法で、以降の反応に適した溶媒に置換することもできる。
このようにして得られた担体上のカルボキシル基と縮合プリン誘導体とを反応させることにより縮合プリン誘導体固定化担体を作製することができる。具体的には、スペーサー化合物が固定化された担体と縮合プリン誘導体溶液とを接触させ、担体上のカルボキシル基と縮合プリン誘導体とを反応させることができる。
この時の溶液と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶液と反応条件の組み合わせであって、スペーサー化合物が固定化された担体、縮合プリン誘導体が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、該固定化反応を阻害するほど起こさない溶液と反応条件の組み合わせであればいかなる溶液と反応条件の組み合わせでも良い。具体的には、スペーサーが固定化された担体と、1μmol/l〜50mol/lの縮合プリン誘導体を含有する溶液とを接触させ、静置して、または、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、担体表面に縮合プリン誘導体を固定化した担体を調製することができる。溶液としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等に縮合プリンを溶解させた溶液をあげることができる。
反応終了後、未反応の縮合プリン誘導体を除くために、縮合プリン誘導体が固定化された担体を上述した方法により洗浄する。
縮合プリン誘導体固定化担体上に未反応の官能基が残っている場合は、必要に応じて、未反応官能基を上述した方法によりブロッキングすることができる。
また、別の縮合プリン誘導体固定化担体の作成方法としては、縮合プリン誘導体とスペーサー化合物とを反応させ、縮合プリン誘導体を担体上へ結合させるためのスペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体を合成し、該化合物を担体に結合させる方法をあげることができる。
スペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体は、スペーサー化合物と縮合プリン誘導体を反応させることによって調製できる。この時の溶媒と反応条件は、上記の反応が進む溶媒と反応条件の組み合わせであって、スペーサー、縮合プリン誘導体、スペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体が、上記の結合反応以外の分解反応や縮合反応等を、スペーサー化合物と縮合プリン誘導体との複合体形成反応を阻害するほど起こさない溶媒と反応条件の組み合わせであればいかなる溶媒と反応条件の組み合わせでも良い。
具体的には、例えば、1μmol/l〜1mol/lのカルボン酸スクシンイミドを有するスペーサー化合物と1μmol/l〜1mol/lの縮合プリン誘導体を混合し、静置して、あるいは、ローテーター、ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜100℃で1秒〜1000時間反応させ、スペーサー−縮合プリン誘導体複合体を調製することができる。溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。
生成したスペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体は、薄層クロマトグラフィー、HPLC、二相分離等の方法によって、単離、精製する事ができる。
担体と上記の方法を用いて調製したスペーサー化合物−縮合プリン誘導体複合体とを反応させることにより、縮合プリン固定化担体を調製することができる。この時の溶液と反応条件は、上記の固定化反応が進む溶液と反応条件の組み合わせであって、担体、スペーサー−縮合プリン誘導体複合体が、上記の固定化反応以外の分解反応や縮合反応等を、該複合体と単体との結合反応を阻害するほど起こさない溶液と反応条件の組み合わせであればいかなる溶液と反応条件の組み合わせでも良い。
具体的には、担体と1μmol/l〜1mol/lのスペーサー−縮合プリン誘導体複合体を含有する溶液とを接触させ、上記したスペーサー化合物を担体に固定化する方法と同様な方法による固定化方法をあげることができる。
このようにして得られた縮合プリン誘導体固定化担体は溶媒に接触させて、保存することができる。この時の溶媒と保存条件は、縮合プリン誘導体固定化担体が安定であれば、いかなる溶媒と保存条件の組み合わせでも良い。具体的には、溶媒としては、例えば、塩、界面活性剤、緩衝成分を含む水溶液、水、DMF、DMSO、THF、ジオキサン、メタノール等をあげることができる。保存は、室温以下が好ましく、遮光下で、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガス置換下がより好ましい。
(2)縮合プリン誘導体に結合する蛋白質(以下、縮合プリン誘導体結合蛋白質と称す)を含む細胞抽出液の調製方法
本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、縮合プリン誘導体と特異的に結合する蛋白質であれば、その由来は限定されないが、好ましくは真核生物由来の蛋白質、より好ましくは動物由来の蛋白質、さらに好ましくは哺乳動物の器官、臓器、組織または細胞由来の蛋白質をあげることができる。
器官、臓器または組織としては、公知のいかなる組織でも良いが、膵臓、ランゲルハンス氏島等の臓器または組織が好ましい。細胞としては、公知のいかなる細胞でも良いが、膵臓β細胞株、膵臓β細胞初代培養細胞等を用いることが好ましい。具体的には、β細胞株としては、BRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,9037−9041(1988)〕、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕、HIT−T15細胞(ATCC CRL−1777)、およびRINm5F細胞〔Diabetes,31,521−531(1982)〕等の細胞があげられる。β細胞初代培養細胞としては、膵臓、ランゲルハンス氏島等の組織から回収した細胞を短期間培養した細胞等をあげることができる。
これらの細胞は、動物細胞培養法入門〔学会出版センター(1993)〕等に記載の方法に従って培養することができる。
上記器官、臓器、組織または細胞から、縮合プリン誘導体結合蛋白質を含有する試料を調製する方法は、蛋白質を回収できる方法であれば、公知のいかなる方法を用いても良く、例えば、蛋白質・酵素の基礎実験法、改訂第2版(南江堂、1994)などに記載の方法を用いて調製することができる。器官、臓器、組織または細胞の破砕方法としては、公知のいかなる破砕方法でも良いが、ワーリングブレンダー、ポリトロン、Dounce型ホモジナイザーや超音波破砕機等の装置を用いた機械的破砕、低張液を用いた物理的破砕、界面活性剤を用いた可溶化、遠心分離等の操作を組み合わせることによって、該蛋白質試料を調製することができる。
該蛋白質試料は、冷蔵状態または凍結状態で保存することができる。
(3)本発明に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質の探索方法
本発明に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、上記(1)の方法で作製することができる縮合プリン誘導体固定化担体、および上記(2)の方法で調製される蛋白質試料を用いて探索することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の探索方法は、縮合プリン誘導体を探索できる方法であれば、公知のいかなる方法を用いても良く、例えば蛋白質・酵素の基礎実験法、改訂第2版(南江堂、1994)などに記載の方法を用いて、探索することができる。
具体的には、上記(1)の方法で調製した縮合プリン誘導体固定化担体を、上記(2)の方法で調製した蛋白質試料液に分散させ、静置またはローテーター・ミキサーなどで穏やかに攪拌しながら、0℃〜50℃で1秒〜1000時間反応させ、縮合プリン誘導体固定化担体に縮合プリン誘導体結合蛋白質を吸着させることができる。この結合反応後、縮合プリン誘導体固定化担体を洗浄することにより縮合プリン誘導体固定化担体に非特異的に吸着する蛋白質を除去できる。結合または洗浄に用いられる溶液は、本法に使える限りいかなる溶液でも良く、例えば、蛋白質・酵素の基礎実験法、改訂第2版(南江堂、1994)に記載の溶液をあげることできる。
縮合プリン誘導体固定化担体に吸着した縮合プリン誘導体結合蛋白質は、縮合プリン誘導体との結合を弱める手段により、縮合プリン誘導体固定化担体から溶出することができる。縮合プリン誘導体と該結合蛋白質の結合を弱める手段は、本法に使える限り、いかなる手段でも良く、例えば、変性剤の添加、塩濃度の増加、加熱、界面活性剤の添加等の手段があげられる。変性剤としては、SDS、尿素、塩酸グアニジンなどが、塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが、界面活性剤としては、Nonidet P40、Triton、Tween、Digitoninなどがあげられる。また、加熱とは例えば、30〜100℃に温度をあげることをいう。こうして精製した該結合蛋白質は、SDS−PAGE、2次元電気泳動、質量分析等の蛋白質分析手法により検出することができる。
縮合プリン誘導体固定化担体、またはブロッキングのみを施した担体への該結合蛋白質の結合性を比較することにより、縮合プリン誘導体に特異的に結合する蛋白質を探索することができる。
(4)縮合プリン誘導体結合蛋白質の同定方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質は、SDS−PAGEにより分離し、クマシーブリリアントブルー(CBB)染色の後、ゲルから切り出すことができる。ゲル中の蛋白質は、リジルエンドペプチダーゼやトリプシン等の特異的切断点を持つエンドプロテアーゼによる処理によりペプチド断片に分けることができる。得られたペプチド断片を逆相HPLC等により精製した後、気相プロテインシークエンサーまたは質量分析器を用いて、当該蛋白質の部分アミノ酸配列を調べることができる。これらの部分アミノ酸配列の情報を用いて、PIR,SwissProt等のアミノ酸配列データベースやGenBank等の塩基配列データベースについて相同性検索を行うことにより、当該蛋白質と公知の蛋白質との相同性を知ることができる。
上記方法で同定された蛋白質としては、配列番号2で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質をあげることができる。該蛋白質は、NADPH依存的なレチノールや短鎖アルコールの酸化還元酵素活性を有する酵素として知られている〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕。
(5)本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質
本発明の探索方法に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質としては、上記(3)および(4)の方法により同定される蛋白質であれば、いずれも用いることができ、その由来も特に制限されることはないが、具体的には、
(i)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質、
(ii)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ縮合プリン誘導体に結合する蛋白質、
(iii)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と60%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ縮合プリン誘導体に結合する蛋白質、をあげることができる。
配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質は、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Third Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)(以下、モレキュラー・クローニング第3版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons(1987−1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、Nucleic Acids Research,13,4431(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,488(1985)等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、例えば配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなる蛋白質をコードするDNAに部位特異的変異を導入することにより、取得することができる。
欠失、置換、挿入若しくは付加されるアミノ酸の数は特に限定されないが、上記の部位特異的変異法等の周知の方法により欠失、置換、挿入若しくは付加できる程度の数であり、1個から数十個、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個である。
配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたとは、同一配列中の任意の位置において、1または複数のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入若しくは付加があることを意味し、欠失、置換、挿入若しくは付加が同時に生じてもよく、置換、挿入若しくは付加されるアミノ酸残基は天然型と非天然型とを問わない。天然型アミノ酸残基としては、L−アラニン、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−グルタミン、L−グルタミン酸、グリシン、L−ヒスチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチオニン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、L−セリン、L−スレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン、L−バリン、L−システインなどがあげられる。
以下に、相互に置換可能なアミノ酸残基の例を示す。同一群に含まれるアミノ酸残基は相互に置換可能である。
A群:ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、アラニン、2−アミノブタン酸、メチオニン、O−メチルセリン、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、シクロヘキシルアラニン
B群:アスパラギン酸、グルタミン酸、イソアスパラギン酸、イソグルタミン酸、2−アミノアジピン酸、2−アミノスベリン酸
C群:アスパラギン、グルタミン
D群:リジン、アルギニン、オルニチン、2,4−ジアミノブタン酸、2,3−ジアミノプロピオン酸
E群:プロリン、3−ヒドロキシプロリン、4−ヒドロキシプロリン
F群:セリン、スレオニン、ホモモリン
G群:フェニルアラニン、チロシン
上記で得られる配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質が縮合プリン誘導体に結合する蛋白質であるためには、配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と、60%以上、通常は80%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上の相同性を有していることが好ましい。
アミノ酸配列や塩基配列の相同性は、Karlin and AltschulによるアルゴリズムBLAST〔Pro.Natl.Acad.Sci.USA,90,5873(1993)〕やFASTA〔Methods Enzymol.,183,63(1990)〕を用いて決定することができる。このアルゴリズムBLASTに基づいて、BLASTNやBLASTXとよばれるプログラムが開発されている〔J.Mol.Biol.,215,403(1990)〕。BLASTに基づいてBLASTNによって塩基配列を解析する場合には、パラメーターは例えばScore=100、wordlength=12とする。また、BLASTに基づいてBLASTXによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメーターは例えばscore=50、wordlength=3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(http://www.ncbi.nlm.nih.gov.)。
上記で得られる配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質が縮合プリン誘導体に結合する蛋白質であることは、以下の方法で確認することができる。
上記(1)の方法で得られる縮合プリン誘導体が固定化された担体と該蛋白質とを、縮合プリン誘導体と該蛋白質の結合を阻害しない溶媒中で十分な時間接触させる。反応後、遠心分離により該担体を分離し、縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を解離させる作用を有しない溶媒で該担体を懸濁する。同様の操作を数回繰り返すことにより、該担体を洗浄することができる。
縮合プリン誘導体に結合している蛋白質は、縮合プリン誘導体との結合を弱める手段により、縮合プリン誘導体固定化担体から溶出することができる。縮合プリン誘導体と結合蛋白質の結合を弱める手段としては、上記(3)の方法をあげることができる。溶出された蛋白質をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、該電気泳動により、該蛋白質のバンドが確認できる場合は、該蛋白質は縮合プリン誘導体に結合する蛋白質である。
[2]本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質の調製方法
(1)臓器等からの調製
本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、本発明の方法に用いることができる限り、公知のいかなる方法を用いて調製しても良く、例えば蛋白質・酵素の基礎実験法改訂第2版(南江堂、1994)などに記載の方法を用いて、調製することができる。
本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、真核生物の器官、臓器、組織または細胞を破砕し、未精製画分、部分精製画分、精製画分として調製することができる。真核生物としては、公知のいかなる生物でも良いが、哺乳類が好ましい。器官、臓器または組織としては、公知のいかなる器官、臓器または組織でも良いが、例えば膵臓、ランゲルハンス氏島等をあげることができる。細胞としては、公知のいかなる細胞でも良いが、例えばBRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,9037−9041(1988)〕、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕、HIT−T15細胞(ATCC CRL−1777)、およびRINm5F細胞〔Diabetes,31,521−531(1982)〕等の細胞をあげることができる。器官、臓器、組織または細胞の破砕方法としては、公知のいかなる破砕方法でも良いが、ワーリングブレンダー、ポリトロン、Dounce型ホモジナイザーや超音波破砕機等の装置を用いた機械的破砕、低張液を用いた物理的破砕、界面活性剤を用いた可溶化、遠心分離等の操作を組み合わせることによって、縮合プリン誘導体結合蛋白質を含有する蛋白質画分を調製することができる。
該蛋白質画分は、冷蔵状態または凍結状態で保存することができる。
該蛋白質画分から縮合プリン誘導体結合蛋白質を精製する方法としては、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲルろ過、縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いたアフィニティー精製等の方法を単独あるいは組み合わせることにより精製する方法があげられる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の量は、該縮合プリン誘導体結合蛋白質に反応する抗体を用いた免疫ブロット法等によって測定することができる。
精製された蛋白質の縮合プリン誘導体に対する結合活性の程度は、上記[1](1)の方法で調製した縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いて測定することができる。具体的には、例えば縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合複合体に対して、該結合を弱める手段を講じることにより、該結合複合体から縮合プリン誘導体結合蛋白質を溶出することができる。縮合プリン誘導体と結合蛋白質の結合を弱める手段としては、上記[1](3)の方法をあげることができる。溶出された蛋白質をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、該電気泳動により、該蛋白質のバンドを確認することにより分画した画分に含まれる該蛋白質の結合活性の程度を測定することができる。
また、縮合プリン結合蛋白質の活性が知られている場合は、該蛋白質の活性を測定することによっても、結合活性を評価することができる。
例えば、配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する縮合プリン誘導体結合蛋白質(以下、p31蛋白質と称する)は、Current Protocols in Protein Science,John Wiley & Sons(2001)に記載の方法に準じて該蛋白質の活性を測定することにより、縮合プリン誘導体との結合活性を測定することができる。
また、上記で調製した蛋白質画分から縮合プリン誘導体結合蛋白質を精製する方法としては、該蛋白質に反応する抗体を用いたアフィニティークロマトグラフィーによって精製する方法もあげることができる。すなわち、該蛋白質に反応するモノクローナル抗体やポリクローナル抗体等を取得した後、Harlow,E.and Lane,D.Using antibodies:A laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York,USA(1999)等に記載の方法等を用いて該抗体をクロマトグラフィー担体と架橋し、アフィニティーカラムを調製し、このカラムを用いて、蛋白質画分や部分精製画分から縮合プリン誘導体結合蛋白質を精製することができる。
(2)組換え細胞を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の調製
本発明に用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、該蛋白質をコードするDNAを用いて調製することができる。該DNAは、上記[1](4)で同定された縮合プリン誘導体結合蛋白質のアミノ酸配列に基づき作製できる、該アミノ酸配列をコードする合成DNAを用いて、該蛋白質を生産する細胞、組織等から調製されるcDNAライブラリーに対し、コロニーハイブリダイゼーション、またはプラークハイブリダイゼーション等の手法(モレキュラー・クローニング第3版)を用いることよって取得することができる。
また、該アミノ酸配列をクエリーにして、公知のデータベースを探索することにより、該アミノ酸配列を有する蛋白質をコードするDNAの塩基配列を取得することもできる。
上記方法により取得することができるDNAとしては、具体的には例えば、
(i)配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列を有するDNA、
(ii)上記[1](5)の(i)〜(iii)のいずれかに記載の蛋白質をコードするDNA、
(iii)配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ縮合プリン誘導体と結合する蛋白質をコードするDNA、
をあげることができる。
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なDNAとは、例えば、配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列を有するDNAの全部または該DNAを制限酵素で消化して得られるDNA断片などをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAを意味し、具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、0.9mol/lの塩化ナトリウム存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mmol/l塩化ナトリウム、15mmol/lクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNAをあげることができる。ハイブリダイゼーションは、モレキュラー・クローニング第3版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University(1995)等に記載されている方法に準じて行うことができる。
ハイブリダイズ可能なDNAとして具体的には、上記したBLASTやFASTA等を用いて上記したパラメーター等も用いて計算したときに、配列番号4〜6のいずれかで表される塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有するDNA、好ましくは80%以上の相同性を有するDNA、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上の相同性を有するDNAをあげることができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質は、モレキュラー・クローニング第3版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された方法等を用い、例えば以下の方法により、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを宿主細胞中で発現させて、製造することができる。
全長cDNAをもとにして、必要に応じて、該蛋白質をコードする部分を含む適当な長さのDNA断片を調製する。
また、必要に応じて、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする部分の塩基配列を、宿主細胞の発現に最適なコドンとなるように塩基を置換したDNAを調製する。該DNAは縮合プリン誘導体結合蛋白質の効率的製造に有用である。
該DNA断片、または全長cDNAを適当な発現ベクターのプロモーターの下流に挿入することにより、組換えベクターを作製する。
該組換えベクターを、該発現ベクターに適合した宿主細胞に導入する。
宿主細胞としては、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞等、目的とする遺伝子を発現できるものであればいずれも用いることができる。
発現ベクターとしては、上記宿主細胞において自立複製可能ないしは染色体中への組込が可能で、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを転写できる位置にプロモーターを含有しているものが用いられる。
細菌等の原核生物を宿主細胞として用いる場合は、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを含有してなる組換えベクターは原核生物中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、本発明のDNA、転写終結配列、より構成されたベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。
発現ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもベーリンガーマンハイム社製)、pKK233−2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX−1(Promega社製)、pQE−8(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58−110600)、pKYP200〔Agric.Biol.Chem.,48,669(1984)〕、pLSA1〔Agric.Biol.Chem.,53,277(1989)〕、pGEL1〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,4306(1985)〕、pBluescript II SK(−)(Stratagene社製)、pTrs30〔Escherichia coli JM109/pTrS30(FERM BP−5407)より調製〕、pTrs32〔Escherichia coli JM109/pTrS32(FERM BP−5408)より調製〕、pGHA2〔Escherichia coli IGHA2(FERM BP−400)より調製、特開昭60−221091〕、pGKA2〔Escherichia coliIGKA2(FERM BP−6798)より調製、特開昭60−221091〕、pTerm2(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pEG400〔J.Bacteriol.,172,2392(1990)〕、pGEX(Pharmacia社製)、pETシステム(Novagen社製)等をあげることができる。
プロモーターとしては、宿主細胞中で機能するものであればいかなるものでもよい。例えば、trpプロモーター(Ptrp)、lacプロモーター、PLプロモーター、PRプロモーター、T7プロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来するプロモーターをあげることができる。またPtrpを2つ直列させたプロモーター(Ptrp×2)、tacプロモーター、lacT7プロモーター、letIプロモーターのように人為的に設計改変されたプロモーター等も用いることができる。
リボソーム結合配列であるシャイン−ダルガノ(Shine−Dalgarno)配列と開始コドンとの間を適当な距離(例えば6〜18塩基)に調節したプラスミドを用いることが好ましい。
本発明の組換えベクターにおいては、縮合プリン誘導体結合蛋白質のDNAの発現には転写終結配列は必ずしも必要ではないが、構造遺伝子の直下に転写終結配列を配置することが好ましい。
宿主細胞としては、エシェリヒア属、セラチア属、バチルス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、シュードモナス属等に属する微生物、例えば、Escherichia coli XL1−Blue、Escherichia coli XL2−Blue、Escherichia coli DH1、Escherichia coli MC1000、Escherichia coli KY3276、Escherichia coli W1485、Escherichia coli JM109、Escherichia coli HB101、Escherichia coli No.49、Escherichia coli W3110、Escherichia coli NY49、Escherichia coli GI698、Escherichia coli TB1、Serratia ficaria、Serratia fonticola、Serratia l iquefaciens、Serratia marcescens、Bacillus subtilis、Bacillus amyloliquefaciens、Brevibacterium ammoniagenes、Brevibacterium immariophilum ATCC14068、Brevibacterium saccharolyticum ATCC14066、Brevibacterium flavum ATCC14067、Brevibacterium lactofermentum ATCC13869、Corynebacterium glutamicum ATCC13032、Corynebacterium glutamicum ATCC13869、Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870、Microbacterium ammoniaphilum ATCC15354、Pseudomonas putida、Pseudomonas sp.D−0110等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,69,2110(1972)〕、プロトプラスト法(特開昭63−2483942)、またはGene,17,107(1982)やMolecular & General Genetics,168,111(1979)に記載の方法等をあげることができる。
酵母を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、YEp13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、YCp50(ATCC37419)、pHS19、pHS15等をあげることができる。
プロモーターとしては、酵母菌株中で機能するものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、ヘキソースキナーゼ等の解糖系の遺伝子のプロモーター、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター、gal 1プロモーター、gal 10プロモーター、ヒートショックポリペプチドプロモーター、MFα1プロモーター、CUP 1プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、Saccharomyces属、Schizosacch aromyces属、Kluyveromyces属、Trichosporon属、Schwanniomyces属、Pichia属、Candida属等に属する微生物、例えば、Saccharomyces cerevisiae、Schizosaccharomyces pombe、Kluyveromyces lactis、Trichosporon pullulans、Schwanniomyces alluvius、Candida utilis等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法〔Methods Enzymol.,194,182(1990)〕、スフェロプラスト法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)〕、酢酸リチウム法〔J.Bacteriology,153,163(1983)〕、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)記載の方法等をあげることができる。
動物細胞を宿主として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、pcDNAI、pCDM8(Invitrogen社製)、pAGE107〔特開平3−22979、Cytotechnology,3,133(1990)〕、pAS3−3(特開平2−227075)、pcDNAI/Amp(Invitrogen社製)、pREP4(Invitrogen社製)、pAGE103〔J.Biochem.,101,1307(1987)〕、pAGE210等をあげることができる。
プロモーターとしては、動物細胞中で機能するものであればいずれも用いることができ、例えば、サイトメガロウイルス(CMV)のIE(immediate early)遺伝子のプロモーター、SV40の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、SRαプロモーター等をあげることができる。また、ヒトCMVのIE遺伝子のエンハンサーをプロモーターと共に用いてもよい。
宿主細胞としては、ヒトの細胞であるナマルバ(Namalwa)細胞、サルの細胞であるCOS細胞、チャイニーズ・ハムスターの細胞であるCHO細胞、HBT5637(特開昭63−299)等をあげることができる。
動物細胞への組換えベクターの導入方法としては、動物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法〔Cytotechnology,3,133(1990)〕、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,7413(1987)〕、Virology,52,456(1973)等をあげることができる。
昆虫細胞を宿主として用いる場合には、例えばカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual,W.H.Freeman and Company,New York(1992)、Bio/Technology,6,47(1988)等に記載された方法によって、ポリペプチドを発現することができる。
即ち、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに該組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、ポリペプチドを発現させることができる。
該方法において用いられる遺伝子導入ベクターとしては、例えば、pVL1392、pVL1393、pBlueBacIII(いずれもInvitorogen社製)等をあげることができる。
バキュロウイルスとしては、例えば、夜盗蛾科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)等を用いることができる。
昆虫細胞としては、Spodoptera frugiperdaの卵巣細胞であるSf9、Sf21〔Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual,W.H.Freeman and Company,New York(1992)〕、Trichoplusia niの卵巣細胞であるHigh5(Invitrogen社製)等を用いることができる。
組換えウイルスを調製するための、昆虫細胞への上記組換え遺伝子導入ベクターと上記バキュロウイルスの共導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,7413(1987)〕等をあげることができる。
植物細胞を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、Tiプラスミド、タバコモザイクウイルスベクター等をあげることができる。
プロモーターとしては、植物細胞中で機能するものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、イネアクチン1プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、タバコ、ジャガイモ、トマト、ニンジン、ダイズ、アブラナ、アルファルファ、イネ、コムギ、オオムギ等の植物細胞等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、植物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、アグロバクテリウム(Agrobacterium)(特開昭59−140885、特開昭60−70080、WO94/00977)、エレクトロポレーション法(特開昭60−251887)、パーティクルガン(遺伝子銃)を用いる方法(日本特許第2606856、日本特許第2517813)等をあげることができる。
以上のようにして得られる形質転換体を培地に培養し、培養物中に縮合プリン誘導体結合蛋白質を生成蓄積させ、該培養物から採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。
該形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
該形質転換体が大腸菌等の原核生物あるいは酵母等の真核生物を宿主として得られた形質転換体である場合、該形質転換体を培養する培地として、該形質転換体が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、該形質転換体の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。
炭素源としては、該形質転換体が資化し得るものであればよく、グルコース、フラクトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノールなどのアルコール類等を用いることができる。
窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸もしくは有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、ならびに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物、各種発酵菌体およびその消化物等を用いることができる。
無機塩としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等を用いることができる。
培養は、振盪培養または深部通気攪拌培養などの好気的条件下で行う。培養温度は15〜40℃がよく、培養時間は、通常16時間〜7日間である。培養中のpHは3.0〜9.0に保持することが好ましい。pHの調整は、無機または有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム、アンモニアなどを用いて行う。
また、培養中必要に応じて、アンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、lacプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド等を、trpプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。
動物細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているRPMI1640培地〔The Journal of the American Medical Association,199,519(1967)〕、EagleのMEM培地〔Science,122,501(1952)〕、ダルベッコ改変MEM培地〔Virology,8,396(1959)〕、199培地〔Proceeding of the Society for the Biological Medicine,73,1(1950)〕またはこれら培地に牛胎児血清等を添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常pH6〜8、30〜40℃、5%CO2存在下等の条件下で1〜7日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
昆虫細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているTNM−FH培地(Pharmingen社製)、Sf−900 II SFM培地(Life Technologies社製)、ExCell400、ExCell405(いずれもJRH Biosciences社製)、Grace’s Insect Medium〔Nature,195,788(1962)〕等を用いることができる。
培養は、通常pH6〜7、25〜30℃等の条件下で、1〜5日間行う。
また、培養中必要に応じて、ゲンタマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
植物細胞を宿主として得られた形質転換体は、細胞として、または植物の細胞や器官に分化させて培養することができる。該形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているムラシゲ・アンド・スクーグ(MS)培地、ホワイト(White)培地、またはこれら培地にオーキシン、サイトカイニン等、植物ホルモンを添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常pH5〜9、20〜40℃の条件下で3〜60日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ハイグロマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
上記のとおり、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを組み込んだ組換え体ベクターを保有する微生物、動物細胞、昆虫細胞あるいは植物細胞由来の形質転換体を、通常の培養方法に従って培養し、縮合プリン誘導体結合蛋白質を生成蓄積させ、該培養物より縮合プリン誘導体結合蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。
酵母、動物細胞、昆虫細胞または植物細胞により発現させた場合には、糖あるいは糖鎖が付加された蛋白質を得ることができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産させる形態としては、縮合プリン誘導体結合蛋白質をそのままの構造で生産させる以外に、モレキュラー・クローニング第3版に記載されている方法等に準じて、マーカーペプチドを連結させた融合蛋白質として、またはシグナル配列を連結させた分泌蛋白質としてとして生産することができる。
融合させるマーカーペプチドとしては、mycポリペプチド、β−ガラクトシダーゼ、プロテインA、プロテインAのIgG結合領域、クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ、ポリ(Arg)、ポリ(Glu)、プロテインG、マルトース結合タンパク質、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、ポリヒスチジン鎖(His−tag)、Sペプチド、DNA結合タンパク質ドメイン、Tac抗原、チオレドキシン、グリーン・フルオレッセント・プロテイン、FLAGペプチド、および任意の抗体のエビトープなどがあげられる。シグナル配列としては、任意の分泌蛋白質のシグナル配列をあげることができる〔山川彰夫,実験医学,13,469−474(1995)〕。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の生産方法としては、宿主細胞内に生産させる方法、宿主細胞外に分泌させる方法、あるいは宿主細胞外膜上に生産させる方法があり、使用する宿主細胞や、生産させる該蛋白質の構造を変えることにより、該方法を選択することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質が宿主細胞内あるいは宿主細胞外膜上に生産される場合、ポールソンらの方法〔J.Biol.Chem.,264,17619(1989)〕、ロウらの方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,8227(1989)、Genes Develop.,4,1288(1990)〕、または特開平5−336963、WO94/23021等に記載の方法を準用することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
すなわち、遺伝子組換えの手法を用いて、縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性部位を含むポリペプチドの手前にシグナルペプチドを付加した形で発現させることにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
また、特開平2−227075に記載されている方法に準じて、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子等を用いた遺伝子増幅系を利用して生産量を上昇させることもできる。
さらに、遺伝子導入した動物または植物の細胞を再分化させることにより、遺伝子が導入された動物個体(トランスジェニック非ヒト動物)または植物個体(トランスジェニック植物)を造成し、これらの個体を用いて縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することもできる。
形質転換体が動物個体または植物個体の場合は、通常の方法に従って、飼育または栽培し、該蛋白質を生成蓄積させ、該動物個体または植物個体より該蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。
動物個体を用いて縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造する方法としては、例えば公知の方法〔American Journal of Clinical Nutrition,63,639S(1996)、American Journal of Clinical Nutrition,63,627S(1996)、Bio/Technology,9,830(1991)〕に準じて遺伝子を導入して造成した動物中に縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産する方法があげられる。
動物個体の場合は、例えば、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを導入したトランスジェニック非ヒト動物を飼育し、該蛋白質を該動物中に生成・蓄積させ、該動物中より該蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造することができる。該動物中の生成・蓄積場所としては、例えば、該動物のミルク(特開昭63−309192)、卵等をあげることができる。この際に用いられるプロモーターとしては、動物で発現できるものであればいずれも用いることができるが、例えば、乳腺細胞特異的なプロモーターであるαカゼインプロモーター、βカゼインプロモーター、βラクトグロプリンプロモーター、ホエー酸性プロテインプロモーター等が好適に用いられる。
植物個体を用いて縮合プリン誘導体結合蛋白質を製造する方法としては、例えば縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAを導入したトランスジェニック植物を公知の方法〔組織培養,20(1994)、組織培養,21(1995)、Trends in Biotechnology,15,45(1997)〕に準じて栽培し、縮合プリン誘導体結合蛋白質を該植物中に生成、蓄積させ、該植物中より縮合プリン誘導体結合蛋白質を採取することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産する方法があげられる。
上記形質転換体により製造された縮合プリン誘導体結合蛋白質を単離精製するためには、通常の酵素の単離精製法を用いることができる。例えば縮合プリン誘導体結合蛋白質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液にけん濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、通常の酵素の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化学社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
また、縮合プリン誘導体結合蛋白質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として縮合プリン誘導体結合蛋白質の不溶体を回収する。回収した縮合プリン誘導体結合蛋白質の不溶体を蛋白質変性剤で可溶化する。該可溶化液を希釈または透析し、該可溶化液中の蛋白質変性剤の濃度を下げることにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質を正常な立体構造に戻す。該操作の後、上記と同様の単離精製法により縮合プリン誘導体結合蛋白質の精製標品を得ることができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質、あるいは縮合プリン誘導体結合蛋白質に糖鎖の付加された該蛋白質等の誘導体が細胞外に分泌された場合には、培養上清に該蛋白質あるいは該蛋白質の誘導体を回収することができる。即ち、該培養物を上記と同様の遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、該培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
さらに、縮合プリン誘導体結合蛋白質は、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAをin vitro転写・翻訳系を用いて製造することもできる。
in vitro転写・翻訳系としては、公知の方法[Kigawa T.ら,J.Biomol.NMR,6,129(1998)、Spirin A.S.ら,Science,242,1162(1988)、Kigawa T.& Yokoyama.S.,J.Biochem.,110,166(1991)]に準じて、in vitro転写・翻訳系を用いることができる。すなわち、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAをSP6、T7、T3等のプロモーターの下流につなげ、それぞれのプロモーター特異的なRNAポリメラーゼを反応させることにより大量の縮合プリン誘導体結合蛋白質RNAをインビトロで合成した後、無細胞系の翻訳系例えばウサギ網状赤血球ライセート、コムギ胚芽抽出液や大腸菌抽出液等を用いた翻訳系を利用して、縮合プリン誘導体結合蛋白質を生産することができる。該反応液から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
また、本発明の探索方法で用いられる縮合プリン誘導体結合蛋白質は、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等の化学合成法によっても製造することができる。また、Advanced ChemTech社、パーキン・エルマー社、Pharmacia社、Protein Technology Instrument社、Synthecell−Vega社、PepSeptive社、島津製作所等のペプチド合成機を利用して化学合成することもできる。
このようにして取得される縮合プリン誘導体結合蛋白質として、例えば、配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質をあげることができる。
[3]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
抗糖尿病作用を有する物質は、▲1▼被検物質存在下、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量と、▲2▼被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択することにより、取得することができる。
上記方法で用いられる縮合プリン誘導体としては、上記2の方法で製造される上記1の化合物をあげることができ、縮合プリン誘導体結合蛋白質としては、上記4[2]の方法で製造される上記4[1]の蛋白質をあげることができる。具体的には、上記4[1](5)の(i)〜(iii)の蛋白質をあげることができる。
縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合体の量を測定する方法としては、例えば縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質のいずれか一方の分子をマルチウエルプレート、クロマト担体若しくはラテックス等のビーズ、表面プラズモン共鳴測定用のチップまたは質量測定用のターゲット等の固相に、物理的吸着、共有結合または縮合プリン誘導体結合蛋白質に反応する抗体等、タグペプチド、マーカーペプチドおよびシグナルペプチドより選ばれるペプチドを特異的に認識する分子を介した結合により固定化し、必要に応じて非特異吸着を抑制するブロッキングなどの処理を施した後、他方の分子を添加し、更に未吸着な他方の分子を洗浄除去後、他方の分子である縮合プリン誘導体結合蛋白質または縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性、結合特性、表面プラズモン共鳴の発生、または質量分析の信号強度等により結合した他方の分子を検出することにより、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合量を検出する方法をあげることができる。
被検物質存在下における縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合量と、被検物質非存在下における該結合量を上記方法のいずれか1つを用いて比較することにより、被検物質から縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合の阻害活性を指標に、抗糖尿病作用を有する物質を選択することができる。
該物質が抗糖尿病作用、例えばインスリン分泌促進作用を有する物質であることは、膵臓β細胞または該細胞を含有する組織と上記で選択される物質をグルコース存在下で接触させたとき、該物質により膵臓β細胞のインスリン分泌が促進されること等により確認することができる〔Diabetorogia,36,1139(1993)〕。
[4]縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物を用いた縮合プリン結合蛋白質に結合する物質の探索方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質は、▲1▼被検物質存在下、縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量と、▲2▼被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較し、▲4▼被検物質より縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択した後、▲5▼▲4▼の工程で得られる物質より、縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質を選択することにより、取得することができる。
上記▲1▼〜▲4▼の工程は、上記3の方法に従って行うことができる。上記▲1▼〜▲4▼の工程で選択される物質から縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質を選択する方法としては、例えば標識化した該物質と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合と、標識化した該物質と膵臓由来細胞若しくは組織またはそれらの処理物以外の細胞等とを接触させた場合の該物質の結合活性を標識に基づいて測定、比較し、膵臓β細胞または該細胞の処理物に対する結合性が高い物質を選択することによる、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を選択する方法をあげることができる。結合活性は、上記3[3]の方法に準じて測定することができる。
[5]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する物質の探索方法
上記4[4]の方法において、膵臓β細胞または該細胞の処理物の代わりに、上記4[1]および[2]の方法で得られる縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いて、上記4[4]▲1▼〜▲4▼の工程で選択される物質より、上記4[3]の方法に準じ、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を取得することができる。
また、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合は、縮合プリン誘導体結合蛋白質を他の蛋白質との融合タンパク質として生産し、融合させた蛋白質に親和性をもつ物質を用いてタグペプチド、マーカーペプチド、またはシグナルペプチドより選ばれるペプチドを特異的に検出することにより測定することもできる。例えば、融合させるペプチドとしてβ−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、チオレドキシン等を用いたときは、その酵素活性を指標に、グリーン・フルオレッセント・プロテイン(GFP)等を用いたときは、その蛍光を指標に、プロテインA、プロテインAのIgG結合領域、ポリ(Arg)、ポリ(Glu)、プロテインG、マルトース結合ポリペプチド、ポリヒスチジン鎖(His−tag)、DNA結合ポリペプチドドメイン等を用いたときは、その特異的結合分子との結合を指標に、mycポリペプチド、Sペプチド、Tac抗原、FLAGペプチド、任意の抗体のエピトープ等を用いたときは、その特異的抗体との結合を指標に検出することができる。
β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、チオレドキシン、グリーン・フルオレッセント・プロテイン(GFP)、プロテインA、プロテインAのIgG結合領域、ポリ(Arg)、ポリ(Glu)、プロテインG、マルトース結合ポリペプチド、ポリヒスチジン鎖(His−tag)、DNA結合ポリペプチドドメイン等は、それらの特異的抗体との結合を指標に検出することもできる。
また、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体のいずれか一方あるいは双方をビオチン等の結合に特異性を有する分子や蛍光試薬、RI標識試薬等により修飾後、上記の反応系に用いることによって、ビオチン等の結合特異性を用いて固相に結合させたり、ビオチン等の結合特異性や蛍光、放射性等を指標に相互作用を検出することもできる。
さらに、蛋白質およびポリペプチドを適切な蛍光色素でラベル化し、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)により、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体とが結合しているときのみ発する蛍光を利用して、溶液系で縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体の相互作用を検出することができる。
[6]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体結合蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性と、▲2▼被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質の活性を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
上記方法で用いられる縮合プリン誘導体としては、上記2の方法で製造される上記1の化合物をあげることができ、縮合プリン誘導体結合蛋白質としては、上記4[2]の方法で製造される上記4[1]の蛋白質をあげることができる。
該蛋白質の活性が公知の場合は、公知の方法に準じて該酵素の活性を測定することができる。
例えば、該蛋白質として、配列番号1で表されるアミノ酸配列を有する蛋白質を用いる場合、該活性はBiochem.Biophys.Acta,1338,47(1977)記載の方法に準じて測定することができる。
具体的には、該蛋白質の基質となりうるNADP、NADPHやレチノール、レチナール、パラクロロベンズアルデヒドなどのアルコール、アルデヒド等〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕等を用いて、該蛋白質による基質の消失速度または生成物の生成速度を分光光度測定、蛍光光度測定、または高速液体クロマトグラフィー等でモニターすることにより、該蛋白質の活性を測定することができる。
[7]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質の探索方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質は、上記[6]の方法により得られる縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を変化させる物質の中から、該蛋白質の活性を低下させる物質として選択することことができる。
また、縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質は、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体を調製し、両者の結合を検出する系に、被検物質を加え、被検物質による該結合の阻害を指標に、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体との結合を阻害する化合物として選択することにより取得することもできる。
具体的には、上記[3]の方法により選択される縮合プリン誘導体結合蛋白質に結合する化合物のなかから、縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性を抑制する物質を選択することができる。
また、▲1▼被検物質存在下、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体との結合量と、▲2▼被検物質非存在下での該蛋白質と該蛋白質の基質誘導体との結合量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質と該蛋白質の基質誘導体との結合を阻害する化合物を選択する方法により、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を抑制する物質を選択することもできる。
ここで、縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体とは、縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質となりうる物質から誘導される物質であり、具体的には、例えば縮合プリン誘導体結合蛋白質として、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質を用いる場合、該蛋白質基質誘導体としては、NADP、NADPHの誘導体やレチノール、レチナール、パラクロロベンズアルデヒドなどのアルコール、アルデヒド等の該蛋白質の基質となりうる物質〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕の誘導体をあげることができる。
より具体的な方法としては、縮合プリン誘導体結合蛋白質または縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体のいずれか一方の分子をマルチウエルプレートやクロマト担体やラテックス等のビーズ、表面プラズモン共鳴測定用のチップ、質量測定用のターゲット等の固相に、物理的吸着、共有結合や、縮合プリン誘導体結合蛋白質に反応する抗体等や、タグペプチド、マーカーペプチド、またはシグナルペプチドより選ばれるペプチドを特異的に認識する分子を介した結合により固定化し、必要に応じて非特異吸着を抑制するブロッキングなどの処理を施した後、他方の分子を添加し、更に未吸着な他方の分子を洗浄除去後、他方の分子である縮合プリン誘導体結合蛋白質の活性、結合特性、表面プラズモン共鳴の発生、または質量分析の信号強度等により結合した他方の分子を検出することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質と縮合プリン誘導体結合蛋白質の基質誘導体との結合量を検出することができる。
上記[5]〜[7]のいずれか方法から選ばれる2つ以上の方法を組み合わせることによって上記[5]〜[7]の方法により選択された物質の中から、インスリン分泌促進剤として好ましい活性を持つ化合物を絞り込むこともできる。また、必要に応じて、下記[11]の方法により、インスリン分泌促進剤としてより好ましい活性を有する化合物を絞り込むことができる。
インスリン分泌促進剤として好ましい活性を有する化合物とは、例えばインスリン分泌促進剤として好ましくない活性が低い化合物のことをいい、例えば、従来のインシュリン促進剤が有する副作用である体重減少、骨髄抑制、肝臓障害、腎毒性、神経毒性などが軽減された化合物をあげることができる。
[8]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の機能を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体結合蛋白質の機能を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の細胞応答と、▲2▼被検物質非存在下での該形質転換体の細胞応答を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該形質転換株の細胞応答を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する形質転換体は、上記4[2](2)の方法により調製することができる。
被検物質と該形質転換株を接触させた場合の該形質転換株が示す細胞応答としては、例えば、細胞内情報伝達、遺伝子の転写、糖の取り込み、増殖などの変化等をあげることができ、それらの変化は公知の方法により検出することができる。
より具体的な細胞の応答としては、例えば、アラキドン酸遊離、アセチルコリン遊離、細胞内Ca2+遊離、細胞内cAMP生成、細胞内cGMP生成、イノシトールリン酸産生、細胞膜電位変動、細胞内蛋白質のリン酸化、c−fos活性化、pHの低下、メラニン色素の凝集または拡散、インスリンの分泌促進などをあげることができる。
[9]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量と、▲2▼被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
具体的な方法としては、被検物質と接触および非接触の縮合プリン誘導体結合蛋白質を発現する、上記4[2](2)の方法により調製することができる形質転換細胞の各々から常法に従い全RNAまたはポリ(A)+RNAを調製し、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードするDNAから調製されるプライマーDNAを用いた、RT−PCR[PCR Protocols、Academic Press(1990)]により、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定し、各々の発現量を比較することにより、縮合プリン誘導体結合蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を取得する方法をあげることができる。
[10]縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質を用いた縮合プリン誘導体結合蛋白質の発現量を変化させる物質の探索方法
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の発現量を変化させる物質は、▲1▼被検物質と縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質の発現量と、▲2▼被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定し、▲3▼被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較した後、▲4▼被検物質より該蛋白質の発現量を変化させる物質を選択することにより、取得することができる。
縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体は、上記4[2](2)の方法により調製することができる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質の発現量を測定する方法としては、免疫学的定量法をあげることができる。
免疫学的定量法としては、例えば液相中で縮合プリン誘導体結合蛋白質と反応する抗体のうちエピトープが異なる2種類のモノクローナル抗体を用いたサンドイッチELISA法、125I等の放射性同位体で標識した縮合プリン誘導体結合蛋白質と該蛋白質を認識する抗体を用いるラジオイムノアッセイ法等があげられる。
縮合プリン誘導体結合蛋白質と反応する抗体は、該蛋白質または該蛋白質の部分断片ペプチドの精製品を用いて、公知の方法によりポリクローナル抗体、モノクローナル抗体等として作製することができる。
[11]インスリン分秘促進活性評価
インスリン分泌促進剤の評価系としては、公知のいかなる方法も利用することができる。
動物を用いる方法としては、例えば、Wistar系ラット等を用い、被験物質投与時に、経口糖負荷試験を行い、血糖抑制効果はあるが、低血糖を起さない被験物質を選択する方法(WO00/01388)等をあげることができる。
摘出組織や培養細胞を用いる方法としては、膵臓ランゲルハンス氏島、初代培養膵臓β細胞、培養β細胞の内、5〜10mmol/lのグルコース濃度の生理的な変化に応じたインスリン分泌能を示す培養β細胞であるBRIN−BD11細胞〔Diabetes,45,1132−1140(1996)〕、INS−1細胞〔Endocrinology,130,167−178(1992)〕、βTC細胞〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA.,85,9037−9041(1988)〕、あるいは、MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕を用い、低グルコース濃度で被験物質を添加してもインスリン分泌を促進しないが、高グルコース濃度で、被験物質を添加すると高グルコース単独よりもインスリン分泌を促進する被験物質を選択する方法(特開2000−154139)等をあげることができる。
培養β細胞株の中でも、膵臓β細胞MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕は、インスリン含量およびグルコース刺激によるインスリン分泌量が生体内の膵臓β細胞に近く、グルコース濃度に応答してインスリン分泌が上昇する点において生体内の膵臓β細胞の性質を良く保存している〔Endocrinology,127,126−132(1990)、Diabetologia,36,1139−1145(1993)〕。また、MIN6細胞は、糖尿病治療薬として用いられているスルフォニルウレア剤、例えばグリベンクラミドに応答して、インスリン分泌が促進される〔Cellular Signalling,5,777−786(1993)〕点でより好ましい。
MIN6細胞の培養、およびMIN6細胞を用いたインスリン分泌試験は、Diabetologia,36,1139−1145(1993)に記載されている方法に準じて行うことができる。
また、化合物が細胞のインスリン分泌活性に与える影響は、以下のようにして集めた細胞培養上清中のインスリン量を測定することにより求めることができる。
24ウェルプレートで培養したMIN6細胞を、2mmol/lグルコースを含む緩衝液A〔119mmol/l塩化ナトリウム、4.74mmol/l塩化カリウム、2.54mmol/l塩化カルシウム、1.19mmol/l硫酸マグネシウム、1.19mmol/lリン酸二水素カリウム、10mmol/l 2−[4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸、0.1%牛血清アルブミンpH7.3〕1mlを用いて2回洗浄した後、1mlの2mmol/lグルコースを含む緩衝液A中、37℃で45分間インキュベートする。インキュベート後、培養上清を、各種濃度の試験化合物および8.4mmol/lグルコースを含む緩衝液A(1ml)と交換し、さらに、37℃で45分間インキュベートし、培養上清を集める。培養上清中に分泌された抗体反応性のインスリンは1%牛血清アルブミン、0.1%Tween20、0.12%EDTA・2Na、0.1%アジ化ナトリウムを含むりん酸緩衝液で希釈した後、放射線免疫測定法により定量できる。ヒトインスリンを標準物質として標準曲線を作成し、その曲線からそれぞれのインスリン値を算出できる。さらに、試験化合物の代わりに溶媒であるジメチルスルホキシドを添加したときに得られるインスリン値を100%として、それぞれの測定値の相対量(%)を計算できる。
[12]本発明の方法で選択されるインシュリン分泌促進活性を有する化合物
本発明の方法で選択されるインシュリン分泌促進活性を有する化合物としては、下記の一般式(V)
[式中、R1B、R2BおよびR3Bは同一または異なって、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、またはNを含有する置換若しくは非置換の複素環基(該複素環基はN原子でトリアジン環に結合する)を表す]で表される化合物をあげることができる。
N原子でトリアジン環に結合する複素環基としては、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、プリニル、ピロリジニル、2,5−ジオキソピロリジニル、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、2−オキソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、テトラヒドロキノリル、テトラヒドロイソキノリル、テトラヒドロキノキサリニル、オクタヒドロキノリル、ジヒドロインドリル、又は1,3−ジオキソイソインドリニルなどをあげることができる。
上記式(V)の各基の定義において、置換とは、例えば置換若しくは非置換の低級アルキル、置換若しくは非置換のアラルキル、置換若しくは非置換のアリール、置換若しくは非置換の芳香族複素環基、置換若しくは非置換の脂環式複素環基による置換などを意味する。
ここで、置換若しくは非置換の低級アルキル、置換若しくは非置換のアラルキル、置換若しくは非置換のアリール、置換若しくは非置換の芳香族複素環基、置換および非置換の脂環式複素環基は、それぞれ前記式(II)の定義の中の置換若しくは非置換の低級アルキル、置換若しくは非置換のアラルキル、置換若しくは非置換のアリール、置換若しくは非置換の芳香族複素環基、置換および非置換の脂環式複素環基と同義である。
より具体的には、下記第2表に記載の化合物番号193〜200で表される化合物をあげることができる。
上記化合物は、WO01/47921に記載の方法、および公知の一般的な合成方法に準じて合成することができる他、ChemBrige社より購入することもできる。
[13]本発明の方法で選択される物質を含有する医薬
本発明の方法で選択される物質を有効成分として含有する医薬は、該有効成分を単独で投与することも可能ではあるが、通常は該有効成分を薬理学的に許容される一つあるいはそれ以上の担体と一緒に混合し、製剤学の技術分野においてよく知られる任意の方法により製造した医薬製剤として提供するのが望ましい。好ましくは水、あるいは食塩、グリシン、グルコース、ヒトアルブミン等の水溶液等の水性担体に溶解した無菌的な溶液が用いられる。また、製剤溶液を生理的条件に近づけるための緩衝化剤や等張化剤のような、薬理学的に許容される添加剤、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化カリウム、クエン酸ナトリウム等を添加することもできる。また、凍結乾燥して貯蔵し、使用時に適当な溶媒に溶解させて用いることもできる。
投与経路は、治療に際し最も効果的なものを使用するのが望ましく、経口投与、あるいは口腔内、気道内、直腸内、皮下、筋肉内および静脈内等の非経口投与をあげることができる。投与形態としては、噴霧剤、カプセル剤、錠剤、顆粒剤、シロップ剤、乳剤、座剤、注射剤、軟膏、テープ剤等があげられる。
経口投与に適当な製剤としては、乳剤、シロップ剤、カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤等があげられる。例えば乳剤およびシロップ剤のような液体調製物は、水、ショ糖、ソルビトール、果糖等の糖類、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、ごま油、オリーブ油、大豆油などの油類、p−ヒドロキシ安息香酸エステル類等の防腐剤、ストロベリーフレーバー、ペパーミント等のフレーバー類等を添加剤として用いて製造できる。カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤等は、乳糖、ブドウ糖、ショ糖、マンニトール等の賦形剤、デンプン、アルギン酸ナトリウム等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、タルク等の滑沢剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン等の結合剤、脂肪酸エステル等の界面活性剤、グリセリン等の可塑剤等を添加剤として用いて製造できる。
非経口投与に適当な製剤としては、注射剤、座剤、噴霧剤等があげられる。例えば、注射剤は、塩溶液、ブドウ糖溶液、あるいは両者の混合物からなる担体等を用いて調製する。座剤はカカオ脂、水素化脂肪またはカルボン酸等の担体を用いて調製される。また、噴霧剤は該物質そのもの、ないしは受容者の口腔および気道粘膜を刺激せず、かつ該物質を微細な粒子として分散させ吸収を容易にさせる担体等を用いて調製する。担体として具体的には乳糖、グリセリン等が例示される。該物質および用いる担体の性質により、エアロゾル、ドライパウダー等の製剤が可能である。また、これらの非経口剤においても経口剤で添加剤として例示した成分を添加することもできる。
投与量または投与回数は、目的とする治療効果、投与方法、治療期間、年齢、体重等により異なるが、通常成人1日当たり10μg/kg〜8g/kgである
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施例、試験例に基づき説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 標識化縮合プリン誘導体の合成
下式(VI)で示される化合物16の3H標識体(以下、[3H]標識化合物16という)は、WO00/01388に記載の方法により合成することができる上記第1表の化合物番号23で表される化合物のR体を原料に用いた3H−gas法によって、アマシャム ファルマシア社で合成された。
実施例2 膵臓β細胞の破砕液の調製
MIN6細胞〔Endocrinology,127,126−132(1990)〕を、細胞培養用フラスコ(182cm2、グライナー社製)中にて、37℃、5%炭酸ガス下で、15%ウシ胎児血清と5g/lのグルコースを含むDMEM培地(Dulbecco’s Modified Eagle Medium;日水製薬社製)を用いて集密的になるまで培養した。なお、以下の操作は、氷上で行った。
MIN6細胞が集密的になった後、培地を取り除き、30mlの氷冷したリン酸緩衝生理食塩液(PBS)で2回洗浄した。その後、氷冷したTris−HCl緩衝液〔10mmol/lトリス−塩酸(Tris−HCl)、100mmol/l塩化ナトリウム(NaCl)、2mmol/lエチレンジアミン四酢酸(EDTA)、10μg/mlロイペプチン(leupeptin)、1mmol/lフェニルメタンスルフォニルフルオリド(PMSF)、pH7.4〕を3ml加え、セルスクレーパーを用いて、フラスコに接着している細胞を剥がし、パスツールピペットで細胞を回収した。この操作を、もう一度行うことにより、182cm2フラスコにつき計6mlの細胞懸濁液を取得した。該細胞懸濁液を、ホモジェナイザーを用いて細胞を破砕した後、遠心分離機Himac CF7D2(日立社製)を用いて、4℃、10分間、毎分3500回転で遠心分離し、その上清を回収し、細胞破砕液とした。
実施例3 膵臓β細胞の膜画分の調製
実施例2で得られた細胞破砕液を、遠心分離機Himac CP100α(日立製作所社製)、ローターRP50T(日立製作所社製)を用いて、4℃、30分間、毎分35000回転で遠心分離した後、上清を廃棄し、残った沈殿に氷冷した上記のTris−HCl緩衝液を加え、18ゲージ(テルモ社製)の注射針をつけたシリンジ(テルモ社製)を用いて懸濁した。さらに、遠心分離機Himac CP100α、ローターRP50Tを用いて、4℃、30分間、毎分35000回転で遠心分離した後、上清を捨て、沈殿に適当量の氷冷したTris−HCl緩衝液を加え、25ゲージ(テルモ社製)の注射針をつけたシリンジ(テルモ社製)を用いて懸濁したものをMIN6細胞の膜画分とした。
実施例4 膵臓β細胞の可溶化膜画分の調製
実施例3の膜画分に氷冷した可溶化バッファー〔20mmol/l Tris−HCl、500mmol/l塩化カリウム(KCl)、2mmol/l EDTA、10μg/mL leupeptin、1mmol/l PMSF、1w/v%ジギトニン(digitonin)、pH7.4〕を6ml加えて懸濁し、ホモジェナイザーを用いてホモジェナイズした後、そのまま氷上で30分間放置した。その後、遠心分離機Himac CP100α、ローターRP50Tを用いて、4℃、60分間、毎分35000回転で遠心分離することで得られた上清を、可溶化膜画分として回収した。沈殿には再び、氷冷した可溶化バッファーを3ml加え、上記の操作をさらに2回繰り返し、得られた上清をすべて混合して可溶化膜画分とした。
実施例5 膵臓β細胞および標識化縮合プリン誘導体を用いた結合実験
細胞培養用の24ウェルプレート(コーニング社製)にほぼ集密的な状態になるまで培養したMIN6細胞を、KRH緩衝液(119mmol/l NaCl、4.74mmol/l KCl、2.54mmol/l塩化カルシウム(CaCl2)、1.19mmol/l硫酸マグネシウム(MgSO4)、1.19mmol/lリン酸二水素カリウム(KH2PO4)、10mmol/l HEPES、2mmol/lグルコース、0.1w/v%牛血清アルブミン(BSA)、pH7.3)を用いて、2回洗浄した後、KRH緩衝液を1ウェルにつき1ml添加し、37℃にて45分間プレインキュベーションを行った。プレインキュベーション後、上清を除去し、0.15mlのKRH緩衝液と10nmol/lの[3H]標識化合物16、及び1μmol/lの濃度になるように被験化合物を添加し、4℃にて反応が平衡に達するまで1時間以上インキュベートした後、KRH緩衝液を用いて、細胞を2回洗浄した。KRH緩衝液を1ウェルにつき2ml添加し、室温にて20分間放置した後、再び、KRH緩衝液を用いて洗浄し、各ウェルに残った放射活性を液体シンチレーションカウンターを用いて測定することにより結合量を求めた。
被験化合物を添加しない条件下における[3H]標識化合物16の結合量(総結合量)と10μmol/lの化合物16存在下における[3H]標識化合物16の結合量(非特異的結合量)との差を、特異的結合量とした。
第1図Aに結合飽和曲線を、第1図Bにスキャッチャードプロットを示した。これらの図から、膵臓β細胞を用いると縮合プリン誘導体に特異的な結合を検出することができることがわかった。また、第3表に各縮合プリン誘導体による[3H]標識化合物16結合阻害作用とインスリン分泌促進活性の測定値を、第2図に該阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を示した。両作用の相関係数は0.679であり、有意な相関があることがわかった。
実施例6 膵臓β細胞の膜画分および標識化縮合プリン誘導体を用いた結合実験
細胞培養用の24ウェルプレート(コーニング社製)に、膜画分(150μg/ml)、[3H]標識化合物16、および放射標識していない被験化合物を含む実施例2に記載のTris−HCl緩衝液を加え、室温で1時間インキュベートした。次に、ハーベスターFiltermate 196−UniFilter 24(Packard社製)を用いて吸引ろ過することにより、UniFilter−24GF/B filter plate(Packard社製)上に膜画分を回収し、該膜画分を、1mlの洗浄バッファー(10mmol/l Tris−HCl、100mmol/l NaCl、2mmol/l EDTA 0.1w/v%BSA、pH7.4)を用いて、4回洗浄した後、乾燥させてから、マイクロシンチ20(Packard社製)を150μl/well添加し、Microplate Sintillation Counter Top Count(Packard社製)を用いて放射活性を測定した。化合物16の無添加時の放射活性を総結合量、化合物16を10μmol/l添加した時の放射活性を非特異的結合量として、総結合量から非特異的結合量を差し引いた残りを特異的結合量とした。
第3図Aに結合飽和曲線を第3図Bにスキャッチャードプロットを示した。これらの結果から、膵臓β細胞の膜画分を用いることによって、縮合プリン誘導体に特異的な結合を検出することができることがわかった。また、第4図に縮合プリン誘導体による[3H]標識化合物16結合阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を示した。両作用の相関係数は0.705であり、有意な相関があることがわかった。
実施例7 膵臓β細胞の可溶化膜画分を用いる結合実験
可溶化膜画分を蛋白質濃度500μg/mlで用いた以外は、上記実施例6と同様の方法で実験を行った。また、溶解液を目的の濃度に調製する際、界面活性剤を含まない可溶化緩衝液を用いて、溶解液に含まれる界面活性剤の濃度を0.1w/v%となるように希釈した。したがって、インキュベーション液の組成は、0.1w/v%のdigitonin、20mmol/l Tris−HCl、500mmol/l KCl、2mmol/l EDTA、10μg/mLロイペプチン(leupeptin)、1mmol/l PMSF、pH7.4であった。
化合物番号16で表される化合物の無添加時の放射活性を総結合量、該化合物を10μmol/l添加した時の放射活性を非特異的結合量として、総結合量から非特異的結合量を差し引いた残りを特異的結合量とした。
第5図に総結合量と非特異的結合量を示した。この結果から、膵臓β細胞の可溶化膜画分を用いることによって、縮合プリン誘導体の特異的結合を検出できることがわかった。
実施例8 インスリン分泌量の測定
MIN6細胞の培養、およびMIN6細胞を用いたインスリン分泌試験は、Diabetorogia,36,1139−1145(1993)に記載の方法に準じて行った。
すなわち、14.5mmol/lのグルコース存在下において、化合物がインスリン分泌活性に与える影響を、以下のようにして集めた細胞培養上清中のインスリン量を測定することにより評価した。
24ウェルプレートで培養したMIN6細胞を、2mmol/lのグルコースを含む緩衝液A〔119mmol/l NaCl、4.74mmol/l KCl、2.54mmol/l CaCl2、1.19mmol/l MgSO4、1.19mmol/l KH2PO4、10mmol/l 2−[4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル]エタンスルホン酸、0.1%BSA、pH7.3〕1mlを用いて2回洗浄した後、1mlの2mmol/lグルコースを含む緩衝液A中、37℃で45分間インキュベートした後、培養上清を、各種濃度の試験化合物および8.4mmol/lグルコースを含む緩衝液A(1ml)と交換し、さらに、37℃で45分間インキュベートし、培養上清を集めた。
培養上清中に分泌された抗体反応性のインスリンは1%BSA、0.1%Tween20、0.12%EDTA・2Na、0.1%アジ化ナトリウムを含むリン酸緩衝液で希釈した後、放射線免疫測定法〔Methods in Investigative and Diagnostic Endocrinology,Vol.2A,2B,North−Holland Publishing Co.,Amsterdam(1973)〕により定量した。ヒトインスリンを標準物質として標準曲線を作成し、その曲線からそれぞれのインスリン値を算出した。
実施例9 微生物の培養液を探索源とした抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
実施例6に記載の方法に従い、膵臓β細胞膜画分を用いて微生物の培養液から抗糖尿病作用を有する物質を選択することができる。
土壌から平板希釈法を用いて単離した微生物を、0.5%グルコース、3.0%可溶性でんぷん、2.0%大豆粉、0.5%酵母エキス、0.5%コーンスティープリカー、0.3%炭酸カルシウム(CaCO3)(蒸煮前pH7.2)からなる培地を入れた試験管中で28℃、4日間攪拌機上で培養する。培養終了後、培養液と同量のジメチルスルホキシドを添加して十分攪拌し、遠心分離機によって固形分と上清液に分離する。上清液2μlを、実施例6に記載した膵臓β細胞の膜画分0.15mlおよび10nmol/lの[3H]標識化合物16を含む溶液に添加し、室温で1時間インキュベートする。同時に培養上清液の代わりに50%ジメチルスルホキシドを添加した膵臓β細胞の膜画分0.15mlおよび10nmol/lの[3H]標識化合物16を含む溶液、および、さらに該溶液に10μomol/lの非標識の化合物16を添加した溶液を作成し、同様にしてインキュベートする。
インキュベーション終了後、実施例6に記載の方法により膜画分の回収、洗浄、膜に残った放射活性の測定を行った。非標識の化合物16を添加した場合に得られる放射活性を非特異的結合量、非標識の化合物16を添加していない場合の放射活性を総結合量として、実施例6に記載の方法で、それぞれの特異的結合量を計算する。計算された特異的結合量を用いて、以下の式からそれぞれの培養上清液の結合阻害率を求めることができる。
結合阻害率(%)=(50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量−培養上清液存在下の特異的結合量)/50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量 × 100
実施例10 化合物ライブラリーを探索源に用いた抗糖尿病作用を有する物質の探索方法
実施例5に記載の方法に従い、膵臓β細胞と[3H]標識化合物16の結合に対する阻害作用を指標にして抗糖尿病作用を有する物質を探索した。被検物質は、ジメチルスルホキシドに溶解し、終濃度が1μmol/lになるように添加した。非標識の化合物16を添加した場合に得られる放射活性を非特異的結合量、非標識の化合物16を添加していない場合の放射活性を総結合量として、実施例6に記載の方法で、それぞれの特異的結合量を計算し、以下の式を用いて結合阻害率を求めた。
結合阻害率(%)=(50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量−培養上清液存在下の特異的結合量)/50%ジメチルスルホキシド存在下の特異的結合量 × 100
7000種の化合物を探索した結果、10μmol/lで84%の阻害率を示す、下式(VII)に記載した構造を有する化合物を選択することができた。
式(VII)で表される構造を有する化合物(第4表の化合物番号193で示される化合物。以下、化合物193と称す)のインスリン分泌促進作用を、実施例8に記載の方法により測定した。その結果、該化合物のインスリン分泌促進量は、化合物16による分泌促進量を100%とした場合、195%であった(第4表)。
また、化合物193の類縁体である、下記第4表の化合物番号194〜199で表される化合物は10μmol/lの濃度において、化合物番号200で表される化合物は1μmol/lの濃度においてインスリン分泌促進活性が認められた(第4表)。
以上のことから、本発明の探索方法の有用性が示された。
上記化合物は、ChemBrige社より入手したほか、WO01/47921に記載の方法、および公知の一般的な合成方法に準じて合成した。
実施例11 縮合プリン誘導体固定化粒子の作製
縮合プリン誘導体として、上記第1表中の化合物番号155番で表される化合物を選択して以下の実験に用いた。
1mlのNHS−activated Sepharose粒子懸濁液(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して、上清を取り除いたペレットに5mlのTHFを加えて粒子を分散させた後、粒子を遠心分離して上清を取り除いた。この操作を3回繰り返した。
溶媒をTHFに交換した500μlのNHS−activated Sepharose粒子のペレットに、化合物196の溶液を加えてNHS−activated Sepharose粒子を分散させた。この時の溶媒はTHF、体積は500μl、化合物155の濃度は6mmol/lであった。時々撹拌しながら室温で一晩反応させた。反応終了後、粒子を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除いた。
未反応の化合物155を除くために、5mlのTHFを加えて粒子を分散させた後、粒子を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除く操作を3回繰り返した。未反応の粒子状の反応点を不活化するために、200mmol/lのモノエタノールアミンを含むTHF溶液を5ml加えて粒子を分散させ、10分間静置した。反応終了後、遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除いた。未反応のモノエタノールアミンを除くために、5mlのTHFを加えて粒子を分散させた後、粒子を遠心分離(1,000rpm、1分間、室温)して上清を取り除く操作を3回繰り返した。
このようにして得られた化合物155固定化粒子を、500μl粒子/mlとなるようにTHFに分散させた後、遮光条件下、4℃で保存した。
実施例12 細胞抽出液の調製
マウス膵臓β細胞株MIN6の培養は、425mlのダルベッコ変法イーグル培地(日水製薬社製)に、FBSを75ml、7.5%炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)を8.5ml、200mmol/lのL−グルタミンを5ml、ペニシリン(Penicillin)−ストレプトマイシン(Streptomycin)(それぞれ10000units/mlおよび10mg/mlの混合液)を2.5mlを加えた培地中でディッシュを用いて、5%CO2下、37℃のインキュベーター中で静置培養により行った。
MIN6が集密的になった後、細胞を37℃のPBSで2回洗浄し、4℃の緩衝液A〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕で細胞を剥がした。4℃で30分間、ローテーターで穏やかに攪拌した。その後、遠心分離(12000rpm、5分間、4℃)により不溶性画分を沈殿させて上清を可溶画分とした。ペレットを1mlの緩衝液B〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、150mmol/l NaCl、1%digitonin、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕に懸濁し、4℃で30分間、ローテーターで穏やかに攪拌した。その後、遠心分離(12000rpm、5分間、4℃)により不溶性画分を沈殿させて上清を可溶化膜画分とした。この方法でタンパク質濃度約3mg/mlの可溶画分と可溶化膜画分が得られた。可溶画分、可溶化膜画分は、−80℃で保存した。
実施例13 縮合プリン誘導体結合蛋白質の取得
実施例12で作製したMIN6の可溶化膜画分を緩衝液Bで10倍に希釈した溶液1mlに500μmol/lの化合物番号16で表される化合物(以下、化合物16と称す)を加えて、4℃で2時間穏やかに攪拌した。対照として化合物16を加えていないMIN6の可溶化膜画分を緩衝液C〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、150mmol/l NaCl、1%digitonin、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕で10倍に希釈した溶液1mlを4℃で2時間穏やかに攪拌した。次に、化合物16加えた可溶化膜画分および被検物質を加えていない可溶性膜画分溶液に実施例8で作製した化合物番号155で表される化合物を固定化した粒子(以下、化合物155固定化粒子と称す)を加え、4℃で30分間穏やかに撹拌した。その後、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液Cを750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液D〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA〕を750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。その後、β−メルカプトエタノールを含むSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動サンプルバッファーを30μl加え、化合物155固定化粒子に結合している蛋白質の溶出を行い、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。化合物16を加えた細胞抽出液からの化合物155固定化粒子による精製で、化合物番号16で表される化合物により化合物155固定化粒子への特異的結合が阻害されるp31蛋白質を見出した。
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離したp31蛋白質をゲルから切り出し、25mmol/lトリス塩酸緩衝液(pH8.5)中で0.3μgのリジルエンドペプチダーゼ(和光純薬社製)と共に37℃で13時間反応させた。リジルエンドペプチダーゼ消化で得られたペプチド断片を含む反応上清を回収し、逆相HPLCでペプチドを分離した。カラムはMagic C18(0.2mm I.D.×5cm、Michrom BioResources社製)を使用し、アセトニトリル濃度を5%から60%まで直線的に上昇させるグラジエントによりペプチドを溶出させた。分離したペプチドはチューブに分取し、気相プロテインシーケンサーProcise492cLC(Applied Biosystems社製)によりアミノ酸配列を決定した。決定したアミノ酸配列を配列番号11に示した。
リジルエンドペプチダーゼ消化後のp31蛋白質を含むゲル片は、さらに100mmol/lトリス塩酸緩衝液(pH8.8)中で0.3μgのトリプシン(シーケンスグレード、ロッシュ・ダイアグノスティックス社製)と共に37℃で13時間反応させた。トリプシン消化で得られたペプチド断片は、上記と同様の方法により逆相HPLCで分離し、そのアミノ酸配列を決定した。決定したアミノ酸配列を配列番号12に示した。
配列番号11および12で示したアミノ酸配列は、PIRタンパク質データベースに対して相同性検索を実施した結果、配列番号2に示したマウスNADPH依存性レチノール デヒドロゲナーゼ/レダクターゼ由来のアミノ酸配列のN末端から199番目のアミノ酸残基から209番目のアミノ酸残基からなる配列、およびN末端から34番目のアミノ酸残基から40番目のアミノ酸残基からなる配列に一致していることを確認した。
実施例14 p31蛋白質の調製
[1]マウス膵臓β細胞株(MIN6)からのp31 cDNAのクローン化とHis−p31蛋白質発現プラスミドの造成
マウス膵臓β細胞株(MIN6)より抽出された全RNAを鋳型とし、オリゴdTをプライマーとして1本鎖cDNAを合成した。この1本鎖cDNAを鋳型として、完全長のp31蛋白質をコードする遺伝子部分をポリメラーゼ・チェイン・リアクション(Polymerase Chain Reaction;PCR)法を用いて調製し、NOVAGEN社より購入した大腸菌発現ベクターpET−14bに組み込むことにより、N末にHisタグが付加されたHis−p31蛋白質発現プラスミドを構築した。以下、詳細に説明する。
MIN6細胞より、常法〔Biochemistry,18,5294(1977)〕に従い抽出した全RNA1μgから、1本鎖cDNA合成キットであるSuperScriptTMFirst−Strand Synthesis System for RT−PCR(GIBCO BRL社製)を用いて、オリゴdTをプライマーとして1本鎖cDNAを合成した。上記で得た1本鎖cDNAの0.4%をPCRの鋳型として使用した。
PCR用のプライマーセットとしては、GENSET社にて合成された配列番号7及び8で表される塩基配列からなる合成DNAを用いた。
配列番号7で表される塩基配列からなるDNAにはNdeIサイトが,配列番号8で表される塩基配列からなるDNAにはBamHIサイトが導入されるようにデザインした。
PCRは、Pyrobest DNA Polymerase(宝酒造社製)を用いて行なった。反応液は、該ポリメラーゼの使用説明書に従って調製し、GeneAmp PCR system 9700(Applied Biosystems)を用いて、95℃で5分間インキュベートした後、94℃で30秒間、65℃で1分間、72℃で2分間の反応を30サイクル行なった後、さらに72℃で7分間インキュベートすることで反応を行った。反応終了後、DNA精製キットであるPrep−A−Gene DNA Purification Systems(BIO−RAD社製)を用いてDNAを精製した。
上記のDNAを、NEB2緩衝液(New England Biolab社製)10μlに溶解し、10単位のNdeIおよび10単位のPstIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約0.8kbのDNA断片を回収した。
pET−14b 1μgをNEB2緩衝液20μlに溶解し、20単位のNdeIと20単位のPstIを加え、37℃2時間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約3.4kbのDNA断片を回収した。
pET−14b 1μgをNEB2緩衝液20μlに溶解し、20単位のPstIと20単位のBamHIを加え、37℃で2時間、消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約1.3kbのDNA断片を回収した。
上記で得られた、PCRで増幅したDNA由来のNdeI−BamHI断片(0.8kb)0.1μg、pET−14b由来のNdeI−PstI断片(3.4kb)0.03μgおよびPstI−BamHI断片(1.3kb)0.05μgをT4DNAリガーゼ緩衝液10μlに溶解し、T4DNAリガーゼ400単位を加えて、16℃で16時間結合反応を行なった。
該反応液を用いて大腸菌BL21株(Stratagene社製)をコーエンらの方法によって形質転換し、形質転換体を取得した。該形質転換株が保有するプラスミドを公知の方法に準じて単離し、その構造を制限酵素消化により確認した。該プラスミドをpET−14b−p31と命名した。
上記で取得された、プラスミドpET−14b−p31の塩基配列を、アプライド・バイオシステムズ社の塩基配列決定キット(BigDye Terminator Cycle Sequencing Beady Reaction Kit v2.0)を用いて決定した。
その結果、本実施例でクローニングされた遺伝子は、配列番号2で表される260アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、このアミノ酸配列はGene Bank Accession No.AB045132.1に記載されているマウス由来の蛋白質のアミノ酸配列と一致することが明らかになった。
[2]大腸菌によるマウスHis−p31蛋白質の発現
上記[1]で取得されたプラスミドpET−14b−p31を大腸菌BL21株にコーエンらの方法によって形質転換し、形質転換株BL21/pET−14b−p31を取得した。BL21/pET−14b−p31は、アンピシリン含有L−broth〔10g/l Bacto−Typtone(DIFCO社製)、5g/l Yeast Extract(DIFCO社製)、5g/l NaCl、75μg/mlアンピシリン〕5mlが入った15ml容の試験管にて、37℃で8時間振とう培養(220rpm)した。次に、アンピシリン含有L−broth 50mlが入った300ml容のバッフル付き三角フラスコに、上記培養液を2.5ml添加後、37℃でOD(590nm)が1.0になるまで振とう培養(220rpm)し、4℃に保存した。次に、アンピシリン含有L−broth 500mlが入った2本の2L容のバッフル付き三角フラスコに、上記培養液を20mlずつを添加し、37℃で通気攪拌培養(220rpm)し、OD(590nm)が0.9に到達した時点で発現誘導剤であるIPTG(イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド)を0.2mmol/lとなるように添加し、His−p31蛋白質の発現を誘導した。発現誘導後4時間で培養を終了し、培養液を遠心分離し、約6.6g(湿潤重量)の菌体を取得した。
[3]マウスHis−p31の精製
実施例5で得た培養菌体からマウスHis−p31の精製は、全て0〜4℃の条件のもと、以下の方法で行った。
上記[2]で得られた培養菌体6.6g(湿潤重量)を、20mlのホモゲナイズ溶液(20mmol/lリン酸ナトリウム緩衝液、500mmol/l NaCl、5mmol/lイミダゾール、10mmol/lジチオスレイトール、pH7.4)に懸濁後、超音波破砕機(家田貿易社製、Vibra−Cell、振幅レベル70)で5秒間、10回程度大腸菌を破砕して得られた破砕液を、9,000rpmで15分間遠心分離し、上清をフィルター濾過(MILLIPORE社製、Millex−GV、0.22μm)し、濾液を下記の条件による金属キレートアフィニティークロマトグラフィーで精製した。
金属キレートアフィニティークロマトグラフィー条件
カラム:200mmol/l硫酸亜鉛水溶液を24ml/時間の流速で20分間流した後、6ml/時間の流速で2時間流すことで、亜鉛を配位させたChelating Sepharose Fast Flow(アマシャムファルマシアバイオテク社製、10×100mm)
溶出液:A液(20mmol/lリン酸ナトリウム緩衝液、500mmol/l NaCl、5mmol/lイミダゾール、pH7.4)1000ml、B液(20mmol/lリン酸ナトリウム緩衝液、500mmol/l NaCl、500mmol/lイミダゾール、pH7.4)1000ml
流速:6ml/時間
溶出:A液からB液の直線濃度勾配溶出
溶出液は1.3mlずつ分画し、各画分をメルカプトエタノール還元下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動で分析し、分子量31キロダルトン付近のマウスHis−p31のバンドを含む画分を集め、亜鉛キレートクロマトグラフィーマウスHis−p31画分とした。
亜鉛キレートクロマトグラフィーマウスp31画分を脱塩処理した。脱塩処理は下記の条件で行った。
脱塩処理条件
カラム:PD−10(アマシャムファルマシアバイオテク社製)
溶出液:400mmol/lリン酸カリウム緩衝液(pH7.4)
溶出液は、0.5mlずつ分画し、各画分をメルカプトエタノール還元下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動で分析し、分子量31キロダルトン付近のマウスHis−p31のバンドを含む画分を集め、PD−10マウスHis−p31画分とした。取得したHis−p31のSDS−PAGEによる解析結果を第6図に示す。
[4]マウスHis−p31の構造確認
上記[3]で取得したマウスHis−p31蛋白質は、N末端のヒスチジンタグをトロンビン消化により除去した後にN末端アミノ酸配列を解析した。すなわち約10μgのHis−p31に対して100mUのビオチン修飾トロンビン(Biotinylated human thrombin、Novagen社製)を添加し、反応液(20mmol/l Tris−HCl緩衝液pH8.4、1.5mol/l NaCl、2.5mmol/l CaCl2)中で20℃、15時間反応させた。反応液を2−メルカプトエタノール還元下でSDS−PAGEを行った後、J.Biol.Chem.,262,10035−10038(1987)に記載の方法に従い、PVDF膜(ProBlott、Applied Biosystems社製)へ電気的に転写した。転写した膜をクマジーブルー染色し、分子量約31kDaのバンドを切り出し、気相プロテインシーケンサー(PPSQ−10、島津製作所製)を用いてメーカー推奨の方法によりN末端アミノ酸配列を解析した。得られたアミノ酸配列ほ配列番号9で表される通り、遺伝子配列から推定される配列番号2に記載のアミノ酸配列のN末端から1残基目からの配列に一致した。配列番号9で表されるアミノ酸配列のうちN末端から1残基目より3残基目までがpET−14bベクター由来、4残基目以降の配列がマウスp31由来のアミノ酸配列と一致していることを確認した。
実施例15 p31蛋白質を用いた結合実験
実施例14で精製したHis−p31を用いた結合実験を以下のように行った。
センサーチップCM5(BIAcore社製)をBIAcore2000(BIAcore社製)にセットし、該センサーチップをHBS−EPバッファー(100mmol/l HEPES、5mol/l NaCl、500mmol/l EDTA、0.005%Polysorbate 20(v/v)、pH7.4、0.22μmフィルターろ過)を用い、付属のマニュアルにしたがって10℃にて平衡化した。
リガンド固定化用EDC試薬(N−ethyl−N’−(3−dimethylaminopropyl)carbodiimidehydrochloride、BIAcore社製)およびNHS試薬(N−hydrixysuccinimide、BIAcore社製)を50μlずつ混合し、70μlをセンサーチップ上に流速10μl/分で流入させチップ表面を活性化した。固定化用バッファー(20mmol/l炭酸ナトリウムバッファー、pH8.5)に上記表1中の化合物番号155で表される化合物を100μg/mlの濃度になるように溶解し、流速10μl/分でセンサーチップ上に注入し、約50RUとなるまで固定化した。
次に、70μlの1mol/l Ethanolamineを流速10μl/分で注入し、センサーチップ上の未反応なカルボキシル基を反応させた後、10μlの100mmol/l塩酸で2回洗浄した。
HBS−EPバッファーに上記実施例12で精製したマウスHis−p31を100nmol/lの濃度で溶解した溶液をHis−p31溶液、His−p31溶液に被検物質濃度が500μmol/lとなるように各被検物質溶液を加えたものをHis−p31/被検物質溶液として結合実験に用いた。また、上記第1表中の化合物番号16、17、36、38、103または144で表される化合物をそれぞれ50mmol/lの濃度になるようにジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解した溶液、および表1中の化合物番号94または183で表される化合物をそれぞれ10mmol/lの濃度になるようにDMSOに溶解した溶液を被検物質溶液として用いた。
被検物質溶液を流速20μl/分で300秒間センサーチップに流入させ、流入終了15秒後の結合量(RU)を測定した。センサーチップ表面は、2mol/lグアニジン−塩酸(Guanidine−HCl)及び10mmol/lグリシン−塩酸(Glycine−HCl)を各120秒ずつ流入し、再生させた。
p31溶液流入前の結合量(RU)を100%、被験物質溶液の代わりにDMSOを添加したHis−p31溶液を流入したときの結合量(RU)を0%として、His−p31/被検物質溶液を流入したときの結合量(RU)から、各被検物質によるHis−p31と固定化された化合物155との結合阻害率(%)を換算した。
各被検物質のHis−p31と固定された化合物番号155で表される化合物との結合阻害率(%)と、試験例1記載の方法で測定した各被検物質のインスリン分泌促進活性の相関を第7図に示した。被検物質のHis−p31と固定された化合物番号155で表される化合物との結合阻害率と、該物質のインスリン分泌促進活性の相関係数は0.78であり、有意な相関があることがわかった。
なお、上記被検物質は、WO00/01388、WO01/47931に記載の方法に準じて合成した。
実施例16 細胞抽出液と化合物番号155で表される化合物を固定化した粒子を用いたインスリン分泌促進剤の探索
実施例12で作製したMIN6の可溶化膜画分を緩衝液Bで10倍に希釈した溶液1mlに、500μmol/lの被検物質(化合物番号16または17で表される化合物)を加えて、4℃で2時間穏やかに攪拌した。対照として被検物質を加えていないMIN6の可溶化膜画分を緩衝液C〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA、150mmol/l NaCl、1%digitonin、1mmol/l PMSF、1μg/mlアプロチニン〕で10倍に希釈した液1mlを4℃で2時間穏やかに攪拌した。次に、被検物質を加えた可溶化膜画分および被検物質を加えていない可溶性膜画分溶液に実施例8で作製した化合物番号155で表される化合物を固定化した粒子(以下、化合物155固定化粒子と称する)を加え、4℃で30分間穏やかに撹拌した。その後、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液Cを750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。次に緩衝液D〔20mmol/l HEPES(pH7.4)、2mmol/l EDTA〕を750μl加え、3秒間撹拌し、遠心分離(12000rpm、1分間、4℃)により粒子を沈殿させて上清を取り除いた。その後、β−メルカプトエタノールを含むSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動サンプルバッファーを30μl加え、化合物155固定化粒子に結合している蛋白質の溶出を行い、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。結果を第8図に示す。
被験化合物を加えていない対照実験ではp31蛋白質のバンドが確認できるが、被検物質化合物16を加えた実験ではp31蛋白質のバンドは確認できないことから、化合物155固定化粒子とp31蛋白質との結合を化合物16が阻害することを示している。一方、化合物17を被検物質として用いた実験では、p31蛋白質のバンドは確認できることから、化合物155固定化粒子とp31蛋白質の結合を化合物17が阻害できないことを示している。。
実施例17 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(1)
96穴プレートを用いた結合競合実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質10μgを含むPBS溶液100μlを96穴ELISAプレートの各穴に添加し、4℃、一晩静置して吸着させ、1%BSA/PBS 300μlを各穴に加え、4℃、1時間静置してブロッキングする。
フロオレセインイソチオシアネート(FITC)でラベル化された化合物番号155で表される化合物(以下、FITCラベル化合物155と称す)は、市販のNHS−フルオロセインと上記表1中の化合物番号155で表される化合物をDMSO中、室温で3時間混合することにより調製することができる。
100μmol/lの被検物質の存在下または非存在下、5μmol/lのFITCラベル化合物155 100μlと上記His−p31蛋白質を接触させ、上清除去後、0.05%Tween20を含むPBSで洗浄し、残存するFITCラベル化合物155を蛍光プレートリーダーで測定することにより、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合を阻害する作用を有する物質を選択することができる。
該物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
実施例18 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(2)
キレートセファロースビーズを用いた結合競合実験
実施例14で調製したHis−P31蛋白質を発現する遺伝子組換え大腸菌の培養物の破砕物上清400μlとZn2+イオンキレートセファロース10μlとを混ぜ、該蛋白質を結合させた後、PBSで洗浄し、親和性ビーズとする。該親和性ビーズを500μmol/lの被検物質の存在下または非存在下、1μmol/lのFITCラベル化合物155を含む溶液1mlと混合し、上清を除去する。該親和性ビーズを洗浄後、残存するFITCラベル化合物155を、1%SDS水溶液100μlで抽出し、抽出液の蛍光強度を分光蛍光光度系で測定することにより、縮合プリン誘導体と縮合プリン誘導体結合蛋白質との結合を阻害する物質を選択することができる。
該物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
実施例19 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(3)
酵素活性阻害実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質を1μg/ml、250μmol/lのパラクロロベンズアルデヒドを含む、10mmol/l Tris−HCl、100mmol/l NaCl、2mmol/l EDTA(pH7.4)溶液1mlに、NADPHを5μmol/lとなるように加えて37℃でインキュベートし、被検物質存在下、および非存在下におけるパラクロロベンズアルデヒドの分解に伴うNADPHの減少を340nmの吸光度で検出した。
被検物質として化合物番号16または17で表される物質を用いたときのHis−p31蛋白質の酵素活性阻害を測定した結果、化合物番号16で表される化合物は化合物番号17で表される化合物に比べ、該蛋白質の活性を強く阻害した。
実施例20 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(4)
酵素活性阻害実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質を1μg/ml、250μmol/lのパラクロロベンズアルデヒドを含む、10mmol/l Tris−HCl、100mmol/l NaCl、2mmol/l EDTA(pH7.4)溶液150μlに、NADPHを5μmol/lとなるように加えて37℃で5分間インキュベートする。この反応溶液に0.2mol/lシアン化カリウム(KCN)、0.06mol/l水酸化カリウム(KOH)、1mol/l Bathophenanthroline disulfonic acidからなる溶液を150μl加え、室温で5分間放置する。さらにクロロホルム800μlを加えて混合後、4℃、150,000rpmで5分間遠心する。上清を0.2mol/l Ammonium acetate(pH6.0)で4倍に希釈後、250μlをHPLCに注入する。被検物質存在下、および非存在下におけるp31による基質の分解に伴うNADPHの減少を、蛍光検出機(330/460nm)で検出する〔Analytical Biochemistry,228,312(1995)〕ことにより、被検物質よりHis−p31の活性を阻害する物質を選択することができる。
選択される物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
実施例21 His−p31蛋白質を用いたインスリン分泌促進剤の探索(5)
酵素活性阻害実験
実施例12で調製したHis−p31蛋白質を0.1μg/ml、溶液A〔1%牛血清アルブミン、20%グリセロール、1%CHAPSを含む20mmol/l HEPES−NaOH、50mmol/l KCl、3mmol/l MgCl2(pH7.5)〕及び溶液B〔40μmol/l all−transレチナール、25μmol/l NADPH、0.1%牛血清アルブミン、2%グリセロール、0.1%CHAPSを含む40mmol/l HEPES・NaOH、100mmol/l KCl、6mmol/l MgCl2(pH7.5)〕を作成する。溶液A0.2mlと溶液B0.2mlを混合し32℃で10分間インキュベートし、被検物質存在下、および非存在下におけるレチナールの分解に伴うNADPHの減少を340nmの吸光度で検出する〔Biochimica et Biophysica Acta,1338,47(1997)〕ことにより、被検物質よりHis−p31蛋白質のNADPH酸化活性を阻害する物質を選択することができる。
選択される物質のインシュリン分泌促進活性は、上記実施例8の方法によって確認することができる。
産業上の利用可能性
本発明により、縮合プリン誘導体を用いた、低血糖等の合併症を引き起こさない糖尿病治療薬、およびインスリン分泌促進剤の探索方法が提供される。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
第1図のAは、膵臓β細胞を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の結合飽和曲線を表す図である。図中、○―○は総結合量、○−−−−○は非特異的結合量、●―●は特異的結合量を表す。
第1図のBは、上記Aのスキャッチャードプロットである。
第2図は、膵臓β細胞を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の特異的結合に対する縮合プリン誘導体の阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を表す図である。
第3図のAは、膵臓β細胞膜画分を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の結合飽和曲線を表す図である。図中、▲−−−−▲は総結合量、○−−−〇は非特異的結合量、●―●は特異的結合量を表す。
第3図のBは、上記Aのスキャッチャードプロットである。
第4図は、膵臓β細胞膜画分を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の特異的結合に対する縮合プリン誘導体の阻害作用とインスリン分泌促進作用の相関を表す図である。グラフのプロットに付した数字は、化合物番号を表す。化合物番号のうち、95*は、化合物95の酒石酸塩を表す。
第5図は、膵臓β細胞の可溶化膜画分を用いたときの3Hで標識された化合物番号16で表される化合物の結合を示す図である。
第6図は、組換えHis−p31を9%アクリルアミドゲルを用いてSDS−PAGEを行った結果を示す図である。レーン1は、精製された組換えHis−p31、レーンHは分子量マーカーを電気泳動したレーンである。矢印は組換えHis−p31蛋白質の位置を示す。
第7図は、各化合物のBIAcoreを用いて算出されたHis−p31蛋白質と化合物番号155で表される化合物(以下、化合物155という)との結合阻害活性とインスリン分泌促進活性との相関を示す図である。グラフのプロットに付した数字は、化合物番号を表す。
第8図は、MIN6細胞の細胞抽出液と縮合プリン誘導体固定化粒子を用いたインスリン分泌促進剤の探索を示す図である。9%アクリルアミドゲルによるSDS−PAGEを示す。レーン1は、化合物155を固定化していない粒子を用いてMIN6細胞抽出液から精製された蛋白質、レーン2は化合物155固定化粒子を用いてMIN6細胞抽出液から精製されたp31蛋白質、レーン3は化合物155固定化粒子を用いて、化合物番号16で表される化合物で前処理したMIN6細胞抽出液から精製された蛋白質、レーン4は化合物155固定化粒子により化合物番号17で表される化合物で前処理したMIN6細胞抽出液から精製された蛋白質、レーンMは分子量マーカーを電気泳動したレーンである。矢印はp31蛋白質の位置を示す。
Claims (24)
- [1]被検物質存在下、下記の一般式(I)
(式中、R1Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R2Aは水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の芳香族複素環基を示し、R3Aは水素原子、低級アルキル基又は置換若しくは非置換のアラルキル基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、置換若しくは非置換のアラルキル基、又は置換若しくは非置換のアリール基を示し、nは0〜3の整数を示す)で表わされる化合物、または下記の一般式(II)
{式中、X…Y…ZはR1N−C=O(式中、R1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表す)またはN=C−W[式中、Wはハロゲン、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、−NR4R5(式中、R4およびR5は同一または異なって水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表すか、R4とR5が隣接する窒素原子と一緒になって複素環基を形成する)、−OR6(式中、R6は置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)、−SR6a(式中、R6aは前記R6と同義である)、置換もしくは非置換の低級アルキルまたはシアノを表す]を表し、R2は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halはハロゲンを表す)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記R4およびR5と同義である)または−CHOを表し、R3は水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表し、nは0〜3の整数を表し、V1は水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V2は置換低級アルキルまたは置換もしくは非置換の芳香族複素環基を表し、V1が水素原子、低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表し、かつ(a)X…Y…ZがR1aN−C=O(式中、R1aは前記R1の定義中、置換低級アルキル以外の基を表す)を表し、R2が置換低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(b)X…Y…ZがR1N−C=O(式中、R1は前記と同義である)を表し、R3が低級アルコキシアルキルを表すか、(c)X…Y…ZがR1bN−C=O(式中、R1bは置換低級アルキルを表す)を表すか、(d)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R2が置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換の脂環式複素環基、ハロゲン、低級アルキルチオ、−NR7R8(式中、R7およびR8はそれぞれ前記と同義である)、−CO2H、低級アルコキシカルボニル、−COHal(式中、Halは前記と同義である)、−CONR9R10(式中、R9およびR10はそれぞれ前記と同義である)または−CHOを表すか、(e)X…Y…ZがN=C−W(式中、Wは前記と同義である)を表し、R3が低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは低級アルコキシアルキルを表す場合、V2は低級アルキル、置換もしくは非置換のアラルキルまたは置換もしくは非置換のアリールを表してもよい}で表される化合物から選ばれる化合物(以下、縮合プリン誘導体と略す)と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む抗糖尿病作用を有する物質の探索方法。 - [1]被検物質存在下、請求項1記載の縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む抗糖尿病作用を有する物質の探索方法。
- [1]被検物質存在下、請求項1記載の縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と膵臓β細胞または該細胞の処理物との結合を阻害する物質を選択する工程、[5][4]の工程で得られる物質より、縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質の探索方法。
- [1]被検物質存在下、請求項1記載の縮合プリン誘導体と該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[2]被検物質非存在下、該縮合プリン誘導体と該蛋白質とを接触させた場合の該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該縮合プリン誘導体と該蛋白質との結合を阻害する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質に結合する物質の探索方法。
- [1]被検物質と請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性を測定する工程、[2]被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の活性を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を変化させる物質の探索方法。
- [1]被検物質と請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質とを接触させた場合の該蛋白質の活性を測定する工程、[2]被検物質を接触させない場合での該蛋白質の活性を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の活性を抑制する物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の活性を抑制する物質の探索方法。
- [1]被検物質と請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の細胞応答を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の細胞応答を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該形質転換株の細胞応答を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の機能を変化させる物質の探索方法。
- [1]被検物質と請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質をコードする遺伝子の発現量を変化させる物質の探索方法。
- [1]被検物質と請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質を発現する形質転換体とを接触させた場合の該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定する工程、[2]被検物質非存在下での該形質転換体の該蛋白質の発現量を測定する工程、[3]被検物質存在下と被検物質非存在下での該測定値を比較する工程、[4]被検物質より該蛋白質の発現量を変化させる物質を選択する工程、を含む該縮合プリン誘導体に結合する蛋白質の発現量を変化させる物質の探索方法。
- 請求項1記載の縮合プリン誘導体を固定化した担体を用いることを特徴とする請求項2および4〜9のいずれか1項に記載の探索方法。
- 担体が、セファロース粒子である請求項11記載の探索方法。
- 請求項1記載の縮合プリン誘導体を固定化した担体。
- 縮合プリン誘導体が、請求項13の式(IV)で表される縮合プリン誘導体である請求項14記載の担体。
- 担体が、セファロース粒子である請求項14または15記載の担体。
- 請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質が、下記[i]〜[iii]から選ばれるいずれか1つの蛋白質である請求項2および4〜13のいずれか1項に記載の探索方法。
[i]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列を有する蛋白質
[ii]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質
[iii]配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列と60%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ請求項1記載の縮合プリン誘導体に結合する蛋白質 - 請求項1〜13、および17のいずれか1項に記載の探索方法で得られる物質または該物質の薬学的に許容される塩。
- 請求項18記載の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有する医薬。
- 請求項18記載の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有する糖尿病治療剤。
- 請求項18記載の物質または該物質の薬学的に許容される塩を有効成分として含有するインシュリン分泌促進剤。
- 請求項22の一般式(V)で表される化合物またはその薬学的に許容される塩の有効量を投与する工程を含むインシュリン分泌の促進方法。
- インシュリン分泌促進剤の製造のための請求項22の一般式(V)で表される化合物またはその薬学的に許容される塩の使用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002143599 | 2002-05-17 | ||
JP2002143599 | 2002-05-17 | ||
PCT/JP2003/006137 WO2003097862A1 (fr) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | Procede de recherche de matiere possedant une activite antidiabetique |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2003097862A1 true JPWO2003097862A1 (ja) | 2005-09-15 |
Family
ID=29545026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004506517A Abandoned JPWO2003097862A1 (ja) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | 抗糖尿病作用を有する物質の探索方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070191402A1 (ja) |
EP (1) | EP1514942A4 (ja) |
JP (1) | JPWO2003097862A1 (ja) |
KR (1) | KR20040111636A (ja) |
CN (1) | CN1668759A (ja) |
AU (1) | AU2003231538A1 (ja) |
WO (1) | WO2003097862A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1637532A1 (en) * | 2003-04-25 | 2006-03-22 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Fused pyrimidine derivative |
CN101586138B (zh) * | 2008-05-19 | 2012-02-29 | 河南农业大学 | 从大肠杆菌中制备纯化Exendin-4的工艺 |
EP2691384B1 (en) | 2011-03-28 | 2016-10-26 | MEI Pharma, Inc. | (alpha-substituted aralkylamino and heteroarylalkylamino) pyrimidinyl and 1,3,5-triazinyl benzimidazoles, pharmaceutical compositions containing them, and these compounds for use in treating proliferative diseases |
ES2836129T3 (es) * | 2013-03-15 | 2021-06-24 | Intra Cellular Therapies Inc | Compuestos orgánicos |
CN117860758A (zh) | 2017-05-23 | 2024-04-12 | 梅制药公司 | 联合疗法 |
CN111212643A (zh) | 2017-08-14 | 2020-05-29 | 梅制药公司 | 联合疗法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5414986A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-03 | Taiho Pharmaceutical Co Ltd | Production of dihydrooss triazine derivative |
EP1092435B1 (en) * | 1998-07-02 | 2007-04-04 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Remedies for diabetes |
ES2329205T3 (es) * | 1998-08-17 | 2009-11-23 | Bristol-Myers Squibb Company | Identificacion de interacciones de compuestos-proteinas usando bibliotecas de moleculas de fusion de proteinas-acidos nucleicos. |
EP1141285A2 (en) * | 1998-12-16 | 2001-10-10 | Genentech, Inc. | Secreted and transmembrane polypeptides and nucleic acids encoding the same |
ES2353728T3 (es) * | 1999-02-10 | 2011-03-04 | Curis, Inc. | Péptido yy (pyy) para tratar trastornos metabólicos de la glucosa. |
ES2238335T3 (es) * | 1999-12-24 | 2005-09-01 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Derivados de purina condensados. |
AU2001282077A1 (en) * | 2000-08-07 | 2002-02-18 | Bionetworks Gmbh | Identification of short chain dehydrogenases/reductases (sdr) |
-
2003
- 2003-05-16 JP JP2004506517A patent/JPWO2003097862A1/ja not_active Abandoned
- 2003-05-16 CN CNA038166461A patent/CN1668759A/zh active Pending
- 2003-05-16 US US10/514,119 patent/US20070191402A1/en not_active Abandoned
- 2003-05-16 AU AU2003231538A patent/AU2003231538A1/en not_active Abandoned
- 2003-05-16 WO PCT/JP2003/006137 patent/WO2003097862A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2003-05-16 EP EP03725810A patent/EP1514942A4/en not_active Withdrawn
- 2003-05-16 KR KR10-2004-7018595A patent/KR20040111636A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1514942A4 (en) | 2007-05-16 |
KR20040111636A (ko) | 2004-12-31 |
AU2003231538A1 (en) | 2003-12-02 |
CN1668759A (zh) | 2005-09-14 |
WO2003097862A1 (fr) | 2003-11-27 |
US20070191402A1 (en) | 2007-08-16 |
EP1514942A1 (en) | 2005-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI453206B (zh) | 2-甲醯胺環胺基脲衍生物、其醫藥組合物及用途 | |
Friedmann et al. | Different interleukin 2 receptor beta-chain tyrosines couple to at least two signaling pathways and synergistically mediate interleukin 2-induced proliferation. | |
NZ529423A (en) | Use of an antibody that inhibist vertebrate high mobility group (HMG) B box which then inhibits release of a proinflammatory cytokine from a vertebrate cell treated with HMG | |
US20100298286A1 (en) | Organic Compounds | |
JP4798663B2 (ja) | 新規血管新生抑制因子 | |
Shelby et al. | MERTK interactions with SH2-domain proteins in the retinal pigment epithelium | |
WO2018124009A1 (ja) | 低体温改善剤 | |
US6962984B2 (en) | IgA nephropathy-related DNA | |
WO2020076738A2 (en) | Protein-binding compounds | |
JP2023549854A (ja) | 肝臓特異的Wntシグナル増強分子およびその使用 | |
JPWO2003097862A1 (ja) | 抗糖尿病作用を有する物質の探索方法 | |
JP2018503397A (ja) | 変形されたdkk2タンパク質、それをコーディングする核酸、その製造方法、及びその用途 | |
KR102137180B1 (ko) | 암 치료를 위한 베타-하이드록실라제의 억제제 | |
US20040086507A1 (en) | Antibody inhibiting vplf activity | |
JP4086492B2 (ja) | 糖尿病治療用医薬 | |
JP2001231578A (ja) | Il−1ファミリーに属する蛋白質 | |
US20090270314A1 (en) | Polypeptide having anti-angiogenic activity | |
US20040081972A1 (en) | Novel physiologically active peptide and use thereof | |
EP0949271A1 (en) | Novel dna, novel protein, and novel antibody | |
JPWO2002015925A1 (ja) | アポトーシスの制御方法およびアポトーシス制御ポリペプチド | |
JP2019526617A (ja) | 治療用化合物 | |
JPWO2008066032A1 (ja) | リンパ管新生抑制因子 | |
RU2296760C2 (ru) | Производные соединения карбоновой кислоты и средства, содержащие соединения в качестве активных ингредиентов | |
CN1929833A (zh) | Hm74的氧杂十氢萘调节剂 | |
CA2329683C (en) | Iga nephropathy-related dna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060512 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060512 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20071120 |