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技術 部位特異的な非天然アミノ酸残基を含む抗体、その調製方法、及びその使用方法

出願人 ストロバイオファーマインコーポレーテッド
発明者 クリストファーディー.サノスレスリームセボイガングインカルヤニペンタラメシュバリガスニルバジャドソニアポリトクリスムライアレクステイネルアビナシュジル
出願日 2013年6月7日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2015-516266
公開日 2015年7月6日 (5年5ヶ月経過) 公開番号 2015-518905
状態 特許登録済
技術分野 突然変異または遺伝子工学 ペプチド又は蛋白質 微生物による化合物の製造
主要キーワード バネ仕掛け 循環ループ中 精巧化 磁気部分 相互依存関係 分岐形態 中間スケール 熱シフト
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

本明細書に提供されるのは、部位特異的位置非天然アミノ酸残基を含む抗体、該抗体を含む組成物、その調製方法、及びその使用方法である。該抗体は、治療法及び予防法検出法、並びに診断法に有用である。

概要

背景

(背景)
抗体は、その標的抗原に対する顕著な親和性を有する生体分子である。生来、抗体は、異種タンパク質細胞、及び生物体の排除又は破壊のための特定の脊椎動物における防御システムの一部として与えられている。特定の脊椎動物に、例えば、感染細胞又は感染性細菌上の異種タンパク質が提示された場合、抗体は、その標的異種タンパク質に結合して、異種実体をその排除又は破壊へと導くことができる。

抗体の選択的親和性を人間が用いて、所望されるほとんど全ての抗原を標的とすることができる。抗原は、感染細胞又は感染性微生物上のタンパク質であることができる。それは、例えば、癌細胞上のタンパク質、標的組織の細胞上のタンパク質、血流中のタンパク質、炎症細胞もしくは炎症性細胞上のタンパク質、又はその選択的結合が有用である任意の他のタンパク質であることもできる。したがって、抗体は、癌、炎症性疾患自己免疫疾患、及び移植片拒絶反応などの疾病治療において用途を見出している。抗体は、免疫系にシグナルを伝達して、罹患細胞を破壊もしくは排除することができ、又は改変抗体は、分子ペイロード担持して、標的を破壊することができる。ある用途においては、治療抗体を分子シールドに連結して、生物体内でのその寿命を増大させる。抗体は、診断薬としての用途も見出している。これらの抗体は、標識を担持して、細胞上又は組織内の標的抗原の存在を示すことができる。これらの標識は、通常、共有結合によって抗体に連結されている。

今日まで、分子ペイロード、分子シールド、及び標識などの、抗体分子実体を連結する技術は、その抗体への連結の程度及び位置の不均一性によって、その低収率によって、及び活性喪失によって制限されている。典型的なコンジュゲーション部位としては、抗体鎖上のランダムな位置、例えば、アミノ酸側鎖上のランダムなアミン、及び特定の抗体鎖のN末端が挙げられる。そのような技術において、ある位置でコンジュゲートに連結することができる抗体がある一方、別の位置で同じコンジュゲートに連結される抗体もあり、また、全く連結することができない抗体もある。

例えば、治療及び診断における抗体の有望な使用を促進するために、均一性、収率、及び/又は活性について最適化された、部位特異的位置で修飾された抗体が必要とされている。

概要

本明細書に提供されるのは、部位特異的位置に非天然アミノ酸残基を含む抗体、該抗体を含む組成物、その調製方法、及びその使用方法である。該抗体は、治療法及び予防法検出法、並びに診断法に有用である。

目的

最適に置換可能であるポリペプチド鎖中の位置は、最適な収率、均一性、溶解度、結合、及び/又は活性を伴う置換を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

KabatもしくはChothia付番スキームによる重鎖もしくは軽鎖残基H404、H121、H180、H241、L22、L7、L152、H136、H25、H40、H119、H190、H222、H19、H52、もしくはH70からなる群から選択される特異的部位で1以上の非天然アミノ酸残基を有するポリペプチド鎖を含む抗体、又はその翻訳後修飾変異体

請求項2

KabatもしくはChothia付番スキームによる重鎖もしくは軽鎖残基H404、H121、H180、H241、L22、L7、L152、H136、H25、H40、H119、 H190、及びH222からなる群から選択される特異的部位で1以上の非天然アミノ酸残基を有するポリペプチド鎖を含む、請求項1記載の抗体、又はその翻訳後修飾変異体。

請求項3

KabatもしくはChothia付番スキームによる重鎖もしくは軽鎖残基H404、H121、H180、H241、L22、L7、L152、及びH136からなる群から選択される特異的部位で1以上の非天然アミノ酸残基を有するポリペプチド鎖を含む、請求項1記載の抗体、又はその翻訳後修飾変異体。

請求項4

列番号1との少なくとも70%、80%、もしくは90%の相同性を有し、かつ配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの残基404、121、180、241、136、25、40、119、190、222、19、52、もしくは70に対応する部位からなる群から選択される特異的部位で1以上の非天然アミノ酸残基を有するポリペプチド鎖を含む、請求項1記載の抗体、又はその翻訳後修飾変異体。

請求項5

配列番号2との少なくとも70%、80%、もしくは90%の相同性を有し、かつ配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドの残基22、7、及び152に対応する部位からなる群から選択される特異的部位で1以上の非天然アミノ酸残基を有するポリペプチド鎖を含む、請求項1記載の抗体、又はその翻訳後修飾変異体。

請求項6

前記ポリペプチド鎖が、α、δ、ε、及びμからなる群から選択されるタイプの重鎖である、請求項1〜5のいずれか一項記載の抗体。

請求項7

前記ポリペプチド鎖が、λ及びκから選択されるタイプの軽鎖である、請求項1〜6のいずれか一項記載の抗体。

請求項8

IgA、IgA、IgA2、IgDIgEIgG、IgG1、IgG2、IgG3、及びIgMからなる群から選択されるクラス又はサブクラスのものである、請求項1〜7のいずれか一項記載の抗体。

請求項9

前記非天然アミノ酸残基が、アミノカルボキシアセチルヒドラジノヒドラジドセミカルバジドスルファニルアジド、及びアルキニルからなる群から選択される部分を含む、請求項1〜8のいずれか一項記載の抗体。

請求項10

各々の非天然アミノ酸残基が、下記式(式中、各々のLは、独立に、二価リンカーであり;かつ各々のRは、独立に、官能基である)によるものである、請求項1〜9のいずれか一項記載の抗体。

請求項11

Rが、反応基治療的部分、又は標識部分である、請求項10記載の抗体。

請求項12

各々のRが、アミノ、カルボキシ、アセチル、ヒドラジノ、ヒドラジド、セミカルバジド、スルファニル、アジド、及びアルキニルからなる群から選択される反応基である、請求項10記載の抗体。

請求項13

各々のLが、結合、アルキレン置換アルキレンヘテロアルキレン置換ヘテロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、及び置換ヘテロアリーレンからなる群から選択される二価のリンカーである、請求項10記載の抗体。

請求項14

1以上の治療的部分又は標識部分に連結された請求項1〜13のいずれか一項記載の抗体を含む、抗体コンジュゲート

請求項15

1以上の薬物又はポリマーに連結された前記抗体を含む、請求項14記載の抗体コンジュゲート。

請求項16

1以上の標識部分に連結された前記抗体を含む、請求項14記載の抗体コンジュゲート。

請求項17

1以上の単鎖結合ドメイン(scFv)に連結された前記抗体を含む、請求項14記載の抗体コンジュゲート。

請求項18

前記抗体が、1以上のリンカーを介して前記1以上の治療的部分又は標識部分に連結されている、請求項14〜17のいずれか一項記載の抗体コンジュゲート。

請求項19

実質的に純粋である、請求項1〜18のいずれか一項記載の抗体を含む組成物

請求項20

前記抗体が、前記組成物の全抗体質量の少なくとも95質量%である、請求項1〜19のいずれか一項記載の抗体を含む組成物。

技術分野

0001

(分野)
本明細書に提供されるのは、部位特異的位置非天然アミノ酸残基を含む抗体、該抗体を含む組成物、その調製方法、及びその使用方法である。

背景技術

0002

(背景)
抗体は、その標的抗原に対する顕著な親和性を有する生体分子である。生来、抗体は、異種タンパク質細胞、及び生物体の排除又は破壊のための特定の脊椎動物における防御システムの一部として与えられている。特定の脊椎動物に、例えば、感染細胞又は感染性細菌上の異種タンパク質が提示された場合、抗体は、その標的異種タンパク質に結合して、異種実体をその排除又は破壊へと導くことができる。

0003

抗体の選択的親和性を人間が用いて、所望されるほとんど全ての抗原を標的とすることができる。抗原は、感染細胞又は感染性微生物上のタンパク質であることができる。それは、例えば、癌細胞上のタンパク質、標的組織の細胞上のタンパク質、血流中のタンパク質、炎症細胞もしくは炎症性細胞上のタンパク質、又はその選択的結合が有用である任意の他のタンパク質であることもできる。したがって、抗体は、癌、炎症性疾患自己免疫疾患、及び移植片拒絶反応などの疾病治療において用途を見出している。抗体は、免疫系にシグナルを伝達して、罹患細胞を破壊もしくは排除することができ、又は改変抗体は、分子ペイロード担持して、標的を破壊することができる。ある用途においては、治療抗体を分子シールドに連結して、生物体内でのその寿命を増大させる。抗体は、診断薬としての用途も見出している。これらの抗体は、標識を担持して、細胞上又は組織内の標的抗原の存在を示すことができる。これらの標識は、通常、共有結合によって抗体に連結されている。

0004

今日まで、分子ペイロード、分子シールド、及び標識などの、抗体分子実体を連結する技術は、その抗体への連結の程度及び位置の不均一性によって、その低収率によって、及び活性喪失によって制限されている。典型的なコンジュゲーション部位としては、抗体鎖上のランダムな位置、例えば、アミノ酸側鎖上のランダムなアミン、及び特定の抗体鎖のN末端が挙げられる。そのような技術において、ある位置でコンジュゲートに連結することができる抗体がある一方、別の位置で同じコンジュゲートに連結される抗体もあり、また、全く連結することができない抗体もある。

0005

例えば、治療及び診断における抗体の有望な使用を促進するために、均一性、収率、及び/又は活性について最適化された、部位特異的位置で修飾された抗体が必要とされている。

0006

(概要)
本明細書に提供されるのは、1以上の部位特異的位置において1以上の非天然アミノ酸残基で修飾された抗体である。これらの部位特異的位置は、非天然アミノ酸残基による天然アミノ酸残基の置換に最適である。ある実施態様において、これらの部位特異的位置における置換は、置換が均一である、すなわち、選択された位置で実質的に修飾されている抗体を生じさせる。ある実施態様において、これらの部位特異的位置の1つ又は複数で置換された抗体は、有利な生産収率、有利な溶解度、有利な結合、及び/又は有利な活性を有する。これらの抗体の特性は、以下の節で詳細に記載されている。

0007

一態様において、本明細書に提供されるのは、最適に置換可能であるポリペプチド鎖中の位置に少なくとも1つの非天然アミノ酸残基を有するポリペプチド鎖を含む抗体である。該抗体は、当業者に抗体として認識される任意のポリペプチド又は多量体ポリペプチドであることができる。該ポリペプチド鎖は、任意の重鎖及び任意の軽鎖を含む、該抗体の任意のポリペプチド鎖であることができる。最適に置換可能であるポリペプチド鎖中の位置は、最適な収率、均一性、溶解度、結合、及び/又は活性を伴う置換を提供することができるポリペプチド鎖中の任意の位置である。以下の節に、そのようなポリペプチド鎖の最適に置換可能な位置が詳細に記載されている。また以下に記載されるのは、有用な抗体、有用な非天然アミノ酸である。

0008

別の態様において、本明細書に提供されるのは、該抗体を含む組成物である。有利なことに、そのような組成物は、本明細書に提供される抗体の置換の均一性のために、高い均一性を有することができる。ある実施態様において、該組成物は、タンパク質の総重量で測定した場合、又は抗体の総重量で測定した場合、かなりの量の該抗体を含む。ある実施態様において、該組成物は、少なくとも80重量%の該抗体、少なくとも85重量%の該抗体、少なくとも90重量%の該抗体、又は少なくとも95重量%の該抗体を含む。

0009

別の態様において、本明細書に提供されるのは、該抗体を作製する方法である。該抗体は、非天然アミノ酸を抗体鎖の部位特異的位置に組み込むための当業者に明らかな任意の技術によって作製することができる。ある実施態様において、該抗体は、固相合成、半合成インビボ翻訳インビトロ翻訳、又は無細胞翻訳によって作製される。

0010

別の態様において、本明細書に提供されるのは、該抗体を治療に使用する方法である。治療標的に対する抗体は、本明細書中の記載による1以上の部位特異的非天然アミノ酸を組み込むことができる。これらの抗体は、治療標的と関連する疾患又は疾病の治療又は予防に使用することができる。有利なことに、部位特異的非天然アミノ酸を用いて、該抗体を治療的ペイロードに連結し、効力を向上させることができる。例示的な抗体、治療標的、及び疾患又は疾病は、本明細書に記載されている。

0011

別の態様において、本明細書に提供されるのは、該抗体を検出に使用する方法である。検出標的に対する抗体は、本明細書中の記載による1以上の部位特異的非天然アミノ酸を組み込むことができる。これらの抗体を標識とともに用いて、検出標的への結合を知らせることができる。有利なことに、部位特異的非天然アミノ酸を用いて、該抗体を標識に連結し、検出を容易にすることができる。例示的な抗体、検出標的、及び標識は、本明細書に記載されている。

0012

別の態様において、本明細書に提供されるのは、抗体の安定性を修飾する方法である。抗体を本明細書に記載の非天然アミノ酸で修飾して、抗体の安定性を修飾することができる分子実体への連結を容易にすることができる。例えば、部位特異的非天然アミノ酸は、分子シールド、例えば、ポリエチレングリコールへの連結を容易にして、抗体の安定性を増大させることができる。例示的な非天然アミノ酸及び連結部分は、本明細書に記載されている。

図面の簡単な説明

0013

(図面の簡単な説明)
図1は、例示的な細胞毒性試薬DBCO-MMAFの構造を示す。

0015

図3は、分離が良好でない(NWR)HICアッセイプロファイルを示す。

0016

図4は、分離が良好な(WR)HICアッセイプロファイルを示す。

0017

図5A及び5Bは、非コンジュゲート型、部分コンジュゲート型、及び完全コンジュゲート型のIgGに対応するピークを示す、2つの変異体(HC T110及びHC S112)の例示的HICトレースを示す。

0018

図6A〜6Eは、部位特異的コンジュゲーションを示す例示的実施態様を示す。

0019

図7A及び7Bは、様々な非天然アミノ酸を含む抗体の抑制効率及び溶解性収率(soluble yield)の比較データを示す。

0020

図8は、例示的なブレツキシマブ抗体-薬物コンジュゲートによるCD-30陽性細胞株の細胞殺傷を示す。

0021

図9は、例示的なブレンツキシマブ抗体-薬物コンジュゲートがCD-30を発現しない細胞を殺傷しないことを示す実験結果を示す。

0022

図10は、例示的なブレンツキシマブ(ADCETRIS(登録商標))抗体-薬物コンジュゲートによるCD-30陽性細胞株への結合を示す。

0023

図11A、11B、11C、及び11Dは、それぞれ、例示的な細胞毒性試薬DBCO-MMAF2、DBCO-DM4、DBCO-DM4 2、及びDBCO-MMAEの構造を示す。

0024

図12は、例示的なscFv-Fc部位特異的抗体-薬物コンジュゲートの薬物動態グラフ表示を示す。

0025

図13A及び13Bは、動物モデルにおいて腫瘍成長遅延させる及び/又は腫瘍サイズ退行させる例示的な部位特異的抗体-薬物コンジュゲートのインビボ有効性のグラフ表示を示す。

0026

(例示的実施例の説明)
本明細書に提供されるのは、1以上の部位特異的位置に非天然アミノ酸を有する抗体、該抗体を含む組成物、該抗体の作製方法、及びその使用方法である。

0027

(定義)
本明細書に提供される抗体に言及する場合、以下の用語は、別途示されない限り、以下の意味を有する。別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書中の用語に対して複数の定義が存在する場合、別途明記されない限り、この節の定義が優先する。

0028

本明細書で使用されるように、単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈上、そうでないことが明確に示されない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「抗体」に対する言及は、1以上のそのような抗体などに対する言及である。

0029

抗体を含む組成物に関して「実質的に純粋な」という用語は、組成物の残りの部分に対して、重量で、少なくとも80、85、90、もしくは95%、又はある実施態様において、重量で、例えば、乾燥重量で、95、98、99、もしくは100%の抗体を含む組成物を指す。重量パーセントは、組成物中のタンパク質の総重量に対するもの又は組成物中の抗体の総重量に対するものであることができる。純度は、当業者に明らかな技術、例えば、SDS-PAGEによって決定することができる。

0030

「単離された」という用語は、その天然環境もしくはその生産環境、又はその両方で見出される抗体に通常付随するか、又は該抗体と通常相互作用する成分を実質的に又は本質的に含まない抗体を指す。単離された抗体調製物は、重量、例えば、乾燥重量で、約30%未満、約25%未満、約20%未満、約15%未満、約10%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満、又は約1%未満の夾雑タンパク質を有する。

0031

「抗体」という用語は、当業者によって抗体として認識される任意の巨大分子を指す。抗体は、結合を含む共通の特性、及び当業者によって認識される免疫グロブリン遺伝子のいずれかによってコードされ得るポリペプチド鎖と実質的に同一である少なくとも1つのポリペプチド鎖を共有する。免疫グロブリン遺伝子には、κ、λ、α、γ(IgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4)、δ、ε、並びにμ定常領域遺伝子、並びに免疫グロブリン可変領域遺伝子が含まれるが、これらに限定されない。該用語には、当業者によって認識される全長抗体及び抗体断片、並びにそれらの変異体が含まれる。該用語には、グリコシル化抗体及び非グリコシル化(aglycosylated)抗体がさらに含まれる。

0032

「抗体断片」という用語は、全長形態以外の任意の形態の抗体を指す。本明細書における抗体断片には、全長抗体中に存在するより小さい構成要素である抗体、及び改変されている抗体が含まれる。抗体断片には、Fv、Fc、Fab、及び(Fab')2、単鎖Fv(scFv)、ダイアボディトリアディテトラボディ、二機能性ハイブリッド抗体CDR1、CDR2、CDR3、CDRの組合せ、可変領域、フレームワーク領域、定常領域などが含まれるが、これらに限定されない(Maynard及びGeorgiouの文献、2000, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2:339-76; Hudsonの文献、1998, Curr. Opin. Biotechnol. 9:395-402)。

0033

免疫グロブリン(Ig)」という用語は、免疫グロブリン遺伝子のうちの1つによって実質的にコードされる1以上のポリペプチドからなるタンパク質、又はアミノ酸配列がそれと実質的に同一なタンパク質を指す。免疫グロブリンには、抗体が含まれるが、これに限定されない。免疫グロブリンは、限定されないが、全長抗体、抗体断片、並びに限定されないが、VH、Cγ1、Cγ2、Cγ3、VL、及びCLを含む、個々の免疫グロブリンドメインを含む、いくつかの構造形態を有し得る。

0034

「免疫グロブリン(Ig)ドメイン」という用語は、免疫グロブリン遺伝子によって実質的にコードされるポリペプチドからなるタンパク質ドメインを指す。Igドメインには、VH、Cγ1、Cγ2、Cγ3、VL、及びCLが含まれるが、これらに限定されない。

0035

抗体の「可変領域」という用語は、VH免疫グロブリンドメイン、VL免疫グロブリンドメイン、又はVH及びVL免疫グロブリンドメインから構成されるポリペプチド(単数)又はポリペプチド(複数)を指す。可変領域は、単離されている、Fv断片としての、scFv断片としての、より大きな抗体断片との関連におけるこの領域としての、又は全長抗体もしくは別の非抗体スキャフォールド分子との関連におけるこの領域としての、この又はこれらのポリペプチドを指し得る。

0036

「可変」という用語は、可変ドメインの特定の部分が、配列に関して、抗体間で広範囲に異なり、その特定の抗原に対する各々の特定の抗体の結合特異性関与しているという事実を指す。しかしながら、可変性は、抗体の可変ドメインにわたって均一に分布しているわけではない。それは、軽鎖可変ドメイン重鎖可変ドメインの両方における相補性決定領域(CDR)と呼ばれる3つのセグメントに集中している。可変ドメインのより高度に保存された部分は、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる。天然の重鎖及び軽鎖の可変ドメインは、各々、3つ又は4つのCDRによって接続された、主にβ-シート配置を取る4つのFR領域を含み、これがループを形成して、β-シート構造に接続し、場合によっては、β-シート構造の一部を形成する。各々の鎖のCDRは、FR領域によってごく近接してまとまり、他方の鎖のCDRとともに、抗体の抗原結合部位の形成に寄与する(Kabatらの文献、免疫学的に関心のあるタンパク質の配列(Sequences of Proteins of Immunological Interest)、第5版、Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md.(1991))。

0037

定常ドメインは、通常は、抗体と抗原との結合に直接関与しないが、様々なエフェクター機能を示す。その重鎖の定常領域のアミノ酸配列によって、抗体又は免疫グロブリンを様々なクラスに割り当てることができる。免疫グロブリンの5つの主要なクラス:IgAIgDIgE、IgG、及びIgMがあり、これらのうちのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4; IgA1及びIgA2にさらに分けることができる。免疫グロブリンの様々なクラスに対応する重鎖定常領域は、それぞれ、α、δ、ε、γ、及びμと呼ばれる。様々なヒト免疫グロブリンクラスのうち、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、及びIgMだけが、補体を活性化することが知られている。

0038

変異体タンパク質配列」という用語は、別の類似のタンパク質配列アミノ酸同一性が異なる1以上の残基を有するタンパク質配列を指す。該類似のタンパク質配列は、天然の野生型タンパク質配列、又は野生型配列の別の変異体であってもよい。変異体には、1以上のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を有するタンパク質が含まれる。変異体には、1以上の翻訳後修飾アミノ酸を有するタンパク質も含まれる。

0039

「親抗体」という用語は、本明細書に提供される記載に従って修飾される当業者に公知の抗体を指す。該修飾は、物理的なものであり、すなわち、親抗体の1以上のアミノ酸を化学的又は生化学的に置換又は修飾して、本記載の範囲内の抗体を生じさせることができる。該修飾はまた、概念的なものであり、すなわち、親抗体の1以上のポリペプチド鎖の配列を用いて、本記載による1以上の部位特異的非天然アミノ酸を含む抗体を設計することができる。親抗体は、天然の抗体又は実験室で設計もしくは開発された抗体であることができる。親抗体は、人工又は改変抗体、例えば、キメラ又はヒト化抗体であることもできる。

0040

保存的修飾変異体」という用語は、アミノ酸配列中の保存的置換によって関連抗体とは異なる抗体を指す。当業者は、改変によって、あるアミノ酸と、化学的に類似したアミノ酸との置換が生じる場合、コードされた配列中の単一のアミノ酸又は少数のアミノ酸を改変し、付加し、又は欠失させる、ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質配列に対する個々の置換、欠失、又は付加が、「保存的修飾変異体」であることを認識しているであろう。機能的に類似したアミノ酸を示す保存的置換表は、当技術分野で周知である。そのような保存的修飾変異体は、本発明の多型変異体、種間相同体、及びアレルに加えられるものであって、これらを排除するものではない。

0041

以下の8つの群は、各々、互いに保存的置換であるアミノ酸を含む:
1)アラニン(A)、グリシン(G);
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);
4)アルギニン(R)、リジン(K)、ヒスチジン(H);
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W);
7)セリン(S)、トレオニン(T);及び
8)システイン(C)、メチオニン(M)
(例えば、Creightonの文献、タンパク質:構造及び分子特性(Proteins: Structures and Molecular Properties)(W H Freeman & Co.;第2版(1993年12月)を参照されたい)。

0042

2以上のポリペプチド配列との関連における「同一」又は「同一性」という用語は、同じである2以上の配列又はサブ配列を指す。配列は、以下の配列比較アルゴリズムのうちの1つを用いて又は手作業でのアラインメント及び目視検査によって測定される比較域又は指定領域にわたる最大一致を求めて比較し、整列させたときに、一定の割合の同じであるアミノ酸残基又はヌクレオチド(すなわち、特定の領域にわたる、約60%の同一性、任意に、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、又は約95%の同一性)を有する場合、「実質的に同一」である。同一性は、長さが少なくとも約50アミノ酸もしくはヌクレオチドである領域にわたって、又は長さが75〜100アミノ酸もしくはヌクレオチドである領域にわたって、又は特定されない場合、配列もしくはポリペプチド全体にわたって存在することができる。抗体の場合、同一性は、可変CDRの外側で測定することができる。比較のための最適な配列アラインメントは、限定されないが、Smith及びWatermanの文献(1970)(Adv. Appl. Math. 2:482c)の局所相同性アルゴリズムによるか、Needleman及びWunschの文献(1970)(J. Mol. Biol. 48:443)の相同性アラインメントアルゴリズムによるか、Pearson及びLipmanの文献(1988)(Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 85:2444)の類似性検索方法によるか、これらのアルゴリズムのコンピュータによる実行(Wisconsin Genetics Software PackageのGAP、BESTFIT、FASTA、及びTFASTA、Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, Wis.)によるか;又は手作業でのアラインメント及び目視検査(例えば、Ausubelらの文献、Current Protocols in Molecular Biology(1995年補遺)を参照のこと)によって行うことができる。

0043

パーセント配列同一性及び配列類似性を決定するのに好適であるアルゴリズムの例としては、BLAST及びBLAST 2.0アルゴリズムが挙げられ、これらは、それぞれ、Altschulらの文献(1977) Nuc. AcidsRes. 25:3389-3402及びAltschulらの文献(1990) J. Mol. Biol. 215:403-410に記載されている。BLAST解析を行うためのソフトウェアは、National Center for Biotechnology Informationから公的に入手可能である。BLASTアルゴリズムパラメータのW、T、及びXは、アラインメントの感度及び速度を決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列用)は、デフォルトとして、11のワード長(W)、10の期待値(E)、M=5、N=−4、及び両鎖の比較を使用する。アミノ酸配列用に、BLASTPプログラムは、デフォルトとして、3のワード長、10の期待値(E)、及び50のBLOSUM62採点マトリックス(Henikoff及びHenikoffの文献(1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915)アラインメント(B)、10の期待値(E)、M=5、N=−4、及び両鎖の比較を使用する。BLASTアルゴリズムは、通常、「低複雑性フィルターオフにして実施される。

0044

BLASTアルゴリズムは、2つの配列間の類似性の統計解析も行う(例えば、Karlin及びAltschulの文献(1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-5787を参照されたい)。BLASTアルゴリズムによって提供される類似性の1つの尺度は、最小合計確率(P(N))であり、これは、2つのヌクレオチド又はアミノ酸配列間の一致が偶然に起こる確率の指標を提供する。例えば、被験核酸参照核酸との比較における最小合計確率が、約0.2未満、より好ましくは約0.01未満、最も好ましくは約0.001未満である場合、核酸参照配列と類似していると考えられる。

0045

「アミノ酸」という用語は、天然及び非天然アミノ酸、並びにプロリンなどのイミノ酸アミノ酸類似体、及び天然アミノ酸と類似した様式で機能するアミノ酸模倣体を指す。

0046

天然コードアミノ酸とは、当業者に公知のタンパク質構成アミノ酸である。それらには、20種の一般的なアミノ酸(アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、及びバリン)、並びにあまり一般的ではないピロリジン及びセレノシステインが含まれる。天然コードアミノ酸には、プレニル化アミノ酸、イソプレニル化アミノ酸、ミリソイル化アミノ酸、パルミトイル化アミノ酸、N-結合型グリコシル化アミノ酸、O-結合型グリコシル化アミノ酸、リン酸化アミノ酸、及びアシル化アミノ酸などの、22種の天然アミノ酸の翻訳後変異体が含まれる。

0047

「非天然アミノ酸」という用語は、タンパク質構成アミノ酸、又はその翻訳後修飾変異体ではないアミノ酸を指す。特に、該用語は、20種の一般的なアミノ酸又はピロリジンもしくはセレノシステインのうちの1つ、或いはその翻訳後修飾変異体ではないアミノ酸を指す。

0048

「機能的終結因子1(RF1)タンパク質」は、野生型又は未修飾RF1タンパク質と同等又は実質的に同様の活性を保持するRF1を指す。機能的RF1活性は、例えば、修飾RF1タンパク質を発現する細菌の成長速度を測定し、該成長速度を野生型又は未修飾RF1を発現する細菌と比較することによって試験することができる。機能的RF1活性は、例えば、標的タンパク質をコードするmRNAの特定の位置での直交tRNAによるnnAAの組み込みを低下させ、それにより、早期の鎖停止の量を増加させる(すなわち、切断されたタンパク質の量を増加させる)修飾RF1タンパク質の能力によって試験することもできる。

0049

減弱化終結因子1(RF1)タンパク質」は、野生型又は未修飾RF1タンパク質と比べて低下した活性を保持する修飾RF1を指す。RF1活性は、例えば、修飾RF1タンパク質を発現する細菌の成長速度を測定し、該成長速度を野生型又は未修飾RF1を発現する細菌と比較することによって試験することができる。RF1活性は、例えば、標的タンパク質をコードするmRNAの特定の位置での直交tRNAによるnnAAの組み込みを低下させ、それにより、早期の鎖停止の量を増加させる(すなわち、切断されたタンパク質の量を増加させる)修飾RF1タンパク質の能力によって試験することもできる。いくつかの実施態様において、減弱化RF1タンパク質は、転写修飾を含み;例えば、RF1タンパク質(野生型又は修飾型)の発現レベルを低下させて、減弱を達成することができる。該低下は、RNAi技術を使用することによって達成することもできる。いくつかの実施態様において、減弱化RF1タンパク質は、翻訳修飾を含み;タンパク質がプロテアーゼによって消化される割合を、例えば、RF1配列へのプロテアーゼ特異的配列の挿入を介して増加させることによって、例えば、合成されるRF1タンパク質(野生型又は修飾型)の量を低下させて、減弱を達成することができる。

0050

(抗体)
本明細書に提供されるのは、少なくとも1つのポリペプチド鎖のアミノ酸配列中の部位特異的位置に1以上の非天然アミノ酸残基を含む抗体である。

0051

抗体は、当業者によって認識される任意の抗体、すなわち、親抗体との高い配列同一性を共有することができる。ある実施態様において、抗体のアミノ酸配列は、部位特異的位置の非天然アミノ酸以外は、親抗体のアミノ酸配列と同一である。さらなる実施態様において、本明細書に提供される抗体は、部位特異的位置の1以上の非天然アミノ酸の他に、親抗体と比べて1以上の挿入、欠失、又は突然変異を有することができる。ある実施態様において、本明細書に提供される抗体は、それが、当業者によって抗体と認識される限り、独特一次配列を有することができる。

0052

抗体は、一般に、多数のポリペプチド鎖を含むタンパク質である。ある実施態様において、抗体は、2つの同一の軽(L)鎖及び2つの同一の重(H)鎖を含むヘテロ四量体である。各々の軽鎖は、1つの共有結合的ジスルフィド結合によって重鎖に連結することができる。各々の重鎖は、1以上の共有結合的ジスルフィド結合によって他方の重鎖に連結することができる。各々の重鎖及び各々の軽鎖は、1以上の鎖内ジスルフィド結合を有することもできる。当業者に知られているように、各々の重鎖は、通常、可変ドメイン(VH)と、それに続く、いくつかの定常ドメインを含む。各々の軽鎖は、通常、一方の末端にある可変ドメイン(VL)と、定常ドメインとを含む。当業者に知られているように、抗体は、通常、その標的分子、すなわち、抗原に対する選択的親和性を有する。

0053

本明細書に提供される抗体は、当業者に公知の任意の抗体形態を有することができる。それらは、全長、又は断片であることができる。例示的な全長抗体には、IgA、IgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgMなどが含まれる。例示的な断片には、Fv、Fab、Fc、sFvなどが含まれる。

0054

本明細書に提供される抗体は、少なくとも1つの非天然アミノ酸を含む。非天然アミノ酸は、当業者に公知の任意の非天然アミノ酸であることができる。例示的な非天然アミノ酸は、下の節に記載されている。

0055

非天然アミノ酸は、抗体のポリペプチド鎖中の選択された場所に配置される。これらの場所は、非天然アミノ酸との置換のための最適な部位を提供するものとして同定された。各々の部位は、抗体を産生するための最適な構造、機能、及び/又は方法を有する非天然アミノ酸を担持することができる。

0056

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、安定である抗体を提供する。安定性は、当業者に明らかな任意の技術によって測定することができる。

0057

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、最適な機能特性を有する抗体を提供する。例えば、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、その標的抗原に対する結合親和性損失をほとんど又は全く示すことができない。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、結合の増強を示すことができる。

0058

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、有利に作製することができる抗体を提供する。例えば、ある実施態様において、該抗体は、以下で論じられるその合成方法において、有利な特性を示す。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、生産収率の損失をほとんど又は全く示すことができない。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、生産収率の増強を示すことができる。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、以下に記載されるtRNA抑制の損失をほとんど又は全く示すことができない。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、生産の点で、以下に記載されるtRNA抑制の増強を示すことができる。

0059

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、有利な溶解度を有する抗体を提供する。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、溶解度の損失をほとんど又は全く示すことができない。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、溶解度の増強を示すことができる。

0060

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、有利な発現を有する抗体を提供する。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、発現の損失をほとんど又は全く示すことができない。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、発現の増強を示すことができる。

0061

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、有利なフォールディングを有する抗体を提供する。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、適切なフォールディングの損失をほとんど又は全く示すことができない。ある実施態様において、該抗体は、部位特異的非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、フォールディングの増強を示すことができる。

0062

ある実施態様において、置換のための部位特異的位置は、有利なコンジュゲーションが可能な抗体を提供する。以下に記載されるように、いくつかの非天然アミノ酸は、直接又はリンカーを介して、抗体と第二の薬剤とのコンジュゲーションを容易にする側鎖又は官能基を有する。ある実施態様において、該抗体は、他の位置に同じ又は他の非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、コンジュゲーション効率の増強を示すことができる。ある実施態様において、該抗体は、他の位置に同じ又は他の非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、コンジュゲーション収率の増強を示すことができる。ある実施態様において、該抗体は、他の位置に同じ又は他の非天然アミノ酸を含まない抗体と比較して、コンジュゲーション特異性の増強を示すことができる。

0063

1以上の非天然アミノ酸は、抗体の少なくとも1つのポリペプチド鎖中の選択された部位特異的位置に位置する。該ポリペプチド鎖は、限定するものではないが、どちらかの軽鎖又はどちらかの重鎖を含む、抗体の任意のポリペプチド鎖であることができる。部位特異的位置は、任意の可変ドメイン及び任意の定常ドメインを含む、抗体の任意のドメインにあることができる。

0064

ある実施態様において、本明細書に提供される抗体は、部位特異的位置に1つの非天然アミノ酸を含む。ある実施態様において、本明細書に提供される抗体は、部位特異的位置に2つの非天然アミノ酸を含む。ある実施態様において、本明細書に提供される抗体は、部位特異的位置に3つの非天然アミノ酸を含む。ある実施態様において、本明細書に提供される抗体は、部位特異的位置に4以上の非天然アミノ酸を含む。

0065

置換のための部位特異的位置は、当業者に公知の任意の抗体命名法を用いて記載することができる。Kabat付番体系において、これらの位置は、重鎖残基



にある。言い換えると、本明細書に提供されるのは、Kabat残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0066

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0067

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0068

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat残基H005、H084、H118、H132、H136、H239、H293、H334、H355、H359、及びH389から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0069

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0070

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat残基H042、H065、H138、H155、H174、H176、H177、H219、H238、H243、H262、H264、H265、H278、H342、H356、H358、H360、H383、H384 H404、及びH436から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0071

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、H292〜H301、H303、及びH305に対応するKabat残基から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0072

Chothia付番体系において、これらの位置は、重鎖残基



にある。言い換えると、本明細書に提供されるのは、Chothia残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0073

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Chothia残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0074

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Chothia残基H005、H084、H118、H132、H136、H239、H293、H334、H342、H355、H359、H389、及びH404から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0075

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、H292〜H301、H303、及びH305に対応するKabat残基から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0076

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Chothia残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0077

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Chothia残基H042、H065、H138、H155、H174、H176、H177、H219、H238、H243、H262、H264、H265、H278、H342、H356、H358、H360、H383、H384、H404、及びH436から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0078

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0079

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基L043、L049、L056、L057、L060、L067、L068、L109、L112、L114、L144、L153、L156、L157、L168、L184、L202、L203、及びL206から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基L043、L049、L056、L057、L060、L067、L068、L109、L112、L114、L144、L153、L156、L168、L184、L202、及びL203から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基L043、L049、L056、L057、L060、L067、L068、L109、L144、L153、L156、L184、L202、及びL203から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基L049、L056、L057、L060、L067、L109、L153、L202、及びL203から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0080

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基H023、H084、H118、H119、H135、H136、H160、H162、H195、H219、H282、H296、H267、H293、H297、H298、H303、H305、H334、H340、H341、H392、及びH438、H442から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0081

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基H042、H003、H007、H014、H016、H019、H025、H040、H043、H052、H053、H056、H070、H082A、H100、H110、H112、H121、H180、H190、H192、H214、H216、H221、H222、H225、H227、H230、H231、H232、及びH236から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基H042、H003、H007、H014、H016、H019、H025、H040、H043、H052、H070、H082A、H100、H110、H112、H121、H180、H190、H192、H214、H216、H221、H222、H225、H227、H230、H231、H232、及びH236から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基H007、H014、H019、H025、H040、H043、H052、H070、H100、H110、H112、H121、H180、H214、H216、H222、H227、H230、H231、H232、及びH236から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0082

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基



から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基マイナス1、L003、L005、L007、L008、L009、L010、L016、L017、L018、L020、L022、L026、L027、L045、L058、L063、L065、L066、L070、L077、L079、L107、L142、L143、L152、L171、L182、L188、L199、及びL201から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基(-)L001、L003、L005、L007、L008、L009、L016、L017、L018、L020、L022、L026、L027、L045、L058、L063、L065、L066、L070、L077、L079、L107、L142、L152、L171、L182、L188、及びL199から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基マイナス1、L005、L007、L008、L016、L017、L018、L020、L022、L027、L045、L058、L063、L077、L079、L107、L142、L152、L182、L188、及びL199から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基(-)L001、L016、L063、及びL199から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0083

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基H019、H025、H051、H070、H098、H110、H112、H121、H136、H180、H187、H190、H214、H216、H221、及びH222から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0084

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基(-)L001、L007、L008、L016、L022、L063、L014、L070、L138、L142、L143、及びL152から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0085

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基H019、H025、H051、H070、H077、H079、H098、H110、H112、H121、H136、H180、H187、H190、H214、H216、H221、及びH222から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0086

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、Kabat又はChothia付番スキームによる、残基(-)L001、L007、L008、L016、L022、L063、L070、L138、L142、L143、L152、及びL201から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0087

部位特異的位置は、参照抗体のポリペプチド鎖のアミノ酸配列と比べて同定することもできる。例えば、参照重鎖のアミノ酸配列を配列番号1に示す。参照重鎖において、部位特異的位置は、残基



にある。言い換えると、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチド



に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0088

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの



に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0089

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの



に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0090

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの5、88、121、135、139、242、296、337、358、362、及び392に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0091

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの



に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0092

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの42、66、141、158、177、179、180、222、241、246、265、267、268、281、359、361、363、386、387、407、及び439に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0093

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの292〜301、303、及び305に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0094

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの



に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0095

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの



に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0096

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの23、88、121、122、138、139、140、163、164、165、167、198、200、222、285、299、364、425、443、270、275、296、300、301、306、308、337、343、344、345、358、365、395、407、427、441、445、及び446に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0097

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの23、88、121、122、138、139、140、163、164、165、198、200、222、285、299、425、443、270、275、296、300、301、306、308、337、343、344、345、358、395、407、427、441、445、及び446に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0098

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの23、88、121、122、138、139、163、165、198、222、285、299、270、296、300、301、306、308、337、343、344、395、407、及び441に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0099

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの42、3、7、14、16、19、25、40、43、51、52、54、57、71、84、102、104、114、119、124、183、187、193、195、217、219、224、225、228、230、233、234、235、及び239に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0100

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの42、3、7、14、16、19、25、40、43、52、54、57、71、84、104、114、119、124、183、193、195、217、219、224、225、228、230、233、234、235、及び239に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0101

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの7、14、19、25、40、43、52、71、104、114、119、124、183、195、217、219、230、233、234、235、及び239に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0102

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、3、5、7、8、9、10、16、17、18、20、22、26、27、45、58、63、65、66、70、77、79、107、138、142、143、152、171、182、188、199、及び201に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0103

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、3、5、7、8、9、16、17、18、20、22、26、27、45、58、63、65、66、70、77、79、107、142、143、152、171、182、188、199、及び201に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0104

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、3、5、7、8、9、16、17、18、20、22、26、27、45、58、63、65、66、70、77、79、107、142、152、171、182、188、及び199に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0105

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、5、7、8、16、17、18、20、22、27、45、58、63、77、79、107、142、152、182、188、及び199に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0106

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、16、63、及び199に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0107

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの19、25、51、71、102、114、119、124、139、183、187、193、217、219、224、及び225に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0108

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、7、8、16、22、63、14、70、138、142、143、及び152に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0109

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号1による代表的な重鎖ポリペプチドの19、25、51、71、78、80、102、114、119、124、139、183、187、193、217、219、224、及び225に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0110

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドのマイナス1、7、8、16、22、63、70、138、142、143、152、及び201に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0111

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドの43、49、56、57、60、67、68、109、112、114、144、153、156、157、168、184、202、203、及び206に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0112

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドの43、49、56、57、60、67、68、109、112、144、153、156、168、184、202、及び203に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0113

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドの43、49、56、57、60、67、68、109、144、153、156、184、202、及び203に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0114

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、配列番号2による代表的な軽鎖ポリペプチドの49、56、57、60、67、109、153、202、及び203に対応するものから選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体である。

0115

ある実施態様において、抗体は、次式(I):
Xaa1-…-(Naap(i))n-…-Xaaq(I)
によって記載することができるポリペプチド鎖を含む。式(I)において、各々のXaaは、任意の同一性のポリペプチド鎖中のアミノ酸を表す。言い換えると、各々のXaaは、任意のアミノ酸、典型的には、任意の天然アミノ酸、又はその変異体であることができる。各々のXaaの右側の上付き文字は、ポリペプチド鎖の一次配列中のアミノ酸の位置を表す。Xaa1は、ポリペプチド鎖中の最初の、すなわち、N末端のアミノ酸を表し、Xaaqは、ポリペプチド鎖中の最後の、すなわち、C末端の、アミノ酸を表す。変数qは、ポリペプチド鎖中のアミノ酸の総数と等しい整数である。各々のNaaは、ポリペプチド鎖中の非天然アミノ酸を表す。有用な非天然アミノ酸は、下の節に記載されている。整数nは、ポリペプチド鎖中の非天然アミノ酸の数を表す。典型的な実施態様において、nは、1よりも大きい整数である。各々の整数p(i)は1よりも大きく、qよりも小さく、変数iは、1〜nまで変化する整数である。各々の整数p(i)は、対応するNaaに対するアミノ酸配列中の部位特異的位置を表す。各々の部位特異的位置p(i)は、本明細書に記載の技術よる、天然アミノ酸と非天然アミノ酸、例えば、Naap(i)との置換に最適である。

0116

実施例に示されるTAGスクリーニングからのデータの解析により、細胞殺傷、発現レベル、薬物と抗体の比、溶媒露出度、及び(入手可能な場合)熱安定性に基づいてADCを作製するための理想的な候補となる部位の選択が可能になった。最も好ましい部位は、他の被験変異体よりも低い溶媒露出度、及び高い熱安定性を有する。好ましいnnAA組み込み部位を下の表Iに記載する。

0117

したがって、ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、KabatもしくはChothia付番スキームによる重鎖もしくは軽鎖残基HC-F404、HC-K121、HC-Y180、HC-F241、LC-T22、LC-S7、LC-N152、HC-S136、HC-S25、HC-A40、HC-S119、HC-S190、HC-K222、HC-R19、HC-Y52、もしくはHC-S70からなる群から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体、又はその翻訳後修飾変異体である。

0118

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、KabatもしくはChothia付番スキームによる重鎖又は軽鎖残基HC-F404、HC-K121、HC-Y180、HC-F241、LC-T22、LC-S7、LC-N152、HC-S136、HC-S25、HC-A40、HC-S119、 HC-S190、及びHC-K222からなる群から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体、又はその翻訳後修飾変異体である。

0119

ある実施態様において、本明細書に提供されるのは、KabatもしくはChothia付番スキームによる重鎖又は軽鎖残基HC-F404、HC-K121、HC-Y180、HC-F241、LC-T22、LC-S7、LC-N152、及びHC-S136からなる群から選択される1以上の位置に1以上の非天然アミノ酸を含む抗体、又はその翻訳後修飾変異体である。

0120

ある実施態様において、本明細書にさらに提供されるのは、上記の抗体の保存的修飾変異体である。抗体の保存的修飾変異体は、当業者によって評価されたときに該抗体の構造及び/又は機能を破壊しない1以上の挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、20以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、15以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、10以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、9以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、8以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、7以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、6以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、5以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、4以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、3以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、2以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、保存的修飾変異体は、1つのアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。特定の実施態様において、置換は、アミノ酸を、上記のような、同じクラス内のものに置換する、保存的なものである。

0121

ある実施態様において、抗体を修飾して、構造、安定性、及び/又は活性を調節することができる。そのような実施態様において、修飾は、保存的なものであっても、保存的なもの以外のものであってもよい。修飾は、本方法を実施し、本明細書に記載の組成物を使用する実施者にとって好適であれば十分である。ある実施態様において、修飾は、抗原結合親和性を減少させるが、消失させない。ある実施態様において、修飾は、抗原結合親和性を増大させる。ある実施態様において、修飾は、抗体の構造又は安定性を増強させる。ある実施態様において、修飾は、抗体の構造又は安定性を低下させるが、消失させない。ある実施態様において、修飾変異体は、20以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、15以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、10以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、9以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、8以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、7以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、6以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、5以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、4以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、3以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、2以下のアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。ある実施態様において、修飾変異体は、1つのアミノ酸挿入、欠失、又は置換を含む。

0122

また本範囲に含まれるのは、翻訳後修飾変異体である。本明細書に提供される抗体はいずれも、当業者によって認識される任意の方法で翻訳後修飾することができる。抗体の典型的な翻訳後修飾としては、鎖間ジスルフィド結合、鎖内ジスルフィド結合、N-結合型グリコシル化、及びタンパク質分解が挙げられる。また本明細書に提供されるのは、リン酸化、O-結合型グリコシル化、メチル化アセチル化、脂質化、GPIアンカリングミリストイル化、及びプレニル化などの修飾を有する他の翻訳後修飾抗体である。翻訳後修飾は、産生中、インビボで、インビトロで、又は別の形で行うことができる。ある実施態様において、翻訳後修飾は、例えば、本明細書に提供される方法を用いた、実施者による意図的な修飾であることができる。

0123

本範囲にさらに含まれるのは、さらなるペプチド又はポリペプチドに融合された抗体である。例示的な融合体としては、例えば、メチオニンが、組換え発現の結果として生じる抗体のN末端に連結されているメチオニル抗体、精製のための(限定されないが、ポリ-ヒスチジン又は親和性エピトープとの)融合体、他の生体活性分子との連結のための融合体、血清アルブミン結合ペプチドとの融合体、及び血清アルブミンなどの血清タンパク質との融合体が挙げられるが、これらに限定されない。抗体は、プロテアーゼ切断配列、反応基抗体結合ドメイン(限定されないが、FLAGもしくはポリ-Hisを含む)、又は他の親和性に基づく配列(限定されないが、FLAG、ポリ-His、GSTなどを含む)を含み得る。抗体は、抗体の検出(限定されないが、GFPを含む)、精製、又は他の特徴を改善する連結分子(限定されないが、ビオチンを含む)も含み得る。ある実施態様において、抗体は、全長抗体の精製を容易にするC末端親和性配列を含む。ある実施態様において、そのようなC末端親和性配列は、ポリ-His配列、例えば、6-His配列である。

0124

抗体は、当業者によって認識される任意の抗体形態を有することができる。抗体は、単一のポリペプチド鎖-単一の重鎖又は単一の軽鎖を含むことができる。抗体は、ホモ二量体ヘテロ二量体ホモ多量体、及びヘテロ多量体を含む、当業者によって認識される多量体を形成することもできる。これらの多量体は、連結されていても、連結されていなくてもよい。有用な連結には、抗体分子に特有の鎖間ジスルフィド結合が含まれる。多量体は、本記載に従って導入される非天然アミノ酸を含む、他のアミノ酸によって連結されていてもよい。抗体は、例えば、IgA、IgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、及びIgMを含む、任意のクラス又はサブクラスの免疫グロブリンであることができる。抗体は、Fv、Fc、Fab、及び(Fab')2、並びにscFvを含む、任意の抗体断片の形態であることができる。

0125

抗体はさらに、グリコシル化されていても、グリコシル化されていなくてもよい。したがって、ある実施態様において、抗体は、グリコシル化されている。ある実施態様において、抗体は、グリコシル化されていない。非天然アミノ酸を含む非グリコシル化抗体は、例えば、本明細書に提供される実施例に記載されている通りに、又は当業者に公知の細菌発現系によって作製することができる。非天然アミノ酸を含むグリコシル化抗体は、例えば、Axupらの文献、2012, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 109(40):16101-16106によって記載されている通りに作製することができる。

0126

また本明細書に提供されるのは、1以上のコンジュゲーション部分にコンジュゲートされている抗体である。コンジュゲーション部分は、当業者に有用であるとみなされる任意のコンジュゲーション部分であることができる。例えば、コンジュゲーション部分は、インビトロ又はインビボで抗体の安定性を改善することができるポリマー、例えば、ポリエチレングリコールであることができる。コンジュゲーション部分は、治療活性を有し、それにより、抗体-薬物コンジュゲートを生じさせることができる。コンジュゲーション部分は、標的細胞にとって有害である分子ペイロードであることができる。コンジュゲーション部分は、検出又は診断に有用な標識であることができる。ある実施態様において、コンジュゲーション部分は、直接的な共有結合を介して抗体に連結される。ある実施態様において、コンジュゲーション部分は、リンカーを介して抗体に連結される。有利な実施態様において、コンジュゲーション部分又はリンカーは、抗体の非天然アミノ酸のうちの1つを介して接続される。例示的なコンジュゲーション部分及びリンカーは、下の節で論じられている。

0127

(非天然アミノ酸)
非天然アミノ酸は、当業者に公知の任意の非天然アミノ酸であることができる。いくつかの実施態様において、非天然コードアミノ酸は、官能基を含む。官能基は、当業者に公知の任意の官能基であることができる。ある実施態様において、官能基は、標識、極性基非極性基、又は反応基である。

0128

反応基は、さらなる官能基を抗体鎖の部位特異的位置で抗体に連結するのに特に有利である。ある実施態様において、反応基は、アミノカルボキシアセチルヒドラジノヒドラジドセミカルバジドスルファニルアジド、及びアルキニルからなる群から選択される。

0129

ある実施態様において、アミノ酸残基は、次式のいずれかによるものである:



。当業者は、抗体が通常L-アミノ酸から構成されることを認識しているであろう。しかしながら、非天然アミノ酸があれば、本方法及び組成物によって、部位特異的位置でL体、D体、又はラセミ体の非天然アミノ酸を使用する能力が実施者に提供される。ある実施態様において、本明細書に記載の非天然アミノ酸には、D型の天然アミノ酸及びラセミ型の天然アミノ酸が含まれる。

0130

上記の式において、波状の線は、抗体のポリペプチド鎖の残りの部分に接続する結合を示す。これらの非天然アミノ酸は、天然アミノ酸が同じポリペプチド鎖に組み込まれるのと全く同じように、ポリペプチド鎖に組み込まれることができる。ある実施態様において、非天然アミノ酸は、該式に示されているようなアミド結合を介してポリペプチド鎖に組み込まれる。

0131

上記の式において、Rは、アミノ酸残基が天然アミノ酸残基と同一でない限り、無制限に、任意の官能基を表す。ある実施態様において、Rは、疎水性基親水性基、極性基、酸性基塩基性基キレート基、反応基、治療的部分、又は標識部分であることができる。ある実施態様において、Rは、R1NR2R3、R1C(=O)R2、R1C(=O)OR2、R1N3、R1C(≡CH)からなる群から選択される。これらの実施態様において、R1は、結合、アルキレンヘテロアルキレンアリーレンヘテロアリーレンからなる群から選択される。R2及びR3は、各々独立に、水素アルキル、及びヘテロアルクリル(heteroalklyl)からなる群から選択される。

0132

いくつかの実施態様において、非天然コードアミノ酸は、20種の一般的なアミノ酸には見られない官能基(限定されないが、アジド、ケトンアルデヒド、及びアミノオキシ基を含む)と効率的かつ選択的に反応して、安定なコンジュゲートを形成する側鎖官能基を含む。例えば、アジド官能基を含有する非天然コードアミノ酸を含む抗原結合ポリペプチドを、ポリマー(限定されないが、ポリ(エチレングリコール)を含む)、或いはアルキン部分を含有する第二のポリペプチドと反応させて、アジドとアルキン官能基の選択的反応から生じる安定なコンジュゲートを形成させ、ヒュゲン[3+2]付加環化産物を形成させることができる。

0133

本発明での使用に好適であり得る及び水溶性ポリマーとの反応に有用である例示的な非天然コードアミノ酸としては、カルボニルアミノオキシヒドラジン、ヒドラジド、セミカルバジド、アジド、及びアルキン反応基を有するものが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施態様において、非天然コードアミノ酸は、サッカリド部分を含む。そのようなアミノ酸の例としては、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-セリン、N-アセチル-L-ガラクトミニル-L-セリン、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-トレオニン、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-アスパラギン、及びO-マンノサミニル-L-セリンが挙げられる。そのようなアミノ酸の例としては、アミノ酸とサッカリドの間の天然に存在するN-又はO-結合が、天然ではあまり見られない−アルケンオキシムチオエーテルアミドなどを含むが、これらに限定されない、共有結合によって置き換えられている例も挙げられる。そのようなアミノ酸の例としては、天然に存在するタンパク質ではあまり見られないサッカリド、例えば、2-デオキシ-グルコース、2-デオキシガラクトースなども挙げられる。

0134

本明細書に提供される非天然コードアミノ酸の多くは、例えば、Sigma-Aldrich(St. Louis, Mo., USA)、Novabiochem(EMD Biosciencesの部門, Darmstadt, Germany)、又はPeptech(Burlington, Mass., USA)から市販されている。市販されていないものは、本明細書に提供されるように、又は当業者に公知の標準的な方法を用いて、任意に合成される。有機合成技術については、例えば、Fessendon及びFessendon著、有機化学(Organic Chemistry)(1982、第2版、Willard Grant Press, Boston Mass.); March著、先端有機化学(Advanced Organic Chemistry)(第3版、1985, Wiley and Sons, New York);及びCarey及びSundberg著、先端有機化学(Advanced Organic Chemistry)(第3版、パートA及びB、1990, Plenum Press, New York)を参照されたい。また、引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許出願公開第2003/0082575号及び第2003/0108885号も参照されたい。新規の側鎖を含有する非天然アミノ酸に加えて、本発明での使用に好適であり得る非天然アミノ酸もまた、修飾骨格構造を任意に含み、これには、限定されないが、式II及びIIIの構造によって示されるものを含む:



(式中、Zは、通常、OH、NH2、SH、NH-R'、又はS-R'を含み; X及びYは、同じもの又は異なるものであることができ、通常、S又はOを含み、R及びR'は、任意に同じもの又は異なるものであり、通常、式Iを有する非天然アミノ酸について上で記載されているR基の構成成分の同じリスト、及び水素から選択される)。例えば、本発明の非天然アミノ酸は、式II及びIIIによって示されるような、アミノ又はカルボキシル基中の置換を任意に含む。このタイプの非天然アミノ酸としては、限定されないが、一般的な20種の天然アミノ酸に対応する側鎖又は非天然の側鎖を有するものを含む、α-ヒドロキシ酸、α-チオ酸、α-アミノチオカルボキシレートが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、α-炭素での置換としては、任意に、L、D、又はα-α-二置換アミノ酸、例えば、D-グルタメート、D-アラニン、D-メチル-O-チロシン、アミノ酪酸などが挙げられるが、これらに限定されない。他の構造的代替物としては、プロリン類似体並びに3、4、6、7、8、及び9員環プロリン類似体などの環状アミノ酸、置換β-アラニン及びγ-アミノ酪酸などのP及びyアミノ酸が挙げられる。

0135

多くの非天然アミノ酸は、天然アミノ酸、例えば、チロシン、グルタミン、フェニルアラニンなどに基づいており、本発明での使用に好適である。チロシン類似体としては、限定されないが、パラ-置換チロシン、オルト-置換チロシン、及びメタ置換チロシンが挙げられ、ここで、該置換チロシンは、限定されないが、ケト基(限定されないが、アセチル基を含む)、ベンゾイル基、アミノ基、ヒドラジン、ヒドロキシアミンチオール基カルボキシ基イソプロピル基メチル基、C6-C20直鎖又は分岐炭化水素飽和又は不飽和炭化水素、O-メチル基、ポリエーテル基ニトロ基アルキニル基などを含む。さらに、多置換アリール環も想定される。本発明での使用に好適であり得るグルタミン類似体としては、α-ヒドロキシ誘導体、γ-置換誘導体環状誘導体、及びアミド置換グルタミン誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。本発明での使用に好適であり得るフェニルアラニン類似体の例としては、限定されないが、パラ-置換フェニルアラニン、オルト-置換フェニアラニン(phenyalanines)、及びメタ-置換フェニルアラニンが挙げられ、ここで、該置換基は、限定されないが、ヒドロキシ基メトキシ基、メチル基、アリル基、アルデヒド、アジド、ヨードブロモ、ケト基(限定されないが、アセチル基を含む)、ベンゾイル、アルキニル基などを含む。本発明での使用に好適であり得る非天然アミノ酸の具体的な例としては、p-アセチル-L-フェニルアラニン、O-メチル-L-チロシン、L-3-(2-ナフチル)アラニン、3-メチル-フェニルアラニン、O-4-アリル-L-チロシン、4-プロピル-L-チロシン、トリ-O-アセチル-GlcNAcβ-セリン、L-ドーパフッ素化フェニルアラニン、イソプロピル-L-フェニルアラニン、p-アジド-L-フェニルアラニン、p-アシル-L-フェニルアラニン、p-ベンゾイル-L-フェニルアラニン、L-ホスホセリンホスホノセリン、ホスホノチロシン、p-ヨード-フェニルアラニン、p-ブロモフェニルアラニン、p-アミノ-L-フェニルアラニン、イソプロピル-L-フェニルアラニン、及びp-プロパルギルオキシ-フェニルアラニンなどが挙げられるが、これらに限定されない。本発明での使用に好適であり得る種々の非天然アミノ酸の構造の例は、例えば、「非天然アミノ酸のインビボ組み込み(In vivo incorporation of unnatural amino acids)」というタイトルのWO 2002/085923号に提供されている。さらなるメチオニン類似体については、Kiickらの文献(2002)、シュタウディンガーライゲーションによる化学選択的修飾のための組換えタンパク質へのアジドの組み込み(Incorporation of azides into recombinant proteins for chemoselective modification by the Staudinger ligation)、PNAS 99:19-24も参照されたい。

0136

本発明での使用に好適な非天然アミノ酸の多くは、例えば、Sigma(USA)又はAldrich(Milwaukee, Wis., USA)から市販されている。市販されていないものは、本明細書に提供されているように、又は様々な刊行物に提供されているように、又は当業者に公知の標準的な方法を用いて任意に合成される。有機合成技術については、例えば、Fessendon及びFessendon著、有機化学(Organic Chemistry)(1982、第2版、Willard Grant Press, Boston Mass.); March著、先端有機化学(Advanced Organic Chemistry)(第3版、1985, Wiley and Sons, New York);及びCarey及びSundberg著、先端有機化学(Advanced Organic Chemistry)(第3版、パートA及びB、1990, Plenum Press, New York)を参照されたい。非天然アミノ酸の合成を記載しているさらなる刊行物としては、例えば、「非天然アミノ酸のインビボ組み込み(In vivo incorporation of Unnatural Amino Acids)」というタイトルのWO 2002/085923号; Matsoukasらの文献(1995) J. Med. Chem., 38, 4660-4669; King, F. E.及びKidd, D. A. A.の文献(1949)、フチル化(Phthylated)中間体からのグルタミン及びグルタミン酸のγ-ジペプチドの新規合成(A New Synthesis of Glutamine and of γ-Dipeptides of Glutamic Acid from Phthylated Intermediates)、J. Chem. Soc., 3315-3319; Friedman, O. M.及びChatterrji, R.の文献(1959)、抗腫瘍剤モデル基質としてのグルタミンの誘導体の合成(Synthesis of Derivatives of Glutamine as Model Substrates for Anti-Tumor Agents)、J. Am. Chem. Soc. 81, 3750-3752; Craig, J. C.らの文献(1988)、7-クロロ-4[[4-(ジエチルアミノ)-1-メチルブチル]アミノ]キノリン(クロロキン)のエナンチオマー絶対配置(Absolute Configuration of the Enantiomers of 7-Chloro-4 [[4-(diethylamino)-1-methylbutyl]amino]quinoline (Chloroquine))、J. Org. Chem. 53, 1167-1170; Azoulay, M.、Vilmont, M.、及びFrappier, F.の文献(1991)、潜在的抗マラリア薬としてのグルタミン類似体(Glutamine analogues as Potential Antimalarials)、Eur. J. Med. Chem. 26, 201-5; Koskinen, A. M. P.及びRapoport, H.の文献(1989)、立体構造拘束性アミノ酸類似体としての4-置換プロリンの合成(Synthesis of 4-Substituted Prolines as Conformationally Constrained Amino Acid Analogues)、J. Org. Chem. 54, 1859-1866; Christie, B. D.及びRapoport, H.の文献(1985)、L-アスパラギンからの光学的に純粋なピペコレートの合成。アミノ酸脱カルボニル化及びイミニウムイオン環化による(+)-アポビンカミンの全合成への応用(Synthesis of Optically Pure Pipecolates from L-Asparagine. Application to the Total Synthesis of (+)-Apovincamine through Amino Acid Decarbonylation and Iminium Ion Cyclization)、J. Org. Chem. 1989:1859-1866; Bartonらの文献(1987)、ラジカル化学を用いた新規a-アミノ酸及び誘導体の合成: L-及びD-a-アミノ-アジピン酸、L-a-アミノピメリン酸、及び適切な不飽和誘導体の合成(Synthesis of Novel a-Amino-Acids and Derivatives Using Radical Chemistry: Synthesis of L- and D-a-Amino-Adipic Acids, L-a-aminopimelic Acid and Appropriate Unsaturated Derivatives)、Tetrahedron Lett. 43:4297-4308;及びSubasingheらの文献(1992)、キスカル酸類似体:β-複素環式2-アミノプロパン酸誘導体の合成及び新規キスカル酸感受性部位におけるその活性(Quisqualic acid analogues: synthesis of beta-heterocyclic 2-aminopropanoic acid derivatives and their activity at a novel quisqualate-sensitized site)、J. Med. Chem. 35:4602-7が挙げられる。2003年12月22日に出願された「タンパク質アレイ(Protein Arrays)」というタイトルの特許出願、2002年12月22日に出願された第10/744,899号及び第60/435,821号も参照されたい。

0137

カルボニル反応基を有するアミノ酸により、分子(限定されないが、PEG又は他の水溶性分子を含む)を、とりわけ、求核付加又はアルドール縮合反応を介して連結するための種々の反応が可能になる。

0138

例示的なカルボニル含有アミノ酸は、次のように表すことができる:



(ここで、nは、0〜10であり; R1は、アルキル、アリール置換アルキル、又は置換アリールであり; R2は、H、アルキル、アリール、置換アルキル、及び置換アリールであり; R3は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はアミノ末端修飾基であり、R4は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はカルボキシ末端修飾基である)。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、R2は、単純アルキル(すなわち、メチル、エチル、又はプロピル)であり、ケトン部分は、アルキル側鎖に対してパラ位に位置する。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、R2は、単純アルキル(すなわち、メチル、エチル、又はプロピル)であり、ケトン部分は、アルキル側鎖に対してメタ位に位置する。

0139

本発明において、隣接するヒドロキシル基とアミノ基を有する非天然コードアミノ酸を「マスクされた」アルデヒド官能基としてポリペプチドに組み込むことができる。例えば、5-ヒドロキシリジンは、εアミンに隣接するヒドロキシル基を有する。アルデヒドを生成させるための反応条件は、通常、ポリペプチド内の他の部位での酸化を避けるために穏やかな条件下でモル濃度過剰のメタ過ヨウ素酸ナトリウムを添加することを含む。酸化反応のpHは、通常、約7.0である。典型的な反応は、ポリペプチドの緩衝化溶液に約1.5モル濃度過剰のメタ過ヨウ素酸ナトリウムを添加し、次いで、暗所で約10分間インキュベートすることを含む。例えば、引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許第6,423,685号を参照されたい。

0140

カルボニル官能基を、ヒドラジン、ヒドラジド、ヒドロキシルアミン、又はセミカルバジド含有試薬と、穏やかな条件下、水溶液中で選択的に反応させて、生理的条件下で安定である、対応するヒドラゾン、オキシム、又はセミカルバゾン結合をそれぞれ形成させることができる。例えば、Jencks, W. P.の文献、J. Am. Chem. Soc. 81, 475-481(1959); Shao, J.及びTam, J. P.の文献、J. Am. Chem. Soc. 117:3893-3899(1995)を参照されたい。さらに、カルボニル基の独特の反応性により、他のアミノ酸側鎖の存在下での選択的な修飾が可能となる。例えば、Cornish, V. W.らの文献、J. Am. Chem. Soc. 118:8150-8151(1996); Geoghegan, K. F.及びStroh, J. G.の文献、Bioconjug. Chem. 3:138-146(1992); Mahal, L. K.らの文献、Science 276:1125-1128(1997)を参照されたい。

0141

ヒドラジン、ヒドラジド、又はセミカルバジドなどの求核基を含有する非天然コードアミノ酸により、コンジュゲート(限定されないが、PEG又は他の水溶性ポリマーとのものを含む)を形成させるための種々の求電子基との反応が可能となる。

0142

例示的なヒドラジン、ヒドラジド、又はセミカルバジド含有アミノ酸は、次のように表すことができる:



(ここで、nは、0〜10であり; R1は、アルキル、アリール、置換アルキル、もしくは置換アリールであるか、又は存在せず; Xは、O、N、もしくはSであるか、又は存在せず; R2は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はアミノ末端修飾基であり、R3は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はカルボキシ末端修飾基である)。

0143

いくつかの実施態様において、nは4であり、R1は存在せず、XはNである。いくつかの実施態様において、nは2であり、R1は存在せず、Xは存在しない。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、XはOであり、酸素原子は、アリール環上の脂肪族(alphatic)基に対してパラ位ある。

0144

ヒドラジド、ヒドラジン、及びセミカルバジド含有アミノ酸は、市販供給源から入手可能である。例えば、L-グルタメート-γ-ヒドラジドは、Sigma Chemical(St. Louis, Mo.)から入手可能である。市販されていない他のアミノ酸は、当業者によって調製されることができる。例えば、引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許第6,281,211号を参照されたい。

0145

ヒドラジド、ヒドラジン、又はセミカルバジド官能基を有する非天然コードアミノ酸を含有するポリペプチドは、アルデヒド又は類似の化学反応性を有する他の官能基を含有する種々の分子と効率的かつ選択的に反応させることができる。例えば、Shao, J.及びTam, J.の文献、J. Am. Chem. Soc. 117:3893-3899(1995)を参照されたい。ヒドラジド、ヒドラジン、及びセミカルバジド官能基の独特の反応性により、該官能基は、20種の一般的なアミノ酸上の求核基(限定されないが、セリンもしくはトレオニンのヒドロキシル基又はリジン及びN末端のアミノ基を含む)と比較して、アルデヒド、ケトン、及び他の求電子基に対する反応性が顕著により高くなる。

0146

アミノオキシ(ヒドロキシルアミンとも呼ばれる)基を含有する非天然コードアミノ酸により、コンジュゲート(限定されないが、PEG又は他の水溶性ポリマーとのものを含む)を形成させるための種々の求電子基との反応が可能になる。ヒドラジン、ヒドラジド、及びセミカルバジドと同様、アミノオキシ基の求核性の増大により、該基は、アルデヒド又は類似の化学反応性を有する他の官能基を含有する種々の分子と効率的かつ選択的に反応することが可能になる。例えば、Shao, J.及びTam, J.の文献、J. Am. Chem. Soc. 117:3893-3899(1995); H. Hang及びC. Bertozziの文献、Acc. Chem. Res. 34: 727-736(2001)を参照されたい。しかしながら、ヒドラジン基との反応によって生じるものが対応するヒドラゾンであるのに対し、オキシムは、通常、アミノオキシ基と、ケトンなどのカルボニル含有基との反応によって生じるものである。

0147

アミノオキシ基を含有する例示的なアミノ酸は、次のように表すことができる:



(ここで、nは、0〜10であり; R1は、アルキル、アリール、置換アルキル、もしくは置換アリールであるか、又は存在せず; Xは、O、N、Sであるか、又は存在せず; mは、0〜10であり; Yは、=C(O)であるか、又は存在せず; R2は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はアミノ末端修飾基であり、R3は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はカルボキシ末端修飾基である)。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、XはOであり、mは1であり、Yは存在する。いくつかの実施態様において、nは2であり、R1及びXは存在せず、mは0であり、Yは存在しない。

0148

アミノオキシ含有アミノ酸は、容易に入手可能なアミノ酸前駆体(ホモセリン、セリン、及びトレオニン)から調製することができる。例えば、M. Carrasco及びR. Brownの文献、J. Org. Chem. 68: 8853-8858(2003)を参照されたい。L-2-アミノ-4-(アミノオキシ)酪酸)などの、特定のアミノオキシ含有アミノ酸は、天然源から単離されている(Rosenthal, G.らの文献、Life Sci. 60: 1635-1641(1997)。他のアミノオキシ含有アミノ酸は、当業者によって調製されることができる。

0149

アジド及びアルキン官能基の独特の反応性により、該官能基は、ポリペプチド及び他の生体分子の選択的修飾に極めて有用となる。有機アジド、特に、脂肪族アジド、及びアルキンは、通常、一般的な反応性化学条件に対して安定である。特に、アジド官能基とアルキン官能基は両方とも天然ポリペプチドに見られる20種の一般的なアミノ酸の側鎖(すなわち、R基)に対して不活性である。しかしながら、近接近させた場合、アジド及びアルキン基の「バネ仕掛け」の性質が現れ、それらは、ヒュスゲン[3+2]付加環化反応を介して選択的かつ効率的に反応し、対応するトリアゾールを生成させる。例えば、Chin J.らの文献、Science 301:964-7(2003); Wang, Q.らの文献、J. Am. Chem. Soc. 125, 3192-3193(2003); Chin, J. W.らの文献、J. Am. Chem. Soc. 124:9026-9027(2002)を参照されたい。

0150

ヒュスゲン付加環化反応は、求核置換ではなく、選択的付加環化反応を含むので(例えば、包括的有機合成(COMPREHENSIVEORGANICSYNTHESIS)、第4巻(Trost, B. M.編、1991)、1069〜1109頁のPadwa, A.の文献; 1,3-双極性付加環化化学反応(1,3-DIPOLAR CYCLOADDITION CHEMISTRY)(Padwa, A.編、1984)、1〜176頁のHuisgen, Rの文献)、アジド及びアルキン含有側鎖を有する非天然コードアミノ酸の組み込みにより、生じるポリペプチドを非天然コードアミノ酸の位置で選択的に修飾することが可能になる。アジド又はアルキン含有抗体が関与する付加環化反応は、Cu(II)をCu(I)に還元するための還元剤の存在下、インサイチュで、触媒量で、Cu(II)(限定されないが、触媒量のCuSO4の形態を含む)を添加することにより、水性条件下、室温で実施することができる。例えば、Wang, Q.らの文献、J. Am. Chem. Soc. 125, 3192-3193(2003); Tornoe, C. W.らの文献、J. Org. Chem. 67:3057-3064(2002); Rostovtsevらの文献、Angew. Chem. Int. Ed. 41:2596-2599(2002)を参照されたい。例示的な還元剤としては、アスコルビン酸塩金属銅キニンヒドロキノンビタミンKグルタチオン、システイン、Fe2+、Co2+、及び加電圧が挙げられるが、これらに限定されない。

0151

アジドとアルキンとのヒュスゲン[3+2]付加環化反応が望ましい場合、抗原結合ポリペプチドは、アルキン部分を含む非天然コードアミノ酸を含み、該アミノ酸に接続されるべき水溶性ポリマーは、アジド部分を含む。或いは、逆の(すなわち、アミノ酸上のアジド部分及び水溶性ポリマー上に存在するアルキン部分との)反応を実施することもできる。

0152

アジド官能基を、アリールエステルを含有し、かつアリールホスフィン部分で適切に官能化されている水溶性ポリマーと選択的に反応させて、アミド結合を生成させることもできる。アリールホスフィン基は、インサイチュでアジドを還元し、生じるアミンは、その後、近位エステル結合と効率的に反応して、対応するアミドを生成させる。例えば、E. Saxon及びC. Bertozziの文献、Science 287, 2007-2010(2000)を参照されたい。アジド含有アミノ酸は、アルキルアジド(限定されないが、2-アミノ-6-アジド-1-ヘキサン酸を含む)又はアリールアジド(p-アジド-フェニルアラニン)のいずれかであることができる。

0153

アリールエステル及びホスフィン部分を含有する例示的な水溶性ポリマーは、次のように表すことができる:



(ここで、Xは、O、N、Sであっても、存在しなくてもよく、Phはフェニルであり、Wは水溶性ポリマーであり、Rは、H、アルキル、アリール、置換アルキル、及び置換アリール基であることができる)。例示的なR基としては、-CH2、-C(CH3)3、-OR'、-NR'R''、-SR'、-ハロゲン、-C(O)R'、-CONR'R''、-S(O)2R'、-S(O)2NR'R''、-CN、及び-NO2が挙げられるが、これらに限定されない。R'、R''、R'''、及びR''''は、各々独立に、水素、置換もしくは非置換ヘテロアルキル、限定されないが、1〜3個のハロゲンで置換されたアリールを含む、置換もしくは非置換アリール、置換もしくは非置換アルキルアルコキシもしくはチオアルコキシ基、又はアリールアルキル基を指す。本発明の化合物が複数のR基を含む場合、例えば、該R基の各々は、複数のR'、R''、R'''、及びR''''基が存在する場合の各々のこれらの基として、独立に選択される。R'及びR''が同じ窒素原子に結合している場合、それらは、窒素原子と組み合わさって、5、6、又は7員環を形成することができる。例えば、-NR'R''は、限定されないが、1-ピロリジニル及び4-モルホリニルを含むことが意図される。置換基に関する上記の考察から、当業者は、「アルキル」という用語が、ハロアルキル(限定されないが、-CF3及び-CH2CF3を含む)及びアシル(限定されないが、-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3などを含む)などの、水素基以外の基に結合した炭素原子を含む基を含むことを意図するものであることを理解するであろう。

0154

アジド官能基を、チオエステルを含有し、かつアリールホスフィン部分で適切に官能化されている水溶性ポリマーと選択的に反応させて、アミド結合を生成させることもできる。アリールホスフィン基は、インサイチュでアジドを還元し、生じるアミンは、その後、チオエステル結合と効率的に反応して、対応するアミドを生成させる。チオエステル及びホスフィン部分を含有する例示的な水溶性ポリマーは、次のように表すことができる:



(ここで、nは1〜10であり; Xは、O、N、Sであっても、存在しなくてもよく、Phはフェニルであり、Wは水溶性ポリマーである)。

0155

例示的なアルキン含有アミノ酸は、次のように表すことができる:



(ここで、nは、0〜10であり; R1は、アルキル、アリール、置換アルキル、もしくは置換アリールであるか、又は存在せず; Xは、O、N、Sであるか、又は存在せず; mは、0〜10であり、R2は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はアミノ末端修飾基であり、R3は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はカルボキシ末端修飾基である)。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、Xは存在せず、mは0であり、アセチレン部分は、アルキル側鎖に対してパラ位に位置する。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、XはOであり、mは1であり、プロパルギルオキシ基は、アルキル側鎖に対してパラ位に位置する(すなわち、O-プロパルギル-チロシン)。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1及びXは存在せず、mは0である(すなわち、プロパリルグリシン(proparylglycine))。

0156

アルキン含有アミノ酸は市販されている。例えば、プロパルギルグリシンは、Peptech(Burlington, Mass.)から市販されている。或いは、アルキン含有アミノ酸は、標準的な方法に従って調製することができる。例えば、p-プロパルギルオキシフェニルアラニンは、例えば、Deiters, A.らの文献、J. Am. Chem. Soc. 125: 11782-11783(2003)に記載されている通りに合成することができ、また、4-アルキニル-L-フェニルアラニンは、Kayser, B.らの文献、Tetrahedron 53(7): 2475-2484(1997)に記載されている通りに合成することができる。他のアルキン含有アミノ酸は、当業者によって調製されることができる。

0157

例示的なアジド含有アミノ酸は、次のように表すことができる:



(ここで、nは、0〜10であり; R1は、アルキル、アリール、置換アルキル、置換アリールであるか、又は存在せず; Xは、O、N、Sであるか、又は存在せず; mは、0〜10であり; R2は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はアミノ末端修飾基であり、R3は、H、アミノ酸、ポリペプチド、又はカルボキシ末端修飾基である)。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、Xは存在せず、mは0であり、アジド部分は、アルキル側鎖に対してパラ位にある。いくつかの実施態様において、nは、0〜4であり、R1及びXは存在せず、m=0である。いくつかの実施態様において、nは1であり、R1はフェニルであり、XはOであり、mは2であり、P-アジドエトキシ部分は、アルキル側鎖に対してパラ位に位置する。

0158

アジド含有アミノ酸は、市販供給源から入手可能である。例えば、4-アジドフェニルアラニンは、Chem-Impex International社(Wood Dale, Ill.)から入手することができる。市販されていないアジド含有アミノ酸については、アジド基を、限定されないが、好適な脱離基(限定されないが、ハライドメシレートトシレートを含む)の置換によるもの、又は好適に保護されたラクトン開環によるものを含む、当業者に公知の標準的な方法を用いて、比較的容易に調製することができる。例えば、March著、先端有機化学(Advanced Organic Chemistry)(第3版、1985, Wiley and Sons, New York)を参照されたい。

0159

β-置換アミノチオール官能基の独特の反応性により、該官能基は、チアゾリジンの形成を介した、ポリペプチド及びアルデヒド基を含有する他の生体分子の選択的修飾に極めて有用となる。例えば、J. Shao及びJ. Tamの文献、J. Am. Chem. Soc. 1995, 117(14) 3893-3899を参照されたい。いくつかの実施態様において、β-置換アミノチオールアミノ酸を抗体に組み込み、その後、アルデヒド官能基を含む水溶性ポリマーと反応させることができる。いくつかの実施態様において、水溶性ポリマー、薬物コンジュゲート、又は他のペイロードを、チアゾリジンの形成を介して、β-置換アミノチオールアミノ酸を含む抗体ポリペプチドカップリングさせることができる。

0160

有用な非天然アミノ酸の特定の例としては、p-アセチル-L-フェニルアラニン、O-メチル-L-チロシン、L-3-(2-ナフチル)アラニン、3-メチル-フェニルアラニン、O-4-アリル-L-チロシン、4-プロピル-L-チロシン、トリ-O-アセチル-GlcNAc b-セリン、L-ドーパ、フッ素化フェニルアラニン、イソプロピル-L-フェニルアラニン、p-アジド-L-フェニルアラニン、p-アシル-L-フェニルアラニン、p-ベンゾイル-L-フェニルアラニン、L-ホスホセリン、ホスホノセリン、ホスホノチロシン、p-ヨード-フェニルアラニン、p-ブロモフェニルアラニン、p-アミノ-L-フェニルアラニン、イソプロピル-L-フェニルアラニン、及びp-プロパルギルオキシ-フェニルアラニンが挙げられるが、これらに限定されない。さらなる有用な例としては、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-セリン、N-アセチル-L-ガラクトサミニル-L-セリン、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-トレオニン、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-アスパラギン、及びO-マンノサミニル-L-セリンが挙げられる。

0161

特定の実施態様において、非天然アミノ酸は、p-アセチル-フェニルアラニン、p-エチニル-フェニルアラニン、p-プロパルギルオキシフェニルアラニン、及びp-アジド-フェニルアラニンから選択される。1つの特に有用な非天然アミノ酸は、p-アジドフェニルアラニンである。このアミノ酸残基は、例えば、アルキニル基を有する化合物とのヒュスゲン[3+2]付加環化反応(いわゆる、「クリック」化学反応)をしやすくすることが当業者に知られている。この反応により、当業者は、容易にかつ迅速に、非天然アミノ酸の部位特異的位置で抗体にコンジュゲートすることができる。

0162

ある実施態様において、第一の反応基は、アルキニル部分(限定されないが、非天然アミノ酸のp-プロパルギルオキシフェニルアラニン中にあるものを含み、この場合、プロパルギル基は、アセチレン部分と呼ばれることもある)であり、第二の反応基は、アジド部分であり、[3+2]付加環化化学反応を使用することができる。ある実施態様において、第一の反応基は、アジド部分(限定されないが、非天然アミノ酸のp-アジド-L-フェニルアラニン中にあるものを含む)であり、第二の反応基は、アルキニル部分である。

0163

上記の式において、各々のLは、二価のリンカーを表す。二価のリンカーは、当業者に公知の任意の二価のリンカーであることができる。一般に、二価のリンカーは、非天然アミノ酸の官能性部分R及びα炭素との共有結合を形成することができる。有用な二価のリンカーは、結合、アルキレン、置換アルキレン、ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、及び置換ヘテロアリーレンである。ある実施態様において、Lは、C1-10アルキレン又はC1-10ヘテロアルキレンである。

0164

本明細書に記載の方法及び組成物で使用される非天然アミノ酸は、以下の4つの性質のうちの少なくとも1つを有する:(1)非天然アミノ酸の側鎖上の少なくとも1つの官能基は、20種の一般的な、遺伝子にコードされているアミノ酸(すなわち、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、及びバリン)の化学反応性とは異なるか、又は非天然アミノ酸を含むポリペプチド中に存在する天然アミノ酸の化学反応性とは少なくとも異なる少なくとも1つの特徴及び/又は活性及び/又は反応性を有する;(2)導入される非天然アミノ酸は、20種の一般的な、遺伝子にコードされているアミノ酸に対して実質的に化学的に不活性である;(3)非天然アミノ酸は、好ましくは、天然アミノ酸と同じ安定性で、又は典型的な生理的条件下で、ポリペプチドに安定に組み込むことができ、さらに好ましくは、そのような組み込みはインビボの系で行うことができる;並びに(4)非天然アミノ酸は、オキシム官能基、又は好ましくは、非天然アミノ酸を含むポリペプチドの生物的性質を破壊しない条件(当然、生物学的性質のそのような破壊が修飾/変換の目的である場合を除く)、もしくは変換が、pH約4〜約8の水性条件下で起こり得る条件、もしくは非天然アミノ酸上の反応性部位求電子性部位である条件下で、試薬と反応させることによりオキシム基に変換することができる官能基を含む。本明細書に記載の組成物及び方法とともに使用することができる非天然アミノ酸についてのこれら4つの性質を満たす、例示的で、非限定的なアミノ酸の例は、図2、3、35、及び40〜43に提示されている。任意の数の非天然アミノ酸をポリペプチドに導入することができる。非天然アミノ酸は、保護もしくはマスクされたオキシム、又は保護基の脱保護もしくはマスクされた基の脱マスキングの後にオキシム基に変換することができる保護もしくはマスクされた基も含み得る。非天然アミノ酸は、保護基の脱保護又はマスクされた基の脱マスキングの後にカルボニル又はジカルボニル基に変換することができ、それにより、ヒドロキシルアミン又はオキシムと反応して、オキシム基を形成することが可能になる、保護もしくはマスクされたカルボニル又はジカルボニル基も含み得る。

0165

さらなる実施態様において、本明細書に記載の方法及び組成物で使用し得る非天然アミノ酸としては、光活性化可能なクロスリンカーを含むアミノ酸、スピン標識アミノ酸、蛍光アミノ酸金属結合アミノ酸金属含有アミノ酸、放射性アミノ酸、新規官能基を有するアミノ酸、他の分子と共有結合的又は非共有結合的に相互作用するアミノ酸、光ケージ化された及び/又は光異性化可能なアミノ酸、ビオチン又はビオチン類似体を含むアミノ酸、糖置換セリンなどのグリコシル化アミノ酸、他の炭水化物修飾アミノ酸ケト含有アミノ酸、アルデヒド含有アミノ酸、ポリエチレングリコール又は他のポリエーテルを含むアミノ酸、重原子置換アミノ酸、化学切断可能な及び/又は光切断可能なアミノ酸、限定されないが、ポリエーテル又は長鎖炭化水素(限定されないが、約5個又は約10個よりも多くの炭素を含む)を含む、天然アミノ酸と比較して伸長した側鎖を有するアミノ酸、炭素結合糖含有アミノ酸、レドックス活性アミノ酸、アミノチオ酸含有アミノ酸、並びに1以上の毒性部分を含むアミノ酸が挙げられるが、これらに限定されない。

0166

いくつかの実施態様において、非天然アミノ酸は、サッカリド部分を含む。そのようなアミノ酸の例としては、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-セリン、N-アセチル-L-ガラクトサミニル-L-セリン、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-トレオニン、N-アセチル-L-グルコサミニル-L-アスパラギン、及びO-マンノサミニル-L-セリンが挙げられる。そのようなアミノ酸の例としては、アミノ酸とサッカリドの間の天然に存在するN-又はO-結合が、天然ではあまり見られない−アルケン、オキシム、チオエーテル、アミドなどを含むが、これらに限定されない、共有結合によって置き換えられている例も挙げられる。そのようなアミノ酸の例としては、天然に存在するタンパク質ではあまり見られないサッカリド、例えば、2-デオキシ-グルコース、2-デオキシガラクトースなども挙げられる。

0167

非天然アミノ酸の組み込みによって抗体に組み込まれる化学部分により、ポリペプチドの種々の利点及び操作が提供される。例えば、カルボニル又はジカルボニル官能基(ケト又はアルデヒド官能基を含む)の独特の反応性により、いくつかのヒドラジン又はヒドロキシルアミン含有試薬のいずれかによるインビボ及びインビトロでの抗体の選択的修飾が可能になる。例えば、重原子非天然アミノ酸は、x線構造データを同期させるのに有用となり得る。非天然アミノ酸を用いた重原子の部位特異的な導入により、重原子の位置を選択する際の選択性及び柔軟性も提供される。光反応性非天然アミノ酸(限定されないが、ベンゾフェノン及びアリールアジド(限定されないが、フェニルアジドを含む)側鎖を有するアミノ酸を含む)により、例えば、ポリペプチドの効率的なインビボ及びインビトロでの光架橋が可能になる。光反応性非天然アミノ酸の例としては、p-アジド-フェニルアラニン及びp-ベンゾイル-フェニルアラニンが挙げられるが、これらに限定されない。次いで、光反応性非天然アミノ酸を含む抗体を、光反応基励起がもたらす時間的制御によって自由自在に架橋することができる。非限定的な例において、非天然アミノのメチル基を、限定されないが、核磁気共鳴及び振動分光法を使用するものを含む、局所的構造及び動力学プローブとして、限定されないが、メチル基を有するものを含む、同位体標識物と置換することができる。

0168

求電子性反応基を有するアミノ酸により、限定されないが、求核付加反応を含む、様々な化学反応によって分子を連結する種々の反応が可能になる。そのような求電子性反応基としては、カルボニルもしくはジカルボニル基(ケトもしくはアルデヒド基を含む)、カルボニル様もしくはジカルボニル様基(これらは、カルボニルもしくはジカルボニル基と類似の反応性を有し、カルボニルもしくはジカルボニル基と構造的に類似している)、マスクされたカルボニルもしくはマスクされたジカルボニル基(これらは、カルボニルもしくはジカルボニル基に容易に変換することができる)、又は保護カルボニルもしくは保護ジカルボニル基(これらは、脱保護したときにカルボニル又はジカルボニル基と類似の反応性を有する)が挙げられる。そのようなアミノ酸は、式(I)の構造を有するアミノ酸を含む:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Jは、



であり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; 各々のR''は、独立に、H、アルキル、置換アルキル、もしくは保護基であるか、又は複数のR''基が存在するとき、2つのR''は、任意に、ヘテロシクロアルキルを形成し; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R3及びR4の各々は、独立に、H、ハロゲン、低級アルキル、もしくは置換低級アルキルであるか、又はR3及びR4もしくは2つのR3基は、任意に、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキルを形成し;或いは-A-B-J-R基は一緒に、ジカルボニル基を含むカルボニル基、保護ジカルボニル基を含む保護カルボニル基、又はマスクされたジカルボニル基を含むマスクされたカルボニル基を少なくとも1つ含む二環式又は三環式シクロアルキル又はヘテロシクロアルキルを形成し;或いは-J-R基は一緒に、ジカルボニル基を含むカルボニル基、保護ジカルボニル基を含む保護カルボニル基、又はマスクされたジカルボニル基を含むマスクされたカルボニル基を少なくとも1つ含む単環式又は二環式シクロアルキル又はヘテロシクロアルキルを形成し;但し、Aがフェニレンであり、各々のR3がHであるとき、Bは存在し;及びAが-(CH2)4-であり、各々のR3がHであるとき、Bは-NHC(O)(CH2CH2)-ではなく;及びAもBも存在せず、各々のR3がHであるとき、Rはメチルではない)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0169

ある実施態様において、式(I)の化合物は、弱酸性条件下、水溶液中で、少なくとも1カ月間安定である。ある実施態様において、式(I)の化合物は、弱酸性条件下で、少なくとも2週間安定である。ある実施態様において、式(I)の化合物は、弱酸性条件下で、少なくとも5日間安定である。ある実施態様において、そのような酸性条件は、pH 2〜8である。

0170

式(I)の化合物のある実施態様において、Bは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、-O-(アルキレンもしくは置換アルキレン)-、-C(R')=N-N(R')-、-N(R')CO-、-C(O)-、-C(R')=N-、-C(O)-(アルキレンもしくは置換アルキレン)-、-CON(R')-(アルキレンもしくは置換アルキレン)-、-S(アルキレンもしくは置換アルキレン)-、-S(O)(アルキレンもしくは置換アルキレン)-、又は-S(O)2(アルキレンもしくは置換アルキレン)-である。式(I)の化合物のある実施態様において、Bは、-O(CH2)-、-CH=N-、-CH=N-NH-、-NHCH2-、-NHCO-、-C(O)-、-C(O)-(CH2)-、-CONH-(CH2)-、-SCH2-、-S(=O)CH2-、又は-S(O)2CH2-である。式(I)の化合物のある実施態様において、Rは、C1-6アルキル又はシクロアルキルである。式(I)の化合物のある実施態様において、Rは、-CH3、-CH(CH3)2、又はシクロプロピルである。式(I)の化合物のある実施態様において、R1は、H、tert-ブチルオキシカルボニル(Boc)、9-フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)、N-アセチル、テトラフルオロアセチル(TFA)、又はベンジルオキシカルボニル(Cbz)である。式(I)の化合物のある実施態様において、R1は、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドである。式(I)の化合物のある実施態様において、R2は、OH、O-メチル、O-エチル、又はO-t-ブチルである。式(I)の化合物のある実施態様において、R2は、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドである。式(I)の化合物のある実施態様において、R2は、ポリヌクレオチドである。式(I)の化合物のある実施態様において、R2は、リボ核酸(RNA)である。式(I)の化合物のある実施態様において、R2は、tRNAである。式(I)の化合物のある実施態様において、該tRNAは、セレクターコドンを特異的に認識する。式(I)の化合物のある実施態様において、該セレクターコドンは、アンバーコドンオーカーコドンオパールコドンユニクコドンレアコドン、異常コドン、5塩基コドン、及び4塩基コドンからなる群から選択される。式(I)の化合物のある実施態様において、R2は、サプレッサーtRNAである。

0171

式(I)の化合物のある実施態様において、



は:(i) Aは、置換低級アルキレン、C4-アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-N(R')-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-N(R')C(S)-、-S(O)N(R')、-S(O)2N(R')、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)N(R')-、-N(R')S(O)2N(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-からなる群から選択される二価のリンカーである;(ii) Aは任意であり、存在するときは、置換低級アルキレン、C4-アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Bは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-N(R')-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-N(R')C(S)-、-S(O)N(R')、-S(O)2N(R')、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)N(R')-、-N(R')S(O)2N(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-からなる群から選択される二価のリンカーである;(iii) Aは低級アルキレンであり; Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-N(R')-、-C(O)N(R')-、-CSN(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-N(R')C(S)-、-S(O)N(R')、-S(O)2N(R')、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)N(R')-、-N(R')S(O)2N(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-からなる群から選択される二価のリンカーである;及び(iv) Aはフェニレンであり; Bは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-N(R')-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-N(R')C(S)-、-S(O)N(R')、-S(O)2N(R')、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)N(R')-、-N(R')S(O)2N(R')-、-N(R')-N=、-C(R')'N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-からなる群から選択される二価のリンカーである、からなる群から選択され; Jは、



であり;各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルであり; R1は任意であり、存在するときは、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は任意であり、存在するときは、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;各々のR3及びR4は、独立に、H、ハロゲン、低級アルキル、又は置換低級アルキルであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである。

0172

さらに、式(II)の構造を有するアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドである)。ある実施態様において、Aがフェニレンであるとき、Bは存在し;及びAが-(CH2)4-であるとき、Bは-NHC(O)(CH2CH2)-ではなく;及びAもBも存在しないとき、Rはメチルではない。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0173

さらに、式(III)の構造を有するアミノ酸が含まれる:



(式中: Bは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)k R'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)kR'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択される)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0174

さらに、以下のアミノ酸が含まれる:



。そのような非天然アミノ酸は、任意に、アミノ保護基、カルボキシル保護されたもの、及び/もしくは塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0175

さらに、式(IV)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Bは、-NS(O)2-、-OS(O)2-、任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)kR'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)kR'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択され; nは、0〜8である)。ある実施態様において、Aが-(CH2)4-であるとき、Bは、-NHC(O)(CH2CH2)-ではない。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0176

さらに、以下のアミノ酸が含まれる:



(ここで、そのような化合物は、任意にアミノ保護されたもの、任意にカルボキシル保護されたもの、任意にアミノ保護及びカルボキシル保護されたもの、もしくはそれらの塩であるか、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい)。

0177

さらに、式(VIII)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0178

さらに、式(IX)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;ここで、各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)kR'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)k R'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択される)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0179

さらに、以下のアミノ酸が含まれる:



(ここで、そのような化合物は、任意にアミノ保護されたもの、任意にカルボキシル保護されたもの、任意にアミノ保護及びカルボキシル保護されたもの、もしくはそれらの塩であるか、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい)。

0180

さらに、式(X)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)kR'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)kR'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択され; nは、0〜8である)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0181

さらに、以下のアミノ酸が含まれる:



(ここで、そのような化合物は、任意にアミノ保護されたもの、任意にカルボキシル保護されたもの、任意にアミノ保護及びカルボキシル保護されたもの、もしくはそれらの塩であるか、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい)。

0182

モノカルボニル構造に加えて、本明細書に記載の非天然アミノ酸は、ジカルボニル基、ジカルボニル様基、マスクされたジカルボニル基、及び保護ジカルボニル基などの基を含んでいてもよい。例えば、式(V)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0183

さらに、式(VI)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;ここで、各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)kR'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)kR'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択される)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0184

さらに、以下のアミノ酸が含まれる:



(ここで、そのような化合物は、任意にアミノ保護及びカルボキシル保護されたもの、又はその塩である)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0185

さらに、式(VII)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中、Bは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、低級ヘテロアルキレン、置換低級ヘテロアルキレン、-O-、-O-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S-、-S-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-S(O)k-(ここで、kは、1、2、又は3である)、-S(O)k(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)-、-NS(O)2-、-OS(O)2-、-C(O)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(S)-、-C(S)-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')-、-NR'-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-C(O)N(R')-、-CON(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-CSN(R')-、-CSN(R')-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')CO-(アルキレン又は置換アルキレン)-、-N(R')C(O)O-、-S(O)kN(R')-、-N(R')C(O)N(R')-、-N(R')C(S)N(R')-、-N(R')S(O)kN(R')-、-N(R')-N=、-C(R')=N-、-C(R')=N-N(R')-、-C(R')=N-N=、-C(R')2-N=N-、及び-C(R')2-N(R')-N(R')-(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択されるリンカーであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)kR'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)kR'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択され; nは、0〜8である)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0186

さらに、以下のアミノ酸が含まれる:



(ここで、そのような化合物は、任意にアミノ保護及びカルボキシル保護されたもの、もしくはその塩であるか、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい)。

0187

さらに、式(XXX)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; X1は、C、S、又はS(O)であり; Lは、アルキレン、置換アルキレン、N(R')(アルキレン)、又はN(R')(置換アルキレン)であり、ここで、R'は、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0188

さらに、式(XXX-A)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; Lは、アルキレン、置換アルキレン、N(R')(アルキレン)、又はN(R')(置換アルキレン)であり、ここで、R'は、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0189

さらに、式(XXX-B)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; Lは、アルキレン、置換アルキレン、N(R')(アルキレン)、又はN(R')(置換アルキレン)であり、ここで、R'は、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0190

さらに、式(XXXI)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; X1は、C、S、又はS(O)であり; nは、0、1、2、3、4、又は5であり;各々のCR8R9基上の各々のR8及びR9は、独立に、H、アルコキシ、アルキルアミン、ハロゲン、アルキル、アリールからなる群から選択されるか、又は任意のR8及びR9は一緒に、=Oもしくはシクロアルキルを形成することができるか、又は任意の2つの隣接するR8基は一緒に、シクロアルキルを形成することができる)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0191

さらに、式(XXXI-A)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; nは、0、1、2、3、4、又は5であり;各々のCR8R9基上の各々のR8及びR9は、独立に、H、アルコキシ、アルキルアミン、ハロゲン、アルキル、アリールからなる群から選択されるか、又は任意のR8及びR9は一緒に、=Oもしくはシクロアルキルを形成することができるか、又は任意の2つの隣接するR8基は一緒に、シクロアルキルを形成することができる)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0192

さらに、式(XXXI-B)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; nは、0、1、2、3、4、又は5であり;各々のCR8R9基上の各々のR8及びR9は、独立に、H、アルコキシ、アルキルアミン、ハロゲン、アルキル、アリールからなる群から選択されるか、又は任意のR8及びR9は一緒に、=Oもしくはシクロアルキルを形成することができるか、又は任意の2つの隣接するR8基は一緒に、シクロアルキルを形成することができる)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0193

さらに、式(XXXII)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; X1は、C、S、又はS(O)であり; Lは、アルキレン、置換アルキレン、N(R')(アルキレン)、又はN(R')(置換アルキレン)であり、ここで、R'は、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0194

さらに、式(XXXII-A)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; Lは、アルキレン、置換アルキレン、N(R')(アルキレン)、又はN(R')(置換アルキレン)であり、ここで、R'は、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0195

さらに、式(XXXII-B)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり; Rは、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; Lは、アルキレン、置換アルキレン、N(R')(アルキレン)、又はN(R')(置換アルキレン)であり、ここで、R'は、H、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0196

さらに、式(XXXX)の構造を有するアミノ酸が含まれる:



(式中: Aは任意であり、存在するときは、低級アルキレン、置換低級アルキレン、低級シクロアルキレン、置換低級シクロアルキレン、低級アルケニレン、置換低級アルケニレン、アルキニレン、低級ヘテロアルキレン、置換ヘテロアルキレン、低級ヘテロシクロアルキレン、置換低級ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルカリレン、置換アルカリレン、アラルキレン、又は置換アラルキレンであり;



(a)がA基との結合を示し、(b)がそれぞれのカルボニル基との結合を示す場合、R3及びR4は、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、もしくは置換シクロアルキルから選択されるか、又はR3及びR4もしくは2つのR3基もしくは2つのR4基は、任意に、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキルを形成し; Rは、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; T3は、結合、C(R)(R)、O、又はSであり、Rは、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキル; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0197

さらに、式(XXXXI)の構造を有するアミノ酸が含まれる:



(式中:



(a)がA基との結合を示し、(b)がそれぞれのカルボニル基との結合を示す場合、R3及びR4は、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、もしくは置換シクロアルキルから選択されるか、又はR3及びR4もしくは2つのR3基もしくは2つのR4基は、任意に、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキルを形成し; Rは、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; T3は、結合、C(R)(R)、O、又はSであり、Rは、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキル; R1は、H、アミノ保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり; R2は、OH、エステル保護基、樹脂、アミノ酸、ポリペプチド、又はポリヌクレオチドであり;各々のRaは、独立に、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、-N(R')2、-C(O)kR'(ここで、kは、1、2、又は3である)、-C(O)N(R')2、-OR'、及び-S(O)kR'(ここで、各々のR'は、独立に、H、アルキル、又は置換アルキルである)からなる群から選択される)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0198

さらに、式(XXXXII)の構造を有するアミノ酸が含まれる:



(式中: Rは、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルであり; T3は、O、又はSである)。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0199

さらに、式(XXXXIII)の構造を有するアミノ酸が含まれる:



(式中: Rは、H、ハロゲン、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、又は置換シクロアルキルである)。

0200

さらに、式(XXXXIII)の構造を有する以下のアミノ酸が含まれる:



。そのような非天然アミノ酸は、塩の形態であってもよく、又は非天然アミノ酸ポリペプチド、ポリマー、多糖、もしくはポリヌクレオチドに組み込まれ、かつ任意に翻訳後修飾されていてもよい。

0201

ヒドロキシルアミン(アミノオキシとも呼ばれる)基を含有する非天然アミノ酸により、コンジュゲート(限定されないが、PEG又は他の水溶性ポリマーとのものを含む)を形成させるための種々の求電子基との反応が可能になる。ヒドラジン、ヒドラジド、及びセミカルバジドと同様、アミノオキシ基の求核性の増大により、該基は、限定されないが、ケトン、アルデヒド、又は類似の化学反応性を有する他の官能基を含む、カルボニル基又はジカルボニル基を含有する種々の分子と効率的かつ選択的に反応することが可能になる。例えば、Shao, J.及びTam, J.の文献、J. Am. Chem. Soc. 117:3893-3899(1995); H. Hang及びC. Bertozziの文献、Acc. Chem. Res. 34: 727-736(2001)を参照されたい。しかしながら、ヒドラジン基との反応によって生じるものが対応するヒドラゾンであるのに対し、オキシムは、通常、アミノオキシ基と、例えば、ケトン、アルデヒド、又は類似の化学反応性を有する他の官能基などのカルボニル又はジカルボニル含有基との反応によって生じるものである。

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