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JPH05137599A - Fluorescent substrate - Google Patents

Fluorescent substrate

Info

Publication number
JPH05137599A
JPH05137599A JP33283891A JP33283891A JPH05137599A JP H05137599 A JPH05137599 A JP H05137599A JP 33283891 A JP33283891 A JP 33283891A JP 33283891 A JP33283891 A JP 33283891A JP H05137599 A JPH05137599 A JP H05137599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
endopeptidase
activity
measuring
dabsyl
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.)
Pending
Application number
JP33283891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Kaneoka
祐一 金岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takara Shuzo Co Ltd
Original Assignee
Takara Shuzo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takara Shuzo Co Ltd filed Critical Takara Shuzo Co Ltd
Priority to JP33283891A priority Critical patent/JPH05137599A/en
Publication of JPH05137599A publication Critical patent/JPH05137599A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a new fluorescent substrate useful for measuring the activity of an intramolecularly quenching hydrolase, especially an endopeptidase and capable of rapidly measuring the activity of the endopeptidase in high sensitivity. CONSTITUTION:A fluorescent substrate used for measuring the activity of an endopeptidase of the formula (X is a polypeptide capable of cleaving the endopeptidase). The substrate is obtained e.g. as follows: synthesizing dabsyl peptide from dabsyl chloride, glycyl-phenylalanine hydrochloride and triethylamine, reacting N-Boc-glycine and N-ethylmorpholine with aminoethylthiobimane hydrobromide synthesized from 2-aminoethanethiol and monobromobimane to produce N-Boc-glycyl-aminoethylthiobimane, and subsequently reacting the peptidylaminoethylthiobimane with the dabsyl peptide by a mixed anhydride method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエンドペプチダーゼの活
性測定に使用する新規合成基質及び活性測定方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel synthetic substrate used for measuring endopeptidase activity and a method for measuring activity.

【0002】[0002]

【従来の技術】9,10−ジオキサ−syn−3,4,
6,7−テトラメチルビマン(ビマン、bimane)は優れ
た蛍光団である。ビマンの蛍光は分子内のトリプトファ
ン、グアニル酸等により消光され、分子内で消光された
蛍光酵素基質、すなわち、トリプトファン又はグアニル
酸を含むビマン−ペプチド又はビマン−ヌクレオチド
は、加水分解酵素、例えばキモトリプシン、アミノペプ
チダーゼ、カルボキシペプチダーゼA、カテプシン、ア
ンギオテンシンI変換酵素、メタロエンドペプチダーゼ
又はホスホジエステラーゼI、及びリボヌクレアーゼT
1 をそれぞれ感度よくミクロ定量できる蛍光基質である
〔バイオオーガニック ケミストリー( Bioorg. Chem.
)、第16巻、第298〜306頁(1988)、ケミ
カル アンドファーマシューチカル ビュレチン( Che
m. Pharm. Bull )、第36巻、第4494〜4498頁
(1988)、同第38巻、第2043〜2044頁
(1990)、同第37巻、第145〜147頁(19
89)、同第39巻、第2146〜2148頁(199
1)、ジャーナル オブ バイオケミストリー(J.Bi
ochem.) 、第110巻、第345〜349頁(199
1)、ジャーナル オブ ファーマコバイオ−ダイナミ
クス(J.Pharm. Dyn.)、第14巻、第43〜46頁
(1991)〕。
PRIOR ART 9,10-Dioxa-syn-3,4
6,7-Tetramethylbimane (bimane) is an excellent fluorophore. Biman fluorescence is quenched by intramolecular tryptophan, guanylic acid, etc., and a fluorescent enzyme substrate quenched in the molecule, that is, a biman-peptide or biman-nucleotide containing tryptophan or guanylic acid is a hydrolase, such as chymotrypsin, Aminopeptidase, carboxypeptidase A, cathepsin, angiotensin I converting enzyme, metalloendopeptidase or phosphodiesterase I, and ribonuclease T
1 is a fluorescent substrate that can be microquantified with high sensitivity [Bioorganic Chemistry (Bioorg. Chem.
), Vol. 16, pp. 298-306 (1988), Chemical and Pharmaceutical Bulletin (Che
m. Pharm. Bull), 36, 4494-4498 (1988), 38, 2043-2044 (1990), 37, 145-147 (19).
89), Vol. 39, pp. 2146-2148 (199).
1), Journal of Biochemistry (J. Bi
ochem.), 110, 345-349 (199)
1), Journal of Pharmacobio-Dynamics (J. Pharm. Dyn.), Vol. 14, pp. 43-46 (1991)].

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】分子内消光性の蛍光基
質は、加水分解酵素の定量的測定に極めて有用であり、
消光性に優れた新規蛍光試薬の開発が望まれている。本
発明の目的はビマンを蛍光団、ジメチルアミノアゾベン
ゼンスルホン酸(ダブシル、dabsyl)を消光団とする、
新しい組合せを適用した、分子内消光性の加水分解酵
素、特にエンドペプチダーゼ活性測定用の蛍光基質、及
びその使用方法を提供することにある。
The intramolecular quenching fluorescent substrate is extremely useful for the quantitative measurement of hydrolases,
The development of new fluorescent reagents with excellent quenching properties is desired. The object of the present invention is to use biman as a fluorophore and dimethylaminoazobenzenesulfonic acid (dabsyl) as a quencher.
An object of the present invention is to provide a fluorescent substrate for measuring an intramolecular quenching hydrolase, particularly an endopeptidase activity, to which a new combination is applied, and a method of using the same.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば本発
明の第1の発明はエンドペプチダーゼ活性測定用蛍光基
質に関する発明であって、下記一般式(化1):
The first aspect of the present invention is an invention relating to a fluorescent substrate for measuring endopeptidase activity, which is represented by the following general formula (Formula 1):

【0005】[0005]

【化1】 [Chemical 1]

【0006】(式中Xはエンドペプチダーゼで開裂しう
るポリペプチドを示す)で表されることを特徴とする。
[Wherein X represents a polypeptide which can be cleaved by an endopeptidase].

【0007】そして、本発明の第2の発明はエンドペプ
チダーゼの活性測定方法に関する発明であって、エンド
ペプチダーゼの活性測定において、第1の発明の蛍光基
質にエンドペプチダーゼを作用させ、発生する蛍光を測
定することを特徴とする。
A second invention of the present invention relates to a method for measuring the activity of endopeptidase, wherein in the activity measurement of endopeptidase, the fluorescence generated by reacting endopeptidase with the fluorescent substrate of the first invention is measured. It is characterized by measuring.

【0008】本発明者はビマンの蛍光に対し、トリプト
ファンよりも効果的な消光物質を探索中、新たにビマン
の蛍光はダブシルグループの存在により効果的に消光さ
れることを見出し、ダブシルグループを含むビマンペプ
チドを合成し、該物質がエンドペプチダーゼの測定に有
用な蛍光基質であることを見出し、本発明を完成させ
た。
The inventors of the present invention have been searching for a quencher that is more effective than tryptophan for fluorescence of bimane, and have found that the fluorescence of bimane is effectively quenched by the presence of dabsyl group. The present invention has been completed by synthesizing a bimane peptide containing, and found that the substance is a fluorescent substrate useful for the measurement of endopeptidase.

【0009】なお本発明の蛍光基質において蛍光団と消
光団間のポリペプチド配列は、測定目的のエンドペプチ
ダーゼにより認識され、開裂され得る配列であればよ
い。ポリペプチドのアミノ酸数は消光の効率より通常1
0個以下、好適には2〜8個であればよい。
In the fluorescent substrate of the present invention, the polypeptide sequence between the fluorophore and the quencher may be any sequence that can be recognized and cleaved by the endopeptidase for the purpose of measurement. The number of amino acids in a polypeptide is usually 1 rather than the efficiency of quenching.
The number may be 0 or less, preferably 2 to 8.

【0010】以下、エンドペプチダーゼとしてキモトリ
プシン、コラゲナーゼ、サーモリシンの例をとり説明す
る。キモトリプシンは代表的エンドペプチダーゼであ
り、チロシン、フェニルアラニン、及びトリプトファン
を含むペプチド結合の加水分解に対して、選択的な触媒
作用を示す。コラゲナーゼはメタロプロテナーゼで、亜
鉛を含み、カルシウムを要求し、特定のシーケンスのペ
プチド、例えば配列表の配列番号1で表されるポリペプ
チドを加水分解して、Xaa−Pro−Xaa及びGl
y−Proを与える。〔Xaaは任意のアミノ酸でよ
い:ジャーナル オブ バイオケミストリー、第58
巻、第407〜416頁(1965)、アナリチカル
バイオケミストリー( Anal. Biochem. ) 、第107
巻、第96〜102頁(1980)〕。サーモリシンは
アミノグループに疎水性側鎖をもつアミノ酸、例えばロ
イシン、及びフェニルアラニンが寄与しているペプチド
結合に対し、特異性を持つメタロエンドペプチダーゼで
ある〔アーカイブズ オブ バイオケミストリー アン
ド バイオフィジクス( Arch. Biochem. Biophys.) 、
第146巻、第291〜296頁(1971)〕。これ
らの基質特異性より、各酵素の蛍光基質として、例えば
表1に示す蛍光基質1a〜1dが合成される。
Hereinafter, examples of chymotrypsin, collagenase and thermolysin as the endopeptidase will be described. Chymotrypsin is a typical endopeptidase, and it selectively catalyzes the hydrolysis of peptide bonds including tyrosine, phenylalanine, and tryptophan. Collagenase is a metalloproteinase, which contains zinc, requires calcium, and hydrolyzes a peptide having a specific sequence, for example, the polypeptide represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing to obtain Xaa-Pro-Xaa and Gl.
Give y-Pro. [Xaa may be any amino acid: Journal of Biochemistry, No. 58
Volume, 407-416 (1965), Analytical
Biochemistry, Anal. Biochem., 107
Vol. 96-102 (1980)]. Thermolysin is a metalloendopeptidase that has specificity for peptide bonds contributed by amino acids with hydrophobic side chains in the amino group, such as leucine and phenylalanine [Archives of Biochemistry and Biophysics (Arch. .Biophys.),
146, 291-296 (1971)]. Due to these substrate specificities, fluorescent substrates 1a to 1d shown in Table 1, for example, are synthesized as fluorescent substrates for each enzyme.

【0011】[0011]

【表1】 表 1 ──────────────────────────────────── Dabsyl-X-NH(CH 2 ) 2 S-Bim → Dabsyl-Y-OH + H-Z-NH(CH 2 ) 2 S-Bim 1 2 3 1a:X=Gly-Phe-Gly 2a:Y=Gly-Phe 3a:Z=Gly 1b:X=A 2b:Y=Gly-Pro-Leu 3b:Z=Gly-Pro 1c:X=Gly-Phe-Gly 2c:Y=Gly 3c:Z=Phe-Gly 1d:X=B 2d:Y=Phe-Gly 3d:Z=Leu-Ala ────────────────────────────────────[Table 1] Table 1 ──────────────────────────────────── Dabsyl-X-NH (CH 2 ) 2 S-Bim → Dabsyl-Y-OH + HZ-NH (CH 2 ) 2 S-Bim 1 2 3 1a: X = Gly-Phe-Gly 2a: Y = Gly-Phe 3a: Z = Gly 1b: X = A 2b: Y = Gly-Pro-Leu 3b: Z = Gly-Pro 1c: X = Gly-Phe-Gly 2c: Y = Gly 3c: Z = Phe-Gly 1d: X = B 2d: Y = Phe- Gly 3d: Z = Leu-Ala ─────────────────────────────────────

【0012】[0012]

【化2】 [Chemical 2]

【0013】[0013]

【化3】 [Chemical 3]

【0014】すなわち、蛍光基質1aはキモトリプシン
活性測定用の蛍光基質であり、一般式(化1)のXがG
ly−Phe−Glyであり、キモトリプシンによりP
heとGlyの間が開裂する。蛍光基質1bはコラゲナ
ーゼ活性測定用の蛍光基質であり、一般式(化1)のX
が配列表の配列番号2で表されるポリペプチドAであ
り、コラゲナーゼにより、LeuとGlyの間が開裂す
る。1cは1aと同一物質であり、サーモリシンにより
GlyとPheの間が開裂する。1dはサーモリシン活
性測定用の蛍光基質であり、一般式(化1)のXが配列
表の配列番号3で表されるポリペプチドBであり、サー
モリシンによりGlyとLeuの間が開裂する。
That is, the fluorescent substrate 1a is a fluorescent substrate for measuring chymotrypsin activity, and X in the general formula (Formula 1) is G.
ly-Phe-Gly, and chymotrypsin
A cleavage occurs between he and Gly. The fluorescent substrate 1b is a fluorescent substrate for measuring collagenase activity, and is represented by X of the general formula (Formula 1).
Is the polypeptide A represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and is cleaved between Leu and Gly by collagenase. 1c is the same substance as 1a and is cleaved between Gly and Phe by thermolysin. 1d is a fluorescent substrate for measuring thermolysin activity, X in the general formula (Formula 1) is the polypeptide B represented by SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, and cleavage between Gly and Leu is caused by thermolysin.

【0015】これらのビマン基質(1a〜d)は通常の
混合無水物法により、ダブシルペプチド(2)〔アナリ
チカル ケミストリー( Anal. Chem.)、第47巻、第
1634〜1638頁(1975)〕、及びペプチジル
アミノエチルチオビマン(3)から合成した。ビマン及
びダブシルグループの新しい組合せによるエンドペプチ
ダーゼの基質では、N−末端のダブシル残基がビマング
ループの消光物質部分として作用する。ビマングループ
はまた、蛍光団として、またC−末端ペプチドブロッキ
ンググループとして、二重の役割を果たしている。これ
らのビマン基質の相対蛍光強度(RFI)を表2に示
す。
These biman substrates (1a to d) are subjected to the usual mixed anhydride method by the dabsyl peptide (2) [Analytical Chemistry, Anal. Chem., Vol. 47, pp. 1634 to 1638 (1975)]. , And peptidylaminoethylthiobimane (3). In a substrate for endopeptidases with a new combination of biman and dabcyl groups, the N-terminal dabcyl residue acts as the quencher moiety of the biman group. The biman group also plays a dual role as a fluorophore and as a C-terminal peptide blocking group. Table 2 shows the relative fluorescence intensity (RFI) of these biman substrates.

【0016】[0016]

【表2】 表 2 ─────────────────────────── 基 質 RFI ─────────────────────────── 1a 0.029 1b 0.015 1d 0.024 ───────────────────────────[Table 2] Table 2 ─────────────────────────── Substrate RFI ─────────────── ───────────── 1a 0.029 1b 0.015 1d 0.024 ───────────────────────── ──

【0017】表2に示すように、1a、1b、1dの対
応する水解物3及び2の等モル混合物の蛍光強度に対す
る相対蛍光強度(RFI)は、それぞれ0.029、
0.015、及び0.024である(励起:400nm、
発光:480nm)。
As shown in Table 2, the relative fluorescence intensities (RFI) with respect to the fluorescence intensities of the equimolar mixtures of the corresponding hydrolyzates 3 and 2 of 1a, 1b and 1d are 0.029, respectively.
0.015 and 0.024 (excitation: 400 nm,
Emission: 480 nm).

【0018】なお、1aのRFIは1a濃度4.14×
10-6M、100mM CaCl2 、4.3%ジメチルス
ルホキシド含有pH7.8の80mM トリス−塩酸バッ
ファー中、1bのRFIは1b濃度2.5×10-6M、
10mM CaCl2 、5%ジメチルスルホキシド含有p
H7.5の50mM トリシンバッファー中、1dのRF
Iは1d濃度2.5×10-6M、2.5mM CaC
2 、6.6%ジメチルスルホキシド含有pH7.2の
50mMトリス−塩酸バッファー中でそれぞれ測定した。
The RFI of 1a has a concentration of 1a of 4.14 ×.
In an 80 mM Tris-hydrochloric acid buffer containing 10 -6 M, 100 mM CaCl 2 , 4.3% dimethylsulfoxide and pH 7.8, RFI of 1b has a 1b concentration of 2.5 × 10 -6 M,
P containing 10 mM CaCl 2 , 5% dimethyl sulfoxide
1d RF in H7.5 50 mM Tricine buffer
I is 1d concentration 2.5 × 10 -6 M, 2.5 mM CaC
It was measured in hydrochloric acid buffer - l 2, 50 mM Tris 6.6% dimethyl sulfoxide containing pH 7.2.

【0019】これら基質では、ビマングループの蛍光
は、基質分子に結合したダブシル部分によって分子内的
に消光される。しかし、3は酵素的に放出されるため蛍
光は増加する。この増加は容易に、連続的に検出するこ
とができるので、酵素の加水分解活性を測定することが
できる。
In these substrates, the viman group fluorescence is quenched intramolecularly by the dabsyl moiety attached to the substrate molecule. However, since 3 is released enzymatically, fluorescence increases. Since this increase can be easily and continuously detected, the hydrolytic activity of the enzyme can be measured.

【0020】次に各エンドペプチダーゼによるビマン基
質1a〜dの加水分解速度定数を表3に示す。
Next, Table 3 shows the hydrolysis rate constants of the biman substrates 1a to 1d by the respective endopeptidases.

【0021】[0021]

【表3】 表 3 ──────────────────────────────────── 酵 素 基 質 Km kcat cat /Km (M) (S-1) (M-1-1) ──────────────────────────────────── キモトリプシン 1a 2.1×10-5 1.1×10-2 5.2×102 Z-Trp-Gly-NH- 1.0×10-4 9.4×10-3 9.4×10 Bim(6) コラゲナーゼ 1b 5.0×10-5 1.1×10-2 2.2×102 Mcc-Pro-Leu-Gly- 1.2×10-4 2.4×10-2 2.0×102 Pro-D-Lys(Dnp)- OH(7) サーモリシン 1c 1.7×10-5 1.4×10-1 8.2×103 1d 2.0×10-6 2.1 1.1×106 FA-Gly-Leu-NH 2 3.3×10-3 2.6×10 7.8×103 (8) Abz-C-Nba(9) 1.4×10-4 2.9×102 2.1×106 ────────────────────────────────────[Table 3] Table 3 ──────────────────────────────────── Fermentation substrate Km k cat k cat / Km (M) (S -1 ) (M -1 S -1 ) ──────────────────────────────── ───── Chymotrypsin 1a 2.1 × 10 -5 1.1 × 10 -2 5.2 × 10 2 Z-Trp-Gly-NH- 1.0 × 10 -4 9.4 × 10 -3 9.4 × 10 Bim (6) Collagenase 1b 5.0 × 10 -5 1.1 x 10 -2 2.2 x 10 2 Mcc-Pro-Leu-Gly- 1.2 x 10 -4 2.4 x 10 -2 2.0 x 10 2 Pro-D-Lys (Dnp) -OH (7) Thermolysin 1c 1.7 × 10 -5 1.4 × 10 -1 8.2 × 10 3 1d 2.0 × 10 -6 2.1 1.1 × 10 6 FA-Gly-Leu-NH 2 3.3 × 10 -3 2.6 × 10 7.8 × 10 3 (8) Abz-C -Nba (9) 1.4 × 10 -4 2.9 × 10 2 2.1 × 10 6 ───────────────────────────────── ────

【0022】なお表中Cは配列表の配列番号4で表され
るポリペプチド、Z−はカルボベンゾキシ基、Mcc−
は7−メトキシクマリン−3−カルボキシル基、Dnp
−は2,4−ジニトロフェニル基、FA−はフリルアク
リロキシ基、Abz−はo−アミノベンゾイル基、Nb
a−はp−ニトロベンジルアミド基を示し、基質6はバ
イオオーガニック ケミストリー、第16巻、第298
〜306頁(1988)に、基質7はアナリチカル バ
イオケミストリー、第186巻、第112〜115頁
(1990)に、基質8はバイオケミカル アンド バ
イオフィジカルリサーチ コミュニケーションズ、第3
2巻、第326〜332頁(1968)、バイオケミス
トリー( Biochem )、第9巻、第2784〜2791頁
(1970)に、基質9はジャーナル オブ バイオロ
ジカル ケミストリー(J.Biol. Chem.)、第255
巻、第3482〜3486頁(1980)にそれぞれ記
載の化合物である。
In the table, C is the polypeptide represented by SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, Z- is a carbobenzoxy group, Mcc-.
Is 7-methoxycoumarin-3-carboxyl group, Dnp
-Is a 2,4-dinitrophenyl group, FA- is a furylacryloxy group, Abz- is an o-aminobenzoyl group, and Nb.
a-represents a p-nitrobenzylamide group, and the substrate 6 is Bioorganic Chemistry, Vol. 16, 298.
~ 306 (1988), Substrate 7 is Analytical Biochemistry, Vol. 186, 112-115 (1990), Substrate 8 is Biochemical and Biophysical Research Communications, 3rd.
2, Vol. 326-332 (1968), Biochemistry (Biochem), Vol. 9, 2784-2791 (1970), Substrate 9 refers to Journal of Biological Chemistry (J. Biol. Chem.), Vol. 255
Vol., 3482-3486 (1980).

【0023】これらビマン蛍光基質の特性を比較するた
め、6〜8の動力学的パラメータもまた、同一ロットの
酵素を用い、バッファー、pH、温度、有機溶媒等同じ
アッセイ条件で測定した。なお基質9の測定値は文献よ
り引用した。基質1aのキモトリプシンに対する動力学
的パラメータに関しては、1aのKm値は、ビマン及び
トリプトファンを含む蛍光基質6のKm値より小さい。
もっとも、1aのkcat 値は6のkcat 値にほとんど匹
敵し、したがって1aのkcat /Km値は6のkcat
Kmよりわずかに大きい。1aの加水分解速度は基質濃
度3.77×10-6Mを用いたとき、少なくとも5.3
×10-10 付近でキモトリプシンの濃度に比例する。1
bの動力学的パラメータと、コラゲナーゼの蛍光基質7
の動力学的パラメータとの比較では、1bのKm及びk
cat 値は共に7のKm及びkcat よりも小さい。したが
って、1bのkcat /Km値はほとんど7のkcat /K
m値に匹敵する。蛍光強度対コラゲナーゼ濃度のプロッ
トは、満足すべき直線性が得られ、基質濃度4.67×
10-6Mに対し、酵素の下限濃度は約1.4×10-9
である。キモトリプシンと共通の基質である1cのサー
モリシンによる加水分解を行い、1cの動力学的パラメ
ータと8の動力学的パラメータの比較を行った。その比
較では、1cのKm値及びkcat 値は8のKm値及びk
cat 値に比べ、共に約2桁小さい。そのため1cのk
cat /Km値はほとんど8のkcat /Km値に匹敵す
る。ここで8は最もよく用いられるサーモリシンアッセ
イの連続分光光度的基質である。
In order to compare the characteristics of these bimane fluorescent substrates, kinetic parameters of 6 to 8 were also measured using the same lot of enzyme under the same assay conditions such as buffer, pH, temperature and organic solvent. The measured values for Substrate 9 are quoted from the literature. Regarding the kinetic parameters of substrate 1a for chymotrypsin, the Km value of 1a is smaller than that of the fluorescent substrate 6 containing biman and tryptophan.
However, k cat values of 1a is comparable almost to the k cat values of 6, and therefore 1a of k cat / Km value of 6 k cat /
Slightly larger than Km. The hydrolysis rate of 1a is at least 5.3 using a substrate concentration of 3.77 × 10 −6 M.
It is proportional to the concentration of chymotrypsin at around 10 -10 . 1
Kinetic parameters of b and fluorescent substrate 7 for collagenase
In comparison with the kinetic parameters of
Both cat values are less than the Km and k cat of 7. Therefore, 1b of k cat / Km value Most 7 of k cat / K
Equal to the m value. A plot of fluorescence intensity vs. collagenase concentration yielded satisfactory linearity with a substrate concentration of 4.67 x
The minimum concentration of the enzyme is about 1.4 × 10 -9 M compared to 10 -6 M
Is. Hydrolysis of 1c, which is a common substrate with chymotrypsin, by thermolysin was performed, and the kinetic parameters of 1c and 8 were compared. In the comparison, the Km value of 1c and the k cat value are the Km value of 8 and k
Both are about two orders of magnitude smaller than the cat value. Therefore 1c k
cat / Km value is comparable to the k cat / Km value of almost 8. Where 8 is the most commonly used continuous spectrophotometric substrate for the thermolysin assay.

【0024】次にサーモリシン用蛍光基質1dと連続分
光光度基質8、及び連続蛍光基質9との比較をすると、
1dのkcat 値は8のkcat値より約1桁小さく、9の
cat 値より約2桁小さい。また、1dのKm値は8の
Km値より約3桁、また9のKm値より約2桁小さい。
したがって、1dのkcat /Km値は8のkcat /Km
値より大きく、9のkcat /Km値にほぼ匹敵する。こ
れら動力学的結果から、基質1dをサーモリシン濃度と
蛍光強度との直線的関係の検討に用いた。基質濃度が
5.63×10-7Mであるとき、基質1dを用いてサー
モリシンを約6.6×1.0-12 の低濃度まで検出する
ことができる。
Next, the comparison of the fluorescent substrate 1d for thermolysin with the continuous spectrophotometric substrate 8 and the continuous fluorescent substrate 9 is as follows.
K cat values for 1d is approximately one order of magnitude smaller than the k cat value of 8, about two orders of magnitude less than the k cat value of 9. Also, the Km value of 1d is about 3 digits smaller than the Km value of 8 and about 2 digits smaller than the Km value of 9.
Therefore, 1d of k cat / Km values are 8 of k cat / Km
Greater than the value and approximately equal to a k cat / Km value of 9. From these kinetic results, Substrate 1d was used to study the linear relationship between thermolysin concentration and fluorescence intensity. When the substrate concentration is 5.63 × 10 −7 M, substrate 1d can be used to detect thermolysin to a low concentration of about 6.6 × 1.0 −12 .

【0025】以上の結果は、ダブシルグループは強力な
消光物質として、ビマンの結合した分子内消光蛍光基質
の合成に使用できることを示す。また従来知られている
エンドペプチダーゼの基質に比べ、ビマン−ダブシル系
には下記の利点がある。(1)相対蛍光強度の比較で
は、ダブシルグループはトリプトファンより消光効率が
高く、したがって、ビマン−ダブシル系はビマン−トリ
プトファン系(6)より相対蛍光強度値が低い。7又は
9の加水分解では、それぞれ27倍又は6〜8倍蛍光が
増大する。したがって、ビマン−ダブシル基質は7及び
9に比べ、より効果的に消光される。(2)コラゲナー
ゼ及びサーモリシンの連続蛍光基質として、それぞれ7
−メトキシクマリン(Mcc)及びo−アミノベンゾイ
ル(Abz)が報告された。しかし、ビマングループの
蛍光強度はMcc又はAbzの蛍光強度より高く、ビマ
ン系の発光波長(480nm)はMcc(405nm)又は
Abz(415nm)の発光波長より長い。(3)連続分
光光度法としてフリルアクリロイルペプチドが報告され
ている。しかし、この方法は加水分解後の基質及び生成
物の、345nmにおける光学密度の僅かな差の測定に基
づいている。(4)7−アミノメチルクマリン(AM
C)は加水分解酵素基質の最も広範に行き渡った蛍光ア
ミンであり、カルボキシ−エンドペプチダーゼ及びアミ
ノペプチダーゼのアッセイに使用されてきた。しかし、
アミノエンドペプチダーゼに対しては、AMCとペプチ
ドのアミノ側との間の、酵素的に加水分解できる結合の
デザインが困難なため用いられなかった。ビマン−ダブ
シル系は、アミノ−エンドペプチダーゼであるサーモリ
シンの、連続的かつ迅速な蛍光アッセイ法を提供するこ
とができる。
The above results indicate that the dabsyl group can be used as a strong quencher in the synthesis of an intramolecular quenching fluorescent substrate bound with bimane. Further, the biman-dabcyl system has the following advantages over the conventionally known substrates for endopeptidases. (1) In comparison of relative fluorescence intensities, the dabcyl group has higher quenching efficiency than tryptophan, and thus the biman-dabcyl system has lower relative fluorescence intensity value than the biman-tryptophan system (6). Hydrolysis of 7 or 9 increases fluorescence 27-fold or 6-8-fold, respectively. Therefore, the biman-dabcyl substrate is quenched more effectively than 7 and 9. (2) As continuous fluorescent substrates for collagenase and thermolysin, 7
-Methoxycoumarin (Mcc) and o-aminobenzoyl (Abz) were reported. However, the fluorescence intensity of the biman group is higher than that of Mcc or Abz, and the emission wavelength (480 nm) of the biman system is longer than the emission wavelength of Mcc (405 nm) or Abz (415 nm). (3) Furyl acryloyl peptides have been reported as a continuous spectrophotometric method. However, this method is based on measuring the slight difference in optical density of the substrate and product after hydrolysis at 345 nm. (4) 7-aminomethylcoumarin (AM
C) is the most widespread fluorescent amine of hydrolase substrates and has been used in carboxy-endopeptidase and aminopeptidase assays. But,
It was not used for amino endopeptidases due to the difficulty in designing an enzymatically hydrolyzable bond between AMC and the amino side of the peptide. The biman-dabcyl system can provide a continuous and rapid fluorescent assay for the amino-endopeptidase thermolysin.

【0026】これらの利点があるため、エンドペプチダ
ーゼのアッセイに用いたビマン及びダブシルグループの
新しい組合せは、広く他の酵素基質の合成に対しても適
用することができ、本発明の一般式(化1)のXに各エ
ンドペプチダーゼで開裂しうるポリペプチドを用いるこ
とにより、各エンドペプチダーゼ用基質、例えばエンケ
リフェリナーゼ活性測定用基質、リムルステスト用基質
を合成することができ、更にエンドペプチダーゼ用基質
への応用も可能である。
Due to these advantages, the new combination of biman and dabsyl groups used in the assay of endopeptidases can be widely applied to the synthesis of other enzyme substrates, and the general formula of the present invention ( By using a polypeptide that can be cleaved by each endopeptidase as X in Chemical formula 1), a substrate for each endopeptidase, for example, a substrate for measuring enqueriferinase activity, a substrate for limulus test, can be synthesized, and further for endopeptidase Application to substrates is also possible.

【0027】[0027]

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以
下の実施例の範囲のみに限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to the scope of the following examples.

【0028】実施例1 蛍光基質1a、1b、1dの合成 (1)ダブシルペプチド2a、2b、2dの合成 ダブシルペプチドを前出アナリチカル ケミストリーに
記載の方法により合成した。
Example 1 Synthesis of Fluorescent Substrates 1a, 1b, 1d (1) Synthesis of Dabsyl Peptides 2a, 2b, 2d Dabsyl peptides were synthesized by the method described in the above-mentioned Analytical Chemistry.

【0029】(i)2a:ダブシルクロリド(95mg、
0.29mmol)及びグリシル−フェニルアラニン塩酸塩
(102mg、0.4mmol)とトリエチルアミンより合成
し、アセトン−水より赤色粉末76mgを収率51%で得
た。その物性を示す。 (a)mp119〜121℃(分解)、(b)IR(ヌ
ジョール):3350、3170、1690、163
0、1610、1585cm-1、(c)〔α〕D (20
℃)−6.4°(c=0.4365、DMSO)、
(d)元素分析 C25275 5 S・H2 Oに対する
計算値:C、56.91;H、5.54;N、13.2
7;S、6.08、分析値:C、57.18;H、5.
54;N、13.32;S、6.33.
(I) 2a: dabsyl chloride (95 mg,
0.29 mmol) and glycyl-phenylalanine hydrochloride (102 mg, 0.4 mmol) and triethylamine were synthesized, and 76 mg of red powder was obtained from acetone-water with a yield of 51%. Shows its physical properties. (A) mp119 to 121 ° C. (decomposition), (b) IR (nujol): 3350, 3170, 1690, 163.
0 , 1610, 1585 cm -1 , (c) [α] D (20
C) -6.4 ° (c = 0.4365, DMSO),
(D) Elemental analysis Calculated value for C 25 H 27 N 5 O 5 S.H 2 O: C, 56.91; H, 5.54; N, 13.2
7; S, 6.08, analytical value: C, 57.18; H, 5.
54; N, 13.32; S, 6.33.

【0030】なお以下、融点は融点測定装置ヤマトMP
−21で測定し、補正した。質量スペクトルは質量分析
計JMS−D300で測定した。赤外線スペクトルは赤
外分光計JASCO IRA−1で測定した。旋光性は
旋光計JASCODIP−4で測定した。
Hereinafter, the melting point is a melting point measuring device Yamato MP
It was measured at -21 and corrected. The mass spectrum was measured with a mass spectrometer JMS-D300. The infrared spectrum was measured with an infrared spectrometer JASCO IRA-1. The optical rotatory power was measured with a polarimeter JASCODIP-4.

【0031】(ii)2b:ダブシルクロリド(162m
g、0.5mmol)及びグリシル−プロリル−ロイシン塩
酸塩(193mg、0.6mmol)とトリエチルアミンより
合成し、暗赤色粉末194mgを収率68%で得た。その
物性を示す。 (a)mp184〜188℃、(b)IR(ヌジョー
ル):1680、1640、1605cm-1、(c)
〔α〕D (20℃)−9°(c=1.2、DMSO)、
(d)元素分析 C27366 6 S・ 1/2H2 Oに対
する計算値:C、55.75;H、6.41;N、1
4.45;S、5.51、分析値:C、55.72;
H、6.41;N、14.18;S、5.51.
(Ii) 2b: Dove silk chloride (162 m
g, 0.5 mmol) and glycyl-prolyl-leucine hydrochloride (193 mg, 0.6 mmol) and triethylamine to obtain 194 mg of dark red powder with a yield of 68%. Shows its physical properties. (A) mp184-188 ° C., (b) IR (nujol): 1680, 1640, 1605 cm -1 , (c)
[Α] D (20 ° C.)-9 ° (c = 1.2, DMSO),
(D) Elemental analysis Calculated value for C 27 H 36 N 6 O 6 S.1 / 2H 2 O: C, 55.75; H, 6.41; N, 1
4.45; S, 5.51, analytical value: C, 55.72;
H, 6.41; N, 14.18; S, 5.51.

【0032】(iii) 2d:ダブシルクロリド(424
mg、1.3mmol)及びフェニルアラニル−グリシン塩酸
塩(504mg、2.0mmol)より合成し、暗赤色粉末4
66mgを収率70%で得た。その物性を示す。 (a)mp186〜190℃、(b)IR(ヌジョー
ル):1720、1655、1605cm-1、(c)
〔α〕D (20℃)+84°(c=0.502、DMS
O)、(d)元素分析 C25275 5 S・H2 Oに
対する計算値:C、56.91;H、5.54;N、1
3.27;S、6.08、分析値:C、57.14;
H、5.63;N、13.47;S、6.27.
(Iii) 2d: Dove silk chloride (424
mg, 1.3 mmol) and phenylalanyl-glycine hydrochloride (504 mg, 2.0 mmol), dark red powder 4
66 mg was obtained with a yield of 70%. Shows its physical properties. (A) mp186 to 190 ° C., (b) IR (nujol): 1720, 1655, 1605 cm −1 , (c)
[Α] D (20 ° C) + 84 ° (c = 0.502, DMS
O), (d) elemental analysis calculated for C 25 H 27 N 5 O 5 S.H 2 O: C, 56.91; H, 5.54; N, 1
3.27; S, 6.08, analytical value: C, 57.14;
H, 5.63; N, 13.47; S, 6.27.

【0033】(2)アミノエチルチオ−ビマンヒドロブ
ロミド(4)の合成 かくはんした2−アミノエタンチオール(69mg、0.
9mmol)のメタノール(3ml)溶液に、モノブロモビマ
ン(172mg、0.63mmol)を加えた。1.5時間
後、無水エチルエーテルを加え、黄色沈殿211mgを収
率96%で得た。その物性を示す。 (a)mp161〜165℃、(b)IR(ヌジョー
ル):1740、1650、1620、1580cm-1
(c)元素分析 C12183 2 SBrに対する計算
値:C、41.39;H、5.21;N、12.07;
S、9.21、Br、22.94、分析値:C、41.
13;H、5.40;N、12.18;S、9.41;
Br、22.87.
(2) Synthesis of aminoethylthio-bimanhydrobromide (4) Stirred 2-aminoethanethiol (69 mg, 0.
To a solution of 9 mmol) in methanol (3 ml) was added monobromobimane (172 mg, 0.63 mmol). After 1.5 hours, anhydrous ethyl ether was added to obtain 211 mg of a yellow precipitate with a yield of 96%. Shows its physical properties. (A) mp 161-165 ° C., (b) IR (nujol): 1740, 1650, 1620, 1580 cm −1 ,
(C) Elemental analysis Calcd for C 12 H 18 N 3 O 2 SBr: C, 41.39; H, 5.21; N, 12.07;
S, 9.21, Br, 22.94, analytical value: C, 41.
13; H, 5.40; N, 12.18; S, 9.41;
Br, 22.87.

【0034】(3)N−Boc−ペプチジル−アミノエ
チルチオ−ビマン5a、5b、5c、5dの合成 N−Boc−アミノ酸又はペプチド(N−Boc−グリ
シン175mg、N−Boc−グリシル−プロリン272
mg、N−Boc−フェニルアラニル−グリシン322m
g、N−Boc−ロイシル−アラニン302mg、1.0m
mol)の一種、及びN−エチルモルホリン(115mg、
1.0mmol)の、氷−塩で冷却しかくはんした無水テト
ラヒドロフラン(10ml)溶液に、クロロ炭酸iso−
ブチル(137mg、1.0mmol)を加えた。10分後、
実施例1−2のアミノエチルチオ−ビマンヒドロブロミ
ド(4)(348mg、1.0mmol)及びN−エチルモル
ホリン(115mg、1.0mmol)の無水DMF(5ml)
溶液を滴下し、同じ温度で2時間かくはん後、室温に一
晩放置した。次に溶液を初めの容積の1/3まで減圧濃
縮し、濃縮物に酢酸エチルを加え、飽和重炭酸溶液、飽
和塩化ナトリウム溶液、10%クエン酸溶液、及び飽和
塩化ナトリウム溶液で洗浄し、最後に無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥した。溶媒除去後、ガラス状物質を得た。この
ものをシリカーゲル調製層(20×20cm)を用いて、
クロマトグラフにかけ、酢酸エチルで展開した。極性バ
ンドはエタノールで溶出した。
(3) Synthesis of N-Boc-peptidyl-aminoethylthio-biman 5a, 5b, 5c, 5d N-Boc-amino acid or peptide (N-Boc-glycine 175 mg, N-Boc-glycyl-proline 272)
mg, N-Boc-phenylalanyl-glycine 322m
g, N-Boc-leucyl-alanine 302 mg, 1.0 m
mol) and N-ethylmorpholine (115 mg,
1.0 mmol) in a solution of ice-salt cooled and stirred in anhydrous tetrahydrofuran (10 ml) was added to chlorocarbonate iso-
Butyl (137 mg, 1.0 mmol) was added. 10 minutes later,
Aminoethylthio-bimanhydrobromide (4) of Example 1-2 (348 mg, 1.0 mmol) and N-ethylmorpholine (115 mg, 1.0 mmol) in anhydrous DMF (5 ml).
The solution was added dropwise, stirred at the same temperature for 2 hours, and then left at room temperature overnight. The solution was then concentrated under reduced pressure to 1/3 of the original volume, ethyl acetate was added to the concentrate, washed with saturated bicarbonate solution, saturated sodium chloride solution, 10% citric acid solution, and saturated sodium chloride solution, and finally It was dried over anhydrous sodium sulfate. After removing the solvent, a glassy material was obtained. Using a silica-gel preparation layer (20 x 20 cm),
Chromatograph and develop with ethyl acetate. The polar band was eluted with ethanol.

【0035】(i)N−Boc−グリシル−アミノエチ
ルチオ−ビマン(5a):溶媒を除去し、アセトニトリ
ルより再結晶して、黄色粉末200mgを収率47%で得
た。その物性を示す。 (a)mp160〜167℃、(b)IR(ヌジョー
ル):3280、1740、1690、1660cm-1
(c)元素分析 C19284 5 Sに対する計算値:
C、53.76;H、6.65;N、13.20;S、
7.75、分析値:C、53.59;H、6.70;
N、13.23;S、7.46.
(I) N-Boc-glycyl-aminoethylthio-bimane (5a): The solvent was removed and recrystallized from acetonitrile to obtain 200 mg of a yellow powder in a yield of 47%. Shows its physical properties. (A) mp 160 to 167 ° C., (b) IR (nujol): 3280, 1740, 1690, 1660 cm −1 ,
(C) Elemental analysis Calculated value for C 19 H 28 N 4 O 5 S:
C, 53.76; H, 6.65; N, 13.20; S,
7.75, analytical value: C, 53.59; H, 6.70;
N, 13.23; S, 7.46.

【0036】(ii)N−Boc−グリシル−プロリル−
アミノエチルチオ−ビマン(5b):淡黄色ガラス状物
質227mgを収率44%で得た。このものは更に精製す
ること無く、次のステップに使用した。その物性を示
す。 (a)IR(ヌジョール):3320、1730、17
00、1650cm-1
(Ii) N-Boc-glycyl-prolyl-
Aminoethylthio-bimane (5b): 227 mg of a pale yellow glassy substance was obtained with a yield of 44%. This was used in the next step without further purification. Shows its physical properties. (A) IR (nujol): 3320, 1730, 17
00, 1650 cm -1 .

【0037】(iii) N−Boc−フェニルアラニル−
グリシル−アミノエチルチオ−ビマン(5c):淡黄色
ガラス状物質512mgを収率79%で得た。これは次の
ステップに使用した。その物性を示す。 (a)IR(ヌジョール):1735、1690、16
60cm-1
(Iii) N-Boc-phenylalanyl-
Glycyl-aminoethylthio-bimane (5c): 512 mg of a pale yellow glassy substance was obtained with a yield of 79%. This was used in the next step. Shows its physical properties. (A) IR (nujor): 1735, 1690, 16
60 cm -1 .

【0038】(iv) N−Boc−ロイシル−アラニル−
アミノエチルチオ−ビマン(5d):淡黄色ガラス状物
質480mgを収率87%で得た。このものは更に精製す
ること無く、次のステップに使用した。その物性を示
す。 (a)IR(ヌジョール):3300、1735、16
95、1660cm-1
(Iv) N-Boc-leucyl-alanyl-
Aminoethylthio-bimane (5d): 480 mg of pale yellow glassy substance was obtained with a yield of 87%. This was used in the next step without further purification. Shows its physical properties. (A) IR (nujor): 3300, 1735, 16
95, 1660 cm -1 .

【0039】(4)N−Boc−ペプチジル−アミノエ
チルチオ−ビマンからの保護グループの脱ブロッキング
による3a、3b、3c、3dの調製。 前記実施例1−3で得た5a(200mg、0.47mmo
l)、5b(227mg、0.44mmol)、5c(512m
g、0.79mmol)、又は5d(480mg、0.87mmo
l)をそれぞれ98%ギ酸(10ml)で3時間処理し、
次に5N HCl−ジオキサン(5a及び5bは0.2
ml、5c及び5dは0.4ml)を加え、溶液を蒸発し、
残渣をメタノールで2回処理し、メタノール−酢酸エチ
ルから濃縮により吸湿性黄色粉末を沈殿させた。
(4) Preparation of 3a, 3b, 3c, 3d by deblocking the protecting group from N-Boc-peptidyl-aminoethylthio-bimane. 5a obtained in Example 1-3 (200 mg, 0.47 mmo
l), 5b (227 mg, 0.44 mmol), 5c (512 m)
g, 0.79mmol), or 5d (480mg, 0.87mmo)
l) were each treated with 98% formic acid (10 ml) for 3 hours,
Then 5N HCl-dioxane (0.2 for 5a and 5b)
ml, 5c and 5d are 0.4 ml) and the solution is evaporated,
The residue was treated twice with methanol and concentrated from methanol-ethyl acetate to precipitate a hygroscopic yellow powder.

【0040】(i)グリシル−アミノエチルチオ−ビマ
ン塩酸塩(3a):収率91%で146mgを得た。その
物性を示す。 (a)mp225〜233℃、(b)IR(ヌジョー
ル):1730、1650、1620、1590cm-1
(c)元素分析 C14214 3 SCl・H2 Oに対
する計算値:C、44.38;H、6.12;N、1
4.79;S、8.46;Cl、9.36、分析値:
C、44.42;H、6.01;N、14.62;S、
8.16;Cl、9.16.
(I) Glycyl-aminoethylthio-bimane hydrochloride (3a): 146 mg was obtained with a yield of 91%. Shows its physical properties. (A) mp225-233 ° C., (b) IR (nujol): 1730, 1650, 1620, 1590 cm −1 ,
(C) Elemental analysis Calculated value for C 14 H 21 N 4 O 3 SCl.H 2 O: C, 44.38; H, 6.12; N, 1
4.79; S, 8.46; Cl, 9.36, analytical value:
C, 44.42; H, 6.01; N, 14.62; S,
8.16; Cl, 9.16.

【0041】(ii)グリシル−プロリル−アミノエチル
チオ−ビマン塩酸塩(3b):収率59%で188mgを
得た。その物性を示す。 (a)mp210〜212℃、(b)IR(ヌジョー
ル):1730、1665cm-1、(c)〔α〕D (20
℃)−30°(c=0.717、MeOH)、(d)元
素分析 C19285 4 SCl・H2 Oに対する計算
値:C、47.92;H、6.36;N、14.72;
S、6.74;Cl、7.45、分析値:C、47.8
7;H、6.49;N、14.67;S、7.03;C
l、7.69.
(Ii) Glycyl-prolyl-aminoethylthio-bimane hydrochloride (3b): 188 mg was obtained with a yield of 59%. Shows its physical properties. (A) mp 210 to 212 ° C., (b) IR (nujol): 1730, 1665 cm −1 , (c) [α] D (20
C) -30 ° (c = 0.717, MeOH), (d) Elemental analysis Calculated value for C 19 H 28 N 5 O 4 SCl.H 2 O: C, 47.92; H, 6.36; N , 14.72;
S, 6.74; Cl, 7.45, analytical value: C, 47.8.
7; H, 6.49; N, 14.67; S, 7.03; C
1, 7.69.

【0042】(iii) フェニルアラニル−グリシル−ア
ミノエチルチオ−ビマン塩酸塩(3c):収率81%で
376mgを得た。その物性を示す。 (a)mp190〜195℃、(b)IR(ヌジョー
ル):1730、1650cm-1、(c)〔α〕D (20
℃)+29°(c=0.354、MeOH)、(d)元
素分析 C23305 4 SCl・H2 O・ 1/2CH3
OHに対する計算値:C、52.07;H、6.32;
N、12.92;S、5.91;Cl、6.54、分析
値:C、51.82;H、6.07;N、12.66;
S、5.92;Cl、6.51.
(Iii) Phenylalanyl-glycyl-aminoethylthio-bimane hydrochloride (3c): 376 mg was obtained with a yield of 81%. Shows its physical properties. (A) mp 190 to 195 ° C., (b) IR (nujol): 1730, 1650 cm −1 , (c) [α] D (20
℃) + 29 ° (c = 0.354, MeOH), (d) Elemental analysis C 23 H 30 N 5 O 4 SCl · H 2 O · 1 / 2CH 3
Calculated for OH: C, 52.07; H, 6.32;
N, 12.92; S, 5.91; Cl, 6.54, analytical value: C, 51.82; H, 6.07; N, 12.66;
S, 5.92; Cl, 6.51.

【0043】(iv) ロイシル−アラニル−アミノエチル
チオ−ビマン塩酸塩(3d):収率73%で338mgを
得た。その物性を示す。 (a)mp208〜215℃、(b)IR(ヌジョー
ル):3180、1540cm-1、(c)〔α〕D (20
℃)−7.2°(c=1.15、MeOH)、(d)元
素分析 C21345 4 SCl・ 1/2H2 Oに対する
計算値:C、50.72;H、7.10;N、14.1
0;S、6.45;Cl、7.14、分析値:C、5
0.72;H、7.12;N、13.84;S、6.2
0;Cl、6.94.
(Iv) Leucyl-alanyl-aminoethylthio-bimane hydrochloride (3d): 338 mg was obtained with a yield of 73%. Shows its physical properties. (A) mp208 to 215 ° C., (b) IR (nujol): 3180, 1540 cm −1 , (c) [α] D (20
C) -7.2 ° (c = 1.15, MeOH), (d) Elemental analysis Calculated value for C 21 H 34 N 5 O 4 SCl.1 / 2H 2 O: C, 50.72; H, 7 .10; N, 14.1
0; S, 6.45; Cl, 7.14, analytical value: C, 5
0.72; H, 7.12; N, 13.84; S, 6.2
0; Cl, 6.94.

【0044】(5)蛍光基質1a、1b、1dの合成 実施例1−1で得たダブシルペプチド2a、2b、2d
の一種(51mg、0.1mmol)及びN−エチルモルホリ
ン(12mg、0.1mmol)の、氷−塩で冷却しかくはん
した無水テトラヒドロフラン(10ml)溶液に、クロロ
炭酸iso−ブチル(14mg、0.1mmol)を加えた。
10分後、実施例1−4で得た対応するビマンペプチド
3(3a、36mg、3b、46mg、3d、49mg)及び
N−エチルモルホリン(12mg、0.1mmol)の無水D
MF(2ml)溶液を滴下した。同じ温度で1時間かくは
んを続け、室温に一晩放置した。溶媒を除去後、残渣に
酢酸エチル(100ml)を加え、飽和重炭酸ナトリウム
溶液及び水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
メタノール−酢酸エチルを濃縮し、暗赤色粉末の生成物
1a、1b、1dをそれぞれ得た。
(5) Synthesis of Fluorescent Substrates 1a, 1b, 1d Dabsyl peptides 2a, 2b, 2d obtained in Example 1-1
(51 mg, 0.1 mmol) and N-ethylmorpholine (12 mg, 0.1 mmol) in a solution of ice-salt cooled stirred tetrahydrofuran (10 ml) in iso-butyl chlorocarbonate (14 mg, 0.1 mmol). ) Was added.
After 10 minutes, the corresponding biman peptide 3 obtained in Examples 1-4 (3a, 36 mg, 3b, 46 mg, 3d, 49 mg) and N-ethylmorpholine (12 mg, 0.1 mmol) in anhydrous D.
MF (2 ml) solution was added dropwise. Stirring was continued for 1 hour at the same temperature and left overnight at room temperature. After removing the solvent, ethyl acetate (100 ml) was added to the residue, washed with saturated sodium bicarbonate solution and water, and dried over anhydrous sodium sulfate.
Methanol-ethyl acetate was concentrated to obtain dark red powder products 1a, 1b, and 1d, respectively.

【0045】(i)1a:収率72%で60mgを得た。
その物性を示す。 (a)mp126〜128℃、(b)IR(ヌジョー
ル):3280、1730、1650、1600cm-1
(c)〔α〕D (20℃)+4.0°(c=0.45
1、DMSO)、(d)元素分析 C39459 7
2 ・2CH3 OHに対する計算値:C、55.96;
H、6.07;N、14.32;S、7.29、分析
値:C、56.05;H、5.78;N、14.09;
S、7.25.
(I) 1a: 60 mg was obtained with a yield of 72%.
Shows its physical properties. (A) mp126 to 128 ° C., (b) IR (nujol): 3280, 1730, 1650, 1600 cm −1 ,
(C) [α] D (20 ° C.) + 4.0 ° (c = 0.45)
1, DMSO), (d) Elemental analysis C 39 H 45 N 9 O 7 S
2 · 2CH calcd for 3 OH: C, 55.96;
H, 6.07; N, 14.32; S, 7.29, analytical value: C, 56.05; H, 5.78; N, 14.09;
S, 7.25.

【0046】(ii)1b:収率72%で70mgを得た。
その物性を示す。 (a)mp138〜145℃、(b)IR(ヌジョー
ル):3280、1730、1635、1600cm-1
(c)〔α〕D (22℃)+87°(c=0.53、D
MSO)、(d)元素分析 C4661119 2 ・H
2 Oに対する計算値:C、55.57;H、6.39;
N、15.50;S、6.45、分析値:C、55.3
8;H、6.37;N、15.20;S、6.66.
(Ii) 1b: 70 mg was obtained with a yield of 72%.
Shows its physical properties. (A) mp138-145 ° C., (b) IR (nujol): 3280, 1730, 1635, 1600 cm −1 ,
(C) [α] D (22 ° C) + 87 ° (c = 0.53, D
MSO), (d) Elemental analysis C 46 H 61 N 11 O 9 S 2 · H
Calculated for 2 O: C, 55.57; H, 6.39;
N, 15.50; S, 6.45, analytical value: C, 55.3.
8; H, 6.37; N, 15.20; S, 6.66.

【0047】(iii) 1d:収率74%で70mgを得
た。その物性を示す。 (a)mp140〜144℃、(b)IR(ヌジョー
ル):3240、1735、1675、1630、16
05cm-1、(c)〔α〕D (22℃)+45°(c=
1.60、DMSO)、(d)元素分析 C465810
8 2 ・ 1/2H2 Oに対する計算値:C、58.0
3;H、6.25;N、14.71;S、6.73、分
析値:C、58.05;H、6.17;N、14.4
8;S、6.75.
(Iii) 1d: 70 mg was obtained with a yield of 74%. Shows its physical properties. (A) mp140 to 144 ° C., (b) IR (nujol): 3240, 1735, 1675, 1630, 16
05 cm -1 , (c) [α] D (22 ° C) + 45 ° (c =
1.60, DMSO), (d) Elemental analysis C 46 H 58 N 10
Calculated value for O 8 S 2 · 1 / 2H 2 O: C, 58.0
3; H, 6.25; N, 14.71; S, 6.73, analytical value: C, 58.05; H, 6.17; N, 14.4.
8; S, 6.75.

【0048】実施例2 蛍光測定及び酵素活性測定 紫外及び可視吸収スペクトルは分光光度計日立210−
10で測定した。蛍光スペクトルは蛍光分光光度計日立
650−10で測定した。
Example 2 Fluorescence measurement and enzyme activity measurement The ultraviolet and visible absorption spectra were measured by a spectrophotometer Hitachi 210-
It was measured at 10. The fluorescence spectrum was measured with a fluorescence spectrophotometer Hitachi 650-10.

【0049】(1)動力学的パラメータ(Km、
cat )の測定 蛍光測定はすべて下記基質、酵素、及びバッファーを用
い、25℃で行った。1a:80mM トリス−HClバ
ッファー(100mM CaCl2 及び5%DMSOを含
みpH7.8)、キモトリプシン〔牛すい臓より;EC
3.4.4.5.ワーシントン バイオケミカル( W
orthington biochemical )〕。1b:50mM トリシン
バッファー(10mM CaCl2 及び6.6%のDMS
Oを含みpH7.5)、コラゲナーゼ タイプI〔クロ
ストリジュウム ヒストリチカム( Clostridium histo
lyticum ) より:EC3.4.24.3.シグマ ケミ
カル( Sigma chemical )〕。1a(サーモリシンに対
して)及び1d:50mMトリスバッファー〔2.5mM
CaCl2 及び6.6%(1a)又は4.5%(1d)
のDMSOを含みpH7.2〕サーモリシン〔バシルス
サーモプロテオリチカス ロッコー( Bacillus ther
moproteolyticus Rokko ) からのプロテアーゼ タイプ
X:EC 3.4.24.4.シグマ ケミカル〕。蛍
光の励起及び発光の波長はそれぞれ、400nm及び48
0nmであった。基質(1a−d)の加水分解による蛍光
の増加は自動的に時間、通常6分間、に対して記録し
た。このプロットの傾斜から、酵素活性を対照化合物
(3aはキモトリプシン、3bはコラゲナーゼ、3c及
び3dはサーモリシン)の蛍光強度と比較して計算し
た。Km及びkCat 値はラインウィーバー−バーク( Li
neweaver−Burk )プロットから下記基質及び酵素濃度に
ついて得た。1a:(キモトリプシンに対して):1.
22×10-5〜4.06×10-5M、キモトリプシン:
8.79×10-8M、1b:0.497×10-5〜1.
66×10-5M、コラゲナーゼ:4.99×10-8M、
1a(サーモリシンに対して):0.497×10-5
1.66×10-5M、1d:1.69×10-6〜3.3
8×10-6M、サーモリシン:1.17×10-7M。
(1) Kinetic parameters (Km,
Measurement of k cat ) All fluorescence measurements were carried out at 25 ° C. using the following substrates, enzymes and buffers. 1a: 80 mM Tris-HCl buffer (containing 100 mM CaCl 2 and 5% DMSO, pH 7.8), chymotrypsin [from beef pancreas; EC
3.4.4.5. Worthington Biochemical (W
orthington biochemical)]. 1b: 50 mM Tricine buffer (10 mM CaCl 2 and 6.6% DMS)
O containing pH 7.5), collagenase type I [Clostridium histo
lyticum): EC 3.4.24.3. Sigma chemical). 1a (for thermolysin) and 1d: 50 mM Tris buffer [2.5 mM
CaCl 2 and 6.6% (1a) or 4.5% (1d)
Containing DMSO of pH 7.2] thermolysin [Bacillus thermoproteolyticus Rocco (Bacillus ther
moproteolyticus Rokko) Protease Type X: EC 3.4.24.4. Sigma Chemical]. The wavelengths of excitation and emission of fluorescence are 400 nm and 48, respectively.
It was 0 nm. The increase in fluorescence due to hydrolysis of the substrates (1a-d) was automatically recorded over time, usually 6 minutes. From the slope of this plot, the enzyme activity was calculated by comparing the fluorescence intensity of the control compound (3a for chymotrypsin, 3b for collagenase, 3c and 3d for thermolysin). Km and k Cat values are Lineweaver-Burk (Li
Neweaver-Burk) plots were obtained for the following substrate and enzyme concentrations. 1a: (for chymotrypsin): 1.
22 × 10 −5 to 4.06 × 10 −5 M, chymotrypsin:
8.79 × 10 −8 M, 1b: 0.497 × 10 −5 to 1.
66 × 10 −5 M, collagenase: 4.99 × 10 −8 M,
1a (relative to thermolysin): 0.497 × 10 −5
1.66 × 10 −5 M, 1d: 1.69 × 10 −6 to 3.3
8 × 10 −6 M, thermolysin: 1.17 × 10 −7 M.

【0050】(2)蛍光強度と酵素濃度との直線関係 蛍光測定を実施例2−1に記載した方法により、下記基
質及び酵素の最終濃度で行った。1a:3.77×10
-6M、キモトリプシン:5.29×10-10 〜1.60
×10-7M、1b:4.67×10-6M、コラゲナー
ゼ:1.41×10-9〜3.52×10-7M、1d:
5.63×10-7M、サーモリシン:6.55×10
-12 〜1.31×10-9M。
(2) Linear Relationship between Fluorescence Intensity and Enzyme Concentration Fluorescence measurement was carried out by the method described in Example 2-1 at the final concentrations of the following substrate and enzyme. 1a: 3.77 × 10
-6 M, chymotrypsin: 5.29 × 10 -10 to 1.60
× 10 −7 M, 1b: 4.67 × 10 −6 M, collagenase: 1.41 × 10 −9 to 3.52 × 10 −7 M, 1d:
5.63 × 10 −7 M, thermolysin: 6.55 × 10
-12 to 1.31 x 10 -9 M.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明により優れた蛍光団と、強力な消
光団の組合せによる分子内消光性の蛍光基質が提供さ
れ、該基質を用い、種々のエンドペプチダーゼ活性を感
度よく、迅速に測定する方法が提供された。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an intramolecular quenching fluorescent substrate is provided by combining an excellent fluorophore and a strong quencher, and various endopeptidase activities are sensitively and rapidly measured using the substrate. A method was provided.

【配列表】配列番号: 1 配列の長さ: 5 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の特徴: 1 任意のアミノ酸 3 任意のアミノ酸 配列番号: 2 配列の長さ: 5 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列番号: 3 配列の長さ: 4 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列番号: 4 配列の長さ: 4 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 [Sequence Listing] SEQ ID NO: 1 Sequence length: 5 Sequence type: Amino acid Number of chains: Single chain Topology: Linear Sequence characteristics: 1 Any amino acid 3 Any amino acid SEQ ID NO: 2 Sequence length: 5 Sequence type: Amino acid Number of chains: Single chain Topology: Linear SEQ ID NO: 3 Sequence length: 4 Sequence type: Amino acid Number of chains: Single chain Topology: Linear SEQ ID NO: 4 Sequence length: 4 Sequence type: Amino acid Number of chains: Single strand Topology: Linear

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(化1): 【化1】 (式中Xはエンドペプチダーゼで開裂しうるポリペプチ
ドを示す)で表されることを特徴とするエンドペプチダ
ーゼ活性測定用蛍光基質。
1. The following general formula (Formula 1): (Wherein X represents a polypeptide that can be cleaved by endopeptidase), and a fluorescent substrate for measuring endopeptidase activity.
【請求項2】 エンドペプチダーゼの活性測定におい
て、請求項1に記載の蛍光基質にエンドペプチダーゼを
作用させ、発生する蛍光を測定することを特徴とするエ
ンドペプチダーゼの活性測定方法。
2. A method for measuring endopeptidase activity, which comprises reacting the fluorescent substrate according to claim 1 with endopeptidase and measuring the generated fluorescence in the measurement of endopeptidase activity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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