(57)【要約】本明細書において提供されるのは、カルバペネム、例えば、式（Ｉ）：の化合物またはその塩；式中、（ＩＩ）、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６は、本明細書において定義されるとおりである、を生成するための無細胞系である。また提供されるのは、本発明の無細胞系により生成された化合物を含む医薬組成物、ならびに細菌感染の処置のためのこれらの化合物および組成物の使用である。
2014526250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ−ａ）：
【化１】
2014526250.tif 000134
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを、
グルコースおよびグリシンまたはその塩；ならびに／あるいは
グルコース、および任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化２】
2014526250.tif 000135
のグルタミン酸またはその塩；ならびに／あるいは
グルコースおよび式（ｉｖ）：
【化３】
2014526250.tif 000136
のプロリン化合物またはその塩；
から生成することができる酵素の群を含む、細胞ライセートであって、
式中；
破線
【化４】
2014526250.tif 000137
は、単結合または二重結合を表わし；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４の各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され；
Ｒ５は、水素、−ＯＲ８、−ＳＲ８、および−Ｎ（Ｒ８）２からなる群より選択され；
Ｒ８の各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ８ｂＳＯ２Ｒ８ａ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ８ａ）２、−Ｓｉ（Ｒ８ａ）３、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（ＯＲ８ａ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２ＯＲ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｂ（Ｒ８ａ）２、−Ｂ（ＯＲ８ａ）２および−ＢＲ８ａ（ＯＲ８ａ）からなる群より選択され、ここで、Ｒ８ａは、酸素原子に酸素保護基が結合している場合、および硫黄原子に硫黄保護基が結合している場合は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ８ａ基が、または１個のＲ８ａとＲ８ｂ基が連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成し；Ｒ８ｂの各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および窒素保護基からなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ８ｂは、連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成し；ならびに
Ｒ７ａは水素である、
前記細胞ライセート。
【請求項２】
式（Ｉ−ａ）：
【化５】
2014526250.tif 000138
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを生成する方法であって；
以下：
１または２以上の酵素を含む請求項１の細胞ライセートを提供すること、ここで、前記１または２以上の酵素は、ガンマ−グルタミルキナーゼ、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、およびメチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される；
ここで、前記１または２以上の細胞ライセートを、以下：
（１）グルコースおよびグリシンまたはその塩；ならびに／あるいは
（２）グルコース、および任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化６】
2014526250.tif 000139
のグルタミン酸またはその塩、ならびに／あるいは
（３）グルコース、および式（ｉｖ）：
【化７】
2014526250.tif 000140
のプロリン化合物またはその塩
と接触させる；
式中；
破線
【化８】
2014526250.tif 000141
は、単結合または二重結合を表わし；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４の各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され；ならびに
Ｒ５は、水素、−ＯＲ８、−ＳＲ８、および−Ｎ（Ｒ８）２からなる群より選択され；
Ｒ８の各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ８ｂＳＯ２Ｒ８ａ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ８ａ）２、−Ｓｉ（Ｒ８ａ）３、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（ＯＲ８ａ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２ＯＲ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｂ（Ｒ８ａ）２、−Ｂ（ＯＲ８ａ）２、および−ＢＲ８ａ（ＯＲ８ａ）からなる群より選択され、ここでＲ８ａは、酸素原子に酸素保護基が結合している場合、および硫黄原子に硫黄保護基が結合している場合は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ８ａ基が、または１個のＲ８ａとＲ８ｂ基が連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成し；ならびに、Ｒ８ｂの各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および窒素保護基からなる群より選択されるか、または２個のＲ８ｂは、連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成する；ならびに
Ｒ７ａは水素である、
を含む、前記方法。
【請求項３】
Ｒ１が水素である、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項４】
Ｒ３が水素または−ＣＨ３である、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項５】
Ｒ２が、水素、−ＣＨ３または−ＣＨ２ＣＨ３である、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項６】
Ｒ４が水素である、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項７】
ガンマ−グルタミルキナーゼ、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素が、溶解に先立って細胞の細胞質において存在していた、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項８】
カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、およびメチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素が、溶解に先立って細胞の細胞膜周辺腔において隔離されていた、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項９】
細胞ライセートが、酵素の群を過剰発現するように操作されたE.coli生物のライセートである、請求項１または２に記載のライセートまたは方法。
【請求項１０】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、式（ｉｖ）：
【化９】
2014526250.tif 000142
のプロリン化合物またはその塩、
が、
プロリンオキシダーゼとの接触により、式：
【化１０】
2014526250.tif 000143
のピロール化合物またはその塩に、酵素的に変換される；および、ここで、グルコースまたはその塩が、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）：
【化１１】
2014526250.tif 000144
のCoA化合物またはその塩；式中、−SCoAは、補酵素Ａモノラジカルである、
に酵素的に変換される、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１１】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、式（ｉｖ）：
【化１２】
2014526250.tif 000145
のプロリン化合物またはその塩；式中、Ｒ５は水素である、
が、プロリン−３−ヒドロキシラーゼとの接触により、式：
【化１３】
2014526250.tif 000146
の３−ヒドロキシル化プロリン化合物またはその塩に、酵素的に変換され；
および、式（ｉｖ−ａ）の３−ヒドロキシル化プロリン化合物またはその塩が、プロリンオキシダーゼとの接触により、式：
【化１４】
2014526250.tif 000147
の３−ヒドロキシル化ピロール化合物に酵素的に変換される、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１２】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、ここで、グルコースおよびグリシンまたはその塩は、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ガンマ−グルタミルキナーゼ、およびGlu-5-Pデヒドロゲナーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素との接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化１５】
2014526250.tif 000148
のグルタミン酸セミアルデヒドまたはその塩に、酵素的に変換され；ならびに
ここで、グルコースまたはその塩が、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）：
【化１６】
2014526250.tif 000149
のCoA化合物またはその塩；式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
に、酵素的に変換される、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１３】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、ここで、任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸またはその塩は、ガンマ−グルタミルキナーゼおよびGlu-5-Pデヒドロゲナーゼとの接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化１７】
2014526250.tif 000150
のグルタミン酸セミアルデヒド化合物またはその塩に変換され；ならびに、
ここで、グルコースまたはその塩が、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）：
【化１８】
2014526250.tif 000151
のCoA化合物またはその塩；式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
に、酵素的に変換される、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１４】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、ここで、任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化１９】
2014526250.tif 000152
のグルタミン酸またはその塩が、γ−グルタミルキナーゼ−GP−レダクターゼ多酵素複合体との接触により、式（ｉｖ）：
【化２０】
2014526250.tif 000153
のプロリン化合物またはその塩に、酵素的に変換される、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１５】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、ここで、細胞は、グルコースとグリシンまたはその塩との組合せ、あるいは、グルコースと任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸またはその塩との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物またはその塩、および任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドまたはその塩；
【化２１】
2014526250.tif 000154
式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
に変換する；ならびに
ここで、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドまたはその塩、および任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物またはその塩は、カルボキシメチル−Proシンターゼまたはそのアイソザイムとの接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化２２】
2014526250.tif 000155
のピロリジニル化合物またはその塩を生成する、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１６】
請求項１または２に記載のライセートまたは方法であって、細胞は、グルコースまたはその塩と、式（ｉｖ）のプロリン化合物またはその塩との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物またはその塩、および式（ｖ）のピロール化合物またはその塩；
【化２３】
2014526250.tif 000156
式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
に変換する；ならびに、
ここで、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物またはその塩、および式（ｖ）のピロール化合物またはその塩は、カルボキシメチル−Proシンターゼまたはそのアイソザイムとの接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化２４】
2014526250.tif 000157
のピロリジニル化合物またはその塩を生成する、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のライセートまたは方法であって、ここで、ピロリジニル化合物（ＩＩ−ａ）またはその塩は、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、またはそれらのアイソザイムとの接触により、式（ＩＩＩ−ａ）：
【化２５】
2014526250.tif 000158
のβ−ラクタム化合物またはその塩を生成する、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のライセートまたは方法であって、ここで、式（ＩＩＩ−ａ）のβ−ラクタム化合物またはその塩は、カルバペネムシンターゼまたはそのアイソザイムとの接触により、式（Ｉ−ａ）：
【化２６】
2014526250.tif 000159
の化合物またはその塩を生成し、ここで
【化２７】
2014526250.tif 000160
は、二重結合を表わす、
前記ライセートまたは方法。
【請求項１９】
Ｒ５が水素である、請求項１８に記載のライセートまたは方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載のライセートまたは方法であって、
式（Ｉ−ａ）：
【化２８】
2014526250.tif 000161
式中
【化２９】
2014526250.tif 000162
は、二重結合を表わす
の化合物またはその塩を、
トランスフェラーゼ酵素、および式： 
ＨＳＲ８
の化合物、
式中、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択される；
と接触させて、
式（Ｉ−ｃ）：
【化３０】
2014526250.tif 000163
のチオール含有化合物またはその塩を提供すること
をさらに含む、前記ライセートまたは方法。
【請求項２１】
Ｒ８が、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである、請求項２０に記載のライセートまたは方法。
【請求項２２】
Ｒ８が、以下：
【化３１−１】
2014526250.tif 000164
【化３１−２】
2014526250.tif 000165
ここでＸ−は対イオンである、
からなる群より選択される、請求項２１に記載のライセートまたは方法。
【請求項２３】
Ｒ５が−ＯＨである、請求項１８に記載のライセートまたは方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載のライセートまたは方法であって、ここで、式（Ｉ−ａ）：
【化３２】
2014526250.tif 000166
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせ、
式中、
【化３３】
2014526250.tif 000167
は、二重結合を表わす；を、式：
Ｒ８’−Ｘ
の化合物、
式中；
Ｘは脱離基であり；および
Ｒ８’は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ８ｂＳＯ２Ｒ８ａ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ８ａ）２、−Ｓｉ（Ｒ８ａ）３、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（ＯＲ８ａ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２ＯＲ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｂ（Ｒ８ａ）２、−Ｂ（ＯＲ８ａ）２、および−ＢＲ８ａ（ＯＲ８ａ）からなる群より選択され、ここでＲ８ａは、酸素原子に酸素保護基が結合している場合、および硫黄原子に硫黄保護基が結合している場合は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択されるか、または２個のＲ８ａ基が、または１個のＲ８ａとＲ８ｂ基が連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成し；およびＲ８ｂの各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および窒素保護基からなる群より選択されるか、または２個のＲ８ｂは、連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成する；
と接触させて、
式（Ｉ−ｅ）：
【化３４】
2014526250.tif 000168
の化合物またはその塩を提供する、
前記ライセートまたは方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載のライセートまたは方法であって、ここで、式（Ｉ−ｅ）の化合物を、式ＨＳ−Ｒ８の化合物、
式中、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択される；
と接触させて、式（Ｉ−ｃ）：
【化３５】
2014526250.tif 000169
のチオール含有化合物またはその塩を提供する、
前記ライセートまたは方法。
【請求項２６】
Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３である、請求項１５〜２５のいずれか一項に記載のライセートまたは方法。
【請求項２７】
化合物をオキシゲナーゼ酵素と接触させて、Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３であるヒドロキシル化された化合物を提供することをさらに含む、請求項２６に記載のライセートまたは方法。
【請求項２８】
Ｒ１およびＲ２がいずれも水素である、請求項１５〜２５のいずれか一項に記載のライセートまたは方法。
【請求項２９】
化合物をメチルトランスフェラーゼ酵素と接触させて、Ｒ１が水素でありＲ２が−ＣＨ３または−ＣＨ２ＣＨ３である化合物を提供することをさらに含む、請求項２８に記載のライセートまたは方法。
【請求項３０】
Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３である化合物をオキシゲナーゼ酵素と接触させて、Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３であるヒドロキシル化された化合物を提供することをさらに含む、請求項２９に記載のライセートまたは方法。
【請求項３１】
請求項２〜３０のいずれか一項に記載の方法により調製された化合物またはその塩、および薬学的に受容可能な賦形剤を含む、医薬組成物。
【請求項３２】
細菌感染を処置する方法であって、請求項２〜３０のいずれか一項に記載の方法により調製された化合物またはその塩、または請求項３１に記載の医薬組成物の治療有効量を、それを必要とする対象に投与することを含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、2011年９月９日に出願された米国仮出願U.S.S.N. 61/533,039に対する35 U.S.C.§119(e)の優先権を主張し、該出願は、本明細書において参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
1976年において、土壌細菌Streptomyces cattleyaから得られた発酵ブロスがペプチドグリカンの生合成の阻害剤についてのスクリーニングにおいて活性であることが見出された。活性な種を単離するための最初の試みは、その成分の化学的な不安定性のために困難であることが判明した。多くの試みおよび大規模な精製の後で、当該材料は最終的に＞９０％の純度において単離され、このことにより最初に単離された天然に存在するカルバペネム抗生物質であるチエナマイシンの構造の解明が可能となった。例えばKahanら、J. Antibiot. (1979) 32:1-12を参照。
【化１】
2014526250.tif 000003
【０００３】
1978〜2000年の間に、２３を超えるチエナマイシンの完全化学合成が報告されており、大多数は、１２以上のシーケンシャルな化学的工程の後で、比較的低い収率において、チエナマイシンを生成している（例えば、０．２％〜１０％の収率）。例えば、Salzmannら、J. Am. Chem. Soc. (1980) 102:6161；Huangら、J. Am. Chem. Soc. (1980) 102:2060；Reiderら、Tetrahedron Letters (1982) 23:2293-2296；Desirajuら、J. Chem. Soc. Chem. Comm. (1984) 494；Evansら、Tetrahedron Letters (1986) 27:4961；Griecoら、J. Am. Chem. Soc. (1984) 106:6414；およびJacobiら、J. Org. Chem. (1996) 61:2413を参照。伝統的なStreptomyces cattleyaからの発酵を通してのチエナマイシンの生成はまた、低いタイターならびに発酵により生成されたチエナマイシンを単離および精製することにおける困難などの重大なハードルに直面した。例えば、米国特許3,950,357および4,006,060を参照：これらの各々は本明細書において参考として援用される。チエナマイシンは結局、水性溶媒中でのその化学的不安定性、およびデヒドロペプチダーゼ−Ｉ（DHP−I）に対する生物学的不安定性に起因して、臨床的処置には不向きであると考えられるようになった。研究者らはそれ以来、チエナマイシンの優れた抗菌活性を維持しつつもチエナマイシンの安定性の問題から解放されたチエナマイシンに対する代替物を探究している。
【０００４】
一つのかかるカルバペネムであるイミペネムは、静脈内用製品として1985年に開発された。例えば、米国特許4,194,047を参照：これは本明細書において参考として援用される。イミペネムは、好気性および嫌気性のグラム陽性細菌ならびにグラム陰性細菌に対して広範な活性を有し、院内感染の一つの主要な病原体であるPseudomonas aeruginosaに対して一般に用いられ続けている。現在のイミペネムの製造は、化学合成経路を利用し、これは典型的には、単純な構成要素から最終生成物へ向けての収率が低く、高レベルの廃棄物の産生および製造の高コストをもたらす。例えば、Grabowski, Chirality (2005) 17:S249-S259およびここに引用される参考文献を参照。
【化２】
2014526250.tif 000004
【０００５】
他の有望なカルバペネム抗生物質は、ヒトにおいて有効であることが見出されており、これは、例えば、エルタペネム（INVANZ、Merck）、メロペネム（MERREM、Astra Zeneca）、パニペネム、ビアペネム、ドリペネム（FINIBAX、Johnson & Johnson）、L-646591およびER-35768（各々、非経口的使用のためのもの）；経口で活性なカルバペネムであるCL-191121、L-036、DU-6681、およびR-95867、およびそれらの対応するエステルプロドラッグであるL-084、DZ-2640およびCS-834が挙げられる。例えば、Kumagaiら、Curr. Med. Chem. - Anti-Infective Agents (2002) 1:1-14を参照。他のカルバペネムとして、限定されないが、サフトリネム（saftrinem）、テビペネム（tebipenem）、トモペネム（tomopenem）、S-4661、SM 216601、GV 129606、ZD-4433、R-83201、BO-2502A、BO-3482、DK-35C、DA-1131、S-4661、L-786,392、L-695256、L-786,392、GV104326、GV-118819、GV 143253、MK-0826、J-110,441、J-111225、FR-21818、DX-8739、CS-023、ME-1036、CP 5068、CL 188624、CL-190294、OCA-983、T-5575およびPZ-60が挙げられる。これらのカルバペネムの大多数は、化学合成により製造される。
【化３−１】
2014526250.tif 000005
【化３−２】
2014526250.tif 000006
【０００６】
従って、既存および新規のカルバペネム抗生物質の製造および開発のための、より効率的で、環境に優しく、費用効率的なプロセスについての必要性が存在し続けている。
【発明の概要】
【０００７】
発明の要旨
本発明は、カルバペネムおよびそれへの中間体の生成に置いて有用な、無細胞系、方法および組成物（例えば、全ライセート）を提供する。
【０００８】
一側面において、提供されるのは、式（Ｉ−ａ）：
【化４】
2014526250.tif 000007
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを、
以下：
（１）グルコースおよびグリシンまたはその塩；ならびに／あるいは
（２）グルコースおよび任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化５】
2014526250.tif 000008
のグルタミン酸またはその塩；ならびに／あるいは
（３）グルコースおよび式（ｉｖ）：
【化６】
2014526250.tif 000009
のプロリン化合物またはその塩；式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ７ａは、本明細書において定義されるとおりであり、
【化７】
2014526250.tif 000010
は、単結合または二重結合を表わす、
から生成することができる酵素の群を含む、細胞ライセートである。
【０００９】
別の側面において、提供されるのは、式（Ｉ−ａ）：
【化８】
2014526250.tif 000011
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを生成する方法であって、
該方法は、以下を含む：
１または２以上の酵素を含む細胞ライセートを提供すること、ここで、酵素は、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、メチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される；
ここで、１または２以上の細胞ライセートを、以下：
（１）グルコースおよびグリシンまたはその塩；ならびに／あるいは
（２）グルコースおよび任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸：
【化９】
2014526250.tif 000012
またはその塩、ならびに／あるいは
（３）グルコースおよび式（ｉｖ）：
【化１０】
2014526250.tif 000013
のプロリン化合物またはその塩；式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ７ａは、本明細書において定義されるとおりであり、
【化１１】
2014526250.tif 000014
は、単結合または二重結合を表わす、
と接触させる。ある態様において、
【化１２】
2014526250.tif 000015
は、単結合を表わす。ある態様において、
【化１３】
2014526250.tif 000016
は、二重結合を表わす。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ３は水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ３または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｒ５は、水素または−ＯＨである。
【００１０】
ある態様において、細胞ライセートは、１または２以上の酵素を過剰発現するように操作されたE.coli生物のライセートである。ある態様において、細胞ライセートは、異なる細胞ライセートの組み合わせであって、ここで、各々の異なるライセートは、１または２以上の酵素、例えば、１または２以上の異なる酵素、または２または３以上の酵素の異なる組み合わせを過剰発現するように操作される。ある態様において、細胞ライセートは、ガンマ−グルタミルキナーゼ、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、メチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素を過剰発現するように操作された、細胞のライセートである。ある態様において、ガンマ−グルタミルキナーゼ、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素が、溶解に先立って、細胞において存在する。ある態様において、１または２以上の酵素が、溶解に先立って、細胞の細胞質において見出される。ある態様において、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、およびメチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素が、溶解に先立って、細胞の細胞膜周辺腔において隔離される。
【００１１】
ある態様において、グルコースは、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）：
【化１４】
2014526250.tif 000017
のCoA化合物またはその塩（式中、−SCoAは、補酵素Ａモノラジカルである）に、酵素的に変換される。
【００１２】
ある態様において、グルコースおよびグリシンは、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、キナーゼおよびデヒドロゲナーゼとの接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化１５】
2014526250.tif 000018
のグルタミン酸セミアルデヒドまたはその塩に、酵素的に変換される。 
【００１３】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化１６】
2014526250.tif 000019
のグルタミン酸は、キナーゼおよびデヒドロゲナーゼとの接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化１７】
2014526250.tif 000020
のグルタミン酸セミアルデヒド化合物またはその塩に変換される。
【００１４】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化１８】
2014526250.tif 000021
のグルタミン酸セミアルデヒド化合物またはその塩は、結晶化して、式：
【化１９】
2014526250.tif 000022
のピロール化合物またはその塩、および副生成物として水を形成する。
【００１５】
ある態様において、式（ｉｖ）：
【化２０】
2014526250.tif 000023
のプロリン化合物またはその塩は、プロリンオキシダーゼとの接触により、式：
【化２１】
2014526250.tif 000024
のピロール化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【００１６】
ある態様において、式（ｉｖ）：
【化２２】
2014526250.tif 000025
のプロリン化合物またはその塩（式中、Ｒ５は水素である）は、プロリン−３−ヒドロキシラーゼとの接触により、式：
【化２３】
2014526250.tif 000026
の３−ヒドロキシル化プロリン化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【００１７】
ある態様において、式：
【化２４】
2014526250.tif 000027
の３−ヒドロキシル化プロリン化合物またはその塩は、プロリンオキシダーゼとの接触により、式：
【化２５】
2014526250.tif 000028
の３−ヒドロキシル化ピロール化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【００１８】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化２６】
2014526250.tif 000029
のグルタミン酸またはその塩は、γ−グルタミルキナーゼ−GP−レダクターゼ多酵素複合体（例えば、E. coli ProBおよびProA）との接触により、式（ｉｖ）：
【化２７】
2014526250.tif 000030
のプロリン化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【００１９】
ある態様において、酵素含有細胞ライセートは、グルコースとグリシンとの組合せ、またはグルコースと任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物、またはその塩、および任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒド、またはその塩；
【化２８】
2014526250.tif 000031
式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
に変換する。
【００２０】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドおよび任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化２９】
2014526250.tif 000032
のピロリジニル化合物またはその塩（式中、Ｒ７ａは水素である）を生成する。
【００２１】
ある態様において、酵素含有細胞ライセートは、グルコースと式（ｉｖ）のプロリン化合物との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物またはその塩、および式（ｖ）のピロール化合物、またはその塩；
【化３０】
2014526250.tif 000033
式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
に変換する。
【００２２】
ある態様において、式（ｖ）のピロール化合物またはその塩および任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化３１】
2014526250.tif 000034
のピロリジニル化合物またはその塩（式中、Ｒ７ａは水素である）を生成する。
【００２３】
ある態様において、ピロリジニル化合物（ＩＩ−ａ）は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（ＩＩＩ−ａ）：
【化３２】
2014526250.tif 000035
のβ−ラクタム化合物またはその塩を生成する。
【００２４】
ある態様において、式（ＩＩＩ−ａ）のβ−ラクタム化合物は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（Ｉ−ａ）：
【化３３】
2014526250.tif 000036
の化合物またはその塩（式中、
【化３４】
2014526250.tif 000037
は二重結合を表わす）を生成する。
【００２５】
ある態様において、Ｒ５が水素であり、
【化３５】
2014526250.tif 000038
が二重結合を表わす場合、式（Ｉ−ａ）：
【化３６】
2014526250.tif 000039
の化合物またはその塩を、トランスフェラーゼ酵素および式ＨＳＲ８の化合物（式中、Ｒ８は、本明細書において定義されるとおりである）と接触させ、式（Ｉ−ｃ）：
【化３７】
2014526250.tif 000040
のチオール含有化合物またはその塩を提供する。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。
【００２６】
ある態様において、
【化３８】
2014526250.tif 000041
が二重結合を表わし、Ｒ5が−ＯＨである場合、式（Ｉ−ａ）：
【化３９】
2014526250.tif 000042
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを、式Ｒ８’−Ｘの化合物（式中、Ｘは脱離基であり、Ｒ８’は本明細書において定義されるとおりである）と接触させ、式（Ｉ−ｅ）：
【化４０】
2014526250.tif 000043
の化合物またはその塩を提供する。
【００２７】
ある態様において、式（Ｉ−ｅ）の化合物を、式ＨＳＲ８の化合物（式中、Ｒ８は、本明細書において定義されるとおりである）と接触させ、式（Ｉ−ｃ）：
【化４１】
2014526250.tif 000044
のチオール含有化合物またはその塩を提供する。
【００２８】
ある態様において、Ｒ２が−ＣＨ３である場合、式（Ｉ−ａ）の化合物を、オキシゲナーゼ酵素と接触させて、Ｒ２が−ＣＨ２ＯＨであるヒドロキシル化された化合物を提供する。ある態様において、Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３である場合、式（Ｉ−ａ）の化合物を、オキシゲナーゼ酵素と接触させて、Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３であるヒドロキシル化された化合物を提供する。
【００２９】
Ｒ１およびＲ２がいずれも水素である、ある態様において、方法は、式（Ｉ−ａ）の化合物を、メチルトランスフェラーゼ（例えば、S. cattalya ThnL、ThnP、ThnK、またはそのアイソザイム）と接触させて、Ｒ２がアルキル、例えば−ＣＨ３（メチル、Ｍｅ）または−ＣＨ２ＣＨ３（エチル、Ｅｔ）である化合物を提供することを含む。
【００３０】
さらに別の側面において、提供されるのは、本発明の無細胞系により調製される化合物またはその塩、および任意に薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬組成物である。
【００３１】
別の側面において、提供されるのは、細菌感染を処置する方法であって、該方法は、本発明の無細胞系により生成された化合物またはその医薬組成物の治療有効量を、それを必要とする対象に投与することを含む。
【００３２】
本発明の１または２以上の態様の詳細を、添付の図面および詳細な説明において記載する。本発明の他の特徴、目的および利点は、明細書から、および請求の範囲から、明らかであろう。
【００３３】
定義
特定の官能基および化学用語の定義を、以下により詳細に記載する。化学元素は、元素の周期表（CASバージョン、Handbook of Chemistry and Physics、第75版、内表紙）に従って同定され、特定の官能基は、一般に本明細書において記載されるとおり定義される。さらに、有機化学の一般原則、ならびに特定の化学部分および反応性は、以下において記載される：Organic Chemistry、Thomas Sorrell、University Science Books、Sausalito、1999年；SmithおよびMarch、March’s Advanced Organic Chemistry、第５版、John Wiley & Sons, Inc.、New York、2001年；Larock、Comprehensive Organic Transformations、VCH Publishers, Inc.、New York、1989年；ならびにCarruthers、Some Modern Methods of Organic Synthesis、第３版、Cambridge University Press、Cambridge、1987年。
【００３４】
本明細書において記載される化合物は、１または２以上の不斉中心を含んでもよく、したがって、多様な異性体、例えば、エナンチオマーおよび／またはジアステレオマーの形態において存在することができる。例えば、本明細書において記載される化合物は、個々のエナンチオマー、ジアステレオマーまたは幾何異性体の形態において存在しても、あるいは、ラセミ混合物および１または２以上の立体異性体が豊富な混合物を含む、立体異性体の混合物の形態であってもよい。異性体は、キラル高圧液体クロマトグラフィー（HPLC）ならびにキラル塩の形成および結晶化を含む当業者に公知の方法により、混合物から単離しても、あるいは、不斉合成により好ましい異性体を調製してもよい。例えば、以下を参照：Jacquesら、Enantiomers, Racemates and Resolutions (Wiley Interscience, New York, 1981)；Wilenら、Tetrahedron 33:2725 (1977)；Eliel, E.L. Stereochemistry of Carbon Compounds (McGraw-Hill, NY, 1962)；およびWilen, S.H. Table of Resolving Agents and Optical Resolutions p. 268（E.L. Eliel編、Univ. of Notre Dame Press, Notre Dame, IN 1972）。本発明はさらに、他の異性体を実質的に含まない個々の異性体としての、あるいは多様な異性体の混合物としての化合物を包含する。
【００３５】
値の範囲が列記される場合、当該範囲内の各々の値および部分範囲を包含することが意図される。例えば、「Ｃ１−６アルキル」は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ１−６、Ｃ１−５、Ｃ１−４、Ｃ１−３、Ｃ１−２、Ｃ２−６、Ｃ２−５、Ｃ２−４、Ｃ２−３、Ｃ３−６、Ｃ３−５、Ｃ３−４、Ｃ４−６、Ｃ４−５およびＣ５−６アルキルを包含することが意図される。
【００３６】
本明細書において用いられる場合、「アルキル」とは、１〜１０個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の飽和炭化水素基のラジカルを指す（「Ｃ１−１０アルキル」）。一部の態様においてアルキル基は、１〜９個の炭素原子を有する（「Ｃ１−９アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜８個の炭素原子を有する（「Ｃ１−８アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜７個の炭素原子を有する（「Ｃ１−７アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜６個の炭素原子を有する（「Ｃ１−６アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜５個の炭素原子を有する（「Ｃ１−５アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜４個の炭素原子を有する（「Ｃ１−４アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜３個の炭素原子を有する（「Ｃ１−３アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１〜２個の炭素原子を有する（「Ｃ１−２アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、１個の炭素原子を有する（「Ｃ１アルキル」）。一部の態様において、アルキル基は、２〜６個の炭素原子を有する（「Ｃ２−６アルキル」）。Ｃ１−６アルキル基の例として、メチル（Ｃ１）、エチル（Ｃ２）、ｎ−プロピル（Ｃ３）、イソプロピル（Ｃ３）、ｎ−ブチル（Ｃ４）、ｔｅｒｔ−ブチル（Ｃ４）、ｓｅｃ−ブチル（Ｃ４）、イソ−ブチル（Ｃ４）、ｎ−ペンチル（Ｃ５）、３−ペンタニル（Ｃ５）、アミル（Ｃ５）、ネオペンチル（Ｃ５）、３−メチル−２−ブタニル（Ｃ５）、三級アミル（Ｃ５）、およびｎ−ヘキシル（Ｃ６）が挙げられる。アルキル基のさらなる例として、ｎ−ヘプチル（Ｃ７）、ｎ−オクチル（Ｃ８）などが挙げられる。他に特定されない限りにおいて、アルキル基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のアルキル」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたアルキル」）。ある態様において、アルキル基は、未置換のＣ１−１０アルキル（例えば−ＣＨ３）である。ある態様において、アルキル基は、置換されたＣ１−１０アルキルである。
【００３７】
「ペルハロアルキル」は、本明細書において定義されるような置換されたアルキル基であって、水素原子の全てが、独立して、ハロゲン、例えばフルオロ、ブロモ、クロロまたはヨードにより置き換えられているものである。一部の態様において、アルキル部分は、１〜８個の炭素原子を有する（「Ｃ１−８ペルハロアルキル」）。一部の態様において、アルキル部分は、１〜６個の炭素原子を有する（「Ｃ１−６ペルハロアルキル」）。一部の態様において、アルキル部分は、１〜４個の炭素原子を有する（「Ｃ１−４ペルハロアルキル」）。一部の態様において、アルキル部分は、１〜３個の炭素原子を有する（「Ｃ１−３ペルハロアルキル」）。一部の態様において、アルキル部分は、１〜２個の炭素原子を有する（「Ｃ１−２ペルハロアルキル」）。一部の態様において、水素原子の全てが、フルオロにより置き換えられる。一部の態様において、水素原子の全てが、クロロにより置き換えられる。ペルハロアルキル基の例として、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＣＦＣｌ２、−ＣＦ２Ｃｌなどが挙げられる。
【００３８】
用語「ヘテロアルキル」とは、本明細書において定義されるようなアルキル基であって、少なくとも１の酸素、窒素または硫黄ヘテロ原子（例えば、包括的に、１、２、３、４、１〜２、１〜３、１〜４、２〜４、３〜４または２〜３個のヘテロ原子）が、アルキル鎖の骨格において存在する、すなわちアルキル鎖の１または２以上の炭素原子の間に存在するものを指す。ある態様において、ヘテロアルキル基は、未置換のヘテロＣ１−１０アルキルである。ある態様において、ヘテロアルキル基は、置換されたヘテロＣ１−１０アルキルである。
【００３９】
本明細書において用いられる場合、「アルケニル」とは、２〜１０個の炭素原子、および１または２以上の炭素−炭素二重結合、例えば１、２、３または４個の二重結合を有し、炭素−炭素三重結合を有さない、直鎖状または分枝状の不飽和炭化水素基のラジカルを指す（「Ｃ２−１０アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜９個の炭素原子を有する（「Ｃ２−９アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜８個の炭素原子を有する（「Ｃ２−８アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜７個の炭素原子を有する（「Ｃ２−７アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜６個の炭素原子を有する（「Ｃ２−６アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜５個の炭素原子を有する（「Ｃ２−５アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜４個の炭素原子を有する（「Ｃ２−４アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２〜３個の炭素原子を有する（「Ｃ２−３アルケニル」）。一部の態様において、アルケニル基は、２個の炭素原子を有する（「Ｃ２アルケニル」）。１または２以上の炭素−炭素二重結合は、内部型（２−ブテニルにおけるものなど）であっても、末端型（１−ブテニルにおけるものなど）であってもよい。Ｃ２−４アルケニル基の例として、エテニル（Ｃ２）、１−プロペニル（Ｃ３）、２−プロペニル（Ｃ３）、１−ブテニル（Ｃ４）、２−ブテニル（Ｃ４）、ブタジエニル（Ｃ４）などが挙げられる。Ｃ２−６アルケニル基の例として、前述のＣ２−４アルケニル基、ならびに、ペンテニル（Ｃ５）、ペンタジエニル（Ｃ５）、ヘキセニル（Ｃ６）などが挙げられる。アルケニルのさらなる例として、ヘプテニル（Ｃ７）、オクテニル（Ｃ８）、オクタトリエニル（Ｃ８）などが挙げられる。他に特定されない限りにおいて、アルケニル基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のアルケニル」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたアルケニル」）。ある態様において、アルケニル基は、未置換のＣ２−１０アルケニルである。ある態様において、アルケニル基は、置換されたＣ２−１０アルケニルである。
【００４０】
用語「ヘテロアルケニル」とは、本明細書において定義されるようなアルケニル基であって、少なくとも１の酸素、窒素または硫黄ヘテロ原子（例えば、包括的に、１、２、３、４、１〜２、１〜３、１〜４、２〜４、３〜４または２〜３個のヘテロ原子）が、アルケニル鎖の骨格において存在する、すなわち、アルケニル鎖の１または２以上の炭素原子の間に存在するものを指す。ある態様において、ヘテロアルケニル基は、未置換のヘテロＣ２−１０アルケニルである。ある態様において、ヘテロアルキル基は、置換されたヘテロＣ２−１０アルケニルである。
【００４１】
本明細書において用いられる場合、「アルキニル」とは、２〜１０個の炭素原子、１または２以上の炭素−炭素三重結合、例えば、１、２、３または４個の三重結合、および任意に１または２以上の炭素−炭素二重結合、例えば、１、２、３または４個の二重結合を有する、直鎖状または分枝状の不飽和炭化水素基のラジカルを指す（「Ｃ２−１０アルキニル」）。１または２以上の二重結合を含むアルキニル基はまた、「エンイン」としても言及される。一部の態様において、アルキニル基は、２〜９個の炭素原子を有する（「Ｃ２−９アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２〜８個の炭素原子を有する（「Ｃ２−８アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２〜７個の炭素原子を有する（「Ｃ２−７アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２〜６個の炭素原子を有する（「Ｃ２−６アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２〜５個の炭素原子を有する（「Ｃ２−５アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２〜４個の炭素原子を有する（「Ｃ２−４アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２〜３個の炭素原子を有する（「Ｃ２−３アルキニル」）。一部の態様において、アルキニル基は、２個の炭素原子を有する（「Ｃ２アルキニル」）。１または２以上の炭素−炭素三重結合は、内部型（２−ブチニルにおけるものなど）であっても、末端型（１−ブチニルにおけるものなど）であってもよい。Ｃ２−４アルキニル基の例として、限定することなく、エチニル（Ｃ２）、１−プロピニル（Ｃ３）、２−プロピニル（Ｃ３）、１−ブチニル（Ｃ４）、２−ブチニル（Ｃ４）などが挙げられる。Ｃ２−６アルケニル基の例として、前述のＣ２−４アルキニル基、ならびにペンチニル（Ｃ５）、ヘキシニル（Ｃ６）などが挙げられる。アルキニルのさらなる例として、ヘプチニル（Ｃ７）、オクチニル（Ｃ８）などが挙げられる。他に特定されない限りにおいて、アルキニル基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のアルキニル」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたアルキニル」）。ある態様において、アルキニル基は、未置換のＣ２−１０アルキニルである。ある態様において、アルキニル基は、置換されたＣ２−１０アルキニルである。
【００４２】
用語「ヘテロアルキニル」とは、本明細書において定義されるようなアルキニル基であって、少なくとも１の酸素、窒素または硫黄ヘテロ原子（例えば、包括的に、１、２、３、４、１〜２、１〜３、１〜４、２〜４、３〜４または２〜３個のヘテロ原子）が、アルキニル鎖の骨格において存在する、すなわち、アルキニル鎖の１または２以上の炭素原子の間に存在するものを指す。ある態様において、ヘテロアルキニル基は、未置換のヘテロＣ２−１０アルキニルである。ある態様において、ヘテロアルキル基は、置換されたヘテロＣ２−１０アルキニルである。
【００４３】
本明細書において用いられる場合、「カルボシクリル」とは、非芳香族の環式炭化水素基のラジカルであって、非芳香族環系において３〜１０個の環炭素原子（「Ｃ３−１０カルボシクリル」）およびゼロ個のヘテロ原子を有するものを指す。一部の態様において、カルボシクリル基は、３〜８個の環炭素原子を有する（「Ｃ３−８カルボシクリル」）。一部の態様において、カルボシクリル基は、３〜６個の環炭素原子を有する（「Ｃ３−６カルボシクリル」）。一部の態様において、カルボシクリル基は、３〜６個の環炭素原子を有する（「Ｃ３−６カルボシクリル」）。一部の態様において、カルボシクリル基は、５〜１０個の環炭素原子を有する（「Ｃ５−１０カルボシクリル」）。例示的なＣ３−６カルボシクリル基として、限定することなく、シクロプロピル（Ｃ３）、シクロプロペニル（Ｃ３）、シクロブチル（Ｃ４）、シクロブテニル（Ｃ４）、シクロペンチル（Ｃ５）、シクロペンテニル（Ｃ５）、シクロヘキシル（Ｃ６）、シクロヘキセニル（Ｃ６）、シクロヘキサジエニル（Ｃ６）などが挙げられる。例示的なＣ３−８カルボシクリル基として、限定することなく、前述のＣ３−６カルボシクリル基、ならびに、シクロヘプチル（Ｃ７）、シクロヘプテニル（Ｃ７）、シクロヘプタジエニル（Ｃ７）、シクロヘプタトリエニル（Ｃ７）、シクロオクチル（Ｃ８）、シクロオクテニル（Ｃ８）、ビシクロ［２．２．１］ヘプタニル（Ｃ７）、ビシクロ［２．２．２］オクタニル（Ｃ８）などが挙げられる。例示的なＣ３−１０カルボシクリル基として、限定することなく、前述のＣ３−８カルボシクリル基、ならびに、シクロノニル（Ｃ９）、シクロノネニル（Ｃ９）、シクロデシル（Ｃ１０）、シクロデセニル（Ｃ１０）、オクタヒドロ−１Ｈ−インデニル（Ｃ９）、デカヒドロナフタレニル（Ｃ１０）、スピロ［４．５］デカニル（Ｃ１０）などが挙げられる。上述の例が表わすとおり、ある態様において、カルボシクリル基は、単環式（「単環式カルボシクリル」）または多環式（例えば、融合しているか、架橋されているかまたはスピロ式の環系を含むもの、例えば、二環系（「二環式カルボシクリル」）または三環系（「三環式カルボシクリル」））などのいずれかであり、飽和していても、１または２以上の炭素−炭素二重または三重結合を含んでもよい。「カルボシクリル」はまた、上で定義されるようなカルボシクリル環が１または２以上のアリールまたはヘテロアリール基に融合している環系であって、付着の点がカルボシクリル環上にあるものを含み、かかる場合において、炭素の数は、炭素環式環系中の炭素の数を示し続ける。他に特定されない限りにおいて、カルボシクリル基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のカルボシクリル」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたカルボシクリル」）。ある態様において、カルボシクリル基は、未置換のＣ３−１０カルボシクリルである。ある態様において、カルボシクリル基は、置換されたＣ３−１０カルボシクリルである。
【００４４】
一部の態様において、「カルボシクリル」は、。３〜１０個の環炭素原子を有する単環式の飽和カルボシクリル基である（「Ｃ３−１０シクロアルキル」）。一部の態様において、シクロアルキル基は、３〜８個の環炭素原子を有する（「Ｃ３−８シクロアルキル」）。一部の態様において、シクロアルキル基は、３〜６個の環炭素原子を有する（「Ｃ３−６シクロアルキル」）。一部の態様において、シクロアルキル基は、５〜６個の環炭素原子を有する（「Ｃ５−６シクロアルキル」）。一部の態様において、シクロアルキル基は、５〜１０個の環炭素原子を有する（「Ｃ５−１０シクロアルキル」）。Ｃ５−６シクロアルキル基の例として、シクロペンチル（Ｃ５）およびシクロヘキシル（Ｃ５）が挙げられる。Ｃ３−６シクロアルキル基の例として、前述のＣ５−６シクロアルキル基、ならびに、シクロプロピル（Ｃ３）およびシクロブチル（Ｃ４）が挙げられる。Ｃ３−８シクロアルキル基の例として、前述のＣ３−６シクロアルキル基、ならびに、シクロヘプチル（Ｃ７）およびシクロオクチル（Ｃ８）が挙げられる。他に特定されない限りにおいて、シクロアルキル基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のシクロアルキル」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたシクロアルキル」）。ある態様において、シクロアルキル基は、未置換のＣ３−１０シクロアルキルである。ある態様において、シクロアルキル基は、置換されたＣ３−１０シクロアルキルである。
【００４５】
本明細書において用いられる場合、「ヘテロシクリル」とは、環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する３〜１４員の非芳香族環系のラジカルを指し（「３〜１４員のヘテロシクリル」）、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される。１または２以上の窒素原子を含むヘテロシクリル基において、付着の点は、結合価が許容する限り、炭素原子であっても窒素原子であってもよい。ヘテロシクリル基は、単環式（「単環式ヘテロシクリル」）であっても、多環式（例えば、融合しているか、架橋されているかまたはスピロ式の環系を含むもの、例えば、二環系（「二環式ヘテロシクリル」）または三環系（「三環式ヘテロシクリル」））であってもよく、飽和していても、１または２以上の炭素−炭素二重または三重結合を含んでもよい。ヘテロシクリル多環式環系は、一方または両方の環において、１または２以上のヘテロ原子を含んでもよい。「ヘテロシクリル」はまた、上で定義されるようなヘテロシクリル環が１または２以上のカルボシクリル基に融合しており、付着の点がカルボシクリルまたはヘテロシクリル環のいずれかの上にあるか、あるいは、上で定義されるようなヘテロシクリル環が、１または２以上のアリールまたはヘテロアリール基に融合しており、付着の点がヘテロシクリル環の上にある環系を含み、かかる場合において、環員の数は、ヘテロシクリル環系中の環員の数を示し続ける。他に特定されない限りにおいて、ヘテロシクリルの各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のヘテロシクリル」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたヘテロシクリル」）。ある態様において、ヘテロシクリル基は、未置換の３〜１４員のヘテロシクリルである。ある態様において、ヘテロシクリル基は、置換された３〜１４員のヘテロシクリルである。
【００４６】
一部の態様において、ヘテロシクリル基は、環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する５〜１０員の非芳香族環系であって（「５〜１０員のヘテロシクリル」）、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される。一部の態様において、ヘテロシクリル基は、環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する５〜８員の非芳香族環系であって（「５〜８員のヘテロシクリル」）、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される。一部の態様において、ヘテロシクリル基は、環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する５〜６員の非芳香族環系であって（「５〜６員のヘテロシクリル」）、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される。一部の態様において、５〜６員のヘテロシクリルは、窒素、酸素および硫黄から選択される１〜３個の環ヘテロ原子を有する。一部の態様において、５〜６員のヘテロシクリルは、窒素、酸素および硫黄から選択される１〜２個の環ヘテロ原子を有する。一部の態様において、５〜６員のヘテロシクリルは、窒素、酸素および硫黄から選択される１個の環ヘテロ原子を有する。
【００４７】
例示的な１個のヘテロ原子を含む３員のヘテロシクリル基として、限定することなく、アジルジニル、オキシラニル、チオレニルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む４員のヘテロシクリル基として、限定することなく、アゼチジニル、オキセタニルおよびチエタニルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む５員のヘテロシクリル基として、限定することなく、テトラヒドロフラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニル、ジヒドロチオフェニル、ピロリジニル、ジヒドロピロリルおよびピロリル−２，５−ジオンが挙げられる。例示的な２個のヘテロ原子を含む５員のヘテロシクリル基として、限定することなく、ジオキソラニル、オキサチオラニルおよびジチオラニルが挙げられる。例示的な３個のヘテロ原子を含む５員のヘテロシクリル基として、限定することなく、トリアゾリニル、オキサジアゾリニル、およびチアジアゾリニルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む６員のヘテロシクリル基として、限定することなく、ピペリジニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロピリジニル、およびチアニルが挙げられる。例示的な２個のヘテロ原子を含む６員のヘテロシクリル基として、限定することなく、ピペラジニル、モルホリニル、ジチアニル、ジオキサニルが挙げられる。例示的な２個のヘテロ原子を含む６員のヘテロシクリル基として、限定することなく、トリアジナニルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む７員のヘテロシクリル基として、限定することなく、アゼパニル、オキセパニルおよびチエパニルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む８員のヘテロシクリル基として、限定することなく、アゾカニル、オキセカニルおよびチオカニルが挙げられる。例示的な二環式ヘテロシクリル基として、限定することなく、インドリニル、イソインドリニル、ジヒドロベンゾフラニル、ジヒドロベンゾチエニル、テトラヒドロベンゾチエニル、テトラヒドロベンゾフラニル、テトラヒドロインドリル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、デカヒドロイソキノリニル、オクタヒドロクロメニル、オクタヒドロイソクロメニル、デカヒドロナフチリジニル、デカヒドロ−１，８−ナフチリジニル、オクタヒドロピロロ［３，２−ｂ］ピロール、インドリニル、フタルイミジル、ナフタルイミジル、クロマニル、クロメニル、１Ｈ−ベンゾ［ｅ］［１，４］ジアゼピニル、１，４，５，７−テトラヒドロピラノ［３，４−ｂ］ピロリル、５，６−ジヒドロ−４Ｈ−フロ［３，２−ｂ］ピロリル、６，７−ジヒドロ−５Ｈ−フロ［３，２−ｂ］ピラニル、５，７−ジヒドロ−４Ｈ−チエノ［２，３−ｃ］ピラニル、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ［２，３−ｂ］ピリジニル、２，３−ジヒドロフロ［２，３−ｂ］ピリジニル、４，５，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ−ピロロ［２，３−ｂ］ピリジニル、４，５，６，７−テトラヒドロフロ［３，２−ｃ］ピリジニル、４，５，６，７−テトラヒドロチエノ［３，２−ｂ］ピリジニル、１，２，３，４−テトラヒドロ−１，６−ナフチリジニルなどが挙げられる。
【００４８】
本明細書において用いられる場合、「アリール」とは、単環式または多環式（例えば、二環式または三環式）の、４ｎ＋２の芳香族環系の（例えば、環アレイ中に共有された６、１０または１４個のπ電子を有する）ラジカルであって、芳香族環系中に提供される６〜１４個の環炭素原子および０個のヘテロ原子を有するもの（「Ｃ６−１４アリール」）を指す。一部の態様において、アリール基は、６個の環炭素原子を有する（「Ｃ６アリール」；例えば、フェニル）。一部の態様において、アリール基は、１０個の環炭素原子を有する（「Ｃ１０アリール」；例えば、１−ナフチルおよび２−ナフチルなどのナフチル）。一部の態様において、アリール基は、１４個の環炭素原子を有する（「Ｃ１４アリール」；例えば、アントラシル）。「アリール」はまた、上で定義されるようなアリール環が１または２以上のカルボシクリルまたはヘテロシクリル基に融合しており、ラジカルまたは付着の点がアリール環上にある環系を含み、かかる場合において、炭素原子の数は、アリール環系中の炭素原子の数を示し続ける。他に特定されない限りにおいて、アリール基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のアリール」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたアリール」）。ある態様において、アリール基は、未置換のＣ６−１４アリールである。ある態様において、アリール基は置換されたＣ６−１４アリールである。
【００４９】
「アラルキル」は、「アルキル」のサブセットであり、本明細書において定義されるようなアルキル基であって、本明細書において定義されるようなアリール基により置換されており、付着の点がアルキル部分上にあるものを指す。
【００５０】
本明細書において用いられる場合、「ヘテロアリール」とは、５〜１４員の単環式または多環式（例えば、二環式または三環式）の４ｎ＋２芳香族環系の（例えば、環アレイ中に共有された６、１０または１４個のπ電子を有する）ラジカルであって、芳香族環系中に提供される環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有するものを指し、ここで、各々のヘテロ原子は、独立して窒素、酸素および硫黄から選択される（「５〜１４員のヘテロアリール」）。１または２以上の窒素原子を含むヘテロアリール基において、付着の点は、結合価が許容する限り、炭素であっても窒素原子であってもよい。ヘテロアリール多環式環系は、一方または両方の環中に１または２以上のヘテロ原子を含んでもよい。「ヘテロアリール」は、上で定義されるようなヘテロアリール環が、１または２以上のカルボシクリルまたはヘテロシクリル基に融合しており、付着の点がヘテロアリール環上にある環系を含み、かかる場合において、環員の数は、ヘテロアリール環系中の環員の数を示し続ける。「ヘテロアリール」はまた、上で定義されるようなヘテロアリール環が１または２以上のアリール基に融合しており、付着の点がアリールまたはヘテロアリール環のいずれかの上にある環系を含み、かかる場合において、環員の数は、融合した多環式（アリール／ヘテロアリール）環系中の環員の数を示し続ける。一方の環がヘテロ原子を含まない多環式ヘテロアリール基（例えば、インドリル、キノリニル、カルバゾリルなど）において、付着の点は、いずれの環上にあっても、すなわち、ヘテロ原子を含む環（例えば、２−インドリル）上にあってもヘテロ原子を含まない環（例えば、５−インドリル）上にあってもよい。
【００５１】
一部の態様において、ヘテロアリール基は、芳香族環系中に提供される環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する５〜１０員の芳香族環系であって、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される（「５〜１０員のヘテロアリール」）。一部の態様において、ヘテロアリール基は、芳香族環系中に提供される環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する５〜８員の芳香族環系であって、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される（「５〜８員のヘテロアリール」）。一部の態様において、ヘテロアリール基は、芳香族環系中に提供される環炭素原子および１〜４個の環ヘテロ原子を有する５〜６員の芳香族環系であって、ここで、各々のヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄から選択される（「５〜６員のヘテロアリール」）。一部の態様において、５〜６員のヘテロアリールは、窒素、酸素および硫黄から選択される１〜３個の環ヘテロ原子を有する。一部の態様において、５〜６員のヘテロアリールは、窒素、酸素および硫黄から選択される１〜２個の環ヘテロ原子を有する。一部の態様において、５〜６員のヘテロアリールは、窒素、酸素および硫黄から選択される１個の環ヘテロ原子を有する。他に特定されない限りにおいて、ヘテロアリール基の各々の場合は、独立して、未置換であるか（「未置換のヘテロアリール」）あるいは１または２以上の置換基で置換されている（「置換されたヘテロアリール」）。ある態様において、ヘテロアリール基は、未置換の５〜１４員のヘテロアリールである。ある態様において、ヘテロアリール基は、置換された５〜１４員のヘテロアリールである。
【００５２】
例示的な１個のヘテロ原子を含む５員のヘテロアリール基として、限定することなく、ピロリル、フラニルおよびチオフェニルが挙げられる。例示的な２個のヘテロ原子を含む５員のヘテロアリール基として、限定することなく、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリルおよびイソチアゾリルが挙げられる。例示的な３個のヘテロ原子を含む５員のヘテロアリール基として、限定することなく、チアゾリル、オキサジアゾリルおよびチアジアゾリルが挙げられる。例示的な４個のヘテロ原子を含む５員のヘテロアリール基として、限定することなく、テトラゾリルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む６員のヘテロアリール基として、限定することなく、ピリジニルが挙げられる。例示的な２個のヘテロ原子を含む６員のヘテロアリール基として、限定することなく、ピリダジニル、ピリミジニルおよびピラジニルが挙げられる。例示的な３または４個のヘテロ原子を含む６員のヘテロアリール基として、限定することなく、それぞれトリアジニルおよびテトラジニルが挙げられる。例示的な１個のヘテロ原子を含む７員のヘテロアリール基として、限定することなく、アゼピニル、オキセピニルおよびチエピニルが挙げられる。例示的な５，６−二環式ヘテロアリール基として、限定することなく、インドリル、イソインドリル、インダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ベンゾフラニル、ベンゾイソフラニル、ベンズイミダゾリル、ベンズオキサゾリル、ベンズイソキサゾリル、ベンズオキサジアゾリル、ベンズチアゾリル、ベンズイソチアゾリル、ベンズチアジアゾリル、インドリジニルおよびプリニルが挙げられる。例示的な６，６−二環式ヘテロアリール基として、限定することなく、ナフチリジニル、プテリジニル、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キノキサリニル、フタラジニルおよびキナゾリニルが挙げられる。例示的な三環式ヘテロアリール基として、限定することなく、フェナントリジニル、ジベンゾフラニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニルおよびフェナジニルが挙げられる。
【００５３】
「ヘテロアラルキル」は、「アルキル」のサブセットであり、本明細書において定義されるようなアルキル基であって、本明細書において定義されるようなヘテロアリール基により置換されており、付着の点がアルキル部分上にあるものを指す。
【００５４】
本明細書において用いられる場合、用語「部分的に不飽和」とは、少なくとも１の二重または三重結合を含む環部分を指す。用語「部分的に不飽和」は、複数の不飽和の部位を有する環を包含することを意図されるが、本明細書において定義されるような芳香族基（例えば、アリールまたはヘテロアリール部分）を含むことは意図されない。
【００５５】
本明細書において定義されるようなアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、ヘテロアルケニル、ヘテロアルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリール基は、任意に置換されている（すなわち、置換されているか未置換である）。一般に、用語「置換された」とは、用語「任意に」により先行されているか否かに関わらず、基（例えば、炭素または窒素原子）上に存在する少なくとも１の水素が、許容できる置換基、例えば、置換により安定な化合物、例えば自然発生的に再配置、結晶化、脱離（elimination）または他の反応などによる転換を起こさない化合物をもたらす置換基により、置き換えられることを意味する。他に示されない限りにおいて、「置換された」基は、当該基の１または２以上の置換可能な位置において、置換基を有し、任意の所与の構造において１つより多くの位置が置換される場合、置換基は、各々の位置において、同じであっても異なっていてもよい。本発明は、安定な化合物に達するために、任意のおよび全てのかかる組み合わせを企図する。本発明の目的のために、窒素などのヘテロ原子は、水素置換基、および／または、当該ヘテロ原子結合価を満たし、安定な部分の形成をもたらす、本明細書において記載されるような任意の好適な置換基を有していてよい。
【００５６】
例示的な炭素原子置換基として、限定されないが、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ２、−Ｎ３、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＯＨ、−ＯＲａａ、−ＯＮ（Ｒｂｂ）２、−Ｎ（Ｒｂｂ）２、−Ｎ（Ｒｂｂ）３＋Ｘ−、−Ｎ（ＯＲｃｃ）Ｒｂｂ、−ＳＨ、−ＳＲａａ、−ＳＳＲｃｃ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＣＯ２Ｈ、−ＣＨＯ、−Ｃ（ＯＲｃｃ）２、−ＣＯ２Ｒａａ、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＯＣＯ２Ｒａａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＲｂｂＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＮＲｂｂＣＯ２Ｒａａ、−ＮＲｂｂＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−Ｃ（＝ＮＲｂｂ）Ｒａａ、−Ｃ（＝ＮＲｂｂ）ＯＲａａ、−ＯＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｒａａ、−ＯＣ（＝ＮＲｂｂ）ＯＲａａ、−Ｃ（＝ＮＲｂｂ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＯＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＲｂｂＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲｂｂＳＯ２Ｒａａ、−ＮＲｂｂＳＯ２Ｒａａ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＳＯ２Ｒａａ、−ＳＯ２ＯＲａａ、−ＯＳＯ２Ｒａａ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＯＳ（＝Ｏ）Ｒａａ、−Ｓｉ（Ｒａａ）３、−ＯＳｉ（Ｒａａ）３、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲａａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲａａ、−ＳＣ（＝Ｓ）ＳＲａａ、−ＳＣ（＝Ｏ）ＳＲａａ、−ＯＣ（＝Ｏ）ＳＲａａ、−ＳＣ（＝Ｏ）ＯＲａａ、−ＳＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒａａ、−ＯＰ（＝Ｏ）２Ｒａａ、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒａａ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａａ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＲｃｃ）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒｂｂ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＮＲｂｂ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＮＲｂｂ）２、−ＮＲｂｂＰ（＝Ｏ）（ＯＲｃｃ）２、−ＮＲｂｂＰ（＝Ｏ）（ＮＲｂｂ）２、−Ｐ（Ｒｃｃ）２、−Ｐ（Ｒｃｃ）３、−ＯＰ（Ｒｃｃ）２、−ＯＰ（Ｒｃｃ）３、−Ｂ（Ｒａａ）２、−Ｂ（ＯＲｃｃ）２、−ＢＲａａ（ＯＲｃｃ）、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−１０ペルハロアルキル、Ｃ２−１０アルケニル、Ｃ２−１０アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１４員のヘテロシクリル、Ｃ６−１４アリール、および５〜１４員のヘテロアリールが挙げられ、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｄｄ基で置換されており；
または、炭素原子上の２個のジェミナルな水素が、以下の基：＝Ｏ、＝Ｓ、＝ＮＮ（Ｒｂｂ）２、＝ＮＮＲｂｂＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、＝ＮＮＲｂｂＣ（＝Ｏ）ＯＲａａ、＝ＮＮＲｂｂＳ（＝Ｏ）２Ｒａａ、＝ＮＲｂｂまたは＝ＮＯＲｃｃで置き換えられており；
【００５７】
Ｒａａの各々の場合は、独立して、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−１０ペルハロアルキル、Ｃ２−１０アルケニル、Ｃ２−１０アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１４員のヘテロシクリル、Ｃ６−１４アリール、および５〜１４員のヘテロアリールから選択されるか、あるいは、２個のＲａａ基は、連結されて３〜１４員のヘテロシクリルまたは５〜１４員のヘテロアリール環を形成し、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｄｄ基で置換されており；
Ｒｂｂの各々の場合は、独立して、水素、−ＯＨ、−ＯＲａａ、−Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒａａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＣＯ２Ｒａａ、−ＳＯ２Ｒａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）ＯＲａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＳＯ２Ｒｃｃ、−ＳＯ２ＯＲｃｃ、−ＳＯＲａａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲｃｃ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲｃｃ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒａａ、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒａａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＮＲｃｃ）２、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−１０ペルハロアルキル、Ｃ２−１０アルケニル、Ｃ２−１０アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１４員のヘテロシクリル、Ｃ６−１４アリールおよび５〜１４員のヘテロアリールから選択されるか、あるいは、２個のＲｂｂ基は、連結されて３〜１４員のヘテロシクリルまたは５〜１４員のヘテロアリール環を形成し、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｄｄ基で置換されており；
【００５８】
Ｒｃｃの各々の場合は、独立して、水素、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−１０ペルハロアルキル、Ｃ２−１０アルケニル、Ｃ２−１０アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１４員のヘテロシクリル、Ｃ６−１４アリールおよび５〜１４員のヘテロアリールから選択されるか、あるいは、２個のＲｃｃ基は、連結されて３〜１４員のヘテロシクリルまたは５〜１４員のヘテロアリール環を形成し、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｄｄ基で置換されており；
Ｒｄｄの各々の場合は、独立して、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ２、−Ｎ３、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＯＨ、−ＯＲｅｅ、−ＯＮ（Ｒｆｆ）２、−Ｎ（Ｒｆｆ）２、−Ｎ（Ｒｆｆ）３＋Ｘ−、−Ｎ（ＯＲｅｅ）Ｒｆｆ、−ＳＨ、−ＳＲｅｅ、−ＳＳＲｅｅ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒｅｅ、−ＣＯ２Ｈ、−ＣＯ２Ｒｅｅ、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒｅｅ、−ＯＣＯ２Ｒｅｅ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｆｆ）２、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｆｆ）２、−ＮＲｆｆＣ（＝Ｏ）Ｒｅｅ、−ＮＲｆｆＣＯ２Ｒｅｅ、−ＮＲｆｆＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｆｆ）２、−Ｃ（＝ＮＲｆｆ）ＯＲｅｅ、−ＯＣ（＝ＮＲｆｆ）Ｒｅｅ、−ＯＣ（＝ＮＲｆｆ）ＯＲｅｅ、−Ｃ（＝ＮＲｆｆ）Ｎ（Ｒｆｆ）２、−ＯＣ（＝ＮＲｆｆ）Ｎ（Ｒｆｆ）２、−ＮＲｆｆＣ（＝ＮＲｆｆ）Ｎ（Ｒｆｆ）２，−ＮＲｆｆＳＯ２Ｒｅｅ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒｆｆ）２、−ＳＯ２Ｒｅｅ、−ＳＯ２ＯＲｅｅ、−ＯＳＯ２Ｒｅｅ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒｅｅ、−Ｓｉ（Ｒｅｅ）３、−ＯＳｉ（Ｒｅｅ）３、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒｆｆ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲｅｅ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲｅｅ、−ＳＣ（＝Ｓ）ＳＲｅｅ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒｅｅ、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒｅｅ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒｅｅ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＲｅｅ）２、Ｃ１−６アルキル、Ｃ１−６ペルハロアルキル、Ｃ２−６アルケニル、Ｃ２−６アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１０員のヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリール、５〜１０員のヘテロアリールから選択され、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｇｇ基で置換されているか、または２個のジェミナルなＲｄｄ置換基は、連結されて＝Ｏまたは＝Ｓを形成し：
【００５９】
Ｒｅｅの各々の場合は、独立して、Ｃ１−６アルキル、Ｃ１−６ペルハロアルキル、Ｃ２−６アルケニル、Ｃ２−６アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、Ｃ６−１０アリール、３〜１０員のヘテロシクリルおよび３〜１０員のヘテロアリールから選択され、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｇｇ基で置換されており；
Ｒｆｆの各々の場合は、独立して、水素、Ｃ１−６アルキル、Ｃ１−６ペルハロアルキル、Ｃ２−６アルケニル、Ｃ２−６アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１０員のヘテロシクリル、Ｃ６−１０アリールおよび５〜１０員のヘテロアリールから選択されるか、あるいは、２個のＲｆｆ基は、連結されて３〜１４員のヘテロシクリルまたは５〜１４員のヘテロアリール環を形成し、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｇｇ基で置換されており；ならびに、
【００６０】
Ｒｇｇの各々の場合は、独立して、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ２、−Ｎ３、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＯＨ、−ＯＣ１−６アルキル、−ＯＮ（Ｃ１−６アルキル）２、−Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−Ｎ（Ｃ１−６アルキル）３＋Ｘ−、−ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）２＋Ｘ−、−ＮＨ２（Ｃ１−６アルキル）＋Ｘ−、−ＮＨ３＋Ｘ−、−Ｎ（ＯＣ１−６アルキル）（Ｃ１−６アルキル）、−Ｎ（ＯＨ）（Ｃ１−６アルキル）、−ＮＨ（ＯＨ）、−ＳＨ、−ＳＣ１−６アルキル、−ＳＳ（Ｃ１−６アルキル）、−Ｃ（＝Ｏ）（Ｃ１−６アルキル）、−ＣＯ２Ｈ、−ＣＯ２（Ｃ１−６アルキル）、−ＯＣ（＝Ｏ）（Ｃ１−６アルキル）、−ＯＣＯ２（Ｃ１−６アルキル）、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）、−ＮＨＣ（＝Ｏ）（Ｃ１−６アルキル）、−Ｎ（Ｃ１−６アルキル）Ｃ（＝Ｏ）（Ｃ１−６アルキル）、−ＮＨＣＯ２（Ｃ１−６アルキル）、−ＮＨＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−ＮＨＣ（＝Ｏ）ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）、−ＮＨＣ（＝Ｏ）ＮＨ２、−Ｃ（＝ＮＨ）Ｏ（Ｃ１−６アルキル），−ＯＣ（＝ＮＨ）（Ｃ１−６アルキル）、−ＯＣ（＝ＮＨ）ＯＣ１−６アルキル、−Ｃ（＝ＮＨ）Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）、−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ２、−ＯＣ（＝ＮＨ）Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−ＯＣ（ＮＨ）ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）、−ＯＣ（ＮＨ）ＮＨ２、−ＮＨＣ（ＮＨ）Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−ＮＨＣ（＝ＮＨ）ＮＨ２、−ＮＨＳＯ２（Ｃ１−６アルキル）、−ＳＯ２Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、−ＳＯ２ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）、−ＳＯ２ＮＨ２，−ＳＯ２Ｃ１−６アルキル、−ＳＯ２ＯＣ１−６アルキル、−ＯＳＯ２Ｃ１−６アルキル、−ＳＯＣ１−６アルキル、−Ｓｉ（Ｃ１−６アルキル）３、−ＯＳｉ（Ｃ１−６アルキル）３、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｃ１−６アルキル）２、Ｃ（＝Ｓ）ＮＨ（Ｃ１−６アルキル）、Ｃ（＝Ｓ）ＮＨ２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ（Ｃ１−６アルキル）、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＣ１−６アルキル、−ＳＣ（＝Ｓ）ＳＣ１−６アルキル、−Ｐ（＝Ｏ）２（Ｃ１−６アルキル）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｃ１−６アルキル）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｃ１−６アルキル）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＣ１−６アルキル）２、Ｃ１−６アルキル、Ｃ１−６ペルハロアルキル、Ｃ２−６アルケニル、Ｃ２−６アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、Ｃ６−１０アリール、３〜１０員のヘテロシクリル、５〜１０員のヘテロアリールである；あるいは、２個のジェミナルなＲｇｇ置換基は、連結して＝Ｏまたは＝Ｓを形成してもよく；
ここで、Ｘ−は対イオンである。
【００６１】
本明細書において用いられる場合、用語「ヒドロキシル」または「ヒドロキシ」とは、基−ＯＨを指す。用語「置換されたヒドロキシル」または「置換されたヒドロキシル」は、拡大解釈すれば、親分子に直接付着している酸素原子が水素以外の基で置換されているヒドロキシル基を指し、−ＯＲａａ、−ＯＮ（Ｒｂｂ）２、−ＯＣ（＝Ｏ）ＳＲａａ、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＯＣＯ２Ｒａａ、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＯＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｒａａ、−ＯＣ（＝ＮＲｂｂ）ＯＲａａ、−ＯＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＯＳ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＯＳＯ２Ｒａａ、−ＯＳｉ（Ｒａａ）３、−ＯＰ（Ｒｃｃ）２、−ＯＰ（Ｒｃｃ）３、−ＯＰ（＝Ｏ）２Ｒａａ、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａａ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＲｃｃ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒｂｂ）２、および−ＯＰ（＝Ｏ）（ＮＲｂｂ）２（式中、Ｒａａ、Ｒｂｂ、およびＲｃｃは、本明細書において定義されるとおりである）から選択される基を含む。
【００６２】
本明細書において用いられる場合、用語「チオール」または「チオ」とは、基−ＳＨを指す。用語「置換されたチオール」または「置換されたチオ」とは、拡大解釈すれば、親分子に直接付着している硫黄原子が水素以外の基で置換されているチオール基を指し、−ＳＲａａ、−Ｓ＝ＳＲｃｃ、−ＳＣ（＝Ｓ）ＳＲａａ、−ＳＣ（＝Ｏ）ＳＲａａ、−ＳＣ（＝Ｏ）ＯＲａａ、および−ＳＣ（＝Ｏ）Ｒａａ（式中、ＲａａおよびＲｃｃは、本明細書において定義されるとおりである）から選択される基を含む。
【００６３】
本明細書において用いられる場合、用語「アミノ」とは、基−ＮＨ２を指す。用語「置換されたアミノ」とは、拡大解釈すれば、本明細書において定義されるような一置換されたアミノ、二置換されたアミノまたは三置換されたアミノを指す。ある態様において、「置換されたアミノ」は、一置換されたアミノまたは二置換されたアミノ基である。
【００６４】
本明細書において用いられる場合、用語「一置換されたアミノ」とは、親分子に直接付着している窒素原子が、１個の水素および１個の水素以外の基で置換されたアミノ基を指し、−ＮＨ（Ｒｂｂ）、−ＮＨＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＮＨＣＯ２Ｒａａ、−ＮＨＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＨＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＨＳＯ２Ｒａａ、−ＮＨＰ（＝Ｏ）（ＯＲｃｃ）２、および−ＮＨＰ（＝Ｏ）（ＮＲｂｂ）２（式中、Ｒａａ、ＲｂｂおよびＲｃｃは、本明細書において定義されるとおりであり、式中、基−ＮＨ（Ｒｂｂ）のＲｂｂは、水素ではない）から選択される基を含む。
【００６５】
本明細書において用いられる場合、用語「二置換されたアミノ」とは、親分子に直接付着している窒素原子が、２個の水素以外の基で置換されたアミノ基を指し、−Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＲｂｂＣ（＝Ｏ）Ｒａａ、−ＮＲｂｂＣＯ２Ｒａａ、−ＮＲｂｂＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＲｂｂＣ（＝ＮＲｂｂ）Ｎ（Ｒｂｂ）２、−ＮＲｂｂＳＯ２Ｒａａ、−ＮＲｂｂＰ（＝Ｏ）（ＯＲｃｃ）２、および−ＮＲｂｂＰ（＝Ｏ）（ＮＲｂｂ）２（式中、Ｒａａ、Ｒｂｂ、およびＲｃｃは、本明細書において定義されるとおりであり、ただし、親分子に直接付着している窒素原子は、水素では置換されない）から選択される基を含む。
【００６６】
本明細書において用いられる場合、用語「三置換されたアミノ」とは、親分子に直接付着している窒素原子が、３個の基で置換されたアミノ基を指し、−Ｎ（Ｒｂｂ）３および−Ｎ（Ｒｂｂ）３＋Ｘ−（式中、ＲｂｂおよびＸ−は、本明細書において定義されるとおりである）から選択される基を含む。
【００６７】
本明細書において用いられる場合、用語「オキソ」とは、基＝Ｏを指し、用語「チオオキソ」とは、基＝Ｓを指す。
【００６８】
本明細書において用いられる場合、「対イオン」は、負に荷電された基であって、電気的中性を維持するために正に荷電された四級アミンと会合しているものである。例示的な対イオンとして、ハライドイオン（例えば、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−）、ＮＯ３−、ＣｌＯ４−、ＯＨ−、Ｈ２ＰＯ４−、ＨＳＯ４−、スルホン酸イオン（例えば、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、１０−カンファースルホン酸、ナフタレン−２−スルホン酸、ナフタレン−１−スルホン酸−５−スルホン酸、エタン−１−スルホン酸−２−スルホン酸など）、およびカルボン酸イオン（例えば、酢酸、エタン酸、プロパン酸、安息香酸、グリセリン酸、乳酸、酒石酸、グリコール酸など）が挙げられる。
【００６９】
窒素原子は、結合価が許容する限り、置換されていても未置換であってもよく、一級、二級、三級および四級の窒素原子を含む。例示的な窒素原子置換基として、限定されないが、水素、−ＯＨ、−ＯＲａａ、−Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒａａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＣＯ２Ｒａａ、−ＳＯ２Ｒａａ、−Ｃ（＝ＮＲｂｂ）Ｒａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）ＯＲａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＳＯ２Ｒｃｃ、−ＳＯ２ＯＲｃｃ、−ＳＯＲａａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲｃｃ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲｃｃ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒａａ、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒａａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＮＲｃｃ）２、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−１０ペルハロアルキル、Ｃ２−１０アルケニル、Ｃ２−１０アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１４員のヘテロシクリル、Ｃ６−１４アリールおよび５〜１４員のヘテロアリールが挙げられ、あるいは、Ｎ原子に付着している２個のＲｃｃ基は、連結されて、３〜１４員のヘテロシクリルまたは５〜１４員のヘテロアリール環を形成してもよく、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｄｄ基で置換され、式中、Ｒａａ、Ｒｂｂ、ＲｃｃおよびＲｄｄは、上で定義されるとおりである。
【００７０】
ある態様において、窒素原子上に存在する置換基は、アミノ保護基である。アミノ保護基として、限定されないが、−ＯＨ、−ＯＲａａ、−Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒａａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＣＯ２Ｒａａ、−ＳＯ２Ｒａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）Ｒａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）ＯＲａａ、−Ｃ（＝ＮＲｃｃ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒｃｃ）２、−ＳＯ２Ｒｃｃ、−ＳＯ２ＯＲｃｃ、−ＳＯＲａａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒｃｃ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲｃｃ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲｃｃ、Ｃ１−１０アルキル（例えば、アラルキル、ヘテロアラルキル）、Ｃ２−１０アルケニル、Ｃ２−１０アルキニル、Ｃ３−１０カルボシクリル、３〜１４員のヘテロシクリル、Ｃ６−１４アリールおよび５〜１４員のヘテロアリール基が挙げられ、ここで、各々のアルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、アラルキル、アリールおよびヘテロアリールは、独立して、０、１、２、３、４または５個のＲｄｄ基で置換され、式中、Ｒａａ、Ｒｂｂ、ＲｃｃおよびＲｄｄは、本明細書において定義されるとおりである。アミノ保護基は、当該分野において周知であり、Protecting Groups in Organic Synthesis、T. W. Greene and P. G. M. Wuts、第三版、John Wiley & Sons、1999年において詳細に記載されるものを含み、これは、本明細書において参考として援用される。
【００７１】
これらおよび他の例示的な置換基は、詳細な説明、例および請求の範囲において、より詳細に記載される。本発明は、上の例示的な置換基の列挙により、決して限定されることを意図されない。
【００７２】
本明細書において用いられる場合、用語「塩」または「薬学的に受容可能な塩」とは、健全な医学的判断の範囲内において、過度の毒性、刺激、アレルギー応答などを伴うことのない、ヒトおよびより下等な動物の組織と接触しての使用のために好適な塩であって、妥当な利益／リスク比に釣り合うものを指す。薬学的に受容可能な塩は、当該分野において周知である。例えば、S. M. Bergeらは、J. Pharmaceutical Sciences, 1977, 66, 1-19において、薬学的に受容可能な塩を詳細に記載する。本発明の化合物の薬学的に受容可能な塩は、好適な無機および有機の酸および塩基から誘導されるものを含む。薬学的に受容可能な、非毒性の酸付加塩は、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸および過塩素酸などの無機酸を用いて、または、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸またはマロン酸などの有機酸を用いて、あるいは、イオン交換などの当該分野において用いられる他の方法を用いることにより形成される、アミノ基の塩である。他の薬学的に受容可能な塩として、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、グルコン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヨウ化水素酸塩、２−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、２−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、３−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩などが挙げられる。適切な塩基から誘導される塩として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムおよびＮ＋（Ｃ１−４アルキル）４塩が挙げられる。代表的なアルカリおよびアルカリ土類金属塩として、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどが挙げられる。さらなる薬学的に受容可能な塩として、適切である場合は、非毒性アンモニウム、４級アンモニウム、ならびに、ハライド、水酸化物、カルボン酸、硫酸、リン酸、硝酸、低級アルキルスルホン酸塩およびアリールスルホン酸塩などの対イオンを用いて形成されたアミンカチオンが挙げられる。
【００７３】
本明細書において用いられる場合、用語「プロドラッグ」とは、親化合物の誘導体であって、体内において、親化合物を放出するために、転換を必要とするものを指す。特定の場合において、プロドラッグは、親化合物に対して改善された物理的特性および／または送達特性を有する。プロドラッグは、典型的には、親化合物に付随する薬学および／または薬物動態学に基づく特性を増強するように設計される。プロドラッグの利点は、親化合物と比較して増強された生理学的ｐＨにおける非経口投与のための水溶性などの、その物理的特性にあってもよく、または、それは消化管から吸収を増強しても、または、それは、長期の貯蔵のための薬物の安定性を増強してもよい。
【００７４】
本明細書において用いられる場合、用語「互変異性体」とは、水素および二重結合が、当該分子の他の原子に関して位置を変更している、化合物の特定の異性体を指す。一対の互変異性体が存在するためには、相互転換のための機構が存在しなければならない。互変異性体の例として、ケト−エノール形態、イミン−エナミン形態、アミド−イミノアルコール形態、アミジン−アミニジン形態、ニトロソ−オキシム形態、チオケトン−エンチオール形態、Ｎ−ニトロソ−ヒドロキシアゾ形態、ニトロ−aci−ニトロ形態、およびピリドン−ヒドロキシピリジン形態が挙げられる。
【００７５】
本明細書において用いられる場合、「無細胞」とは、インタクトな細胞を実質的に含まない組成物を指す。当業者は、溶解の後の細胞のうちの特定のパーセンテージ、例えば１０％未満、５％未満、２％未満、１％未満、または０．５％未満は、完全であってもよいことを理解するであろう。
【００７６】
本明細書において用いられる場合、「タンパク質」は、ペプチド結合により一緒に連結されたアミノ酸残基のポリマーを含む。当該用語は、本明細書において用いられる場合、任意のサイズ、構造または機能のタンパク質、ポリペプチドおよびペプチドを指す。典型的には、タンパク質は、少なくとも３アミノ酸長である。タンパク質は、個々のタンパク質を指しても、タンパク質の集合を指してもよい。本発明のタンパク質は、好ましくは天然のアミノ酸のみを含むが、非天然のアミノ酸（すなわち、天然においては生じないが、ポリペプチド鎖中に組み込むことができる化合物）、および／またはアミノ酸アナログが、当該分野において公知であり、代替的に使用することができる。また、本発明のタンパク質中のアミノ酸の１または２以上は、例えば、炭水化物基、ヒドロキシル基、リン酸基、ファルネシル基、イソファルネシル基、脂肪酸基、コンジュゲーションのためのリンカー、官能基化、または他の修飾などの化学実体の付加により、改変されてもよい。タンパク質は、単一の分子であっても、複数の分子の複合体であってもよい。タンパク質は、単に、天然に存在するタンパク質またはペプチドのフラグメントであってもよい。タンパク質は、天然に存在するもの、組換えまたは合成のものであっても、あるいはこれらの任意の組み合わせであってもよい。
【００７７】
本明細書において用いられる場合、「核酸」とは、ヌクレオチドのポリマーを指す。当該ポリマーとして、天然のヌクレオシド（すなわち、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシンおよびデオキシシチジン）、ヌクレオシドアナログ（例えば、２−アミノアデノシン、２−チオチミジン、イノシン、ピロロ−ピリミジン、３−メチルアデノシン、５−メチルシチジン、Ｃ５−ブロモウリジン、Ｃ５−フルオロウリジン、Ｃ５−ヨードウリジン、Ｃ５−プロピニル−ウリジン、Ｃ５−プロピニル−シチジン、Ｃ５−メチルシチジン、７−デアザアデノシン、７−デアザグアノシン、８−オキソアデノシン、８−オキソグアノシン、Ｏ（６）−メチルグアニン、４−アセチルシチジン、５−（カルボキシヒドロキシメチル）ウリジン、ジヒドロウリジン、メチルシュードウリジン、１−メチルアデノシン、１−メチルグアノシン、Ｎ６−メチルアデノシンおよび２−チオシチジン）、化学的に修飾された塩基、生物学的に修飾された塩基（例えば、メチル化塩基）、インターカレートされた塩基、修飾された糖（例えば、２’−フルオロリボース、リボース、２’−デオキシリボース、２’−Ｏ−メチルシチジン、アラビノースおよびヘキソース）、または修飾されたリン酸基（例えば、ホスホロチオエートおよび５’−Ｎ−ホスホラミダイト架橋）を挙げることができる。
【００７８】
本明細書において用いられる場合、「アイソザイム」とは、アミノ酸配列が異なるが、同じ化学反応を触媒するか、または出発材料から同じ反応生成物を生成する酵素を指す。
【００７９】
本明細書において用いられる場合、「脱離基」は、当該分野において理解される用語であり、異方性結合分解において一対の電子により分離される分子フラグメントを指し、ここで、当該分子フラグメントは、アニオンまたは中性分子である。例えば、Smith、March Advanced Organic Chemistry、第６版（501-502）。例示的な脱離基として、限定されないが、ハロ（例えば、クロロ、ブロモ、ヨード）およびスルホニル置換されたヒドロキシル基（例えば、トシル、メシル、ベシル）が挙げられる。
【００８０】
「補酵素Ａモノラジカル」（−Ｓ−ＣｏＡ）とは、以下：
【化４２】
2014526250.tif 000045
の式の基またはその塩を指す。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の無細胞プロセスの一般化された模式図を表わす；E. coli細胞における酵素の過剰発現（in vivoでのステップ）；細胞ライセートを提供するためのE. coli細胞の溶解；および細胞ライセートを用いるカルバペネムの生成（ex vivoでのステップ）。
【００８２】
【図２Ａ】図２Ａは、提案された酵素による、任意に置換されていてもよいグルタミン酸（「グルタミン酸化合物」）からの、任意に置換されていてもよいグルタミン酸セミアルデヒド（「グルタミン酸セミアルデヒド化合物」）の生成を表わす（ステップａ〜ｂ、表１）。グルタミン酸セミアルデヒド化合物は、in situで自然発生的に触媒してピロール化合物を形成し得る。
【００８３】
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに表わされる方法に従って生成することができる例示的なグルタミン酸セミアルデヒド化合物およびピロール化合物を表わす。
【００８４】
【図３】図３は、酵素による３−ヒドロキシ−グルタミン酸セミアルデヒドの生成の２つの代替的経路を表わす（ステップａ、ｂ、ｃ、ｇ、ｈ、ｉおよび／またはｊ）。
【００８５】
【図４】図４は、酵素によるグルコースからの任意に置換されていてもよいＣｏＡ化合物の生成を表わす（ステップｃ〜ｆ）。
【００８６】
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、酵素による、グルタミン酸セミアルデヒド化合物および補酵素Ａ（CoA）化合物からのカルバペネムの生成を表わす。当該プロセスは、チエナマイシンおよびカルバペネムの両方、またはそれらのいずれかの生合成経路からの酵素を利用する（ステップ１〜３）。E. coliを、E. coliの細胞膜周辺腔において、主要なエントリー酵素であるカルボキシメチル−Proシンターゼ（CarB、ThnEまたはそのアイソザイム）を生成するように操作してもよい。
【００８７】
【図６Ａ】図６Ａは、Ｃ６側鎖の酵素による付着、およびその後の、例示的なカルバペネムを提供するための、酵素によるＣ６エチル基のヒドロキシル化を表わす。
【００８８】
【図６Ｂ】図６Ｂは、Ｃ２側鎖の酵素による付着、およびその後の任意の、例示的なカルバペネムを提供するための、酵素によるＣ６エチル基のヒドロキシル化を表わす（ステップ４〜５）。
【００８９】
【図７】図７は、Ｒ５は−ＯＨである式（ｉ）のエノール−ケト互変異性化、およびその後の任意の、例示的なカルバペネムを提供するための、酵素によるＣ６エチル基のヒドロキシル化を表わす（ステップ５）。
【００９０】
【図８】図８は、エノール形態をトラップすることによるＣ２側鎖の化学的付着、およびその後の、タンデムなMichael付加−脱離（elimination）反応を介してカルバペネムを提供するための、ＳＨＲ８による処置を表わす。
【００９１】
【図９】図９Ａ〜９Ｈは、本発明の方法に従う、例えばグルタミン酸セミアルデヒドおよびマロニル−CoA（図９Ａ）またはエチルマロニル−CoA（図９Ｂ）から、４−メチルグルタミン酸セミアルデヒドおよびエチルマロニル−CoA（図９Ｃ）またはマロニル−CoA（図９Ｆ）から、３−ヒドロキシグルタミン酸セミアルデヒドおよびエチルマロニル−CoA（図９Ｄ）またはマロニル−CoA（図９Ｇ）から、３−ヒドロキシ−４−メチル−グルタミン酸セミアルデヒドおよびエチルマロニル−CoA（図９Ｅ）またはマロニル−CoA（図９Ｈ）からの、カルバペネム足場の生成を表わす。グルタミン酸セミアルデヒド化合物は、in situで自然発生的に触媒してピロール化合物を形成することができる（示さず）。
【００９２】
【図１０】図１０は、ProB、ProAおよびCarB活性を含むライセート中での、置換されたグルタミン酸およびエチルマロニル−CoAからの、置換されたカルボキシメチルプロリン（CMP）の生成（Ａ）、ならびに、LC/MS/MSによる特徴づけ（Ｂ）を表わす。
【００９３】
【図１１】図１１は、ProB、ProA、CarBおよびCarA 活性を含むライセート中での、置換されたグルタミン酸およびマロニル−CoAからの置換カルバペナムの生成（Ａ）、ならびにLC/MS/MSによる特徴づけ（Ｂ）を表わす。
【００９４】
【図１２】図１２は、ProB、ProA、CarB、CarAおよびCarC活性を含むライセート中での、置換されたグルタミン酸およびマロニル−CoAからの、置換カルバペネムの生成（Ａ）、ならびにLC/MS/MSによる特徴づけ（Ｂ）を表わす。
【００９５】
【図１３Ａ】図１３Ａは、プロリン化合物からの、プロリン３−ヒドロキシラーゼ（ステップｋ）および／またはプロリンオキシダーゼ（ステップｍ）との接触を介する、ピロールCarB基質の生成を表わす。
【００９６】
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａにおいて表わされる方法に従ってプロリン化合物から生成することができる、例示的なピロール化合物を表わす。
【００９７】
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、（Ｓ）−および（Ｒ）−プロリンからの、プロリン３−ヒドロキシラーゼ（ステップｋ）およびプロリンオキシダーゼ（ステップｍ）との接触を介する、シス−およびトランス−３−ヒドロキシ−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロール−２−カルボン酸の酵素的合成を表わす。
【００９８】
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、酵素による、ピロール化合物および補酵素Ａ化合物からのカルバペネムの生成を表わす。当該プロセスは、チエナマイシンおよびカルバペネムの両方、またはそのいずれかの生合成経路からの酵素を利用する（ステップ１〜３）。E. coliを、E. coliの細胞膜周辺腔において主要なエントリー酵素であるカルボキシメチル−Proシンターゼ（CarB、ThnEまたはそのアイソザイム）を生成するように操作してもよい。
【００９９】
【図１４】図１４は、多様な量のプロリンオキシダーゼPutA（E. coli）およびCarB（P. carotovorum）を含むライセート中での、シス−またはトランス−３−ヒドロキシ−プロリンおよびマロニル−CoAからの、ヒドロキシル化カルボキシメチルプロリン（CMP）化合物の生成を表わす。
【発明を実施するための形態】
【０１００】
発明のある態様の詳細な説明
歴史的に、無細胞系は、複雑な生物系の天然の可能性を利用するための有用なツールを提供してきた。無細胞タンパク質合成系（CFPS）は、患者特異的ワクチン候補および医薬用タンパク質を含む、in vivoで調製することが困難であるタンパク質の合成のための有望なプラットフォームを提供することが示された。例えば、Yangら、Biotechnol. Bioeng. (2005) 89:503-511およびGoerkeら、Biotechnol. Bioeng. (2008) 99:351-367を参照。これらの有望な応用にも関わらず、CFPSは、それらがタンパク質合成のために必要とされるエネルギーを生成することができないこと、および高価なエネルギー基質の持続的供給が必要とされることにより限定されていた。ホスホエノールピルビン酸（PEP）および類似の化合物により駆動されるワンステップリン酸化反応は、長期のタンパク質生成のために必要とされるエネルギーを供給するために用いられてきたが、このプロセスは、限られた期間の間ＡＴＰのバーストを発生させるだけであるため、あまり効率的ではなく、一方で、同時に阻害性のリン酸を発生させる。例えば、Swartz, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. (2006) 33:476-485を参照。近年、研究者らは、基質コストを劇的に減少させ、無細胞の大規模化を単純化するために、アミノ酸供給を安定化し、酸化性のリン酸化を伴う中心的な代謝を活性化する無細胞系を用いて、これらの問題に取り組んで来た。例えば、Calhounら、J. Biotechnol. (2006) 123:193-203; Michel-Reydelletら、Metabolic Engineering (2004) 6:197-203; Jewettら、Mol. Syst. Biol. (2008) 4:220；およびCalhounら、Biotechnology and Bioengineering (2005) 90:606-613を参照。これらの系は、シキミ酸などの有機低分子の無細胞生成に適応されて来た。例えば、PCT公開WO2010/074760を参照。無細胞合成は、無細胞反応のオープンな性質を利用し、以下：ｉ）抗生物質などの高い程度の細胞毒性を有する化学物質を生成する能力；ｉｉ）目的の化学生成物に対して全ての炭素を向かわせて生産性を増大させる能力；ｉｉｉ）還元当量のフラックスおよび電子キャリアの再利用をより効果的に制御する能力；ｉｖ）生合成の基質を直接的に添加する能力；および／またはｖ）より効率的な生成物の収集および迅速な大規模化のための能力を有することを含む、化学的生成への化学合成および発酵に基づくアプローチの両方に対する著しい利点を有する。無細胞系は、細胞の代謝資源の全てではなくとも大部分を、一経路の排他的な生成に向かわせることができる。さらに、in vitroにおける細胞壁の不在は、合成環境の制御を可能にするため、有利である。細胞増殖またはバイアビリティーを考慮する必要がないので、酸化還元電位、ｐＨまたはイオン強度もまた、in vivoにおけるものよりも高いフレキシビリティーにより改変することができる。さらに、直接的な生成物の回収を、より容易に達成することができる。
【０１０１】
本発明は、これらの努力から、式（ｉ）：
【化４３】
2014526250.tif 000046
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを生成するための方法を確立することを目指す；
【０１０２】
式中；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４の各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され；
【０１０３】
Ｒ５は、水素、−ＯＲ８、−ＳＲ８、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８、−Ｓ（＝Ｏ）２Ｒ８、および−Ｎ（Ｒ８）２からなる群より選択され、ここで、Ｒ８の各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ８ｂＳＯ２Ｒ８ａ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ８ａ）２、−Ｓｉ（Ｒ８ａ）３、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（ＯＲ８ａ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２ＯＲ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｂ（Ｒ８ａ）２、−Ｂ（ＯＲ８ａ）２、および−ＢＲ８ａ（ＯＲ８ａ）からなる群より選択され、ここで、Ｒ８ａは、酸素原子に酸素保護基が結合している場合、および硫黄原子に硫黄保護基が結合している場合は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ８ａ基が、または１個のＲ８ａおよびＲ８ｂ基が連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成し；ならびに、Ｒ８ｂの各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および窒素保護基からなる群より選択されるか、あるいは２個のＲ８ｂは、連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成する；
【０１０４】
Ｒ６は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７からなる群より選択され、ここで、Ｒ７の各々の場合は、水素、−ＯＲ７ａ、−ＳＲ７ａまたは−Ｎ（Ｒ７ｂ）２から選択され、ここで、Ｒ７ａは、酸素原子に酸素保護基が結合している場合、および硫黄原子に硫黄保護基が結合している場合は、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され；ならびに、Ｒ７ｂの各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および窒素保護基からなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ７ｂは、連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成し；ならびに
【化４４】
2014526250.tif 000047
は、単結合または二重結合を表わす。
【０１０５】
【化４５】
2014526250.tif 000048
が二重結合を表わし、Ｒ5がＯＨ、ＳＨまたはＮＨＲ８である場合、式（ｉ）の化合物は、少なくとも２の互変異性体の混合物（すなわち、エノールおよびケト形態）：
【化４６】
2014526250.tif 000049
式中、Ｘは、Ｏ、ＳまたはＮＲ８である、
として存在してもよいことが理解される。
【０１０６】
一側面において、方法は、グルコース、グリシン、および／または式（ｉ）の化合物の組み合わせから本発明のカルバペネムを生成することができる１または２以上の酵素を発現するように操作された、細胞または細胞の群を提供することを含む。ある態様において、これらの酵素の１または２以上は、細胞溶解に先立って、細胞質において見出される。ある態様において、これらの酵素の１または２以上は、細胞溶解に先立って、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、細胞または細胞の群は、溶解されて、細胞質および任意に細胞膜周辺腔から放出された酵素の混合物を含む細胞ライセートを提供する。ある態様において、酵素含有細胞ライセートは次いで、グルコース、グリシンおよび／または式（ｉ）の化合物を「フィード」されて、本明細書において記載されるカルバペネムを生成する。ある態様において、プロセスはさらに、広範なカルバペネム、例えば式（ｉ）により包含される化合物を提供するための、１または２以上のさらなる化学物質および／または酵素によるステップを包含する。
【０１０７】
別の側面において、本発明の方法は、グルコースと式（ｉｖ）のプロリン化合物との組合せから本明細書において記載されるカルバペネムを生成することができる１または２以上の酵素を発現するように操作された、細胞または細胞の群を提供することを含む。ある態様において、これらの酵素の１または２以上は、溶解に先立って細胞質空間において見出される。ある態様において、これらの酵素の１または２以上は、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、細胞または細胞の群は、溶解されて、細胞質および任意に細胞膜周辺腔から放出された酵素の混合物を含む細胞ライセートを提供する。ある態様において、酵素含有細胞ライセートは次いで、グルコースおよび式（ｉｖ）のプロリン化合物を「フィード」されて、本明細書において記載されるカルバペネムを生成する。ある態様において、プロセスはさらに、広範なカルバペネム、例えば式（ｉ）により包含される化合物を提供するための、１または２以上のさらなる化学物質および／または酵素によるステップを包含する。
【０１０８】
本発明の多様な側面に関連する代表的な酵素を、表１および２において提供する。一部の態様において、表１において提供される１または２以上の酵素は、生物において発現される。一部の態様において、表２において提供される１または２以上の酵素は、生物において発現される。表１および２は、本発明の１または２以上のステップを行う上で有用な酵素の非限定的な例であることを意図される。他の酵素は、同じ反応を惹起するか、または出発材料から同じ反応生成物を生成することができ、例えばそのアイソザイムもまた、本発明の１または２以上の方法の実施において有用であるものとして企図される。
【０１０９】
【表１−１】
2014526250.tif 000050
【表１−２】
2014526250.tif 000051
【表１−３】
2014526250.tif 000052
【０１１０】
【表２−１】
2014526250.tif 000053
【表２−２】
2014526250.tif 000054
【０１１１】
本明細書において用いられる場合、「解糖／アセチル−CoA生合成多酵素」とは、Glk、Pgi、PfkA、Fba、Tpi、GabP、Pgk、GpmA、Eno、PykA、PykF、AceE、AceFおよびそれらのサブセットからなる群より選択される酵素の群を指す。これらの酵素のいずれかのアイソザイムもまた、「解糖／アセチル−CoA生合成多酵素」の範囲内に包含される。酵素のこの特定の列記は、ステップ（ｃ）を行う上で有用な酵素の群の非限定的な例であることが理解される。他の群の酵素は、この特定のステップを行う上で有用であることが見出され得、「解糖／アセチル−CoA生合成多酵素」の範囲内に包含されるものとして企図される。
【０１１２】
ある態様において、１または２以上の酵素は、溶解に先立って、細胞の細胞質において、発現され、任意に隔離される。ある態様において、１または２以上の酵素は、細胞膜周辺腔において、発現され、任意に隔離される。表１および２において列記される例示的な酵素は、発現の後で、細胞質空間または細胞膜周辺腔において隔離されても、他所において隔離されてもよい。ある態様において、表２において提供される少なくとも１の酵素は、細胞膜周辺腔において隔離される、細胞膜周辺腔における酵素の隔離は、当該分野において公知であり、例えば、本明細書において参考として援用されるＰＣＴ出願番号PCT/US2011/035639を参照する。細胞の溶解により細胞ライセートが提供されると、隔離された酵素は、同じライセートまたは異なるライセート中に存在する１または２以上の基質と、自由に反応する。
【０１１３】
ある態様において、表１において提供される１または２以上の酵素は、細胞質において、発現され、任意に隔離される。ある態様において、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ、例えば、E. coliのプロリン生合成から、ProBまたはそのアイソザイム）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ、例えば、E. coliのプロリン生合成から、ProAまたはそのアイソザイム）；解糖／アセチル−CoA生合成多酵素（例えば、Glk、Pgi、PfkA、Fba、Tpi、GabP、Pgk、GpmA、Eno、PykA、PykF、AceEおよび／またはAceF、またはそのアイソザイム）；アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ（例えば、R. sphaeroidesから、PhaAまたはそのアイソザイム）；ベータ−酸化多酵素（例えば、E. coliから、FadBまたはそのアイソザイム）；クロトニル−CoAレダクターゼ（例えば、R. sphaeroidesから、Ccrまたはそのアイソザイム）；アセチル−CoAカルボキシラーゼ（例えば、E.coliから、AccABCDまたはそのアイソザイム）；マロニル−CoAレダクターゼ酵素（例えば、Sulfolobus tokodaiiから、E. coliにおいて発現されるMcrまたはそのアイソザイム）；スレオニンアルドラーゼ（例えば、E. coliにおいて発現される、LtaEまたはそのアイソザイム）；ベータ−アラニントランスフェラーゼ酵素；プロリン３−ヒドロキシラーゼ酵素（例えば、P3H1、またはそのアイソザイム）；プロリンオキシダーゼ酵素（例えば、PutAまたはそのアイソザイム）；およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素が、溶解に先立って、細胞の細胞質において、発現され、任意に隔離される。ある態様において、細胞は溶解され、細胞ライセートを提供する。
【０１１４】
ある態様において、表２において提供される１または２以上の酵素は、細胞膜周辺腔において、発現され、任意に隔離される。ある態様において、カルボキシメチル−Proシンターゼ（例えば、Pectobacterium carotovorumから、CarB、および／またはStrepomyces cattleyaから、さらにそれらのアイソザイム）；カルバペナムシンセターゼ（例えば、P. carotovorumから、CarAまたはそのアイソザイム）；ベータ−ラクタムシンセターゼ（例えば、Strepomyces cattleyaから、ThnMまたはそのアイソザイム）；カルバペネムシンターゼ（例えば、P. carotovorumから、CarC、および／またはStrepomyces cattleyaから、ThnGまたはそのアイソザイム）；トランスフェラーゼ（例えば、Strepomyces cattleyaから、ThnVまたはそのアイソザイム）；オキシゲナーゼ（例えば、Strepomyces cattleyaから、ThnQまたはそのアイソザイム；あるいは、２−オキソグルタル酸および／またはＦｅ（ＩＩ）依存性オキシゲナーゼスーパーファミリーの酵素、またはそのアイソザイム）；およびメチルトランスフェラーゼ酵素（例えば、ThnL、ThnP、ThnK、またはそのアイソザイム）；およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素が、溶解に先立って、細胞膜周辺腔において、発現され、任意に隔離される。例えば、ある態様において、カルボキシメチル−Proシンターゼ（例えば、Pectobacterium carotovorumから、CarB、および／またはStrepomyces cattleyaから、ThnE）またはそのアイソザイムが、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、カルバペナムシンセターゼ（例えば、P. carotovorumから、CarA）またはそのアイソザイムが、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、ベータ−ラクタムシンセターゼ（例えば、Strepomyces cattleyaから、ThnM）またはそのアイソザイムが、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、カルバペネムシンターゼ（例えば、P. carotovorumから、CarC、および／またはStrepomyces cattleyaから、ThnG）またはそのアイソザイムが、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、トランスフェラーゼ（例えば、Strepomyces cattleyaから、ThnVまたはそのアイソザイム）が、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、オキシゲナーゼ（例えば、Strepomyces cattleyaから、ThnQ；あるいは、２−オキソグルタル酸および／またはＦｅ（ＩＩ）依存性オキシゲナーゼスーパーファミリーの酵素またはそのアイソザイム）が、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素（例えば、ThnL、ThnP、ThnK、またはそのアイソザイム）が、細胞膜周辺腔において隔離される。
【０１１５】
本発明に関連する方法は、任意の型の細胞、例えば原核および真核細胞からのライセートを包含する。一部の態様において、細胞は、細菌細胞、例えばEscherichia spp.、Streptomyces spp.、Zymonas spp.、Acetobacter spp.、Citrobacter spp.、Synechocystis spp.、Rhizobium spp.、Clostridium spp.、Corynebacterium spp.、Streptococcus spp.、Xanthomonas spp.、Lactobacillus spp.、Lactococcus spp.、Bacillus spp.、Alcaligenes spp.、Pseudomonas spp.、Aeromonas spp.、Azotobacter spp.、Comamonas spp.、Mycobacterium spp.、Rhodococcus spp.、Gluconobacter spp.、Ralstonia spp.、Acidithiobacillus spp.、Microlunatus spp.、Geobacter spp.、Geobacillus spp.、Arthrobacter spp.、Flavobacterium spp.、Serratia spp.、Saccharopolyspora spp.、Thermus spp.、Stenotrophomonas spp.、Chromobacterium spp.、Sinorhizobium spp.、Saccharopolyspora spp.、Agrobacterium spp.およびPantoea spp.である。細菌細胞は、Escherichia coli（E. coli）細胞などのグラム陰性細胞であっても、Bacillusの種などのグラム陽性細胞であってもよい。他の態様において、細胞は、酵母細胞、例えば、Saccharomyces spp.、Schizosaccharomyces spp.、Pichia spp.、Paffia spp.、Kluyveromyces spp.、Candida spp.、Talaromyces spp.、Brettanomyces spp.、Pachysolen spp.、Debaryomyces spp.、Yarrowia spp.および工業用多数体酵母株などの真菌細胞であってもよい。真菌の非限定的な例として、Aspergillus spp.、Pennicilium spp.、Fusarium spp.、Rhizopus spp.、Acremonium spp.、Neurospora spp.、Sordaria spp.、Magnaporthe spp.、Allomyces spp.、Ustilago spp.、Botrytis spp.、Pectobacterium spp.およびTrichoderma sppが挙げられる。他の態様において、細胞は、藻類細胞、植物細胞、または哺乳動物細胞である。本発明に適合可能な幾つかの細胞は、本発明に関連する遺伝子のうちの１または２以上の内在型コピー、ならびに組換えコピーを発現してもよいことが、理解されるべきである。
【０１１６】
ある態様において、細胞ライセートは、本明細書において記載される１または２以上の酵素を過剰発現するように操作されたE. coli細胞のライセートである。ある態様において、細胞ライセートは、酵素の群、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多くの酵素を過剰発現するように操作されたE. coli細胞のライセートである。ある態様において、細胞ライセートは、異なる細胞ライセートの組み合わせ、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１０より多くの異なる細胞から、例えば、各々が１または２以上の酵素を過剰発現するように操作された異なる生物から得られた、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１０より多くの異なる細胞ライセートの組み合わせである。一部の態様において、異なる生物からのライセートを組み合わせる。例えば、操作されたE. coli株からのライセートを、Pectobacterium carotovorum（CarABC遺伝子のソース）株などの異なる細菌株からのライセート、および／または、Streptomyces cattleya（ネイティブなチエナマイシン産生体）からのライセートと組み合わせてもよい。ある態様において、異なる操作されたE. coli株（例えば、異なる産生経路タンパク質を過剰発現するもの）を組み合わせて、全ての過剰発現されるタンパク質を有する単一の操作された株を作出する前に、酵素レベルを最適化する。
【０１１７】
表１および２において記載されるような異なる酵素の発現、または２または３以上の酵素の異なる組み合わせの発現を含む、２または３以上の酵素を含む１または２以上の異なるライセートの組み合わせが、さらに企図される。ある態様において、細胞ライセートは、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、メチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素を過剰発現するように操作された細胞のライセートである。。ある態様において、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素は、溶解に先立って、細胞の細胞質において存在する。ある態様において、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、メチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素は、溶解に先立って、細胞の細胞膜周辺腔において隔離される。
【０１１８】
カルバペネムを生成するための無細胞系
上で一般的に記載されるように、本発明は、広範なカルバペネムを生成するためのプロセスを提供し、これは、無細胞条件を利用してカルバペネムを生成し（これは、任意にさらに酵素的におよび／または化学的に処置してもよい）、式（ｉ）の化合物を提供することによる。
【０１１９】
例えば、一側面において、提供されるのは、式（Ｉ−ａ）：
【化４７】
2014526250.tif 000055
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを；
以下：
（１）グルコースおよびグリシンまたはその塩；ならびに／あるいは
（２）グルコースおよび任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化４８】
2014526250.tif 000056
のグルタミン酸またはその塩；ならびに／あるいは
（３）グルコースおよび式（ｉｖ）のプロリン化合物：
【化４９】
2014526250.tif 000057
式中、Ｒ7aは、水素であり；Ｒ５は、水素、−ＯＲ８、−ＳＲ８、および−Ｎ（Ｒ８）２からなる群より選択され；
【化５０】
2014526250.tif 000058
は、単結合または二重結合を表わし；ならびにＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、本明細書において定義されるとおりである、
から生成することができる酵素の群を含む、細胞ライセートである。
【０１２０】
別の側面において、提供されるのは、式（Ｉ−ａ）：
【化５１】
2014526250.tif 000059
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを生成する方法であって；
該方法は、以下を含む：
１または２以上の酵素を含む細胞ライセートを提供すること、ここで、酵素は、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）；解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、メチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される；
ここで、１または２以上の細胞ライセートは、以下：
（１）グルコースおよびグリシンまたはその塩；ならびに／あるいは
（２）グルコースおよび任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化５２】
2014526250.tif 000060
のグルタミン酸またはその塩、ならびに／あるいは
グルコースおよび式（ｉｖ）のプロリン化合物：
【化５３】
2014526250.tif 000061
およびその塩；式中、Ｒ７ａは、水素であり；Ｒ５は、水素、−ＯＲ８、−ＳＲ８、および−Ｎ（Ｒ８）２からなる群より選択され
【化５４】
2014526250.tif 000062
、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、本明細書において定義されるとおりである、
と接触させられている。
【０１２１】
ある態様において、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、ベータ−アラニントランスフェラーゼ、プロリン３−ヒドロキシラーゼ、プロリンオキシダーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素は、溶解に先立って細胞の細胞質中に存在する。ある態様において、カルボキシメチル−Proシンターゼ、カルバペナムシンセターゼ、ベータ−ラクタムシンセターゼ、カルバペネムシンターゼ、トランスフェラーゼ、オキシゲナーゼ、メチルトランスフェラーゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素は、溶解に先立って細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、１または２以上の細胞は、上で列記される１または２以上の酵素のいずれかを発現するように遺伝子操作される。ある態様において、上で列記される１または２以上の酵素のいずれかは、過剰発現、すなわち、未操作の野生型の細胞において見出されるものを超える濃度のレベルにおいて発現される。
【０１２２】
ある態様において、グルコースおよびグリシンは、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素との接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化５５】
2014526250.tif 000063
のグルタミン酸セミアルデヒドまたはその塩（例えば、3−ヒドロキシ−グルタミン酸セミアルデヒド）に、酵素的に変換される。ある態様において、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAカルボキシラーゼ、マロニル−CoAレダクターゼ、スレオニンアルドラーゼ、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）、およびデヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）からなる群より選択される各々の酵素が発現される。
【０１２３】
あるいは、グルコースおよびグリシンは、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、ベータ−アラニントランスアミナーゼ、スレオニンアルドラーゼ、キナーゼ(ガンマ−グルタミルキナーゼ）、デヒドロゲナーゼ（Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素との接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒド（例えば、3−ヒドロキシ−グルタミン酸セミアルデヒド）に、酵素的に変換される。例えば、図３を参照。
【０１２４】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化５６】
2014526250.tif 000064
のグルタミン酸セミアルデヒド化合物またはその塩は、結晶化して、式（ｖ）：
【化５７】
2014526250.tif 000065
のピロール化合物またはその塩を形成する。水はこの反応の副生成物である。ある態様において、反応は、酵素酵素による触媒なしで行われる。
【０１２５】
ある態様において、式（ｉｖ）のプロリン化合物：
【化５８】
2014526250.tif 000066
またはその塩は、プロリンオキシダーゼとの接触により、式（ｖ）：
【化５９】
2014526250.tif 000067
のピロール化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【０１２６】
ある態様において、式（ｉｖ）のプロリン化合物：
【化６０】
2014526250.tif 000068
またはその塩（式中、Ｒ５は水素である）は、プロリン−３−ヒドロキシラーゼとの接触により、式：
【化６１】
2014526250.tif 000069
の３−ヒドロキシル化プロリン化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【０１２７】
ある態様において、式：
【化６２】
2014526250.tif 000070
の３−ヒドロキシル化プロリン化合物またはその塩は、プロリンオキシダーゼとの接触により、式：
【化６３】
2014526250.tif 000071
の３−ヒドロキシル化ピロール化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【０１２８】
ある態様において、プロリン化合物は、プロリン、３−ヒドロキシプロリン、４−メチルプロリン、３−ヒドロキシ−４−メチルプロリン、およびその塩からなる群より選択される。ある態様において、ピロール化合物は、３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロール−２−カルボン酸、３−ヒドロキシ−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロール−２−カルボン酸、４−メチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロール−２−カルボン酸、３−ヒドロキシ−４−メチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロール−２−カルボン酸、およびその塩からなる群より選択される。ある態様において、プロリン化合物およびピロール化合物はいずれもＬ異性体である。
【０１２９】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化６４】
2014526250.tif 000072
のグルタミン酸またはその塩は、γ−グルタミルキナーゼ−GP−レダクターゼ多酵素複合体（例えば、E. coli ProBおよびProA）との接触により、式（ｉｖ）：
【化６５】
2014526250.tif 000073
のプロリン化合物またはその塩に、酵素的に変換される。
【０１３０】
ある態様において、グルコースは、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）：
【化６６】
2014526250.tif 000074
のCoA化合物またはその塩；
式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである（−ＳＣ２１Ｈ３５Ｎ７Ｏ１６Ｐ３）
に、酵素的に変換される。例えば、図４を参照。ある態様において、グルコースは、解糖／アセチル−CoA生合成多酵素、アセチル−CoAアセチルトランスフェラーゼ、ベータ−酸化多酵素、クロトニル−CoAレダクターゼ、およびそれらのアイソザイムからなる群より選択される１または２以上の酵素との接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物に変換される。
【０１３１】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉ）：
【化６７】
2014526250.tif 000075
のグルタミン酸またはその塩が、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）：
【化６８】
2014526250.tif 000076
のグルタミン酸セミアルデヒドまたはその塩に、酵素的に変換される。ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸は、キナーゼ（例えば、ガンマ−グルタミルキナーゼ）およびデヒドロゲナーゼ（例えば、Glu-5-Pデヒドロゲナーゼ）からなる群より選択される１または２以上の酵素との接触により、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドに、酵素的に変換される；例えば、図２Ａを参照。ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸は、グルタミン酸、３−ヒドロキシ−グルタミン酸、４−メチルグルタミン酸および３−ヒドロキシ−４−メチル−グルタミン酸からなる群より選択され、対応する任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドは、グルタミン酸セミアルデヒド、３−ヒドロキシ−グルタミン酸セミアルデヒド、４−メチルグルタミン酸セミアルデヒドおよび３−ヒドロキシ−４−メチル−グルタミン酸セミアルデヒドからなる群より選択される；例えば、図２Ｂを参照。ある態様において、グルタミン酸化合物およびグルタミン酸セミアルデヒドは、いずれもＬ異性体である。
【０１３２】
ある態様において、細胞ライセートは、グルコースとグリシンまたはその塩との組合せ、あるいは、グルコースと任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸またはその塩との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物および任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒド：
【化６９】
2014526250.tif 000077
またはその塩に変換する。ある態様において、式（ｉｉｉ）および式（ｉｉ）の化合物またはその塩は、例えば、細胞膜周辺腔から放出される１または２以上の酵素との接触により、式（Ｉ−ａ）の化合物またはその塩に変換される。
【０１３３】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドおよび任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化７０】
2014526250.tif 000078
のピロリジニル化合物またはその塩（式中、Ｒ７ａは水素である）を生成する。
【０１３４】
ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドおよび任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化７１】
2014526250.tif 000079
のピロリジニル化合物またはその塩（式中、Ｒ7aは水素である）を生成する。
【０１３５】
ある態様において、酵素含有細胞ライセートは、グルコースと式（ｉｖ）のプロリン化合物との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物、またはその塩、および式（ｖ）；
【化７２】
2014526250.tif 000080
式中、−SCoAは補酵素Ａモノラジカルである、
のピロール化合物、またはその塩に変換する。
【０１３６】
ある態様において、式（ｖ）のピロール化合物、またはその塩、および任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物は、（任意に細胞膜周辺腔から放出される）酵素との接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化７３】
2014526250.tif 000081
のピロリジニル化合物またはその塩（式中、Ｒ７ａは水素である）を生成する。
【０１３７】
ある態様において、
【化７４】
2014526250.tif 000082
は、単結合を表わす。ある態様において、
【化７５】
2014526250.tif 000083
は、二重結合を表わす。
【０１３８】
ある態様において、Ｒ1は水素である。ある態様において、Ｒ1は、任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ1は、任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキルである。ある態様において、Ｒ１は、任意に置換されていてもよいＣ１−４アルキルである。ある態様において、Ｒ１は、任意に置換されていてもよいＣ１−３アルキルである。ある態様において、Ｒ１は、任意に置換されていてもよいＣ１−２アルキルである。ある態様において、Ｒ１は−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ１は、水素および−ＣＨ３から選択される。
【０１３９】
ある態様において、Ｒ２は、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、または任意に置換されていてもよいヘテロアルキルである。ある態様において、Ｒ２は、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロアルキルである。ある態様において、Ｒ２は、水素または任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ２は水素である。ある態様において、Ｒ２は、任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ２は、任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキルである。ある態様において、Ｒ２は、任意に置換されていてもよいＣ１−４アルキルである。ある態様において、Ｒ２は、任意に置換されていてもよいＣ１−３アルキルである。ある態様において、Ｒ２は、任意に置換されていてもよいＣ１−２アルキルである。ある態様においてＲ２は、任意に置換されていてもよいＣ１アルキルである。ある態様において、Ｒ２は、−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２または−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３から選択される。
【０１４０】
ある態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は、水素または任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は、水素または任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキル（例えば、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２または−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）である。ある態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は水素である。ある態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２または−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は、−ＣＨ３または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３である。
【０１４１】
ある態様において、Ｒ３は、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、または任意に置換されていてもよいヘテロアルキルである。ある態様において、Ｒ３は、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロアルキルである。ある態様において、Ｒ３は、水素または任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ３は水素である。ある態様において、Ｒ３は任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ３は任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキルである。ある態様において、Ｒ３は任意に置換されていてもよいＣ１−４アルキルである。ある態様において、Ｒ３は任意に置換されていてもよいＣ１−３アルキルである。ある態様において、Ｒ３は任意に置換されていてもよいＣ１−２アルキルである。ある態様においてＲ３は−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。
【０１４２】
ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｒ４は任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ４は任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキルである。ある態様において、Ｒ４は任意に置換されていてもよいＣ１−４アルキルである。ある態様において、Ｒ４は任意に置換されていてもよいＣ１−３アルキルである。ある態様において、Ｒ４は任意に置換されていてもよいＣ１−２アルキルである。ある態様において、Ｒ４は−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は、水素および−ＣＨ３から選択される。
【０１４３】
ある態様において、Ｒ４は水素であり、Ｒ３は水素である。ある態様において、Ｒ４は水素であり、Ｒ３は任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ４は水素であり、Ｒ３は任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキル（例えば、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２）である。ある態様において、Ｒ４は水素であり、Ｒ３は−ＣＨ３である。
【０１４４】
ある態様において、Ｒ５は水素である。ある態様において、Ｒ５は−ＯＲ８であり、式中、Ｒ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ５は−ＯＨである。ある態様において、Ｒ５は−ＳＲ８であり、式中、Ｒ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ５は−ＳＨである。ある態様において、Ｒ５は−Ｎ（Ｒ８）２であり、式中、Ｒ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ５は−ＮＨＲ８である。ある態様において、Ｒ５は−ＮＨ２である。ある態様において、Ｒ５は、水素または−ＯＨである。
【０１４５】
ある態様において、Ｒ１は水素であり；Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３であり；Ｒ３は、水素または−ＣＨ３であり；Ｒ４は水素である；ならびにＲ５は、水素または−ＯＨである。
【０１４６】
例えば、Ｒ１およびＲ４が水素である、ある態様において、式（Ｉ−ａ）の化合物は、式（Ｉ−ｂ）：
【化７６】
2014526250.tif 000084
のもの、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせであり；
任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸は、式（Ｉ−ａ）：
【化７７】
2014526250.tif 000085
のものまたはその塩であり；
任意に置換されていてもよいグルタミン酸セミアルデヒドは、式（ＩＩ−ａ）：
【化７８】
2014526250.tif 000086
のものまたはその塩であり； 
任意に置換されていてもよいCoA化合物は、式（ＩＩＩ−ａ）：
【化７９】
2014526250.tif 000087
のものまたはその塩であり；
プロリン化合物は、式（ｉｖ−ａａ）：
【化８０】
2014526250.tif 000088
のものまたはその塩であり；
ならびに、ピロール化合物は、式（ｖ−ａａ）：
【化８１】
2014526250.tif 000089
のものまたはその塩であり；式中、Ｒ７ａは水素であり、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は、本明細書において定義されるとおりである。
【０１４７】
上で一般的に記載されるように、ある態様において、細胞ライセートは、グルコースとグリシンとの組合せ、またはグルコースと任意に置換されていてもよい式（ｉ）のグルタミン酸との組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物および任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドに変換する。ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉ）のグルタミン酸セミアルデヒドおよび任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物は、カルボキシメチル−Proシンターゼ（例えば、CarB、そして）またはそのアイソザイムとの接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化８２】
2014526250.tif 000090
のピロリジニル化合物またはその塩を生成する。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｒ５は、水素または−ＯＨである。
【０１４８】
上で一般的に記載されるように、他の態様において、細胞ライセートは、グルコースと任意に置換されていてもよい式（ｉｖ）のプロリンとの組合せを、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物および式（ｖ）のピロール化合物に変換する。ある態様において、任意に置換されていてもよい式（ｉｉｉ）のCoA化合物および式（ｖ）のピロール化合物は、カルボキシメチル−Proシンターゼ（例えば、CarB、ThnE）またはそのアイソザイムとの接触により、式（ＩＩ−ａ）：
【化８３】
2014526250.tif 000091
のピロリジニル化合物またはその塩を生成する。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｒ５は、水素または−ＯＨである。
【０１４９】
ある態様において、式中、Ｒ１およびＲ４は水素であり、ピロリジニル化合物（ＩＩ−ａ）は、式（ＩＩ−ｂ）：
【化８４】
2014526250.tif 000092
のものまたはその塩である。
【０１５０】
あるさらなる態様において、ピロリジニル化合物（ＩＩ−ａ）は、カルバペナムシンセターゼ（例えば、CarAまたはそのアイソザイム）またはベータ−ラクタムシンセターゼ（例えば、ThnMまたはそのアイソザイム）、またはそのアイソザイムとの接触により、式（ＩＩＩ−ａ）：
【化８５】
2014526250.tif 000093
のβ−ラクタム化合物またはその塩を生成する。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｒ５は、水素または−ＯＨである。
【０１５１】
ある態様において、式中、Ｒ１およびＲ４は水素であり、式（ＩＩＩ−ａ）の化合物は、式（ＩＩＩ−ｂ）：
【化８６】
2014526250.tif 000094
のものまたはその塩である。
【０１５２】
あるさらなる態様において、式（ＩＩＩ−ａ）のβ−ラクタム化合物は、カルバペネムシンターゼ（例えば、CarC or ThnG）またはそのアイソザイムとの接触により、式（Ｉ−ａ）：
【化８７】
2014526250.tif 000095
の化合物またはその塩、式中、
【化８８】
2014526250.tif 000096
は二重結合である、
を生成する。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｒ５は、水素または−ＯＨである。
【０１５３】
ある態様において、方法はさらに、式（ｉ）により包含される官能化されたカルバペネムを提供することを含む。例えば、式（Ｉ−ａ）のカルバペネムの足場上の１または２以上の位置が、酵素による方法および／または化学的方法を用いて、さらに官能化されていてもよいことが企図される。ある態様において、無細胞系を利用して、企図されるさらなる酵素によるステップの１または２以上を行ってもよい。例えば、溶解に先立って、細胞は、無細胞反応においてカルバペネムの足場のさらなる官能化において有用な１または２以上のさらなる酵素の発現を含んでもよい。
【０１５４】
Ｃ２側鎖の付着
ある態様において、Ｃ２側鎖は、酵素による方法により、カルバペネムの足場上に設置される。例えば、Ｒ5が水素である、ある態様において、方法はさらに、式（Ｉ−ａ）：
【化８９】
2014526250.tif 000097
の化合物またはその塩；式中、
【化９０】
2014526250.tif 000098
は、二重結合を表わす、
を、トランスフェラーゼ酵素、および式： 
ＨＳ−Ｒ８
の化合物、式中、
Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択される；
と接触させて、式（Ｉ−ｃ）：
【化９１】
2014526250.tif 000099
のチオール含有化合物またはその塩を提供することを含む。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。
【０１５５】
Ｒ１およびＲ４が水素である、ある態様において、式（Ｉ−ｃ）のチオール含有化合物は、式（Ｉ−ｄ）：
【化９２】
2014526250.tif 000100
の化合物またはその塩である。
【０１５６】
ある態様において、トランスフェラーゼ酵素は、細胞により発現される酵素である。ある態様において、トランスフェラーゼ酵素は、細胞により発現される酵素であり、細胞膜周辺腔において隔離される。細胞を溶解することにより、酵素は、式ＨＳ−Ｒ８の化合物と組み合わせて、式（Ｉ−ａ）の化合物と自由に反応できるようになる。しかし、ある態様において、トランスフェラーゼ酵素は、細胞により発現されず、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、トランスフェラーゼ酵素およびＨＳ−Ｒ８の両方を、細胞を溶解した後、例えば前記化合物の無細胞生成の後で、式（Ｉ−ａ）の化合物と接触させる。ある態様において、トランスフェラーゼ酵素は、Nunez et al. Chemistry and Biology (2003) 10:301において記載される酵素である（例えば本明細書において参考として援用されるNunezの表１を参照）。ある態様において、トランスフェラーゼ酵素は、S. cattleyトランスフェラーゼ酵素である。ある態様において、S. cattleyトランスフェラーゼ酵素は、ThnV、ThnE、ThnF、ThnH、ThnR、ThnT、ThnI、ThnU、ThnG、ThnQ、ThnK、ThnL、ThnP、ThnNおよびそれらのアイソザイムからなる群より選択される。ある態様において、S. cattleyトランスフェラーゼ酵素はThnVである。
【０１５７】
ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。
【０１５８】
ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいアルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいＣ１−６アルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいＣ１−４アルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいＣ１−３アルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいＣ１−２アルキルである。
【０１５９】
ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいヘテロアルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいヘテロＣ１−６アルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいヘテロＣ１−４アルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいヘテロＣ１−３アルキルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいヘテロＣ１−２アルキルである。
【０１６０】
ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよい５〜６員のヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよい５員のヘテロシクリル（例えば、ピロリジニル、ピラゾリジニル）である。ある態様において、Ｒ８は任意に置換されていてもよい二環式ヘテロシクリル（例えば、ピロロ［１，２−ｃ］イミダゾリル）である。
【０１６１】
例示的なＲ８基として、限定されないが、
【化９３−１】
2014526250.tif 000101
【化９３−２】
2014526250.tif 000102
式中、Ｘは対イオンである、
が挙げられる。
ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ８は式（ａ）の基である。ある態様において、Ｒ８は式（ｂ）の基である。ある態様において、Ｒ８は式（ｃ）の基である。
【０１６２】
あるいは、ある態様において、Ｃ２側鎖は、化学的方法により設置される。例えば、Ｒ５が−ＯＨである、ある態様において、方法は、式（Ｉ−ａ）：
【化９４】
2014526250.tif 000103
の化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせ；式中、
【化９５】
2014526250.tif 000104
は、二重結合を表わす
を、式：
Ｒ８’−Ｘ
の化合物；式中、
Ｘは脱離基である；ならびに、
Ｒ８’は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝ＮＲ８ｂ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＯＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ８ｂＳＯ２Ｒ８ａ、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ８ａ）２、−Ｓｉ（Ｒ８ａ）３、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（ＯＲ８ａ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２ＯＲ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒ８ｂ）２、−Ｂ（Ｒ８ａ）２、−Ｂ（ＯＲ８ａ）２、および−ＢＲ８ａ（ＯＲ８ａ）からなる群より選択され、式中、Ｒ８ａは、酸素原子に酸素保護基が付着している場合、および硫黄原子に硫黄保護基が付着している場合は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ８ａ基が、または１個のＲ８ａおよびＲ８ｂ基が連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成する；ならびに、Ｒ８ｂの各々の場合は、独立して、水素、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、および窒素保護基からなる群より選択されるか、あるいは、２個のＲ８ｂは、連結されて、任意に置換されていてもよい複素環を形成する；
と接触させて、
式（Ｉ−ｅ）：
【化９６】
2014526250.tif 000105
の化合物またはその塩を提供する。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。ある態様において、Ｘは、−Ｃｌ、−Ｂｒまたは−Ｉである。ある態様において、Ｘは、スルホン酸である。
【０１６３】
Ｒ１およびＲ４が水素である、ある態様において、式（Ｉ−ｅ）の化合物は、式（Ｉ−ｆ）：
【化９７】
2014526250.tif 000106
の化合物またはその塩である。
【０１６４】
ある態様において、Ｒ８’は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａ、−Ｃ（＝Ｓ）Ｒ８ａ、−ＳＯ２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（ＯＲ８ａ）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ８ａ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｎ（Ｒ８ｂ）２）２、−Ｐ（＝Ｏ）２Ｒ８ａ、−Ｐ（＝Ｏ）２ＯＲ８ａ、および−Ｐ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｒ８ｂ）２からなる群より選択される。ある態様において、Ｒ８’は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａおよび−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２からなる群より選択される。ある態様において、Ｒ８’は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ８ａである。ある態様において、Ｒ８’は−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＲ８ａ）２である。例えば、図８を参照。
【０１６５】
ある態様において、式（Ｉ−ｅ）の化合物を、式ＨＳ−Ｒ８：
式中、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択される；
の化合物と接触させて、式（Ｉ−ｃ）：
【化９８】
2014526250.tif 000107
のチオール含有化合物またはその塩を提供する。ある態様において、Ｒ１は水素である。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ２または−ＣＨ２ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ４は水素である。
【０１６６】
ある態様において、式（Ｉ−ｅ）の化合物とＨＳ−Ｒ８との間の反応は、タンデムなMichael付加と、その後の基−ＯＲ８’の脱離を含む。ある態様において、タンデムなMichael付加−脱離反応はさらに、塩基を含む。
【０１６７】
Ｃ２チオール含有側鎖の酸化
ある態様において、方法はさらに、カルバペネムの足場に付着しているチオール含有側鎖の酸化を含む。例えば、ある態様において、それに付着している−ＳＲ８基は、部分的にスルフィニル基、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ８に酸化されるか、完全にスルホニル基、−Ｓ（＝Ｏ）２Ｒ８に酸化される。スルフィニルまたはスルホニル基への硫黄の酸化は、化学的方法および／または酵素による方法を使用することができる。かかる方法は、当該分野において周知である。例えば、この型の酸化のために有用な反応条件の例については、SmithおよびMarch、March’s Advanced Organic Chemistry、第５版、John Wiley & Sons、Inc.、New York、2001年；Larock、Comprehensive Organic Transformations、VCH Publishers、Inc.、New York、1989年；およびCarruthers、Some Modern Methods of Organic Synthesis、第３版、Cambridge University Press、Cambridge、1987年を参照。
【０１６８】
Ｃ６側鎖の付着
ある態様において、方法は、酵素による方法によるＣ６側鎖の付着を含む。例えば、Ｒ１およびＲ２がいずれもＨである、ある態様において、方法は、式（ｉ）の化合物をメチルトランスフェラーゼ酵素（例えば、S.cattalya ThnL、ThnP、ThnKまたはそのアイソザイム）と接触させて化合物を提供することをさらに含み、式中、Ｒ２はアルキル、例えば−ＣＨ３（メチル、Ｍｅ）または−ＣＨ２ＣＨ３（エチル、Ｅｔ）などのｎ−アルキル基である。ある態様において、これらの酵素のためのメチル供与体としてＳ−アデノシルメチオニン（SAM）が用いられる。（Thn L/K/P）。例えば、図６Ａを参照。ある態様において、１個のメチル基の付加は、１つの反応サイクルを含み、または、エチルを得るために連続的に付加される２個のメチル基は、２つの反応サイクルを含む。さらなるメチル基を、同様にトランスファーして、ｎ−プロピルおよびｎ−ブチルなどの他のｎ−アルキル基を形成してもよい。
【０１６９】
ある態様において、Ｒ１およびＲ２がいずれも水素である場合に、式（Ｉ−ａ）または（Ｉ−ｃ）の化合物とメチルトランスフェラーゼ酵素との接触は、それぞれ、式（Ｉ−ｕ）または（Ｉ−ｖ）のアルキル化された、すなわちエチル基が添加された化合物：
【化９９】
2014526250.tif 000108
またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを提供する。
【０１７０】
Ｒ１およびＲ４が水素である、ある態様において、式（Ｉ−ｕ）および（Ｉ−ｖ）の化合物は、それぞれ、式（Ｉ−ｗ）および（Ｉ−ｘ）：
【化１００】
2014526250.tif 000109
のもの、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせである。
【０１７１】
ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素は、細胞により発現される酵素である。ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素は、細胞により発現される酵素であり、細胞膜周辺腔において隔離される。細胞を溶解することにより、メチルトランスフェラーゼ酵素は、式（Ｉ−ａ）または（Ｉ−ｃ）の化合物と自由に反応できるようになる。
【０１７２】
しかし、ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素は、細胞により発現されず、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素を、細胞を溶解した後で、例えば前記化合物の無細胞生成の後で、式（Ｉ−ａ）または（Ｉ−ｃ）の化合物と接触させる。
【０１７３】
ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素は、S. cattalya ThnLである。ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素は、S. cattalya ThnPである。ある態様において、メチルトランスフェラーゼ酵素は、S. cattalya ThnKである。
【０１７４】
ある態様において、ThnL、ThnPおよびThnKのうちの例えば２または３以上が、例えばメチルまたはエチル側鎖を生成するために用いられる、。ある態様において、例えばThnLおよびThnPが、例えばメチルまたはエチル側鎖を生成するために用いられる。ある態様において、例えばThnLおよびThnK が、例えばメチルまたはエチル側鎖を生成するために用いられる。ある態様において、例えばThnKおよびThnPが、用いられる、例えばメチルまたはエチル側鎖を生成するために用いられる。ある態様において、例えばThnL、ThnPおよびThnKの全てが、例えばメチルまたはエチル側鎖を生成するために用いられる。
【０１７５】
【化１０１】
2014526250.tif 000110
が二重結合を表しＲ５が水素または−ＯＨである、あるさらなる態様において、アルキル化された式（Ｉ−ｕ）の化合物を、本明細書において記載される酵素による方法または化学的方法を介して、式（Ｉ−ｖ）の化合物に変換することができる。
【０１７６】
Ｃ６側鎖の酸化
ある態様において、方法は、酵素による方法によるＣ６側鎖の酸化を含む。例えば、Ｒ２が−ＣＨ３である、ある態様において、方法はさらに、式（ｉ）の化合物をオキシゲナーゼ酵素と接触させて、Ｒ２が−ＣＨ２ＯＨである化合物を提供することを含む。Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３である、ある態様において、方法はさらに、式（ｉ）の化合物をオキシゲナーゼ酵素と接触させて、Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３である化合物を提供することを含む。例えば、ある態様において、Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３である式（Ｉ−ａ）または（Ｉ−ｃ）の化合物とオキシゲナーゼ酵素との接触は、それぞれ、式（Ｉ−ｇ）または（Ｉ−ｈ）：
【化１０２】
2014526250.tif 000111
のヒドロキシル化された化合物、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせを提供する。
【０１７７】
Ｒ１およびＲ４が水素である、ある態様において、式（Ｉ−ｇ）および（Ｉ−ｈ）の化合物は、それぞれ、式（Ｉ−ｉ）および（Ｉ−ｊ）：
【化１０３】
2014526250.tif 000112
のもの、またはその塩もしくは互変異性体、またはそれらの組み合わせである。
【０１７８】
ある態様において、オキシゲナーゼ酵素は、細胞により発現される酵素である。ある態様において、オキシゲナーゼ酵素は、細胞により発現される酵素であり、溶解に先立って細胞膜周辺腔において隔離される。細胞を溶解することにより、オキシゲナーゼ酵素は、式（Ｉ−ａ）または（Ｉ−ｃ）の化合物と自由に反応できるようになる。
【０１７９】
しかし、ある態様において、オキシゲナーゼ酵素は、細胞により発現されず、細胞膜周辺腔において隔離される。ある態様において、オキシゲナーゼ酵素を、細胞の溶解の後で、例えば前記化合物の無細胞生成の後で、式（Ｉ−ａ）または（Ｉ−ｃ）の化合物と接触させる。ある態様において、オキシゲナーゼ酵素は、S. cattleyaのオキシゲナーゼ酵素、または２−オキソグルタル酸および／またはＦｅ（ＩＩ）依存性オキシゲナーゼスーパーファミリーの酵素である。ある態様において、S. cattleyaのオキシゲナーゼ酵素は、ThnQである。
【０１８０】
【化１０４】
2014526250.tif 000113
が二重結合でありＲ５が水素または−ＯＨである、あるさらなる態様において、ヒドロキシル化された式（Ｉ−ｇ）の化合物は、本明細書において記載される酵素による方法または化学的方法を介して、式（Ｉ−ｈ）の化合物に変換することができる。
【０１８１】
Ｃ３側鎖の官能化
本発明はさらに、Ｃ３側鎖の酵素によるまたは化学的な操作を企図する。
【０１８２】
ある態様において、Ｒ７ａが水素であるＣ３側鎖基−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ７ａは、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ７ａ、式中、Ｒ７ａは水素ではない）、チオエステル（−Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ７ａ）またはアミド（−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ７ｂ）２）基に変換される。カルボン酸基を、エステル、チオエステルまたはアミドに変換することは、当該分野において公知の方法、例えば、化学的方法を介して、活性化されたカルボン酸を生成すること（例えば、アシル塩化物を生成すること、またはカップリング剤を用いること）、活性化されたカルボン酸をＨＯＲ７ａ、ＨＳＲ７ａまたはＨＮ（Ｒ７ｂ）２などの求核剤で処置すること；あるいは酵素による方法を介することなどを用いてもよい。これらの型の変換において有用な反応条件の例については、例えば、SmithおよびMarch、March’s Advanced Organic Chemistry、第５版、John Wiley & Sons、Inc.、New York、2001年；Larock、Comprehensive Organic Transformations、VCH Publishers、Inc.、New York、1989年；ならびにCarruthers、Some Modern Methods of Organic Synthesis、第３版、Cambridge University Press、Cambridge、1987を参照。
【０１８３】
他の態様において、Ｃ３側鎖基−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ７ａを、さらに、合成により、例えば、１または２以上の化学的および／または酵素によるステップを介して、異なる、例えば、Ｒ６が、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルケニル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキニル、任意に置換されていてもよいカルボシクリル、任意に置換されていてもよいヘテロシクリル、任意に置換されていてもよいアリール、および任意に置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択されるＣ３側鎖を提供するように、操作してもよい。例えば、ある態様において、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ７ａをアルデヒド基−ＣＨＯに還元して、および任意にさらに、例えば、ウィッティッヒ条件下において反応させて、任意に置換されていてもよいアルケニル基、−ＣＨ＝ＣＨ（Ｒ７ａ）（式中、Ｒ７ａは本明細書において定義されるとおりである）を提供してもよく、これをさらに、合成により操作してもよい。他の態様において、アルデヒド基−ＣＨＯはさらに、還元的アミノ化を介して一級アミンＨ２ＮＲ７ｂと反応させて、アミノ化された基、−ＣＨ２−ＮＨ（Ｒ７ｂ）（式中、Ｒ７ｂは本明細書において定義されるとおりである）を提供してもよく、これをさらに、合成により操作してもよい。なおさらに他の態様において、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ７ａを、アルコール−ＣＨ２ＯＨに還元してもよく、これを、活性化されたアルキル基−ＣＨ２Ｘ（式中、Ｘは脱離基である）に変換してもよく、これをさらに、合成により操作してもよい。上記は、当業者が既知の化学的および／または酵素による技術の組み合わせを用いてアクセスすることができる基の型の、単なる例であることが理解されるべきである。式（ｉ）のＲ６の定義により包含される多様な他の官能基は、既知の化学を用いてアクセスすることができる。
【０１８４】
式（ｉ）の化合物の他の態様
最終生成物または中間体であり得る例示的な式（ｉ）の化合物は、本発明の無細胞系および方法により調製することができる。当業者は理解するであろうが、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６の多様な組み合わせが企図され、開示される亜属は、限定するものとみなされるべきではない。
【０１８５】
例えば、Ｒ１およびＲ４が水素である式（ｉ）のある態様において、化合物は、式（Ｉ−ｋ）：
【化１０５】
2014526250.tif 000114
のものまたはその塩であり、式中、
【化１０６】
2014526250.tif 000115
、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、およびＲ６は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨまたはＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ５は、水素、−ＯＲ８’、−ＯＲ８または−ＳＲ８である。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。ある態様において、
【化１０７】
2014526250.tif 000116
は、二重結合である。
【０１８６】
Ｒ５が−ＳＲ８である、ある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｍ）：
【化１０８】
2014526250.tif 000117
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６、およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２または−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３から選択される。ある態様において、Ｒ３は、水素または−ＣＨ３である。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１８７】
Ｒ３が−ＣＨ３である（Ｉ−ｍ）のある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｎ）：
【化１０９】
2014526250.tif 000118
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ２、Ｒ６、およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２または−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３から選択される。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１８８】
Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３でありＲ３が−ＣＨ３である（Ｉ−ｎ）のある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｏ）：
【化１１０】
2014526250.tif 000119
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ６およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１８９】
Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３でありＲ３が−ＣＨ３である（Ｉ−ｎ）のある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｏ）：
【化１１１】
2014526250.tif 000120
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ６およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１９０】
Ｒ３が水素である（Ｉ−ｍ）ある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｑ）：
【化１１２】
2014526250.tif 000121
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ２、Ｒ６、およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ２は、水素、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＯＨ、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２または−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３から選択される。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１９１】
Ｒ２が−ＣＨ２ＣＨ３でありＲ３が−ＣＨ３である（Ｉ−ｑ）のある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｒ）：
【化１１３】
2014526250.tif 000122
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ６およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１９２】
Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３でありＲ３が水素である（Ｉ−ｑ）のある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｓ）：
【化１１４】
2014526250.tif 000123
の化合物またはその塩であり、式中、Ｒ６およびＲ８は、本明細書において定義されるとおりである。ある態様において、Ｒ８は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアルキル、または任意に置換されていてもよいヘテロシクリルである。ある態様において、Ｒ８は、（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の基である。ある態様において、Ｒ６は−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７である。ある態様において、Ｒ７は−ＯＲ７ａである。
【０１９３】
例えば、Ｒ２が−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３であり、Ｒ３が水素であり、Ｒ６が−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ７であり、Ｒ８が式（ｂ）の基である、式（Ｉ−ｓ）のある態様において、提供されるのは、式（Ｉ−ｔ）：
【化１１５】
2014526250.tif 000124
の化合物またはその塩である。式（Ｉ―ｔ）の化合物は、本明細書において、化合物イミペネム（式中、Ｒ７は−ＯＨである）またはイミペネム誘導体（すなわち、式中、Ｒ７は、−ＯＲ７ａ、−ＳＨ、−ＳＲ７ａ、−Ｎ（Ｒ７ｂ）２であり、式中、Ｒ７ａは水素ではない）として言及される。ある態様において、イミペネム誘導体は、イミペネムのプロドラッグである。
【０１９４】
他の例示的な式（ｉ）の化合物は、以下：
【化１１６−１】
2014526250.tif 000125
【化１１６−２】
2014526250.tif 000126
ならびにその塩からなる群より選択される。
【０１９５】
組換え遺伝子発現および細胞培養
本発明に関連する酵素をコードする遺伝子は、多様なソースから得ることができる。当業者は認識するであろうが、これらの酵素についての同族遺伝子は、多くの種において存在し、例えばNCBIインターネットサイト（www.ncbi.nlm.nih.gov）において利用可能なタンパク質のBLAST検索を通しての、相同性の検索により同定することができる。当業者により理解されるであろうが、これらの酵素をコードする遺伝子は、ＤＮＡからのＰＣＲにより、所与の酵素を含む任意のソースから、例えば縮重プライマーを用いて、増幅することができる。一部の態様において、所与の酵素をコードする遺伝子は、合成のものであってもよい。本明細書において議論される酵素をコードする遺伝子を得る任意の手段は、本発明の側面と適合可能である。
【０１９６】
本発明の分子の発現は、当業者に公知の慣用的な方法を用いて決定することができる。これらの方法として、限定されないが、直接的なＲＮＡ増幅、ＲＮＡのｃＤＮＡへの逆転写、リアルタイムＲＴ−ＰＣＲ、ｃＤＮＡの増幅、ハイブリダイゼーション、および免疫学に基づいたアッセイ方法（限定されないが、ウェスタンブロット、免疫組織化学、抗体サンドウィッチ捕捉アッセイ、ELISA、および酵素にリンクされた免疫スポットアッセイ（EliSpot assay）を含む）が挙げられる。例えば、組織または細胞ライセートなどの試料中の本発明の核酸分子のレベルの存在の決定は、ポリメラーゼ連鎖反応、または標識ハイブリダイゼーションプローブによりアッセイすることを含む、任意の標準的な核酸決定アッセイを介して行うことができる。かかるハイブリダイゼーション方法として、限定されないが、マイクロアレイ技術が挙げられる。
【０１９７】
本発明は、したがって、一側面において、酵素、これらの酵素をコードする遺伝子、官能性修飾および前述のもののバリアント、ならびにそれらに関連する使用を含む。本発明の核酸の相同体および対立遺伝子は、従来の技術により同定することができる。また本発明により包含されるのは、ストリンジェントな条件下において本明細書において記載される核酸にハイブリダイズする核酸を含む方法である。用語「ストリンジェントな条件」とは、本明細書において用いられる場合、当業者が精通しているパラメーターを指す。核酸ハイブリダイゼーションのパラメーターは、かかる方法を編集する参考文献、例えば、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、J. Sambrookら編、第２版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、New York、1989年、またはCurrent Protocols in Molecular Biology、F.M. Ausubelら編、John Wiley & Sons、Inc.、New Yorkにおいて見出すことができる。より具体的には、ストリンジェントな条件とは、本明細書において用いられる場合、例えばハイブリダイゼーションバッファー（３．５×ＳＳＣ、０．０２％のFicoll、０．０２％のポリビニルピロリドン、０．０２％のウシ血清アルブミン、２．５ｍＭのＮａＨ２ＰＯ４（ｐＨ７）、０．５％のＳＤＳ、２ｍＭのEDTA）中での６５℃におけるハイブリダイゼーションを指す。ＳＳＣは、０．１５Ｍの塩化ナトリウム／０．０１５Ｍのクエン酸ナトリウム、ｐＨ７であり；ＳＤＳは、ドデシル硫酸ナトリウムであり；EDTAは、エチレンジアミン四酢酸である。ハイブリダイゼーションの後で、ＤＮＡがトランスファーされている膜を、例えば２×ＳＳＣ中で室温において、次いで０．１〜０．５×ＳＳＣ／０．１×ＳＤＳにおいて６８℃までの温度において洗浄する。
【０１９８】
同程度のストリンジェンシーをもたらす、用いることのできる他の条件、試薬などが存在する。当業者は、かかる条件に精通しているので、ここでは示さない。しかし、当業者は、本発明の核酸の相同体および対立遺伝子の明確な同定を許容するような様式における条件を操作することができる（例えば、より低いストリンジェンシー条件を用いることにより）ことが理解されるであろう。当業者はまた、かかる分子の発現のための細胞およびライブラリーをスクリーニングするための方法論に精通しており、これらを次いで、慣用的に単離し、その後、関連する核酸分子の単離およびシークエンシングを行う。
【０１９９】
一般に、相同体および対立遺伝子は、典型的には、それぞれ、核酸およびポリペプチドの配列に対して、少なくとも７５％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも８０％のアミノ酸同一性を共有し、一部の場合においては、少なくとも９０％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも９０または９５％のアミノ酸同一性を共有し、なお他の場合においては、少なくとも９５％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも９９％のアミノ酸同一性を共有する。一部の態様において、相同体および対立遺伝子は、本明細書において記載される核酸の配列に対して、少なくとも７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または９９％より高いヌクレオチド同一性、および／または本明細書において記載されるポリペプチドの配列に対して、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または９９％より高い同一性を共有する。
【０２００】
相同性は、多様な、NCBI（Bethesda, Maryland）により開発されたNCBIインターネットサイトを通して得ることができる公共で利用可能なソフトウェアツールを用いて計算することができる。例示的なツールとして、NCBIインターネットサイト（www.ncbi.nlm.nih.gov）において利用可能なBLASTソフトウェアを含む。ペアワイズおよびClustalWアラインメント（BLOSUM30マトリックスセッティング）、ならびにMacVector配列分析ソフトウェア（Oxford Molecular Group）を用いて、Kyte-Doolittle疎水性親水性指標分析を得ることができる。上述の核酸のWatson-Crick相補性もまた、本発明により包含される。
【０２０１】
遺伝子をスクリーニングおよび同定する上で、サザンブロット、ノーザンブロット、および提示された配列にハイブリダイズするプライマーを用いるポリメラーゼ連鎖反応などの増幅プロトコルなどの、当業者に公知の技術を適用することができる。
【０２０２】
本発明はまた、ネイティブな材料において存在するものに対してオルタナティブなコドンを含む縮重核酸を含む。例えば、セリン残基は、コドンＴＣＡ、ＡＧＴ、ＴＣＣ、ＴＣＧ、ＴＣＴおよびＡＧＣによりコードされる。６種のコドンの各々は、セリン残基をコードする目的について等価である。したがって、タンパク質合成機器に、in vivoでまたはin vitroで、伸長するポリペプチド中にセリン残基を組み込ませるために、セリンをコードするヌクレオチドトリプレットのいずれを使用してもよいことは、当業者には明らかであろう。同様に、他のアミノ酸残基をコードするヌクレオチド配列のトリプレットとして、限定されないが、以下が挙げられる：ＣＣＡ、ＣＣＣ、ＣＣＧおよびＣＣＴ（プロリンコドン）；ＣＧＡ、ＣＧＣ、ＣＧＧ、ＣＧＴ、ＡＧＡおよびＡＧＧ（アルギニンコドン）；ＡＣＡ、ＡＣＣ、ＡＣＧおよびＡＣＴ（スレオニンコドン）；ＡＡＣおよびＡＡＴ（アスパラギンコドン）；ならびに、ＡＴＡ、ＡＴＣおよびＡＴＴ（イソロイシンコドン）。他のアミノ酸残基は、同様に、複数のヌクレオチド配列によりコードされる。したがって、本発明は、遺伝子コードの縮重性に起因して、生物学的に単離された核酸とはコドン配列が異なる縮重核酸を包含する。本発明はまた、最適なコドンを宿主細胞の用途に合わせるためのコドン最適化を包含する。
【０２０３】
本発明はまた、１または２以上のヌクレオチドの付加、置換および欠失を含む、修飾された核酸分子を提供する。ある態様において、これらがコードする修飾された核酸分子および／またはポリペプチドは、未修飾の核酸分子および／またはポリペプチドの少なくとも１の活性または機能、例えば酵素活性を保持する。ある態様において、本明細書において他の場所で記載されるように、修飾された核酸分子は、修飾されたポリペプチド、好ましくは保存的アミノ酸置換を有するポリペプチドをコードする。修飾された核酸分子は、未修飾の核酸分子に構造的に関連していおり、ある態様においては、未修飾の核酸分子に対して、修飾された核酸分子と未修飾の核酸分子とがストリンジェントな条件下においてハイブリダイズするために十分に、構造的に関連している。
【０２０４】
例えば、単一のアミノ酸の変更を有するポリペプチドをコードする修飾された核酸分子を調製することができる。これらの核酸分子の各々は、本明細書において記載されるような遺伝子コードの縮重性に対応するヌクレオチドの変更を除いて、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれより多くのヌクレオチド置換を有していてもよい。同様に、２つのアミノ酸の変更を有する、例えば２〜６個のヌクレオチドの変更を有するポリペプチドをコードする修飾された核酸分子を調製することができる。例えば、アミノ酸２および３、２および４、２および５、２および６などをコードするコドンにおけるヌクレオチドの置換を含む、これらのような多数の修飾された核酸分子は、当業者により容易に想起されるであろう。上述の例において、各々の２個のアミノ酸の各々の組み合わせ、ならびにアミノ酸置換をコードする全てのヌクレオチド置換は、修飾された核酸分子のセットにおいて含まれる。さらなる置換（すなわち、３以上）、付加または欠失（例えば、停止コドンまたはスプライス部位の導入によるもの）を有するポリペプチドをコードするさらなる核酸分子もまた、調製することができ、当業者により容易に想起されるものとして、本発明により包含される。上述の核酸またはポリペプチドのいずれかを、慣用的な実験により、本明細書において開示される核酸および／またはポリペプチドに対する構造的関連性または活性の保持について、試験することができる。
【０２０５】
本発明は、本明細書において記載されるポリペプチドのバリアントを包含する。本明細書において用いられる場合、ポリペプチドの「バリアント」は、ポリペプチドの一次アミノ酸配列に対する１または２以上の修飾を含むポリペプチドである。酵素に対して、例えば、１）酵素の細胞分布を変化させるため；２）酵素の活性を低下または除去するため；３）酵素の特性、発現系におけるタンパク質の安定性または他の特性を増強または変化させるため；４）酵素に、抗原性エピトープの付加または検出可能部分の付加などの新規の活性または特性をもたらすため；あるいは５）酵素と酵素の基質との間に、等しいかまたはより良好な結合をもたらすために、酵素のバリアントを作りだす修飾を行ってもよい。
【０２０６】
ポリペプチドに対する修飾は、典型的には、当該ポリペプチドをコードする核酸に対して行われ、欠失、点変異、短縮、アミノ酸置換およびアミノ酸または非アミノ酸部分の付加を含んでもよい。あるいは、修飾は、ポリペプチドに対して直接的に、例えば切断、リンカー分子の付加、ビオチンなどの検出可能部分の付加、脂肪酸の付加などにより、行ってもよい。修飾はまた、融合タンパク質を包含する。当業者は、タンパク質の立体構造に対するタンパク質配列の変化の効果を予測するための方法に精通しており、したがって、既知の方法に従ってバリアントポリペプチドを「設計」することができる。かかる方法の一例は、DahiyatおよびMayoによりScience 278:82-87（1997年）において記載され、これにより、タンパク質をde novoで設計することができる。方法は、既知のタンパク質に対して、ポリペプチド配列の一部のみを変化させるように適用することができる。DahiyatおよびMayoのコンピューターによる方法を適用することにより、ポリペプチドの特定のバリアントを提案して、当該バリアントが所望の立体構造を保持するか否かを決定することができる。
【０２０７】
一般に、バリアントは、その所望される生理学的活性に無関係なポリペプチドの特徴を変化させるように特に修飾されたポリペプチドを含む。例えば、システイン残基を、望ましくないジスルフィド架橋を防止するために、置換するかまたは欠失させてもよい。同様に、発現系におけるプロテアーゼによるタンパク質分解を取り除くことにより、ポリペプチドの発現を増強するために、特定のアミノ酸を変更してもよい（例えば、KEX2プロテアーゼ活性が存在する酵母発現系における二塩基性アミノ酸残基）。
【０２０８】
ポリペプチドをコードする核酸の変異は、好ましくは、コード配列のアミノ酸読み枠を保存し、好ましくは、核酸において、ハイブリダイズして、バリアントポリペプチドの発現に対して有害であり得るヘアピンまたはループなどの二次構造を形成する可能性がある領域を作らない。
【０２０９】
アミノ酸置換を選択することにより、または、ポリペプチドをコードする核酸における選択された位置におけるランダム変異誘発により、変異を行ってもよい。次いで、バリアントポリペプチドを発現させて、１または２以上の活性について試験して、どの変異がバリアントポリペプチドに所望の特性を提供するかを決定することができる。バリアントに対して（または非バリアントポリペプチドに対して）、ポリペプチドのアミノ酸配列に対してはサイレントであるが、特定の宿主における翻訳のために好ましいコドンを提供する、さらなる変異を行ってもよい。例えばE. coliにおける核酸の翻訳のための好ましいコドンは、当業者に周知である。ポリペプチドの発現を増強するために、遺伝子またはｃＤＮＡクローンの非コード配列に対してなお他の変異を行ってもよい。ポリペプチドのバリアントの活性は、バリアントポリペプチドをコードする遺伝子を細菌または哺乳動物発現ベクター中にクローニングして、そのベクターを適切な宿主細胞中に導入し、バリアントポリペプチドを発現させ、本明細書において開示されるポリペプチドの機能的能力について試験することにより、試験することができる。
【０２１０】
当業者は、ポリペプチドにおいて、上述のポリペプチドの機能的に等価なバリアント（すなわち、バリアントがポリペプチドの機能的能力を保持する）を提供するために、保存的アミノ酸置換を行ってもよいことを想起するであろう本明細書において用いられる場合、「保存的アミノ酸置換」とは、アミノ酸置換が行われるタンパク質の相対的な電荷またはサイズの特徴を変更しないアミノ酸置換を指す。バリアントは、ポリペプチド配列を変更するための当業者に公知の方法（かかる方法を収集する参考文献、例えば、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、J. Sambrookら編、第二版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、New York（1989年）またはCurrent Protocols in Molecular Biology、F.M. Ausubelら、John Wiley & Sons, Inc.、New Yorkにおいて見出されるものなど）により調製することができる。例示的な機能的に等価なポリペプチドのバリアントは、本明細書において開示されるタンパク質のアミノ酸配列において保存的アミノ酸置換を含む。アミノ酸の保存的置換として、以下の群内のアミノ酸の間で行われる置換が挙げられる：（ａ）Ｍ、Ｉ、Ｌ、Ｖ；（ｂ）Ｆ、Ｙ、Ｗ；（ｃ）Ｋ、Ｒ、Ｈ；（ｄ）Ａ、Ｇ；（ｅ）Ｓ、Ｔ；（ｆ）Ｑ、Ｎ；および（ｇ）Ｅ、Ｄ。
【０２１１】
一般に、バリアントポリペプチドを調製する場合、アミノ酸のうち全てより少ないものが変更されることが好ましい。特定のアミノ酸残基が機能を付与することが知られている場合、かかるアミノ酸は置き換えられないか、あるいは、保存的アミノ酸置換により置き換えられる。バリアントポリペプチドを調製する場合、好ましくは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０個の残基を変更する。最少の数の置換を行うことが一般に好ましい。したがって、バリアントポリペプチドを生成するための一方法は、特定の単一のアミノ酸について、他の全てのアミノ酸を置換して、次いで、バリアントの活性をアッセイし、次いで、最良の活性を有するポリペプチドにより当該プロセスを繰り返すことである。
【０２１２】
ポリペプチドの機能的に等価なバリアントを生成するための、ポリペプチドのアミノ酸配列における保存的アミノ酸置換は、典型的には、ポリペプチドをコードする核酸の改変により行われる。かかる置換は、当業者に公知の多様な方法により行うことができる。例えば、アミノ酸置換は、ＰＣＲによる変異、Kunkelの方法による部位特異的変異誘発（Kunkel, Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 82: 488-492, 1985）、または、ポリペプチドにコードされる遺伝子の化学合成により、行うことができる。
【０２１３】
本発明の側面は、細胞における１または２以上の酵素の過剰発現に関する。一部の態様において、細胞は、内在的に酵素の１または２以上をコードする１または２以上の遺伝子を発現する。内在遺伝子の発現は、構成的または誘導性のプロモーターを挿入することなどにより、遺伝子のプロモーターを変更することにより増大させることができる。内在遺伝子の発現はまた、細胞において遺伝子のさらなるコピーを発現させることにより、例えば、当該遺伝子のさらなるコピーを染色体中に挿入することにより、または、プラスミド上で当該遺伝子の１または２以上のコピーを発現させることにより、増大させることができる。
【０２１４】
本発明の側面は、１または２以上の酵素をコードする１または２以上の遺伝子の組換え発現に関する。一部の態様において、本発明に関連する酵素をコードする遺伝子は、組換え発現ベクターにおいて発現される。本明細書において用いられる場合、「ベクター」は、異なる遺伝子環境間の輸送または宿主細胞における発現のために制限酵素切断およびライゲーションにより所望の配列を挿入することができる、多数の核酸のいずれであってもよい。ベクターは、典型的にはＤＮＡからなるが、ＲＮＡベクターもまた利用可能である。ベクターとして、限定されないが以下が挙げられる：プラスミド、フォスミド、ファージミド、ウイルスゲノムおよび合成染色体。
【０２１５】
クローニングベクターは、宿主細胞において、自己複製するか、またはゲノム中に組み込むことができるものであって、さらに、新しい組換えベクターが宿主細胞において複製する能力を保持するように、当該ベクターを判定可能な様式において切断することができ、その中に所望のＤＮＡ配列をライゲーションすることができる、１または２以上のエンドヌクレアーゼ制限酵素切断部位により、特徴づけられるものである。プラスミドの場合、所望の配列の複製は、プラスミドが宿主細菌内でコピー数を増加させるために多くの回数において行われても、宿主が有糸分裂により複製する前に、宿主あたり１回のみ行われてもよい。ファージの場合、複製は、溶菌期の間に能動的に、または溶原期の間に受動的に行われ得る。
【０２１６】
発現ベクターは、その中に、制限酵素切断およびライゲーションにより、所望のＤＮＡ配列が調節配列に対して作動的に連結され、ＲＮＡ転写物として発現されることができるように、所望のＤＮＡ配列を挿入することができるものである。ベクターはさらに、細胞の同定における使用のために好適な１または２以上のマーカー配列を含んでもよく、これは、ベクターにより形質転換またはトランスフェクトされているか、またはされていない。マーカーとして、例えば、抗生物質または他の化合物に対する耐性または感受性のいずれかを増大または低下させるタンパク質をコードする遺伝子、その活性が当該分野において公知の標準的なアッセイにより検出可能である酵素（例えば、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼまたはアルカリホスファターゼ）をコードする遺伝子、および、形質転換またはトランスフェクトされた細胞、宿主、コロニーまたはプラークの表現型に可視的に影響を及ぼす遺伝子（例えば、緑色蛍光タンパク質）が挙げられる。好ましいベクターは、自己複製、および、それらが作動的に連結されているＤＮＡセグメントにおいて存在する構造遺伝子産物の発現が可能であるものである。
【０２１７】
本明細書において用いられる場合、コード配列および調節配列は、それらが、コード配列の発現または転写が調節配列の影響または制御下に置かれるように共有的に架橋される場合に、「作動的に」連結されると称される。コード配列が機能的なタンパク質へと翻訳されることが望ましい場合、２つのＤＮＡ配列は、５’調節配列におけるプロモーターの誘導がコード配列の転写をもたらす場合、および、２つのＤＮＡ配列の間の架橋の性質が、（１）フレームシフト変異の誘導をもたらさない、（２）プロモーター領域がコード配列の転写を指揮する能力を妨害しない、または、（３）対応するＲＮＡ転写物がタンパク質へと翻訳される能力を妨害しない場合に、作動的に連結されると称される。したがって、プロモーター領域は、当該プロモーター領域が、生じる転写物が所望のタンパク質またはポリペプチドへと翻訳され得るように、そのＤＮＡ配列の転写をもたらすことができる場合に、コード配列に作動的に連結される。
【０２１８】
請求される発明の酵素のいずれかをコードする核酸分子が細胞において発現される場合、その発現を指揮するために、多様な転写制御配列（例えば、プロモーター／エンハンサー配列）を用いることができる。プロモーターは、ネイティブなプロモーター、すなわち、当該遺伝子の発現の通常の調節をもたらす、当該遺伝子の内因的な状況におけるプロモーターであってよい。一部の態様において、プロモーターは、構成的なもの、すなわち、当該プロモーターが調節されておらず、その関連する遺伝子の頻繁な転写を可能にするものであってもよい。ある分子の存在または不在により制御されるプロモーターなどの、多様な条件的プロモーターもまた用いることができる。
【０２１９】
遺伝子発現のために必要とされる調節配列の正確な性質は、種および細胞の型により変化し得るが、一般的に、必要に応じて、ＴＡＴＡボックス、キャップ配列、ＣＡＡＴ配列などの、それぞれ転写および翻訳の開始に関与する、５’非転写および５’非翻訳配列を含むであろう。特に、かかる５’非転写調節配列は、作動的に連結された遺伝子の転写の制御のためのプロモーター配列を含む、プロモーター領域を含むであろう。調節配列はまた、所望されるばあい、エンハンサー配列または上流アクチベーター配列を含んでもよい。本発明のベクターは、任意に、５’リーダーまたはシグナル配列を含んでもよい。適切なベクターの選択および設計は、当業者の能力および裁量の範囲内である。
【０２２０】
発現のための全ての必要なエレメントを含む発現ベクターは、市販されており、当業者に公知である。例えば、Sambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、第２版、Cold Spring Harbor Laboratory Press（1989年）を参照。細胞は、当該細胞中への異種ＤＮＡ（またはＲＮＡ）の導入により、遺伝子操作される。その異種ＤＮＡ（またはＲＮＡ）は、宿主細胞における異種ＤＮＡの発現を許容するために、転写エレメントの作動的な制御下に置かれる。一部の態様において、本発明の核酸の２または３以上を、同じ発現ベクターまたはプラスミド中にクローニングしてもよい。
【０２２１】
本発明に関連する酵素のいずれかをコードする核酸分子は、当該分野において標準的である方法および技術を用いて、細胞中に導入することができる。例えば、核酸分子は、化学的形質転換およびエレクトロポレーションを含む形質転換、形質導入、微粒子銃などの標準的なプロトコルにより、導入することができる。酵素をコードする核酸分子を発現させることはまた、当該核酸分子をゲノム中に組み込むことによっても達成することができる。核酸分子を、当該分野において標準的な技術を用いて、細胞のゲノムＤＮＡ中に組み込んでもよい。
【０２２２】
一部の態様において、本発明に関連する１または２以上の遺伝子を、細菌細胞において組換えにより発現させる。本発明による細菌細胞は、任意の型（リッチまたは最少）の培地および任意の組成物中で培養することができる。一部の態様において、細胞を、ＬＢ培地中で培養する。当業者により理解されるであろうが、慣用的な最適化により、多様な型の培地の使用が可能となる。選択される培地に、多様なさらなる成分を補充してもよい。補充成分の幾つかの非限定的な例として、グルコース、抗生物質、IPTG、遺伝子誘導のためのテトラサイクリンまたは無水テトラサイクリン（ａＴｃ）、およびATCC Trace Mineral Supplementが挙げられる。同様に、培地の他の側面、および本発明の細胞の増殖条件を、慣用的な実験を通して最適化することができる。例えば、ｐＨおよび温度は、最適化することができる要因の非限定的な例である。一部の態様において、補充成分の濃度および量を最適化することができる。他の態様において、１または２以上の補充成分を培地に補充する頻度、および、当該培地が培養される時間の量を最適化する。
【０２２３】
一部の態様において、増殖培地は、ZawadaおよびSwartz（2006）Biotechnology and Bioengineering 94(4):618から適応させたものであり、以下の１または２以上を含む：脱イオン化水、Swartz-培地ストック、ＭｇＳＯ４ストック、チアミンストック、微量金属、グルコース、ビタミンストック、アミノ酸ストック、BASF Industrol DF204（消泡剤）、クロラムフェニコール、カルベニシリンおよび前培養種菌（preculture inoculum）。代表的なストック溶液の組成物は、例のセクションにおいてさらに記載される。微量金属の非限定的な例として、以下が挙げられる：ホウ酸、塩化コバルト六水和物、硫酸銅五水和物、硫酸マンガン水和物、モリブデン酸ナトリウム二水和物、硫酸亜鉛七水和物および硫酸（sulfuric acid）。
【０２２４】
ビタミンの非限定的な例として、以下が挙げられる：塩化コリン、ナイアシン（ニコチン酸）、塩酸ピリドキシン、リボフラビン、パントテン酸ヘミカルシウム塩, パラアミノ安息香酸（PABA）、ＫＯＨ、ビオチン、シアノコバラミンおよび葉酸二水和物。アミノ酸の非限定的な例として、以下が挙げられる：イソロイシン、ロイシン、トリプトファンおよびバリン。
【０２２５】
本発明の側面に関連する細胞は、多様なデバイスにおいて培養することができ、このことは当業者により理解されるであろう。一部の態様において、細胞は、DASGIP AG（Julich Germany）により提供されるバイオリアクターなどのバイオリアクター中で培養される。一部の態様において、バイオリアクターは、DASGIP AGバイオリアクター、Volume 4.0（May 2009）であり、バイオリアクターの調製は、DASGIP Control 4.0 User Manualに基づく。一部の態様において、溶解酸素のフィーディング戦略は、例のセクションにおいて記載されるもの、およびLee (1996) Trends in Biotechnology, 14(3):98-105においてさらに議論されるものに従う。
【０２２６】
一部の態様において、組換えタンパク質発現は、LacIプロモーターの制御下にあり、IPTGの添加により誘導される。他の誘導性プロモーターもまた、本発明の側面と適合性であることが理解されるべきである。細胞は、当業者が精通しているであろう多様な手順に従って収集することができる。例えば、例のセクションにおいてさらに記載するとおり、細胞は、蠕動ポンプシステムにより収集してもよい。
【０２２７】
本発明の側面によれば、無細胞生成プロセスのための清澄化されたライセートが生成される。細胞は、当業者が精通しているであろう多様な手順に従って溶解することができる。一部の態様において、収集の後で、細胞は、２０，０００ｐｓｉにおける単回通過のホモジェナイゼーションを通して、例えば、Avestin EmulsiFlex-C3高圧ホモジェナイザー（Avestin, Inc., Ottawa, Ontario, Canada）を用いて、溶解される。一部の態様において、ライセートは、第２の、および任意にさらなるホモジェナイゼーション通過に供される。ホールセルライセートは、次いで、遠心分離を通して清澄化され、清澄化されたライセートは収集物の上清において得られる。一部の態様において、無細胞反応は、清澄化されたライセートに対する基質およびコファクターの添加により、開始される。細胞の培養、収集、および無細胞反応のための代表的な手順は、例のセクションにおいて提供されるが、一方、当業者はかかるプロトコルの最適化を達成することができることが、理解されるべきである。
【０２２８】
医薬組成物
本発明はまた、上記の無細胞系により調製されたカルバペネム、例えば式（ｉ）の化合物、および任意に薬学的に受容可能な賦形剤を含む医薬組成物を提供する。
【０２２９】
薬学的に受容可能な賦形剤は、所望される特定の投与形態に好適となるように、任意のおよび全ての溶媒、希釈剤、または他の液体のビヒクル、分散もしくは懸濁補助剤、表面活性剤、等張化剤、濃縮化剤または乳化剤、保存剤、固体結合剤、潤滑材などを含む。医薬組成物の処方および／または製造における一般的考察は、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences、第１６版、E. W. Martin（Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1980）、およびRemington: The Science and Practice of Pharmacy、第２１版（Lippincott Williams & Wilkins, 2005）において見出すことができる。
【０２３０】
本明細書において記載される医薬組成物は、薬理学の分野において公知の任意の方法により、調製することができる。一般に、かかる調製方法は、式（ｉ）の化合物（「活性成分」）を１もしくは２以上の賦形剤および／またはもしくは２以上の他の補助成分と関連させるステップ、ならびに次いで、必要であるかおよび／または望ましい場合は、製品を所望の単一もしくは複数用量単位に成形および／もしくは包装するステップを含む。
【０２３１】
医薬組成物は、バルクにおいて、単一の単位用量として、および／または複数の単一の単位用量として、調製、包装および／または販売することができる。本明細書において用いられる場合、「単位用量」は、活性成分の予め決定された量を含む、医薬組成物の個別の量である。活性成分の量は、一般に、対象に投与される活性成分の投与量、および／またはかかる投与量の便利な画分、例えば、かかる投与量の２分の１もしくは３分の１と等しい。
【０２３２】
医薬組成物中の活性成分、薬学的に受容可能な賦形剤、および／または任意のさらなる成分の相対的量は、処置される対象のアイデンティティー、サイズおよび／または状態に依存して、ならびにさらに、組成物が投与される経路に依存して、変化するであろう。例として、組成物は、０．１％〜１００％（ｗ／ｗ）の活性成分を含んでもよい。
【０２３３】
提供される医薬組成物の製造において用いられる薬学的に受容可能な賦形剤として、不活性な希釈剤、分散および／または造粒剤、表面活性剤および／または乳化剤、崩壊剤、結合剤、保存剤、緩衝化剤、潤滑剤、および／または油脂が挙げられる。カカオバターおよび坐剤用のロウ、着色剤、コーティング剤、甘味剤、香味剤および香料などの賦形剤もまた、組成物中に存在してもよい。
【０２３４】
例示的な希釈剤として、限定されないが、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム、カルシウム硫酸、リン酸水素カルシウム、リン酸ナトリウム、ラクトース、スクロース、セルロース、微晶質セルロース、カオリン、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、塩化ナトリウム、乾燥デンプン、コーンスターチ、粉糖など、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２３５】
例示的な造粒および／または分散剤として、限定されないが、馬鈴薯デンプン、コーンスターチ、タピオカデンプン、デンプングリコール酸ナトリウム、クレイ、アルギン酸、グアーガム、柑橘類の果肉、寒天、ベントナイト、セルロースおよび木材、天然の海綿、カチオン交換樹脂、炭酸カルシウム、ケイ酸、炭酸ナトリウム、架橋ポリ（ビニル−ピロリドン）（クロスポビドン）、カルボキシメチルデンプンナトリウム（デンプングリコール酸ナトリウム）、カルボキシメチルセルロース、架橋カルボキシメチルセルロースナトリウム（クロスカルメロース）、メチルセルロース、アルファ化デンプン（starch 1500）、微晶質デンプン、非水溶性デンプン、カルシウムカルボキシメチルセルロース、ケイ酸マグネシウムアルミニウム（Veegum）、ラウリル硫酸ナトリウム、四級アンモニウム化合物など、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２３６】
例示的な表面活性剤および／または乳化剤として、限定されないが、天然の乳化剤（例えば、アラビアゴム、寒天、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、トラガカント、コンドラックス（chondrux）、コレステロール、キサンタン、ペクチン、ゼラチン、卵黄、カゼイン、羊毛脂、コレステロール、ロウおよびレシチン）、コロイド状クレイ（例えば、ベントナイト（ケイ酸アルミニウム）およびVeegum（ケイ酸マグネシウムアルミニウム））、長鎖アミノ酸誘導体、高分子アルコール（例えば、ステアリルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、トリアセチンモノステアリン酸、エチレングリコールジステアリン酸、モノステアリン酸グリセリル、およびプロピレングリコール モノステアリン酸、ポリビニルアルコール）、カルボマー（例えば、カルボキシポリメチレン、ポリアクリル酸、アクリル酸ポリマーおよびカルボキシビニルポリマー）、カラギーナン、セルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、粉末セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース）、ソルビタン脂肪酸エステル（例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（Tween 20）、ポリオキシエチレンソルビタン（Tween 60）、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（Tween 80）、ソルビタンモノパルミテート（Span 40）、ソルビタンモノステアレート（Span 60）、ソルビタントリモノステアレート（Span 65）、モノオレイン酸グリセリル、ソルビタンモノオレエート（Span 80））、ポリオキシエチレンエステル（例えば、ポリオキシエチレンモノステアリン酸（Myrj 45）、ポリオキシエチレン水素化ヒマシ油、ポリエトキシ化ヒマシ油、ポリオキシメチレンステアリン酸およびSolutol）、スクロース脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル（例えば、Cremophor）、ポリオキシエチレンエーテル（例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（Brij 30））、ポリ（ビニル−ピロリドン）、ジエチレングリコールモノラウレート、オレイン酸トリエタノールアミン、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸エチル、オレイン酸、ラウリン酸エチル、ラウリル硫酸ナトリウム、Pluronic F 68、Poloxamer 188、臭化セトリモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンザルコニウム、ドキュセートナトリウムなど、ならびに／またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２３７】
例示的な結合剤として、限定されないが、デンプン（例えば、コーンスターチおよびデンプン糊）、ゼラチン、糖（例えば、スクロース、グルコース、デキストロース、デキストリン、糖蜜、ラクトース、ラクチトール、マンニトールなど）、天然および合成のゴム（例えば、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、アイリッシュモスの抽出物、パンワー（panwar）ゴム、ガッチ（ghatti）ゴム、イサポール皮（isapol husk）の粘液、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、微晶質セルロース、酢酸セルロース、ポリ（ビニル−ピロリドン）、ケイ酸マグネシウムアルミニウム（Veegum）、およびカラマツアラボガラクタン）、アルギナート、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、無機カルシウム塩、ケイ酸、ポリメタクリラート、ロウ、水、アルコールなど、および／またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２３８】
例示的な保存剤として、限定されないが、抗酸化剤、キレート剤、抗菌保存剤、抗真菌保存剤、アルコール性保存剤、酸性保存剤および他の保存剤が挙げられる。
【０２３９】
例示的な抗酸化剤として、限定されないが、アルファトコフェロール、アスコルビン酸、パルミチン酸アスコルビル、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、モノチオグリセロール、メタ重亜硫酸カリウム、プロピオン酸、没食子酸プロピル、アスコルビン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウムおよび亜硫酸ナトリウムが挙げられる。
【０２４０】
例示的なキレート剤として、限定されないが、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）ならびにその塩および水和物（例えばエデト酸ナトリウム、エデト酸二ナトリウム、エデト酸三ナトリウム、エデト酸カルシウム二ナトリウム、エデト酸二カリウムなど）、クエン酸ならびにその塩および水和物（例えばクエン酸一水和物）、フマル酸ならびにその塩および水和物、リンゴ酸ならびにその塩および水和物、リン酸ならびにその塩および水和物、ならびに酒石酸ならびにその塩および水和物が挙げられる。例示的な抗菌保存剤として、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸第二水銀フェニル、プロピレングリコールおよびチメロサールが挙げられる。
【０２４１】
例示的な抗真菌保存剤として、限定されないが、ブチルパラベン、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、安息香酸カリウム、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウムおよびソルビン酸が挙げられる。
【０２４２】
例示的なアルコール性保存剤として、限定されないが、エタノール、ポリエチレングリコール、フェノール、フェノール化合物、ビスフェノール、クロロブタノール、ヒドロキシ安息香酸およびフェニルエチルアルコールが挙げられる。
【０２４３】
例示的な酸性保存剤として、限定されないが、ビタミンＡ、ビタミンＣ、ビタミンＥ、ベータ−カロテン、クエン酸、酢酸、デヒドロ酢酸、アスコルビン酸、ソルビン酸およびフィチン酸が挙げられる。
【０２４４】
他の保存剤として、トコフェロール、酢酸トコフェロール、メシル酸デテロキシム（deteroxime mesylate）、セトリミド、ブチル化ヒドロキシアニソール（BHA）、ブチル化ヒドロキシトルエン（BHT）、エチレンジアミン、ラウリル硫酸ナトリウム（SLS）、硫酸ナトリウムラウリルエーテル（SLES）、亜硫酸水素ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、カリウムメタ重亜硫酸、Glydant Plus、Phenonip、メチルパラベン、Germall 115、Germaben II、Neolone、KathonおよびEuxylが挙げられる。ある態様において、保存剤は抗酸化剤である。他の態様において、保存剤はキレート剤である。
【０２４５】
例示的な緩衝化剤として、限定されないが、クエン酸緩衝溶液、酢酸緩衝溶液、リン酸緩衝溶液、塩化アンモニウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、グルビオン酸カルシウム、グルセプト酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、Ｄ−グルコン酸、グリセロリン酸カルシウム、乳酸カルシウム、プロパン酸、レブリン酸カルシウム、ペンタン酸、二塩基性リン酸カルシウム、リン酸、三塩基性リン酸カルシウム、水酸化リン酸カルシウム、酢酸カリウム、塩化カリウム、グルコン酸カリウム、カリウム混合物、二塩基性リン酸カリウム、一塩基性リン酸カリウム、カリウムリン酸混合物、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、二塩基性リン酸ナトリウム、一塩基性リン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム混合物、トロメタミン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルギン酸、パイロジェンフリー水、等張食塩水、リンガー溶液、エチルアルコールなど、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２４６】
例示的な潤滑剤として、限定されないが、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸、シリカ、タルク、モルト、ベハン酸グリセリル、水素化植物油、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ロイシン、ラウリル硫酸マグネシウム、ラウリル硫酸ナトリウムなど、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２４７】
例示的な天然の油脂として、限定されないが、アーモンド油、杏仁油、アボカド油、ババス油、ベルガモット油、ブラックカラントシード油、ルリジサ油、カデ油、カモミール油、キャノーラ油、キャラウェイ油、カルナウバロウ油、ヒマシ油、シナモン油、カカオバター油、ココナッツ油、タラ肝油、コーヒー油、トウモロコシ油、綿実油、エミュー油、ユーカリ油、月見草油、魚油、亜麻仁油、ゲラニオール油、ウリ油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、ヒソップ油油、ミリスチン酸イソプロピル油、ホホバ油、ククイ油、ラバンジン油、ラベンダー油、レモン油、リツェアクベバ油、マカデミアナッツ油、ゼニアオイ油、マンゴー種子油、メドウフォーム種子油、ミンク油、ナツメグ油、オリーブ油、オレンジ油、オレンジラフィー油、ヤシ油、パーム核油、杏仁（peach kernel）油、ピーナッツ油、ケシ種子油、カボチャ種子油、菜種油、米ぬか油、ローズマリー油、ベニバナ油、ビャクダン油、ツバキ（sasquana）油、サボリー油、シーバックソーン油、ゴマ油、シアバター油、シリコーン油、大豆油、ヒマワリ油、ティーツリー油、アザミ油、ツバキ油、ベチベル油、クルミ油、および小麦胚芽油。例示的な合成の油脂として、限定されないが、ステアリン酸ブチル、カプリル酸トリグリセリド、カプリン酸トリグリセリド、シクロメチコン、セバシン酸ジエチル、ジメチコン360、ミリスチン酸イソプロピル、鉱油、オクチルドデカノール、オレイルアルコール、シリコーン油、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【０２４８】
経口および非経口投与のための液体の投与形態として、薬学的に受容可能な乳液、マイクロエマルジョン、溶液、懸濁液、シロップおよびエリキシル剤が挙げられる。活性成分に加えて、液体投与形態は、当該分野において一般に用いられる不活性な希釈剤（例えば水または他の溶媒など）、可溶化剤および乳化剤（エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ジメチルホルムアミドなど）、油脂（例えば綿実油、ピーナッツ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油およびゴマ油）、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ならびにそれらの混合物を含んでもよい。不活性な希釈剤の他に、経口用組成物は、湿潤化剤、乳化剤および懸濁剤などのアジュバント、甘味剤、香味剤および芳香剤を含んでもよい。非経口投与のためのある態様において、活性成分は、Cremophor（商標）、アルコール、油脂、変性油脂、グリコール、ポリソルベート、シクロデキストリン、ポリマーおよびそれらの組み合わせなどの可溶化剤と混合される。
【０２４９】
注射可能な調製物、例えば、無菌の注射可能な水性または油性の懸濁液は、公知の技術に従って、好適な分散剤または湿潤化剤および懸濁剤を用いて、処方することができる。無菌の注射可能な調製物は、非毒性の非経口的に受容可能な希釈剤または溶媒中の無菌の注射可能溶液、懸濁液または乳液、例えば１，３−ブタンジオール中の溶液としてのものであってよい。使用することができる受容可能なビヒクルおよび溶媒には、水、リンガー溶液、Ｕ．Ｓ．Ｐ．および等張の塩化ナトリウム溶液がある。さらに、無菌の硬化油が溶媒または懸濁媒として慣用的に用いられる。この目的のために、合成の、モノ−またはジグリセリドを含む任意の無菌の硬化油を用いることができる。さらに、オレイン酸などの脂肪酸が、注射可能な調製物において用いられる。
【０２５０】
注射可能な処方物は、例えば、細菌を保持するフィルターを通す濾過により、または、使用の前に無菌水または他の無菌の注射可能な培地中に溶解または分散させることができる無菌の固体組成物の形態において滅菌剤を組み込むことにより、滅菌することができる。
【０２５１】
直腸または膣投与のための組成物は、典型的には坐剤であり、これは、活性成分を、カカオバター、ポリエチレングリコールまたは坐剤用のロウなどの、常温では固体であるが体内の温度においては液体であり、したがって直腸または膣腔において融解して活性成分を放出する、好適な非刺激性の賦形剤またはキャリアと混合することにより、調製することができる。
【０２５２】
経口投与のための固体の投与形態として、カプセル、錠剤、丸剤、散剤および顆粒が挙げられる。かかる固体投与形態において、活性成分は、クエン酸ナトリウムまたはリン酸二カルシウムなどの少なくとも一つの不活性な薬学的に受容可能な賦形剤、ならびに／または、ａ）デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトールおよびケイ酸などの充填剤もしくは増量剤、ｂ）例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギナート、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、スクロースおよびアラビアゴムなどの結合剤、ｃ）グリセロールなどの保湿剤、ｄ）寒天、炭酸カルシウム、馬鈴薯もしくはタピオカデンプン、アルギン酸、特定のケイ酸、および炭酸ナトリウムなどの崩壊剤、ｅ）パラフィンなどの溶解遅延剤、ｆ）四級アンモニウム化合物などの吸収促進剤、ｇ）例えばセチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロールなどの湿潤化剤、ｈ）カオリンおよびベントナイトクレイなどの吸収剤、ならびに、ｉ）タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムなどの潤滑剤、ならびにそれらの混合物と混合される。カプセル、錠剤および丸剤の場合、投与形態は、緩衝化剤を含んでもよい。
【０２５３】
類似の型の固体組成物を、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子ポリエチレングリコールなどの賦形剤を用いて、軟質または硬質の充填されたゼラチンカプセル中の充填剤として使用してもよい。錠剤、糖衣錠、カプセル、丸剤および顆粒の固体投与形態は、腸溶性コーティングおよび製薬の分野において周知の他のコーティングなどの、コーティングおよびシェルと共に調製してもよい。それらは、任意に、乳白剤（opacifying agent）を含んでもよく、活性成分を、排他的にまたは、腸管内の特定の部位においてのみ、またはそこにおいて優先的に、任意に遅延された様式において、放出する組成物であってよい。使用することができる包埋組成物の例として、ポリマー物質およびロウが挙げられる。類似の型の固体組成物を、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子ポリエチレングリコールなどの賦形剤を用いて、軟質または硬質の充填されたゼラチンカプセル中の充填剤として使用することができる。
【０２５４】
活性成分は、上記のような１または２以上の賦形剤と共にマイクロカプセル化された形態であってもよい。錠剤、糖衣錠、カプセル、丸剤および顆粒の固体投与形態は、腸溶性コーティング、放出制御コーティングおよび製薬の分野において周知の他のコーティングなどのコーティングおよびシェルと共に調製してもよい。かかる固体投与形態において、活性成分を、スクロース、ラクトースまたはデンプンなどの少なくとも１つの不活性な希釈剤と混合することができる。かかる投与形態は、通常の実施におけるもののように、不活性な希釈剤の他にさらなる物質、例えばステアリン酸マグネシウムおよび微結晶性セルロースなどの打錠用潤滑剤および他の打錠補助剤を含んでもよい。カプセル、錠剤および丸剤の場合、投与形態は、緩衝化剤を含んでもよい。それらは、任意に、乳白剤を含んでもよく、活性成分を、腸管内の特定の部位においてのみ、またはそこにおいて優先的に、任意に遅延された様式において、放出する組成物であってよい。使用することができる包埋組成物の例として、ポリマー物質およびロウが挙げられる。
【０２５５】
本開示の化合物の局所および／または経皮投与のための投与形態として、軟膏、ペースト、クリーム、ローション、ゲル、粉末、溶液、スプレー、吸入剤および／または賦形剤が挙げられる。一般に、活性成分を、無菌条件下において、必要となり得るとおりに、薬学的に受容可能な賦形剤ならびに／または任意の必要とされる保存剤および／もしくは緩衝化剤と、混合する。
【０２５６】
本明細書において記載される皮内用医薬組成物の送達における使用のための好適なデバイスとして、米国特許第4,886,499号：同第5,190,521号：同第5,328,483号：同第5,527,288号：同第4,270,537号：同第5,015,235号：同第5,141,496号：同第および5,417,662号において記載されるもののような、短い針デバイスが挙げられる。皮内用組成物は、PCT公開WO 99/34850において記載されるものおよびその機能的均等物のような、皮膚中への有効な針の浸透長を限定するデバイスにより投与することができる。角質層を穿孔して真皮に到達するジェットを発生させる液体ジェットインジェクターを介しておよび／または針を介して、液体のワクチンを真皮へ送達するジェットインジェクションデバイスが好適である。ジェットインジェクションデバイスは、例えば、米国特許第5,480,381号：同第5,599,302号：同第5,334,144号：同第5,993,412号：同第5,649,912号：同第5,569,189号：同第5,704,911号：同第5,383,851号：同第5,893,397号：同第5,466,220号：同第5,339,163号：同第5,312,335号：同第5,503,627号：同第5,064,413号：同第5,520,639号：同第4,596,556号：同第4,790,824号：同第4,941,880号：同第4,940,460号：PCT公開WO 97/37705およびWO 97/13537において記載される。圧縮ガスを用いて粉末形態のワクチンを皮膚の外層を通して真皮へと加速させる、弾道的な粉末／粒子送達デバイスが好適である。あるいは、またはさらに、古典的な皮内投与のマントゥー法において、慣用的なシリンジを用いてもよい。
【０２５７】
局所投与のために好適な処方物として、限定されないが、リニメント、ローション、水中油型および／または油中水型の乳液（クリーム、軟膏および／またはペーストなど）、および／または溶液および／または懸濁液などの、液体および／または半液体の調製物が挙げられる。局所投与可能な処方物は、例えば、約１％〜約１０％（ｗ／ｗ）の活性成分を含んでもよいが、活性成分の濃度は、当該溶媒中での当該活性成分の可溶性の限界まで高くてもよい。局所投与のための処方物は、さらに、本明細書において記載されるさらなる成分の１または２以上を含んでもよい。
【０２５８】
医薬組成物は、頬側口腔を介する肺投与のために好適な処方において、調製し、包装し、および／または販売することができる。かかる処方物は、活性成分を含み約０．５〜約７ナノメートルまたは約１〜約６ナノメートルの範囲の直径を有する乾燥粒子を含んでもよい。かかる組成物は、便利に、乾燥粉末の形態にあり、これは、噴霧剤の流動を粉末を散布するように方向づけることができる乾燥粉末のリザーバを含むデバイスを用いるか、または、自己噴霧式（self propelling）の溶媒／粉末分配用容器（密封された容器中で低沸点の噴霧剤中に溶解および／または懸濁された活性成分を含むデバイスなど）を用いる投与のためのものである。かかる粉末は、粒子のうちの少なくとも９８重量％が０．５ナノメートルを超える直径を有し、粒子のうちの少なくとも９５％の数が７ナノメートル未満の直径を有する、粒子を含む。あるいは、粒子のうちの少なくとも９５重量％が１ナノメートルを超える直径を有し、粒子のうちの少なくとも９０％の数が６ナノメートル未満の直径を有する。乾燥粉末組成物は、糖などの固体の微細粉末希釈剤を含んでもよく、単位投与形態において便利に提供される。
【０２５９】
低沸点噴霧剤は、一般に、大気圧において華氏６５度未満の沸点を有する液体噴霧剤を含む。一般に、噴霧剤は、組成物の５０〜９９．９％（ｗ／ｗ）を構成してもよく、活性成分は、組成物の０．１〜２０％（ｗ／ｗ）を構成してもよい。噴霧剤はさらに、液体の非イオン性界面活性剤および／もしくは固体のアニオン性界面活性剤、ならびに／または固体の希釈剤（これは、活性成分を含む粒子と同じ桁の粒子サイズを有する）などの、さらなる成分を含んでもよい。
【０２６０】
肺送達のために処方された医薬組成物は、活性成分を、溶液および／または懸濁液の液滴の形態において提供してもよい。かかる処方物は、任意に無菌の、活性成分を含む、水性および／または希釈されたアルコール性溶液および／または懸濁液として、調製し、包装し、および／または販売することができ、任意の噴霧（nebulization）および／または微粒化（atomization）デバイスを用いて、便利に投与することができる。かかる処方物は、さらに、限定されないが、サッカリンナトリウムなどの香味剤、揮発性オイル、緩衝化剤、界面活性剤、および／またはメチルヒドロキシベンゾアートなどの保存剤を含む、１または２以上のさらなる成分を含んでもよい。この投与の経路により提供される液滴は、約０．１〜約２００ナノメートルの平均直径を有してもよい。
【０２６１】
肺送達のために有用であるとして本明細書において記載される処方物はまた、鼻内送達のためにも有用である。鼻内投与のために好適な別の処方物は、活性成分を含み、約０．２〜５００マイクロメートルの平均粒子を有する粗い粉末である。かかる処方物は、鼻孔の近くに保持された粉末の容器からの鼻腔を通しての迅速吸入により投与される。鼻投与のために好適な処方物は、例えば、わずか約０．１％（ｗ／ｗ）から、および１００％（ｗ／ｗ）までもの活性成分を含んでもよく、本明細書において記載されるさらなる成分の１または２以上を含んでもよい、
【０２６２】
本発明の医薬組成物は、頬側投与のための処方物において、調製し、包装し、および／または販売することができる。かかる処方物は、例えば、従来の方法を用いて製造された錠剤および／またはロゼンジの形態であってよく、例えば、０．１〜２０％（ｗ／ｗ）の活性成分、経口で溶解可能なおよび／または分解可能な組成物を含むバランス、ならびに任意に本明細書において記載されるさらなる成分の１または２以上を含んでもよい。あるいは、頬側投与のために好適な処方物は、活性成分を含む、粉末、ならびに／またはエアロゾル化および／もしくは微粒化された溶液および／もしくは懸濁液を含んでもよい。かかる粉末化、エアロゾル化および／または微粒化された処方物は、散布された場合、約０．１〜約２００ナノメートルの範囲の平均粒子および／または液滴サイズを有してもよく、さらに、本明細書において記載されるさらなる成分の１または２以上を含んでもよい。
【０２６３】
本発明の医薬組成物は、眼投与のために好適な処方物において、調製し、包装し、および／または販売することができる。かかる処方物は、例えば、水性または油性の液体キャリア中に、例えば０．１／１．０％（ｗ／ｗ）の活性成分の溶液および／または懸濁液を含む、点眼剤の形態であってよい。かかる液滴は、さらに、緩衝化剤、塩、および／または本明細書において記載されるさらなる成分の１または２以上の他のものを含んでもよい。有用な他の眼投与可能な処方物として、活性成分を微結晶形態においておよび／またはリポソーム調製物において含むものが挙げられる。点耳剤および／または点眼剤は、本開示の範囲内にあるものとして企図される。
【０２６４】
本明細書において提供される医薬組成物の記載は、主に、ヒトに対する投与のために好適である医薬組成物を対象とするが、当業者は、かかる組成物が全ての種類の動物に対する投与のために一般的に好適であることを理解するであろう。ヒトに対する投与のために好適な医薬組成物の、当該組成物を多様な動物に対する投与のために好適にするための改変は、よく理解されており、通常の技術を有する獣医学薬理学者は、通常の実験によりかかる改変を設計および／または実施することができる。医薬組成物の処方および／または製造における一般的考察は、例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy、第２１版、Lippincott Williams & Wilkins、2005年において見出すことができる。
【０２６５】
本発明によりなおさらに包含されるのは、医薬品のパックおよび／またはキットである。提供される医薬品のパックおよび／またはキットは、医薬組成物、ならびに容器（例えば、バイアル、アンプル、ボトル、シリンジ、および／またはディスペンサーパッケージ、または他の好適な容器）を含むことができる。一部の態様において、パックおよび／またはキットは、任意にさらに、対象への投与の準備のための医薬組成物の希釈または懸濁のための好適な医薬用賦形剤を含む、第２の容器を含んでもよい。一部の態様において、容器中に提供される本発明の医薬組成物または化合物と第２の容器とは、組み合わされて単位投与形態を形成する。任意に、使用のための説明が、本開示のかかるキット中にさらに提供される。かかる説明は、一般に、例えば、投与量および投与のための説明を提供することができる。他の態様において、説明は、さらに、投与のための特定の容器および／またはシステムについて特化した説明に関するさらなる詳細を提供することができる。なおさらに、説明は、さらなる治療と共同しておよび／またはこれと組み合わせての使用のために特化した説明を提供することができる。
【０２６６】
処置および投与の方法
本発明はまた、細菌感染を処置する方法を提供し、該方法は、上記の無細胞の方法により調製されるカルバペネム、例えば式（ｉ）の化合物、またはその組成物の治療有効量を、それを必要とする対象に投与することを含む。
【０２６７】
細菌感染は、好気性細菌、嫌気性細菌、グラム陽性細菌、ならびにグラム陰性細菌からの感染を含む。例示的な細菌感染として、限定されないが、以下の細菌からの感染が挙げられる：グラム陽性細菌（例えば、Staphylococcus、Streptococcus、Clostridium、Listeria、CorynebacteriaまたはBacillus感染）またはグラム陰性細菌（例えば、E.coli、Salmonella、Shigella、Pseudomonas、Moraxella、Helicobacter、Stenotrophomonas、Bdellovibrio、酢酸細菌、Legionella、Wolbachia、Neisseria、HemophilusまたはKelbsiella感染）。ある態様において、細菌感染は、Pseudomonas感染である。ある態様において、Pseudomonas感染は、院内感染の主要な原因因子の一つであるPseudomonas aeruginosaからの感染である。
【０２６８】
投与が企図される「対象」として、限定されないが、ヒト（すなわち、任意の年齢群の男性もしくは女性、例えば小児の対象（例えば乳児、小児、青年）もしくは成人の対象（例えば若年の成人、中年の成人または老年の成人））、ならびに／または他の霊長類（例えばカニクイザル、アカゲザル）；商業に関連する哺乳動物を含む哺乳動物、例えばウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ネコおよび／もしくはイヌ）；および／または鳥類（例えば商業に関連する鳥類、例えばニワトリ、アヒル、ガチョウおよび／もしくはシチメンチョウ）が挙げられる。
【０２６９】
本明細書において用いられる場合、他に特定されない限りにおいて、用語「処置する（treat）」、「処置すること（treating）」および「処置（treatment）」とは、対象が感染症を罹患している間に行われる行為であって、当該感染症の重篤度を軽減するか、当該感染症のの進行を遅延させるかまたは遅くさせるものを企図する。
【０２７０】
本明細書において用いられる場合、他に特定されない限りにおいて、化合物の「治療有効量」は、感染の処置または管理において治療的利益を提供するために、または感染に関連する１または２以上の症状を遅延もしくは最少化するために、十分な量である。化合物の治療有効量とは、単独で、または他の治療剤との組み合わせにおいて、感染の処置または管理における治療的利益を提供する治療剤の量を意味する。用語「治療有効量」は、全体的な治療を改善し、感染の症状または原因を低減または回避するか、あるいは、別の治療剤の治療効力を増強する量を包含する。
【０２７１】
本明細書において提供される化合物および組成物は、経口、静脈内、筋肉内、動脈内、髄内、髄腔内、皮下、脳室内、経皮、皮内、直腸、膣内、腹腔内、局所（粉末、軟膏、クリームおよび／または液滴によるものとして）、粘膜、鼻、頬側、腸内、舌下を含む任意の経路により；気管内滴下、気管支滴下および／または吸入により；および／または経口スプレー、鼻スプレーおよび／またはエアロゾルとして、投与することができる。特に企図される経路は、全身静脈内注射、血液および／もしくはリンパ供給を介する局所（regional）投与、ならびに／または経口投与である。一般に、最も適切な投与の経路は、剤の性質（例えば、胃腸管の環境におけるその安定性）、対象の条件（例えば、対象が経口投与を耐容することができるか否か）などを含む、多様な要因に依存するであろう。
【０２７２】
本明細書において提供される化合物および組成物は、典型的には、投与の容易性および投与量の均一性のために、投与単位において処方される。しかし、本発明の組成物の合計の一日の使用は、主治医により、健全な医学的判断の範囲内において決定されるであろう。任意の特定の対象についての具体的な治療有効用量レベルは、処置されている感染症および感染の重篤度；使用される特定の活性成分の活性；使用される特定の組成物；対象の年齢、体重、一般的健康、性別および食事；投与の時間、投与の経路、および使用される特定の活性成分の排出の速度；処置の期間；使用される特定の活性成分との組合せにおいて、またはこれと同時に用いられる薬物；および当該分野において周知の同様の要因を含む、多様な要因に依存するであろう。所望の投与量は、１日３回、１日２回、１日１回、２日毎、３日毎、毎週、隔週、３週毎、または４週毎に送達することができる。ある態様において、所望の投与量は、複数回の投与（例えば、２回、３回、４回、５回、６回、７回、８回、９回、１０回、１１回、１２回、１３回、１４回またはそれより多くの投与）を用いて送達してもよい。
【０２７３】
ある態様において、７０ｋｇの成人ヒトに対する１日あたり１回または２回以上の投与のための化合物の治療有効量は、単位投与形態あたり、約０．０００１ｍｇ〜約３０００ｍｇ、約０．０００１ｍｇ〜約２０００ｍｇ、約０．０００１ｍｇ〜約１０００ｍｇ、約０．００１ｍｇ〜約１０００ｍｇ、約０．０１ｍｇ〜約１０００ｍｇ、約０．１ｍｇ〜約１０００ｍｇ、約１ｍｇ〜約１０００ｍｇ、約１ｍｇ〜約１００ｍｇ、約１０ｍｇ〜約１０００ｍｇまたは約１００ｍｇ〜約１０００ｍｇの本発明の化合物を含んでもよい。本明細書において記載されるような用量範囲は、提供される医薬組成物の成人に対する投与のためのガイダンスを提供することが、理解される。例えば小児または青年に対して投与されるべき量は、医師または当業者により決定することができ、成人に対して投与されるものより低くても、同じであってもよい。
【０２７４】
本明細書において記載される化合物または組成物は、１または２以上のさらなる治療活性剤との組合せにおいて投与してもよい。化合物または組成物は、１または２以上のさらなる治療活性剤と同時に、それより前に、またはその後に、投与することができる。一般に、各々の剤は、その剤について決定された用量において、および／または時間的スケジュールにおいて、投与される。さらに、この組み合わせにおいて利用されるさらなる治療活性剤は、単一の組成物において一緒に投与されても、異なる組成物において別々に投与されてもよいことが、理解されるであろう。レジメンにおいて使用される特定の組み合わせは、さらなる治療活性剤に対する本発明の化合物の適合性、および／または達成されるべき所望の治療効果を考慮する。一般に、組み合わせて利用されるさらなる治療活性剤は、個々に利用されるレベルを超えないレベルにおいて利用されることが期待される。一部の態様において、組み合わせて利用されるレベルは、個々に利用されるものよりも低い。
【０２７５】
化合物または組成物は、それらのバイオアベイラビリティーを改善するか、それらの代謝を低減および／または改変するか、それらの排出を阻害するか、および／または体内におけるそれらの分布を改変する剤と組み合わせて投与してもよい。使用される治療は、同じ疾患について所望の効果を達成し得るものであっても（例えば、化合物は、抗炎症剤、抗不安剤および／または抗鬱剤と組み合わせて投与してもよい）、ならびに／あるいは、それは、異なる効果を達成し得るものであってもよい（例えば、有害な副作用の制御）。
【０２７６】
一つの特定の態様において、式（ｉ）の化合物、例えばイミペネムは、シラスタチンなどのデヒドロペプチダーゼ阻害剤と組み合わせて投与してもよい。
【０２７７】
例
本明細書において記載される発明をより完全に理解し得るために、以下の例を記載する。これらの例は、単に説明を目的とするものであって、決して本発明を限定するものとして解釈されるべきではないことが、理解されるべきである。
【０２７８】
カルバペネムの無細胞合成
経済的な基質からの所望の生成物への効率的な生物変換を触媒するために必要とされる重要な酵素は、第一に、遺伝子操作された迅速に増殖するE. coliの株において発現される（例えば表１および２において列記される酵素を参照）。本発明のこの側面は、E. coliの区画化された構造を利用して、周辺質における生成のために標的化された重要なエントリー酵素（すなわち、生成物のために必要とされる関連する代謝経路における第一の酵素）により、殆どの所望の経路の酵素を細胞質において生成する。例えば、PCT公開WO 2010/074760を参照；これは本明細書において参考として援用される。このことにより、インタクトな生物においては経路は活性化されず（または最小限に活性化され）、強力な増殖および代謝的健康を維持することが確実となる。細胞は高速の酵素送達および熱除去のために設計された発酵槽中で、比較的高い細胞密度において迅速に増殖される。収集の前に、培養物を誘導して、細胞質および周辺質の両方に対して標的化された過剰発現されたタンパク質を生成させる。
【０２７９】
例示的なイミペネムの無細胞合成。経路のステップａ〜ｆは、異種経路の基質であるグルタミン酸セミアルデヒドおよびエチルマロニル−補酵素Ａの、グルタミン酸およびグルコースからの形成を触媒し、ネイティブなE. coli酵素（ステップａ、ｂ、ｃおよびｅ）、またはE. coliにおいて機能的であることが示された酵素（ステップｄ、ｆ）のいずれかを含む。ステップａおよびｂは、グルタミン酸からのグルタミン酸セミアルデヒドの形成を触媒する。ステップｃは、解糖経路を含み、グルコースからアセチル−補酵素Ａを供給する。ステップｄ〜ｆは、アセチル−補酵素Ａ（Ｒ２＝−ＣＨ２ＣＨ３）からのエチルマロニル−補酵素Ａの生成のために必要とされる。Rhodobacter sphaeroidesからのアセチル−補酵素Ａアセチルトランスフェラーゼ（ステップｄ）およびクロトニル−補酵素Ａレダクターゼ（ステップｆ）は、E. coliにおいて、それぞれ、アセチル−補酵素Ａ、クロトニル−補酵素ＡおよびＣＯ２から、アセトアセチル−補酵素Ａおよびエチルマロニル−補酵素Ａの形成を触媒することが示されている。例えば、Satoら、J. Biosci. Bioeng. (2007) 103:38-44；Erbら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2007) 104:10631-10636；Erbら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2009) 106:8871-8876を参照。さらに、クロトニル−補酵素Ａは、E. coliにおいて、アセトアセチル−補酵素Ａ（ステップｅ）から、ネイティブなE. coliのFadBまたは他の異種酵素を用いて生成することができる。例えば、Atsumiら、Metab. Eng. (2008) 10:305-311を参照。グルタミン酸セミアルデヒドおよびエチルマロニル補酵素Ａからイミペネムへの経路（ステップ１〜５）は、チエナマイシンおよびカルバペネムの両方の生合成経路からの酵素を組み合わせる。例えば、Williamsonら、J Biol Chem (1985) 260:4637-4647；Staponら、J. Am. Chem. Soc. (2003) 125:15746-15747；Rodriguezら、J Antibiot (2010) 63:135-138；Rodriguezら、Mol Microbiol (2008) 69:633-645；および表２において引用される参考文献を参照。
【０２８０】
他のカルバペネム化合物は、上の記載に従って企図される。例えば図９Ａ〜９Ｈを参照。企図される一つの特定のカルバペネムは、グルコースおよびグリシンから提供される（図３〜５Ａおよび９Ｄの組み合わせ）。重要なステップは、スレオニンアルドラーゼを用いるグリシンおよびマロン酸セミアルデヒドからの３−ヒドロキシグルタミン酸の生成、ならびに、３−ヒドロキシグルタミン酸セミアルデヒドおよびエチルマロニル−CoAからのカルバペネムのコアの形成である。例えば、Rivaら、Tetrahedron (2008) 64:5079を参照。
【０２８１】
Ｃ２−側鎖の付着
チエナマイシンへのS. cattleya 経路において、カルバペネムの核へのＣ−２の位置におけるパンテテインの付着は、ThnVにより触媒されると推定される。例えば、Nunezら、Chem. Biol. (2003) 10:301-311を参照。ThnVは、グルタチオントランスフェラーゼに対する配列類似性に基づいて、カルバペネムの核のＣ−２の位置におけるチオール含有側鎖の縮合を触媒することが提案されている。この仮説は、thnV遺伝子（E. coliにおける発現のためにコドン最適化されている）をE. coliにおいて発現させ、異種タンパク質がパンテテインをカルバペネムの核にコンジュゲートする能力について評価することにより、試験することができる（Ｒ２＝ＣＨ２ＣＨ３）。ThnVをコードする遺伝子の配列（EMBLアクセッション番号AJ421798から得られる）は、化学的に合成することができ、固定化金属アフィニティークロマトグラフィーを介しての精製のために、Ｃ末端およびＮ末端の両方に6xHisタグを含むように修飾することができる。S. cattleyaゲノムの高い（＞７０％）ＧＣ含有量に起因して、thnV遺伝子は、E. coliにおける発現のためにコドン最適化されていてもよい。合成の遺伝子を、Ｃ末端およびＮ末端の6xHisタグを付与する発現ベクター中にサブクローニングしてもよい。合成された遺伝子のＴ７に基づく発現のために、市販での入手可能性に起因して（Novagen, Inc.）、サブクローニングの容易性、および遺伝子発現に対する緊密な制御に起因して、pDuetファミリーのベクターを用いてもよい。発現レベルは、イソプロピルβ−Ｄ−１−チオガラクトピラノシド（IPTG）のレベルを変化させることを通して、ならびに、異なるベクターの間でのコピー数のバリエーションの使用を通して異なるベクター（pDuetベクターは全て同じ発現機構を共有するが、コピー数は約１０〜＞１００コピー／細胞の範囲にわたり異なる）、改変することができる。E. coli株BL21(DE3)は、サブクローニングされた遺伝子を含有するプラスミドで形質転換することができ、形質転換体は、適切な抗生物質を用いて選択することができる。培養物を、リッチな限定培地において中程度の光学密度（ＯＤ６００＝０．５〜１）まで増殖させ、その後、０．１〜１ｍＭのIPTGで誘導してもよい。細胞を、次いで、収集し、濃縮して、その後、高圧ホモジェナイザーを用いる溶解してもよい。全長タンパク質の発現は、適切な標準物との変性タンパク質ゲル電気泳動により、確認することができる。
【０２８２】
Ｃ２基（例えば、−ＳＲ８基）は、化学的にまたは酵素により、対応するチオールのMichael付加を介して、付着させることができる。例示的なＣ２基として、限定されないが、パンテテインおよびＮ−ホルムイミドイルシステアミン、ならびに本明細書において記載される他のものが挙げられる（例えば図６を参照）。パンテテインは、Mandelら、Org Lett (2004) 6:4801-4803において記載されるように、調製することができる。Ｎ−ホルムイミドイルシステアミンは、米国特許4,292,436号同第4,329,481号において記載されるように、調製することができる。Ｃ２−Ｃ３二重結合は、二塩化メチレンの存在下における酸化により再導入することができる（上記Batesonを参照）。Ｃ２基はまた、エノール形態の捕捉と、その後のMichael付加とその後の除去を介して、付着させることができる。例えば、Rabassedaら、Drugs Fut (1994) 19:631およびUS 20090312539を参照。
【０２８３】
遺伝子の化学合成
表３において列記される酵素をコードする遺伝子は、E. coliにおける発現のためにコドンを最適化して、化学合成することができる。遺伝子は、発現されたタンパク質の精製のためのＣおよびＮ末端の両方の6xHisタグを有するように合成することができる。P. carotovorumからの酵素（CarB、CarA、CarC）およびS. cattleyaからの相同体（ThnE、ThnM、ThnG）を、各々の酵素ステップ１〜３について試験することができる。
【表３】
2014526250.tif 000127
【０２８４】
基質の化学合成
ネイティブなカルバペネム（Ｒ２＝Ｈ）、６−メチルカルバペネム（Ｒ２＝ＣＨ３）、および６−エチルカルバペネム（Ｒ２＝ＣＨ２ＣＨ３）基質を、それぞれ、４−アリル−アザチジン（azatidin）−２オン、４−アリル−３−メチルアザチジン−２オンおよび４−アリル−３−エチルアザチジン−２オンから調製した。例えば、Batesonら、J. Chem. Soc. Perkin Trans. I (1990) 1793-1801を参照。
【０２８５】
表４は、非ネイティブな基質に対する酵素活性を試験するために化学合成される化合物を列記する。マロニル−補酵素Ａ、ＡＴＰおよび２−ケトグルタル酸を含む他の必要な基質は、市販で入手する。
【表４】
2014526250.tif 000128
【０２８６】
ｄの受け取りの後で、化合物の抗生物質活性を評価するために、最初の試験を行う。抗生物質活性の試験は、E. coliのa−ラクタム選択性の株（例えば、SC12155、X580）を注入したプレートにおけるｄの濃度の変化をみわけることからなる。増殖阻害の帯域の出現は、ｄの抗生物質活性を確認し、所望の基質ｂおよびｃにより開始される酵素反応と組み合わせたｄの生成についての簡便および迅速なアッセイを可能にする。抗生物質活が確認されない場合、LC/MS分析を用いて、非ネイティブな基質に対する酵素活性を検証する。
【０２８７】
マロニル−CoAの受け取りの後で、組み合わされたCarB／CarA／CarCの反応の抗生物質活性を評価することにより、精製されたCarB、CarAおよびCarCのネイティブな活性を示す。例えば、SleemanおよびSchofield、J. Biol. Chem. (2004) 279:6730を参照。各々のタンパク質のＮおよびＣ末端の両方の6xHisバージョンを、CarB、CarAおよびCarCのThnの相同体（ThnE、ThnM、ThnG）と一緒に試験する。
【０２８８】
CarB、CarAおよびCarC酵素（およびThnの相同体）の他のネイティブな活性を示した後で、組み合わされたCarB／CarA／CarCの反応を基質ｂおよびｃと共に試験する。両方の抗生作用（ｄが抗生物質活性を有する場合は）およびLC/MS分析を用いて、ｄの生成を検証する。
【０２８９】
化学基質に対するトランスフェラーゼ酵素の試験
精製されたThnV（固定化ニッケルアフィニティー樹脂カラムを用いて）ならびに高密度（ＯＤ６００〜１００）粗ライセートの両方により、生化学反応を調製した。反応は、化学合成されたパンテテイン、Ｎ−ホルムイミドイルシステアミンおよびカルバペネム基質を、５０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ７．５中１〜５ｍＭの範囲の濃度において含む。酵素活性のための金属コファクターの要求を、１〜５ｍＭの二価（Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃａ２＋およびＣｏ２＋）ならびに一価（Ｋ＋、Ｎａ＋およびＬｉ＋）の金属の添加により決定する。反応を３７℃で３〜１５分間インキュベートする；例えば、１ｇ／Ｌ−ｈのイミペネムの生産性は、０．０５ｍＭのイミペネム／分と等しく、５０％の基質変換のために１０分間の反応時間を必要とする。各々のカルバペネムの核へのパンテテインまたはＮ−ホルムイミドイルシステアミンの組み込みは、逆相高速液体クロマトグラフィー（HPLC）において、一般的なカルバペネム発色団の最大吸光度である３００ｎｍにおけるＵＶ検出によるそれぞれの生成物ピークの増大により決定される。例えば、Bodnerら、J Am. Chem. Soc. (2010) 132:12-13；Myersら、Antimicrob. Agents. Chemother. (1984) 26:78-81を参照。５％の非ネイティブなＮ−ホルムイミドイルシステアミン側鎖の組み込みのレベルは、タンパク質進化技術を使用して、所望の生成物のより高い収率を得ることができることを示す。Myersら（上記）は、HPLCを介したカルバペネム誘導体の最少検出限界が１μＭであり、１ｍＭまたは５０μＭの５％の最少標的よりもはるかに低いことを報告する。生成物ピークに対応する画分を収集し、エレクトロスプレーイオン化質量分析（ESI-MS）を用いて、さらに検証する。
【０２９０】
このプロジェクトは、新規の低コストな製造プラットフォームであって、また、異種酵素ならびに非ネイティブな基質を効率的に受容するように操作された酵素の使用を通して新規のカルバペネム抗生物質の生成を容易にし得るものを得る。例えば、Dietrichら、ACS Chem Biol (2009) 4:261-267；Tracewellら、Curr Opin Chem Biol (2009) 13:3-9を参照。
【０２９１】
細胞増殖のための方法
種培養は、１００ｍｌのＬＢに、適切な抗生物質および１ｍｌの操作された株の解凍された機能するストックで接種することにより調製する。種培養を、３００ｒｐｍにおいて、３７℃で７時間インキュベートする。種培養を用いて、１Ｌの限定増殖培地（例えば、ZawadaおよびSwartz、Biotechnology and Bioengineering 94(4):618, 2006において記載されるもの）を接種する。開始時の光学密度（ＯＤ)は、０．０３である。以下の表において記載するように、ＤＯに基づくフィーディング戦略を用いる；フィード溶液は、２００ｍｌのフィードあたり、５００ｍｇ／ｍｌのグルコース、０．１５％の（ｖ／ｖ）のBASF Industrol DF204消泡剤、および７．６９ｍｌの１ＭのＭｇＳＯ４を含む。ＤＯに基づくフィーディング戦略は、以下の参考文献に基づく： Lee, SY, 1996. High cell-density culture of Escherichia coli. Trends in Biotechnology. 14, 3, 98-105。光学密度が１０〜２０に達したら、０．８ｍＭのIPTGを添加することにより１時間にわたりタンパク質発現を誘導する。細胞の収集の前に、培養物の温度を、０．２５〜０．５時間かけて、撹拌状態、通気およびフィーディングを維持しながら、３７℃から１０℃まで低下させる。
【表５】
2014526250.tif 000129
【０２９２】
細胞ライセートの調製のための方法
約１０℃の培養物を、８０００×ｇにおける３０〜６０分間にわたる４℃における遠心分離により収集する。細胞ペレットを、光学密度１００〜２５０まで、１０〜５０ｍＭのリン酸カリウム、ｐＨ８．５中に再懸濁する。
【０２９３】
最適なレベルの誘導された酵素が蓄積されたら、培養物を濃縮して溶解し、重要な周辺質において発現された酵素を放出させる。最適化された化学的環境は、細胞溶解の間に形成される内膜小胞により触媒される呼吸を活性化するであろう。例えば、Jewettら、Mol. Syst. Biol. (2008) 4:220を参照。このことが、合成の経路のための豊富なＡＴＰの供給を提供し、また、過剰な還元当量を取り除いてＮＡＤ＋および／またはＮＡＤＰ＋をリサイクルする。細胞は、ホモジェナイザー（例えばAvestin EmulsiFlex-C3高圧ホモジェナイザー）を通す２回の通過により２０，０００ｐｓｉにおいて溶解する。ライセートを、湿らせた氷上の無菌のフラスコ中に収集する。必要であるばあい、２５，０００×ｇでの３０分間４℃における遠心分離を通して、ライセートを清澄化する。上清を、清澄化されたライセートとして保持する。
【０２９４】
無細胞反応の調製のための方法
無細胞反応は、バイオリアクタ―中で、以下の表において概略されるセッティングを用いて行われる。ライセートまたは清澄化されたライセートを、リアクター中で３７℃において温め、溶解酸素レベルを平衡化する。経路基質および重要なコファクターの添加により、無細胞反応を開始させる。
【表６】
2014526250.tif 000130
【０２９５】
例１〜４のための一般的手順
各々が以下の酵素の１つ、または２以上の、誘導性の過剰発現を可能にする、幾つかの株を作製した：ProB、ProA、CarB、CarA、CarCおよびPutA。P. carotovorumのcarB/A/C遺伝子を、E. coliにおける発現のためにコドン最適化し、一方で、proB/AおよびputA遺伝子は、E. coli MG1655のゲノムから直接的に増幅した。株を対数中期まで３７℃で増殖させ、１〜５時間にわたり誘導し、ペレット化し、再懸濁により１０〜２０×に濃縮し、細胞ホモジェナイザーを用いて溶解した。ライセートを、遠心分離を介して清澄化し、細胞デブリを取り除き、単一のライセートまたはライセートの混合物を用いて、必要な活性を提供した。反応物（０．１〜１ｍＬ）を３７℃に１〜３時間維持し、その後エタノールでクエンチした。必要とされる場合、修飾された二塩基酸、CoA基質、プロリンおよび他のコファクター（ＡＴＰ、ＮＡＤＰＨ、２−ケトグルタル酸）を反応に添加した。反応中間体および生成物の分析のために、LCMSMSを用いた。
【０２９６】
例１．置換されたグルタミン酸およびマロニル−CoAまたはエチルマロニル−CoAからの、置換されたカルボキシ−メチルプロリン分子の生成
ProB、ProAおよびCarBを発現するプラスミドを含むBL21(DE3)株を、高細胞密度まで増殖させ、溶解し、細胞デブリを遠心分離を介して取り除いた。清澄化されたライセート（３０％の最終反応容積、３．９ｍｇ／ｍｌのタンパク質）を、５ｍＭの以下：グルタミン酸、４−ヒドロキシ−グルタミン酸または４−メチル−グルタミン酸のいずれかを、１．６ｍＭのエチルマロニル−ＣｏＡ、３ｍＭのＡＴＰ、３ｍＭのＮＡＤＰＨおよび２ｍＭのＭｇＣｌ２と一緒に、６０分間３７℃でインキュベートした。基質なしでの反応を、対照として含めた。エタノールでクエンチした反応を、以下の方法を用いるLCMSMSにより分析した：
【表７】
2014526250.tif 000131
【０２９７】
ネガティブモードにおけるLCMSMSにより、カルボキシル基の欠失を通して（−４４）、ネイティブなカルボキシメチルプロリンおよび多数の置換されたカルボキシメチルプロリンを同定した。データは、図１０において説明する。
【表８】
2014526250.tif 000132
【０２９８】
例２．ProB、ProA、CarBおよびCarA活性を含むライセート中での置換されたグルタミン酸およびマロニル−CoAからの置換されたカルバペナム生成
例１において記載される反応を、４×に濃縮して、１０ｍＭのＴｒｉｓ（ｐＨ９）中、５μＭのCarAタンパク質、６ｍＭのＡＴＰ、２ｍＭのＭｇＣｌ２と、３７℃で６０分間組み合わせた。基質なしでの反応を、対照として含めた。エタノールでクエンチした反応を、以下の方法を用いるLCMSMSにより分析した：
【表９】
2014526250.tif 000133
【０２９９】
例３．ProB、ProA、CarB、CarAおよびCarC活性を含むライセート中での置換されたグルタミン酸およびマロニル−CoAからの置換されたカルバペネムの生成
１５ｍＭの４−メチル−グルタミン酸および８ｍＭのマロニルCoAを、ProB、ProA、CarBおよびCarAを発現する株からの無細胞抽出物に、５０ｍＭのＴｒｉｓ（ｐＨ８．５）中２．５ｍＭのＮＡＤＰＨ、１０ｍＭのＡＴＰおよび６．７ｍＭのＭｇＣｌ２の存在下において添加した。反応を、２時間３７℃で進行させて、メチル化カルバペナムを生成させ、これをLCMSMS（168/125.9）により検出した。カルバペナムを生成する反応物を、８ｍＭのアルファ−ケトグルタル酸、１ｍＭのアスコルビン酸、１ｍＭの硫酸第一鉄アンモニウムおよび１．６ｍｇ／ｍｌのCarC中で２倍に希釈した。３７℃で１時間後、反応を、等容積のエタノールでクエンチし、speed vac遠心分離によりその元の容積まで濃縮した。残りのメチル化カルバペナムのレベルおよびメチル化カルバペネムの出現を、LCMSMSにより検出した。166/122（脱炭酸されたもの）および184/140（加水分解され、次いで脱炭酸されたもの）において、メチル化カルバペネムを検出した。データは、図１２において説明する。
【０３００】
例４．PutA（E.coli プロリンオキシダーゼ）およびCarBを含むライセート中での３−ヒドロキシプロリンおよびマロニル−CoAからの置換されたカルボキシメチル−プロリンの生成
IPTGにより誘導可能なCarBの発現を可能にするプラスミドを運搬するBL21(DE3)株を、１ＬのＬＢ中で０．５＜ＯＤ＜１まで増殖させ、１時間３７℃で誘導した（０．８ｍＭのIPTG）。空のベクターを運搬するBL21(DE3)株を、５ＬのＭ９＋１０ｇ／Ｌのプロリン中で、最大ＯＤが約０．４に達するまで増殖させた。細胞を収集し、１００ｍＬの再懸濁培地（１００ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ８）中で洗浄し、細胞ペレットを−８０℃で保存し、その後ライセートの作製した。ペレットを１００ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ８中で再懸濁し、ホモジェナイザーを用いて溶解した（１５ｋのｐｓｉにおいて２回通過）。２１，０００×ｇにおける２０分間４℃での遠心分離により、細胞デブリを取り除いた。プロリン中で増殖させた細胞から得られた多様な量のライセート（多様なレベルのPutA活性を表わす）を、CarBを過剰発現する細胞から得られたライセートと組み合わせた。反応はまた、８ｍＭのＭｇＣｌ２、７．５ｍＭのＦＡＤ、４ｍＭのマロニル−CoAおよび５０ｍＭのシス−またはトランス−３−ヒドロキシ−プロリンを含んだ。エタノールでクエンチした反応を、例１において記載されるようなLCMSMSにより分析した。データは、図１４において説明する。
【０３０１】
例４．PutA（E.coli プロリンオキシダーゼ）およびCarBを含むライセート中での３−ヒドロキシプロリンおよびマロニル−CoAからの置換されたカルボキシメチル−プロリンの生成
IPTGにより誘導可能なCarBの発現を可能にするプラスミドを運搬するBL21(DE3)株を、１ＬのＬＢ中で０．５＜ＯＤ＜１まで増殖させ、１時間３７℃で誘導した（０．８ｍＭのIPTG）。空のベクターを運搬するBL21(DE3)株を、５ＬのＭ９＋１０ｇ／Ｌのプロリン中で、最大ＯＤが約０．４に達するまで増殖させた。細胞を収集し、１００ｍＬの再懸濁培地（１００ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ８）中で洗浄し、細胞ペレットを−８０℃で保存し、その後ライセートの作製した。ペレットを１００ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ８中で再懸濁し、ホモジェナイザーを用いて溶解した（１５ｋのｐｓｉにおいて２回通過）。２１，０００×ｇにおける２０分間４℃での遠心分離により、細胞デブリを取り除いた。プロリン中で増殖させた細胞から得られた多様な量のライセート（多様なレベルのPutA活性を表わす）を、CarBを過剰発現する細胞から得られたライセートと組み合わせた。反応はまた、８ｍＭのＭｇＣｌ２、７．５ｍＭのＦＡＤ、４ｍＭのマロニル−CoAおよび５０ｍＭのシス−またはトランス−３−ヒドロキシ−プロリンを含んだ。エタノールでクエンチした反応を、例１において記載されるようなLCMSMSにより分析した。データは、図１４において説明する。
【０３０２】
他の態様
請求の範囲において、「a」、「an」および「the」などの冠詞は、それと反対であることが示されるかまたは文脈から他に明らかでない限りにおいて、１または１より多くを意味し得る。群の１または２以上のメンバーの間に「or」を含む請求の範囲および説明は、それと反対であることが示されるかまたは文脈から他に明らかでない限りにおいて、当該群のメンバーのうちの１、１より多く、または全てが、所与の生成物またはプロセスにおいて存在するか、それにおいて使用されるかまたは他にそれに関連する場合、満たされるとみなされる。本発明は、群のうちの正確に１のメンバーが所与の生成物またはプロセスにおいて存在するか、それにおいて使用されるかまたは他にそれに関連する態様を含む。本発明は、群のうちの１より多くのメンバーが所与の生成物またはプロセスにおいて存在するか、それにおいて使用されるかまたは他にそれに関連する態様を含む。
【０３０３】
さらに、本発明は、列挙される請求項の１または２以上からの、１または２以上の限定、要素、節、および記載的用語が別の請求項に導入される、全てのバリエーション、組み合わせおよび順列を包含する。例えば、別の請求項に従属する任意の請求項は、同じ基礎請求項に依存する任意の他の請求項において見出される１または２以上の限定を含むように改変されることができる。要素が、リストとして、例えばマーカッシュ群式に提示される場合、要素の各々のサブグループもまた開示され、任意の要素を群から取り除くことができる。一般に、発明、または発明の側面が、特定の要素および／または特徴を含むものとして言及される場合、本発明の特定の態様または本発明の側面は、かかる要素および／または特徴からなるか、本質的にこれからなる。単純化を目的として、それらの態様は、本明細書において特に逐語的に記載していない。また、用語「含む（comprising）」および「含む（containing）」は、オープンであることが意図され、さらなる要素またはステップの包含を許容することが特記される。範囲が示される場合、エンドポイントは含められる。さらに、他に示されるかまたは文脈および当業者の理解から他に明らかでない限りにおいて、範囲として表わされる値は、本発明の異なる態様において、記述された範囲内の任意の特定の値または部分範囲を、文脈が他に明らかに指示しない限りにおいて当該範囲の下限の単位の１０分の１まで、とることができる。
【０３０４】
本願は、多様な発行された特許、公開された特許出願、学術文献の記事および他の刊行物を引用し、これらの全ては、本明細書において参考として援用される。援用された参考文献のいずれかと本明細書との間に矛盾が存在する場合、本明細書が統制する。さらに、先行技術の内に該当する本発明の任意の特定の態様は、請求項のうちの任意の１または２以上から明示的に除外される。かかる態様は、等業者には公知であると考えられるため、本明細書において明示的に除外が記載されていなくとも、それらは除外される。本発明の任意の特定の態様を、先行技術の存在に関連するか否かに関わらず、任意の請求項から除外することができる。
【０３０５】
当業者は、本明細書において記載される特定の態様に対する多くの均等物を認識するか、または慣用的な実験のみを用いてこれらを確認することができる。本明細書において記載される本発明の態様の範囲は、上の説明に限定されることを意図されず、むしろ、添付の請求の範囲において記載される。当業者は、以下の請求の範囲において定義されるような本発明の精神または範囲から逸脱することなく、この記載に対する多様な変更および修飾が行われ得ることを理解するであろう。
【図１】
2014526250.tif 000170
【図２Ａ】
2014526250.tif 000171
【図２Ｂ】
2014526250.tif 000172
【図３】
2014526250.tif 000173
【図４】
2014526250.tif 000174
【図５Ａ】
2014526250.tif 000175
【図５Ｂ】
2014526250.tif 000176
【図６Ａ】
2014526250.tif 000177
【図６Ｂ】
2014526250.tif 000178
【図７】
2014526250.tif 000179
【図８】
2014526250.tif 000180
【図９Ａ】
2014526250.tif 000181
【図９Ｂ】
2014526250.tif 000182
【図９Ｃ】
2014526250.tif 000183
【図９Ｄ】
2014526250.tif 000184
【図９Ｅ】
2014526250.tif 000185
【図９Ｆ】
2014526250.tif 000186
【図９Ｇ】
2014526250.tif 000187
【図９Ｈ】
2014526250.tif 000188
【図１０】
2014526250.tif 000189
【図１１】
2014526250.tif 000190
【図１２】
2014526250.tif 000191
【図１３Ａ】
2014526250.tif 000192
【図１３Ｂ】
2014526250.tif 000193
【図１３Ｃ】
2014526250.tif 000194
【図１３Ｄ】
2014526250.tif 000195
【図１４】
2014526250.tif 000196
【国際調査報告】
2014526250.tif 000197
2014526250.tif 000198
2014526250.tif 000199
2014526250.tif 000200
2014526250.tif 000201
2014526250.tif 000202