СОЕДИНЕНИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ КОДИРУЮЩИЙ ОЛИГОНУКЛЕОТИД (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, БИБЛИОТЕКА СОЕДИНЕНИЙ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ, СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ СОЕДИНЕНИЯ, СВЯЗЫВАЮЩЕГОСЯ С БИОЛОГИЧЕСКОЙ МИШЕНЬЮ (ВАРИАНТЫ)

1. Способ получения соединения, содержащего функциональный компонент, который эффективно связан с кодирующим олигонуклеотидом, отличающийся тем, что в качестве исходного соединения используют соединение-инициатор, состоящее из исходного функционального компонента, содержащего n структурных фрагментов, где n равно целому числу 1 или более, по крайней мере одну реакционноспособную группу и эффективно связанного с исходным олигонуклеотидом, осуществляют взаимодействие указанного соединения-инициатора со структурным фрагментом, содержащим по крайней мере одну реакционноспособную группу, комплементарную реакционноспособной группе соединения-инициатора, в условиях, пригодных для образования ковалентной связи между реакционноспособными группами, осуществляют взаимодействие исходного олигонуклеотида с новым вводимым олигонуклеотидом, который определяет структурный фрагмент, ковалентно связанный с соединением инициатором, причем взаимодействие исходного олигонуклеотида с новым олигонуклеотидом осуществляют в присутствии фермента, который катализирует лигирование исходного олигонуклеотида и нового олигонуклеотида в пригодных условиях с образованием кодирующего олигонуклеотида, а в результате вышеперечисленных операций получают соединение, содержащее функциональный компонент, содержащий n+1 структурных фрагментов и эффективно связанный с кодирующим олигонуклеотидом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что функциональный компонент полученного соединения содержит по меньшей мере одну реакционноспособную группу, а указанное соединение используют в качестве соединения-инициатора для проведения повторного цикла всех стадий способа по п.1, которые повторяют по меньшей мере один раз, причем соединение, полученное в результате каждого цикла, служит соединением-инициатором для последующего цикла реакций.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия взаимодействия с новым олигонуклеотидом предшествует стадии взаимодействия с новым структурным фрагментом или стадия взаимодействия с новым структурным фрагментом предшествует стадии взаимодействия с новым олигонуклеотидом.
4. Способ по п.1. отличающийся тем, что по крайней мере один из структурных фрагментов выбран из группы, состоящей из аминокислоты или активированной аминокислоты.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционноспособную группу и комплементарную реакционноспособную группу выбирают из группы, состоящей из (I) аминогруппы, карбоксильной группы, сульфонильной группы, фосфонильной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы и изоцианатной группы или из (II) гидроксильной группы, карбоксильной группы, сульфонильной группы, фосфонильной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы и изоцианатной группы или из (III) аминогруппы и альдегидной или кетогруппы или из (IV) фосфор-илидной группы и альдегидной или кетогруппы, причем реакцию между реакционноспособной группой и комплементарной реакционноспособной группой проводят необязательно в восстанавливающих условиях.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию между реакционноспособной группой и комплементарной реакционноспособной группой проводят в условиях циклоприсоединения с образованием циклической структуры, причем необязательно указанные выше группы выбирают из группы, состоящей из (I) алкина и азида или из (II) галогенированной гетероароматической группы и нуклеофила; при этом галогенированную гетероароматическую группу необязательно выбирают из группы, состоящей из хлорированных пиримидинов, хлорированных триазинов и хлорированных пуринов, а нуклеофилом необязательно является аминогруппа.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что фермент выбирают из группы, состоящей из ДНК-лигазы, РНК-лигазы, ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы и топоизомеразы.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходный олигонуклеотид является двухцепочечным или одноцепочечным, причем он необязательно (I) содержит последовательность праймера ПЦР или (II) является одноцепочечным, и новый олигонуклеотид является одноцепочечным, или исходный олигонуклеотид является двухцепочечным, и новый олигонуклеотид является двухцепочечным, при этом необязательно исходный функциональный компонент и исходный олигонуклеотид связаны посредством связующей группы и необязательно исходный олигонуклеотид является двухцепочечным, а связующая группа ковалентно связана с исходным функциональным компонентом и с обеими цепями исходного олигонуклеотида.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что новый олигонуклеотид характеризуется длиной от 3 до 10 нуклеотидов.
10. Способ по п.2, отличающийся тем, что новый олигонуклеотид в последнем цикле включает конечный праймер ПЦР.
11. Способ по п.2, отличающийся тем, что в последнем цикле осуществляют дополнитильную заключительную стадию лигирования полученного кодирующего олигонуклеотидасолигонуклеотидом, содержащим последовательность конечного праймера ПЦР, причем реакцию лигирования проводят необязательно в присутствии фермента, катализирующего указанное лигирование.
12. Способ по п.2, отличающийся тем, что после завершения последнего цикла дополнительно осуществляют стадию циклизации функционального компонента, причем функциональный компонент необязательно содержит алкинильную группу и азидную группу, а циклизацию необязательно осуществляют в условиях, пригодных для циклоприсоединения алкинильной группы и азидной группы с образованием триазольной группы.
13. Способ получения библиотеки соединений, содержащих функциональный компонент, содержащий по меньшей мере два структурных фрагмента, и эффективно связанный с исходным олигонуклеотидом, который определяет структуру функционального компонента, отличающийся тем, что в качестве исходного раствора используют раствор, содержащий по меньшей мере одно соединение-инициатор, имеющий функциональный компонент, включающий n структурных фрагментов, где n равно целому числу 1 или более, и эффективно связанный с исходным олигонуклеотидом, определяющим n структурных фрагментов, помещают аликвотные части полученного раствора в по меньшей мере два реакционных сосуда, осуществляют взаимодействие соединений инициаторов в каждом реакционном сосуде с одним структурным фрагментом с образованием соединений, содержащих функциональный компонент, включающий п+1 структурных фрагментов и эффективно связанный с исходным олигонуклеотидом, осуществляют в пригодных условиях взаимодействие исходного олигонуклеотида в составе каждой аликвотной части с одним вводимым олигонуклеотидом в присутствии фермента, который катализирует лигирование нового и исходного олигонуклеотидов, и в результате получают по меньшей мере две аликвотные части, содержащие соединения, имеющие в своем составе функциональный компонент, включающий n+1 структурных фрагментов и эффективно связанный с удлиненным олигонуклеотидом, который кодирует n+1 структурных фрагментов, при этом необязательно дополнительно осуществляют объединение по меньшей мере двух полученных аликвотных частей с получением единого раствора и необязательно (I) объединяют все полученные аликвотные части или (II) полученный раствор используют в качестве исходного раствора, содержащего по меньшей мере одно соединение-инициатор, для проведения повторного цикла всех стадий способа по п.13, которые повторяют по меньшей мере один раз, причем раствор, полученный в результате каждого цикла, служит исходным раствором, содержащим по меньшей мере одно соединение-инициатор для последующего цикла реакций.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что по крайней мере в одном цикле стадия взаимодействия с новым олигонуклеотидом предшествует стадии взаимодействия с новым структурным фрагментом.
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что по крайней один структурный фрагмент означает аминокислоту.
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что фермент выбран из группы, содержащей ДНК-лигазу, РНК-лигазу, ДНК-полимеразу, РНК-полимеразу или топоизомеразу.
17. Способ по п.13, отличающийся тем, что исходный олигонуклеотид является двухцепочечным, а новый олигонуклеотид необязательно является двухцепочечным.
18. Способ по п.13, отличающийся тем, что соединение-инициатор содержит связующее звено, содержащее первую функциональную группу, связанную со структурным фрагментом, вторую функциональную группу, связанную с 5′-концевым участком олигонуклеотида, и третью функциональную группу, связанную с 3′-концевым участком олигонуклеотида, при этом связующее звено необязательно означает группу формулы
где А означает функциональную группу, ковалентно связанную со структурным фрагментом,
В означает функциональную группу, связанную с 5′-концевым участком олигонуклеотида,
С означает функциональную группу, связанную с 3′-концевым участком олигонуклеотида,
S означает атом или каркас,
D означает химическую структуру, соединяющую группу А с группой S,
Е означает химическую структуру, соединяющую группу В с группой S, и
F означает химическую структуру, соединяющую группу С с группой S, при этом необязательно (I) А означает аминогруппу, В означает фосфатную группу, а С означает фосфатную группу или (II) каждая из групп D, Е и F независимо выбрана из группы, состоящей из алкиленовой группы или олиго(этиленгликольной) группы или (III) S выбран из группы, состоящей из атома углерода, атома азота, атома фосфора, атома бора, фосфатной группы, циклической группы или полициклической группы, где связующее звено необязательно означает группу формулы
,
где каждый n, m и р независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 20; при этом необязательно (а) каждый n, m и р независимо равен целому числу от 2 до 8 или каждый n, m и р независимо равен целому числу от 3 до 6 или (б) связующее звено означает группу формулы
19. Способ по п.13, отличающийся тем, что каждое из упомянутых соединений-инициаторов содержит реакционноспособную группу, а каждый из упомянутых структурных фрагментов, добавляемых в каждую аликвотную часть раствора, содержит реакционноспособную группу, комплементарную упомянутой реакционноспособной группе соединения-инициатора, где реакционноспособную группу и комплементарную реакционноспособную группу необязательно выбирают из группы, состоящей из (I) аминогруппы, карбоксильной группы, сульфонильной группы, фосфонильной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы и изоцианатной группы или из (II) гидроксильной группы, карбоксильной группы, сульфонильной группы, фосфонильной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы и изоцианатной группы или из (III) аминогруппы, альдегидной группы и кетогруппы или из (IV) фосфор-илидной группы, альдегидной группы и кетогруппы, при этом реакцию между реакционноспособной группой и комплементарной реакционноспособной группой необязательно проводят в восстанавливающих условиях.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что реакцию между реакционноспособной группой и комплементарной реакционноспособной группой проводят в условиях циклоприсоединения с образованием циклической структуры, где вышеуказанные группы необязательно выбирают из группы, состоящей из (I) алкина и азида или из (II) галогенированной гетероароматической группы и нуклеофила, при этом (а) галогенированную гетероароматическую группу необязательно выбирают из группы, состоящей из хлорированных пиримидинов, хлорированных триазинов и хлорированных пуринов или (б) нуклеофилом необязательно является аминогруппа.
21. Способ по п.13, отличающийся тем, что после завершения последнего цикла дополнительно осуществляют стадию циклизации по меньшей мере одного функционального компонента, где функциональный компонент на стадии циклизации необязательно содержит азидную группу и алкинильную группу, при этом циклизацию небязательно осуществляют в условиях, пригодных для циклоприсоединения азидной группы и алкинильной группы с образованием триазольной группы, при этом реакцию циклоприсоединения проводят необязательно в присутствии медного катализатора, причем необязательно по крайней мере один из функциональных компонентов на стадии циклизации содержит по крайней мере две сульфгидрильные группы, а упомянутый функциональный компонент обрабатывают в условиях, пригодных для взаимодействия двух сульфогидрильных групп с образованием дисульфидной связи.
22. Способ по п.13, отличающийся тем, что исходный олигонуклеотид содержит последовательность праймера ПЦР.
23. Способ по п.13, отличающийся тем, что новый олигонуклеотид в последнем цикле содержит конечный праймер ПЦР.
24. Способ по п.13, отличающийся тем, что по завершении последнего цикла осуществляют дополнитильную стадию лигирования полученного кодирующего олигонуклеотида с олигонуклеотидом, содержащим последовательность конечного праймера ПЦР, при этом заключительную реакцию лигирования проводят необязательно в присутствии фермента, катализирующего указанное лигирование.
25. Соединение формулы
где
Х означает функциональный компонент, содержащий по меньшей мере один структурный фрагмент,
Z означает олигонуклеотид, соединенный по 3′-концевому участку с группой В,
Y означает олигонуклеотид, соединенный по 5′-концевому участку с группой С,
А означает функциональную группу, которая образует ковалентную связь с X,
В означает функциональную группу, которая образует связь с 3′-концевым участком олигонуклеотида Z,
С означает функциональную группу, которая образует связь с 5′-концевым участком олигонуклеотида Y,
D, F и Е каждый независимо означает бифункциональную связующую группу, а
S означает атом или каркас, причем Y и Z соединены ковалентной связью.
26. Соединение по п.25, отличающееся тем, что D, F и Е каждый независимо выбраны из группы, состоящей из алкиленовой цепи или олиго(этиленгликольной) цепи.
27. Соединение по п.25, отличающееся тем, что Y и Z являются в основном комплементарными и ориентированы в соединении таким образом, чтобы в пригодных условиях обеспечивать образование пары Уотсона-Крика и дуплекс.
28. Соединение по п.25, отличающееся тем, что Y и Z имеют одинаковую или различную длину, при этом Y и Z необязательно имеют одинаковую длину.
29. Соединение по п.25, отличающееся тем, что каждый Y и Z характеризуется длиной по меньшей мере 10 оснований, и содержит комплементарные участки длиной по меньшей мере 10 пар оснований.
30. Соединение по п.25, отличающееся тем, что S выбран из (I) группы, состоящей из атома углерода, атома бора, атома азота, атома фосфора и многоатомного каркаса или из (II) фосфонатной группы или циклической группы или из (III) циклоалкила, циклоалкенила, гетероциклоалкила, гетероциклоалкенила, арила и гетероарила.
31. Соединение по п.25, отличающееся тем, что связующее звено означает группу формулы
,
где каждый n, m и р независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 20, при этом необязательно каждый n, m и р независимо равен целому числу от 2 до 8 или необязательно каждый n, m и р независимо равен целому числу от 3 до 6.
32. Соединение по п.25, отличающееся тем, что связующее звено означает группу формулы
33. Соединение по п.25, отличающееся тем, что Х и Y содержат последовательность праймера ПЦР.
34. Библиотека соединений, содержащая по крайней мере порядка 102 отдельных соединений, причем упомянутые соединения имеют в составе функциональный компонент, содержащий по меньшей мере два структурных фрагмента, и эффективно соединенный с олигонуклеотидом, который определяет структуру функционального компонента.
5
6
35. Библиотека соединений по п.34, отличающаяся тем, что она содержит по крайней мере порядка 10 копий каждого из отдельных соединений или по крайней мере порядка 10 копий каждого из отдельных соединений.
4
6
8
10
12
36. Библиотека соединений по п.34, отличающаяся тем, что она содержит по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений.
37. Библиотека соединений по п.34, отличающаяся тем, что она содержит множество соединений, которые независимо представлены формулой I
где
Х означает функциональный компонент, содержащий один или более структурных фрагментов,
Z означает олигонуклеотид, соединенный по 3′-концевому участку с группой В,
Y означает олигонуклеотид, соединенный по 3′-концевому участку с группой С,
А означает функциональную группу, которая образует ковалентную связь с X,
В означает функциональную группу, которая образует связь с 3′-концевым участком олигонуклеотида Z,
С означает функциональную группу, которая образует связь с 5′-концевым участком олигонуклеотида Y,
D, F и Е каждый независимо означает бифункциональную связующую группу, а
S означает атом или каркас, причем Y и Z соединены ковалентной связью.
38. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что каждый из А, В, С, D, Е, F и S имеет одинаковое значение во всех соединениях формулы.
39. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что она содержит в основном множество соединений формулы I.
40. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что D, F и Е каждый независимо выбраны из группы, состоящий из алкиленовой цепи и олиго(этиленгликольной) цепи.
41. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что Y и Z являются в основном комплементарными и ориентированы в соединении таким образом, чтобы в пригодных условиях обеспечивать образование пары Уотсона-Крика и дуплекс.
42. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что Y и Z имеют одинаковую или различную длину, при этом Y и Z необязательно имеют одинаковую длину.
43. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что каждый Y и Z характеризуется длиной по меньшей мере 10 оснований и содержит комплементарные участки длиной по меньшей мере 10 пар оснований.
44. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что S выбран из группы, состоящей из (I) атома углерода, атома бора, атома азота, атома фосфора и многоатомного каркаса, или из (II) фосфонатной группы и циклической группы, или из (III) циклоалкила, циклоалкенила, гетероциклоалкила, гетероциклоалкенила, арила и гетероарила.
45. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что связующее звено означает группу формулы
,
где каждый n, m и р независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 20, при этом необязательно каждый n, m и р независимо равен целому числу от 2 до 8 или необязательно каждый n, m и р независимо равен целому числу от 3 до 6.
46. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что связующее звено означает группу формулы
47. Библиотека соединений по п.37, отличающаяся тем, что Х и Z содержат последовательность праймера ПЦР.
48. Соединение, полученное способом по п.1.
49. Библиотека соединений, полученная способом по п.13.
50. Способ идентификации по меньшей мере одного соединения, связывающегося с биологической мишенью, отличающийся тем, что осуществляют контактирование биологической мишени с соединением библиотеки, полученной способом по п.13, в условиях, пригодных для связывания по крайней мере одного члена библиотеки с мишенью, отделяют те члены библиотеки, которые не связаны с мишенью, амплифицируют кодирующие олигонуклеотиды по крайней мере одного соединения, связанного с мишенью, секвенируют полученные кодирующие олигонуклеотиды и определяют структуры функциональных компонентов, входящих в состав соединений, связанных с биологической мишенью с использованием последовательностей, определенных при секвенировании кодирущих олигонуклеотидов.
2
51. Способ идентификации соединения, связывающегося с биологической мишенью, отличающийся тем, что осуществляют контактирование биологической мишени с соединением библиотеки, содержащей по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, причем упомянутые соединения имеют в своем составе функциональный компонент, содержащий по меньшей мере два структурных фрагмента и эффективно связанный с олигонуклеотидом, определяющим структуру функционального компонента, в условиях, пригодных для связывания по крайней мере одного члена библиотеки с мишенью, отделяют те члены библиотеки, которые связаны с мишенью, амплифицируют кодирующие олигонуклеотиды по крайней мере одного соединения, связанного с мишенью, секвенируют полученные кодирующие олигонуклеотиды и определяют структуры функциональных компонентов, входящих в состав соединений, связанных с биологической мишенью, с использованием последовательностей, определенных при секвенировании кодирующих олигонуклеотидов.
5
6
52. Способ по п.51, отличающийся тем, что библиотека соединений содержит по крайней мере порядка 10 копий каждого из отдельных соединений или по крайней мере порядка 10 копий каждого из отдельных соединений.
4
6
8
10
12
53. Способ по п.51, отличающийся тем, что библиотека соединений содержит по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений, или по крайней мере порядка 10 отдельных соединений.
54. Способ по п.51, отличающийся тем, что библиотека соединений содержит множество соединений, которые независимо представлены формулой I
где
Х означает функциональный компонент, содержащий один или более структурных фрагментов,
Z означает олигонуклеотид, соединенный по 3′-концевому участку с группой В,
Y означает олигонуклеотид, соединенный по 5′-концевому участку с группой С,
А означает функциональную группу, которая образует ковалентную связь с X,
В означает функциональную группу, которая образует связь с 3′-концевым участком олигонуклеотида Z,
С означает функциональную группу, которая образует связь с 5′-концевым участком олигонуклеотида Y,
D, F и Е каждый независимо означает бифункциональную связующую группу, а
S означает атом или каркас молекулы, при этом необязательно (I) каждый из А, В, С, D, Е, F и S имеет одинаковое значение для каждого соединения формулы I или (II), библиотека соединений содержит в основном множество соединений формулы I или (III) каждый из D, F и Е независимо выбран из группы, состоящей из алкиленовой цепи или олиго(этиленгликольной) цепи или (IV) Y и Z являются в основном комплементарными и ориентированы в соединении таким образом, чтобы обеспечивать в пригодных условиях образование пары Уотсона-Крика и дуплекс или (V) Y и Z имеют одинаковую или различную длину, при этом необязательно Y и Z имеют одинаковую длину или (VI) каждый из Y и Z характеризуется длиной по меньшей мере 10 оснований и содержит комплементарные участки длиной по меньшей мере 10 пар оснований или (VII) S выбирают из группы, состоящей из (а) атома углерода, атома бора, атома азота, атома фосфора и многоатомного каркаса или из (б) фосфонатной группы и циклической группы или из (с) циклоалкила, циклоалкенила, гетероциклоалкила, гетероциклоалкенила, арила и гетероарила или (VIII) связующее звено означает группу формулы
,
где каждый n, m и р независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 20, при этом необязательно каждый n, m и р независимо равен целому числу от 2 до 8 или каждый n, m и р независимо равен целому числу от 3 до 6, причем связующее звено необяазтельно означает группу формулы:
или (IX) Х и Z содержат последовательность праймера ПЦР.