化学遺伝学への1つのビード、ワンストックソリューションアプローチ：パート1

背景：化学遺伝学では、遺伝的変異の代わりに小分子を使用して、タンパク質の機能を迅速かつ条件付きで調節し、それにより多くの生物学的プロセスを調査できるようにします。このアプローチでは、経路を調節し、特異性が高いタンパク質に結合する化合物の同定が必要です。構造的に複雑で多様な小分子は、多様性指向の合成を使用して調製できます。また、スプリットプール戦略により、個々のポリマービーズでの空間的分離が可能になりますが、通常は有用性を制限します。 結果：大容量固相ビーズ/リンカーシステムの合成、信頼できるライブラリエンコーディング戦略の開発、マクロビーズからの複合デコード方法の設計など、プラットフォーム開発の第1フェーズの詳細を報告します。ストックソリューション。この段階は、エナンチオ選択的で多様性指向の合成の分析によって検証され、その結果、構造的に複雑なジヒドロピアランカルボクサミドのエンコードされた4320メンバーのライブラリが生じました。 結論：個々のマイクロリアクターとしての大容量マクロビーズを使用した、スプリットプールの多様性指向の合成に対する効率的でアクセス可能なアプローチが開発されました。各マクロビーズには、多くの生物学的アッセイに適したストック溶液を生成するのに十分な化合物が含まれており、信頼できるライブラリエンコードにより、合成後の迅速な化合物構造解明が可能になります。この「ワンビーズのワンストックソリューション」戦略は、化学遺伝学の進歩を目的としたテクノロジープラットフォームの中心的な要素です。

BACKGROUND: In chemical genetics, small molecules instead of genetic mutations are used to modulate the functions of proteins rapidly and conditionally, thereby allowing many biological processes to be explored. This approach requires the identification of compounds that regulate pathways and bind to proteins with high specificity. Structurally complex and diverse small molecules can be prepared using diversity-oriented synthesis, and the split-pool strategy allows their spatial segregation on individual polymer beads, but typically in quantities that limit their usefulness. RESULTS: We report full details of the first phase of our platform development, including the synthesis of a high-capacity solid-phase bead/linker system, the development of a reliable library encoding strategy, and the design of compound decoding methods both from macrobeads and stock solutions. This phase was validated by the analysis of an enantioselective, diversity-oriented synthesis resulting in an encoded 4320-member library of structurally complex dihydropyrancarboxamides. CONCLUSIONS: An efficient and accessible approach to split-pool, diversity-oriented synthesis using high-capacity macrobeads as individual microreactors has been developed. Each macrobead contains sufficient compound to generate a stock solution amenable to many biological assays, and reliable library encoding allows for rapid compound structure elucidation post-synthesis. This 'one-bead, one-stock solution' strategy is a central element of a technology platform aimed at advancing chemical genetics.