Combinatorial complex carbohydrate libraries and methods for the manufacture and uses thereof

• US 6,972,172 B2
• Filed: 05/21/2001
• Issued: 12/06/2005
• Est. Priority Date: 02/17/1999
• Status: Expired due to Term

• Current Assignee: Glycominds Diagnostics Ltd.
• Original Assignee: Glycominds, Ltd. (Storage Drop Storage Technologies Ltd.)
• Inventors: Dukler, Avinoam, Dotan, Nir
• Primary Examiner(s): Celsa, Bennett
• Assistant Examiner(s): Epperson, Jon D
• Application Number:
  US09/860,488
• Publication Number:
  US 20020127599A1
• Time in Patent Office: 1,660 Days
• Field of Search: 435/6, 435/DIG.38, 435/41, 435/45, 435/46, 435/49, 435/72, 435/DIG.46, 435/DIG.45, 435/DIG.49, 536/1.11, 536/123.1
• US Class Current: 435/6.11
• CPC Class Codes: B01J 2219/00731 Saccharides
• CPC Class Codes: C07B 2200/11 Compounds covalently bound to a solid support
• CPC Class Codes: C07H 15/02 Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
• CPC Class Codes: C07H 15/203 Monocyclic carbocyclic rings other than cyclohexane rings; Bicyclic carbocyclic ring systems
• CPC Class Codes: C07H 21/00 Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
• CPC Class Codes: C07K 14/59 Follicle-stimulating hormone [FSH]; Chorionic gonadotropins, e.g.hCG [human chorionic gonadotropin]; Luteinising hormone [LH]; Thyroid-stimulating hormone [TSH]
• CPC Class Codes: C08B 37/00 Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof cellulose D21; microbiological processes C12P
• CPC Class Codes: C40B 30/04 by measuring the ability to specifically bind a target molecule, e.g. antibody-antigen binding, receptor-ligand binding
• CPC Class Codes: C40B 40/12 Libraries containing saccharides or polysaccharides, or derivatives thereof
• CPC Class Codes: G01N 33/5308 for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites
• CPC Class Codes: G01N 33/66 involving blood sugars, e.g. galactose
• CPC Class Codes: G01N 33/6842 Proteomic analysis of subsets of protein mixtures with reduced complexity, e.g. membrane proteins, phosphoproteins, organelle proteins
• CPC Class Codes: G01N 33/6845 Methods of identifying protein-protein interactions in protein mixtures

Abstract

The present invention provides a complex carbohydrate library which includes a plurality of complex carbohydrate structures each being attached to a specific site of a solid support such as a platform, thereby making each of the plurality of complex carbohydrate structures uniquely addressable. The addressable nature of the complex carbohydrate library of the present invention makes it particularly suitable for screening and isolating molecules that bind specifically and uniquely to complex carbohydrate structures associated with various disorders and conditions, thus enabling identification of new drugs candidates.

Claims

1. A carbohydrate library comprising a plurality of carbohydrate structures each being attached at a specific and addressable location of an array, said plurality of carbohydrate structures are selected from the group consisting of:

Fuc(α

1,2)Gal(β

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,3)GlcNAc(α

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

NeuAC(a2,6)Gal(β

1,4)GlcNAc(α

)

NeuAC(a2,6)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(α

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(α

)

Fuc(α

1,6)[Man(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Man(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,3)Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Gal(α

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GalNAC(α

1,3)[Fuc(α

1,2)]Gal(β

)

GalNAc(β

1,4)[NeuAC(a2,3)]Gal(β

1,4)GlcNAC(β

)

GlcA(β

1,3)Gal(β

1,3)Gal(1,4)Xyl(β

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)GalNAc(β

1,3)Gal(α

)

GlcNAc(β

1,2)Man(α

1,3)[Man(α

1,6)]Man(β

)

GlcNAc(β

1,2)Man(α

1,3)[Man(α

1,6)]Man(β

)

NeuAC(α

2,6)GalNAc(α

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,6)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)Glc(β

)

Fuc(α

1,4)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(α

)

Gal(β

1,3)GlcNac(β

)

Gal(β

1,4)Xyl(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)GalNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)GalNAc(α

)

GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(α

)

GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(α

)

GlcNAC(β

1,6)Gal(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(α

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAC(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

Fuc(α

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]Glc(β

)

Fuc(α

1,3)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)[GlcNAc(β

1,6)]Gal(β

)

Fuc(α

1,4)[Gal(β

1,3)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)[GlcNAc(β

1,6)]Gal(β

)

Fuc(α

1,3)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,3)[Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,4)[Gal(α

1,3)]GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)[Fuc(α

1,3)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)[GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)[GlcNAc(β

1,3)]Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,6)[GlcNAc(β

1,3)]Gal(β

)

Fuc(α

1,3)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

GlcNAc(β

1,6)[Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)]Gal(β

)

Fuc(α

1,6)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,6)Man(α

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,3)Man(α

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,4)[GlcNAc(β

1,2)]Man(α

)

Fuc(α

1,6)[GlcNAc(β

1,4)]Man(α

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)[GlcNAc(β

1,2)]Man(α

)

GlcNAc(β

1,4)[Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,2)]Man(α

)

Man(α

1,4)GlcNAcβ

1,4[Fuc(α

1,6)]GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Gal(α

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)[Fuc(α

1,3)]GlcNAc(β

)

NeuAC(α

2,3)Gal(β

1,4)[Fuc(α

1,3)]GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Glc(β

1,3)Glc(β

)

Glc(β

1,2)Glc(β

)

Glc(β

1,6)GIc(β

)

Glc(α

1,2)Glc(α

)

Glc(α

1,3)Glc(α

)

Glc(α

1,4)Glc(α

)

Glc(α

1,6)Glc(α

)

Ara(α

1,2)Ara(α

)

Ara(α

1,5)Ara(α

)

Ara(α

1,2)Glc(β

)

Ara(α

1,3)Glc(β

)

Ara(α

1,4)Glc(β

)

Ara(α

1,6)Glc(β

)

Xyl(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,3)Man(α

)

Man(α

1,6)Man(α

)

Gal(α

1,2)Gal(α

)

Gal(α

1,3)Gal(α

)

Gal(α

1,6)Gal(α

)

Gal(β

1,2)Gal(β

)

Gal(β

1,3)Gal(β

)

Gal(β

1,6)Gal(β

)

NeuAc(α

2,3)Gal(β

1,3)GalNAc(α

)

NeuAc(α

2,6)Gal(β

1,3)GalNAc(α

)

NeuAc(α

2,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(α

)

NeuAc(α

2,3)Gal(β

1,3)[NeuAc(α

2,6)]GalNAc(α

)

NeuAc(α

2,8)NeuAc(α

2,3)Gal(β

)

Man(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)[Fuc(α

2,6)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,4)[Fuc(α

2,6)]GlcNAc(β

)

Man(α

1,3)Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,3)[Man(α

1,6)]Man(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(β

1,4)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,6)Gal(β

1,4)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,3)Gal(β

1,4)Xyl(β

)

Gal(α

1,3)[Fuc(α

1,2)]Gal(β

1,4)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

GalNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Gal(β

1,4)Glc(β

)

GalNAc(β

1,4)Gal(β

1,4)Glc(β

)

GalNAc(α

1,3)[Fuc(α

1,2)]Gal(β

1,4)

Gal(β

1,3)Gal(β

1,4)Xyl(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,3)GalNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)[Gal(β

1,3)]GalNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)[GlcNAc(β

1,6)]GalNAc(β

)

GlcNAC(β

1,3)[GlcNAC(β

1,6)]Gal(β

)

Xyl(α

1,3)Glc(β

)

Xyl(α

1,3)Xyl(α

1,3)Glc(β

)

Gal(β

1,3)GalNAc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)GalNAC(β

)

wherein each of said plurality of carbohydrate structures is attached to said array via a linker, said linker comprises at least one ethylenglycol derivative, at least two cyanuric chloride derivatives and an anilino group.

2. A carbohydrate library comprising a plurality of carbohydrate structures each being attached at a specific and addressable location of an array, said plurality of carbohydrate structures are selected from the group consisting of:

Fuc(α

1,2)Gal(β

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,3)GlcNAc(α

)

NeuAc(a2,3)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

NeuAC(a2,6)Gal(β

1,4)GlcNAc(α

)

NeuAC(a2,6)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(α

)

NeuAC(a2,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(α

)

Fuc(α

1,6)[Man(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Man(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)GIcNAc(β

)

Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,3)Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Gal(α

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GalNAc(α

1,3)[Fuc(α

1,2)]Gal(β

)

GalNAc(β

1,4)[NeuAC(α

2,3)]Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcA(β

1,3)Gal(β

1,3)Gal(β

1,4)Xyl(β

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)GalNAc(β

1,3)Gal(α

)

GlcNAc(β

1,2)Man(α

1,3)[Man(α

1,6)]Man(β

)

GlcNAc(β

1,2)Man(α

1,3)[Man(α

1,6)]Man(β

)

NeuAC(α

2,6)GalNAc(α

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,6)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)Glc(β

)

Fuc(α

1,4)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(α

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)Xyl(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)GalNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)GalNAc(α

)

GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(α

)

GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(α

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(α

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

Fuc(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)[Gal(β

1,4)]Glc(β

)

Fuc(α

1,3)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,30[GlcNAc(β

1,6)]Gal(β

)

Fuc(α

1,4)[Gal(β

1,3)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)[GlcNAc(β

1,6)]Gal(β

)

Fuc(α

1,3)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,3)[Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,4)[Gal(β

1,3)]GlcNAc(β

1,3)Gal(β

)

Fuc(α

1,2)Gal(β

1,4)[Fuc(α

1,3)]GlcNAc(β

)

Fuc(α

1,3)[GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)[GlcNAc(β

1,3)]Gal(β

1,4)Glc(β

)

Fuc(α

1,3)GlcNAc(β

1,6)[GlcNAc(β

1,3)]Gal(β

)

Fuc(α

1,3)[Gal(β

1,4)]GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

GlcNAc(β

1,6)[Gal(β

1,3)GlcNAc(β

1,3)]Gal(β

)

Fuc(α

1,6)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,6)Man(α

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(α

1,3)Man(α

1,4)GlcNAc(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,4)[GlcNAc(β

1,2)]Man(α

)

Fuc(α

1,6)[GlcNAc(β

1,4)]Man(α

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(1,4)[GlcNAc(β

1,2)]Man(α

)

GlcNAc(β

1,4)[Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,2)]Man(α

)

Man(β

1,4)GlcNAcβ

1,4[Fuc(α

1,6)]GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Gal(α

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)[Fuc(α

1,3)]GlcNAc(β

)

NeuAC(α

2,3)Gal(β

1,4)[Fuc(α

1,3)]GlcNAc(β

)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

Glc(β

1,3)Glc(β

)

Glc(β

1,2)Glc(β

)

Glc(β

1,6)Glc(β

)

Glc(α

1,2)Glc(α

)

Glc(α

1,3)Glc(α

)

Glc(α

1,4)Glc(α

)

Glc(α

1,6)Glc(α

)

Ara(α

1,2)Ara(α

)

Ara(α

1,5)Ara(α

)

Ara(α

1,2)Glc(β

)

Ara(α

1,3)Glc(β

)

Ara(α

1,4)Glc(β

)

Ara(α

1,6)Glc(β

)

Xyl(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,3)Man(α

)

Man(α

1,6)Man(α

)

Gal(α

1,2)Gal(α

)

Gal(α

1,3)Gal(α

)

Gal(α

1,6)Gal(α

)

Gal(β

1,2)Gal(β

)

Gal(β

1,3)Gal(β

)

Gal(β

1,6)Gal(β

)

NeuAc(α

2,3)Gal(β

1,3)GalNAc(α

)

NeuAc(α

2,6)Gal(β

1,3)GalNAc(α

)

NeuAc(α

2,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(α

)

NeuAc(α

2,3)Gal(β

1,3)[NeuAc(α

2.6)]GalNAc(α

)

NeuAc(α

2,8)NeuAc(α

2,3)Gal(β

)

Man(β

1,4)GlcNAc(β

1,4)[Fuc(α

1,6)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,4)[Fuc(α

2.6)]GlcNAc(β

)

Man(α

1,3)Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,2)Man(α

1,2)Man(α

)

Man(α

1,3)[Man(α

1,6)]Man(β

1,4)GlcNAc(β

)

Man(β

1,4)GlcNAc(β

)

Gal(β

1,6)Gal(β

1,4)Gal(1,4)Glc(β

)

Gal(β

1,3)Gal(β

1,4)Xyl(β

)

Gal(α

1,3)[Fuc(α

1,2)]Gal(β

1,4)

Gal(β

1,4)GlcNAc(β

1,6)Gal(β

)

GalNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)Gal(β

1,4)Glc(β

)

GalNAc(β

1,4)Gal(β

1,4)Glc(β

)

GalNAc(α

1,3)[Fuc(α

1,2)]Gal(β

1,4)

Gal(β

1,3)Gal(β

1,4)Xyl(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,3)GalNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)Gal(β

1,4)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,6)[Gal(β

1,3)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)[Gal(β

1,6)]GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)[GlcNAc(β

1,6)]Gal(β

)

Xyl(α

1,3)Glc(β

)

Xyl(α

1,3)Xyl(α

1,3)Glc(β

)

Gal(β

1,3)GalNAc(β

)

Gal(β

1,3)GlcNAc(β

)

GlcNAc(β

1,3)GalNAc(β

)

wherein a stereo-specificity of each bond interconnecting monosaccharide units of said plurality of carbohydrate structures is defined by said addressable location thereof on said array.