JP2010505831A - 安定化した、治療用の小型のヘリックス性抗ウイルスペプチド - Google Patents
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Abstract
Description
これらの非天然アミノ酸のα炭素は、メチル基およびオレフィン基(olefinic group)を含み、これらの非天然アミノ酸の2つのオレフィン基はαヘリックスの同じ側にあり、結合してこれら2つの非天然アミノ酸間の架橋を形成し、
ペプチドのアミノ酸配列は、(I/L/V)(T/S/A/V/C)(F/I/L/V/Y/M/W)(D/E/S)(D/E)(L/F/I/V/Y/M/W)(L/D/T/F/I/V/Y/M/W)(D/E/A/S)(Y/F/I/L/V/M/W)(Y/F/I/L/V/M/T)またはその模倣体を含み、
これらの2つの非天然アミノ酸は、3アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+3)、4アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+4)、または7アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+7)の2つのアミノ酸を置換し、
これら2つの非天然アミノ酸間の架橋は、C1〜C10アルキル、アルケニル、アルキニル、(R1−K−R1)nであり、それぞれ0〜6個のR2で置換されており、
R1は、アルキル、アルケニル、またはアルキニルであり、
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CONR4、または
R2は、ハロ、C1〜C10アルキル、OR3、N(R3)2、SR3、SOR3、SO2R3、CO2R3、R3、蛍光性部分、または放射性同位体であり、
R3は、HまたはC1〜C10アルキルであり、
R4は、H、アルキル、または治療用作用物質であり、
nは1〜4の整数である。
これらの非天然アミノ酸のα炭素は、メチル基およびオレフィン基を含み、これらの非天然アミノ酸の2つのオレフィン基はαヘリックスの同じ側にあり、結合してこれら2つの非天然アミノ酸間の架橋を形成し、
ペプチドのアミノ酸配列は、(I/L/V)(T/S/A/V/C)(F/I/L/V/Y/M/W)(D/E/S)(D/E)(L/F/I/V/Y/M/W)(L/D/T/F/I/V/Y/M/W)(D/E/A/S)(Y/F/I/L/V/M/W)(Y/F/I/L/V/M/T)またはその模倣体を含み、
これらの2つの非天然アミノ酸は、3アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+3)、4アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+4)、または7アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+7)の2つのアミノ酸を置換し、
これら2つの非天然アミノ酸間の架橋は、C1〜C10アルキル、アルケニル、アルキニル、(R1−K−R1)nであり、それぞれ0〜6個のR2で置換されており、
R1は、アルキル、アルケニル、またはアルキニルであり、
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CONR4、または
R2は、ハロ、C1〜C10アルキル、OR3、N(R3)2、SR3、SOR3、SO2R3、CO2R3、R3、蛍光性部分、または放射性同位体であり、
R3は、HまたはC1〜C10アルキルであり、
R4は、H、アルキル、または治療用作用物質であり、
nは1〜4の整数である。
である。
C−CAに結合したCAI(配列番号1)のX線結晶構造を、構造に基づいたアプローチによるCAIの合理的修飾において使用して、らせん状で代謝的に安定であり、かつ細胞に侵入する制約されたペプチド(CPCP)を形成させた。C−CAの疎水性間隙に結合するCAI中の不可欠なアミノ酸が保存され、かつ直鎖状ペプチドをタンパク質分解に対して安定な細胞侵入ペプチドに変換する場合には、制約されたペプチドのin vivoでの抗ウイルス効力が実現され得ると推論した。
ペプチド合成
(S)−Fmoc−2−(2’−ペンテニル)アラニンの不斉合成物を、Qiuら(2000年)の方法により、Ala−Ni(II)−BPB−複合体を用いて調製した。構造
直鎖状ペプチドおよび制約されたペプチドの細胞取込みの評価
制約されたペプチドが細胞に侵入することを示すための最初の実験では、2種の異なる細胞型、すなわち293T細胞およびMT−2細胞を用いて、蛍光標示式細胞分取器(FACS)解析を実施した(図1)。しかし、FACS解析における結果では、ペプチドが細胞表面と結合する場合があるため、制約されたペプチドが細胞に侵入したかどうかを決定的に示すことができないことを示す最近の報告がある(Richardら、2003年、Lundbergら、2002年)。そこで、共焦点顕微鏡研究を実施して、制約されたペプチドが実際に細胞膜に侵入し、細胞によって取り込まれたのに対し、直鎖状ペプチド(CAI)は侵入しないことを決定的に示した(図2)。
in vitroでの構築の阻害
無細胞の方法および細胞ベースの方法の両方を用いて、CAIおよびNYAD−1で処理した後のウイルス様粒子の形態学的変化を観察した。
ウイルス複製の阻害およびin vitroでの細胞毒性の評価
MT−2細胞およびPBMC細胞、ならびに実験室に適応させたいくつかのHIV−1株、例えば、AZT耐性分離株を含めて、HIV−1 IIIB、BaL、SF2、SF162、93N101、93US657、93MW959、92RW008などを、ウイルス阻害アッセイのために使用した。細胞株およびHIV−1株は、NIH AIDS Research and Reference Reagent Programを通じて得ることができる。
炭化水素ステープリングによって増大させたNYAD−1のαらせん性
本発明者らは、円偏光二色性(CD)を用いて、溶液中の複合体形成していない状態のNYAD−1およびCAIの2次構造を特徴付けた。20℃、最終濃度125〜500μMの1〜15%(体積/体積)アセトニトリルの存在下、Tris−HCl緩衝液(20mM Tris、pH8.0)中で、標準的な測定パラメーターを用いて、Jasco J−715 Spectropolarimeter(Jasco Inc社、日本)によってCDスペクトルを得た。すべての試料において、ペプチドおよび塩の最終濃度は常に同じであり、また、適切な参照溶媒のCDスペクトルを引くことによってスペクトルを補正した。222nmでのモル楕円率([θ])の値から、αヘリックスの比率(%)を算出した。CAIのCDスペクトルは、222nmおよび208nmで典型的なヘリックス最小値を示さず、もっと正確に言えば、溶液中でのランダムコイル構造を示す、205nmでの強い最小値が観察された。このことは、結合により、C−CAと複合体を形成したCAIペプチドの立体配座の変化が誘導されたことを裏付ける。一方、NYAD−1のCDスペクトルは、222nmおよび208nmの双方で別個の最小値を示した。222nmでのモル楕円率の値から算出したNYAD−1のαらせん性は約80%である。これらの結果は、炭化水素ステープリングによってCAIのαらせん性が増大するという本発明者らの仮説を裏付ける。
NYAD−1はHIV−1 Gagと共局在する
NYAD−1は細胞に侵入するが、それがGagポリタンパク質と共局在し、かつ相互作用して、ウイルス構築を阻害することは確実でない。この懸念に対処するために、本発明者らは、HIV−1 Gag−mStrawberry融合タンパク質およびFITCを結合させたNYAD−1を用いて、直接的な共局在実験を実施した。pEF6A−Gag−mStrawberryを293T細胞に4時間トランスフェクトし、次いでPBSで1回細胞を洗浄することによって、直接的な共局在研究を実施した。FITCを結合させたペプチドを含む無血清培地または血清添加培地を添加して、さらに20時間培養した。3回洗浄した後、Zeiss LSM510レーザー走査型共焦点顕微鏡(Zeiss社)のもとでこれらの細胞を検査し、画像化した。Gag−mStrawberryをトランスフェクトさせた細胞を、FITCを結合させたNYAD−1に曝露した場合、かなりの割合が形質膜の近くで共局在した(図3、2つの異なる角度で示されたデータ)。共局在のデータから、NYAD−1の細胞透過性がしっかりと確かめられ、また、Gagポリタンパク質との相互作用が示される。
NYAD−1の結合部位のNMRマッピング
化学シフト差のマッピングを用いて、NYAD−1のC−CA結合部位相互作用を特徴付けた。NYAD−1は水性緩衝液への溶解性が乏しいため(約10μM)、同じプロトコルを用いて、C末端に3つのリシンを有する配列が同一の第2のペプチド(NYAD−13)を合成した。NYAD−13は水性緩衝液への溶解性が高く(約10mM)、NMR研究に使用された。
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米国特許出願公開第2006/0008848号A1
国際公開第05/044839号A2。
配列番号1−抗ウイルス性ペプチド
ITFEDLLDYYGP
上記を考慮すると、本発明のいくつかの利点が実現され、また、他の利点が獲得されることが認められるであろう。
Claims (55)
- 長さ10〜23アミノ酸のペプチドであって、該アミノ酸のうち2つは、α炭素においてR型またはS型の立体化学配置を有する非天然アミノ酸であり、
該非天然アミノ酸の該α炭素は、メチル基およびオレフィン基を含み、該非天然アミノ酸の2つのオレフィン基はαヘリックスの同じ側にあり、結合して該2つの非天然アミノ酸間の架橋を形成し、
該ペプチドのアミノ酸配列は、(I/L/V)(T/S/A/V/C)(F/I/L/V/Y/M/W)(D/E/S)(D/E)(L/F/I/V/Y/M/W)(L/D/T/F/I/V/Y/M/W)(D/E/A/S)(Y/F/I/L/V/M/W)(Y/F/I/L/V/M/T)またはその模倣体を含み、
該2つの非天然アミノ酸は、3アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+3)、4アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+4)、または7アミノ酸離れた任意の位置(iおよびi+7)の2つのアミノ酸を置換し、
該2つの非天然アミノ酸間の該架橋は、C1〜C10アルキル、アルケニル、アルキニル、(R1−K−R1)nであり、それぞれ0〜6個のR2で置換されており、
R1は、アルキル、アルケニル、またはアルキニルであり、
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CONR4、または
R2は、ハロ、C1〜C10アルキル、OR3、N(R3)2、SR3、SOR3、SO2R3、CO2R3、R3、蛍光性部分、または放射性同位体であり、
R3は、HまたはC1〜C10アルキルであり、
R4は、H、アルキル、または治療用作用物質であり、
nは、1〜4の整数である、
ペプチド。 - 前記ペプチドのアミノ酸配列が、(I/V)(T/S)(F/W/Y)(E/S)(D/E)L(L/D/T)(D/A/S)(Y/F)(Y/M)を含む、請求項1に記載のペプチド。
- 11〜23アミノ酸を含み、(Y/F/I/L/V/M/T)に続くアミノ酸が(G/S/T/N/H/C/L/R/D/E/Q/M/K)である、請求項1に記載のペプチド。
- (Y/F/I/L/V/M/T)に続くアミノ酸がGである、請求項3に記載のペプチド。
- 12〜23アミノ酸を含み、(G/S/T/N/H/C/L/R/D/E/Q/M/K)に続くアミノ酸が(P/M/R/K)である、請求項3に記載のペプチド。
- 12〜23アミノ酸を含み、(G/S/T/N/H/C/L/R/D/E/Q/M/K)に続くアミノ酸がPである、請求項3に記載のペプチド。
- 前記ペプチドのアミノ酸配列が、ITFEDLLDYYGP(配列番号1)を含む、請求項1に記載のペプチド。
- 前記2つの非天然アミノ酸間の前記架橋が、
である、請求項1に記載のペプチド。 - 前記非天然アミノ酸が、前記ペプチドの4番目のアミノ酸[(D/E/S)]および8番目のアミノ酸[(D/E/S)]を置換する、請求項1に記載のペプチド。
- 前記非天然アミノ酸が、前記ペプチドの7番目のアミノ酸[(L/D/T/F/I/V/Y/M/W)]および11番目のアミノ酸[(G/S/T/N/H/C/L/R/D/E/Q/M)]を置換する、請求項1に記載のペプチド。
- 前記非天然アミノ酸が、前記ペプチドの8番目のアミノ酸[(D/E/S)]および12番目のアミノ酸[(P/M/R/K)]を置換する、請求項5に記載のペプチド。
-
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- 検出可能な部分、治療用化合物、または抗原をさらに含む、請求項1から12のいずれか一項に記載のペプチド。
- 前記検出可能な部分、治療用化合物、または抗原が蛍光性部分である、請求項14に記載のペプチド。
- 前記検出可能な部分、治療用化合物、または抗原が放射性部分である、請求項14に記載のペプチド。
- 前記検出可能な部分、治療用化合物、または抗原が抗原である、請求項14に記載のペプチド。
- 前記抗原がHIV抗原である、請求項17に記載のペプチド。
- 前記検出可能な部分、治療用化合物、または抗原が治療用化合物である、請求項14に記載のペプチド。
- 前記治療用化合物が、長さ20アミノ酸未満のオリゴペプチドを含む、請求項19に記載のペプチド。
- 前記治療用化合物が、長さ10アミノ酸未満のオリゴペプチドを含む、請求項19に記載のペプチド。
- 前記治療用化合物が、分子量2000未満の有機化合物である、請求項19に記載のペプチド。
- 前記有機化合物が抗ウイルス化合物である、請求項22に記載のペプチド。
- 前記治療用化合物が、細胞内エステラーゼに感受性であるエステル結合により前記ペプチドの残部に結合している、請求項19に記載のペプチド。
- 細胞におけるカプシド含有ウイルスの複製を阻害することができる、請求項1から24のいずれか一項に記載のペプチド。
- 前記カプシド含有ウイルスがレトロウイルスである、請求項25に記載のペプチド。
- 前記レトロウイルスがレンチウイルスである、請求項26に記載のペプチド。
- 前記レトロウイルスがHIVである、請求項26に記載のペプチド。
- 請求項25に記載のペプチドを製薬上許容される担体中に含む薬剤組成物。
- 細胞におけるカプシド含有ウイルスの複製を阻害する方法であって、該細胞におけるカプシド含有ウイルスの複製を阻害するのに十分な様式で、該細胞を請求項25に記載のペプチドと接触させるステップを含む方法。
- 前記カプシド含有ウイルスがレトロウイルスである、請求項30に記載の方法。
- 前記カプシド含有ウイルスがレンチウイルスである、請求項30に記載の方法。
- 前記細胞が、前記カプシド含有ウイルスに感染した哺乳動物中に存在する、請求項30に記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒトである、請求項33に記載の方法。
- 前記ヒトがHIVに感染している、請求項34に記載の方法。
- 少なくとも1種の付加的な抗ウイルス治療で前記哺乳動物を治療するステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- カプシド含有ウイルスに感染した哺乳動物を治療する方法であって、該哺乳動物を治療するのに十分な様式で、請求項29に記載の薬剤組成物を該哺乳動物に投与するステップを含む方法。
- 前記哺乳動物がヒトである、請求項37に記載の方法。
- 前記カプシド含有ウイルスがレトロウイルスである、請求項37に記載の方法。
- 前記カプシド含有ウイルスがレンチウイルスである、請求項37に記載の方法。
- 前記カプシド含有ウイルスがHIVである、請求項38に記載の方法。
- 前記ペプチドが、請求項12に記載のペプチドである、請求項37に記載の方法。
- 前記哺乳動物が妊娠した雌である、請求項37に記載の方法。
- 少なくとも1種の付加的な抗ウイルス治療で前記哺乳動物を治療するステップをさらに含む、請求項37に記載の方法。
- カプシド含有ウイルスに感染するリスクがある哺乳動物を処置する方法であって、該哺乳動物を処置するのに十分な様式で、請求項29に記載の薬剤組成物を該哺乳動物に投与するステップを含む方法。
- 前記哺乳動物がヒトであり、前記レトロウイルスがHIVである、請求項45に記載の方法。
- 前記哺乳動物が出生間近のヒト胎児である、請求項45に記載の方法。
- 前記ペプチドが、請求項12に記載のペプチドである、請求項45に記載の方法。
- 少なくとも1種の付加的な抗ウイルス治療で前記哺乳動物を処置するステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
- 請求項1から28のいずれか一項に記載のペプチドを作製する方法であって、アミノ酸を順次結合させ、次いで、オレフィンメタセシスを用いて、非天然アミノ酸の2つのオレフィン基を連結するステップを含む方法。
- 固相合成を用いて前記アミノ酸を結合する、請求項50に記載の方法。
- カプシド含有ウイルスに感染した哺乳動物を治療するための医薬品を製造するための、請求項25に記載のペプチドの使用。
- 哺乳動物がカプシド含有ウイルスに感染するようになるリスクを低下させる、該哺乳動物を処置するための医薬品を製造するための、請求項25に記載のペプチドの使用。
- カプシド含有ウイルスに感染した哺乳動物を治療するための、請求項29に記載の薬剤組成物の使用。
- カプシド含有ウイルスに感染するリスクがある哺乳動物を処置するための、請求項29に記載の薬剤組成物の使用。
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