JP2014504298A - 二価結合剤による翻訳後修飾されたポリペプチドの検出 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
翻訳後修飾されたポリペプチドを同定するために、しばしば様々なタイプの分離および場合により断片化技法が質量分析と組み合わせられる。
1態様において、それぞれの一価結合剤の、および二価結合剤の動態学的速度特性は、実施例において詳細に記述されるようなBiacore(商標)SPR技術により特性付けられる。
オリゴヌクレオチドは、例えば標準的な塩基であるデオキシアデノシン(dA)、デオキシグアノシン(dG)、デオキシシトシン(dC)、デオキシチミジン(dT)、デオキシウラシル(dU)において置換基を有する置換されたヌクレオチドを含有していてよい。そのような置換された核酸塩基の例は次のものである:5−置換ピリミジン類、例えば5メチルdC、アミノアリルdUまたはdC、5−(アミノエチル−3−アクリルイミド)−dU、5−プロピニル−dUまたはdC、5ハロゲン化−dUまたはdC;N置換ピリミジン類、例えばN4−エチル−dC;N置換プリン類、例えばN6−エチル−dA、N2−エチル−dG;8置換プリン類、例えば8−[6−アミノ)−ヘキサ−1−イル]−8−アミノ−dGまたはdA、8ハロゲン化dAまたはdG、8−アルキルdGまたはdA;および2置換dA、例えば2アミノdA。
上記で言及した修飾されたヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、ならびにオリゴヌクレオチド主鎖の改変は、本発明の意味でのオリゴヌクレオチド中で望まれるように組み合わせることができる。
一価抗体断片には下記で提供するようなFab、Fab’−SH(Fab’)、単一ドメイン抗体、Fv、およびscFv断片が含まれるが、それらに限定されない。
本明細書で開示される二価結合剤においてその一価結合剤の両方がモノクローナル抗体に由来し、Fab断片である、またはFab’断片である、またはFab断片およびFab’断片であることも、好ましい態様である。
本発明に従う“ポリペプチドエピトープ”−対応する一価結合剤により結合される標的ポリペプチド上の結合部位−は、アミノ酸からなる。この結合剤は線状エピトープ、すなわち一続きの5〜12個の連続したアミノ酸からなるエピトープに結合するか、またはその一価結合剤はその標的ポリペプチドのいくつかの短い一続きの空間的配置により形成される三次構造に結合するかのどちらかである。結合剤により、例えば抗体の抗原認識部位またはパラトープにより認識される三次エピトープは、抗原分子の三次元表面特徴であると考えることができ;これらの特徴はその結合剤の対応する結合部位(中)に正確に納まり、それにより結合剤および標的ポリペプチドの間の結合が促進される。
“翻訳後ポリペプチド修飾”は、ポリペプチド(タンパク質)内の、またはその末端のアミノ酸の共有結合性修飾である。二次修飾および翻訳後修飾という用語は互換的である。
アセチル化(+42Da)はかなり安定な二次修飾である。例は、多くのタンパク質のN末端上に見られるアセチル化またはリシンもしくはセリン残基上のアセチル化である。通常、リシン残基のアセチル化はポリペプチド鎖内の1個以上の正確に定められた位置(単数または複数)において見られ、一方で他のリシン残基はより低い頻度でアセチル化されるか、または全くアセチル化されない。
二次修飾としてのメチル化はリシン残基の側鎖により起こる。核酸に結合することができる制御タンパク質の結合特性が例えばメチル化により調節され得ることが示されている。
チロシン残基(Y)のニトロ化は、例えば炎症プロセスにおけるような酸化的損傷の顕著な特徴であるようである。
上記で言及したように、リン酸化、脱リン酸化およびリン酸化状態は、細胞シグナル伝達およびタンパク質活性の制御に対する鍵である。これは膜結合型受容体、特にいわゆる受容体型チロシンキナーゼ(RTK)に関して特に知られており、当てはまる。名称が既に示唆しているように、そのRTKの細胞内シグナル伝達の少なくとも一部はそのようなRTKの細胞内ドメインの特定のチロシンのリン酸化状態により媒介される。従って、1つの好ましい態様において、本発明はリン酸化された標的タンパク質に結合する二価結合剤に関する。明らかに、そのような二価結合剤はリン酸化された標的ポリペプチドの検出において非常に有用である。
論じられたように、本明細書で開示されるような二価結合剤の構築における使用のための一価結合剤は、5×10−3/秒から10−4/秒までのKdissを有していなければならない。
この発明に従う二価結合剤における1態様において、それぞれの一価結合剤は2×10−3/秒から10−4/秒までのKdissを有する。
Ventana Medical Systems Inc.(ツーソン)が流通させている自動免疫組織化学染色機械は、かなりストリンジェントな洗浄条件を用いる。BenchMark(登録商標)分析器シリーズにおいて用いられる抗体は、適当な染色強度を与えるために最大で5×10−5/秒のKdissを有するべきである。Kdissがより良いほど、染色強度もより良いであろう。本明細書で開示するような二価結合剤は、最大で3×10−5/秒のKdissを有する。さらなる態様において、本明細書で開示するような二価結合剤は2×10−5/秒以下のKdissを有し、または10−5/秒以下のKdissも好ましい。
スペーサーまたはリンカーの長さの計算において、以下の近似値が適用される:a)非ヌクレオシド構成要素の長さの計算に関して、連結された原子の性質とは無関係に、180°の結合角を伴う130pmの平均結合長が用いられ;b)一本鎖中の1個のヌクレオチドは500pmで計算され、そしてc)二本鎖中の1個のヌクレオチドは330pmで計算される。
A−a’:a−S−b:b’−B、
ここでAは前記の標的ポリペプチドのポリペプチドエピトープに結合する第1一価結合剤であり、ここでBは翻訳後ポリペプチド修飾に結合する第2一価結合剤であり、ここでそれぞれの一価結合剤AおよびBは5×10−3/秒〜10−4/秒の範囲のKdissを有し、ここでa’:aならびにb:b’は独立して結合対であり、またはa’:aおよび/またはb:b’は共有結合しており、ここでa’:aおよびb:b’は異なり、ここでSはスペーサーであり、ここで−は共有結合を表し、ここでそのリンカーa−S−bは6〜100nmの長さを有し、ここでその二価結合剤は3×10−5/秒以下のKdissを有する。
多くの異なる非ヌクレオチド性二官能性スペーサー構築ブロックが文献において既知であり、多種多様なものが商業的に入手可能である。非ヌクレオチド性二官能性スペーサー構築の選択は、そのスペーサー分子の電荷および柔軟性に影響を及ぼす。
1態様における二官能性スペーサー構築ブロックは、非ヌクレオシド性化合物である。例えば、そのようなスペーサーはC2〜C18アルキル、アルケニル、アルキニル(alkinyl)炭素鎖であるが、前記のアルキル、アルケニル、アルキニル(alkinyl)鎖はそのリンカーの親水性を増大させるために追加のエチレンオキシおよび/またはアミド部分または四級化された(quarternized)陽イオン性アミン部分により遮られていてよい。場合により1または2個のC1〜C6アルキル基で置換されているC5〜C6−シクロアルキル、C4N、C5N、C4O、C5O−ヘテロシクロアルキル、フェニルのような環状部分も、非ヌクレオシド性二官能性スペーサー部分として用いることができる。好ましい二官能性構築ブロックは、C3〜C6アルキル部分およびトリ−〜ヘキサ−エチレングリコール鎖を含む。表Iは、異なる親水性、異なる剛性および異なる電荷を有するヌクレオチド性二官能性スペーサー構築ブロックのいくつかの例を示す。一方の酸素原子は酸不安定性保護基、好ましくはジメトキシトリチルに連結されており、他方はホスホラミダイトの一部である。
“a’:a”ならびに“b:b’”は異なる。異なるという用語は、a対a’の結合(結合対内結合または共有結合性カップリング)が他方の対b対b’の結合対内結合または共有結合性カップリングに干渉せず、逆もまた同じであることを示す。
1態様において、a’:aおよびb:b’の両方が共有結合している。
名称により既に示されているように、aおよびa’ならびにbおよびb’はそれぞれ互いにハイブリダイズする。一方でaおよびa’中に含まれる核酸配列と他方でbおよびb’中に含まれる核酸配列は異なる。言い換えると、結合対a’:a中の配列はそれぞれ結合対b:b’の配列に結合せず、逆もまた同じである。1態様において、本発明は式Iの少なくとも二重の結合剤に関し、ここでその結合対a:a’およびb:b’それぞれは両方ともハイブリダイズする核酸配列であり、ここでその異なる結合対a’:aおよびb:b’のハイブリダイズする核酸配列は互いとハイブリダイズしない。言い換えると、aおよびa’は互いにハイブリダイズするが、bまたはb’のいずれにも結合せず、それらのハイブリダイゼーションにも干渉せず、逆もまた同じである。ハイブリダイゼーションの速度論およびハイブリダイゼーションの特異性は、融点分析により容易に監視することができる。結合対(例えばa:a’)の特異的なハイブリダイゼーションおよび(例えばbまたはb’への)不干渉は、対a:a’に関する融解温度がbまたはb’とのあらゆる可能性のある組み合わせそれぞれ(すなわちa:b;a:b’;a’:bおよびa’:b’)と比較して少なくとも20℃高い場合に認められる。
RNアーゼは至る所にあり、RNAに基づく結合対および/またはスペーサー配列の望まれない消化を避けるために特別な注意を払わなければならない。例えばRNAに基づく結合対および/またはスペーサーを用いることは確かに可能であるが、DNAに基づく結合対および/またはスペーサーが好ましい態様である。
鏡像異性のL−DNAは、その直交ハイブリダイゼーション挙動、そのヌクレアーゼ耐性に関して、および変動可能な長さのオリゴヌクレオチドの合成の容易さに関して知られている。この適切なスペーサーを設計することによるリンカーの長さの変動の容易さは、本明細書で開示されるような結合剤のその抗原(単数または複数)への結合を最適化するために重要である。
当業者は容易に理解するであろうように、本発明に従う二価結合剤は1個以上の官能性部分を有するようにさらに修飾されてよい。そのような官能性部分Xは、好ましくは結合基、標識基、エフェクター基および反応基からなる群から選択される。
1態様において、その基Xは結合基である。当業者には明らかであるように、その結合基Xは対a’:aおよびb:b’に干渉しないように選択されるであろう。
[M(L1L2L3)]n − Y − XmA (II)
式中、Mは希土類または遷移金属イオンから選択される二価または三価金属陽イオンであり、L1、L2およびL3は同じまたは異なっており、少なくとも2個の窒素含有複素環を有するリガンドを示し、ここでL1、L2およびL3はその金属陽イオンに窒素原子を介して結合しており、XはリンカーYを介してそのリガンドL1、L2およびL3の少なくとも1個に共有結合している反応性官能基であり、nは1から10まで、好ましくは1から4までの整数であり、mは1または2、好ましくは1であり、Aは電荷を等しくするために必要である可能性のある対イオンを示す。
療法上有効物質は、例えば癌の抑制においてそれらが有効である方式が異なる。それらはアルキル化により、架橋により、またはDNAの二本鎖の切断によりDNA鋳型を損傷することができる。他の療法上有効物質はインターカレーションによりRNA合成を遮断することができる。一部の薬剤は紡錘体毒、例えばビンカアルカロイド類、または酵素活性を阻害する抗代謝剤、またはホルモン性薬剤および抗ホルモン性薬剤である。エフェクター基Xは、アルキル化剤、抗代謝剤、抗腫瘍性抗生物質、ビンカアルカロイド類、エピポドフィロトキシン類、ニトロソ尿素類、ホルモン性薬剤および抗ホルモン性薬剤、ならびに毒素から選択されてよい。
現在より好ましい抗腫瘍性抗生物質は、ドキソルビシン、ダウノルビシン、イドルビシン(idorubicin)、ニミトキサントロン(nimitoxantron)、ダクチノマイシン、ブレオマイシン、マイトマイシン、およびプリカマイシンにより例示することができる。
現在より好ましいホルモン性薬剤および抗ホルモン性薬剤は、アドレノコルチコルチコイド類(adrenocorticorticoids)、エストロゲン類、抗エストロゲン剤、プロゲスチン類、アロマターゼ阻害剤、アンドロゲン類、抗アンドロゲン剤により例示することができる。
1つの好ましい態様において、官能性部分Xは式Iにより定義されるような結合剤のスペーサーSに結合している。
官能性部分Xがa、a’、bまたはb’それぞれに相当するハイブリダイズするオリゴヌクレオチド内に位置する場合、好ましくはそのような官能性部分は修飾されたヌクレオチドに結合しており、またはヌクレオシド間のP原子に結合している(国際公開第2007/059816号)。オリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションに干渉しない修飾されたヌクレオチドがそれらのオリゴヌクレオチド中に組み込まれる。そのような修飾されたヌクレオチドは、好ましくはC5置換ピリミジン類またはC7置換7デアザプリン類である。
二官能性修飾剤構築ブロックは、官能性部分または(必要であれば)保護された官能性部分をホスホラミダイト基に、その構築ブロックを成長しているオリゴヌクレオチド鎖の末端のヒドロキシル基に5’末端において(通常の合成)または3’末端において(逆向きの合成)取り付けるために連結する。
三官能性構築ブロックは、(i)官能性部分または(必要であれば)保護された官能性部分、(ii)レポーターまたは官能性部分または(必要であれば)保護された官能性部分をオリゴヌクレオチド合成の間に成長しているオリゴヌクレオチド鎖のヒドロキシル基に連結するためのホスホラミダイト基、および(iii)酸不安定性保護基で、好ましくはジメトキシトリチル保護基で保護されているヒドロキシル基を連結する。この酸不安定性保護基を除去した後、ヒドロキシル基が解放され、それはさらなるホスホラミダイトと反応することができる。従って、三官能性構築ブロックは官能性部分をオリゴヌクレオチド内のあらゆる位置に配置することを可能にする。三官能性構築ブロックは、固体支持体、例えば制御細孔ガラス(controlled pore glass)(CPG)を用いる合成にも必須であり、それはオリゴヌクレオチドの3’末端標識のために用いられる。この場合、その三官能性構築ブロックは官能性部分または(必要であれば)保護された官能性部分にC2〜C18アルキル、アルケニル、アルキニル(alkinyl)炭素鎖を介して連結されるが、前記のアルキル、アルケニル、アルキニル(alkyinyl)鎖はそのスペーサーの、それによりリンカー構造全体の親水性を増大させるために追加のエチレンオキシおよび/またはアミド部分により遮られていてよく、切断可能なスペーサーを介して固体支持体に結合したヒドロキシル基および酸不安定性保護基で保護されたヒドロキシル基を含む。この保護基の除去の後、ヒドロキシル基が解放され、次いでそれはホスホラミダイトと反応することができるであろう。
非ヌクレオシド性三官能性構築ブロックはC2〜C18アルキル、アルケニル、アルキニル炭素鎖であるが、前記のアルキル、アルケニル、アルキニルはそのスペーサーの、それによりリンカー構造全体の親水性を増大させるために追加のエチレンオキシおよび/またはアミド部分により遮られている。他の三官能性構築ブロックは、場合により1または2個のC1〜C6アルキル基で置換されているC5〜C6−シクロアルキル、C4N、C5N、C4O、C5Oヘテロシクロアルキル、フェニルのような環式基である。環式および非環式基は1個の−(C1〜C18)アルキル−O−PG基により置換されていてよいが、前記のC1〜C18アルキルは(エチレンオキシ)n、(アミド)m部分を含み、nおよびmは互いに独立して0〜6であり、PGは酸不安定性保護基である。好ましい三官能性構築ブロックは、場合により1個のアミド結合を含みC1〜C6アルキルO−PG基で置換されたC3〜C6アルキル、シクロアルキル、C5Oヘテロシクロアルキル部分であり、ここでPGは酸不安定性保護基、好ましくはモノメトキシトリチル、ジメトキシトリチル、ピキシル、キサンチル、最も好ましくはジメトキシトリチルである。
ヌクレオシド性修飾剤構築ブロックは、未修飾のオリゴヌクレオチドと比較してそのオリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーション特性に影響を及ぼさない必要がある場合に内部標識のために用いられる。従って、ヌクレオシド性構築ブロックは、なお相補的塩基とハイブリダイズすることができる塩基または塩基類似体を含む。本発明の式Iに従う結合剤中に含まれるa、a’、b、b’またはSの1個以上の核酸配列を標識するための標識化合物の一般式は、式IIにおいて与えられる。
官能性部分Xを結合させることができる追加の結合対は、好ましくはロイシンジッパードメインまたはハイブリダイズする核酸である。その官能性部分Xがa’、a、b、b’またはSの少なくとも1個に追加の結合対のメンバーを介して結合している場合、Xが結合している結合対のメンバーならびに結合対a’:aおよびb:b’それぞれは全て異なる特異性を有するように選択される。その結合対a:a’、b:b’およびXが結合している結合対はそれぞれ、その他の結合対のいずれの結合にも干渉せずに、それらのそれぞれのパートナーに結合する(例えばハイブリダイズする)。
その結合剤の生化学的性質に応じて、異なるコンジュゲーション戦略がすぐに利用できる。
欧州特許第1 074 563号は、一続きの負に荷電したアミノ酸内のシステインの一続きの正に荷電したアミノ酸中に位置するシステインとのより速い反応に基づくコンジュゲーション法を記述している。
本発明に従う二価結合剤の組み立てに関する好ましい化学量論比は1:1:1である。
1つの好ましい態様において、本発明に従う二価結合試薬を製造する方法はL−DNAリンカーを利用する。1つの好ましい態様において、本発明に従う二価結合試薬を製造する方法はDNA、好ましくはL−DNAからなる2個の特異的な結合対およびL−DNAリンカーを利用する。
より一般的に言うと、本発明はリンカーを介して互いに連結された2個の一価結合剤からなる二価結合剤に関し、その結合剤は翻訳後修飾された標的ポリペプチドに(自動化された)アッセイ系の要求を満たすKdissまたはよりよいKdissで結合し、ここで(a)第1一価結合剤は前記の標的ポリペプチドのポリペプチドエピトープにその(自動化された)アッセイ系の要求より少なくとも10倍上のKdissで結合し、(b)第2一価結合剤は翻訳後ポリペプチド修飾にその(自動化された)アッセイ系の要求より少なくとも10倍上のKdissで結合し、そして(c)ここでその2種類の一価結合剤(a)および(b)のKdiss値の積は少なくともその(自動化された)系により要求されるKdiss以下である。
1.抗体断片
a) 19塩基長ssDNA(3’末端により抗トロポニンT MAB bのFab’またはリン酸化されたIGF−1Rに対するFab’ 8.1.2それぞれに共有結合している)
5’-A GTC TAT TAA TGC TTC TGC-3’(SEQ ID NO:5)
b)17塩基長ssDNA(5’末端により抗トロポニンT MAB aのFab’またはIGF−1Rに対するFab’ 1.4.168それぞれに共有結合している)
5’-AGT TCT ATC GTC GTC CA-3’(SEQ ID NO:6)
c)相補性19塩基長ssDNA(リンカーの一部として用いられる)
5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-3’(SEQ ID NO:7)
d)相補性17塩基長ssDNA(リンカーの一部として用いられる)
5’-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’(SEQ ID NO:8)
3.トロポニンTエピトープの配列
SEQ ID NO:9 = ERAEQQRIRAEREKEUUSLKDRIEKRRRAERAEアミド、ここでUはβアラニンを表す。(抗トロポニン抗体aに関するエピトープ“A”)
SEQ ID NO:10 = SLKDRIERRRAERAEOOERAEQQRIRAEREKEアミド、ここでOはアミノ−トリオキサ−オクタン酸を表す。(抗トロポニン抗体bに関するエピトープ“B”)
4.IGF−1R/IRエピトープの配列:
SEQ ID NO:11 = FDERQPYAHMNGGRKNERALPLPQSST; IGF-1R (1340〜1366)
SEQ ID NO:12 = YEEHIPYTHMNGGKKNGRILTLPRSNPS; hIR(1355〜1382)
5.タンパク質リンカーおよびタグ配列:
SEQ ID NO:13 = GGGGS (=G4S)モチーフ(例えばポリペプチドリンカーの一部として)
SEQ ID NO:14 = YPYDVPDYA (HA−タグ)
SEQ ID NO:15 = GLNDIFEAQKIEWHE (Avi−タグ)
SEQ ID NO:16 = LPETGGGSGS (ソルターゼ切断タグ)
6.HER3エピトープの配列:
SEQ ID NO:17 = PLHPVPIMPTAGTTPDEDYEYMNRQR; hHER3 (1242〜1267)
SEQ ID NO:18 =PASEQGYEEMRAF; hHER3 (1283〜1295)
7.ソルターゼに媒介されるFab標識のためのssDNAの配列
SEQ ID NO:25 = 5’-(Gly)2-アミノリンカー-(スペーサーC3)3-AGT TCT ATC GTC GTC CA-フルオレセイン-3’(17塩基長−オリゴ)
SEQ ID NO:26 = 5’-フルオレセイン-AGT CTA TTA ATG CTT CTG C-(スペーサーC3)3-アミノリンカー-’-(Gly)2-3’(19塩基長−オリゴ)
図の説明
図1 抗pIGF1−R二重結合剤の組み立ての効率を評価する分析的ゲル濾過実験。線図a、bおよびcは、個々の二重結合剤構成要素(フルオレセイン−ssFab’ 1.4.168、Cy5−ssFab’ 8.1.2およびリンカーDNA(T=0);ssFab’は一本鎖オリゴヌクレオチドにコンジュゲートしたFab’断片を意味する)の溶離プロフィールを示す。線図dは、二価結合剤を形成するのに必要な3種類の構成要素を1:1:1のモル比で混合した後の溶離プロフィールを示す。より太い(一番下の)曲線は、ssFab’タンパク質またはリンカーDNAそれぞれの存在を示す280nmにおいて測定された吸光度を表す。b)およびd)におけるより細い一番上の曲線(495nmにおける吸光度)はフルオレセインの存在を示し、a)におけるより細い一番上の曲線およびd)における中央の曲線(635nmにおける吸光度)は、Cy5の存在を示す。単一の二重結合剤の構成要素の溶離体積(VEssFab’ 1.4.168 約15ml;VEssFab’ 8.1.2 約15ml;VEリンカー 約16ml)の反応混合物の溶離体積(VE混合物 約12ml)との比較は、二重結合剤組み立て反応が成功であったことを示す(収率:約90%)。溶離された二重結合剤に相当する主な280nmのピークは、495nmおよび635nmのチャンネルにおける主なピークとうまく重なっており、二価結合剤に相当するピーク中にssFab’ 8.1.2およびssFab’ 1.4.168の両方が存在することを証明している。
図5 T40−T−Dig ssDNAリンカー、すなわちリンカー15上にハイブリダイズしたssFab’ 8.1.2およびssFab’ 1.4.168からなる100nM二価結合剤ならびにリンカーDNAを有しない100nM ssFab’ 8.1.2およびssFab’ 1.4.168の混合物の相互作用を示す2つの速度論を重ねてプロットしたBiaore(商標)センサーグラム。最高の結合性能は二価結合剤を用いてのみ得られ、一方でリンカーを有しないssFab’の混合物は、これらのssFab’の合計濃度が200nMであったという事実にも関わらず、観察可能な協同的結合作用を示さない。
トロポニンTに対する二価結合剤
1.1 モノクローナル抗体およびFab’断片
ヒト心臓トロポニンTに異なる重複しないエピトープ(それぞれエピトープA’およびエピトープB’)で結合する2種類のモノクローナル抗体を用いた。これらの抗体は両方とも最新のRoche Elecsys(商標)トロポニンTアッセイにおいて用いられ、ここでトロポニンTはサンドイッチ免疫アッセイの形式で検出される。
その精製されたモノクローナル抗体を、予め活性化した(pre−activated)パパイン(抗エピトープA’ MAb)またはペプシン(抗エピトープB’ MAb)のどちらかを用いてプロテアーゼ消化するとF(ab’)2断片が得られ、続いてそれを低濃度のシステアミンを用いて37℃で還元すると、Fab’断片、すなわち式I(A−a’:a−S−b:b’−B)におけるAおよびBそれぞれになる。その反応を、Sephadex G−25カラム(GE Healthcare)上でシステアミンをその試料のポリペプチド含有部分から分離することにより停止する。
そのFab’断片を、下記で記述する活性化されたssDNAaおよびssDNAbオリゴヌクレオチドとそれぞれコンジュゲートさせる。
a)Fab’−抗トロポニンT<エピトープA’>−ssDNA−コンジュゲート(=A”)
Fab’−抗トロポニンT<エピトープA’>−ssDNA−コンジュゲートA”の調製のために、SED ID NO:5の誘導体、すなわち5’-AGT CTA TTA ATG CTT CTG C(=SEQ ID NO:5)-XXX-Y-Z-3’が用いられ、ここでX=ホスホラミダイトC3 (3-(4,4'-ジメトキシトリチルオキシ)プロピル-1-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research)により導入されたプロピレン−ホスフェートであり、ここでY=3’-アミノ修飾剤TFAアミノC-6 lcaa CPG (ChemGenes)により導入された3’-アミノ-修飾剤C6であり、ここでZ=スルホスクシンイミジル 4-[N-マレイミドメチル]シクロヘキサン-1-カルボキシレート(ThermoFischer)により導入された4[N-マレインイミドメチル]シクロヘキサン-1-カルボキシである。
Fab−抗トロポニンT<エピトープB’>−ssDNAb−コンジュゲート(B”)の調製のために、SED ID NO:6の誘導体、すなわち5’-Y-Z-XXX-AGT TCT ATC GTC GTC CA-3’が用いられ、ここでX=ホスホラミダイトC3 (3-(4,4'-ジメトキシトリチルオキシ)プロピル-1-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research)により導入されたプロピレン−ホスフェートであり、ここでY=(6-(4-モノメトキシトリチルアミノ)ヘキシル-(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)-ホスホラミダイト(Glen Research)により導入された5'-アミノ-修飾剤C6であり、Z=スルホスクシンイミジル 4-[N-マレイミドメチル]シクロヘキサン-1-カルボキシレート(ThermoFischer)により導入された4[N-マレインイミドメチル]シクロヘキサン-1-カルボキシである。
ssDNAリンカーL1、L2およびL3それぞれにおいて用いられるオリゴヌクレオチドは、現状技術のオリゴヌクレオチド合成法により、ビオチン化に関してビオチン化ホスホラミダイト試薬を用いて合成された。
5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T (ビオチン-dT)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’。それはそれぞれSEQ ID NO:7および8のssDNAオリゴヌクレオチドを含み、ビオチン-dT (5’-ジメトキシトリチルオキシ-5-[N-((4-t-ブチルベンゾイル)-ビオチニル)-アミノヘキシル)-3-アクリルイミド]-2'-デオキシウリジン-3’-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research)の使用によりビオチン化された。
5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T T5-(ビオチン-dT)-T5 TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’。それはそれぞれSEQ ID NO:7および8のssDNAオリゴヌクレオチド、それぞれ5個のチミジンからなる2回のオリゴヌクレオチドの一続きを含み、そのスペーサーの中央においてビオチン-dT (=T-Bi) (5’-ジメトキシトリチルオキシ-5-[N-((4-t-ブチルベンゾイル)-ビオチニル)-アミノヘキシル)-3-アクリルイミド]-2'-デオキシウリジン-3’-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research)の使用によりビオチン化された。
5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T T15-(ビオチン-dT)-T15 TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’。それはそれぞれSEQ ID NO:7および8のssDNAオリゴヌクレオチド、それぞれ15個のチミジンからなる2回のオリゴヌクレオチドの一続きを含み、そのスペーサーの中央においてビオチン-dT (5’-ジメトキシトリチルオキシ-5-[N-((4-t-ブチルベンゾイル)-ビオチニル)-アミノヘキシル)-3-アクリルイミド]-2'-デオキシウリジン-3’-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research)の使用によりビオチン化された。
抗トロポニンT抗体aおよびbそれぞれに由来する対応するFab’断片に対してそれぞれ中程度の親和性しか有しない合成ペプチドが考えられた(construed)。
SEQ ID NO:9 = ERAEQQRIRAEREKEUUSLKDRIEKRRRAERAEアミド
ここでUはβアラニンを表す。
SEQ ID NO:10 = SLKDRIERRRAERAEOOERAEQQRIRAEREKEアミド
ここでOはアミノ-トリオキサ-オクタン酸を表す。
この実験に関して、Biacore(商標)3000機器(GE Healthcare)を、系の中に取り付けられたBiacore(商標)SAセンサーと共にT=25℃で用いた。前条件付け(Preconditioning)は100μl/分で50mM NaOH中の1M NaClの3×1分間の注入および1分間の10mM HClの注入で行われた。
TnT−1を500nMの分析物濃度で注入し、TnT−2を900nMの分析物濃度で注入した。両方のペプチドを50μl/分で4分間の会合時間で注入した。解離を5分間監視した。全てのフローセルに関して、50mM NaOHの50μl/分での1分間の注入により再生を行った。
表1および2それぞれにおいて示した実験データは、分析物(TnT−1またはTnT−2)それぞれおよび様々なヘテロ二価Fab’−Fab’二量体A”−B”の間の複合体の安定性における一価dsDNA Fab’A”またはB”コンジュゲートそれぞれと比較した場合の増大を実証している。この作用はそれぞれの表において2および3行目(line)と比較した1行目において見られる。
リン酸化されたIGF−1Rに対する二価結合剤
2.1 モノクローナル抗体の開発(mAb 8.1.2、mAb 1.4.168およびmAB 30.4.33)
a)マウスの免疫処置
BALB/Cマウスを0、3、6および9週目においてそれぞれ免疫する。免疫処置あたり100μgのリン酸化されたペプチドpIGF−1R(1340〜1366)(SEQ ID NO:11)を含むコンジュゲートを用いる。このペプチドは、チロシン1346においてリン酸化され(=1346−pTyr)、C末端のシステインを介してKLHに連結されて(=Aoc−Cys−MP−KLH−1340)、免疫処置のために用いられるコンジュゲートがもたらされた。0および6週目それぞれにおいて腹腔内に、3および9週目それぞれにおいてマウスの体の様々な部分において皮下に(subcutanuosly)免疫処置を実施する。
免疫したマウスの脾臓細胞を、Galfre G., and Milstein C., Methods in Enzymology 73 (1981) 3-46に従って骨髄腫細胞と融合させる。このプロセスにおいて、免疫したマウスの約1×108個の脾臓細胞を2×107個の骨髄腫細胞a(P3X63−Ag8653、ATCC CRL1580)と混合し、遠心分離する(250gおよび37℃において10分間)。次いでその細胞をウシ胎児血清(FCS)を含まないRPMI 1640培地で1回洗浄し、50mlコニカルチューブ中で250gで再度遠心分離する。上清を廃棄し、細胞沈降物をタッピングにより穏やかにほぐし、1mlのPEG(分子量4000、Merck、ダルムシュタット)を添加し、ピペット操作により混合する。37℃の水浴中で1分間保温した後、5mlのFCSを含まないRPMI 1640を室温で4〜5分の期間内に滴加する。この工程をさらに10mlのFCSを含まないRPMI 1640を用いて繰り返す。その後、25mlの10% FCSを含有するRPMI 1640を添加し、続いて37℃、5%CO2において30分間の保温工程を行う。250gおよび4℃において10分間の遠心分離の後、その沈降した細胞を10% FCSを含有するRPMI 1640中に回収し、ヒポキサンチン−アザセリン選択培地(RPMI 1640+10% FCS中100mmol/lヒポキサンチン、1μg/mlアザセリン)中で蒔く。100U/mlのインターロイキン6をその培地に増殖因子として添加する。7日後、その培地を新しい培地と交換する。10日目に、その初代培養物を特異的な抗体に関して試験する。陽性の初代培養物を、蛍光活性化セルソーターにより、96ウェル細胞培養プレートにおいてクローニングする。
得られたハイブリドーマ細胞をCELLine 1000 CLフラスコ(Integra)中で1×107細胞の密度で蒔く。IgGを含有するハイブリドーマ細胞上清を週2回収集する。収量は典型的には1mlの上清あたり400μg〜2000μgのモノクローナル抗体の範囲である。抗体の培養上清からの精製は、タンパク質化学の一般的に用いられる方法を用いて(例えばBruck, C., Methods in Enzymology 121 (1986) 587-596に従って)実施した。
それぞれSEQ ID NO: 5および6において示した配列を含む、以下のアミノ修飾された前駆体を、標準的な方法に従って合成した。下記で示したオリゴヌクレオチドは、いわゆるアミノリンカーだけでなく蛍光色素も含む。当業者はすぐに理解するであろうように、この蛍光色素はオリゴヌクレオチド自体の、ならびにそれらを含む構成要素の精製を促進するために非常に好都合である。
b) 5’-Cy5 AGT CTA TTA ATG CTT CTG C-(スペーサーC3)3-C7アミノリンカー-;
c) 5’-アミノリンカー-(スペーサーC3)3-AGT TCT ATC GTC GTC CA-フルオレセイン-3’;
d) 5’-フルオレセイン-(ベータL AGT CTA TTA ATG CTT CTG C)-(スペーサーC3)3-C7アミノリンカー-;(ベータLはこれがL−DNAオリゴヌクレオチドであることを示す)および
e) 5’-アミノリンカー-(スペーサーC3)3-(ベータL-AGT TCT ATC GTC GTC CA)-フルオレセイン-3’(ベータLはこれがL−DNAオリゴヌクレオチドであることを示す)。
スペーサーホスホラミダイトC3(3-(4,4'-ジメトキシトリチルオキシ)プロピル-1-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research);
5’アミノ修飾剤は、5’-アミノ-修飾剤C6(6-(4-モノメトキシトリチルアミノ)ヘキシル-(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)-ホスホラミダイト(Glen Research)を用いることにより導入した;
5’-フルオレセインホスホラミダイト 6-(3',6'-ジピバロイルフルオレセイニル-6-カルボキサミド)-ヘキシル-1-O-(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)-ホスホラミダイト(Glen Research);
Cy5(商標)ホスホラミダイト 1-[3-(4-モノメトキシトリチルオキシ)プロピル]-1'-[3-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピルホスホラミジチル]プロピル]-3,3,3',3'-テトラメチルインドジカルボシアニンクロリド(1-[3-(4-monomethoxytrityloxy)propyl]-1'-[3-[(2-cyanoethyl)-(N,N-diisopropyl phosphoramidityl]propyl]-3,3,3',3'-tetramethylindodicarbocyanine chloride)(Glen Research);
LightCyclerフルオレセインCPG 500 A (Roche Applied Science);および
3’-アミノ修飾剤TFAアミノC-6 lcaa CPG 500 A (Chemgenes)。
フルオレセイン修飾されたハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドの精製は、2工程の手順により実施された:まず、そのオリゴヌクレオチドを逆相HPLC(Merck-Hitachi-HPLC; RP-18カラム;勾配系[A: 0.1 M (Et3NH)OAc (pH 7.0)/MeCN 95:5; B: MeCN]: 3分間のA中20% B、12分間のA中20〜50% Bおよび25分間のA中20% B、1.0 ml/分の流速、260 nmにおいて検出)上で精製した。望まれる生成物を含有する画分(分析的RP HPLCにより監視した)を合わせ、蒸発させて乾燥させた(5’末端においてモノメトキシトリチル保護されたアルキルアミノ基で修飾されたオリゴヌクレオチドは、20%酢酸と共に20分間保温することにより脱トリチル化する)。フルオレセインを標識として含有するオリゴマーは、HPLC上でのIEXクロマトグラフィー[Mono Qカラム:緩衝液A:水酸化ナトリウム(10 mM/l; pH約12);緩衝液B:水酸化ナトリウム(10 mM/l; pH約12)中で溶解させた1M塩化ナトリウム;勾配:30分間で100%緩衝液Aから100%緩衝液Bまで、流速1 ml/分、260 nmにおいて検出]により再度精製した。その生成物を透析により脱塩した。
実施例2からのアミノ修飾されたオリゴヌクレオチドを0.1 Mホウ酸ナトリウム緩衝液(pH 8.5)中で溶解させ(c= 600 μmol)、DMF中で溶解させた18倍モル過剰量のThermo ScientificからのスルホSMCC (スルホスクシンイミジル 4-[N-マレイミドメチル]シクロヘキサン-1-カルボキシレート) (c= 3mg/100μl)と反応させた。その反応生成物を、スルホSMCCの加水分解分解産物である4-[N-マレイミドメチル]シクロヘキサン-1-カルボキシレートを除去するために、水に対して完全に透析した。
2.4 両端においてハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドを含むリンカーオリゴヌクレオチドの合成
オリゴヌクレオチドは、標準的な方法により、ABI 394合成装置上で10μmolスケールで、トリチルオンモードで、固体支持体として商業的に入手可能なdT−CPGを用いて、標準的なdA(bz)、dT、dG(iBu)およびdC(Bz)ホスホラミダイト(Sigma Aldrich)を用いて合成された。
スペーサーホスホラミダイト18 (18-O-ジメトキシトリチルヘキサエチレングリコール,1-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research);
ビオチン-dT (5'-ジメトキシトリチルオキシ-5-[N-((4-t-ブチルベンゾイル)-ビオチニル)-アミノヘキシル)-3-アクリルイミド]-2'-デオキシウリジン-3'-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト(Glen Research);
ビオチンホスホラミダイト 1-ジメトキシトリチルオキシ-2-(N-ビオチニル-4-アミノブチル)-プロピル-3-O-(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)-ホスホラミダイトならびに
ジゴキシゲニン-N-ヒドロキシル-スクシンイミジルエステルによるアミノ修飾および後標識に関して、5'-ジメトキシトリチル-5-[N-(トリフルオロアセチルアミノヘキシル)-3-アクリルイミド]-2'-デオキシウリジン、3'-[(2-シアノエチル)-(N,N-ジイソプロピル)]-ホスホラミダイト。
リンカー1: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー2: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(T40)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー3: 5’-[B-L]G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(ビオチン-dT)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー4: 5’-[B-L]G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-T5-(ビオチン-dT)-T5-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー5: 5’-[B-L]G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-T20-(ビオチン-dT)-T20-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー6: 5’-[B-L] G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-T30-(ビオチン-dT)-T30-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー7: 5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T T5-(ビオチン-dT)-T5 TG GAC GAC GAT AGA ACT-3’
リンカー8: 5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T T10-(ビオチン-dT)-T10 TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー9: 5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T T15-(ビオチン-dT)-T15 TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー10: 5’-GCA GAA GCA TTA ATA GAC T T20-(ビオチン-dT)-T20 TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー11: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-スペーサーC18-(ビオチン-dT)-スペーサーC18-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー12: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(スペーサーC18)2-(ビオチン-dT)-(スペーサーC18)2-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー13: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(スペーサーC18)3-(ビオチン-dT)-(スペーサーC18)3-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー14: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(スペーサーC18)4-(ビオチン-dT)-(スペーサーC18)4-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー15: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-T20-(Dig-dT)-T20-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー16: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(Dig-dT)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’
リンカー17: 5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(ビオチン-dT)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’。
A)IgGの切断およびFab’断片のssDNAによる標識
精製したモノクローナル抗体をペプシンプロテアーゼの助けにより切断するとF(ab’)2断片が得られ、続いてそれを37℃での低濃度のシステアミンでの処理により還元するとFab’断片になる。その反応を、PD 10カラム上でのシステアミンの分離により停止する。そのFab’断片を、実施例3に従って生成されるような活性化されたオリゴヌクレオチドにより標識する。この一本鎖DNA(=ssDNA)はチオール反応性マレイミド基を有し、それはFab’のヒンジ領域のシステインと反応する。高い百分率の単一標識されたFab’断片を得るため、ssDNAのFab’断片に対する相対的なモル比は低く保たれる。単一標識されたFab’断片(ssDNA:Fab’=1:1)の精製は、イオン交換クロマトグラフィー(カラム:Source 15 Q PE 4.6/100、Pharmacia/GE)により行われる。効率的な精製の検証は、分析的ゲル濾過およびSDS−PAGEにより達成される。
抗pIGF−1R二重結合剤は、IGF−1Rの細胞内ドメインの異なるエピトープを標的とする2種類のFab’断片に基づいている:Fab’ 8.1.2は前記の標的タンパク質のリン酸化部位(pTyr 1346)を検出し、Fab’ 1.4.168は前記の標的タンパク質の非ホスホ部位を検出する。そのFab’断片は一本鎖DNA(ssDNA)に共有結合的に連結されている:Fab’ 1.4.168はSEQ ID NO:6を含みフルオレセインを蛍光マーカーとして含有する17塩基長のssDNAに、そしてFab’ 8.1.2はSEQ ID NO:5を含みCy5を蛍光マーカーとして含有する19塩基長のssDNAに共有結合的に連結されている。以下、共有結合した17塩基長または19塩基長のssDNAを有するこれらのFab’をそれぞれssFab’ 1.4.168およびssFab’ 8.1.2と呼ぶ。二重結合剤の組み立ては、そのssFab’断片の対応するssDNAにハイブリダイズする2種類の相補性ssDNAオリゴヌクレオチド(それぞれSEQ ID NO:7および8)を含むリンカー(すなわち架橋コンストラクト)により媒介される。その二重結合剤の2個のssFab’断片の間の距離は、スペーサー、例えばC18スペーサーまたは異なる長さのDNAをそれぞれ用いることにより修正することができる。
2.6 抗pIGF−1R二重結合剤の固定されたIGF−1RおよびIRペプチドへの結合を評価するBiacore(商標)実験
この実験に関して、Biacore(商標)2000機器(GE Healthcare)を、系の中に取り付けられたBiacore(商標)SAセンサーと共にT=25℃で用いた。前条件付けは100μl/分で50mM NaOH中の1M NaClの3×1分間の注入および1分間の10mM HClの注入で行われた。
そのシグナルは、時間依存性Biacore(商標)センサーグラムとして監視された。
Biacore(商標)T100機器(GE Healthcare)をシステム中に取り付けられたBiacore(商標)CM5センサーと共に用いた。そのセンサーは、0.1% SDS、50mM NaOH、10mM HClおよび100mM H3PO4の100μl/分での1分間の注入により前条件付けされた。
Biacore(商標)3000機器(GE Healthcare)をシステム中に取り付けられたBiacore(商標)SAセンサーと共にT=25℃で用いた。そのシステムは、100μl/分での50mM NaOH中1M NaClの3×1分間の注入および1分間の10mM HClの注入により前条件付けされた。
124RUのアミノ−PEO−ビオチンを基準フローセル1上に捕捉させた。1595RUのビオチン化された14.6kDaのT0−Bi 37塩基長ssDNA−リンカー(I)(5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-T(-Bi)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’)(=実施例2.4のリンカー17)および1042RUのビオチン化された23.7kDaのT40−Bi 77塩基長ssDNA−リンカー(II)(5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-T(20)-(ビオチン-dT)-(T20)-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’=実施例2.4のリンカー10)を、異なるフローセル上に捕捉させた。
協同的結合作用は特にリン酸化されたIGF−1Rペプチドに対する解離速度から明らかになり、ここで二重結合剤は、一価結合剤8.1.2単独による0.5分および一価結合剤1.4.168単独による3分それぞれに対して414分の抗原複合体半減時間を示す。
ここで記述するIHC実験は、VentanaからのBenchMark XTプラットフォーム上で実施された。そのアッセイに関して、ssFab’ 1.4.168(IGF−1Rの細胞内ドメインの非ホスホエピトープに結合する)、ssFab’ 30.4.33(IGF−1Rの細胞内ドメインのpTyr1346ホスホエピトープに結合する)および柔軟なリンカーからなる抗pIGF−1R二重結合剤を用いた。抗体1.4.168の生成は実施例2.1において記述されており、抗体30.4.33(それぞれSEQ ID NO:19で示した可変領域重鎖およびSEQ ID NO:20で示した可変領域軽鎖)はそこで記述したものと同じ手順を用いて生成された。30.4.33のFab’断片は、pTyr 1346 IGF−1Rリン酸化部位に対して以前に用いられた抗体8.1.2のFab’断片よりも高い親和性を有する(ssFab’ 8.1.2のT1/2 dissは約0.5分、ssFab’ 30.4.33のT1/2 dissは約7分)。
実施例2.9の抗pIGF−1R二重結合剤の最適化版に関しても速度論データを得るため、追加のBiacore実験を実施した。
89RUのアミノ−PEO−ビオチンを基準フローセル1上に捕捉させた。595RUのビオチン化された8×C18リンカー(I)(5’-G CAG AAG CAT TAA TAG ACT-(スペーサーC18)4-(ビオチン-dT)-(スペーサーC18)4-TGG ACG ACG ATA GAA CT-3’)(=実施例2.4のリンカー14)を、第2フローセル上に捕捉させた。
リン酸化されたHER3に対する二価結合剤
HERタンパク質の受容体型チロシンキナーゼファミリーは4つのメンバー:HER1、HER2、HER3およびHER4からなる。リガンド結合の際、その受容体は様々な方法でホモまたはヘテロ二量体として二量体化し、そのリガンドおよびその4つのファミリーのメンバーのそれぞれの発現レベルに依存して異なるシグナル伝達経路の引き金を引く。例えば、HER3はそれがそのリガンドであるニューレグリン1(NRG1)またはニューレグリン2(NRG2)に結合した際に立体構造変化を経てHER3二量体化ドメインが露出し、それは他のHER受容体と相互作用することができる。二量体化の際、HER3はリン酸化される。この実施例において、我々はHER3のリン酸化型を検出するための二重結合剤を開発した。
a)マウスの免疫
Balb/cおよびNMRIマウスをHER3(1243〜1267)[KLH−MP−Cys−UZU−1243]アミドまたはpHER3(1283〜1295)[pTyr1289;KLH−MP−Cys−UZU−1283]アミドで免疫する。最初の免疫用量は100μgである。そのマウスを6および10週間後に100μgのその免疫原でさらに免疫する。
融合およびクローニングの工程は2.1b)で記述したように実施された。
c)細胞培養上清からの免疫グロブリンの単離
免疫グロブリンの単離は2.1c)で記述したように実施された。
モノクローナル抗体およびHER3またはリン酸化型であるpHER3の間の相互作用の速度論的特性を、Biacore(商標)技術を用いた表面プラズモン共鳴での速度論的スクリーニングにより調べた。
選択された抗体の可変領域を、標準的な分子生物学の方法を用いて配列決定した。配列をSEQ ID NO:21〜24において示す。
a)Fab融合タンパク質の組み換え発現
Fab断片7.2.32および4.1.15を、Hek293F細胞中で8×HIS−タグおよびソルターゼ切断認識配列(SEQ ID NO:16)を有する融合タンパク質として発現させた。90%より大きい生存度を有する1Lの1×106HEK293細胞/mlを、1:1の比率で7.2.32または4.1.15の重鎖および軽鎖をコードするプラスミドを用いて、293fectin(商標)形質移入試薬(Invitrogen)を製造業者の説明書に従って用いて形質移入した。形質移入後、そのHEK293F細胞を130rpm、37℃および8%CO2において7日間培養した。次いで細胞を4℃、8000rpmで20分間遠心分離した。組み換えタンパク質を含有する上清をさらに0.22μm steriflip(Millipore)真空濾過システムを用いて濾過した。Fab断片を、AKTAエクスプローラーFPLCシステムを用いるニッケル親和性カラムクロマトグラフィーおよび分取ゲル濾過により、標準的な精製法を用いて精製した。純度をSDS−PAGEおよび分析的ゲル濾過により評価した。
酵素ソルターゼはトランスペプチダーゼ活性も有する原核生物のタンパク質分解酵素である(Ton-That et al, PNAS 1999)。ここで、その酵素はLPXTG(ソルターゼ切断モチーフ)およびDNA−オリゴに結合したグリシン残基の間のトランスペプチダーゼ反応を触媒する。17塩基長のオリゴ(SEQ ID NO:25で示した4.1.15標識のためのオリゴ)および19塩基長のオリゴ(SEQ ID NO:26で示した7.2.32標識のためのオリゴ)を標識反応のために用いた。その標識は、20mMトリス(pH 8)、200mM NaCl、5mM CaCl2の緩衝液中で、20μM組み換えソルターゼ、50μM Fab断片および200μMオリゴを用いて37℃で一夜実施された。次に、その標識反応物を20mMトリス(pH 8.0)中で10倍希釈し、20mMトリス(pH 8.0)中で平衡化したResource Qイオン交換カラム(GE Healthcare)に適用する。その強く負に荷電したオリゴおよびオリゴ−Fab断片を20mMトリス(pH 8.0)および1M NaClの高い塩勾配で溶離し、そうして低い塩濃度で溶離するソルターゼおよび未標識のFab断片から分離する。溶離を495nmにおける吸光度を追跡して監視し、オリゴの蛍光標識を検出する。オリゴおよびFab−オリゴを含有する溶離された画分をプールし、20mMトリス(8.0)、200mM NaClを平衡化および運転緩衝液として用いるHiLoad 16/60カラムSuperdex 200カラム(GE Healthcare)上での分取ゲル濾過により、Fab−オリゴをコンジュゲートしていないオリゴから分離する。最終生成物の純度を分析的ゲル濾過およびSDS−PAGEを用いて評価し、純度が90%より大きい最終生成物のみが二重結合剤の組み立てにおいて用いられるであろう。以下において、Fab−オリゴを“ssFab”と呼ぶ。
抗pHER3二重結合剤はssDNAリンカー分子およびHER3の細胞内ドメインの異なるエピトープを標的とする2種類のssFab断片に基づく:ssFab 4.1.15はリン酸化部位(pTyr1289)を検出し、ssFab 7.2.32は前記の標的タンパク質の非ホスホ部位を検出する。組み立ての評価を2.5.Bにおいて記述したように実施した。実験はその二重結合剤分子の効率的な組み立てを示した。
そのIHC実験は、VentanaからのBenchMark XTプラットフォーム上で実施された。そのアッセイに関して、ssFab 7.2.32(HER3の細胞内ドメインの非ホスホエピトープに結合する)、ssFab 4.1.15(HER3の細胞内ドメインのpTyr1289ホスホエピトープに結合する)および柔軟なリンカーからなる抗pHER3二重結合剤を用いた。4×C18スペーサーを有する柔軟なリンカー(=実施例2.4のリンカー12)をこのアッセイにおいて用いた。そのリンカー分子内のビオチン標識は、ストレプトアビジンに基づくVentana iVIEW DAB検出キットのための検出タグの役目を果たした。
Claims (12)
- リンカーを介して互いに連結されている2個の一価結合剤からなる、翻訳後修飾された標的ポリペプチドに結合する二価結合剤であって、ここで
a)該第1一価結合剤は前記の標的ポリペプチドのポリペプチドエピトープに結合し、
b)該第2一価結合剤は翻訳後ポリペプチド修飾に結合し、
c)それぞれの一価結合剤は5×10−3/秒〜10−4/秒の範囲のKdissを有し、そして
d)該二価結合剤は3×10−5/秒以下のKdissを有する;
前記二価結合剤。 - 一価結合剤の少なくとも一方が単鎖抗体、またはモノクローナル抗体のFab断片もしくはFab’断片である、請求項1に記載の二価結合剤。
- 一価結合剤がモノクローナル抗体に由来し、Fab断片、またはFab’断片、またはFab断片およびFab’断片である、請求項1に記載の二価結合剤。
- 前記の二価結合剤が10−5/秒以下のKdissを有する、請求項1〜3のいずれかに記載の二価結合剤。
- リンカーが6〜100nmの長さを有する、請求項1〜4のいずれかに記載の二価結合剤。
- 翻訳後修飾された標的ポリペプチドに特異的に結合する二価結合剤を得るための方法であって、以下の工程:
a)前記の標的ポリペプチドの翻訳後修飾されていないエピトープに5×10−3/秒〜10−4/秒のKdissで結合する第1一価結合剤を選択し、
b)翻訳後ポリペプチド修飾に5×10−3/秒〜10−4/秒のKdissで結合する第2一価結合剤を選択し、
c)両方の一価結合剤をリンカーにより連結し、そして
d)3×10−5/秒以下のKdiss値を有する二価結合剤を選択する;
を含む、前記方法。 - さらに二価結合剤を単離する工程e)を含む、請求項6に記載の方法。
- 翻訳後修飾がアセチル化、リン酸化、アシル化、メチル化、糖鎖付加、ユビキチン化、SUMO化、硫酸化およびニトロ化からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の二価結合剤または請求項6もしくは7に記載の方法。
- 翻訳後修飾がリン酸化、糖鎖付加およびアセチル化からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の二価結合剤または請求項6もしくは7に記載の方法。
- 標的ポリペプチドが細胞内リン酸化部位を有する膜結合型受容体分子および細胞内細胞シグナル伝達分子からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載の二価結合剤または請求項6もしくは7に記載の方法。
- 組織染色法であって、以下の工程:
a)細胞または組織試料を提供し、
b)前記の試料を、リンカーを介して互いに連結されている2個の一価結合剤からなる、翻訳後修飾された標的ポリペプチドに結合する二価結合剤と共に保温し、ここで該2個の一価結合剤の一方は前記の標的ポリペプチドのポリペプチドエピトープに結合し、該2個の一価結合剤の一方は翻訳後ポリペプチド修飾に結合し、それぞれの一価結合剤は5×10−3/秒〜10−4/秒の範囲のKdissを有し、ここで該二価結合剤は3×10−5/秒以下のKdissを有し、そして
c)該二価結合剤を検出し、それにより前記の試料を翻訳後修飾された標的ポリペプチドに関して染色する;
を含む、前記方法。 - 細胞または組織試料の染色における、請求項1〜5のいずれかに記載の二価結合剤の使用。
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