JP4507080B2

JP4507080B2 - 抗菌ペプチド及びその利用

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Publication number: JP4507080B2
Application number: JP2004224325A
Authority: JP
Inventors: 徹彦吉田; 喜直山田; 菜穂子小林; 寛紀高麗
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP2006045067A; US20060089488A1; US7615534B2

Description

本発明は、天然には存在しない形態の独立したペプチド鎖から成る抗菌性を有するオリゴペプチド又はポリペプチド（以下「抗菌ペプチド」という。）及びその利用、特に該抗菌ペプチドを主成分とする抗菌剤（組成物）に関する。

抗菌ペプチドは一般に幅広い抗菌スペクトルを有し、薬剤耐性菌が出現し難いと考えられていることから、ヒト及び動物の細菌感染性疾患の予防や治療、或いは、食材等の物品に抗菌性を付与する目的での利用が期待されている。これまでに多くの抗菌ペプチドが種々の動植物から単離されている（特許文献１〜７）。また、抗菌性との関連性が全く論じられなかった既知のアミノ酸配列を利用して設計・合成された抗菌ペプチドが報告されている（特許文献８）。

特開２０００−６３４００号公報特開２００１−１８６８８７号公報国際公開第ＷＯ９８／５１７９４号パンフレット国際公開第ＷＯ９９／２６９７１号パンフレット国際公開第ＷＯ００／０９５５３号パンフレット国際公開第ＷＯ００／５９５２７号パンフレット国際公開第ＷＯ０１／０９１７５号パンフレット国際公開第ＷＯ０３／９１４２９号パンフレットサトシ・クボタ、ロジャー・Ｊ・ポメランツ(Satoshi Kubota and Roger J. Pomerantz)、オンコジーン (Oncogene)、１６巻、１９９８年、ｐｐ．１８５１−１８６１ジアンフア・ファング、サトシ・クボタ、ロジャー・Ｊ・ポメランツ(Jianhua Fang, Satoshi Kubota and Roger J. Pomerantz)、エイズ・リサーチ・アンド・ヒューマン・レトロヴァイラシーズ (AIDS RESEARCH AND HUMAN RETROVIRUSES)、１８巻１０号、２００２年、ｐｐ．７０５−７０９

本発明は、上記公報に記載されるような従前の抗菌ペプチド含有抗菌剤の開発アプローチによらず、自然界において抗菌ペプチドとして存在し機能しているペプチドとは異なる人為的に設計されたアミノ酸配列から成る新たな抗菌ペプチド及び該ペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供することを目的とする。また、そのような非天然型抗菌ペプチドを主成分とする抗菌剤（薬学上の組成物）の提供を目的とする。

本発明によって提供される抗菌ペプチドは、自然界において抗菌ペプチドとして存在するポリペプチドとは異なるポリペプチドに含まれるアミノ酸配列を利用して創出された抗菌ペプチドである。
ここで開示される抗菌ペプチドは、少なくとも１種の細菌に対して抗菌性を有する天然に存在しない人為的に合成された抗菌ペプチドであって、以下の８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列：
Ｒ又はＱ−Ｌ又はＦ又はＩ−Ｉ−Ｋ−Ｌ又はＦ又はＩ又はＶ−Ｌ−Ｙ−Ｑ；
及び／又は該配列において部分的な改変が施されて成る改変配列を１単位又は２単位以上有する。好ましくは、ここで開示される抗菌ペプチドは、該１単位又は２単位以上の配列に含まれるアミノ酸残基の総数がペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数の３０％以上である。

本明細書において「天然に存在しない人為的に合成された抗菌ペプチド」とは、そのペプチド鎖がそれのみで独立して自然界に存在するものではなく、人為的な化学合成或いは生合成（即ち遺伝子工学に基づく生産）によって製造されたペプチド断片をいう。
本明細書において「抗菌ペプチド」とは、少なくとも一種の細菌に対して抗菌活性を示す複数のペプチド結合を有するアミノ酸ポリマーを指す用語であり、ペプチド鎖に含まれるアミノ酸残基の数によって限定されない。アミノ酸残基数が１０程度までのオリゴペプチド或いはそれ以上のアミノ酸残基から成るポリペプチドも本明細書における抗菌ペプチドに包含される。
本明細書において「アミノ酸残基」とは、特に言及する場合を除いて、ペプチド鎖のＮ末端アミノ酸及びＣ末端アミノ酸を包含する用語である。
本明細書において所定のアミノ酸配列に対して「部分的な改変が施されて成る改変配列（アミノ酸配列）」とは、当該所定のアミノ酸配列が有する抗菌性を損なうことなく、１個、２個または３個程度のアミノ酸残基が置換、欠失及び／又は付加（挿入）されて形成されたアミノ酸配列をいう。例えば、１個〜数個のアミノ酸残基が保守的に置換したいわゆる同類アミノ酸置換（conservative amino acid replacement）によって生じた配列（例えば塩基性アミノ酸残基が別の塩基性アミノ酸残基に置換した配列）、或いは、所定のアミノ酸配列に１個又は数個（一般には２〜３個程度）のアミノ酸残基が付加（挿入）された配列等は、本明細書でいう「部分的な改変が施されて成る改変配列」に包含される典型例である。

本発明者は、ウイルスＲＮＡに作用し、ウイルス複製を調節する因子として知られるヒト免疫不全ウイルス（典型的にはタイプ１（ＨＩＶ−１））のＲｅｖタンパク質の部分配列であるＮＩＳ配列、即ち核拡散阻害シグナル（nuclear diffusion inhibitory signal）配列に着目した（非特許文献１，２参照）。そして、ＮＩＳの一部配列を含むペプチドが細菌等に対して高い抗菌性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、ここで開示される好適な抗菌ペプチドは、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）由来のＲｅｖタンパク質に含まれるＮＩＳ配列の少なくとも一部から成るアミノ酸配列であって前記８アミノ酸残基から成る配列を含むアミノ酸配列を有することを特徴とする。

ここで開示される抗菌ペプチドは、主要構成要素としてＮＩＳ中に見出される以下の８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列：
Ｒ又はＱ−Ｌ又はＦ又はＩ−Ｉ−Ｋ−Ｌ又はＦ又はＩ又はＶ−Ｌ−Ｙ−Ｑ；（以下、かかる８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列を「８ａａ配列」と略称する。）
又は該配列において部分的な改変が施されて成る改変配列（以下、かかる配列を「８ａａ改変配列」と略称する。）を包含することによって、少なくとも一種の細菌（グラム陰性細菌及び／又はグラム陽性細菌）、或いは真菌に対して高い抗菌活性を発揮し得る。

好ましいいくつかの抗菌ペプチドは、前記８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列（８ａａ配列）を含むアミノ酸配列が配列番号１〜１１のいずれかに示されるアミノ酸配列又は該配列に含まれる部分配列であることを特徴とする。
これら配列番号で示されるアミノ酸配列は、ＮＩＳ配列として典型的なものであり、これらＨＩＶ由来のＮＩＳ配列から選択された８ａａ配列を含む配列を有するペプチドは高い抗菌活性を有し得る。

また、好ましい他のいくつかの抗菌ペプチドは、前記８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列（８ａａ配列）及び／又は該配列において部分的な改変が施されて成る改変配列（８ａａ改変配列）が２単位以上相互に近接して配置されていることを特徴とする。
ペプチド鎖に８ａａ配列及び／又は８ａａ改変配列が２単位以上存在すると、抗菌活性が向上し得る。これら配列が相互に隣接してタンデムに存在する抗菌ペプチドが特に好ましい。

ここで開示される抗菌ペプチドの特に好適なものとして、配列番号１２〜２５のいずれかに示されるアミノ酸配列又は該配列において部分的な改変が施されて成る改変配列を含むペプチドが挙げられる。これら配列を含む抗菌ペプチド（典型的にはこれら配列から成る抗菌ペプチド）は、細菌、特に黄色ブドウ球菌のようなグラム陽性細菌に対して高い抗菌活性を発揮し得る。

また、抗菌ペプチドは、少なくとも一つのアミノ酸残基がアミド化されているものが好ましい。アミノ酸残基（典型的にはペプチド鎖のＣ末端アミノ酸残基）のカルボキシル基のアミド化により、抗菌ペプチドの構造安定性（例えばプロテアーゼ耐性）を向上させ得る。
また、抗菌ペプチドは、ペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数が１００以下であるものが好ましい。このような鎖長の短いペプチドは、化学合成が容易であり、容易に抗菌ペプチドを提供することができる。

また、本発明は、ここで開示される抗菌ペプチドの製造方法を提供する。すなわち、本発明によって提供される抗菌ペプチド製造方法は、（１）ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）由来のＲｅｖタンパク質に含まれる核拡散阻害シグナル（ＮＩＳ）として知られるいずれか一種類のＮＩＳ配列、又は該配列の一部を構成する部分ＮＩＳ配列であって以下の８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列：
Ｒ又はＱ−Ｌ又はＦ又はＩ−Ｉ−Ｋ−Ｌ又はＦ又はＩ又はＶ−Ｌ−Ｙ−Ｑ；
を含む部分ＮＩＳ配列を決定すること、（２）前記決定した配列及び／又は該配列において部分的な改変が施されて成る改変配列を１単位又は２単位以上有し、且つ、該１単位又は２単位以上のアミノ酸配列に含まれるアミノ酸残基の総数が全アミノ酸残基数の３０％以上となるようなペプチド鎖を設計すること、および、（３）前記設計したペプチド鎖を合成すること、を包含する。
前記ペプチド鎖の設計において、前記決定した配列及び／又は前記改変配列が２単位又は３単位以上相互に近接して配置されるようなペプチド鎖を設計することが好ましい。また、前記ペプチド鎖の設計において、全アミノ酸残基数が１００以下となるように該ペプチド鎖を設計することが好ましい。

また、本発明は、ここで開示される少なくとも一つの抗菌ペプチドと、薬学的に許容され得る担体とを含む抗菌剤（典型的には医療分野又は衛生分野において使用し得る組成物）を提供する。全アミノ酸残基数が１００以下の抗菌ペプチドを主成分とする抗菌剤が好ましい。このような鎖長の短いペプチド（即ち比較的低分子量の抗菌ペプチド）を含む抗菌剤は取扱いが容易であり、生体内及び／又は生体外での利用に好適な抗菌剤となり得る。

また、本発明は、ここで開示されるいずれかの抗菌ペプチドをコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含む天然に存在しない人為的に設計されたポリヌクレオチド（例えばそれら配列により実質的に構成されるポリヌクレオチド）を提供する。
本明細書において「ポリヌクレオチド」とは、複数のヌクレオチドがリン酸ジエステル結合で結ばれたポリマー（核酸）を指す用語であり、ヌクレオチドの数によって限定されない。種々の長さのＤＮＡフラグメント及びＲＮＡフラグメントが本明細書におけるポリヌクレオチドに包含される。また、「天然に存在しない人為的に設計されたポリヌクレオチド」とは、そのヌクレオチド鎖（全長）がそれ単独で自然界に存在するものではなく、化学合成或いは生合成（即ち遺伝子工学に基づく生産）によって人為的に合成されたポリヌクレオチドをいう。

好ましいポリヌクレオチドとして、配列番号１２〜２５のいずれかに示されるアミノ酸配列（または該配列において部分的な改変が施されて成る改変配列）をコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド（例えばそれら配列により実質的に構成されるポリヌクレオチド）が挙げられる。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項（例えば抗菌ペプチドの一次構造や鎖長）以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えばペプチド合成、ポリヌクレオチド合成、ペプチドを成分とする抗菌剤（薬剤組成物）の調製に関するような一般的事項）は、有機化学、生化学、遺伝子工学、タンパク質工学、分子生物学、薬学、医学、衛生学等の分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の説明では、場合に応じてアミノ酸をIUPAC-IUBガイドラインで示されたアミノ酸に関する命名法に準拠した１文字表記（但し配列表では３文字表記）で表す。

本明細書において開示される抗菌ペプチドは、天然に存在しない人為的に設計されたペプチドであり、８ａａ配列又は８ａａ改変配列を有する比較的短いポリペプチドまたはオリゴペプチドである。すなわち、本発明の抗菌ペプチドは、ペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数の３０％以上が１単位又は２単位以上の８ａａ配列又は８ａａ改変配列で構成されるペプチド断片という点で、天然に存在する種々のポリペプチド（ペプチド鎖）と明確に区別される物質である。ここで８ａａ配列又は８ａａ改変配列について１単位（unit）とは、８ａａ配列又は８ａａ改変配列を構成する一つの配列部分を指す。従って、あるペプチド鎖に８ａａ配列が２単位含まれるというときは、それらが同種であるか異種であるかを問わず相互に独立して８ａａ配列と認められる配列が当該ペプチド鎖中に二つ存在することを意味する。１単位又は２単位の８ａａ配列（又は８ａａ改変配列）から構成されるペプチドはここで開示される抗菌ペプチドの典型的な好適例である（後述する実施例参照）。

好ましくは、全体のアミノ酸配列に対する８ａａ配列（又は８ａａ改変配列）の占める割合（即ちペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数に占める８ａａ配列又は８ａａ改変配列を構成するアミノ酸残基数の個数％）が３０％以上であり、５０％以上がより好ましく、７０％以上が更に好ましく、８０％以上が特に好ましい。
なお、本発明の抗菌ペプチドとしては、全てのアミノ酸残基がＬ型アミノ酸であるものが好ましいが、抗菌活性を失わない限りにおいて、アミノ酸残基の一部又は全部がＤ型アミノ酸に置換されているものであってもよい。

ここで開示される抗菌ペプチドの鎖長（アミノ酸残基数）は、含有する８ａａ配列（８ａａ改変配列）の長さに応じて異なり得るので特に限定されないが、全アミノ酸残基数が１００以下であるものが好ましく、５０以下がより好ましく、２０以下のアミノ酸残基で構成されるものが特に好ましい。例えば、８〜１５個程度のアミノ酸残基で構成されるものは合成が容易であり利用し易い。
なお、ペプチドのコンホメーション（立体構造）については、使用する環境下で抗菌性を発揮する限りにおいて、特に限定されるものではないが、免疫原（抗原）になり難いという観点から直鎖状又はへリックス状のものが好ましい。このような形状のペプチドはエピトープを構成し難い。かかる観点から、抗菌剤に適用する抗菌ペプチドとしては、直鎖状であり比較的低分子量（典型的にはアミノ酸残基数：１０〜３０、例えばアミノ酸残基数：１０〜２０）のものが好適である。

本発明の抗菌ペプチドを設計するための８ａａ配列としては、ＨＩＶ（ＨＩＶタイプ１）の種々のストレインから単離されたＲｅｖタンパク質から見出され、ＮＩＳとして知られる配列（典型的には８ａａ配列を含む１５アミノ酸残基から成る）の一部又は全部をそのまま採用するか、或いは８ａａ配列中及び／又はそれ以外の部分の配列に若干の改変（例えば１〜数個（典型的には２、３個程度）のアミノ酸残基の置換、欠失及び／又は付加）を施した配列を採用して抗菌ペプチド（ペプチド鎖）を容易に設計することができる。
従来、ＨＩＶタイプ１（ＨＩＶ−１）のＲｅｖタンパク質から見出され、ＮＩＳ配列として知られるアミノ酸配列の具体例としては、上記非特許文献１においても紹介されている以下の１１種の配列：ＥＥＬＬＫＡＶＲＬＩＫＬＬＹＱ（配列番号１）；ＥＤＬＬＫＡＶＲＬＩＫＦＬＹＱ（配列番号２）；ＥＥＬＩＲＴＶＲＬＩＫＬＬＹＱ（配列番号３）；ＲＲＡＡＱＡＶＲＬＩＫＬＬＹＱ（配列番号４）；ＥＥＬＬＱＴＶＲＦＩＫＦＬＹＱ（配列番号５）；ＲＥＬＬＴＡＶＲＩＩＫＩＬＹＱ（配列番号６）；ＥＤＬＬＲＴＶＲＬＩＫＶＬＹＱ（配列番号７）；ＥＮＬＬＫＡＩＲＬＩＫＦＬＹＱ（配列番号８）；ＱＱＬＬＱＡＩＱＩＩＫＩＬＹＱ（配列番号９）；ＥＥＬＬＫＴＶＲＬＩＫＬＬＹＱ（配列番号１０）；ＥＥＬＬＫＴＶＲＬＩＫＦＬＹＱ（配列番号１１）が挙げられる。
これらＮＩＳ配列又はそのＣ末端側の少なくとも８アミノ酸残基から成る配列（即ち８ａａ配列）を含む部分配列を１種類或いは２種類以上含むペプチドが好ましい。例えば、好適な具体例として後述する配列番号１２〜２５（表１）に示すような抗菌ペプチドが好ましい。或いは、配列番号１２〜２５に示す配列のうち１若しくは複数のアミノ酸残基を同類アミノ酸置換した配列もまた本発明の抗菌ペプチドとして好ましい。

本発明の抗菌ペプチドは、抗菌性を失わない限りにおいて、８ａａ配列（又は８ａａ改変配列）或いはＮＩＳ配列の何れでもない部分配列を含み得る。特に限定するものではないが、かかる部分配列としてはペプチド鎖における８ａａ配列部分（又は８ａａ改変配列部分）の３次元形状を維持し得る配列が好ましい。

ここで開示される抗菌ペプチドのうちペプチド鎖の比較的短いものは、一般的な化学合成法に準じて容易に製造することができる。例えば、従来公知の固相合成法又は液相合成法のいずれを採用してもよい。アミノ基の保護基としてＢｏｃ（t-butyloxycarbonyl）或いはＦｍｏｃ（9-fluorenylmethoxycarbonyl）を適用した固相合成法が好適である。
ここで開示される抗菌ペプチドは、市販のペプチド合成機（例えば、PerSeptive Biosystems社、Applied Biosystems社等から入手可能である。）を用いた固相合成法により、所望するアミノ酸配列、修飾（Ｃ末端アミド化等）部分を有するペプチド鎖を合成することができる。

或いは、遺伝子工学的手法に基づいて抗菌ペプチドを生合成してもよい。このアプローチは、ペプチド鎖の比較的長いポリペプチドを製造する場合に好適である。すなわち、所望する抗菌ペプチドのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列（ＡＴＧ開始コドンを含む。）のＤＮＡを合成する。そして、このＤＮＡと該アミノ酸配列を宿主細胞内で発現させるための種々の調節エレメント（プロモーター、リボゾーム結合部位、ターミネーター、エンハンサー、発現レベルを制御する種々のシスエレメントを包含する。）とから成る発現用遺伝子構築物を有する組換えベクターを、宿主細胞に応じて構築する。
一般的な技法によって、この組換えベクターを所定の宿主細胞（例えばイースト、昆虫細胞、植物細胞、動物（哺乳類）細胞）に導入し、所定の条件で当該宿主細胞又は該細胞を含む組織や個体を培養する。このことにより、目的とするポリペプチドを細胞内で発現、生産させることができる。そして、宿主細胞（分泌された場合は培地中）からポリペプチドを単離し、精製することによって、目的の抗菌ペプチドを得ることができる。一般的な技法によって、この組換えベクターを所定の宿主細胞（例えばイースト、昆虫細胞、植物細胞、哺乳類細胞）に導入し、所定の条件で当該宿主細胞又は該細胞を含む組織や個体を培養する。このことにより、目的とするポリペプチドを細胞内で発現、生産させることができる。そして、宿主細胞（分泌された場合は培地中）からポリペプチドを単離し、精製することによって、目的の抗菌ペプチドを得ることができる。
なお、組換えベクターの構築方法及び構築した組換えベクターの宿主細胞への導入方法等は、当該分野で従来から行われている方法をそのまま採用すればよく、かかる方法自体は特に本発明を特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。

例えば、宿主細胞内で効率よく大量に生産させるために融合タンパク質発現システムを利用することができる。すなわち、目的の抗菌ペプチドのアミノ酸配列をコードする遺伝子（ＤＮＡ）を化学合成し、該合成遺伝子を適当な融合タンパク質発現用ベクター（例えばノバジェン社から提供されているｐＥＴシリーズおよびアマシャムバイオサイエンス社から提供されているｐＧＥＸシリーズのようなＧＳＴ(Glutathione S-transferase)融合タンパク質発現用ベクター）の好適なサイトに導入する。そして該ベクターにより宿主細胞（典型的には大腸菌）を形質転換する。得られた形質転換体を培養して目的の融合タンパク質を調製する。次いで、該タンパク質を抽出及び精製する。次いで、得られた精製融合タンパク質を所定の酵素（プロテアーゼ）で切断し、遊離した目的のペプチド断片（設計した抗菌ペプチド）をアフィニティクロマトグラフィー等の方法によって回収する。このような従来公知の融合タンパク質発現システム（例えばアマシャムバイオサイエンス社により提供されるＧＳＴ／Ｈｉｓシステムを利用し得る。）を用いることによって、本発明の抗菌ペプチドを製造することができる。
或いは、無細胞タンパク質合成システム用の鋳型ＤＮＡ（即ち抗菌ペプチドのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む合成遺伝子断片）を構築し、ペプチド合成に必要な種々の化合物（ＡＴＰ、ＲＮＡポリメラーゼ、アミノ酸類等）を使用し、いわゆる無細胞タンパク質合成システムを採用して目的のポリペプチドをインビトロ合成することができる。無細胞タンパク質合成システムについては、例えばShimizuらの論文(Shimizu et al., Nature Biotechnology, 19, 751-755(2001))、Madinらの論文(Madin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97(2), 559-564(2000))が参考になる。これら論文に記載された技術に基づいて、本願出願時点において既に多くの企業がポリペプチドの受託生産を行っており、また、無細胞タンパク質合成用キット（例えば、日本の東洋紡績（株）から入手可能なPROTEIOS（商標）Wheat germ cell-free protein synthesis kit）が市販されている。
従って、上述のようにして、利用するアミノ酸配列をひとたび決定し、ペプチド鎖を設計しさえすれば、そのアミノ酸配列に従って無細胞タンパク質合成システムによって目的の抗菌ペプチドを容易に合成・生産することができる。例えば、日本の（株）ポストゲノム研究所のピュアシステム（登録商標）に基づいて本発明の抗菌ペプチドを容易に生産することができる。

ここで開示される抗菌ペプチドをコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含む一本鎖又は二本鎖のポリヌクレオチドは、従来公知の方法によって容易に製造（合成）することができる。すなわち、設計したアミノ酸配列を構成する各アミノ酸残基に対応するコドンを選択することによって、抗菌ペプチドのアミノ酸配列に対応するヌクレオチド配列が容易に決定され、提供される。そして、ひとたびヌクレオチド配列が決定されれば、ＤＮＡ合成機等を利用して、所望するヌクレオチド配列に対応するポリヌクレオチド（一本鎖）を容易に得ることができる。さらに得られた一本鎖ＤＮＡを鋳型として用い、種々の酵素的合成手段（典型的にはＰＣＲ）を採用して目的の二本鎖ＤＮＡを得ることができる。
本発明によって提供されるポリヌクレオチドは、ＤＮＡの形態であってもよく、ＲＮＡ（ｍＲＮＡ等）の形態であってもよい。ＤＮＡは、二本鎖又は一本鎖で提供され得る。一本鎖で提供される場合は、コード鎖（センス鎖）であってもよく、それと相補的な配列の非コード鎖（アンチセンス鎖）であってもよい。
本発明によって提供されるポリヌクレオチドは、上述のように、種々の宿主細胞中で又は無細胞タンパク質合成システムにて、抗菌ペプチド生産のための組換え遺伝子（発現カセット）を構築するための材料として使用することができる。

本発明によると、新規なアミノ酸配列の抗菌ペプチドをコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドを提供し得る。例えば、配列番号１８に示すような、８ａａ配列（又は８ａａ改変配列）をタンデムに２単位又は３単位以上含むアミノ酸配列から成るペプチドが本発明によって提供され、そのようなペプチドをコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド（例えば配列番号１８の抗菌ペプチドをコードするポリヌクレオチド）が提供される。
また、例えば、ペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数が１００以下（好ましくは５０以下、特に好ましくは２０以下）であって、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４、配列番号１５、配列番号１６、配列番号１７、配列番号１８、配列番号１９、配列番号２０、配列番号２１、配列番号２２、配列番号２３、配列番号２４、又は配列番号２５で示されるアミノ酸配列或いは該配列の１若しくは複数（例えば２〜３個）のアミノ酸残基が同類アミノ酸置換されたような改変配列を含むアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含む（又はそれら配列から実質的に構成された）天然に存在しない人為的に設計されたポリヌクレオチドが提供される。
また、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４、配列番号１５、配列番号１６、配列番号１７、配列番号１８、配列番号１９、配列番号２０、配列番号２１、配列番号２２、配列番号２３、配列番号２４、又は配列番号２５で示されるアミノ酸配列或いは該配列の１若しくは複数（例えば２〜３個）のアミノ酸残基が同類アミノ酸置換されたような改変配列から実質的に構成される抗菌ペプチドをコードするヌクレオチド配列及び／又は該配列と相補的なヌクレオチド配列を含む（又はそれら配列から実質的に構成された）天然に存在しない人為的に設計されたポリヌクレオチドが提供される。

本発明の抗菌ペプチドは少なくとも一種の細菌に対して高い抗菌活性を有し、好ましいものでは更に比較的広い抗菌スペクトルを有しており、抗菌剤の主成分として好適に用いられる。例えば、細菌感染症の治療、創傷面の消毒、眼病予防、口腔内洗浄（うがい）、食品の防腐や鮮度保持、脱臭、家具や衛生機器表面の殺菌又は静菌等の目的に用いられ得る。
抗菌ペプチドの他、抗菌剤に含まれる担体、副次的成分（典型的には用途に応じて薬学的に許容され得るもの）としては、抗菌剤の用途や形態に応じて適宜異なり得るが、水、種々の充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、表面活性剤、賦形剤、色素、香料等が挙げられる。

抗菌剤の形態に関して特に限定はない。例えば、内用剤若しくは外用剤の典型的な形態として、軟膏、液剤、懸濁剤、乳剤、エアロゾル、泡沫剤、顆粒剤、粉末剤、錠剤、カプセルが挙げられる。また、注射等に用いるため、使用直前に生理食塩水又は適当な緩衝液（例えばＰＢＳ）等に溶解して薬液を調製するための凍結乾燥物、造粒物とすることもできる。
なお、抗菌ペプチド（主成分）及び種々の担体（副成分）を材料にして種々の形態の薬剤（組成物）を調製するプロセス自体は従来公知の方法に準じればよく、かかる製剤方法自体は本発明を特徴付けるものでもないため詳細な説明は省略する。処方に関する詳細な情報源として、例えばComprehensive Medicinal Chemistry, Corwin Hansch監修，Pergamon Press刊(1990)が挙げられる。

本発明によって提供される抗菌剤は、その形態及び目的に応じた方法や用量で使用することができる。
ここで開示される抗菌ペプチドは、比較的高い塩類（例えば塩化ナトリウム）或いは血清のような有機物が存在する系においても高い抗菌活性を維持し得る。従って、塩類や血清等が存在する系（場）での使用にも好適である。例えば、本発明によって提供される抗菌剤は、液剤として、静脈内、筋肉内、皮下、皮内若しくは腹腔内への注射或いは灌腸によって患者に投与することができる。
或いは、錠剤等の固体形態のものは経口投与することができる。また、衛生陶器表面の消毒（殺菌）や食品の防腐目的に使用する場合は、比較的多量（例えば1〜100mg/ml）の抗菌ペプチドを含有する液剤を対象物の表面に直接スプレーするか、或いは、当該液剤で濡れた布や紙で対象物の表面を拭くとよい。これらは例示にすぎず、従来のペプチド系抗生物質やペプチドを構成成分とする農薬、医薬部外品等と同じ形態、使用方法を適用することができる。
例えば、放射線治療を受けているガン患者やエイズ患者にとって、細菌感染症の予防及び治療は重大な関心事である。ここで開示される抗菌ペプチドは、感染症の原因たる細菌（例えば黄色ブドウ球菌）に対して高い抗菌作用を示し得る。このため、本発明の抗菌ペプチドは、抗菌剤の主成分として有用である。

また、本発明の抗菌ペプチドをコードするポリヌクレオチドは、いわゆる遺伝子治療に使用する素材として用い得る。例えば、抗菌ペプチドをコードする遺伝子（典型的にはＤＮＡセグメント、或いはＲＮＡセグメント）を適当なベクターに組み込み、目的とする部位に導入することにより、常時生体（細胞）内で本発明に係る抗菌ペプチドを発現させることが可能である。従って、本発明の抗菌ペプチドをコードするポリヌクレオチド（ＤＮＡセグメント、ＲＮＡセグメント等）は、上述した患者等に対し、細菌感染を予防し又は治療する薬剤として有用である。

再生医療の分野において、皮膚、骨、各種の臓器の培養時の細菌感染を防止することは重要である。ここで開示される抗菌ペプチドは、哺乳動物細胞及び組織に対する毒性が極めて低く、細菌に選択的に抗菌作用を示し得る。このため、培養臓器等の細菌感染を防止する薬剤として極めて有用である。例えば、後述する実施例に示すように、適当な濃度で本発明の抗菌ペプチド単独又は当該ペプチドを主成分の一つとする抗菌剤を培養液中に添加することにより、培養中の臓器等の細菌感染を防止することができる。
また、培養細胞や培養組織に対して、本発明の抗菌ペプチドをコードするポリヌクレオチドを遺伝子治療に使用する素材として用いることができる。例えば、本発明の抗菌ペプチドをコードする遺伝子（典型的にはＤＮＡセグメント又はＲＮＡセグメント）を適当なベクターに組み込み、目的とする培養組織に導入することにより、常時或いは所望する時期に培養組織（細胞）内で本発明に係る抗菌ペプチドを発現させることが可能である。従って、本発明によって提供される本発明の抗菌ペプチドをコードするポリヌクレオチド（ＤＮＡセグメント、ＲＮＡセグメント等）は、培養組織の細菌感染を防止する薬剤として有用である。

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。

＜実施例１：ペプチド合成＞
計１５種類のポリペプチド（サンプル１〜１４、比較サンプル１）を後述するペプチド合成機を用いて製造した。表１には、これらポリペプチドのアミノ酸配列を列挙している。

表１に示すように、サンプル１〜１４は、いずれも配列番号１〜１１のいずれかに示すＮＩＳ配列由来の８ａａ配列（表１においてアンダーラインが付された部分）を有する。このうち、サンプル６は、１単位の８ａａ配列（ＲＬＩＫＬＬＹＱ）のみから成り、サンプル７は、かかる８ａａ配列（ＲＬＩＫＬＬＹＱ）が２単位タンデムに配列して構成されている。また、サンプル１〜５は、ペプチド鎖のＮ末端に１アミノ酸残基が付加されており、サンプル８〜１４は、ペプチド鎖のＮ末端に７アミノ酸残基が付加されている。
他方、比較サンプル１は、これら８ａａ配列を有しておらず、全く無関係な８アミノ酸残基から構成された合成ペプチドである。
なお、いずれのサンプルも、Ｃ末端アミノ酸のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）はアミド化（−ＣＯＮＨ_２）されている。

上述した各ポリペプチド（何れも２０アミノ酸残基以下）は、市販のペプチド合成機（PEPTIDE SYNTHESIZER 9050、PerSeptive Biosystems社製品）を用いて固相合成法（Ｆｍｏｃ法）により合成した。なお、縮合剤としてＨＡＴＵ（Applied Biosystems社製品）を使用し、固相合成法に用いた樹脂及びアミノ酸はNOVA biochem社から購入した。アミノ酸配列のＣ末端をアミド化する場合には、固相担体として「Rink Amide resin (100〜200 mesh)」を使用した。
而して、上記ペプチド合成機の合成プログラムに準じて脱保護基反応及び縮合反応を反復して樹脂に結合するFmoc−アミノ酸からペプチド鎖を伸長していき、目的の鎖長の合成ペプチドを得た。具体的には、２０％ピペリジン／ジメチルホルムアミド(DMF)（ペプチド合成用グレード、関東化学（株）製品）によって、アミノ酸のアミノ保護基であるFmocを切断除去し、ＤＭＦで洗浄し、Fmoc−アミノ酸(-OH)各４ｅｑを反応させ、ＤＭＦで洗浄する操作を反復した。そして、ペプチド鎖の伸長反応が全て終了した後、２０％ピペリジン／ＤＭＦによりFmoc基を切断し、ＤＭＦ、メタノールの順で上記反応物を洗浄した。

固相合成後、合成したペプチド鎖を樹脂と共に遠沈管に移し、エタンジオール１．８ｍＬ、m-クレゾール０．６ｍＬ、チオアニソール３．６ｍＬ及びトリフルオロ酢酸２４ｍＬを加え、室温で２時間撹拌した。その後、ペプチド鎖に結合していた樹脂を濾過して除去した。
次いで、濾液に冷却エタノールを加え、氷冷水で冷却してペプチド沈澱物を得た。その後、遠心分離（2500rpmで５分間）によって上澄みを廃棄した。沈殿物に冷ジエチルエーテルを新たに加えて十分に撹拌した後、上記と同じ条件で遠心分離を行った。この撹拌と遠心分離の処理を計３回反復して行った。

得られたペプチド沈殿物を真空乾燥し、高速液体クロマトグラフ（Waters 600：Waters社製品）を用いて精製を行った。
具体的には、プレカラム（日本ウォーターズ（株）製品、Guard-Pak Delta-pak C18 A300）及びＣ１８逆相カラム（日本ウォーターズ（株）製品、XTerra（登録商標）カラム、MS C18、5μm、4.6×150mm）を使用し、０．１％トリフルオロ酢酸水溶液と０．１％トリフルオロ酢酸アセトニトリル溶液との混合液を溶離液に用いた。すなわち、溶離液に含まれる上記トリフルオロ酢酸アセトニトリル溶液の分量を経時的に増大させつつ（容積比で１０％から８０％への濃度勾配を設ける）、１．５ｍＬ／分の流速で上記カラムを用いて３０〜４０分間の分離精製を行った。なお、逆相カラムから溶離したペプチドは紫外線検出器（490E Detector：Waters社製品）を用いて波長：２２０ｎｍで検出され、記録チャート上にピークとして示される。
また、溶離した各ポリペプチドの分子量をPerSeptive Biosystems社製のVoyager DE RP（商標）を用いてMALDI-TOF/MS（Matrix-Assisted Laser Desorption Time of Flight Mass Spectrometry：マトリックス支援レーザーイオン化−飛行時間型−質量分析)に基づいて決定した。その結果、目的のポリペプチドが合成・精製されていることが確認された。

＜実施例２：合成ペプチドの抗菌活性＞
本発明に係る抗菌ペプチド（サンプル１〜１４）について、グラム陽性細菌（黄色ブドウ球菌：S. aureus IFO 12732）に対する抗菌活性（最小阻止濃度：ＭＩＣ）を９６穴(well)マイクロプレートを用いた液体培地希釈法により以下のようにして求めた。
すなわち、黄色ブドウ球菌を保存培地から寒天平板培地（DIFCO社製品「ミューラーヒントン寒天(Mueller Hinton Agar)」）に植菌し、３７℃で１８時間静置培養した。培養後の菌体をディスポーザブルタイプのループで二掻きし、採取した菌体を５ｍＬの生理食塩水に懸濁した。かかる懸濁液を生理食塩水で１０倍希釈して得られた菌液のＯＤ₆₆₀値を測定した。そして、以下の試験に使用する菌液をＯＤ₆₆₀が０．１（即ち、菌濃度：約２×１０⁷cells／ｍＬ）となるように生理食塩水を用いて調製した。

他方、上記のようにして得られた各ペプチドサンプルを本実施例に係る担体である滅菌蒸留水に溶解し、所定の濃度の薬剤を調製した。具体的には、適当容量のエッペンドルフ（登録商標）チューブに適当量のペプチドサンプルを入れ、これを滅菌蒸留水で溶かして２ｍＭの薬剤（ペプチド溶液）を調製した。得られた薬剤を適宜希釈し、約５０μＭ〜約０．３９μＭの各希釈液を調製した。
そして、各希釈液を予め用意しておいたポリスチレン製の９６穴丸底マイクロプレートの穴に各々注入した。次いで、いずれかの濃度の希釈液を含む各穴にＯＤ₆₆₀０．１である菌液を５μＬずつ添加した（試験菌数：約１×１０⁶cells／ｍＬ）。その後、３７℃の恒温器内で培養を開始し、２４時間後の濁度により菌発生の有無を調べた。その計測時における菌による濁度の増加が認められない最小薬剤濃度（ペプチド濃度）を本実施例におけるＭＩＣ（単位：μＭ）と定めた。結果を表２に示す。

表２に示す結果から明らかなように、８ａａ配列を有する抗菌ペプチド（サンプル１〜１４）は、いずれも高い抗菌活性を示した。一方、８アミノ酸残基から成る比較対照のペプチド（比較サンプル１）については抗菌活性が認められなかった。
特に、ＨＩＶ−１のＮＩＳ配列のＣ末端側に存在する８ａａ配列（ＲＬＩＫＬＬＹＱ：配列番号１７）を１単位有するペプチド（サンプル６）と２単位有するペプチド（サンプル７）との比較から、８ａａ配列（又は８ａａ改変配列）を、複数単位、繰り返し含むことによって抗菌活性を向上させることが確かめられた。

＜実施例３：顆粒剤の調製＞
サンプル１のポリペプチド５０ｍｇと結晶化セルロース５０ｍｇ及び乳糖４００ｍｇとを混合した後、エタノールと水の混合液１ｍＬを加え混練した。この混練物を常法に従って造粒し、抗菌ペプチドを主成分とする顆粒剤（顆粒状抗菌剤）を得た。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

＜配列表フリーテキスト＞
配列番号１２末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１３末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１４末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１５末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１６末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１７末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１８末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号１９末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２０末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２１末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２２末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２３末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２４末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２５末端にアミド基を含む、設計された抗菌ペプチド。
配列番号２６末端にアミド基を含む、設計されたペプチド。

Claims

少なくとも１種の細菌に対して抗菌性を有する天然に存在しない人為的に合成された抗菌ペプチドであって、
以下の８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列：
Ｒ又はＱ−Ｌ又はＦ又はＩ−Ｉ−Ｋ−Ｌ又はＦ又はＩ又はＶ−Ｌ−Ｙ−Ｑ；
を１単位又は２単位以上有しており、ペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数が３０以下である抗菌ペプチド、
を主成分とする抗菌剤。
前記抗菌ペプチドは、配列番号１〜１１のいずれかに示されるアミノ酸配列又は該配列に含まれる部分配列で構成されている、請求項１に記載の抗菌剤。
前記抗菌ペプチドは、前記８アミノ酸残基から成るアミノ酸配列が２単位以上相互に近接して配置されているように構成されている、請求項１に記載の抗菌剤。
前記抗菌ペプチドは、配列番号１２〜２５のいずれかに示されるアミノ酸配列を含む、請求項１に記載の抗菌剤。
前記抗菌ペプチドのペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数が２０以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の抗菌剤。
前記抗菌ペプチドにおいて少なくとも一つのアミノ酸残基がアミド化されている、請求項１〜５のいずれかに記載の抗菌剤。
薬学的に許容され得る担体を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の抗菌剤。