JPH03500415A - インターロイキン2類似体 - Google Patents

インターロイキン2類似体

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JPH03500415A
JPH03500415A JP1508038A JP50803889A JPH03500415A JP H03500415 A JPH03500415 A JP H03500415A JP 1508038 A JP1508038 A JP 1508038A JP 50803889 A JP50803889 A JP 50803889A JP H03500415 A JPH03500415 A JP H03500415A
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JP1508038A
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アルトロツク,ブルース・ダブリユ
ブーン,トーマス・シー
ゴールドマン,ロバート・エイ
ケニー,ウイリアム・シー
スタビンスキー,イツアーク
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アムジエン・インコーポレーテツド
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    • C07K14/55IL-2
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 インターロイキン■類似体 本発明は、−m的には遺伝子材料の操作、より特定的には、インターロイキン■ 類似体の発現を達成する組換え手順で有用な特異的DNA配列の製造に係る。 11へ11 分子量約15,000の糖タンパク質であるインターロイキンII (IL−2 )は、体内免疫応答をコントロールするリンフ才力インと呼ばれるタンパク質の グループに属する。 IL−2はある種の白血球、レクチン−または抗原−活性 化T細胞によって産生され、体内免疫系においてリンパ球調節分子として中心的 な役割を果たす。 IL−2は、胸腺細胞***誘発を促進し、活性化TMi胞クワクローン期国ツ工 ■−増殖を刺激し、細胞障害性T細胞反応性を誘発し、活性化B細胞及びリンフ 才力イン活性化細胞に対する免疫作用を調節し、ヌードマウス牌細胞の培養物中 のプラーク形成性細胞応答を誘発し、γインターフェロンの産生を調節すると報 告されてきた。 IL−2はまた、天然キラー細胞活性を増加させ、選択された 免疫不全状態のリンパ球の免疫機能の回復を媒介する。 更に実験室では、機能的モノクローナルT細胞の培養物を維持してT細胞分化の 分子的性質を研究するため、及び、分化したT細胞の機能メカニズムの解明を助 けるためにIL−2が使用されている。従って、IL−2は、悪性新生物及び免 疫不全疾患の研究及び治療の双方に有用である。 IL−2は、標的細胞の表面の特異的高親和性レセプターに結合することによっ てその効果を発揮する。従って、IL−2分子は、免疫応答における細胞増殖を 調節するレセプター−エフェクター相互作用の研究の焦点となる。 標的細胞に対するTL−2の作用を媒介する主体となる高親和性(KD〜10− 11M>レセプターは、サイズ55kD(p55またはTae)及び75kD( p75)の異なる2つの膜結合タンパク質から成る。これらの2つのタンパク質 の各々は、単独ではIL−2に対する見掛は親和性の低い(KD〜10−@M) レセプターとして作用し、IL−2活性には両方のタンパク質が必要である。 このことは、IL−2が活性を発揮するためにはp55及びp75の双方と結合 して三量体の複合体を形成する必要があること、従って、IL−2が異なる2つ のレセプター結合部位を有していなければならないことを示唆する。 末梢血液リンパ球及び腫瘍細胞系から得られる精製された天然IL−2の量は少 ないので、組換えIL−2の産生ができるようになるまではこのリンフ才力イン の生物学的役割を十分に研究することができなかった。 Taniguchi、 T、等はNature、 302:305〜310(1 983)に、Jurkat白血病細胞系に由来の部分精製IL−2mRN^から 調製されたcDN^ライブラリィからクローニングされたヒトIL−2をコード する相補的DNAの配列解析、クローニング及び発現を記載した。IL−2は1 33個のアミノ酸残基を含み、計算分子量約15,420であると発表された。  Taniguchiは、培養サルcoss胞中でのIL−2のcDN^のクロ ーニング平原及び発現を記載している。この文献には、大腸菌中でのIL−2e DN^の発現はまだ成功していないと記載されている。 1984年9月19日 付けの欧州特許出願第118,617号、1984年9月19日付けの同118 ,977号、及び1984年9月26日付けの同第119,621号、並びに米 国特許第4,738,927号も参照されたい。 RosenberH等は5cience、223:1412’−1415(19 84)に、Jurkat腫瘍細胞系及び正常ヒト末梢血液リンパ球に由来のIL −2遺伝子の別のcDN^クローンの単離を報告している。彼等は、大腸菌に遺 伝子を挿入し、ポリペプチド産物を精製し、その生物学的活性を検定した。ヒト IL−2遺伝子の部位特異的突然変異誘発に関しては、Hang等、 5cie nce、 224:1431〜1433(1984)及び1984年5月30日 付けの欧州特許出願第109゜748号を参照されたい。 IL−2の変形(modir 1eation)に関する文献としては、Ju等 。 J、 Biol、 Chem、 262:5723(1987);Liang等 、 J、Biol、Chem、。 競上:334(1986)及びMiyaji等、^gr’+c、 Biol、  Chem、 51:1135(1987)がある。 免疫療法の研究で現在使用されているIL−2含有調製物に代替して使用できる 精製IL−2類似体を量産する方法及び材料の開発は極めて重要な課題である。 本発明の目的は、改良された形態のIL−2を提供することである。 本発明の目的はまた、現在使用されているIL−2調製物よりも毒性の少ないI L−2類似体を提供することである。 生物学的活性に影響を与えることなくリガンドを結合し得るTL−2類似体を提 供することも本発明の目的の1つである。 更に、本発明の目的は、IL−2の精製方法を提供することである。 本発明のその他の目的及び諸特徴は、以下の記載及び請求の範囲より十分に理解 されよう。 光11ケJLL 本発明は、変形されたレセプタードメインを有するIL−2類似体及び安定なI L−2構造を有する類似体に係る9本発明はまた、リガンドを結合し得るように 改変されたIL−2類似体に係る。より特定的には本発明は、宿主細胞による人 工遺伝子(イanufactured gene)の発現産物であるポリペプチ ドに係る。該ポリペプチドは以下の式[1]、Ala Pro Thr Ser  Ser Ser Thr Lys Lys ThrGln Leu Gin  Leu Glu His Leu Leu Leu AspLeu Gln M et Ile Leu Asn Gly Ile Asn AsnTyr Ly s Asn Pro Lys Leu Thr Arg Met LeuThr  Phe Lys Phe Tyr Met Pro Lys Lys Ala Thr C1u Leu Lys His Leu Gln Cys Leu  Glu [1コGlu にIu Leu Lys Pro Leu C1u に lu Val Leu^sn Leu^Ia Gln Ser Lys Asn  Phe His Leu^rg Pro^rg Asp Leu Ile S er Asn Ile AsnVal Ile Val Leu Glu Le u Lys Gly Ser GluThr Thr Phe Met Cys  Glu Tyr Ala Asp C1uThr Ala Thr Ile  Val Glu Phe Leu Asn ArgTrp Ile Thr P he X にIn Ser Ile Ile 5erThr Leu Thr で示されるアミノ酸配列を有しており、式中の47.51.80.81.106 .109.112.119.120.123.127.131及び133番目の 出発アミノ酸残基の少なくとも1つが置換アミノ酸残基によって置換されるか、 または、8.47.48.51.54.80.81.106.109.112. 119.120.121.123.127.129.130.131.132及 び133番目の出発アミノ酸残基の少なくとも2つが置換アミノ酸残基によって 置換され、及び/または、カルボキシ末端に1つの付加的残基が結合し、XはC ys、Ala及びSerから成るグループから選択されている。 本発明はまた、以下のIL−2類似体を包含する:IL、=2の1つまたは複数 の任意のへリックス(好ましくはへリックスA及び/またはへリックスF)中の 1つ、2つ、3つまたはそれ以上の出発アミノ酸が該ヘリックスの両親媒性を維 持または弱める置換アミノ酸によって置換されたIL−2類似体;ヘソックスA 、B、B’及び/またはE中の1つ、2つ、3つまたはそれ以上の出発アミノ酸 が出発アミノ酸とは異なる電荷を有する置換アミノ酸によって置換された顕似体 ;ヘソックスA、B、B’、C,D、E及び/またはF中の1つ、2つ、3つま たはそれ以上の出発アミノ酸が、αへリックス椹造に対して出発アミノ酸よりも 優先性の置換アミノ酸によって置換された類似体0本発明はまた、かかるポリペ プチドをコードする人工(manufactured)DNA配列に係る。 更に、本発明はかかるペプチドに特異的に結合するモノクローナル抗体、並びに IL−2及びIL−2類似体の精製方法に係る。 ・′ の、t;B 第1(^)図はIL−2のα炭素主鎖の説明図である。第1(B)図はへソック スを円筒で示すIL−2の立体構造の説明図である。 第2図はIL−2とそのレセプターとの可能な相互作用モードを示す概略図であ る。 第3図はIL−2i造及び対応するアミノ酸の位置を示す説明図である。 1irI監 インターロイキンII (’IL−2J)の新規なポリペプチド類似体が知見さ れた0本発明の第1の実施態様では、天然IL−2の推定された(propos ed)レセプター結合ドメインの部位特異的変形(site 5pecific  modification)、及び、Iし2螺旋構造及びIL−2全体構造を 安定させる改変(alteration)が得られる。第2の実施態様では、推 定されたレセプター結合ドメインからは遠く隔たっているが別の分子との化学反 応は容易なIL−2の部位に異常(odd)システィンのごときアミノ酸を組み 込む。 本発明はまた、選択された微生物宿主(例えば、細菌、酵母及び培養哺乳類細胞 )中で前記IL−2類似体の合成を指令し得る人工遺伝子を提供する。好ましい 形態の人工遺伝子においては、塩基配列が、予定の宿主微生物例えば大腸菌中で のコドンの発現優先性に基づいて、同じアミノ酸を特定する複数の代替可能コド ンから選択された1つまたはそれ以上のコドンを含む(^] ton等、国際出 願WO33104053) 。 別の好ましい形態の人工遺伝子は、コードされるポリペプチドの付加的アミノ酸 残基(例えば開始Met残基)を特定するコドンのヌクレオチド塩基を含む、こ れは、大腸菌中での直接発現を容易にする。更に別の好ましい形態の人工遺伝子 においては、所望のポリペプチドを特定するコドンの塩基配列の上流及び/また は下流及び/または内部に、発現ベクターの形成またはポリペプチド類似体の新 しい構造遺伝子の発生を容易にする1つ以上の塩基配列が存在する。 即ち、構造遺伝子の一端または両端または中間位置に、選択された制限エンドヌ クレアーゼ開裂部位を与える塩基配列と、リポソーム結合部位を与える配列、例 えばC^^CG八〇GTへ存在する。 本発明はまた、1つまたはそれ以上のアミノ酸残基の種類及び/または位置が天 然ポリペプチドとは異なるようなIL−2類似体の微生物発現を指令し得る人工 遺伝子を提供する。 本発明の実施では、人よりNA配列をウィルス性または環状プラスミドDNAベ クターに挿入してハイブリッドベクターを形成し、ハイブリッドベクターを使用 して細菌(例えば大腸菌)、酵母細胞のごとき微生物宿主細胞、または培1i1 i乳類細胞を形質転換する0次に、形質転換された微生物を適当な栄養条件下に 増殖させ、本発明のポリペプチド産物を発現させる。 本発明はまた、有効量の本発明のポリペプチド産物をIL−2療法に有用な適当 な希釈剤、アジュバント及び/または担体と共に含有する医薬組成物を提供する 。 本文中でDNA配列または遺伝子の形容に使用される「人工」なる用語は、ヌク レオチド塩基の集合によって化学的に合成された産物、特定部位の突然変異誘発 によって合成された産物、または、上記のごとく合成された産物の生物学的複製 によって得られた産物を意味する。従ってこの用語は、cDNA法または生物学 的起源の材料を使用する遺伝子クローニング法によって「合成された」産物を除 外する。 本文中で使用される「置換アミノ酸」なる用語は、天然(「出発」)アミノ酸を 置換したアミノ酸、即ち出発アミノ酸とは異なるアミノ酸を意味する。 本発明の別の実施態様によれば、本発明のポリペプチドに特異的に結合するが天 然IL−2とは交差反応しない抗体が提供される。これらの抗体は当業者に公知 の方法で標識され得る。 本文中ではアミノ酸を以下の略号で示す、アラニン^1a、アルギニン^rg、 アスパラギン^sn、アスパラギン酸^sp、システィンCys、グルタミンG ln、グルタミン11 G l u、グリシンG1y、ヒスチジンHis、イン ロイシンlie、ロイシンLeu、リジンLys、メチオニンNet、フェニル アラニンPhe、プロリンPro、セリンSer、トレオニンThr、トリプト ファン丁rp、チロシンTyr、バリンVal、ヌクレオチド塩基には以下の略 号を使用する。アデニン^、グアニンG、チミンT、ウラシルU及びシトシンC 0 本発明を以下に詳細に記載するが、本発明を特定の操作理論に固定する意図はな い。 IL−2がαヘリックスタンパク質(第1図)であることは確認されている(B randhuber等、5cience、 238:1707(1987)、該 文献の記載内容は本明細書に含まれるものとする)。このタンパク質は、アミノ 末端の近傍に短い螺旋セグメント(第1図の残基11〜19;ヘリックスA)を 有し、該セグメントに延長ループが続いている。残基33〜56は中央近傍でP ro47によって道断即ち「ベントコされたヘリックスを形成している(従って 2つのセグメントB及びBoが形成される)。 ジスルフィドのCys58に続いてヘリックスCを形成する残基66〜78、ヘ リックスDを形成する残基83〜101が存在し、Cys105の後に短い見掛 は螺旋状のストレッチEを形成する残基106〜113が存在し、その次にカル ボキシ末端へソックスFを形成する残基117〜133が存在する。分子中にβ 二次構造の見掛はセグメントは全く存在しない、総螺旋含量約65%は、円二色 性に基づく算定値と良く一致する。Cys58とCys105との間のジスルフ ィドは、(第1図の配向の)分子の「頂部」のへソックスを接続する2つの延長 ループを結合する。 ヘリックスB、C,D及びFは、シトクロムC′、シトクロムb、6.及びミオ ヘムエリトリンによって示される従来の4へソックスバンドルとはかなり異なっ た逆平行のαへソックスバンドルを形成する。ヘリックスの充填領域はより短く 、螺旋巻き数を3つまたは4つしか含まない、対照的に従来の4ヘリツクスバン ドルは通常、5つ以上の螺旋巻き数を含む、更に、充填角度はすべて25度〜3 0度の範囲である。従って、従来の4へソックスバンドルの平均約18度よりも 幾分大きい。 マウスIL−2は組換えヒトIL−2と同様の構造、即ちヘリックスAから始ま ってヘリックスB+B’中にプロリン誘発ベントを含むと予想される0組換えヒ トIL−2がヒト及びマウスの両方のT細胞に活性を示し、組換えマウスIL− 2がヒトT細胞に対して低いが測定可能な活性を示すと報告されているのでこれ は極めて重要である。マウス及びヒトのIL−2配列は全体として64%相同で ある。成熟マウスタンパク質のアミノ酸配列は最初の7つの残基がヒト配列に等 しい。 次に、ヒトIL−2のLeu14の上流の12残基のポリ(Gly)ストレッチ を含む1つ以上の挿入があり、結局、ヒトに比較して合計15のアミノ酸が挿入 されている。従ってマウスのタンパク質のアミノ末端領域は、恐らくはヘリック スAの第1螺旋巻きを含むヘリックスAまではヒトタンパク質に比較してかなり の構造的差異を示す、マウスの配列中の唯一の付加的な挿入は、ヒトIL−2残 基80と81との間のへソックスCとDとを結合するループ中に存在する。 IL−2レセプター結合に関する現在のデータは、分子が高親和性レセプターに 結合されたときは、該分子が独立の2つの結合部位で2つのレセプター分子、P 55及びp75、を「架橋」することを示唆する。それ以前の文献では2つのレ セプター分子の存在は予想されていなかった。従って、IL−2レセプター結合 に影響を与える種々の変形が、p55−(I L−2)相互作用に影響を与える のか、p75− (IL−2)相互作用に影響を与えるのかまたはその両方に影 響を与えるのかは判別できなかった。 レセプター結合で重要であると推定されるIL−2配列中の領域全体の地図作成 のために、IL−2と交差反応するペプチドに対する抗体が使用された。特に、 Kuo及びRobbは、結合した残基8〜27及び33〜54内部の領域がレセ プター結合に直接関与することを示唆する証拠を提示した。 L、 Kuo & R,J、 Robb、 J、 Immnol、 137:1538(1986) 、他方、^l L+manとその共同研究者は、残基59〜72.91〜105 及び119〜133のペプチドに対する抗体がTL−2レセプター結合を阻害し ないことを知見した。^、Altms+n等、Proe、 Natl、^cad 、 Sci。 υ、S、^、 81:2176(1984)。 Ju等(□)は、ヒトIL−2の残基1〜10(ヘリックスAの初端までのアミ ノ末端)の欠失はマウスCTLL−2細胞の増殖の誘発を30〜50%しか減少 させないが、残基1〜20(ヘリックスAを含むアミノ末端)の欠失は活性を完 全に喪失させることを証明した。Ju等1.uL、マウスIL−2の欠失分析に よれば、マウスHT2 T細胞の増殖活性に対する効果も同様のパターンを示す 、 S、 M、 Zurawski等、 J、 Immunol、 137゜3 354(1986)、マウスの残基1〜11または1〜13(マウスIL−2が ヒトIL−2に構造的に類似であると想定したときにこれらはへソックスAの上 流に存在する)の欠失は、活性を最高で50%減少させる。配列中の最初の37 個のアミノ酸の種々の変更(change)に関連したマウスのポリ(Gln) セクション、残基15〜26の欠失は、突然変異タンパク質の比活性を天然タン パクの173に減少させた。しかしながら、マウスの残基30(ヘリックスAの 中央のヒトの残基16に対応する)を通る欠失は活性を天然タンパク質の約0. 4%に減少させ、残基41(ヒト残基27に対応する)を通る欠失は活性を完全 に喪失させる。 活性を喪失させると報告されたその他の欠失の多くは、IL−2の三次構造全体 を破壊するような欠失である(多くは、構造中の内部へソックスまたは結合ペプ チドの重要な部分の欠失である)。 部位特異的アミノ酸置換に関するデータでは、IL−2楕遺を不安定にすること によって活性に影響を与える突然変異とレセプター結合に直接影響を与える突然 変異との識別ができない、 IL−2のジスルフィドを破壊するかまたはTrp 121(この側鎖は構造に内蔵される)を変形する改変以外のヒトIL−2の活 性低下を生じるすべての突然変異は、配列領域3〜17及び36〜54に存在す る。 Ju等、!先。これは抗体競合研究によって示唆されたレセプター結合領 域の確証となる。 「ダウン」点突然変異は、IL−2モデルに配置されたときに特異的レセプター 結合表面を認識しない。 ヘリックスB、C,D及びFは構造骨格を形成し、ヘリッスクA、B’、Bの一 部及びEはIL−2のレセプター結合部位を形成する(第2図)、ヘリックスE の関与は主として、レセプター相互作用に関与すると推定される分子の領域に対 するヘリックスEの空間的な接近容易性及び近接性によって示唆される。 IL−2は高親和性レセプターを介してT細胞に結合するが、低親和性レセプタ ーを介してその他の免疫系細胞にも結合しこれらの細胞を活性化するであろう、 観察されたIL−2の毒性副作用の一因は、これらの他の細胞の活性化にあると 考えられる。 ヒトIL−2の 造的亦種(variant)IL−2のレセプター結合ドメイ ンの改変、及びTL−2構造を安定させる改変が、T細胞に対する特異性の変化 したIL−2類似体を産生じ、活性及び/または毒性が変性された改良IL−2 分子を生じる。アミノ酸、好ましくはレセプター結合ドメインのへソックスの親 水性アミノ酸が、異なる電荷を有するアミノ酸で置換されたIL−2類似体は本 発明に包含される(例えば正荷電側鎖をもつアミノ酸が負荷電側鎖または非荷電 側鎖をもつアミノ酸で置換される。後記参照)。 また、ヘリックスの構造を安定させ類似体全体を安定させるために、αヘリック ス構造に優先性を有する1つ以上のアミノ酸が、IL−2の1つ以上のへソック ス、特にヘリックスA、B’、B、E及びFを置換した類似体も本発明に包含さ れる(Chou & Fasman、^nnu、 Rev、 Biochem、 47:251(1978)。 本発明の理解を助けるためにChou及びFasmanのヒエチルキーを以下に 示す。 αへソックス多 に る G!u(−) 1.51 Met 1.45 H,=強いα形成物質Lys(+) 1.16 Phe 1.13 Gln 1.11 h、= a形成物質Trp 1.08 11e 1.08 VJII 1.06 ^5p(−) 1.01 !。−弱いα形成物質)1is(+ ) 1.00 ^rg(十) 0.98 Thr O,83ia= aに影響無しSer 0.77 Cys O,70 Tyr O,691)a= a破壊物質へsn 0.67 Pro 0.57 B、=強いα破壊物質Gly O,57 IL−2のへソックスは両親媒性ヘリックスである(Kaiser等、 PNA S、 80:1137〜1143(1983)及びKaiser等、 5cie nce。 砒=249〜255(1984))。 この両親媒性相互作用はメリチン、パルトキシン(par−doxin)及びマ ガエン(maganin)のごときいくつかの細胞障害性ペプチドに共通である 。より詳細には、Fヘリックスは極めて両親媒性で、Fヘリックス中のアミノ酸 のいくつかはαへソックス構造に高い優先性を有していない、従って、Fヘリッ クスの疎水性表面とCヘリックス及びDヘリックスとの相互作用は、Fヘリック ス配列を螺旋形態に維持するために必要なエネルギーを供給すると考えられる。 αヘリックス構造に高い優先性をもつ残基を含むように選択されたアミノ酸置換 (例えば、^5n−dl:In、Trp−+Phe、5et−+Gin)を含む 改変へソックス配列を含むIL−2類似体を構築した。その結果として得られる ヘリックスは、螺旋構造を維持するために強い両親媒性相互作用を必要とせず、 従ってアミノ酸置換によって、ヘリックスの両親媒性は維持されてもよく(例え ば親水性g!I鎖を有するアミノ酸が親水性側鎖な有する別のアミノ酸で置換さ れると、上記の3つの置換は両親媒性を維持する)、または変性されてもよい( 例えば親水性側鎖を有するアミノ酸が疎水性側鎖を有するアミノ酸で置換される )。 活性を損なうことなく別の分子と共有結合し得る類似体を横築した。これらの類 似体は、毒素、リポータ−基または抗ウイルス性もしくはその他の治療用化合物 に結合され、治療的に重要なIL−2複合体(con jugate)の開発、 及び高感度生物学的アッセイ開発のための特異的標11L−2の産生に使用され る。これらの部位特異的結合(site specificconjugati on)を得る最も便利な方法は、特有の反応性スルフヒドリル基を有する異常シ スティン残基の導入を介した方法である。天然異常システィン(Cys125) は、埋没しており未反応になり易いので、戦略の焦点は、化学的に接近容易なシ スティンを(^Ia”5)TL−2に組み込むことにある。 本発明は、既存アミノ酸の置換の変形として、付加アミノ酸が既存アミノ酸間に 挿入された改変を含む。 1、IL−2のレセプター結ムドメインの 六 びLj]!j告を支叉」にL配 炊ヌ− 高親和性レセプター相互作用に関与するαへワックス領域の親水性アミノ酸(第 1図、第2図及び第3図のA、B、B′及びE)は有望なアミノ酸置換部位であ る。これらの部位が別のアミノ酸(特にレセプターと相互作用するヘリックス表 面の電荷を変えるアミノ酸)でW換されると、レセプター結合特性が影響を受け て分子の活性スペクトルが変化する。かかる変化はまた、種々の細胞型のレセプ ターと相互作用する分子の能力を変化させる。これらの細胞は夫になる0例えば 、IL−2レセプターのp75成分だけを保有する細胞は、p75ドメインが改 変されたIL−2種に応答しないので、分子が生物学的に有意なレセプター結合 を生じることはもはやできない、 IL−2細胞刺激方法にかかる選択性を導入 すると、材料の治療指数を向上させることができる(例えば、1つの細胞型の刺 激に起因する好ましくない副作用を減少させ同時に適当なエフェクター細胞型を 刺激するIL−2の能力を維持し、結局病気を抑える)0例えば、レセプター結 合ドメインのへソックスのある種の改変は、INF−γ、IL−1及びTNFの ごときリンフ才力イン誘発能力が減少しているが(^la’ ”)IL−2また は天然IL−2に比較して均等(equi−valent)の生物学的活性を有 するIL−2類似体を産生させ得る。 本発明を理解し易くするために、アミノ酸11e、Leu、 Net、Phe、  Pro、 Trp、 Tyr及びValの側鎖が通常は非極性(疎水性)、ア ミノ酸^Ia、^sn、 Cys−Gln、Gly−Ser及びThrの側鎖が 極性(親水性)で非荷電、アミノ酸^rg、His及びLys の側鎖が親水性で正荷電、アミノ酸 ^sp及びGlu の側鎖が親水性で負荷電と考える。 Hopp & Woods、 PNAS″78 No、6:3824〜3828 (1981);Kyte &Doolittle、 J、 Mo1ee、 Bi ol、 157:105〜132(1982);Parker等、 Bioch e+aistry、 25:5425〜5432(1986)も参照されたい。 A、Eへ1・・ スの 1 短いEヘリックスがレセプター結合に関与する。従って、Eへソックスはレセプ ター結合を改変する突然変異の好適な標的である。3つのアミノ酸側基Glu1 06、^5p109及び^1al12はレセプターと相互作用できるようにEへ ソックスから突出している。第3図はIL−2の構造、推定されたレセプター結 合ドメイン及び対応するアミノ酸の位置を示す。 レセプター−エフェクター(例えばIL−2)相互作用の一部はレセプターの荷 電基と反対電荷のエフェクターの荷電基との静電相互作用によって媒介される。 Eヘリックスは、正荷電アミノ酸側鎖を有さす、3つの負荷電アミノ酸側鎖を有 する(1;Iu106、^5p109及びGlullO) 、従ってIL−2の Eへソックスの電荷型の改変によって結合効率が変化する。^5p109→Ly s109の置換は1つの突然変異でレセプター結合を改変する。^5p109は Eヘリックスの中心から突出した保存(conserved)アミノ酸である。  GIu106、^5p109、^1al12− Lys106、Lys109 、Lysl12の置換はEヘリックスを負荷電表面から正荷電表面に完全に転換 させる。CIu106または^5p109(酸残基)がLysで置換されるとE ヘリックスの電荷が正味+2変化する。中性残基(^Ial12)がLysで置 換されると電荷が+1変化する。3つの残基全部がLysで置換されると電荷が +5変化する。これらの変更を、個別に行なってもよくまたは一緒に行なっても よい、更に、αヘリックス構造に対してより高い優先性を有するアミノ酸で置換 してもよい。 B、B びB′へソックスの アミノ酸Lys48、Thr51及びLys54はレセプターと相互作用できる ようにB°ヘリックスから突出している。B′ヘリ・ンクスは1つの負荷電アミ ノ酸側鎖(GIu52)と4つの正荷電アミノ酸側鎖(Lys48、Lys49 、Lys54及び旧555)とを含む。 Lys48、Thr51、Lys54−+ CLu48、^5p51、CIu5 4置換は、B’へソックスを正荷電表面から負荷電表面に完全に転換する。 Bヘリックスと同様の電荷の変化が生じる。Eヘリ・ンクス改変の場合と同様に 、これらの変更を個別に行なってもよく一緒に行なってもよい、 IL−2の別 のヘリ・ンクスと同様に、αヘリックス構造に対してより高い優先性を有するア ミノ酸で置換してもよい。 C、Pro47→Gl 47 BへソックスがBヘリックスとBoへソックスとに***することがIL−2の独 特の構造的特徴である。 Pro47は、B′残基をレセプターと適切に相互作 用させる最適角度でBヘリ・ンクス及びBoへソックスを固定的に保持すると考 えられてり)る、 Pro47→CIy47置換はBヘリックスとB“へソック スとの間のヒンジ部(hinge joint)の可撓性を増し、重要なり′残 基の位置を調節し、結局IL−2−レセプター相互作用を変性する。別のアミノ 酸による47位の置換も本発明に包含される。 D、Aへ1ツクスの改1 Aヘリックスはレセプター結合に関与する。Aヘリ・/クスは1つの負荷電アミ ノ酸側鎖(C,ful15)と1つの正荷電側鎖(His16)とを有する。T L−2の別のへソックスと同様に、αへソックス構造に優先性を有するアミノ酸 で置換することによってAヘリックスの構造を強化し得る。E、B及びBoへソ ックスと同様のへソックスAにおける電荷の変化も本発明に包含される。I!L 後に、Aへソックスの両親媒性を維持または減少させるアミノ酸置換も本発明に 包含される。 E、旦ヱΣ艮二二り一乙!と改変 Fヘリックスは両親媒性ヘリックスである。Fへソックスのいくつかのアミノ酸 はαへソックス構造に高い優先性をもたない、従って、Fへソックスの疎水性表 面とC及びDへソックスとの相互作用はFヘリックスを螺旋形態に維持するため に必要なエネルギーを供給すると考えられる。 αヘリックス構造に対してより高い優先性を有する残基を含むように選択してア ミノ酸置換(例えば、^sn→Gln、Trp→Phe、5e−Gln)を行な って、改ン(ソックス配列を含むIL−2類似体を構築した。その結果、Fヘリ ックスが螺旋構造を維持するために強力な両親媒性相互作用を必要とせず、従っ てヘリックスの両親媒性を維持または減少させ得る。 11、I ンドと茅七ムしマるIL−2の改亦リガンドと結合と得る置換部位は 、カルボキシル末端及び活性IL−2の構造を極力乱さないように選択された表 面露出分子部分である。例えば、システィン残基の付加、挿入または置換によっ て、以下の部分に化学的に結合し得るスルフヒドリル基が得られる。 (a)放射性標識部分(アッセイ用、イメージング用)。リポータ−基をIL− 2に結合すると、得られた活性IL−2類似体を高速かつ高感度で検出できる。 これらの結合体は、高感度IL−2生物学的アッセイの開発で鍵成分(key  component)として使用される。 (b)酵素的部分(アッセイ、治療薬の指向性デリバリ−用)。 (e)毒素(in vitroまたはin vivoにおける選択的細胞傷害用 )、細胞障害剤とIL−2との複合体は、IL−2レセプターを有する細胞に毒 素を案内する。これらの複合体はある種の白血病、移植拒絶反応、自己免疫また は免疫異常状態(altered immune 5tate)またはその他の 病理的に有意な細胞鶏口の治療に有用である。 (d)薬剤(治療薬の指向性デリバリ−用0例えばAIDS用^ZT)。 )11V感染し易い細胞の殆どはIL−2レセプターを保有する細胞である。  TL−2とレトロウィルスインヒビター例えば^ZT(逆転写酵素インヒビター )との複合体は、インヒビターを感染細胞に案内し、IL−2レセプターを介し てインヒビターのインターナリゼーションメカニズムを与える。これらの複合体 はエイズ及びその他の関連疾患の治療に有用である。 (e)抗体またはマイトジェン(選択的細胞標的化例えば、0KT4または均等 物を使用するヘルパーT細胞の標的化及び/またはTL−2応答状態への選択的 細胞の活性化)等。 IL−2のX線構造観察によれば、IL−2分子のレセプター結合ドメインを妨 害することなく別の分子をIL−2のカルボキシ末端またはアミノ酸79〜82 にわたる領域に結合させることが可能である(第3図参照)、遊離システィン残 基をIL−2のカルボキシ末端及び/または79〜82領域で(Δ1m’ ”) IL−2(1つのジスルフィド結合を含むが遊離システィンを含まないIL−2 類似体)に組み込んだ、これらの位置への遊離システィン残基の組込みが、組換 えIL−2遺伝子の改変によって得られた場合には、IL−2と細胞表面レセプ ターとの結合に影響を与えることなく別の分子が(1つ以上の)遊離スルフヒド リル基との反応によってIL−2に特異的に化学結合し得る。 IL−2のカルボキシ末端領域はレセプター結合に関与せず異常システィンの組 込みに好適な部位である。 Leu132を選択した。その理由はこのアミノ酸 がC末端に近接して(最終アミノ酸の直後に)位置するため、及びヒト、ウシ及 びマウスのIL−2配列を比較したときに保存されない残基であるためである。 システィンがIL−2のカルボキシ末端に単に付加された類似体((Cys”’ )IL−2)は、C末端に異常システィンを組み込むという目的を達成している 。 B、Cへ1・・ スとDへ1ツクス のBの −の 1ヒト、ウシ及びマウスの IL−2の配列を並列させると、ヒト配列に比較してウシ及びマウスの配列がア ミノ酸8oと81との間に挿入を含む、該アミノ酸は、IL−2のCヘリックス とDへソックスとを連結する4つのアミノ酸(アミノM79〜82)のループの 一部である。この観察及び分子のこの領域が推定されたレセプター結合ドメイン 及び分子中の別のCys残基から離間している事実から、この部位が異常システ ィン残基の理想的な挿入部位であると結論できる。Leu80→Cys80のご とき置換も本発明に包含される。 C,アミン末端 域の改1 非保存残基におけるLys8→Cys8?!換はアミノ末端の近傍に反応性基を 与える。 ■、′ またけ5ム IL−2フラグメントIL−2のある種の構造用成分また はその組み合わせは、本来の(intact)IL−2の生物学的特性を、(1 つまたは複数の)IL−2レセプターに結合する能力と共に保持または喪失して いる。かかるペプチドは本来のIL−2の代わりにまたはその作用拮抗物質とし て有用である。この用途に適したペプチドは、A、B、B’及びEヘリックスの 少なくとも1つを含む0例えば本発明は、本来の親分子の立体構造的制約(co n−formational constraints)にかかわりなく、別の 種としてそれ自体の内部対称性(internal sy+nmetry)を維 持するA及びBへソックス領域を含む、かかる別の構造はI’L −2レセプタ ーの成分に結合し、IL−2の生物学的活性を有していたりまたは有していなか ったりする。かかる構造はIL−2応答性細胞のサブセットのみに活性を維持し ており、従ってIL−2応答をより高い精度で操作できる。かかる別の構造は生 物学的活性を喪失しているが、IL−2結合の競合的インヒビターとして機能し 、IL−2の刺激作用が関与する生理学的状態に拮抗するために有用である。か がる構造は、IL−2レセプターをを亢進または減退させるべく調節し、その結 果としてIL−2に対する細胞受容性(cellular receptivi ty)に影響を与える。 V−L些1へ臭え 本発明に包含されるその他の類似体は、天然IL−2のアミノ酸配列に以下の改 変が1つ以上存在することを特徴とする前記のごときIL−2類似体を包含する 。 (a)分子内折り畳み部位を与えるアミノ酸残基の欠失及び/または置換、 (b)末端アミノ酸残基の欠失、 (c)末端アミノ酸残基へのアミノ酸残基の付加、(d)強酸性条件下で加水分 解に不安定な部位を与えるアミノ酸残基の欠失及び/または置換、 (e)グルタミン残基によるアミノ酸残基の置換、(f)フェニルアラニン残基 によるアミノ酸残基の置換、(g)トリプトファン残基の欠失及び/または置換 、(h)アスパラギン残基の欠失及び/または置換、(i)システィン残基の欠 失及び/または置換、(j)セリン残基によるアミノ酸残基の置換、及び、(k )アラニン残基によるアミノ酸残基の置換。 TL−2制 び 九 2、 IL−2及びIL−2類似体は極めて疎水性のタンパク質であり、従って、同じ く疎水性の発熱物質に結合する傾向がある。 これらのペプチドは酸性pH値で安定な単量体形態とし得る。 これらの条件下に発熱物質は、発熱物質の単量体分子量がIL−2の分子量と同 等である場合にも、より高い分子量の集塊を形成し易い。従って、集塊形態の発 熱物質から単量体IL−2を分離するために、サイズに基づいてタンパク質を分 別する処理手順が使用される。この段階を行なう適当な手順はYM−30膜(八 m1con)による限外濾過である。 IL−2の収量を増加するために希釈と 限外濾過とを繰返し行なってもよい、グルコース、マンニトールまたはその他の 賦形剤(bulkiB agent)は毒性調節剤として添加され得る。また、 限外濾過で濃縮するかまたは適当な緩衝剤で希釈することによって所望濃度のI L−2が得られる。また、例えばセファデックスG−75を使用したサイズ排除 クロマトグラフィーによって単量体IL−2から発熱物質を分離してもよい、界 面活性剤(例えばラウレート、サルコシン、ドデシル硫酸ナトリウム)はこの方 法を無効にする。その理由は、界面活性剤の存在下では発熱物質が低分子量形態 に分解され、IL−2と同等の見掛は分子量になるからである。イオン交換クロ マトグラフィー及び疎水性クロマトグラフィーのごときIL−2溶液から発熱物 質を除去すると期待された手11Nは試験条件下で無効であることが判明した0 本発明の方法は大規模化が容易であり従って経済効率がよい。 以下の実施例は、本発明に従ってIL−2及びそのポリペプチド類似体の微生物 発現をコードするDNA配列の製造を示す、また、所望のポリペプチドの微生物 発現のための発現ベクターの構築を示す。 支り九L オリゴヌクレオチド配列の構築 この実施例は、本発明に従ってIL−2類似体遺伝子を製造するために使用され るオリゴヌクレオチド配列の合成手順を示す。 いくつかの中間洗浄を含む4段階手順でオリゴヌクレオチド配列を合成した。^ pplied Biosystems(八Bl) Model 380自動シン セサイザーを使用し八Blかち得られた試薬を用いて合成を行なった。支持カラ ム中のポリマー結合ジメトキシトリチル保護ヌクレオシドを、まずジクロロメタ ン中の3%トリクロロ酢酸で1分間処理して、その5°保護基(ジメトキシトリ チル)を除去した0次にポリマーをアセトニトリルで洗浄した。洗浄したポリマ ーを次に無水アセトニトリルですすぎ、アルゴン下に維持し、次いでアセトニト リル中のテトラゾールを用いアセトニトリル中の保護ヌクレオシドホスホラミジ ット<phosphoramidite)と縮合させた。 この反応を2.0分間継続させた。次に一過によって反応体を除去した0次いで 、無水酢酸、2.6−ルチジン及びテトラヒドロフラン(1:1:8)の混合物 を1部とテトラヒドロフラン中の6.5%ジメチルアミノピリジン1部とを混合 して調製した溶液を用い、未反応の5゛−ヒドロキシル基をキャッピングした。 1分後、キャッピング溶液を除去し、酸化溶液(H20/2.6−ルチジン/T HF、1:10:40中の0.INのL)で1.5分間処理した0次にアセトニ トリルですすいだ、トリクロロ酢酸/メチレンクロリド脱保護のサイクルを再開 し、所望のオリゴヌクレオチド配列が得られるまで繰り返した。 最終オリゴヌクレオチド鎖を室温にて新しい濃アンモニアで2.0時間処理した 。ポリマーから溶液を傾瀉し、濃アンモニア溶液を密封管で60℃で16時間加 熱した。 各オリゴヌクレオチド溶液を1−ブタノール及びエチルエーテルで抽出し、分光 光度計(260nm)で各溶液の濃度を測定した0分取電気泳動用に5.0吐単 位の各オリゴヌクレオチドを乾燥し、15%ポリアクリルアミド、7モル尿素ゲ ルに充填した。を気泳動後に得られたバンドをUVシャドウィングによって可視 化し、ゲルから切断し、抽出し、に−50セファデックスカラムで脱塩すると精 製オリゴヌクレオチドが得られた。 えI隨よ オリゴヌクレオチドの特定部位の突然変異誘発によるIL−2類似体の構築 この実施例では組換え法を使用したIL−2類似体の製造を説明する。 198 5年2月28日付けの5ouza等のPCT出願第111085700817号 に記載の特定部位の突然変異誘発手順を用い、(大腸菌優先性コドンを有する) 表1のDNA配列に表2のオリゴヌクレオチドを使用した。 45 (u (IJ ロ 。 ロ ロ −Hに <−ト< 口 2 8 ≧ 巳  =旨 口 に 旨 i 5 ミ 暑 ヨ 葺ジ ミ ジ 匡 リ 審 己 ご  ジ 厘オリゴヌクレオチドの特定部位の突然変異誘発のために、発現ベクター pcFM 536 IL−2に由来のIL−2のXba I 〜BamHI領域 を、M13mplO及びM13mpHの双方にクローニングし、単鎖ファージD NAを単離してDNA配列を決定した。ここではpcF8536 (米国特許第 4,710,473号参照、該特許は本発明に含まれるものとする)を使用した が、任意の適当な発現ベクターを使用することが可能である。このDNAを表2 の合成デオキシヌクレオチドと混合した。これらの混合物中のDNAを65℃に 加熱してアニーリングし、次に室温まで徐冷した。 オリゴマーは配列の中央に天然の組換えIL−2配列とは異なる適当な塩基変化 を生じていた。アニーリングしたDNAに^TP−dATP、dCTP、 cl GTP、 TTP、 T4 DNAリガーゼ及び大腸菌DNAポリメラーゼのK Ienou+フラグメントを付加した。この反応で、単鎖プライマーをもつファ ージDNAが、共有結合によって閉鎖された二重鎖環状DNAに変換された。i n vitr。 合成した二重鎖DNAを、最初にアルカリ性ショ糖濃度勾配で精製しないで、大 腸菌JM103株に直接トランスフェクトした。トランスフェクションに由来す る多くのプラークは、ファージDNAを出発組換えIL−2配列と共に含んでい たが、いくつかのプラークは所望の塩基変化を有するIL−2配列を含んでいた 。これらのプラークを同定するために、プラークをニトロセルロースフィルター にのせ、フィルターを^TP(γ−32P)で末端標識した合成デオキシヌクレ オチドとハイブリダイズした。ハイブリダイズ後、フィルターを合成デオキシヌ クレオチド及びその相補的DNA配列の融点より低温の0〜3℃で洗浄した。こ れらの洗浄条件では、突然変異した配列を含むファージのプラークに対応する強 いオートラジオグラフィー信号が選択的に残存した。各類似体陽性のクローンを DNA配列決定によって確認し、これらのクローンをpcFM 536のXba  I 〜BamHIにバッククローニングした。 組換えIL−2類似体の培養物を、11あたり10gのトリプトンと5.の酵母 抽出物と5gのNaC1とを含む30℃の培地で^、。。 が0.5になるまで震盪しながら増殖させ、次いで42℃に急激に加熱した。フ ラスコの震盪を42℃で3時闇続げた。 1υ、oooxaで4℃で20分間遠心して細胞を採集した。細胞ベレットを0 .4.湿潤重量、′・pの割合でIIaMのジチオトレイトール(DTT)に再 度懸濁させ、10,000psi、4℃のフレンチ圧力槽(French Pr essure Ce1l)に15分ずつ2回通し、破壊された細胞の上滑を廃棄 した。5oIIIMのTris、5mMのEDT^、5mMのDTT、0.5M のNaC1,1%のデオキシコール酸ナトリウム(DOC)、pH9,0に出発 ベレットを湿潤重量で0.25g/凝lの割合で再懸濁させ、室温で30分間混 合させた。これらの混合物を14℃で10,000x Gで15分間遠心し、上 清を廃棄した。湿潤重量0.151?/ii’の割合で出発ベレットをH2Oに 再懸濁させ、4℃で10,0OOX Gで15分間遠心した。上清を廃棄し、ベ レットを室温で4%のラウリル酸ナトリウム、50mMのTris、5%エタノ ール、50mMのDTT、pH8,7にタンパク質的20〜30zg/mlの割 合で可溶化した。可溶化したタンパク質を、2%ラウリル酸ナトリウム、50m MのTris及び5%エタノール、pH8,7を用いたセファデックスG−75 でクロマトグラフィー処理した。 5DS−PAにEで分画を分析し、95%以 上の純度のIL−2含有分画をプールした。 いくつかの場合には、発熱物質及び内毒素を実質的に含有しないIL−2類似体 を得るのが望ましい、このためには分子を更に精製する。タンパク質を、Cu” の存在下に酸化し、濃縮し、1%ラウレート/25+eM Tris15%エタ ノール、pH8,7で平衡させたセファデックスG−75でクロマトグラフィー 処理した。単量体の形態のIL−2を含有する分画をプールし、等容のエタノー ルを添加してタンパク質を沈降させた。遠心によってペレットを採集し、50% エタノールで洗浄し、次に50%酢酸で可溶化した。IL−2類似体を再生させ るように溶液を50倍に希釈し、:dAtaシ、次に採集濃度及びpHが10m M酢酸ナトリウム、pH4となるように酢酸ナトリウムバッファに対して透析− 過した。 割111 1L−2類似体の活性 この実施例は実施例2で製造した類似体の活性に関する。 IL−2の天然配列とは異なる2つのアミノ酸配列を含む多数のIL−2類似体 を製造した。試験した全部の類似体が、125位に^laを有していた。これら の実験の陽性対照として、(天然配列とは異なる1つのアミノ酸を含む)(^1 aI25)IL−2を使用した。(Asp”)IL−2及び(G l u” ) IL−2は、IL−2の推定されたレセプター結合B“ドメインにアミノ酸変化 を有する分子である。より詳細には、(Asp” ) IL−2においては、5 1位の中性トレオニンが負荷電アスパラギン酸によって置換され、(にILL” )IL−2においては、正荷電リジンが負荷電グルタミン酸によって置換されて いる。 (にIF”)IL−2においては、BドメインとB′ドメインとの間の プロリンがグリシンによって置換されている。この変化は分子の有意な精造的結 果を有すると予測され、生物学的活性のかなりの低下を予想させた9これらの類 似体をIL−2活性に関するいくつかのin vitroアッセイで試験した。 3H−チミジンをマウスT細胞系CTTL−1またはヒト末梢血液白血球(hP BL)に組み込んでhPBL培養物から産生されるリンフ才力イン活性キラー細 胞(LAK細胞)を測定した。また、hPBL培養物中でIFN−γ、IL−1 及びTNF産生が誘発される能力を測定した0部分的に精製した材料によってこ れらの実験を行なった。高度に精製した材料を使用した別のCTLL−1アツセ イでは、(^1a125)IL−2の比活性は7.8X 10’Ll/myであ り、(Glu”)IL−2の比活性は7.9x 10’U/肩gであり、(As p”)IL−2の比活性は6.6X 10’U/rgであることが判明した。い くつかの実験の結果を以下の表3に示す。 DNA配列の所望の変化をコードする以下のプライマーを使用した特定部位の突 然変異誘発を利用した。 EC0R) の1然1 ; プーイマーEcoR1部位が存在するので、Fへソ ックスをコードするIL−2遺伝子の部分をEcoRl及びBamHJ消化によ って切除できる。第2段階では、切除された遺伝子の部分を改変Fへソックスの アミノ酸配列をコードする合成りNA配列で置換する。この方法を使用し、以下 のIL−2類似体C4及びC5を構築した。 及髭【1 C^^ TTT CTに ^へT CCT Tにに ATCACT TTCTG T CAに TCCATCにIu Phe Leu Asn Arg Trp  Ile Thr Phe Cys Gln Ser IleATCAGCACT  CTCACC lle Ser Thr Leu Thr匁り肩先イ本J≧4(に1n1111 ys120^1a12コ^1a12)leu12督^1a’ コ1)IL−2C ^^TTCCTCCAG^^^TGG ATCGCT TTCCCA CAG  GCT ATCGlu Phe Leu Gin Lys Trp Ile^l a Phe^Ia Gln Ala l1eCTに AGCGCA CT[;  ACCLeu Ser Ala Leu Thrl俳し付仁qΣ([; In  ” ”Lys ” ’Phe ” ’^1a12りGin”)Leu”’Gln ’コO^1a’コ1^1a”’)IL−2 G^^ TTCCTG CAG ^^^ TTCATCGCT TTCにCA  CAG CAG ATCGlu Phe Leu Gln Lys Phe I le Ala Phe Ala Gln Gln l1eCTG CACGCA  CTG [;CTLeu (:ln Ala Leu Ala綽 1’a(^ :αヘリックス、B・βシート、T・ターン)(:Iu Phe Leu As p Arg Trp Ile Thr Phe Cys にIn Ser l1 eT TTTBBBBB lle Ser Thr Leu ThrBBBB 矩mす」U【 Glu Phe Leu Gln Lys Trp Tie Ala Phe  Ala Gln Ala l1eAAAAAAAAAAAAA Leu Ser Ala Leu ThrAAAA 胆JU(ゆ」11 Glu Phe Leu Gln Lys Phe Ile ^It Phe  Ala Gin にIn 1ieAAAAAAAAAAAAA Leu Gln Ala Leu AlaAAAA 本発明を好適実施例に基づいて上記に説明したが、記載の変更及び変形が可能で あることは当業者に容易に理解されよう、従って、請求の範囲は、本発明の範囲 内のかかる変更をすべて包含すると理解されたい。 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l.以下の式[I]、 【配列があります】[I] で示されるアミノ酸配列を有しており、式中の47、51、80、81、106 、109、112、119、120、123、127、129、131及び13 3番目の出発アミノ酸残基の少なくとも1つが置換アミノ酸残基によって置換さ れるか、または、8、47、48、51、54、80、81、106、109、 112、119、120、121、123、127、129、130、131、 132及び133番目の出発アミノ酸残基の少なくとも2つが置換アミノ酸残基 によって置換され、XがCys、Ala及びSerから成るグループから選択さ れることを特徴とする宿主細胞による人工遺伝子の発現によって産生されたポリ ペプチド産物。 2.アミノ酸配列中に以下の、 Lys8→Cys8 Pro47→Gly47 Thr51→ASP51 Leu80→Cys80 Arg81→Cys81 GIu106→Lys106 Asp109→Lys109 Ala112→Lys112 Asn119→Gln119 Arg120→Lys120 Thr123→Ala123 Ser127→Ala127またはGln127IIe129→Leu129 Ser130→Gln130 Thr131→Ala131 Leu132→Gys132 Thr133→Ala133 Gys134の付加 から選択されたlつ以上の置換が存在し、また任意に以下の、 Lys48→Gly48 Lys54→Glu54 Trp121→Phe121 から選択されたlつ以上の置換が存在しうることを特徴とする請求項lに記載の ポリペプチド。 3.(Cys8)IL−2 (Gly47)IL−2 (Asp51)IL−2 (Cys80)IL−2 (Gys81)IL−2 (Lys106)IL−2 (Lys109)IL−2 (Lys112)IL−2 (Gys132)IL−2 (Gys134)IL−2 から成るグループから選択されることを特徴とする請求項2に記載のポリペプチ ド。 4.前記ポリペプチドがアミノ酸配列中に、(a)分子内折り畳み部位を与える アミノ酸残基の欠失及び/または置換、 (b)末端アミノ酸残基の欠失、 (c)末端アミノ酸残基へのアミノ酸残基の付加、(d)高酸性の条件下で加水 分解に不安定な部位を与えるアミノ酸残基の欠失及び/または置換、 (e)グルタミン残基によるアミノ酸残基の置換、(f)フェニルアラニン残基 によるアミノ酸残基の置換、(a)トリプトファン残基の欠失及び/または置換 、(h)アスパラギン残基の欠失及び/または置換、(i)システイン残基の欠 失及び/または置換、(j)セリン残基によるアミノ酸残基の置換、及び、(k )アラニン残基によるアミノ酸残基の置換から選択された改変を1つ以上含むこ とを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。 5.8、80及び132番目のアミノ酸残基の少なくとも1つが、リガンドと結 合し得る置換アミノ酸残基によって置換されているか及び/またはリガンドと結 合し得る134番目のアミノ酸残基が付加されていることを特徴とする請求項1 に記載のポリペプチド産物。 6.前記置換アミノ酸残基及び前記134番目のアミノ酸残基がGysであるこ とを特徴とする請求項5に記載のポリペプチド。 7.前記8、80、81、132または134番目のアミノ酸残基を介してラベ ルに結合されていることを特徴とする請求項5に記載のポリペプチド。 8.前記8、80、81、132または134番目のアミノ酸残基を介して酵素 部分に結合されていることを特徴とする請求項5に記載のポリペプチド。 9.前記8、80、81、132または134番目のアミノ酸残基を介して毒素 に持合されていることを特徴とする請求項5に記載のポリペプチド。 10.前記8、80.81、132または134番目のアミノ酸残基を介して医 薬に結合されていることを特徴とする請求項5に記載のポリペプチド。 11.前記8、80、81、132及び134番目のアミノ酸残基を介して抗体 またはマイトジェンに結合されていることを特徴とする請求項5に記載のポリペ プチド。 12.天然ヒトIL−2と交差反応しないことを特徴とする請求項1のポリペプ チド産物に特異的に結合する抗体。 13.標識されていることを特徴とする請求項12に記載の抗体。 14.選択された宿主細胞中で請求項1に記載のポリペプチドの合成を指令し得 る人工遺伝子。 15.選択された宿主細胞中で請求項2のポリペプチドの合成を指令し得る人工 遺伝子。 16.塩基配列が、予定された宿主細胞中でのコドン発現優先性に基づいて、同 じアミノ酸を特定する複数の代替可能コドンから選択された1つ以上のコドンを 含むことを特徴とする請求項14に記載の人工遺伝子。 17.塩基配列が、大腸菌中でのコドン発現優先性に基づいて、同じアミノ酸を 特定する複数の代替可能コドンから選択された1つ以上のコドンを含むことを特 徴とする請求項14に記載の人工遺伝子。 18.ポリペプチドを特定する塩基コドンが、合成されたポリペプチド中の付加 的な開始及び/または終結アミノ酸を夫々特定する開始及び/または終結コドン を含むことを特徴とする請求項14に記載の人工遺伝子。 19.付加的な開始アミノ酸を特定する前記開始コドンが開始メチオニン残基を 特定するコドンであることを特徴とする請求項18に記載の人工遺伝子。 20.ポリペプチドを特定する塩基コドンの上流及び/または下流及び/または 該コドン中に、制限エンドヌクレアーゼ酵素開裂認識部位を与える塩基配列の一 部を含む塩基の配列が存在することを特徴とする請求項14に記載の人工遺伝子 。 21.ポリペプチドを特定する塩基コドンの上流に、リボソーム結合部位を与え る塩基配列の一部を含む塩基の配列が存在することを特徴とする請求項14に記 載の人工遺伝子。 22.前記リボソーム結合部位が配列【配列があります】によって特定されるこ とを特徴とする請求項21に記載の人工遺伝子。 23.標識されていることを特徴とする請求項14に記載の人工遺伝子。 24.請求項14または15に記載の人工遺伝子を含む生物学的に機能性DNA 形質転換ベクター。 25.請求項14または15に記載の人工遺伝子を含むベクターによって形質転 換された細胞。 26.(a)界面活性剤非含有IL−2溶液のpHを発熱物質がIL−2単量体 の分子量より大きい分子量の集塊を形成するようなpHに調整し、 (b)サイズによってIL−2溶液から集塊を分離する段階を含むことを特徴と する発熱物質含有IL−2溶液から発熱物質を除去する方法。 27.段階(b)で、(i)IL−2溶液を希釈し、(ii)IL−2溶液から 集塊を分離する処理を繰り返すことを特徴とする請求項26に記載の方法。 28.段階(b)で、限外濾過またはサイズ排除クロマトグラフィーによってI L−2溶液から集塊を分離することを特徴とする請求項26に記載の方法。 29.天然IL−2の生物学的特性を1つ以上有し、ヘリックスA及び/または ヘリックスFの少なくとも2つの出発アミノ酸が置換アミノ酸によって置換され 、前記置換アミノ酸が置換アミノ酸を含有する各ヘリックスの両親媒性を変性し ていることを特徴とする宿主細胞による人工遺伝子の発現によって産生されたI L−2類似体。 30.置換アミノ酸が、置換アミノ酸を含有する各ヘリックス中の疎水性側鎖を もつアミノ酸と親水性側鎖をもつアミノ酸との比率を変化させることを特徴とす る請求項29に記載のIL−2類似体。 31.前記少なくとも2つの出発アミノ酸が疎水性側鎖を有するアミノ酸であり 、前記置換アミノ酸が親水性側鎖をもつアミノ酸であることを特徴とする請求項 29に記載のIL−2類似体。 32.前記置換アミノ酸の各々が、該アミノ酸によって置換される出発アミノ酸 よりもαヘリックス構造に対して優先性を有することを特徴とする請求項29に 記載のIL−2類似体。 33.天然IL−2の生物学的特性を1つ以上有し、ヘリックスEの少なくとも 1つの出発アミノ酸及び/またはヘリックスA、B及び/またはB′の少なくと も2つの出発アミノ酸が置換アミノ酸によって置換され、前記置換アミノ酸の各 々は、置換アミノ酸によって置換される出発アミノ酸とは異なる電荷を有するこ とを特徴とする宿主細胞による人工遺伝子の発現によって産生されたIL−2類 似体。 34.前記出発アミノ酸が親水性アミノ酸であることを特徴とする請求項33に 記載のIL−2類似体。 35.前記出発アミノ酸が荷電アミノ酸であることを特徴とする請求項33に記 載のIL−類似体。 36.前記置換アミノ酸の各々が、該アミノ酸によって置換される出発アミノ酸 よりもαヘリックス構造に対して優先性を有することを特徴とする請求項33に 記載のIL−2類似体。 37.天然IL−2の生物学的特性を1つ以上有し、ヘリックスC、D及び/ま たはEの少なくとも1つの出発アミノ酸及び/またはヘリックスA、B、B′及 び/またはFの少なくとも2つの出発アミノ酸が置換アミノ酸によって置換され 、前記置換アミノ酸の各々は、置換アミノ酸によって置換される出発アミノ酸よ りもαヘリックス構造に対して優先性を有することを特徴とする宿主細胞による 人工遺伝子の発現によって産生されたIL−2類似体。 38.ヘリックスA、B、B′、E及び/またはFの前記出発アミノ酸が前記置 換アミノ酸によって置換され、前記置換アミノ酸の各々は、該置換アミノ酸によ って置換される出発アミノ酸よりもαヘリックス構造に対して優先性を有するこ とを特徴とする請求項37に記載のIL−2類似体。 39.ヘリックスFの前記少なくとも1つのアミノ酸が、αヘリックス構造に対 して優先性を有する前記置換アミノ酸によって置換されていることを特徴とする 請求項37に記載のIL−2類似体。 40.前記置換アミノ酸がGlu、Met、Ala、Leu、Lys、Phe、 Cln、Trp、Ile、Val、Asp及びHisから成るグループから選択 されることを特徴とする請求項37に記載のIL−2類似体。 41.天然IL−2の生物学的特性を1つ以上有し、ヘリックスA、B′、C、 D及び/またはEの少なくとも1つの出発アミノ酸及び/またはヘリックスB及 び/またはFの少なくとも2つの出発アミノ酸が置換アミノ酸によって置換され 、前記置換アミノ酸の各々は、該置換アミノ酸によって置換される出発アミノ酸 よりもαヘリックス構造に対して優先性を有しており、前記置換アミノ酸の各々 は、該置換アミノ酸を含有する各ヘリックスの両親媒性を変性することを特徴と する宿主細胞による人工遺伝子の発現産物であるIL−2類似体。 42.出発アミノ酸が親水性のとき、置換アミノ酸はMet、Leu、Phe、 Trp、Ile及びValから成るグループから選択され、出発アミノ酸が疎水 性のとき、置換アミノ酸はGlu、Ala、Lys、Gln、Asp及びHis から成るグループから選択されることを特徴とする請求項41に記載のIL−2 類似体。 43.IL−2レセプターと結合し得、ヘリックスA、B、B′及びEの少なく とも1つを含み、ヘリックスC、D及びFを含まないことを特徴とする宿主細胞 による人工遺伝子の発現産物であるペプチド。 44.ヘリックスA、B、B′及びEの少なくとも1つの出発アミノ酸が、αヘ リックス構造に対して該アミノ酸よりも優先性を有する置換アミノ酸によって置 換されていることを特徴とする請求項43に記載のペプチド。 45.有効量の請求項1に記載のポリペプチドと、製薬上許容される希釈剤、ア ジュバントまたは担体とを含むことを特徴とする医薬組成物。
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