JPH09500265A - キセノニンとしてデザインされたペプチドファミリー - Google Patents
キセノニンとしてデザインされたペプチドファミリーInfo
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Abstract
(57)【要約】
キセノニン(xenonin)としてデザインされたペプチドファミリーであって、対応するメンバーが、アフリカツメガエルの皮膚から分泌される物質から単離でき、大きな薬理学的特性を有しているペプチドファミリー。
Description
【発明の詳細な説明】
キセノニンとしてデザインされたペプチドファミリー
本発明は、キセノキシン(xenoxin)として知られるペプチドファミリ
ー、ペプチドファミリーの一部(member)並びにそれらの製造方法及び対
応するDNA配列に関する。本発明は、前記キセノキシンを含有する薬学的組成
物、並びにそれらを含有するまたは抗キセノキシン抗体を含有する診断キットに
も関する。
様々な生物学的機能を有する多数のペプチドが既に両生類の皮膚または皮膚分
泌物から単離されている(ブイ.エルスパーマー及びピー.メルチオッリ(V.
Erspamer and P.Melchiorri),Neuroendo
crine Perspectives,イー.イー.ミュラー及びマクレオド
編(E.E.Muller and McLeod,Eds.),(Elsev
ier Science Publishers B.V.) 2,(1983
),p 37;シー.エル.ベビンスら(C.L.Bevins et al.
);Ann.Rev.Biochem.59;(1990);p 395)。最
初に、これらペプチドのいくつかがホ乳動物のホルモン及び神経伝達物質と非常
に似ている
または同一でさえあるということが見出された(ブイ.エルスパーマーら(V.
Erspamer et al.),Trends Pharmacol.Sc
i.1,(1980),p 391)。
従って、カエルの皮膚及び皮膚分泌物は、有利な薬理学的または抗生物質の性
質を有するペプチドの供給源となるように保たれる。特に、アフリカ原産のカエ
ルであるアフリカツメガエル(Xenopus laevis)の皮膚は、種々
のペプチドを大きな濃度で含有する。
アフリカツメガエルの腺及び皮膚から分泌される物質中に見出されるこれらペ
プチドにより行われるであろう生物学的役割は、一部しか知られていない。一方
では、分泌物は、分泌される物質が捕食者にとって有毒であるように見えるので
保護的機能を有するかもしれない。もう一方で、分泌される物質は、バクテリア
及び菌の成長を制限し、カエルの湿った皮膚上で抗生物質としてまたは傷が癒着
する間闘争感染(combat infections)としてふるまうかもし
れないペプチドを含有する。
これら抗生物質ペプチドは、通常21〜26のアミノ酸を含有し、塩基性であ
りチロシンがない。異なる抗生物質ペプチドのアミノ酸配列の同一性は、しばし
ば非常
に限られている。対照的に、これらペプチドは、共通してそれらの両親媒性のα
−ヘリックス構造を有する。約20アミノ酸のシグナル配列に関して、アミノ酸
配列の同一性は、わずか55%である。しかし、保存されたセグメントが、異な
る抗生物質ペプチドのシグナル配列と共通であることがわかっている。さらに、
それらは普通の成熟化酵素の反応部位と考えられているN末端 Arg−Xaa
−Val−Arg 配列をすべて共にする。
アフリカツメガエルについて単離され、特定されたペプチドの他の例としては
、コレストキニン/ガストリンペプチドファミリーの一部であるセルレイン(c
aerulein)(アナスタシら(Anastasi et al.),Br
it.J.Pharmacol.38,(1970),p 221);スパスモ
リシン(spasmolysin)I及びII(ダブリュ.ホフマン(W.Hof
fmann),J.Biol.Chem.263(16),(1988),p
7686);甲状腺刺激ホルモン放出ペプチド(ケー.リヒターら(K.Ric
hter et al.),EMBO J.3(3),(1984),p 61
7)及びキセノプシン(ケー.アラキら(K.Araki et al.),C
hem.Pharmacol.Bull. 21(12),(1
973),p 2801)を挙げてもよい。これらペプチドの大部分は、特にホ
乳類由来の類似のペプチドを含有するペプチドファミリーの一部である。ボンベ
シン及びカシニンは、例えば、ホ乳類においてガストリン放出ペプチド及びサブ
スタンスK(substance K)を各々同定するための参照として用いら
れてきた(シー.エル.ベヴィンス(C.L.Bevins et al),上
記参照)。実際には、カエルの皮膚から分泌された物質は、大量のペプチドを含
有しているが、ホ乳類において類似のペプチドは、たいてい少量しか存在しない
。従って、カエルのペプチドは、有用なホ乳類のペプチドの同定の助けとなる。
本発明は、キセノキシンと命名されており、貴重な薬学的性質、特に、神経毒
性活性を示さないが貫膜イオンチャンネルの機能に影響する性質を有するペプチ
ドの新しいファミリーに関する。さらに、これらペプチドは、アクチビン(ac
tivin)の影響を破壊する有利な性質を有するだろうと考えられている。
さらに詳細には、本発明は:
a. 少なくとも8のシステイン(Cys)を含有し、該システインはCy
s1とCys3、Cys2とCys4、Cys5とCys6及びCys7とCys8
の組合せに従って4つのジスルフィド架橋を通して結合している;
b. Cys1のN−末端側に0〜3のアミノ酸、Cys1とCys2の間に
9〜14のアミノ酸、Cys2とCys3の間に3〜7のアミノ酸、Cys3とC
ys4の間に11〜18のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜6のアミノ酸
、Cys5とCys6の間に7〜15のアミノ酸、Cys6とCys7の間にはアミ
ノ酸はなく、Cys7とCys8の間に3〜5のアミノ酸及びCys8のC−末端
側に0〜10のアミノ酸を含有する;及び
c. 整合のあと、番号 SEQ ID NO:3の下に同定されるアミノ
酸配列の少なくとも40%のアミノ酸と同一性を示す
アミノ酸配列、またはこの配列から得られる断片(fragment)を含有することを
特徴とするキセノキシンに関する。
キセノキシンという用語は、記載された特徴を示す、小さな塩基性タンパクを
示す。
本発明の枠組みにおいては、システイン残基に対する
指数として現れる数は、N−からC−末端方向における前記キセノキシン中の他
のシステインとの相対的な位置を示している。従って、Cys1は、本発明に記
載のキセノキシン中のN−末端側上に現れる第一のシステインを示す。
本発明は、中間のペプチドにも関し、該ペプチドは、折りたたみ構造をとって
いないが、Cys1とCys3、Cys2とCys4、Cys5とCys6及びCys7
とCys8の組合せに従って4つのジスルフィド架橋を通して結合できる少なく
とも8のシステインを含有する。
従って、本発明は:
a. 少なくとも8のシステインを含有し、該システインは、ペプチドが折
りたたまれたコンフォメーションを採用するときCys1とCys3、Cys2と
Cys4、Cys5とCys6及びCys7とCys8の組合せに従って4つのジス
ルフィド架橋を通して結合している;
b. Cys1のN−末端側に0〜3のアミノ酸、Cys1とCys2の間に
9〜14のアミノ酸、Cys2とCys3の間に3〜7のアミノ酸、Cys3とC
ys4の間に11〜18のアミノ酸、Cys4
とCys5の間に1〜6のアミノ酸、Cys5とCys6の間に7〜15のアミノ
酸、Cys6とCys7の間にはアミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に3〜5
のアミノ酸及びCys8のC−末端側に0〜10のアミノ酸を含有する;及び
c. 整合のあと、番号 SEQ ID NO:3の下に特定されるアミノ
酸配列の少なくとも40%のアミノ酸と同一性を示す、
アミノ酸配列またはこの配列から得られる断片を含むことを特徴とする塩基性の
ペプチドに関する。
本発明の好ましいペプチドは、Cys1のN−末端側に二つのアミノ酸、Cy
s1とCys2の間に10〜13のアミノ酸、Cys2とCys3の間に4〜6のア
ミノ酸、Cys3とCys4の間に12〜17のアミノ酸、Cys4とCys5の間
に1〜5のアミノ酸、Cys5とCys6の間に8〜14のアミノ酸、Cys6と
Cys7の間にはアミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に4のアミノ酸及びC
ys8のC−末端側に2のアミノ酸を含有する。
本発明の好ましい他のペプチドは、整合のあと、番号 SEQ ID NO:
3の下に同定されるアミノ酸配列と少なくとも50%、特に好ましくは、少なく
とも6
0%及び有利には少なくとも70%の同一性を示す。
本発明に記載の特に好ましいペプチドは:
a. 少なくとも8システイン(Cys)を含有し、該システインはCys1
とCys3、Cys2とCys4、Cys5とCys6及びCys7とCys8の組合
せに従って4つのジスルフィド架橋を通して結合している;
b. Cys1のN−末端側に0〜3のアミノ酸、Cys1とCys2の間に
13のアミノ酸、Cys2とCys3の間に6のアミノ酸、Cys3とCys4の間
に12のアミノ酸、Cys4とCys5の間に5のアミノ酸、Cys5とCys6の
間に14のアミノ酸、Cys6とCys7の間にはアミノ酸はなく、Cys7とC
ys8の間に4のアミノ酸及びCys8のC−末端側に0〜10のアミノ酸;及び
c. 整合のあと、番号 SEQ ID NO:3の下に同定されるアミノ
酸配列と少なくとも80%、好ましくは90%の同一性を示す
アミノ酸配列を有することを特徴とするキセノキシンで
ある。
本発明に記載のペプチドは、有利には、42〜86アミノ酸、好ましくは51
〜75アミノ酸、特に好ましくは62〜75アミノ酸を含有する。
本発明は、66のアミノ酸のペプチドにも関し、該ペプチドは整合のあと、番
号 SEQ ID NO:3の下に同定されるアミノ酸配列と少なくとも80%
、好ましくは少なくとも90%、特に好ましくは少なくとも95%の同一性を示
す。
特に好ましいペプチドの例として、番号 SEQ ID NO:3の下に同定
されるキセノキシン−1、並びに番号 SEQ ID NO:4の下に同定され
るキセノキシン−2及び番号 SEQ ID NO:5の下に同定されるキセノ
キシン−3が挙げられる。
アミノ酸の同一性の程度を決定するために、システインは、SEQ ID N
O:3の下で示されるようなアミノ酸配列のシステインと同一の位置に存在する
ように、及び整合を最大限にするために挿入または欠失の最小の数が導入される
方法で整列される。システインを含む、同一の位置に存在する同一のアミノ酸は
、次いで同定される。アミノ酸の同一性は、パーセンテージで表され、以下の式
(1)に従って計算される:
(式中
nは、同一のアミノ酸の数、
66は、番号SEQ ID NO:3の下で示される配列のアミノ酸の数、
pは、導入された挿入または欠失の数)。
本発明に記載のペプチドは、薬学的に許容できる非毒性の酸との付加塩の形態
をとることができる。薬学的に許容できる酸の例としては、塩酸、硫酸、リン酸
等の無機酸及びスルホン酸及び例えば酢酸、乳酸、パルミチン酸、ステアリン酸
、マレイン酸、酒石酸、アスコルビン酸、クエン酸等のカルボン酸のような有機
酸が挙げられる。
本発明に記載のペプチドは、遊離のカルボキシル基を含有しているので塩基と
の付加塩の形態でもよい。薬学的に許容できる塩の例としては、ナトリウム、カ
リウム、カルシウムまたはマグネシウム塩及び第4級アンモニウム誘導体が挙げ
られる。
本発明のペプチドは、遊離のカルボキシル及びアミン基の両方を含有するので
、内部塩または付加塩及び内部塩の結合した形態を取り得る。
本発明に記載のキセノキシンファミリーは、両生類またはホ乳類の異なった種
由来のペプチドを含有する。両生類の例としては、カエル上目(su-per
order Salienta)、カエル、ヒキガエル、アオガエル等のような
無尾類(anurans);または、有尾目(order Caudata)、
サンショウウオ、イモリ等のような有尾類(urodeles);または代わり
として、裸ヘビ類(order Gymnophiona)、ウナギ、ウツボ等
のような無足類(apodals)に属する種を示してもよい。ホ乳類の、特に
マウス、ブタ、ヒト由来のキセノキシンを得ることも可能である。
本発明に記載のキセノキシンは、特に貫膜イオンチャンネルの機能との相互作
用及びアクチビンとの相互作用に基づくホ乳動物に共通の薬学的性質を有する。
異なるキセノキシンのアミノ酸の同一性は、異種間または対立遺伝子のダイバ
ージェンスにより変化する。変化は、しばしばペプチドの骨格構造を保存させ得
る同類置換を有する。従って、好ましくは、本発明に記載のキセノキシンにおい
て、相同位置における置換は、SEQ ID NO:3の下で示される配列と比
べて、その疎水性、荷電または空間的性質に関して同等の機能性を有
するアミノ酸によって起こる。例えば、アラニン、イソロイシン、ロイシン、メ
チオニン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン及びバリンの間の疎水
性アミノ酸の群から;アスパラギン、システイン、グルタミン、グリシン、セリ
ン、スレオニン及びチロシンの非荷電極性アミノ酸の群から;アルギニン、ヒス
チジン及びリシンの正に帯電したアミノ酸から;アスパラギン酸及びグルタミン
酸の負に帯電したアミノ酸から;及びアラニン、グリシン及びセリンの同等な空
間のアミノ酸の群から選択が行われる。
ペプチドのシステイン間のジスルフィド架橋形成のような翻訳後修飾は、キセ
ノキシンの折りたたみ構造を安定化させ、その結果それらの薬理学的活性を用い
ることができる。
異なるスルフィド架橋は、ランダム型では形成しない。アミノ酸配列がコイル
できるとき、連結するジスルフィド基は、折りたたまれたペプチドにおいて二つ
の隣り合うシステインに由来するものである。この理由のために、ペプチド骨格
の構造は、ジスルフィド架橋の位置によって記載されてもよい。このために、折
りたたまれたペプチドにおいてシステインの間に形成される結合は記載され、ペ
プチドの一次配列における異なった連続するシス
テイン間のアミノ酸の数の指示が与えられる。
ゆえに、特にペプチド骨格に関して及びアミノ酸の同一性に関して同じファミ
リーのペプチド間に二つの側面の構造の類似性が存在する。従って、同じファミ
リーの二つのペプチドを比べると、顕著な不同(disparity)をもつア
ミノ酸配列を有すること、アミノ酸の同一性でさえ40%であることが見出され
るかもしれない。対照的に、ジスルフィド架橋の形成に関与するシステインの位
置の同一性は、著しい。
本発明に記載のキセノキシンは、完全な形態または断片の形態において、それ
らの活性を促進する為に、または例えば遅効性(retard)又は保護形態の
ような有利な治療上の性質をそれに授けるよう意図された、さらに複雑な化学的
または物理化学的構造に誘導されてもよい。
本発明は、例えば非グリコシル化された非修飾のキセノキシンにも関する。し
かし、保護の範囲は、例えばグリコシル化されたまたは脱グリコシル化された生
成物若しくはポリエチレングリコールで修飾された生成物のような修飾されたキ
セノキシンも含む。
本発明に記載のキセノキシンは、以下の方法に従って単離されてもよい。
a. カエルの皮膚から分泌された物質は、硫酸アンモニウムまたは同等
の沈殿剤を用いた沈殿により画分に分けられ、
b. 硫酸アンモニウムにより30%から70%の間の飽和、好ましくは
30%から60%の間、または同等の条件下において形成する沈殿は、ゲル浸透
クロマトグラフィーに供され、そして
c. 遅く溶出するペプチド画分が収集される。
そのように望むのであれば、それにより得られたキセノキシンの混合物は、特
にカチオン交換HPLC、次いで逆相HPLCによって精製されてもよい。
本発明の好ましい特徴によると、カエルの皮膚から分泌される物質は、アフリ
カツメガエル由来のものである。
本発明に記載の方法によると、ペプチド画分は、硫酸アンモニウムによって有
利に沈殿される。しかしながら、ポリエチレングリコール、エタノールまたは硫
酸ナトリウムのような他の沈殿剤を使用してもよい。当業者は、一方ではタンパ
クを含まず、もう一方では分子量10kDa、好ましくは8kDa以下のペプチ
ドの無い沈殿を
得るために必要とされる沈殿剤の飽和範囲を選択する。
通常、ゲル浸透クロマトグラフィーは、分子がそれらの分子サイズによって分
離されることを可能にする。本発明に記載の方法において、このクロマトグラフ
ィーは、問題のペプチドから全ての大きな分子サイズの分子を除去し、カラムか
ら遅く溶出する画分のみを収集することを可能にする。
結果として、10kDaより大きい分画範囲を有する浸透ゲルの全てのタイプ
が用いられてもよい。市場においては、このようなタイプのゲルは、例えばセフ
ァクリル(Sephacryl) S200(Pharmacia)、セファデ
ックス(Sephadex)(pharmacia)、フラクトゲル(Frac
togel)(Merck)またはトーヨーパール(Toyopearl)(T
oso Haas)という名称で入手可能である。
本発明に記載のペプチドを当業者に公知の合成方法によって化学的に合成する
こともできる。参照として、イー.ベイヤー(E.Bayer),Angew.
Chem.Int.Ed.Engl.30,(1991),P113が挙げられ
るであろう。
本発明は、それらが由来する天然の細胞系以外の細胞
系におけるキセノキシンの発現にも関する。
このために、本発明は、前記キセノキシンをコードする単離されたDNA配列
、並びに所望の細胞中でそれらの発現を提供する前記配列の発現のためのカセッ
トにも関する。
単離されたDNAフラグメントは、それが由来する生物体の発現をコントロー
ルする天然の領域のセットとはもはや関係しないDNAを意味すると理解され、
すなわち、以下に述べる実施例の場合は、アフリカツメガエルに由来する。
本発明に記載のペプチドをコードする配列を含む単離されたDNA配列中、S
EQ ID NO:1の番号の下の配列同定表に記録され、より詳しくは、位置
39〜290のSEQ ID NO:1の部分及び位置93〜290のSEQ
ID NO:1の部分のDNAについて特別に記載される。
本発明は、本発明に記載のペプチドをコードする前記DNA配列の発現のため
のカセットに関する。
そのような発現カセットは、特に、分離されたDNAフラグメントを含有し、
該フラグメントは、問題となっている宿主細胞中で、転写及び翻訳をさせる要素
の制御下におかれる。
これら制御要素は、本質的に翻訳開始及び終末コドンと共に、好適な転写プロ
モーターである。いくつかの場合、転写ターミネーター及びシグナルペプチドま
たはプレ配列、任意にプロ配列が続く、を加えることも有利である。最も特別に
は真核細胞、特にサッカロマイセスセレビシアエ(Saccharomyces
cerevisiae)のような特に酵母中で機能的な、フォルミア テラノ
ヴァエ(Phormia Terranovae)デフェンシン A(defe
nsin A)のプロ配列が好ましい。
本発明は、本発明に記載のDNAフラグメントを含有する発現カセットによっ
て形質転換された細胞にも関する。該発現カセットは、細胞のゲノムに組み込ま
れるか、若しくは例えばプラスミドまたはウィルスベクターのような適当な発現
ベクターによって運ばれる。
本発明は、特にベクターがウィルスまたは合成ベクター(例えばリポソームの
ような脂質混合物)の場合、ヒトまたは動物中に in situ でキセノキ
シンを生成するために投与され得る発現ベクターの使用にも関する。
最後に、本発明は、本発明に記載のペプチドの製造方法に関し、該方法は、本
発明に記載の形質転換された細
胞を培養すること、及び前記ペプチドを培養物より収集することにある。
外来の遺伝子を原核または真核宿主細胞にクローニングさせること及びそれの
そこでの発現を許容する技術は、当業者に公知である。該技術は、他のベクター
及び他の宿主細胞が用いられてもよいという理解の下、以下の実施例において説
明されるであろう。当業者は、全く明らかに、そこでDNAフラグメントを発現
するよう望まれる宿主に従って、及び発現カセットが挿入されるべきベクターに
従って適当な転写プロモーターを選ぶことができる。
本発明に記載のペプチドの好ましい製造方法によると、単離されたDNAフラ
グメントは、合成されたペプチドの培養培地中への分泌を許容し、ジスルフィド
架橋の形成を生じることを可能にする宿主細胞中で発現される。例えば、E.c
oliのような原核生物の、サッカロマイセスセルビシアエ(Saccharo
myces cerevisiae)のような下等真核生物若しくはヒトまたは
動物または植物のような高等真核細胞生物の宿主細胞が挙げられる。
本発明に記載のペプチドを宿主細胞の分泌系に向けるために、ペプチドの前駆
体をコードする発現カセットで
準備がなされる。該前駆体は、本質的に成熟形態の本発明に記載のペプチド、及
びそのNH2−末端へのペプチド結合を介して結合したシグナルペプチドを含有
する。シグナルペプチドは、通常主に疎水性で、分泌を促進する機能を有するア
ミノ酸配列を含む。輸送の工程中、該シグナルペプチドは、酵素、シグナルペプ
チダーゼにより開裂されるであろう。培養培地中に、または宿主ペリプラスム中
に分泌される分子は、従って成熟ペプチドである。
好ましく使用されるシグナルペプチドは、効果的に分泌される生成物をコード
すると知られている遺伝子に由来する。例えば、SUC2 ペリプラズムインベ
ルターゼ(アール.エー.スミスら(R.A.Smith et al.),S
cience 229,(1985),p 1219;シー.エヌ.チャンら(
C.N.Chang et al.),Mol.Cell.Biol.6,(1
986),p 1812)のシグナルペプチド、並びにクルイベロマイセス ラ
クティス(Kluyveromyces lactis)の“キラー(kill
er)”トキシンシグナルペプチド(シー.バルダジら(C.Baldazi
et al.),EMBO J.6,(1987),p 229)、またはサッ
カロマイ
セスセレビシアエ(エム.トクナガら(M.Tokunaga et al.)
,Nucleic Acids Res.16,(1988),p -7499
)、の“キラー”毒素シグナルペプチドが挙げられる。しかし、基準として、サ
ッカロマイセス セレビシアエ(ティー.アキシュテッターら(T.Achst
etter et al.),Gene 110,(1992)p 25)由来
で、以下の実施例で用いられるBGL2遺伝子のシグナルペプチドは、極めて良
い結果を得ることが可能である。さらに、キセノキシンの天然のシグナルペプチ
ドが使用されてもよい。
いくつかの場合、得られるペプチドは、正しい構造を示さないかもしれず;例
えばpH条件及び尿素を用いる、溶解及び再生を必然的に伴う化学的方法による
その再配列を行うことが次に必要となるかもしれない。
本発明は、公知の方法により得ることができる抗キセノキシンモノクローナル
またはポリクローナル抗体、並びに治療及びヒトまたは動物のキセノキシンを同
定または定量する診断分野の両方におけるそれらの応用にも関する。用いる技術
の選択は、幅広く、当業者の能力の範囲内である。ELISA、標識または代わ
りとして蛍光技術法が特に挙げられる。
従って本発明は、キセノキシンまたは対応する抗体を用いる診断キットにも関
する。
本発明に記載のペプチドは、神経毒性活性を有さず、貫膜イオンチャンネル及
びアクチビンの機能に影響できるそれらの性質ゆえに、ホ乳類において、特にヒ
トにおいて治療的な応用を有する。
従って、本発明は:
− 活性剤として少なくとも一つの本発明に記載のペプチドを含有する薬
学的組成物;
− 本発明に記載のペプチドの治療的使用;
に関する。
本発明の薬学的組成物は、特に、例えば、高血圧又は低血圧による心臓の不整
脈(cardiac arrhythmias)、膵嚢胞性繊維炎(cystic fibrosis)の名前でより知ら
れている膵臓の膵臓線維症(mucoviscidosis)のような遺伝子起源の線維嚢胞病(f
ibrocystic diseases)、妊娠中のヒト絨毛性ゴナドトロピンの平衡異常に関連す
る障害、ホルモン類FSH、STH及びACTH(英語でそれぞれ、濾胞刺激ホ
ルモン(follicle stimulating hormone)、成長ホルモン(somatotropic hormo
ne)及び副腎皮質ホルモン(adrenocorticotropic hormone))の分泌における
平衡異常による障害等の疾患の予防又は治癒的な処置に関し、本発明の薬学的組
成物は、赤血球生成を調節することもできる。
本発明のペプチドを含む薬学的組成物は、その最終的な目的に最も適した経路
、特に、経口、非経口(parenteral)又は直腸投与によって投与しても良い。
経口投与に使用できる薬学的組成物は、例えば、(被覆又はその他の)錠剤、
丸剤、糖衣錠、ゼラチンカプセル、水剤、シロップ剤等の形態で固体又は液体と
することができる。
同様に、非経口投与において使用できる組成物は、このタイプの投与において
知られている薬学的投与形態である、とりわけ筋肉注射、血管内、腹膜内又は皮
下注射又は皮膚の或いは経粘膜(transmucosal)適用に適した、例えば、スプレ
ー、軟膏などによる、例えば、水性又は油性溶液、懸濁液、エマルジョンなどで
ある。
直腸投与においては、本発明の化合物を含む組成物は、一般に、坐剤の形態を
とる。
本発明の化合物は、また、過度に速く該ペプチドが分解するのを防ぐために、
放出を調節された形態(controlled-release form)及び採用した投与経路に従
って適当な保護形態で製造されてもよい。
注射可能な溶液、注射可能な懸濁液、錠剤、滴剤、坐剤等の薬学的投与形態は
、薬剤師によって一般に使用されている方法に従って調製される。該薬学的投与
形態は、活性のあるペプチドを徐々に送達することができる組成物も包含する。
本発明の化合物は、薬学的に許容される、毒性のない固体又は液体の賦形剤、及
び適当であれば、分散剤、崩壊剤、安定化剤等を混合する。例えば、甘味剤、着
色剤等をそこに加えても良い。薬学的組成物中における活性物質の割合は、患者
及び投与方法に依存して、特に投与の頻度に従って、非常に広い範囲で変更する
ことができる。
以下の実施例は、本発明を限定することなく本発明を例示するものであり、図
1から4はそこに引用されるものである。
図1は、2種の異なった精製段階でのクマシーブルー染色されたSDS−PA
GEを示す。(1)セファクリル(Sephacryl)S−300でのゲル浸透クロマ
トグラフィー後集められたペプチド両分、(2)分子量マーカー、下から上にか
けてリゾチーム(14300)、トリプシンインヒビター(21500)、炭酸脱水素酵素
(30000)、オボアルブミン(46000)、ウシ血清アルブミン(69000)、ホスホ
リラーゼb(92500)及びミオシン(200000)、(3)
以下の実施例1に記載の陽イオン交換及び逆相HPLCで精製されたキセノキシ
ン−1(xenoxin-1)。
図2は、以下に記載の実施例1の条件下、硫酸アンモニウム沈殿とそれに続く
ゲル浸透クロマトグラフィーによって得られた、アフリカツメガエル(Xenopus
laevis)の皮膚分泌物由来のペプチド画分の陽イオン交換HPLC後に得られる
溶出グラフを示す。キセノキシン−1、キセノキシン−3及びキセノキシン−2
を含む画分を連続した矢印で示す。
図3Aは、(a)キセノキシン−1と、(b)一つ目の(one-eyed)コブラで
あるナジャ ナジャ カオウティア(Naja naja kaouthia)、ナジャ ナジャ
シアメンシス(Naja naja siamensis)由来の細胞毒素(エス.イノウエら(S
. Inoue et al.)、FEBS Lett.218(1987)、17頁)及
び(c)黄色の唇の海のコブラ(yellow-lipped sea krait)であるラティカウ
ダ コルブリナ(Laticauda colubrina)の短い神経毒素d(エヌ.タミヤら(N
.Tamiya et al.)、トキシコン(Toxicon)(Suppl.3)、(1983)、445頁)との整合
(alignment)を示す。空所(−)を導入し、ジスルフィド架橋を示す。
図3Bは、キセノキシン類、細胞毒素類及び短い神経
毒素類、それぞれの3種のペプチドファミリーにおける一次配列(primary sequ
ences)中の連続したシステイン間のアミノ酸の数を示す。
図4は、キセノキシン−1とヒトアクチビン(activin)受容体の116残基
のN’−末端結合部位の27アミノ酸との整合を示す。
実施例1:キセノキシン類の精製及び特徴
1.1 キセノキシン類の単離及び精製
アフリカツメガエル(Xenopus laevis)(ヘルペトロジック インスティテュ
ート(Herpetologic Institute)、デローバー(DeRover)、オランダ)を、通気さ
れた飼槽中でアフリカタケネズミ(ground pig)の肝臓と共に飼育する。3週間
ごとに、該動物を緩和な電気ショック(15V)にかけ、皮膚分泌物を、シー.
モレイ(C.Mollay)ら、Eur.J.Biochem.,160,(1986),31頁)に記載の
方法に従って、0.9%NaCl溶液中に集める。このように抽出された粘液を
、等量のn−ブタノールで2回連続して抽出にかける。不溶性の両分を15,000rp
m(ソルヴァル(Sorvall) RC-5B、SS34ローター)、15分間の遠心分離によって
除去する。その後、硫酸アンモニウムを上清に加え、30%〜60%飽和で沈殿
した物質を回収する。この沈殿物を50mM酢酸アンモニウム、
pH5.0に溶解、透析後、同バッファーで平衡化されたセファクリル(Sephacryl
)S−300カラム(2.7cm × 120cm ファルマシア(Pharmacia))を用いる
ゲル浸透クロマトグラフィーにかける。ペプチド画分を280nmで検出し、ブロー
ドのピークの形で遅く溶出する。この遅れる画分のみ集め、凍結乾燥する。
10kDaより大きな分子量の分子が排除されていることを証明するために、
クマシーブルー染色されたSDS−PAGEを行う(図1参照)。
凍結乾燥したペプチド画分を、5%アセトニトリルを含む20mM酢酸アンモ
ニウムpH4.6 50ml中に溶解させ、15,000rpm(ソルヴァル RC-5B、SS
34ローター)、15分間遠心分離する。上清を0.22μmミレックス(Millex
)GVフィルター(filter)(ミリポア(Millipore))を通すことによって濾過し
、5mlのアリコット(aliquots)として−80℃で凍結する。
その溶液の5mlアリコットを、90mlのCE1バッファー(リン酸を用い
てpH3.0に調整した、25%アセトニトリルを含む5mM 1塩基性のリン酸
カリウム)で希釈する。該溶液の伝導率を、CE1バッファーを用いて8mSに
調整し、必要ならば、そのpHをリン酸を用いて3.0に調整する。それによっ
て得られる溶液を、
3種のアリコットに分割し、続いて、以下のような条件で、215nmでのUV
検出による陽イオン交換HPLC(高速液体クロマトグラフィー)による分離に
かける:
−アリコットを、HPLCカラム(ポリ−スルホエチルアスパルタミド(po
ly-sulfoethyl aspartamide)SCX;9.4mm × 200mm;ザ ネクストグルー
プ(The Next Group))上に、流速1.6ml/分でのせ、;
−カラムをCE1バッファーで、215nmでのベースラインが安定化する
まで洗浄し、
−CE2バッファー(600mM塩化カリウムを含むCE1バッファー)の
0〜100%グラジエント(gradient)を40分間かけて適用し、吸着された物
質を溶出し、1.6mlの画分に手動で集め;
−カラムを10分間CE2バッファーで洗浄し;
−100%CE2バッファー〜100%CE1バッファーのグラジエントを
5分間かけて適用し;及び
−カラムを15分間CE1バッファーで洗浄する。
それぞれ、33.3〜35.5分後の362と392
mM 塩化カリウムの間で溶出されるキセノキシン−1、キセノキシン−3(3
98〜415mM、35.9〜37.1分)及びキセノキシン−2(415〜4
35mM、37.1〜38.6分)が、得られ、それぞれ、図2中のグラフ上連
続した矢印で示す。
その後、205nmのUV検出での逆相HPLC(ヒューレット パッカード
(Hewlett Packard)1090A)での分離段階を行う。この結果、陽イオン交
換HPLCクロマトグラフィーから出てくる各々の画分を、RP1バッファー(
0.10%(v/v)トリフルオロ酢酸(TFA)を含むミリポア反応水調製システム
によって脱イオン化された水(ミリQ水(Milli Q water))で、流速1.5m
l/分で平衡化されたヴイダック(Vydac)C18HPLCカラム上(10mm × 2
50mm;ヴイダックセパレーショングループ(Vydac Separation Group))に直接
のせる。
それぞれ、のせられた画分において、キセノキシン類を以下の手法によってカ
ラムから溶出する。
−カラムを再安定化させるために100%RP1バッファーを5分間;
−100%RP1バッファー〜71.4%RP2バッファー(ミリQ水/ア
セトニトリル/TFAが30:70:0.10 (v/v/v))グラジエントを100分間
かけて適用する;
−カラムを71.4%RP2バッファーで10分間洗浄する;
−71.4%RP2バッファー〜100%RP1バッファーグラジエントを
5分間かけて適用し、及び
−カラムを100%RP1バッファーで15分間洗浄する。
画分を手動で集め、脱塩し精製されたキセノキシン類をスピードヴァックコン
セントレーター(Speed Vac Concentrator)(サヴァント(Savant))を用いて濃
縮し、−20℃で貯蔵する。
それによって、150匹のアフリカツメガエルからの皮膚分泌物1等量(equi
valent)から、800μgのキセノキシン−1、650μgのキセノキシン−2
及び200μgのキセノキシン−3を得る。
1.2 キセノキシン類の特徴(characterization)
1.2.1 還元及びアルキル化
実施例1.1に従って精製し、濃縮したキセノキシン類50μgを、アルキル
化バッファー(250mM トリス−HCl、pH8.5;6M塩化グアニジニ
ウム(guanidinium chloride);1mM EDTA)中に、25
0μg/mlの濃度になるように溶解し、ボルテックスミキサー(vortex mixer
)でホモジナイズし、5分間超音波処理を行う。その後、5μlの20:80(
v/v)のβ−メルカプトエタノールのミリQ水液を加え、その混合物を、アルゴ
ン下に置き37℃で放置する。2時間後、10μlの4−ビニルピリジン(4V
P;ヤンセン(Janssen))を加え、該混合物を再度アルゴン下に置き、室温に放
置する。2時間後、反応混合物を凍結し、消化又は脱塩に使用するまで−20℃
に保存する。
1.2.2 クロストリパイン(CL)、トリプシン(T)又は臭化シアン(C
NBr)消化
クロストリパイン(シグマ(Sigma))を、CLバッファー(100mM トリ
ス−HCl pH7.5;1mM 二塩化カルシウム、2.5mM DTT)中
、1mg/mlの濃度で、37℃で、2時間活性化する。実施例1.1に従って
製造された(実施例1.2.1に従って4VPでのアルキル化又はアルキル化さ
れていない)キセノキシン12μgを、CLバッファー中、150μg/mlの
濃度及びプロテアーゼ/基質重量比が1:10で、37℃、16時間インキュベ
ートする。その後8μlの氷酢酸及び70μlのRP1バッファー(上述)を添
加する。それによって得られる溶液を用いて、以下の
実施例1.2.3に記載するような逆相HPLCクロマトグラフィーによってペ
プチドマップを決定する。
トリプシン(1mM HCl中1mg/ml)(ベーリンガー(Boehringer))
を、TRバッファー(100mM N−エチルモルホリン−HCl pH8.3
、0.1mM 二塩化カルシウム)にて10倍に希釈する。実施例1.1に従っ
て製造された(4VPでのアルキル化又はアルキル化されていない)キセノキシ
ン25μgを、TRバッファー中240μg/mlの濃度及びプロテアーゼ/基
質重量比が1:5〜1:100の間で、37℃、16時間インキュベートする。
その後、2μlの純粋なTFAバッファー及び100μlのRP1バッファーを
加え、それによって得られる溶液を用いて、実施例1.2.3に記載するような
逆相HPLCクロマトグラフィーによってペプチドマップを決定する。
70%蟻酸中CNBr(ピアス(Pierce))を1%(重量/容量)含む溶液40
μlを、実施例1.1に従って製造された(4VPでアルキル化又はアルキル化
されていない)キセノキシン25μgに加える。300μlのミリQ水を加えた
後、反応を16時間続行する。反応混合物をスピードヴァックコンセントレータ
ーを用いて乾燥させる。250μlのRP1バッファーを添加する。
それによって得られる溶液を用いて、実施例1.2.3に記載するような逆相H
PLCクロマトグラフィーによってペプチドマップを決定する。
1.2.3 逆相HPLCクロマトグラフィーによるペプチドマップの決定
ペプチドマッピングを、205nmでのUV検出にてHPLC 1090A
ユニット(unit)(ヒューレットパッカード)を用いて逆相HPLCクロマトグ
ラフィーによって行う。
完全なキセノキシン分子、その蛋白質分解断片及び4VPでアルキル化された
それら相当物を、10mM TFAを含む10:90(v/v)アセトニトリル/ミリQ水
で平衡化されたスーパースファー(Superspher)100C18HPLCカラム(4m
m × 125mm;メルク(Merck))上に、流速1ml/分でのせる。その後ペプチ
ドを以下のプロトコールに従って溶出する:
−カラムを10mM TFAを含む10:90(v/v)アセトニトリル/ミリQ水で
15分間洗浄し;及び
−10mM TFAを含む50:50(v/v)アセトニトリル/ミリQ水への直線グ
ラジエントを40分かけて適用する。
溶出画分を手動で集め、スピードヴァックコンセント
レーターを用いて濃縮する。
観察された保持時間を、以下の表I、II及びIII中に記録する。
1.2.4 アミノ酸配列の決定
実施例1.2.3に従って得られるペプチドを、80%蟻酸溶液中で溶解させ
、N−末端配列の決定を、HPLCフェニルチオカルバミックアミノ酸(phenyl-
thiocarbamic amino acid)分析器に結合したタイプ477Aプロテインシークエ
ンサー(アプライド バイオシステムズインコーポレーティッド(Applied Biosy
stems Inc.))を用いて、標準的な手法に従って行う。シークエンシングの結果
を以下の表I、II及びIII中に示す。
1.2.5 質量分析
質量分析測定を、VC Bio Tech BioQ型質量分析計(ブイシー
バイオテック リミテッド(VC Biotech Ltd.))を用いたE
SMS(電界噴霧質量分析法(electrospray mass spec
trometry))により行う。用いたプロトコールは、当業者に知られ、例
えば、エイ.バン ドルセラーら(A.Van Dorsselaer et
al.),Biomed.Environ,Mass Spectrom,19
,(1990),p692に記録されている。計算上の分子量を、以下に示した
C、H、N、OおよびS元素の原子量の値すなわち、C=12.011,H=1
.0079,N=14.0067,O=15.9994およびS=32.06に
基づいた平均値として得る。
結果を下の表IVに示す。
実施例2:キセノキシン類をコードする相補的DNAのクローニング
以下の実施例において詳述していない核酸操作及び分子クローニングの一般的
手法に関しての詳細は、マニアティスら(Maniatis et al.)に
よる研究(Laboratory Manual,Cold Spring H
arbor Laboratory Press,Cold Spring H
arbor,NY(1989))が参照されよう。
2.1.オリゴヌクレオチドプライマーの合成
ABI 380B オリゴヌクレオチドシンセサイザー(アプライド バイオ
システムズ インコーポレーティッド(Applied Biosystems
Inc.))を用いて、製造業者推奨の標準的な手順に従い以下のオリゴヌク
レオチドを0.2μmol合成する。縮重塩基を国際生化学連合(IUB)の1
文字表記法に従い表す;Iはイノシンに対応する。
OTG3278(5’−ATGTCGACCARGARTGYGCIAARG
ARGA−3’)、すなわち引き続くサブクローニング(SEQ ID NO:
26)
を容易にするために5’末端のSalI制限部位の付加を伴ったQ−E−C−A
−K−E−Dセンス鎖;および OTG3279(5’−ATAAGCTTCA
CATRTTICCYTCRCARCA−3’)、すなわち引き続くサブクロー
ニング(SEQ ID NO:27)を容易にするために5’末端のHindII
I部位の付加を伴ったC−C−E−G−N−M−Cアンチセンス鎖。
脱保護後、オリゴヌクレオチドを、pH6.9,100mM酢酸/トリエチル
アミン存在下で20%乃至30%アセトニトリルグラジエントを用いμ−ボンダ
パックC18(μ−Bodapak C18)(3.5mm×300mm;ウォータ
ーズ(Waters))上で精製した。オリゴヌクレオチドを、当業者によく知
られた標準的な条件に従い脱トリチル化し、230nm乃至340nmの紫外線
スペクトルにより定量する。
2.2.遺伝子増幅
アフリカツメガエル(Xenopus laevis)のメッセンジャーRN
Aを、ケー.リヒターら(K.Richter,et al),J.Biol.
Chem.261,(1986),p3676中に記述されている方法に従い得
た後、縮重プライマーにより開始される逆
転写を行う。このようにして、増幅の際に鋳型となるcDNAを得る。PCR(
ポリメラーゼ連鎖反応)による遺伝子増幅の段階を、実施例2.1に従って合成
したオリゴヌクレオチドであるOTG3278(センス鎖)及びOTG3279
(アンチセンス鎖)を250ng、さらに10mMのトリス−HCl, pH8
.3、10mMの塩化カリウム、1.6mMの塩化マグネシウム、1mMのDT
T、各々200μMのデオキシリボヌクレオシドトリフォスフェート(dATP
、dCTP、dGTP及びdTTP)(ファルマシア(Pharmacia))
及び2.5ユニットのアンプリタク(AmpliTaq)DNAポリメラーゼ(
パーキン エルマー シータス(Perkin Elmer Cetus))を
含む50μl中0.5μgのcDNAで実行する。
1ユニットを、30分のインキュベートの間に10nmolのDNAを合成でき
る酵素量とし、以下のプロトコールに従い30増幅サイクルを行う:
開始5サイクル:
− 93℃、1分間(最初のサイクルでは3分間)での変性;
− 50℃、2分間でのプライマーのハイブリッド形
成;
− 20秒につき1℃の温度上昇を伴い、72℃、30秒間で行う重合;
残り25サイクル:
− 93℃、1分間での変性;
− 60℃、1分間でのハイブリッド形成;および
− 72℃、45秒間での重合。
2.3.解析
5μlアリコートのPCR生産物は、アガロースゲル(1%)上の電気泳動で
約120塩基対の幅広いバンドを示す。
2.4.PCR cDNAのクローニング
残りのDNAを、制限酵素HindIII及びSalI(ギブコ−BRL(Gi
bco−BRL))を用いての消化に供し、低融解温度アガロース(シグマアガ
ロース タイプII(Sigma agarose type II))を用いてそ
のDNA断片を、その大きさに従い分離する。こうして分離されたDNAを精製
し、標準的な方法に従いM13バクテリオファージでクローン化する。
こうしてクローン化されたPCR cDNA断片を、アフリカツメガエル(Xe
nopus laevis)皮膚のcDNAライブラリーのスクリーニング用プ
ローブとして用いる。
2.5.アフリカツメガエル(Xenopus laevis)皮膚のcDNA
ライブラリーのスクリーニング 32Pでラベルされたプローブを、実施例2.4
.に従い調製されたクローンから、PCR cDNA断片PCR1を用いて調製
する。PCR1挿入断片の配列は、番号SEQ ID NO:28中に記載の配
列に示されている。PCR1を、ランダムプライマー法(random pri
mer method)(ベーリンガーマンハイム(Boehringer M
annheim))に従いα[32P]dATP(アメルシャム(Amersha
m))でラベルする。
スクリーニングのために、クヒラーら(Kuchler et al.),J
.Biol.Chem.265,(1990),p11731,に従い発現ベク
ターλgt11中に構築されたアフリカツメガエル皮膚のcDNAライブラリー
を用いる。約2×104プラークのファージを含んだディッシュを調製し、BA
85 ニトロセル
ロースフィルター(シュライハー&シール(Schle
その後、ブロットされたフィルターを、55℃で、2×SET(塩化ナトリウ
ム−EDTA−トリス−HCl)、10×デンハート溶液(Denhardt’
s solution)及び0.1%SDS中の32PでラベルされたPCR1プ
ローブでハイブリダイズする。
陽性のクローンを、続く二つのスクリーニングに用いる。
2.6.cDNAクローンの配列決定
陽性ファージのDNAを単離し、cDNA挿入断片を、標準的な方法に従いM
13TG130ベクターにサブクローニングする(キエニィら(Kieny e
t al.),Gene 26,(1983),p91)。
これらのcDNA挿入断片の配列決定を、サンガーらの酵素的方法(Sang
er et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,74,
(1977),p5463)に従いシークエナーゼキット(Sequenase
Kit)(ユーエス バイオケミカル コーポレーション(US Bioch
emical Corp.))を用いて行う。
462塩基対からなるcDNA断片を有する一つのクローンのヌクレオチド配
列を決定した。この配列は、番号SEQ ID NO:1に記載された配列中に
示され、84個のアミノ酸を含むプレーキセノキシン−1(pre−xenox
in−1)をコードするオープンリーディングフレーム(open readi
ng frame)を含む。cDNA配列から論理的に推理されるプレ−キセノ
キシン−1ペプチドは、ATGコドン(p39−41)でコード化された開始メ
チオニンから始まり、成熟キセノキシン−1配列の前にある18アミノ酸のシグ
ナルペプチドが続く。推測される成熟キセノキシン−1のアミノ酸配列は、実施
例1.1に従い精製されるキセノキシン−1のエドマン分解により決定され番号
SEQ ID NO:3中で記載される配列に示した完全なアミノ酸配列と正確
に一致する。
ポリアデニル化シグナルAATAAAが、3’末端上流の12塩基対に生じる
。
2.7.ペプチド配列の解析
キセノキシンの配列を、DNAスターソフトウェア(DNA STAR so
ftware)のプロスキャン,バージョン6.0.(PROSCAN,Ver
.6.
0.)(DNAスターインコーポレーテッド(DNA STAR Inc))を
用い、SWISS−PROT/PIR/GBTRAN公開の24データバンクと
比較した。
この調査のみが、ペプチド骨格に関して構造的な類似性を有するペプチドファ
ミリーの同定が可能であるが、アミノ酸の同定に関しては可能ではない。図3A
に図示するように、細胞毒素(cytotoxin)ファミリーの代表的なもの
との同一性はわずか25.9%であり、短い神経毒素(neurotoxin)
との同一性はわずか21.3%であるが、ジスルフィド架橋の組合せ(arra
ngement)は同じである。システインを除くと、Asn5、Thr14及び
Asn71のみが3種のペプチドファミリーに保存される。細胞毒素や短い神経毒
素に共通のGly20、Pro50及びLys51は、キセノキシンと比較すると非同
類置換である。キセノキシンでは、Arg41及びGly42が欠如している。
システイン間のアミノ酸の数に関しては、図3Bが参照されよう。3つのファ
ミリーについて、その数は、N末端側からCys3まで及びCys6からC末端側
までは同等である。対照的にキセノキシンではCys3とCys4の間の残基数は
より小さく、Cys4とCys5の間およ
びCys5とCys6の間ではより大きい。
図4に図示するように、Cys4からCys8を含むキセノキシン(Cys37か
らAsn65、29残基)のC末端部分は、ヒトアクチビン受容体の27アミノ酸
(CyS85からAsn111)とアミノ酸の50%の同一性を占める。キセノキシ
ンのN末端側においては、システインに関してさえ配列同一性が見られない。
実施例3:組換えキセノキシンの調製
3.1.キセノキシン発現用ベクターの構築
本発明によるキセノキシンは、遺伝子工学技術によって、特にサッカロマイセ
スセレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae)酵母を
宿主細胞として用いて得られる。
この目的のため、93位の塩基から290位の塩基にわたり、バクテリオファ
ージM13TG131(エム.ピー.キエニィら(M.P.Kieny et
al.),Gene 26,(1983),p91)中でクローン化された番号
SEQ ID NO:1として同定される成熟キセノキシン−1をコードするD
NA断片を合成する。
サッカロマイセスセレビシアエによる合成及び分泌を
可能にするキセノキシン−1発現用プラスミドを、酵母による異種タンパク分泌
に有用なシグナルペプチドを記載した国際特許出願PCT/FR90/0030
6に従い構築する。
上記の国際特許出願の実施例1.E.に記載のバクテリオファージM13TG
3846の1045塩基対のSphI−SmaI断片を、SphI及びSmaI
で予め消化したベクターM13TG3869(同出願の実施例1.D.に記載)
へ導入する。こうしてM13TG4803ベクターを得、このベクターは以下の
ものを運ぶ:
− ATGコドンが次にくるMFα1遺伝子プロモーター、
− XII配列(PCT/FR/90/00306参照)、
− Lys−Argをコードするコドンが次にくるMFα1遺伝子の突然変異
”プロ”(”pro”)配列、
− rHV2Lys47をコードする配列。
rHV2Lys47をコードする配列をキセノキシン−1をコードする配列に
置換するために、HindIII部位を、MFα1遺伝子の突然変異”プロ”をコ
ードする
配列に、該国際出願の実施例3.B.に従って導入する。
キセノキシン−1をコードする配列を運ぶHindIII−BamHI断片を、
次にrHV2Lys47をコードする配列を除くためにHindIIIおよびBa
mHIで前処理したこのベクターに導入する。
M13TG4803のSphI−SalI断片を、キセノキシン−1発現用ベ
クターを得るため、SphIとSalI部位が開かれたプラスミドpTG382
3(国際出願の実施例1.B.参照)に導入する。キセノキシン−1発現用ベク
ターは、以下のものを含む:
− プロモーターの欠失を伴うURA3遺伝子配列(URA3−d)、
− ATGが次にくるMFα1遺伝子プロモーター、
− シグナルペプチドとしてのXII配列、
− Lys−Argをコードするコドンが次にくるMFα1遺伝子の突然変異
”プロ”配列、
− キセノキシン−1をコードする配列、
− 酵母PGKをコードする遺伝子の転写ターミネーター、
− 大腸菌(E.coli)中での複製および選択を可能にするpBR322
の断片、
− 酵母中での有糸***等分配(mitotic equipartiton
)および複製に必要な構造的要素を有する2μプラスミドの断片。
サッカロマイセスセレビシアエ株を形質転換し、当該株を既知条件下で培養す
る。
3.2.pTG8709の構築並びに培養培地へ分泌される成熟キセノキシン−
1の解析
5’末端にEagI部位及び3’末端にSalI部位を備えた成熟キセノキシ
ン−1をコードする配列をPCRで増幅する。M13TG4414あるいはpT
G4414(コルベら(Kolbe et al.),J.Biol.Chem
.,268,(1993)p.16458)を鋳型として用い、以下のプライマ
ーを用いた:
および
このようにして生成した断片を、M13TG8703を得るため、EagI及
びSalIで前消化したM13
TG9800に組込む。ベクターM13TG9800は、関心のあるタンパクの
発現に必要な要素を挿入されたM13TG131由来である。すなわち:
− ATGコドンが次にくるMFα1遺伝子プロモーター(イノクチら(In
okuchi et al.)、Mol.Cell.Biol.7(1987)
p.3185)、
− BGL2(β−グルカナーゼ2;クレブルとターナー(Klebl an
d Tanner),J.Bacteriol.,171(1989)p.62
59)プレ配列、
− その3’末端にEagI部位がサイレントに導入された(3’末端のLy
s−Arg残基をコードするコドンに先行するコドンを包含する)デフェンシン
A(defensin A)のプロ配列(ディマルクら(Dimarcq et
al.),EMBO J.9(1990)p.2507)。
− 関心のあるDNA配列挿入用制限部位。
M13TG8703から単離され成熟キセノキシン−1発現用カセットを運ぶ
SphI−SalI断片を、p
TG8709を得るため、pTG4812の同一の部位間に導入する。ベクター
pTG4812はpTG3828由来であるが、それに加えて2μ部分とpBR
322部分との接合部に挿入された酵母のKEX2遺伝子の発現用カセットを含
有する。
pTG8709をサッカロマイセスセレビシアエ株中で形質転換させる。TG
Y47.1(MATα,pra1,prb1,prc1,cps1,ura3−
delta5,leu2−3,leu2−112,his)及び後者由来である
がロイシン(Leu+)に原栄養性(prototrophy)を示すTGY7
3.4を例として述べることができる。
形質転換体TGY73.4/pTG8709を選択し、28℃で最小選択培地
(アミノ酸を除いた0.67%YNB(イーストニトロゲンベース(Yeast
Nitrogen Base))を含窒素塩基、1%カザアミノ酸、2%グル
コース及び2%バクトアガー(bactoagar))中で培養する。
培養60時間後、培養上清を、慣用技術に従いYM2メンブレンを用いた限外
濾過/遠心分離により濃縮する。濃縮物をポリアクリルアミドゲル上の変性電気
泳動(d
enaturing electrophoresis)(15.3%ポリアク
リルアミド)電気泳動にかける。タンパク質をPVDFメンブレン上に転移し、
予期される分子量(約7kDa)に対応した物質を、N末端アミノ酸の配列決定
に供する。
成熟キセノキシン−1と予期されるN末端配列に対応した配列を主要な成分と
して読みとる。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1995年7月21日
【補正内容】
請求の範囲
1.以下のアミノ酸配列を含むことを特徴とするペプチド又はその配列由来の断
片であって、そのアミノ酸配列が:
a.少なくとも8個のシステイン(Cys)を含有し、それらがCys1
とCys3、Cys2とCys4、Cys5とCys6及びCys7とCys8の組合
せによる、4個のジスルフィド架橋で結合し;
b.Cys1のN−末端側に0〜3個のアミノ酸、Cys1及びCys2の
間に9〜14個のアミノ酸、Cys2とCys3の間に3〜7個のアミノ酸、Cy
s3とCys4の間に11〜18個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜6個
のアミノ酸、Cys5とCys6の間に7〜15のアミノ酸、Cys6とCys7と
の間にはアミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に3〜5個のアミノ酸及びCy
s8のC−末端側に0〜10個のアミノ酸を含有し;及び
c.番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列と、整合後、少なくとも
40%のアミノ酸の同一性を示す、
ペプチド。
2.以下のアミノ酸配列を含むことを特徴とするペプチド又はその配列の断片で
あって、そのアミノ酸配列が:
a.少なくとも8個のシステインを含有し、該ペプチドがその折りたたま
れた構造を採用したときに、Cys1とCys3、Cys2とCys4、Cys5と
Cys6及びCys7とCys8の組合せによる、4個のジスルフィド架橋で結合
し;
b.Cys1のN−末端側に0〜3個のアミノ酸、Cys1及びCys2の
間に9〜14個のアミノ酸、Cys2とCys3の間に3〜7個のアミノ酸、Cy
s3とCys4の間に11〜18個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜6個
のアミノ酸、Cys5とCys6の間に7〜15のアミノ酸、Cys6とCys7と
の間にはアミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に3〜5個のアミノ酸及びCy
s8のC−末端側に0〜10個のアミノ酸を含有し;及び
c.番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列と、整合後、少なくとも
40%のアミノ酸の同一性を示す、
ペプチド。
3.請求項1又は2に記載のペプチドであって、該アミノ酸配列が、Cys1の
N−末端側に2個のアミノ酸、Cys1及びCys2の間に10〜13個のアミノ
酸、Cys2とCys3の間に4〜6個のアミノ酸、Cys3とCys4の間に12
〜17個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜5個のアミノ酸、Cys5と
Cys6の間に8〜14のアミノ酸、Cys6とCys7との間にはアミノ酸はな
く、Cys7とCys8の間に4個のアミノ酸及びCys8のC−末端側に2個の
アミノ酸を含有することを特徴とするペプチド。
4.請求項1から3のいずれかに記載のペプチドであって、該アミノ酸配列が、
番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ配列と、少なくとも50%、及び好ましく
は少なくとも60%のアミノ酸の同一性を示すことを特徴とするペプチド。
5.該アミノ酸の同一性が、少なくとも70%であることを特徴とする請求項4
に記載のペプチド。
6.請求項1又は2に記載のペプチドであって、該ペプチドが、Cys1のN−
末端側に0〜3個のアミノ酸、Cys1及びCys2の間に13個のアミノ酸、C
ys2とCys3の間に6個のアミノ酸、Cys3とCys4の間に12個のアミノ
酸、Cys4とCys5の間に5個のアミ
ノ酸、Cys5とCys6の間に14のアミノ酸、Cys6とCys7との間にはア
ミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に4個のアミノ酸及びCys8のC−末端
側に0〜10個のアミノ酸を含有し、番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配
列と、整合後、少なくとも80%、及び好ましくは90%のアミノ酸の同一性を
示すアミノ酸配列を包含することを特徴とするペプチド。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI
C12N 5/10 9637−4B C12P 21/02 C
C12P 21/02 9358−4B 21/08
21/08 9281−4B C12N 5/00 B
// A61K 38/00 AED 9455−4C A61K 37/02 AED
(C12P 21/02
C12R 1:91)
(C12P 21/02
C12R 1:19)
(C12P 21/02
C12R 1:865)
(31)優先権主張番号 94400062.9
(32)優先日 1994年1月11日
(33)優先権主張国 欧州特許機構(EP)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),AU,CA,JP,US
(72)発明者 アクステッター,ティルマン
ドイツ国 ディー―77704 オーバーキル
ヒ ウーラントベーク 11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.以下のアミノ酸配列を含むことを特徴とするペプチド及びその配列由来の断 片であって、そのアミノ酸配列が: a.少なくとも8個のシステイン(Cys)を含有し、それらがCys1 とCys3、Cys2とCys4、Cys5とCys6及びCys7とCys8の組合 せによる、4個のジスルフィド架橋で結合し; b.Cys1のN−末端側に0〜3個のアミノ酸、Cys1及びCys2の 間に9〜14個のアミノ酸、Cys2とCys3の間に3〜7個のアミノ酸、Cy s3とCys4の間に11〜18個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜6個 のアミノ酸、Cys5とCys6の間に7〜15のアミノ酸、Cys6とCys7と の間にはアミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に3〜5個のアミノ酸及びCy s8のC−末端側に0〜10個のアミノ酸を含有し;及び c.番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列と、整合後、少なくとも 40%のアミノ酸の同一性を示す、 ペプチド。 2.以下のアミノ酸配列を含むことを特徴とするペプチド又はその配列由来の断 片であって、そのアミノ酸配列が: a.少なくとも8個のシステインを含有し、該ペプチドがその折りたたま れた構造を採用したときに、Cys1とCys3、Cys2とCys4、Cys5と Cys6及びCys7とCys8の組合せによる、4個のジスルフィド架橋で結合 し; b.Cys1のN−末端側に0〜3個のアミノ酸、Cys1及びCys2の 間に9〜14個のアミノ酸、Cys2とCys3の間に3〜7個のアミノ酸、Cy s3とCys4の間に11〜18個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜6個 のアミノ酸、Cys5とCys6の間に7〜15のアミノ酸、Cys6とCys7と の間にはアミノ酸はなく、Cys7とCys8の間に3〜5個のアミノ酸及びCy s8のC−末端側に0〜10個のアミノ酸を含有し;及び c.番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列と、整合後、少なくとも 40%のアミノ酸の同一性を示す、 ペプチド。 3.請求項1又は2に記載のペプチドであって、該アミノ酸配列が、Cys1の N−末端側に2個のアミノ酸、Cys1及びCys2の間に10〜13個のアミノ 酸、Cys2とCys3の間に4〜6個のアミノ酸、Cys3とCys4の間に12 〜17個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に1〜5個のアミノ酸、Cys5と Cys6の間に8〜14のアミノ酸、Cys6とCys7との間にはアミノ酸はな く、Cys7とCys8の間に4個のアミノ酸及びCys8のC−末端側に2個の アミノ酸を含有することを特徴とするペプチド。 4.請求項1から3のいずれかに記載のペプチドであって、該アミノ酸配列が、 番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ配列と、少なくとも50%、及び好ましく は少なくとも60%のアミノ酸の同一性を示すことを特徴とするペプチド。 5.該アミノ酸の同一性が、少なくとも70%であることを特徴とする請求項4 に記載のペプチド。 6.請求項1又は2に記載のペプチドであって、該ペプチドが、Cys1のN− 末端側に0〜3個のアミノ酸、Cys1及びCys2の間に13個のアミノ酸、C ys2とCys3の間に6個のアミノ酸、Cys3とCys4の間に 12個のアミノ酸、Cys4とCys5の間に5個のアミノ酸、Cys5とCys6 の間に14のアミノ酸、Cys6とCys7との間にはアミノ酸はなく、Cys7 とCys8の間に4個のアミノ酸及びCys8のC−末端側に0〜10個のアミノ 酸を含有し、番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列と、整合後、少なくと も80%、及び好ましくは90%のアミノ酸の同一性を示すアミノ酸配列を包含 することを特徴とするペプチド。 7.アミノ酸の同一性が、少なくとも番号SEQ ID NO:4又はSEQ ID NO:5で定 義される配列であることを特徴とする請求項6に記載のペプチド。 8.アミノ酸の同一性が、番号SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列と少なく とも95%であることを特徴とする請求項6に記載のペプチド。 9.該アミノ酸配列が番号SEQ ID NO:3で定義される配列を包含することを特 徴とする請求項8に記載のペプチド。 10.請求項1〜9のいずれかに記載のペプチドの製造方法であって、カエル、好 ましくはアフリカツメガエル(Xenopus laevis)の皮膚から分泌される物質から 該ペプチドを単離するために、 a. カエル皮膚によって分泌される物質を硫酸ア ンモニウム又は同等な沈殿剤を用いての沈殿によって画分に分け、 b. 硫酸アンモニウムの30%〜70%、好ましくは、30%〜60%飽 和、又は同等の条件下で形成される沈殿物をゲル浸透クロマトグラフィーにかけ 、及び c.遅れて溶出するペプチド画分、 及び、必要ならば、 d. このペプチド画分を、陽イオン交換HPLCクロマトグラフィーにか け、任意に、逆相クロマトグラフィーにより続けられる ことを特徴とする方法。 11.請求項1〜9のいずれかに記載のペプチドをコードする配列を含むことを特 徴とする単離されたDNA断片。 12.請求項1〜9のいずれかに記載のペプチドの前駆体をコードする配列を含む ことを特徴とする請求項11に記載のDNA断片。 13.該配列が、番号SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:4又はSEQ ID NO:5で示され るアミノ酸配列をコードすることを特徴とする請求項11に記載のDNA断片。 14.番号SEQ ID NO:1で示され、位置93の塩基〜位置290の塩基にわたる アミノ酸配列をコードする核酸配 列を含むことを特徴とする請求項11に記載のDNA断片。 15.番号SEQ ID NO:1で示され、位置39の核酸〜位置290の核酸にわたる アミノ酸配列をコードする核酸配列を含むことを特徴とする請求項12に記載の DNA断片。 16.請求項11〜15のいずれかに記載の単離されたDNA断片の発現カセット であって、該DNA断片が問題の形質転換細胞における転写及び/又は翻訳を許 容する要素の支配下におかれていることを特徴とする発現カセット。 17.請求項16に記載の発現カセットであって、加えて、プレ配列(pre sequen ce)及びプロ配列(pro sequence)、特にフォルミア テラノヴァエ(Phormia terranovae)のデフェンシン(defensin)Aのプロ配列を含む発現カセット。 18.請求項12に記載のDNA断片を含むことを特徴とする請求項16又は17 に記載の発現カセット。 19.請求項16から18のいずれかの記載の発現カセットで形質転換された細胞 であって、該発現カセットが形質転換細胞のゲノム中に組み込まれるか又は発現 ベクターによって運ばれることを特徴とする細胞。 20.サッカロミセス セレビシアエ(S.cerevisiae)及び大腸菌(E.coli)か らなる群から選ばれることを特徴とする請求項19に記載の形質転換された細胞 。 21.該細胞がほ乳類起源のものであることを特徴とする請求項19に記載の形質 転換された細胞。 22.請求項1〜9のいずれかに記載のペプチドの製造方法であって、請求項19 〜21のいずれかに記載の形質転換された細胞を適当な培地上で培養し該ペプチ ドを該培養物から回収することを特徴とする方法。 23.ヒト又は家畜への使用のための薬学的組成物であって、活性のある物質とし て、少なくとも、請求項1〜9のいずれかに記載のペプチドの1種、請求項16 〜18のいずれかに記載の発現カセットを含むベクターの1種又は請求項19〜 21のいずれかに記載の形質転換された細胞の1種を含むことを特徴とする組成 物。 24.請求項1〜9のいずれかに記載のペプチドを認識することを特徴とするモノ クローナル又はポリクローナル抗体。 25.請求項1〜9のいずれかに記載のペプチド又は請求項24に記載の抗体を含 む診断キット。
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