JP2008301813A - New aggrecanase molecule - Google Patents

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Katy E Georgiadis
ケイティ・イー・ジョージャディス
Carl R Flannery
カール・アール・フラナリー
Weilan Zeng
ウェイラン・ゼン
Christopher J Corcoran
クリストファー・ジェイ・コーコラン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aggrecanase protein, a nucleotide sequence encoding the protein, a method for producing the same, an aggrecanase enzyme inhibitor for the treatment of symptoms characterized by the degradation of aggrecan, and a method for developing an antibody to the enzyme. <P>SOLUTION: The invention provides a separated DNA molecule containing a DNA sequence having a specific sequence, an aggrecanase protein encoded by the DNA molecule, a method for producing a human aggrecanase protein by culturing and purifying a host cell transformed by the DNA molecule, an inhibitor for the aggrecanase activity, and an antibody to the enzyme. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は新規アグレカナーゼ分子をコードするヌクレオチド配列、アグレカナーゼ蛋白およびそれらの製造方法を見出したことに関する。さらに本発明は、アグレカナーゼ酵素の阻害剤ならびに抗体にも関する。これらの阻害剤および抗体は、骨関節炎を包含する種々のアグレカナーゼ関連症状の治療に有用でありうる。   The present invention relates to the discovery of nucleotide sequences encoding novel aggrecanase molecules, aggrecanase proteins and methods for their production. The invention further relates to inhibitors of aggrecanase enzyme as well as antibodies. These inhibitors and antibodies may be useful for the treatment of various aggrecanase related conditions including osteoarthritis.

アグレカンは関節軟骨の主要細胞外成分である。それは軟骨に圧縮性および可塑性といった機械的特性を与える原因である。アグレカンの損失は関節疾患において関節軟骨の分解に関連している。骨関節炎は少なくとも3000万人のアメリカ人がかかっている衰弱性疾患である(非特許文献1)。骨関節炎は、関節軟骨の分解およびその結果生じる慢性の痛みにより人生の質を著しく低下させる。骨関節炎プロセスの初期の重要な特徴は細胞外マトリックスからのアグレカンの損失である(非特許文献2)。それゆえアグレカンの大きな糖含有部分が細胞外マトリックスから失われ、軟骨の生化学的特徴が失われる。   Aggrecan is the main extracellular component of articular cartilage. It is the cause that gives cartilage mechanical properties such as compressibility and plasticity. Aggrecan loss is associated with articular cartilage degradation in joint diseases. Osteoarthritis is a debilitating disease affecting at least 30 million Americans (Non-Patent Document 1). Osteoarthritis significantly degrades quality of life due to degradation of articular cartilage and the resulting chronic pain. An important early feature of the osteoarthritic process is the loss of aggrecan from the extracellular matrix (2). Therefore, the large sugar-containing portion of aggrecan is lost from the extracellular matrix and the biochemical characteristics of cartilage are lost.

「アグレカナーゼ」と呼ばれる蛋白分解活性はアグレカンの開裂の原因であり、それゆえ骨関節炎および炎症性関節疾患に関連した軟骨の分解において役割を果たしていると考えられる。ヒトの骨関節炎の軟骨におけるアグレカン分解の原因酵素を同定するための研究が行なわれてきた。アグレカンの球間ドメイン中に2つの酵素開裂部位が同定された。1つ(Asn341−Phe342)は数種類の既知金属プロテアーゼにより開裂されることが観察された(非特許文献3、非特許文献4)。ヒト滑液中に見出され、IL−1により誘導される軟骨アグレカンの開裂により生じるアグレカンフラグメントはGlu373−Ala374結合の開裂によるものであり(非特許文献5、非特許文献6、非特許文献7)、そのことは上記既知酵素がインビボにおいてアグレカン開裂に関与していないことを示す。 Proteolytic activity called “aggrecanase” is responsible for the cleavage of aggrecan and is therefore thought to play a role in cartilage degradation associated with osteoarthritis and inflammatory joint diseases. Studies have been conducted to identify the causative enzymes of aggrecan degradation in human osteoarthritic cartilage. Two enzyme cleavage sites were identified in the interglobular domain of aggrecan. One (Asn 341 -Phe 342 ) was observed to be cleaved by several known metalloproteases (Non-patent Document 3 and Non-patent Document 4). The aggrecan fragment found in human synovial fluid and produced by IL-1 induced cleavage of cartilage aggrecan is due to cleavage of the Glu 373 -Ala 374 bond (Non-patent document 5, Non-patent document 6, Patent Document 7), which indicates that the known enzyme is not involved in aggrecan cleavage in vivo.

最近、"Disintegrin-like and Metalloprotease with Thrombospondin type 1 motif"(ADAM−TS)ファミリーに属する2つの酵素、アグレカナーゼ−1(ADAMTS−4)およびアグレカナーゼ−2(ADAMTS−11)が同定され、それらはIL−1により刺激された軟骨により合成され、適切な部位でアグレカンを開裂する(非特許文献8、非特許文献9)。これらの酵素は骨関節炎のヒトの関節軟骨により合成される可能性がある。Glu373−Ala374結合においてアグレカンを開裂でき、骨関節炎においてアグレカン開裂に貢献している可能性のあるADAM−TSファミリーの他の関連酵素が存在するとも考えられる。
MacLean et al. J. Rheumatol 25:2213-8 (1998) Brandt, KD. and Mankin HJ. Pathogenesis of Osteoarthritis, in Textbook of Rheumatology, WB Saunders Company, Philadelphia, PA pgs. 1355-1373. (1993) Flannery, CR et al. J. Biol. Chem 267:1008-14. (1992) Fosang, AJ et al. Biochemical J. 304:347-351. (1994) Sandy, JD, et al. J Clin Invest 69:1512-1516. (1996) Lohmander LS, et al. Arthritis Rheum 36:1214-1222. (1993) Sandy JD et al. J Biol Chem. 266:8683-8685 (1991) Tortorella MD, et al Science 284:1664-6. (1999) Abbazade, I, et al. J Biol Chem 274: 23443-23450. (1990)
Recently, two enzymes belonging to the "Disintegrin-like and Metalloprotease with Thrombospondin type 1 motif" (ADAM-TS) family have been identified, aggrecanase-1 (ADAMTS-4) and aggrecanase-2 (ADAMTS-11), which are IL Is synthesized by cartilage stimulated by -1, and cleaves aggrecan at an appropriate site (Non-patent Documents 8 and 9). These enzymes may be synthesized by osteoarthritic human articular cartilage. It is also possible that there are other related enzymes of the ADAM-TS family that can cleave aggrecan at the Glu 373 -Ala 374 bond and may contribute to aggrecan cleavage in osteoarthritis.
MacLean et al. J. Rheumatol 25: 2213-8 (1998) Brandt, KD. And Mankin HJ. Pathogenesis of Osteoarthritis, in Textbook of Rheumatology, WB Saunders Company, Philadelphia, PA pgs. 1355-1373. (1993) Flannery, CR et al. J. Biol. Chem 267: 1008-14. (1992) Fosang, AJ et al. Biochemical J. 304: 347-351. (1994) Sandy, JD, et al. J Clin Invest 69: 1512-1516. (1996) Lohmander LS, et al. Arthritis Rheum 36: 1214-1222. (1993) Sandy JD et al. J Biol Chem. 266: 8683-8685 (1991) Tortorella MD, et al Science 284: 1664-6. (1999) Abbazade, I, et al. J Biol Chem 274: 23443-23450. (1990)

アグレカンを開裂しうるアグレカナーゼ蛋白の同定、アグレカナーゼ酵素をコードするヌクレオチド配列、およびアグレカナーゼの製造方法等を提供することが本発明の課題である。   It is an object of the present invention to provide identification of an aggrecanase protein capable of cleaving aggrecan, a nucleotide sequence encoding the aggrecanase enzyme, a method for producing aggrecanase, and the like.

本発明者らは上記課題を解決せんと鋭意研究を重ね、アグレカンを開裂しうる新規なアグレカナーゼ蛋白およびそれをコードするヌクレオチド配列を同定し、さらに該酵素の製造方法等を開発し、本発明を完成させるに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems, identified a novel aggrecanase protein capable of cleaving aggrecan and a nucleotide sequence encoding the same, further developed a method for producing the enzyme, etc. It came to complete.

本発明により、アグレカナーゼの蛋白分解活性をブロックするアグレカナーゼの阻害剤を開発する方法も提供され、これらの阻害剤および抗体を種々のアッセイおよび関節軟骨の分解により特徴づけられる症状の処置のための治療に用いることができる。   Also provided by the present invention are methods for developing inhibitors of aggrecanase that block the proteolytic activity of aggrecanase, and these inhibitors and antibodies can be used in various assays and treatments for the treatment of conditions characterized by degradation of articular cartilage. Can be used.

本発明は、アグレカンを開裂しうるアグレカナーゼ蛋白の同定、アグレカナーゼ酵素をコードするヌクレオチド配列、およびアグレカナーゼの製造方法に指向される。これらの酵素は蛋白分解性のアグレカナーゼ活性を有するものとして特徴づけられると考えられる。さらに本発明は、これらの酵素ならびにこれらの酵素に対する抗体を含む組成物を包含する。さらに、本発明は、アグレカナーゼの蛋白分解活性をブロックするアグレカナーゼの阻害剤を開発する方法を包含する。これらの阻害剤および抗体を種々のアッセイおよび関節軟骨の分解により特徴づけられる症状の処置のための治療に用いてもよい。   The present invention is directed to identification of an aggrecanase protein capable of cleaving aggrecan, a nucleotide sequence encoding the aggrecanase enzyme, and a method for producing aggrecanase. These enzymes are thought to be characterized as having proteolytic aggrecanase activity. Furthermore, the present invention includes compositions comprising these enzymes as well as antibodies against these enzymes. Furthermore, the present invention encompasses methods for developing inhibitors of aggrecanase that block the proteolytic activity of aggrecanase. These inhibitors and antibodies may be used in various assays and therapies for the treatment of conditions characterized by articular cartilage degradation.

本発明のアグレカナーゼ分子のヌクレオチド配列を配列番号:3に示す。もう1つの具体例において、本発明のアグレカナーゼ分子のヌクレオチド配列を配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までに示す。もう1つの具体例において、本発明のヌクレオチド配列は配列番号:1のヌクレオチド#1086(TCG)から#3396(CGC)までである。さらに本発明は、配列番号:1に示す配列と同等な縮重コドン配列ならびにアグレカナーゼ活性を示すそのフラグメントを包含する。   The nucleotide sequence of the aggrecanase molecule of the present invention is shown in SEQ ID NO: 3. In another embodiment, the nucleotide sequence of an aggrecanase molecule of the invention is shown in nucleotide numbers # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1. In another embodiment, the nucleotide sequence of the invention is nucleotides # 1086 (TCG) to # 3396 (CGC) of SEQ ID NO: 1. The present invention further includes a degenerate codon sequence equivalent to the sequence shown in SEQ ID NO: 1 and fragments thereof exhibiting aggrecanase activity.

本発明の単離アグレカナーゼ分子のアミノ酸配列は配列番号:4に示す配列を含む。単離アグレカナーゼ分子のアミノ酸配列は配列番号:2に示す配列を含む。さらに本発明はアグレカナーゼ活性を示す分子をコードするアミノ酸配列のフラグメントを包含する。   The amino acid sequence of the isolated aggrecanase molecule of the present invention comprises the sequence shown in SEQ ID NO: 4. The amino acid sequence of the isolated aggrecanase molecule includes the sequence shown in SEQ ID NO: 2. The invention further encompasses fragments of the amino acid sequence that encode molecules that exhibit aggrecanase activity.

配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までまたは配列番号:1のヌクレオチド#1086から#3396を含む配列番号:1のDNA配列で形質転換した細胞を培養し、次いで、それぞれ配列番号:4または配列番号:2に示すアミノ酸配列により特徴づけられる蛋白を培地から回収し精製することにより、同時に産生される他の蛋白性物質を実質的に含まないヒトアグレカナーゼ蛋白またはそのフラグメントを得てもよい。哺乳動物細胞における生産のためには、DNA配列は、アグレカナーゼ酵素をコードするヌクレオチド配列の5’側にあり、インフレームでつながっている適当なプロペプチドをコードするDNA配列を含む。   Cells transformed with the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 comprising SEQ ID NO: 3 or nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 or nucleotides # 1086 to # 3396 of SEQ ID NO: 1 are then cultured, respectively Human aggrecanase protein substantially free from other proteinaceous substances produced at the same time by recovering the protein characterized by the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 2 from the medium and purifying it Fragments may be obtained. For production in mammalian cells, the DNA sequence includes a DNA sequence encoding an appropriate propeptide that is 5 'to the nucleotide sequence encoding the aggrecanase enzyme and joined in frame.

本発明は、さらなるアグレカナーゼ分子を得る方法、この方法により得られるDNA配列およびそれによりコードされる蛋白を包含する。完全長配列を単離する方法は、配列番号:3または配列番号:1のヌクレオチド#1086から#3396までに示すアグレカナーゼ配列を用い、当業者に知られた標準的方法を用いてスクリーニング用プローブを設計することを含む。   The present invention includes a method for obtaining additional aggrecanase molecules, the DNA sequence obtained by this method and the protein encoded thereby. The method of isolating the full length sequence uses the aggrecanase sequence shown in SEQ ID NO: 3 or nucleotides # 1086 to # 3396 of SEQ ID NO: 1, and the screening probe using standard methods known to those skilled in the art. Including designing.

他の種がヒトアグレカナーゼ酵素に対して相同的なDNA配列を有すると考えられる。それゆえ、本発明は、他のアグレカナーゼ分子をコードするDNA配列を得るための方法、それらの方法により得られるDNA配列、およびそれらのDNA配列によりコードされる蛋白を包含する。この方法は、本発明のヌクレオチド配列またはその部分を用い、標準的な方法を用いて他の種由来の対応遺伝子またはコーディング配列またはそれらのフラグメントを探してライブラリーをスクリーニングすることを含む。よって、本発明は他の種由来のDNA配列を包含し、それらはヒトアグレカナーゼに相同的であり、ヒト配列を用いて得ることができる。本発明は、アグレカナーゼ蛋白の機能的フラグメント、およびかかる機能的フラグメントをコードするDNA配列、ならびに他の関連蛋白の機能的フラグメントも包含しうる。かかるフラグメントが機能する能力を、アグレカナーゼ蛋白のアッセイに関して説明された生物学的アッセイにおいて蛋白をアッセイすることにより調べることができる。   Other species are believed to have DNA sequences that are homologous to the human aggrecanase enzyme. Thus, the present invention encompasses methods for obtaining DNA sequences encoding other aggrecanase molecules, DNA sequences obtained by those methods, and proteins encoded by those DNA sequences. This method involves screening a library using the nucleotide sequences of the invention or portions thereof and searching for corresponding genes or coding sequences or fragments thereof from other species using standard methods. Thus, the present invention encompasses DNA sequences from other species, which are homologous to human aggrecanase and can be obtained using human sequences. The invention can also include functional fragments of aggrecanase proteins, and DNA sequences encoding such functional fragments, as well as functional fragments of other related proteins. The ability of such fragments to function can be examined by assaying the protein in the biological assay described for the assay for aggrecanase protein.

配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたは配列番号:1のヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1のDNA配列で形質転換された細胞を培養し、次いで、培地からアグレカナーゼ蛋白を回収し精製することにより、本発明のアグレカナーゼ蛋白を製造してもよい。1の具体例において、蛋白は配列番号:4のアミノ酸配列または配列番号:2のアミノ酸#1から#770までを含む。精製された発現蛋白は、同時産生される他の蛋白性物質ならびに他の汚染混入物質を実質的に含まない。回収された精製蛋白は、アグレカンを開裂する蛋白分解性のアグレカナーゼ活性を示すと考えられる。よって、本発明の蛋白は、アグレカン分解分子の存在を調べるアッセイにおいてアグレカン蛋白分解活性を示す能力によりさらに特徴づけられる。これらのアッセイまたはその開発は当業者の知識の範囲内である。かかるアッセイは、アグレカン基質をアグレカナーゼ分子と接触させ、次いで、アグレカンフラグメントの生成をモニターすることを含む(例えば、Hughes et al., Biochem J 305:799-804 (1995); Mercuri et al, J. Bio Chem. 274:32387-32395 (1999)参照)。   Culturing cells transformed with the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 comprising nucleotide # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 1 or comprising nucleotides # 1086 to # 3396 of SEQ ID NO: 1 Then, the aggrecanase protein of the present invention may be produced by recovering and purifying the aggrecanase protein from the medium. In one embodiment, the protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or amino acids # 1 to # 770 of SEQ ID NO: 2. The purified expressed protein is substantially free of other proteinaceous materials that are co-produced as well as other contaminants. The recovered purified protein is considered to exhibit proteolytic aggrecanase activity that cleaves aggrecan. Thus, the proteins of the present invention are further characterized by their ability to exhibit aggrecan proteolytic activity in assays that determine the presence of aggrecan degrading molecules. These assays or their development are within the knowledge of one of ordinary skill in the art. Such an assay involves contacting an aggrecan substrate with an aggrecanase molecule and then monitoring the production of aggrecan fragments (eg, Hughes et al., Biochem J 305: 799-804 (1995); Mercuri et al, J Bio Chem. 274: 32387-32395 (1999)).

もう1つの具体例において、本発明は、アグレカナーゼの阻害剤を開発する方法およびそれにより得られる阻害剤を包含する。これらの阻害剤はアグレカンの開裂を防止する。該方法は、アグレカナーゼおよびアグレカンの三次元構造に基づいて結合部位を決定し、次いで、結合部位と反応する分子を開発することを含む。候補分子を阻害活性に関してアッセイする。アグレカナーゼ分子の阻害剤を開発するためのさらなる標準的方法は当業者に知られている。阻害剤のアッセイは、アグレカンと阻害剤の混合物をアグレカナーゼ分子と接触させ、次いで、例えば、アグレカナーゼの開裂部位である可能性のある部位における開裂により生じたアグレカンフラグメントを検出し測定することによりアグレカナーゼ阻害を測定することを含む。   In another embodiment, the present invention encompasses methods for developing inhibitors of aggrecanase and the resulting inhibitors. These inhibitors prevent aggrecan cleavage. The method includes determining a binding site based on the three-dimensional structure of aggrecanase and aggrecan and then developing a molecule that reacts with the binding site. Candidate molecules are assayed for inhibitory activity. Further standard methods for developing inhibitors of aggrecanase molecules are known to those skilled in the art. An inhibitor assay involves contacting an aggrecan and inhibitor mixture with an aggrecanase molecule, and then detecting and measuring the aggrecan fragment produced by cleavage at, for example, a potential cleavage site for aggrecanase. Including measuring inhibition.

それゆえ、本発明のもう1つの態様は、治療上有効量のアグレカナーゼ阻害剤を医薬上許容される担体中に含む医薬組成物を提供する。   Therefore, another aspect of the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of an aggrecanase inhibitor in a pharmaceutically acceptable carrier.

軟骨においてアグレカナーゼにより媒介されるアグレカンの分解は骨関節炎および他の炎症性疾患に関連している。それゆえ、本発明のこれらの組成物を、アグレカンの分解および/またはアグレカナーゼのアップレギュレーションにより特徴づけられる疾病の治療に用いてもよい。これらの症状の治療またはそれらの予防に組成物を用いてもよい。   Aggrecan degradation mediated by aggrecanase in cartilage is associated with osteoarthritis and other inflammatory diseases. Therefore, these compositions of the present invention may be used to treat diseases characterized by degradation of aggrecan and / or upregulation of aggrecanase. The composition may be used to treat or prevent these symptoms.

本発明は、アグレカンの分解により特徴づけられる症状に苦しむ患者を治療し、あるいはかかる症状を予防する方法を包含する。本発明のこれらの方法は、アグレカナーゼ酵素の蛋白分解活性を阻害するアグレカナーゼ阻害剤を含む有効量の組成物をかかる治療を必要とする患者に投与することを含む。   The present invention encompasses a method of treating or preventing a patient suffering from a condition characterized by degradation of aggrecan. These methods of the invention comprise administering to a patient in need of such treatment an effective amount of a composition comprising an aggrecanase inhibitor that inhibits the proteolytic activity of the aggrecanase enzyme.

本発明のさらなる態様はアグレカナーゼ蛋白の発現をコードするDNA配列である。かかる配列は、5’から3’の方向に、配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1あるいは配列番号:3に示されるヌクレオチドの配列、ならびに遺伝学的コードの縮重を除き配列番号:1および配列番号:3のDNA配列と同一であり、アグレカナーゼ蛋白をコードするDNA配列を包含する。さらに本発明は、ストリンジェントな条件下で配列番号:1および配列番号:3のDNA配列とハイブリダイゼーションし、アグレカンを開裂する能力を有する蛋白をコードするDNA配列を包含する。好ましいDNA配列はストリンジェントな条件下(T. maniatis et al, Molecular Cloning (A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor Laboratory (1982)参照)でハイブリダイゼーションするDNA配列を包含する。かかるDNA配列が、配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1に示される配列に対して少なくとも約80%の相同性、より好ましくは少なくとも約90%の相同性を有するポリペプチドをコードすることが一般的に好ましい。結局、配列番号:1または配列番号:3の対立遺伝子変種または他の変種は、かかるヌクレオチド変化がペプチド配列の変化を生じさせるか否かにかかわらず、そのペプチド配列がアグレカナーゼ活性をやはり有している場合には、本発明に包含される。また本発明は、アグレカナーゼ活性を保持しているポリペプチドをコードする配列番号:1に示すDNA配列のフラグメントも包含する。   A further aspect of the invention is a DNA sequence that encodes expression of an aggrecanase protein. Such a sequence is shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 comprising nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 or comprising nucleotides # 1086 to # 3396 in the 5 ′ to 3 ′ direction. Except for the nucleotide sequence and the degeneracy of the genetic code, the DNA sequence is identical to the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and includes a DNA sequence encoding an aggrecanase protein. Furthermore, the present invention encompasses DNA sequences that encode proteins having the ability to hybridize with the DNA sequences of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 under stringent conditions and cleave aggrecan. Preferred DNA sequences include those that hybridize under stringent conditions (see T. maniatis et al, Molecular Cloning (A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor Laboratory (1982)). Such a DNA sequence comprises at least about 80% of the sequence shown in SEQ ID NO: 1 comprising SEQ ID NO: 3 or nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 or comprising nucleotides # 1086 to # 3396 It is generally preferred to encode a polypeptide having at least about 90% homology, more preferably at least about 90% homology. Eventually, an allelic variant or other variant of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 will still have aggrecanase activity regardless of whether such nucleotide changes result in changes in the peptide sequence. Are included in the present invention. The present invention also encompasses a fragment of the DNA sequence set forth in SEQ ID NO: 1 that encodes a polypeptide that retains aggrecanase activity.

本発明のDNA配列は、例えば、細胞集団中のアグレカナーゼをコードするmRNAを検出するためのプローブとして有用である。よって、本発明は、アグレカナーゼに関連した遺伝学的疾患、あるいはアグレカナーゼが誤って転写または発現される細胞、器官または組織の疾患を包含する疾患の検出または診断方法を包含する。DNA配列は後で説明する遺伝子治療に適用されるベクターの製造にも有用でありうる。   The DNA sequence of the present invention is useful, for example, as a probe for detecting mRNA encoding aggrecanase in a cell population. Thus, the present invention encompasses methods for detecting or diagnosing diseases involving genetic diseases associated with aggrecanase, or diseases of cells, organs or tissues in which aggrecanase is mis-transcribed or expressed. The DNA sequence may also be useful for the production of vectors that are applied to gene therapy described below.

本発明のさらなる態様は、発現制御配列に作動可能に結合された上記DNA配列を含むベクターを包含する。これらのベクターを、本発明のアグレカナーゼ蛋白の新規製造方法に用いてもよく、該方法において、発現制御配列に作動可能に連結されたアグレカナーゼ蛋白をコードするDNA配列で形質転換された細胞系を適切な培地で培養し、アグレカナーゼ蛋白を回収し精製する。原核細胞および真核細胞の両方である多くの既知細胞を発現用宿主細胞としてこの方法に用いることができる。ベクターを遺伝子治療に適用してもよい。かかる使用において、エクスビボにおいてベクターを患者の細胞中にトランスフェクションしてもよく、次いで、細胞を患者に再導入してもよい。別法として、インビボにおいて標的化されたトランスフェクションによりベクターを患者に導入してもよい。   A further aspect of the present invention includes a vector comprising the above DNA sequence operably linked to an expression control sequence. These vectors may be used in the novel method for producing an aggrecanase protein of the present invention, in which a cell line transformed with a DNA sequence encoding an aggrecanase protein operably linked to an expression control sequence is suitably used. Culture in a suitable medium and collect and purify aggrecanase protein. Many known cells, both prokaryotic and eukaryotic cells, can be used in this method as host cells for expression. The vector may be applied to gene therapy. In such use, the vector may be transfected ex vivo into the patient's cells and then the cells may be reintroduced into the patient. Alternatively, the vector may be introduced into the patient by targeted transfection in vivo.

本発明のさらなる態様はアグレカナーゼ蛋白またはポリペプチドである。かかるポリペプチドは、配列番号:2または4に示す配列、自然発生的な対立遺伝子変種を包含する配列番号:2または4のアミノ酸配列の変種、ならびに蛋白がアグレカナーゼ分子に特徴的なアグレカン開裂能を保持している他の変種を包含するアミノ酸配列を有することにより特徴づけられる。好ましいポリペプチドは、配列番号:2または4に示すアミノ酸配列に対して少なくとも約80%の相同性、より好ましくは少なくとも約90%の相同性を有するポリペプチドを包含する。結局、配列番号:2または4の配列の対立遺伝子変種または他の変種は、かかるアミノ酸の変化が突然変異、化学的変化、あるいはDNA配列の変化により誘導されたか否かにかかわらず、ペプチド配列がやはりアグレカナーゼ活性を有する場合には、本発明に包含される。また本発明は、アグレカナーゼ蛋白の活性を保持する配列番号:2または4のアミノ酸配列のフラグメントも包含する。   A further aspect of the invention is an aggrecanase protein or polypeptide. Such polypeptides have the sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 4, the amino acid sequence variants of SEQ ID NO: 2 or 4, including naturally occurring allelic variants, and the ability of the protein to cleave aggrecan characteristic of an aggrecanase molecule. Characterized by having an amino acid sequence encompassing other variants it retains. Preferred polypeptides include polypeptides having at least about 80% homology, more preferably at least about 90% homology to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 4. Eventually, an allelic variant or other variant of the sequence of SEQ ID NO: 2 or 4 is defined as a peptide sequence, regardless of whether such amino acid changes were induced by mutations, chemical changes, or DNA sequence changes. If it also has aggrecanase activity, it is included in the present invention. The present invention also encompasses fragments of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 4 that retain the activity of the aggrecanase protein.

本発明の精製蛋白を用い、抗体製造の分野において知られた方法を用いて、アグレカナーゼおよび/または他のアグレカナーゼ関連蛋白に対するモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を得てもよい。よって、本発明は、アグレカナーゼまたは他の関連蛋白に対する抗体も包含する。抗体はアグレカナーゼまたは関連蛋白の検出および/または精製に、あるいはアグレカナーゼの効果を阻害または防止するのに有用でありうる。本発明のアグレカナーゼまたはその部分を用いて、アグレカナーゼに特異的に結合する抗体を得てもよい。   Using the purified protein of the present invention, monoclonal antibodies or polyclonal antibodies against aggrecanase and / or other aggrecanase-related proteins may be obtained using methods known in the field of antibody production. Thus, the present invention also includes antibodies against aggrecanase or other related proteins. The antibodies can be useful for the detection and / or purification of aggrecanase or related proteins, or to inhibit or prevent the effects of aggrecanase. An antibody that specifically binds to aggrecanase may be obtained using the aggrecanase of the present invention or a portion thereof.

発明の詳細な説明
本発明のヒトアグレカナーゼは配列番号:3に示すヌクレオチド配列を含む。もう1つの具体例において、本発明のヒトアグレカナーゼは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む。ヒトアグレカナーゼ蛋白配列は配列番号:4に示すアミノ酸配列を含む。もう1つの具体例において、ヒトアグレカナーゼ蛋白配列は配列番号:2のアミノ酸#1から#770までを含む。標準的な方法を用いて、配列番号:3あるいはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1の配列を用いて完全長配列をスクリーニングするためのプローブを設計して、さらなる本発明のアグレカナーゼの配列を得てもよい。
Detailed Description of the Invention The human aggrecanase of the present invention comprises the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3. In another embodiment, the human aggrecanase of the invention comprises nucleotides # 1 to # 3766 or nucleotides # 1086 to # 3396 of SEQ ID NO: 1. The human aggrecanase protein sequence includes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. In another embodiment, the human aggrecanase protein sequence comprises amino acids # 1 to # 770 of SEQ ID NO: 2. Using standard methods, a probe for screening full-length sequences using the sequence of SEQ ID NO: 3 comprising SEQ ID NO: 3 or nucleotides # 1086 to # 3396 is used to further aggrecanase of the present invention May be obtained.

本発明のアグレカナーゼは、配列番号:2または配列番号:4のアミノ酸配列を含み、アグレカン開裂能を有するポリペプチドを包含する。   The aggrecanase of the present invention includes a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 and having the ability to cleave aggrecan.

培地から回収されたアグレカナーゼ蛋白を、同時に産生された他の蛋白性物質および存在する他の汚染混入物質から単離することにより精製する。単離され精製された蛋白を、アグレカン基質を開裂する能力により特徴づけてもよい。ここに提供されるアグレカナーゼ蛋白は、配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1の配列に類似した配列によりコードされ、自然発生的に修飾が加えられ(例えば、ポリペプチドのアミノ酸変化を生じさせうるヌクレオチド配列の対立遺伝子変種)、あるいは人工的に処理加工された因子も包含する。例えば、合成ポリペプチドは配列番号:2または配列番号:4のアミノ酸残基の連続した配列を完全に複製したものであってもよく、あるいは部分的に複製したものであってもよい。これらの配列は、一次構造、二次構造、三次構造、または四次構造ならびにコンホーメーション上の特徴をアグレカナーゼ分子と共有することによって、それらの共通した生物学的特性を有するものであってもよい。例えば、蛋白の構造およびコンホーメーションを有意に修飾することなく、多くの保存的アミノ酸置換が可能であり、かくして生物学的特性も維持されることが知られている。例えば、保存的アミノ酸置換はリジン(LysまたはK)、アルギニン(ArgまたはR)およびヒスチジン(HisまたはH)のごとき塩基性側鎖を有するアミノ酸間であってもよく;アスパラギン酸(AspまたはD)およびグルタミン酸(GluまたはE)のごとき酸性側鎖を有するアミノ酸間であってもよく;アスパラギン(AsnまたはN)、グルタミン(GlnまたはQ)、セリン(SerまたはS)、スレオニン(ThrまたはT)およびチロシン(TyrまたはY)のごとき電荷のない極性側鎖を有するアミノ酸間であってもよく;アラニン(AlaまたはA)、グリシン(GlyまたはG)、バリン(ValまたはV)、ロイシン(LeuまたはL)、イソロイシン(IleまたはI)、プロリン(ProまたはP)、フェニルアラニン(PheまたはF)、メチオニン(MetまたはM)、トリプトファン(TrpまたはW)およびシステイン(CysまたはC)のごとき無極性側鎖を有するアミノ酸間であってもよい。よって、ネイティブなアグレカナーゼのこれらの修飾体および欠失体を、自然発生的なアグレカナーゼの生物学的に活性のある代用品として用いてもよく、治療プロセスにおけるポリペプチドの阻害剤の開発に用いてもよい。アグレカナーゼおよびアグレカナーゼ変種の両方ならびにその阻害剤を実施例に記載のアッセイに供することにより、アグレカナーゼ変種がアグレカナーゼの生物学的活性を維持しているかどうかを容易に調べることができる。   The aggrecanase protein recovered from the medium is purified by isolation from other proteinaceous substances produced simultaneously and other contaminating contaminants present. Isolated and purified proteins may be characterized by their ability to cleave aggrecan substrates. The aggrecanase protein provided herein comprises SEQ ID NO: 3 or a sequence similar to the sequence of SEQ ID NO: 1 comprising nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 or comprising nucleotides # 1086 to # 3396 Also included are factors that are encoded, naturally modified (eg, allelic variants of a nucleotide sequence that can cause amino acid changes in a polypeptide), or artificially processed. For example, the synthetic polypeptide may be a complete replication or a partial replication of the contiguous sequence of amino acid residues of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. These sequences may have their common biological properties by sharing primary, secondary, tertiary, or quaternary structure as well as conformational characteristics with the aggrecanase molecule. Good. For example, it is known that many conservative amino acid substitutions can be made without significantly modifying the structure and conformation of the protein, thus maintaining biological properties. For example, conservative amino acid substitutions may be between amino acids having basic side chains such as lysine (Lys or K), arginine (Arg or R) and histidine (His or H); aspartic acid (Asp or D) And amino acids having acidic side chains such as glutamic acid (Glu or E); asparagine (Asn or N), glutamine (Gln or Q), serine (Ser or S), threonine (Thr or T) and It may be between amino acids having an uncharged polar side chain such as tyrosine (Tyr or Y); alanine (Ala or A), glycine (Gly or G), valine (Val or V), leucine (Leu or L). ), Isoleucine (Ile or I), proline (Pro or P), Niruaranin (Phe or F), methionine (Met or M), or even between amino acids with nonpolar side chains such as tryptophan (Trp or W) and cysteine (Cys or C). Thus, these modifications and deletions of native aggrecanase may be used as biologically active substitutes for naturally occurring aggrecanases and used to develop inhibitors of polypeptides in therapeutic processes. Also good. By subjecting both aggrecanase and aggrecanase variants and inhibitors thereof to the assays described in the Examples, it can be readily determined whether the aggrecanase variant maintains the biological activity of aggrecanase.

ここに記載のアグレカナーゼ蛋白の配列の他の特別な変異は糖鎖付加部位の修飾を包含する。これらの修飾はO−結合またはN−結合糖鎖付加部位を包含する。例えば、糖鎖付加の不存在またはごくわずかな糖鎖付加が、アスパラギン結合糖鎖付加部位におけるアミノ酸置換または欠失から生じる。アスパラギン結合糖鎖付加認識部位は、適切な細胞の糖鎖付加酵素により特異的に認識されるトリペプチド配列を含む。これらのトリペプチド配列はアスパラギン−X−スレオニンまたはアスパラギン−X−セリンのいずれかであり、Xは通常いずれかのアミノ酸である。糖鎖付加認識部位の1番目または3番目のアミノ酸位置の一方または両方における種々のアミノ酸置換または欠失(および/または2番目の位置におけるアミノ酸欠失)は修飾されたトリペプチド配列において糖鎖付加を起こさない。さらに、アグレカナーゼ関連蛋白の細菌での発現は、糖鎖付加部位が未修飾のままであっても糖鎖付加されていない蛋白を生じさせるであろう。   Other special variations of the aggrecanase protein sequences described herein include modification of the glycosylation site. These modifications include O-linked or N-linked glycosylation sites. For example, the absence of glycosylation or negligible glycosylation results from amino acid substitutions or deletions at the asparagine-linked glycosylation site. The asparagine-linked glycosylation recognition site comprises a tripeptide sequence that is specifically recognized by an appropriate cellular glycosylation enzyme. These tripeptide sequences are either asparagine-X-threonine or asparagine-X-serine, where X is usually any amino acid. Various amino acid substitutions or deletions (and / or amino acid deletions at the second position) at one or both of the first or third amino acid positions of the glycosylation recognition site are glycosylated in the modified tripeptide sequence. Does not cause. Furthermore, bacterial expression of aggrecanase-related proteins will result in proteins that are not glycosylated even though the glycosylation site remains unmodified.

また本発明は、他の蛋白性物質をコードするDNA配列に結合しておらず、アグレカナーゼ蛋白の発現をコードしている新規DNA配列を包含する。これらのDNA配列は配列番号:1または3に5’から3’方向に示した配列ならびにストリンジェントなハイブリダイゼーション洗浄条件下(T. Maniatis et al, Molecular Cloning (A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor Laboratory (1982), pages 387 to 389参照)でそれにハイブリダイゼーションし、アグレカナーゼの蛋白分解活性を有する蛋白をコードする配列を包含する。これらのDNA配列は、配列番号:1のDNA配列を含む配列ならびにストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でそれにハイブリダイゼーションし、アグレカナーゼに関して開示された他の活性を維持している蛋白をコードする配列も包含する。   The present invention also includes a novel DNA sequence that is not bound to a DNA sequence encoding another proteinaceous substance and encodes expression of an aggrecanase protein. These DNA sequences include those shown in SEQ ID NO: 1 or 3 in the 5 ′ to 3 ′ direction as well as stringent hybridization washing conditions (T. Maniatis et al, Molecular Cloning (A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor Laboratory (1982), pages 387 to 389), which includes a sequence that encodes a protein that hybridizes to it and has the proteolytic activity of aggrecanase. These DNA sequences include sequences that include the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 as well as sequences that encode proteins that hybridize to it under stringent hybridization conditions and maintain other activities disclosed for aggrecanases. To do.

同様に、配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1の配列あるいは配列番号:3の配列によりコードされるアグレカナーゼ蛋白あるいは配列番号:2または4のアミノ酸配列を含むアグレカナーゼ蛋白をコードするが、遺伝学的コードの縮重または対立遺伝子変異(アミノ酸の変化を生じさせてもよく、生じさせなくてもよい、種の集団中における自然発生的な塩基変化)によりコドン配列が異なっているDNA配列もまたここに記載された新規因子をコードする。コードされるポリペプチドの活性の増大、半減期の延長または生産性の向上のために点突然変異または誘発された修飾(挿入、欠失および置換を包含)により生じた配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1のDNA配列の変種もまた本発明に包含される。   Similarly, an aggrecanase protein or SEQ ID NO encoded by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 comprising nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 or comprising nucleotides # 1086 to # 3396 : Encodes an aggrecanase protein comprising 2 or 4 amino acid sequences, but degenerates or allelic variation of the genetic code (in a population of species that may or may not cause an amino acid change) DNA sequences that differ in codon sequence due to spontaneous base changes) also encode the novel factors described herein. SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO generated by point mutations or induced modifications (including insertions, deletions and substitutions) to increase the activity of the encoded polypeptide, increase half-life or increase productivity A variant of the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 comprising nucleotides # 1 to # 3766 of 1 or nucleotides # 1086 to # 3396 is also encompassed by the present invention.

本発明のもう1つの態様は、アグレカナーゼ蛋白の新規製造方法を提供する。本発明の方法は、既知の調節配列の制御下にある本発明のアグレカナーゼ蛋白をコードするDNA配列で形質転換された細胞系を培養することを含む。精製蛋白は同時産生される他の蛋白ならびに他の汚染混入物質を実質的に含まない。   Another aspect of the present invention provides a novel method for producing aggrecanase protein. The method of the present invention comprises culturing a cell line transformed with a DNA sequence encoding an aggrecanase protein of the present invention under the control of known regulatory sequences. Purified protein is substantially free of other proteins that are co-produced as well as other contaminants.

適切な細胞系はチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)のごとき哺乳動物細胞であってもよい。適切な哺乳動物細胞系ならびに形質転換、培養、増幅、スクリーニング、生成物の製造および精製のための方法の選択は当該分野において知られている。例えば、Gething and Sambrook, Nature, 293:620-625 (1981)あるいはKaufman et al, Mol. Cell. Biol., 5(7):1750-1759 (1985)またはHowley et al, U.S. Patent 4,419,446参照。実施例記載のもう1つの適当な哺乳動物細胞系はサルCOS−1細胞系である。哺乳動物CV−1も適切でありうる。   Suitable cell lines may be mammalian cells such as Chinese hamster ovary cells (CHO). The selection of appropriate mammalian cell lines and methods for transformation, culture, amplification, screening, product production and purification are known in the art. See, for example, Gething and Sambrook, Nature, 293: 620-625 (1981) or Kaufman et al, Mol. Cell. Biol., 5 (7): 1750-1759 (1985) or Howley et al, U.S. Patent 4,419,446. Another suitable mammalian cell line described in the Examples is the monkey COS-1 cell line. Mammalian CV-1 may also be appropriate.

細菌細胞も宿主として適する。例えば、E. coliの種々の株(例えば、HB101、MC1061)はバイオテクノロジーの分野において宿主細胞としてよく知られている。B. subtilis、Pseudomonas、他の枯草菌等の種々の株をこの方法に使用してもよい。細菌細胞における蛋白の発現のために、アグレカナーゼのプロペプチドをコードするDNAは一般的には必要ない。   Bacterial cells are also suitable as hosts. For example, various strains of E. coli (eg, HB101, MC1061) are well known as host cells in the field of biotechnology. Various strains such as B. subtilis, Pseudomonas, and other Bacillus subtilis may be used in this method. For the expression of proteins in bacterial cells, DNA encoding an aggrecanase propeptide is generally not necessary.

当業者に知られた多くの酵母細胞株も本発明のポリペプチドの発現のための宿主細胞として利用可能である。さらに、所望ならば、昆虫細胞を本発明の方法において宿主細胞として用いてもよい。例えば、Miller et al, Genetic Engineering, 8:277-298 (Plenum Press 1986) およびその中で引用された文献参照。   Many yeast cell lines known to those skilled in the art are also available as host cells for expression of the polypeptides of the present invention. Further, if desired, insect cells may be used as host cells in the methods of the invention. See, for example, Miller et al, Genetic Engineering, 8: 277-298 (Plenum Press 1986) and references cited therein.

本発明のもう1つの態様は、これらの新規アグレカナーゼポリペプチドの発現方法に使用されるベクターを提供する。好ましくは、ベクターは本発明の新規因子をコードする上記DNA配列全体を含む。さらに、ベクターはアグレカナーゼ蛋白配列の発現を可能にする適切な発現制御配列を含む。あるいはまた、上記の修飾配列を含むベクターも本発明の具体例である。さらに、配列番号:3または配列番号:1またはアグレカナーゼ蛋白をコードする他の配列を操作して混成アグレカナーゼ分子を発現させることもできる。よって、本発明は、別のアグレカナーゼポリペプチドをコードするDNA配列に正しい読み取り枠で連結された配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1に由来するフラグメントを含むアグレカナーゼ蛋白をコードするキメラDNA分子を包含する。   Another aspect of the present invention provides vectors used in the methods for expression of these novel aggrecanase polypeptides. Preferably, the vector contains the entire DNA sequence encoding the novel factor of the present invention. In addition, the vector contains appropriate expression control sequences that allow expression of the aggrecanase protein sequence. Alternatively, a vector containing the above modified sequence is a specific example of the present invention. In addition, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 1 or other sequences encoding aggrecanase protein can be manipulated to express hybrid aggrecanase molecules. Thus, the present invention includes SEQ ID NO: 3 or nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 linked to a DNA sequence encoding another aggrecanase polypeptide in the correct reading frame, or nucleotide # 1086. To a chimeric DNA molecule that encodes an aggrecanase protein comprising a fragment derived from SEQ ID NO: 1 comprising from # 3396 to # 3396.

ベクターを細胞系の形質転換法に用いてもよく、さらにベクターは、選択された宿主細胞中で複製および発現を指令しうる、本発明のDNAコーディング配列に作動可能に結合した選択された調節配列を含む。かかるベクター用の調節配列は当業者に知られており、宿主細胞に応じて選択できる。かかる選択は常套的であり、本発明の一部を形成しない。   The vector may be used in cell line transformation methods, and the vector may further be selected regulatory sequences operably linked to the DNA coding sequences of the present invention capable of directing replication and expression in the selected host cell. including. Regulatory sequences for such vectors are known to those skilled in the art and can be selected depending on the host cell. Such selection is routine and does not form part of the present invention.

骨関節炎のごとき種々の症状はアグレカンの分解により特徴づけられることが知られている。それゆえ、アグレカンを開裂する本発明のアグレカナーゼ蛋白はアグレカナーゼの阻害剤の開発に有用でありうる。それゆえ本発明は、アグレカナーゼ阻害剤を含む組成物を提供する。アグレカン基質と阻害剤との混合物を用いるスクリーニングアッセイにおいてアグレカナーゼ(アグレカンに接触させる)を用いて阻害剤を開発してもよい。組成物は骨関節炎およびアグレカンの分解を示す他の症状の治療に使用できる。   Various symptoms such as osteoarthritis are known to be characterized by degradation of aggrecan. Therefore, the aggrecanase protein of the present invention that cleaves aggrecan may be useful in the development of inhibitors of aggrecanase. The present invention therefore provides a composition comprising an aggrecanase inhibitor. Inhibitors may be developed using aggrecanase (contacted with aggrecan) in screening assays using a mixture of aggrecan substrate and inhibitor. The composition can be used to treat osteoarthritis and other conditions indicative of aggrecan degradation.

さらに本発明は、アグレカナーゼの検出に使用でき、アグレカナーゼの蛋白分解活性を阻害するために使用してもよい抗体を包含する。   The invention further encompasses antibodies that can be used to detect aggrecanase and may be used to inhibit the proteolytic activity of aggrecanase.

本発明の治療方法は、局所的に、全身的に、あるいはインプラントまたはデバイスとして局部的にアグレカナーゼ阻害剤組成物を投与することを含む。アグレカナーゼ蛋白の作用を修飾する種々の因子、病気の部位、疾病の重さ、患者の年齢、性別、食事療法、炎症の程度、投与期間および他の臨床的因子を考慮して医師により投与規則が決定されよう。一般的には、全身または注射投与を最小限に有効な用量で開始し、次いで、正の効果が観察されるまで、前もって決められた期間中用量を増加させていく。その後、生じる可能性のある悪影響を考慮しつつ、対応して効果が実際に漸増するレベルまで用量を漸増する。最終組成物への他の既知因子の添加もまた用量に影響しうる。   The therapeutic methods of the invention include administering the aggrecanase inhibitor composition locally, systemically, or locally as an implant or device. The administration rules may be determined by the physician taking into account the various factors that modify the action of the aggrecanase protein, the site of the disease, the severity of the disease, the patient's age, sex, diet, degree of inflammation, duration of administration and other clinical factors. Let's be determined. In general, systemic or injection administration is begun with a minimally effective dose and then the dose is increased over a predetermined period until a positive effect is observed. Thereafter, the dose is gradually increased to a level where the effect actually increases gradually, taking into account the adverse effects that may occur. The addition of other known factors to the final composition can also affect the dose.

定期的に疾病の進行を評価することにより経過を観察することができる。例えば、X線、MRIあるいは他のイメージング装置、滑液分析、および/または臨床試験により経過を観察することができる。   Progress can be monitored by periodically assessing the progression of the disease. For example, progress can be monitored by x-ray, MRI or other imaging devices, synovial fluid analysis, and / or clinical trials.

下記実施例は、ヒトアグレカナーゼおよび他のアグレカナーゼ関連蛋白の単離および特徴づけ、ヒト蛋白の取得、ならびに組み換え法による蛋白の発現における本発明の実施を説明する。   The following examples illustrate the practice of the invention in isolating and characterizing human aggrecanase and other aggrecanase-related proteins, obtaining human proteins, and expressing proteins by recombinant methods.

DNAの単離
データベーススクリーニングアプローチを用いて潜在的な新規アグレカナーゼファミリーのメンバーを同定した。アグレカナーゼ−1(Aggrecanase-1)(Science 284:1664-1666 (1999))は少なくとも6個のドメイン:シグナル、プロペプチド、触媒ドメイン、ディスインテグリン、tspおよびc−末端を有する。触媒ドメインはプロテアーゼ活性に関与する亜鉛結合シグナチャー領域、TAAHELGHVKFおよび「METターン」を含む。亜鉛結合領域中の多くの位置で置換を行なってもプロテアーゼ活性が生じるが、ヒスチジン(H)およびグルタミン酸(E)残基が存在しなければならない。アグレカナーゼ−1のスロンボスポンジンドメインも基質の認識および開裂に重要なドメインである。新規アグレカナーゼファミリーのメンバーの我々の分類を決定するのはこれら2つのドメインである。アグレカナーゼ−1 DNA配列の蛋白配列を用い、TBLASTNを用いてヒトESTsに焦点を当ててGenBank ESTsを検索した。得られた配列は潜在的なファミリーのメンバーの完全長配列を同定するための出発点であった。本発明のアグレカナーゼのヌクレオチド配列は、アグレカナーゼ−1(ADAMTS4)の触媒ドメインおよび亜鉛結合モチーフに対して相同性を示す1のEST(AA588434)を含む。
DNA Isolation A database screening approach was used to identify potential novel aggrecanase family members. Aggrecanase-1 (Science 284: 1664-1666 (1999)) has at least six domains: signal, propeptide, catalytic domain, disintegrin, tsp and c-terminus. The catalytic domain contains a zinc binding signature region involved in protease activity, TAAHELGHVKF and a “MET turn”. Substitution at many positions in the zinc binding region results in protease activity, but histidine (H) and glutamic acid (E) residues must be present. The thrombospondin domain of aggrecanase-1 is also an important domain for substrate recognition and cleavage. It is these two domains that determine our classification of members of the novel aggrecanase family. GenBank ESTs were searched using the protein sequence of the aggrecanase-1 DNA sequence, focusing on human ESTs using TBLASTN. The resulting sequence was the starting point for identifying the full-length sequence of potential family members. The nucleotide sequence of the aggrecanase of the present invention comprises one EST (AA588434) showing homology to the catalytic domain of aggrecanase-1 (ADAMTS4) and the zinc binding motif.

このヒトアグレカナーゼ配列を、プラスミドベクターpED6−dpc2中に構築されたdT−プライムドcDNAライブラリーから単離した。Clonetchから購入したヒト精巣RNAからcDNAを作成した。本発明のアグレカナーゼを単離するためのプローブを、データベース検索により得られた配列から得た。プローブの配列は下記のとおりであった:
5'-GGTCAAATCGCGTCAGTGTAAATACGGG-3'
DNAプローブを32Pで放射性標識し、高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション/洗浄条件下でヒト精巣dT−プライムドcDNAライブラリーをスクリーニングして、ヒト候補#8の配列を含むクローンを同定した。
This human aggrecanase sequence was isolated from a dT-primed cDNA library constructed in the plasmid vector pED6-dpc2. CDNA was made from human testis RNA purchased from Clonetch. A probe for isolating the aggrecanase of the present invention was obtained from the sequence obtained by database search. The probe sequence was as follows:
5'-GGTCAAATCGCGTCAGTGTAAATACGGG-3 '
DNA probes were radiolabeled with 32 P and a human testis dT-primed cDNA library was screened under high stringency hybridization / wash conditions to identify clones containing the sequence of human candidate # 8.

50000個のライブラリー形質転換体を、プレート1枚あたり約5000個の形質転換体となるように、10枚のプレートに撒いた。高いストリンジェンシーの条件下で、標準的なハイブリダイゼーションバッファー(1X Blotto[25X Blotto=dH2O中5%脱脂乾燥乳、0.02%アザイド]+1% NP−40+6X SSC+0.05%ピロリン酸)中において形質転換体コロニーのニトロセルロースレプリカを32P標識DNAプローブにハイブリダイゼーションさせた(65℃で2時間振盪)。ハイブリダイゼーションから2時間後、放射性標識DNAプローブを含むハイブリダイゼーション溶液を除去し、高いストリンジェンシー条件下(3X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で5分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で15分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、65℃で1〜2分)でフィルターを洗浄した。フィルターをサランラップで包み、X線フィルムに一晩さらした。オートラジオグラフを得て、種々のシグナル強度の陽性ハイブリダイゼーション形質転換体を確認した。これらの陽性クローンを拾い、選択培地(L−ブロスに100μg/mlアンピシリンを添加したもの)で12時間増殖させ、低い密度(プレート1枚あたり約100個のコロニー)でプレートに撒いた。高いストリンジェンシーの条件下で、標準的なハイブリダイゼーションバッファー(1X Blotto[25X Blotto=dH2O中5%脱脂乾燥乳、0.02%アザイド]+1% NP−40+6X SSC+0.05%ピロリン酸)中においてコロニーのニトロセルロースレプリカを32P標識プローブとハイブリダイゼーションさせた(65℃で2時間振盪)。ハイブリダイゼーションから2時間後、放射性標識DNAプローブを含むハイブリダイゼーション溶液を除去し、高いストリンジェンシー条件下(3X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で5分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で15分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、65℃で1〜2分)でフィルターを洗浄した。フィルターをサランラップで包み、X線フィルムに一晩さらした。オートラジオグラフを得て、陽性ハイブリダイゼーション形質転換体を確認した。精製ハイブリダイゼーション陽性クローンの細菌ストックを作成し、プラスミドDNAを単離した。DNAインサートの配列を決定し、配列番号:1のヌクレオチド#1086(TCG)から#3396(CGC)までに示す。この配列はAmerican Type Culture Collection 10801 University Blvd. Manassas, VA 20110-2209 USAにPTA−2284として寄託されている。cDNAインサートはハイブリダイゼーションに使用したDNAプローブの配列を含んでいた。次いで、この単離配列の5’(プライム)および3’(プライム)配列をRACEプロトコルを用いて抽出した。完全に決定された配列を配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までに示す。 50000 library transformants were plated on 10 plates so that there were approximately 5000 transformants per plate. Transform in standard hybridization buffer (1X Blotto [25X Blotto = 5% nonfat dry milk in dH2O, 0.02% azide] + 1% NP-40 + 6X SSC + 0.05% pyrophosphate) under conditions of high stringency. Nitrocellulose replicas of the transformant colonies were hybridized to 32 P-labeled DNA probes (shaking at 65 ° C. for 2 hours). Two hours after hybridization, the hybridization solution containing the radiolabeled DNA probe was removed and subjected to high stringency conditions (3X SSC, 0.05% pyrophosphate, 5 minutes at room temperature; then 2.2X SSC, 0. The filter was washed with 05% pyrophosphate, 15 minutes at room temperature; then 2.2X SSC, 0.05% pyrophosphate, 1-2 minutes at 65 ° C. The filter was wrapped in Saran wrap and exposed to X-ray film overnight. Autoradiographs were obtained to confirm positive hybridization transformants with various signal intensities. These positive clones were picked and grown for 12 hours in selective medium (L-broth supplemented with 100 μg / ml ampicillin) and plated at low density (approximately 100 colonies per plate). Colonies in standard hybridization buffer (1X Blotto [25X Blotto = 5% non-fat dry milk in dH2O, 0.02% azide] + 1% NP-40 + 6X SSC + 0.05% pyrophosphate) under conditions of high stringency Of nitrocellulose replicas were hybridized with 32 P-labeled probes (shaking at 65 ° C. for 2 hours). Two hours after hybridization, the hybridization solution containing the radiolabeled DNA probe was removed and subjected to high stringency conditions (3X SSC, 0.05% pyrophosphate, 5 minutes at room temperature; then 2.2X SSC, 0. The filter was washed with 05% pyrophosphate, 15 minutes at room temperature; then 2.2X SSC, 0.05% pyrophosphate, 1-2 minutes at 65 ° C. The filter was wrapped in Saran wrap and exposed to X-ray film overnight. Autoradiographs were obtained to confirm positive hybridization transformants. Bacterial stocks of purified hybridization positive clones were made and plasmid DNA was isolated. The sequence of the DNA insert was determined and is shown in SEQ ID NO: 1 from nucleotide # 1086 (TCG) to # 3396 (CGC). This sequence has been deposited as PTA-2284 in the American Type Culture Collection 10801 University Blvd. Manassas, VA 20110-2209 USA. The cDNA insert contained the sequence of the DNA probe used for hybridization. The 5 ′ (prime) and 3 ′ (prime) sequences of this isolated sequence were then extracted using the RACE protocol. The fully determined sequence is shown from nucleotide # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1.

得られたヒト候補#8配列を公になっているデータベース中の数個のESTsと並置比較する。候補#8はADAMTS7および6に対して相同性を示す。本発明のアグレカナーゼは亜鉛結合シグナチャー領域、「METターン」、およびtsp1型モチーフを含むが、シグナルおよびプロペプチド領域ならびにc−末端スペーサー領域を失っている。候補#8を新規アグレカナーゼファミリーのメンバーであると考えたのはこれらの判断基準による。   The resulting human candidate # 8 sequence is juxtaposed compared to several ESTs in a public database. Candidate # 8 shows homology to ADAMTS 7 and 6. The aggrecanases of the present invention contain a zinc-binding signature region, a “MET turn”, and a tsp1-type motif, but lack the signal and propeptide regions and the c-terminal spacer region. It was based on these criteria that candidate # 8 was considered a member of the novel aggrecanase family.

本発明のアグレカナーゼ配列を用いて単離配列を含む完全長クローンをさらにスクリーニングするためのプローブを設計することができる。   Probes for further screening of full-length clones containing isolated sequences can be designed using the aggrecanase sequences of the present invention.

EST8の完全長バージョンの5P(シグナルおよびプロペプチド)および3P(C−末端スペーサー領域)末端を、Clontech Marathon cDNA Amplification Kitを用いるRACE PCRにより決定した。精巣および胃のMarathon cDNAソースをRACE反応の基質として用いた。反応に使用した5P RACEプライマーは、
GSP−1 AGTCTAGAAAGCTGGTGATGTAGTCACGGC
および
GSP−2 TAGATGCATATGTCATAGCGTGTGATGAGCACTGC(NsiI部位を含む)
であった。
Marathon cDNA Amplification Kit用の利用者マニュアル中の指示に従って、ClontechのAdvantage-2 PCR Kitを用いて入れ子(nested)RACE反応をセットアップした。GSPプライマー使用量は、反応混合物1μlあたり各プライマー0.2pmol/μlであった。GSP1プライマーをPCRの第1ラウンドに使用し、GSP2プライマーを入れ子反応に使用した。入れ子RACE反応の生成物をNsiI(GSP2プライマーに対し)およびNotI(Clontech kit中に提供され、入れ子RACE PCRに使用したAP2プライマーに対し)で消化し、NsiIおよびNotIで切断したCS2+ベクター中に連結した。連結された生成物を、Life TechnologiesからのElectroMAX DH10B細胞中に形質転換した。
The 5P (signal and propeptide) and 3P (C-terminal spacer region) ends of the full length version of EST8 were determined by RACE PCR using the Clontech Marathon cDNA Amplification Kit. Testicular and gastric Marathon cDNA sources were used as substrates for the RACE reaction. The 5P RACE primer used in the reaction is
GSP-1 AGTCTAGAAAGCTGGTGATGTAGTCACGGC
And GSP-2 TAGATGCATATGTCATAGCGTGTGATGAGCACTGC (including NsiI site)
Met.
A nested RACE reaction was set up using the Clontech Advantage-2 PCR Kit according to the instructions in the user manual for the Marathon cDNA Amplification Kit. The amount of GSP primer used was 0.2 pmol / μl of each primer per 1 μl of reaction mixture. GSP1 primer was used for the first round of PCR and GSP2 primer was used for nested reactions. The product of the nested RACE reaction is digested with NsiI (for the GSP2 primer) and NotI (for the AP2 primer provided in the Clontech kit and used for the nested RACE PCR) and ligated into the CS2 + vector cut with NsiI and NotI. did. The ligated product was transformed into ElectroMAX DH10B cells from Life Technologies.

クローン化されたRACE生成物を低い密度(プレート1枚あたり約300個のコロニー)でプレートに撒いた。高いストリンジェンシーの条件下で、標準的なハイブリダイゼーションバッファー(1X Blotto[25X Blotto=5%脱脂乾燥乳、0.02%アザイド]+1% NP−40+6X SSC+0.05%ピロリン酸)中においてコロニーのニトロセルロースレプリカを32P標識プローブとハイブリダイゼーションさせた(65℃で2時間振盪)。候補8−1の5P末端における配列をDNAプローブとして使用した:
CTCGAGTCTGGGAAGCACCGTTAACATCC
The cloned RACE product was plated at low density (approximately 300 colonies per plate). Under conditions of high stringency, colony nitro in standard hybridization buffer (1X Blotto [25X Blotto = 5% nonfat dry milk, 0.02% azide] + 1% NP-40 + 6X SSC + 0.05% pyrophosphate) Cellulose replicas were hybridized with 32 P-labeled probes (shaking at 65 ° C. for 2 hours). The sequence at the 5P end of candidate 8-1 was used as the DNA probe:
CTCGAGTCTGGGAAGCACCGTTAACATCC

2時間後、ハイブリダイゼーション溶液(1x10cpm 32P標識DNAプローブを含むハイブリダイゼーションバッファー)を除去し、高いストリンジェンシー条件下(3X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で5分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で15分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、65℃で1〜2分)でフィルターを洗浄した。フィルターをサランラップで包み、X線フィルムに一晩さらした。オートラジオグラフを得て、種々のシグナル強度の陽性ハイブリダイゼーション形質転換体を確認した。これらの陽性クローンを拾い、選択培地(L−ブロスに100μg/mlアンピシリンを添加したもの)で12時間増殖させた。プラスミドDNAを調製し、DNA配列分析に送った。候補8−1よりも5P配列に対して作成された(made to sequence more 5P than candidate 8-1)プローブを用いてハイブリダイゼーションの第2ラウンドを行なった。5P RACE生成物からDNAプローブ配列を推定した。第2のプローブ配列は下記のとおりであった:
GAAGGCGATCTCATAGCTCTCCAGACT
クローン化されたRACE生成物を再びプレートに撒き、more5Pプローブを用いたこと以外は同じハイブリダイゼーションプロトコルを行なった。精巣および胃両方のcDNAから得られた5P RACE生成物に由来するコンセンサス配列から開始Metを推定した。使用した3P RACEプライマーは、
GSP1 GCTCTAGACTGGTCTGAGTGCACCCCCAGCT
および
GSP2 GTCCTTTGCAAGAGCGCAGACCAC
であった。
ClontechからのAdvantage GC-2 PCR Kitを用いて入れ子RACE反応をセットアップした。使用したCGmelt量を50μlの反応液あたり5μlとし、使用GSPプライマー量を0.2pmol/μlの各PCRプライマー/μl反応混合物とした以外は、Marathon cDNA Amplification Kit用の利用者マニュアル中の指示に従って反応をセットアップした。GSP1プライマーをPCRの第1ラウンドに使用し、GSP2を入れ子反応に使用した。製造者の指示に従ってAdvanTAge PCR Cloning Kitを用いて入れ子RACE反応からの生成物をpT−Advベクター中に連結した。連結された生成物を、Life TechnologiesからのElectroMAX DH10B細胞中に形質転換した。クローン化されたRACE生成物を低い密度(プレート1枚あたり約300個のコロニー)でプレートに撒いた。高いストリンジェンシーの条件下で、標準的なハイブリダイゼーションバッファー(1X Blotto[25X Blotto=5%脱脂乾燥乳、0.02%アザイド]+1% NP−40+6X SSC+0.05%ピロリン酸)中においてコロニーのニトロセルロースレプリカを32P標識プローブとハイブリダイゼーションさせた(65℃で2時間振盪)。候補8−1の3P末端における配列をDNAプローブとして用いた:
GCACTGTGCAGAGCACTCACCCCA
2時間後、ハイブリダイゼーション溶液(1x10cpm 32P標識DNAプローブを含むハイブリダイゼーションバッファー)を除去し、高いストリンジェンシー条件下(3X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で5分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、室温で15分;次いで、2.2X SSC、0.05%ピロリン酸、65℃で1〜2分)でフィルターを洗浄した。フィルターをサランラップで包み、X線フィルムに一晩さらした。オートラジオグラフを得て、種々のシグナル強度の陽性ハイブリダイゼーション形質転換体を確認した。これらの陽性クローンを拾い、選択培地(L−ブロスに100μg/mlアンピシリンを添加したもの)で12時間増殖させた。プラスミドDNAを調製し、DNA配列分析に送った。精巣および胃両方のcDNAから得られた3P RACE生成物に由来するコンセンサス配列から停止コドンを推定した。
After 2 hours, the hybridization solution (hybridization buffer containing 1 × 10 6 cpm 32 P-labeled DNA probe) is removed, and under high stringency conditions (3 × SSC, 0.05% pyrophosphate, 5 minutes at room temperature; then 2 The filter was washed with 2X SSC, 0.05% pyrophosphoric acid, 15 minutes at room temperature; then 2.2X SSC, 0.05% pyrophosphoric acid, 65 ° C for 1-2 minutes). The filter was wrapped in Saran wrap and exposed to X-ray film overnight. Autoradiographs were obtained to confirm positive hybridization transformants with various signal intensities. These positive clones were picked and grown for 12 hours in selective medium (L-broth supplemented with 100 μg / ml ampicillin). Plasmid DNA was prepared and sent for DNA sequence analysis. A second round of hybridization was performed using a probe made to sequence more 5P than candidate 8-1 rather than candidate 8-1. The DNA probe sequence was deduced from the 5P RACE product. The second probe sequence was as follows:
GAAGGCGATCTCATAGCTCTCCAGACT
The cloned RACE product was plated again and the same hybridization protocol was performed except that the more 5P probe was used. The starting Met was deduced from consensus sequences derived from 5P RACE products obtained from both testis and stomach cDNAs. The 3P RACE primer used was
GSP1 GCTCTAGACTGGTCTGAGTGCACCCCCAGCT
And GSP2 GTCCTTTGCAAGAGCGCAGACCAC
Met.
A nested RACE reaction was set up using the Advantage GC-2 PCR Kit from Clontech. React according to the instructions in the user manual for Marathon cDNA Amplification Kit, except that the amount of CGmelt used was 5 μl per 50 μl reaction and the amount of GSP primer used was 0.2 pmol / μl of each PCR primer / μl reaction mixture. Set up. GSP1 primer was used for the first round of PCR and GSP2 was used for nested reactions. The product from the nested RACE reaction was ligated into the pT-Adv vector using the AdvanTAge PCR Cloning Kit according to the manufacturer's instructions. The ligated product was transformed into ElectroMAX DH10B cells from Life Technologies. The cloned RACE product was plated at low density (approximately 300 colonies per plate). Under conditions of high stringency, colony nitro in standard hybridization buffer (1X Blotto [25X Blotto = 5% nonfat dry milk, 0.02% azide] + 1% NP-40 + 6X SSC + 0.05% pyrophosphate) Cellulose replicas were hybridized with 32 P-labeled probes (shaking at 65 ° C. for 2 hours). The sequence at the 3P end of candidate 8-1 was used as the DNA probe:
GCACTGTGCAGAGCACTCACCCCA
After 2 hours, the hybridization solution (hybridization buffer containing 1 × 10 6 cpm 32 P-labeled DNA probe) is removed, and under high stringency conditions (3 × SSC, 0.05% pyrophosphate, 5 minutes at room temperature; then 2 The filter was washed with 2X SSC, 0.05% pyrophosphoric acid, 15 minutes at room temperature; then 2.2X SSC, 0.05% pyrophosphoric acid, 65 ° C for 1-2 minutes). The filter was wrapped in Saran wrap and exposed to X-ray film overnight. Autoradiographs were obtained to confirm positive hybridization transformants with various signal intensities. These positive clones were picked and grown for 12 hours in selective medium (L-broth supplemented with 100 μg / ml ampicillin). Plasmid DNA was prepared and sent for DNA sequence analysis. Stop codons were deduced from consensus sequences derived from 3P RACE products obtained from both testis and stomach cDNAs.

塩基対1332から1517まで(本明細書では開始Met(ATG)のAを塩基対#1とする)を除いて、完全長のEST8配列を確認した。公のデータベースの検索により、ADAMTS10と呼ばれるEST8部分配列が明らかとなった。我々は、合成オリゴヌクレオチドを用いて我々のEST8の連続した領域(塩基対1332から1517まで)を構築するためにこの部分クローンからの配列を用いた。   The full-length EST8 sequence was confirmed except for base pairs 1332 to 1517 (here, A in the starting Met (ATG) is base pair # 1). A public database search revealed an EST8 partial sequence called ADAMTS10. We used the sequence from this partial clone to construct a contiguous region of our EST8 (base pairs 1332 to 1517) using synthetic oligonucleotides.

EST8の完全長配列(配列番号:3)はハイブリダイゼーション陽性候補8−1、EST8を表す公に利用可能な配列、およびClontechの精巣および胃のcDNAからのPCR生成物に由来するコンセンサス配列であった。最終的なEST8発現構築物を、4つのEST8の特別なフラグメントから集めた。塩基対1〜1342からのEST8の5P部分を、胃および精巣のcDNAのプールからPCR増幅し、フラグメント1と命名する。下記のプライマーを用いた:
5P PCRプライマー AAATGGGCGAATTCCCACCATGGCTCCCGCCTGCCAGATCCTCCG(8塩基対のリンカー(AAATGGGC)およびEciRIクローニング部位(GAATTC)およびKozak配列(CCACC)を開始Metの上流に含む)
および
3P PCRプライマー CCGAGTCTAGAAAGCTGGTGATGTAG(XbaI部位(TCTAGA)を含む)。
標準的な消化条件を用いてこのPCR生成物をEcoRIおよびXbaIで消化した。遺伝子の次の部分であるフラグメント2を、合成オリゴヌクレオチドを用いて構築した。合成フラグメントはXbaI部位からBsrFI部位までであり、EST8の塩基対1333から1517までであった。合成オリゴヌクレオチドは下記の配列からなっていた:
トップ配列は CTAGACTCGGGCCTGGGGCTCTGCCTGAACAACCGACCCCCCAGACAGGACTTTGTGTACCCGACAGTGGCACCGGGCCAAGCCTACGATGCAGATGAGCAATGCCGCTTTCAGCATGGAGTCAAATCGCGTCAGTGTAAATACGGGGAGGTCTGCAGCGAGCTGTGGTGTCTGAGCAAGAGCAAからなり;
ボトム配列は CCGGTTGCTCTTGCTCAGACACCACAGCTCGCTGCAGACCTCCCCGTATTTACACTGACGCGATTTGACTCCATGCTGAAAGCGGCATTGCTCATCTGCATCGTAGGCTTGGCCCGGTGCCACTGTCGGGTACACAAAGTCCTGTCTGGGGGGTCGGTTGTTCAGGCAGAGCCCCAGGCCCGAGTからなっていた。
EST8の次の部分であるフラグメント3はBsrFIからSphIまでのフラグメントであり、候補8−1から消化されたものであった。これはEST8の完全長バージョンの塩基対1518から2783までの塩基対であった。フラグメント4と呼ばれるEST8の3P部分(塩基対2663から3314まで)をPCT増幅した。下記のプライマーを用いた:
5P GGGTTGTAGGGAACTGGTCGCTCTG(フラグメント3中に存在しており、SphI部位の上流)
および
3P AAATGGGCCTCGAGCCCTAGTGGCCCTGGCAGGTTTTGC(8塩基対のリンカー(AAATGGGC)および停止コトン(TAG)の下流のXhoI部位(CTCGAG)を含む)
標準的な消化条件を用いてこのPCR生成物をSphIおよびXhoIで消化した。これら4つの説明されたフラグメント、すなわち5Pフラグメント1(EcoRI/XbaI)、内部フラグメント2(XbaI/BsrFI)、内部フラグメント3(BsrFI/SphI)、および3Pフラグメント4(SphI/XhoI)をCos発現ベクターpED6−dpc2(EcoRIおよびXhoIで消化されている)中に連結することにより、EST8の完全長バージョンを構築した。最終構築物は、連結中に破壊されるXhoIクローニング部位中に変異を有していた。これはEST8コーディング配列に影響せず、構築物中に残った。
The full-length sequence of EST8 (SEQ ID NO: 3) is a consensus sequence derived from PCR products from Clontech testis and stomach cDNAs, as well as the publicly available sequence representing hybridization positive candidate 8-1, EST8. It was. The final EST8 expression construct was collected from four specific fragments of EST8. The 5P portion of EST8 from base pairs 1-1342 is PCR amplified from a pool of stomach and testis cDNA and designated fragment 1. The following primers were used:
5P PCR primer AAATGGGCGAATTCCCACCATGGCTCCCGCCTGCCAGATCCTCCG (contains an 8 base pair linker (AAATGGGC) and an EciRI cloning site (GAATTC) and a Kozak sequence (CCACC) upstream of the starting Met)
And 3P PCR primer CCGAGTCTAGAAAGCTGGTGATGTAG (containing the XbaI site (TCTAGA)).
The PCR product was digested with EcoRI and XbaI using standard digestion conditions. Fragment 2, the next part of the gene, was constructed using a synthetic oligonucleotide. The synthetic fragment was from the XbaI site to the BsrFI site, from EST8 base pairs 1333 to 1517. The synthetic oligonucleotide consisted of the following sequence:
The top sequence consists of CTAGACTCGGGCCTGGGGCTCTGCCTGAACAACCGACCCCCCAGACAGGACTTTGTGTACCCGACAGTGGCACCGGGCCAAGCCTACGATGCAGATGAGCAATGCCGCTTTCAGCATGGAGTCAAATCGCGTCAGTGTAAATACGGGGAGGTCTGCAGCGAGCTGTGGTGTCTGAGCAAGAGCAA
The bottom sequence consisted of CCGGTTGCTCTTGCTCAGACACCACAGCTCGCTGCAGACCTCCCCGTATTTACACTGACGCGATTTGACTCCATGCTGAAAGCGGCATTGCTCATCTGCATCGTAGGCTTGGCCCGGTGCCACTGTCGGGTACACAAAGTCCTGTCTGGGGGGTCGGTTGTTCAGGCGGAGCCCCAGGCCCGAGT
Fragment 3, the next part of EST8, was a fragment from BsrFI to SphI and was digested from candidate 8-1. This was base pair 1518 to 2783 base pairs of the full length version of EST8. The 3P portion of EST8 called fragment 4 (base pairs 2663 to 3314) was PCT amplified. The following primers were used:
5P GGGTTGTAGGGAACTGGTCGCTCTG (present in fragment 3, upstream of SphI site)
And 3P AAATGGGCCTCGAGCCCTAGTGGCCCTGGCAGGTTTTGC (including 8 base pair linker (AAATGGGC) and XhoI site (CTCGAG) downstream of stop cotton (TAG))
The PCR product was digested with SphI and XhoI using standard digestion conditions. These four described fragments, namely 5P fragment 1 (EcoRI / XbaI), internal fragment 2 (XbaI / BsrFI), internal fragment 3 (BsrFI / SphI), and 3P fragment 4 (SphI / XhoI) are expressed in the Cos expression vector pED6. A full-length version of EST8 was constructed by ligation into dpc2 (digested with EcoRI and XhoI). The final construct had a mutation in the XhoI cloning site that was destroyed during ligation. This did not affect the EST8 coding sequence and remained in the construct.

アグレカナーゼの発現
ネズミ、ヒトまたは他の哺乳動物のアグレカナーゼ関連蛋白を製造するために、慣用的な遺伝子操作法により、それをコードするDNAを適切な発現ベクター中に移し、哺乳動物細胞あるいは昆虫細胞培養系を包含する他の好ましい真核宿主または原核宿主中に導入する。生物学的に活性のある組み換えヒトアグレカナーゼのための発現系は、安定に形質転換された哺乳動物細胞、昆虫、酵母または細菌細胞であると考えられる。
Expression of aggrecanase In order to produce murine, human or other mammalian aggrecanase-related protein, the DNA encoding it is transferred into an appropriate expression vector by conventional genetic engineering, and cultured in mammalian cells or insect cells. It is introduced into other preferred eukaryotic or prokaryotic hosts, including the system. Expression systems for biologically active recombinant human aggrecanases are considered to be stably transformed mammalian cells, insects, yeast or bacterial cells.

当業者は、配列番号:3の配列あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1の配列あるいはアグレカナーゼ関連蛋白をコードする他のDNA配列あるいは他の修飾配列ならびにpCD(Okayama et al., Mol. Cell Biol., 2:161-170 (1982))、pJL3、pJL4(Gough et al., EMBO J., 4:645-653 (1985))およびpMT2 CXMのごとき既知ベクターを用いて、哺乳動物発現ベクターを構築することができる。   Those skilled in the art will include the sequence of SEQ ID NO: 3 or the sequence of SEQ ID NO: 1 comprising nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 1 or comprising nucleotides # 1086 to # 3396 or other aggrecanase related proteins. DNA sequences or other modified sequences and pCD (Okayama et al., Mol. Cell Biol., 2: 161-170 (1982)), pJL3, pJL4 (Gough et al., EMBO J., 4: 645-653) (1985)) and known vectors such as pMT2 CXM can be used to construct mammalian expression vectors.

哺乳動物発現ベクターpMT2 CXMはp91023(b)(Wong et al., Science 228:810-815, 1985)の誘導体であり、テトラサイクリン耐性遺伝子のかわりにアンピシリン耐性遺伝子を含み、さらにcDNAクローンの挿入用にXhoI部位を含むという点でp91023(b)とは異なる。pMT2 CXMの機能的エレメントは説明されており(Kaufman, R.J., 1985, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:689-693)、アデノウイルスVA遺伝子、72bpのエンハンサーを含むSV40複製開始点、5’スプライス部位およびアデノウイルス後期mRNAs上に存在するアデノウイルス三分節リーダー配列の大部分を含むアデノウイルス主要後期プロモーター、3’スプライスアクセプター部位、DHFRインサート、SV40初期ポリアデニル化部位(SV40)、ならびにE. coli中での増殖に必要なpBR322配列を含む。   The mammalian expression vector pMT2 CXM is a derivative of p91023 (b) (Wong et al., Science 228: 810-815, 1985), which contains an ampicillin resistance gene instead of a tetracycline resistance gene, and is used for insertion of a cDNA clone. It differs from p91023 (b) in that it contains an XhoI site. The functional elements of pMT2 CXM have been described (Kaufman, RJ, 1985, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 689-693), the SV40 replication origin containing the adenovirus VA gene, 72 bp enhancer, 5 'Adenovirus major late promoter containing most of the splice site and adenovirus tripartite leader sequence present on adenovirus late mRNAs, 3' splice acceptor site, DHFR insert, SV40 early polyadenylation site (SV40), and E Contains the pBR322 sequence required for growth in E. coli.

American Type Culture Collection 10801 University Blvd. Manassas, VA 20110-2209 USAに受託番号ATCC67122として寄託されているpMT2−VWFをEcoRI消化することによりプラスミドpMT2 CXMを得る。EcoRI消化によりpMT2−VWF中に存在するcDNAインサートが削除され、直鎖状のpMT2が生じ、これを連結してE. coli HB101またはDH-5の形質転換に使用してアンピシリン耐性とすることができる。慣用的な方法によりプラスミドpMT2 DNAを調製することができる。次いで、ループアウト/イン突然変異法(Morinaga, et al., Biotechnology 84:636 (1984))を用いてpMT2 CXMを構築する。これによりpMT2のSV40複製開始点およびエンハンサー配列に近いHindIII部位に対して1075番目から1145番目の塩基が除去される。さらに、下記配列をヌクレオチド1145のところに挿入する:
5' PO-CATGGGCAGCTCGAG-3'
この配列は制限エンドヌクレアーゼXhoIの認識部位を含む。pMT23と命名されたpMT2CXMの誘導体は制限エンドヌクレアーゼRstI、Eco RI、SalIおよびXhoIの認識部位を含む。プラスミドpMT2 CXMおよびpMT23 DNAを慣用的な方法により得てもよい。
American Type Culture Collection 10801 University Blvd. Manassas, VA 20110-2209 Plasmid pMT2 CXM is obtained by digesting pMT2-VWF deposited with the accession number ATCC 67122 in USA. EcoRI digestion deletes the cDNA insert present in pMT2-VWF, resulting in linear pMT2, which can be ligated and used to transform E. coli HB101 or DH-5 to make it ampicillin resistant. it can. Plasmid pMT2 DNA can be prepared by conventional methods. The pMT2 CXM is then constructed using the loop-out / in mutation method (Morinaga, et al., Biotechnology 84: 636 (1984)). This removes the 1075th to 1145th bases from the SV40 replication origin of pMT2 and the HindIII site close to the enhancer sequence. In addition, the following sequence is inserted at nucleotide 1145:
5 'PO-CATGGGCAGCTCGAG-3'
This sequence contains a recognition site for the restriction endonuclease XhoI. A derivative of pMT2CXM, designated pMT23, contains recognition sites for the restriction endonucleases RstI, EcoRI, SalI and XhoI. Plasmids pMT2 CXM and pMT23 DNA may be obtained by conventional methods.

pMT21から誘導されたpEMC2β1も本発明の実施に適する可能性がある。pMT21は以下の2つの修飾を経てpMT2から誘導される。上記のごとく、EcoRI消化によりpMT−VWF中に存在するcDNAインサートが切除されて、直鎖状のpMT2が得られ、これを連結してE. coli HB 101またはDH-5を形質転換してアンピシリン耐性とするために使用することができる。慣用的な方法によりプラスミドpMT2 DNAを得ることができる。   pEMC2β1 derived from pMT21 may also be suitable for the practice of the present invention. pMT21 is derived from pMT2 via the following two modifications. As described above, EcoRI digestion excises the cDNA insert present in pMT-VWF to obtain linear pMT2, which is ligated and transformed into E. coli HB101 or DH-5 to give ampicillin. Can be used to make it resistant. Plasmid pMT2 DNA can be obtained by conventional methods.

以下の2つの修飾によりpMT21をpMT2から誘導する。先ず、cDNAクローニングのためのG/Cテイリングから伸長した19個のG残基を含む、DHFRcDNAの76塩基対の5’非翻訳領域を欠失させる。この工程において、XhoI部位を挿入してDHFRのすぐ上流に下記配列:
5' -CTGCAGGCGAGCCTGAATTCCTCGAGCCATCATG-3'
PstI Eco RI XhoI
を得る。
PMT21 is derived from pMT2 by the following two modifications. First, the 76 base pair 5 ′ untranslated region of DHFR cDNA containing 19 G residues extended from G / C tailing for cDNA cloning is deleted. In this step, an XhoI site is inserted and immediately upstream of DHFR the following sequence:
5 ' -CTGCAG GCGAGCCT GAATTCCTCGAG CCATC ATG -3'
PstI Eco RI XhoI
Get.

次いで、EcoRVおよびXbaIでの消化、DNAポリメラーゼIのクレノウフラグメントでの処理、そしてClaIリンカー(CATCGATG)への連結により、ユニークなClaI部位を導入する。これにより、250塩基対の断片がアデノウイルス関連RNA(VAI)領域から欠失されるが、VAI RNA遺伝子の発現または機能は阻害されない。pMT21をEcoRIおよびXhoIで消化し、ベクターpEMC2B1を得るために用いる。   A unique ClaI site is then introduced by digestion with EcoRV and XbaI, treatment with Klenow fragment of DNA polymerase I, and ligation to the ClaI linker (CATCGATTG). This deletes a 250 base pair fragment from the adenovirus associated RNA (VAI) region, but does not inhibit the expression or function of the VAI RNA gene. pMT21 is digested with EcoRI and XhoI and used to obtain the vector pEMC2B1.

EcoRIおよびPstIでの消化により、EMCVリーダーの一部がpMT2−ECAT1[S. K. Jung et al., J. Virol, 63: 1651〜1660 (1989)]から得られ、これは2752塩基対のフラグメントである。このフラグメントをTaqIで消化し、508塩基対のEcoRI−TaqIフラグメントを得、これを低融点アガロースゲル上の電気泳動により精製する。下記配列:
5'-CGAGGTTAAAAAACGTCTAGGCCCCCCGAACCACGGGGACGTGGTTTTCCTTT
TaqI
GAAAAACACGATTGC-3'
XhoI
を有する5’TaqI突出末端および3’XhoI突出末端を用いて68塩基対のアダプターおよびその相補鎖を合成する。
この配列は、ヌクレオチド763ないし827由来のEMCウイルスリーダー配列に合致する。さらにこの配列は、EMCウイルスリーダー内の位置10におけるATGがATTに変化しており、XhoI部位が後に続いている。pMT21のEcoRI−XhoIフラグメント、EMCウイルスのEcoRI−TaqIフラグメント、および68塩基対のオリゴヌクレオチドアダプターTaqI−16hoIアダプターの3つを連結してベクターpEMC2β1を得る。
Digestion with EcoRI and PstI resulted in a portion of the EMCV leader from pMT2-ECAT1 [SK Jung et al., J. Virol, 63: 1651-1660 (1989)], which is a 2752 base pair fragment. . This fragment is digested with TaqI to obtain a 508 base pair EcoRI-TaqI fragment, which is purified by electrophoresis on a low melting point agarose gel. The following sequence:
5'- CGA GGTTAAAAAACGTCTAGGCCCCCCGAACCACGGGGACGTGGTTTTCCTTT
TaqI
GAAAAACACG ATT G C -3 '
XhoI
A 68 base pair adapter and its complementary strand are synthesized using a 5 ′ TaqI overhang with 3 ′ and a 3 ′ XhoI overhang.
This sequence matches the EMC virus leader sequence from nucleotides 763-827. In addition, this sequence has an ATG at position 10 in the EMC virus leader changed to ATT followed by a XhoI site. Three vectors, the EcoRI-XhoI fragment of pMT21, the EcoRI-TaqI fragment of EMC virus, and the 68 base pair oligonucleotide adapter TaqI-16hoI adapter are ligated to obtain the vector pEMC2β1.

このベクターは、SV40複製開始点ならびにエンハンサー、アデノウイルス大後期プロモーター、アデノウイルス三分節リーダー配列の大部分のcDNAコピー、小型のハイブリッド介在配列、SV40ポリアデニル化シグナルならびにアデノウイルスVAI遺伝子、DHFRならびにβ−ラクタマーゼマーカーおよびEMC配列を含み、哺乳動物細胞における高レベルの所望cDNAの発現の指令に適当に関連している。   This vector contains the SV40 origin of replication and enhancer, adenovirus late promoter, most cDNA copies of adenovirus tripartite leader sequences, small hybrid intervening sequences, SV40 polyadenylation signal and adenovirus VAI gene, DHFR and β- It contains a lactamase marker and an EMC sequence and is appropriately associated with directing the expression of high levels of the desired cDNA in mammalian cells.

ベクターの構築はアグレカナーゼ関連DNA配列の修飾を包含してもよい。例えば、コーディング領域の5’および3’末端上の非コーディングヌクレオチドを除去することにより、アグレカナーゼのcDNAを修飾してもよい。欠失された非コーディングヌクレオチドを、発現に有益であることが知られている他の配列で置換してもよく、置換しなくてもよい。これらのベクターを、アグレカナーゼ関連蛋白の発現にとり適当な宿主細胞中に形質転換する。さらに、アグレカナーゼをコードするプロペプチド配列を欠失させ、他のアグレカナーゼ蛋白の完全なポリペプチドをコードする配列で置きかえることにより、配列番号:3あるいは配列番号:1のヌクレオチド#1から#3766までを含むかまたはヌクレオチド#1086から#3396までを含む配列番号:1の配列あるいはアグレカナーゼ関連蛋白をコードする他の配列を処理加工して、成熟アグレカナーゼ関連蛋白を発現させることができる。   Construction of the vector may involve modification of the aggrecanase related DNA sequence. For example, the aggrecanase cDNA may be modified by removing non-coding nucleotides on the 5 'and 3' ends of the coding region. Deleted non-coding nucleotides may or may not be replaced with other sequences known to be beneficial for expression. These vectors are transformed into suitable host cells for expression of the aggrecanase-related protein. Furthermore, by deleting the propeptide sequence encoding aggrecanase and replacing it with a sequence encoding the complete polypeptide of another aggrecanase protein, nucleotides # 1 to # 3766 of SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 1 are substituted. The mature SEQ ID NO: 1 sequence comprising nucleotides # 1086 to # 3396 or other sequences encoding aggrecanase-related proteins can be processed to express the mature aggrecanase-related protein.

当業者は、コーディング配列に隣接している哺乳動物の調節配列を除去するかまたは細菌の配列に置き換えて、細菌細胞による細胞内または細胞外発現用の細菌ベクターを作成することにより、配列番号:3または配列番号:1の配列を処理加工することができる。例えば、コーディング配列をさらに処理加工することができる(例えば、他の既知リンカーに連結する、あるいはその非コーディング配列を欠失させるかまたは他の既知方法によりそのヌクレオチドを変化させることができる)。次いで、T. Taniguchi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 5230〜5233 (1980)に記載されたような方法を用いて、修飾されたアグレカナーゼ関連コーディング配列を既知細菌ベクター中に挿入することができよう。次いで、この典型的な細菌ベクターを細菌宿主細胞中に形質転換し、それによりアグレカナーゼ関連蛋白を発現させる。細菌細胞においてアグレカナーゼ関連蛋白を細胞外発現させるための方法については、欧州特許公開EPA177,343参照。   The skilled artisan removes or replaces the mammalian regulatory sequences adjacent to the coding sequence with bacterial sequences to create bacterial vectors for intracellular or extracellular expression by bacterial cells. 3 or SEQ ID NO: 1 sequence can be processed. For example, the coding sequence can be further processed (eg, linked to other known linkers, or the non-coding sequence deleted, or the nucleotide changed by other known methods). The modified aggrecanase-related coding sequence is then transferred into known bacterial vectors using methods such as those described in T. Taniguchi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 5230-5233 (1980). Could be inserted into. This exemplary bacterial vector is then transformed into a bacterial host cell, thereby expressing an aggrecanase-related protein. See European Patent Publication EPA 177,343 for methods for extracellular expression of aggrecanase-related proteins in bacterial cells.

昆虫細胞における発現を目的として、昆虫ベクターの構築を行うために同様の処理加工を行うことができる[例えば、公開された欧州特許出願第155,476号記載の方法参照]。酵母細胞による本発明因子の細胞内または細胞外発現のための酵母の調節配列を用いて、酵母ベクターを構築することもできる[例えば、公開されたPCT出願WO86/00639および欧州特許出願公開EPA123,289号記載の方法参照]。   For the purpose of expression in insect cells, the same processing can be performed to construct an insect vector [see, for example, the method described in published European Patent Application No. 155,476]. Yeast vectors can also be constructed using yeast regulatory sequences for intracellular or extracellular expression of the factor of the invention by yeast cells [eg published PCT application WO 86/00639 and European patent application EPA 123, See the method described in No. 289].

高レベルの本発明アグレカナーゼ関連蛋白を哺乳動物細胞において製造する方法は、異種アグレカナーゼ関連遺伝子の多数のコピーを有する細胞の構築を包含する。異種遺伝子を増幅可能なマーカー、例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)遺伝子に連結し、Kaufman and Sharp, J. Mol. Biol., 159: 601〜629 (1982)の方法により、メトトレキセート(MXT)濃度を上昇させていって増加した遺伝子コピーを有する細胞を該マーカー関して選択できる。このアプローチを種々の異なる細胞タイプに使用することができる。   A method for producing high levels of the aggrecanase-related protein of the present invention in mammalian cells involves the construction of cells having multiple copies of heterologous aggrecanase-related genes. A heterologous gene can be ligated to a marker that can be amplified, such as the dihydrofolate reductase (DHFR) gene, and the methotrexate (MXT) concentration can be increased by the method of Kaufman and Sharp, J. Mol. Biol. Cells that are elevated and have an increased gene copy can be selected for the marker. This approach can be used for a variety of different cell types.

例えば、リン酸カルシウム共沈ならびにトランスフェクション、エレクトロポーレーションまたはプロトプラスト融合をはじめとする種々の方法により、アグレカナーゼ関連蛋白の発現を可能にする他のプラスミドの配列と作動するように結合された本発明のアグレカナーゼ関連蛋白に関するDNA配列を含むプラスミドと、DHFR発現プラスミドpAdA26SV(A)3[Kaufman and Sharp, Mol. Cell. Biol., 2: 1304 (1982)]とを、DHFR欠損細胞DUKX−BII中に同時に導入することができる。DHFRを発現する形質転換体を、透析されたウシ胎児血清を含むアルファ培地における増殖に関して選択し、次いで、Kaufman et al.,Mol.Cell.Biol.,5:1750(1983)記載のごとく、MTX濃度を増加させていった場合(例えば順次、0.02、0.2、1.0、ついで5μMのMTX)の増殖による増幅について選択を行う。形質転換体をクローン化させ、生物学的に活性のあるアグレカナーゼの発現を、上記アッセイによりモニターする。アグレカナーゼ蛋白の発現はMTX耐性レベルの増加に伴って増加するはずである。[35S]メチオニンまたはシステインでのパルスラベリングおよびポリアクリルアミドゲル電気泳動のごとき当該分野で知られた標準的方法を用いて、アグレカナーゼポリペプチドを特徴づける。同様の方法により他の関連アグレカナーゼ関連蛋白を製造することができる。 Aggrecanases of the present invention operatively linked to sequences of other plasmids that allow expression of aggrecanase-related proteins by various methods including, for example, calcium phosphate coprecipitation and transfection, electroporation or protoplast fusion A plasmid containing a DNA sequence relating to a related protein and a DHFR expression plasmid pAdA26SV (A) 3 [Kaufman and Sharp, Mol. Cell. Biol., 2: 1304 (1982)] were simultaneously introduced into DHFR-deficient cells DUKX-BII. can do. Transformants expressing DHFR were selected for growth in alpha medium containing dialyzed fetal calf serum and then MTX as described by Kaufman et al., Mol. Cell. Biol., 5: 1750 (1983). Selection is made for amplification by growth when the concentration is increased (eg, sequentially 0.02, 0.2, 1.0, then 5 μM MTX). Transformants are cloned and the expression of biologically active aggrecanase is monitored by the above assay. Aggrecanase protein expression should increase with increasing levels of MTX resistance. Aggrecanase polypeptides are characterized using standard methods known in the art, such as pulse labeling with [ 35 S] methionine or cysteine and polyacrylamide gel electrophoresis. Other related aggrecanase related proteins can be produced by similar methods.

一例において、配列番号:3に示す本発明のアグレカナーゼ遺伝子を発現ベクターpED6(Kaufman et al., Nucleic Acid Res. 19:44885-4490 (1990))中にクローン化する。リポフェクション(LF2000, Invitrogen)によりCOSおよびCHO DUKX B11細胞を本発明のアグレカナーゼ配列で一時的にトランスフェクションする(+/−別個のペD6プラスミド上のPACEの同時トランスフェクション)。興味ある遺伝子:(a)活性のアッセイのために馴化培地を得るための遺伝子、および(b)35−S−メチオニン/システイン代謝標識のための遺伝子、のそれぞれについて2つの同じ系でトランスフェクションを行なう。   In one example, the aggrecanase gene of the present invention shown in SEQ ID NO: 3 is cloned into the expression vector pED6 (Kaufman et al., Nucleic Acid Res. 19: 44885-4490 (1990)). COS and CHO DUKX B11 cells are transiently transfected with the aggrecanase sequences of the present invention by lipofection (LF2000, Invitrogen) (+/- cotransfection of PACE on separate pe D6 plasmids). Genes of interest: (a) a gene for obtaining a conditioned medium for activity assay, and (b) a gene for 35-S-methionine / cysteine metabolic labeling, in two identical systems, respectively. Do.

1日目にウェル上にて培地をDME(COS)またはアルファ(CHO)培地+1%熱不活性化ウシ胎児血清+/−100にμg/mlヘパリン交換して活性アッセイ用に集める。48時間後(4日目)に馴化培地を活性アッセイ用に集める。   On day 1 the medium is collected on the wells by exchanging μg / ml heparin to DME (COS) or alpha (CHO) medium + 1% heat inactivated fetal calf serum +/− 100. After 48 hours (day 4), conditioned medium is collected for activity assays.

3日目に2系のウェルをMEM(メチオニン不含/システイン不含)培地+1%熱不活性化ウシ胎児血清+100μg/mlヘパリン+100μCi/ml 35S−メチオニン/システイン(Redivue Pro mix, Amersham)に交換する。37℃で6時間インキュベーションした後、馴化培地を集め、還元条件下でSDS−PAGEゲルで泳動させる。オートラジオグラフィーにより蛋白を可視化させる。   On day 3, the 2 wells were replaced with MEM (methionine-free / cysteine-free) medium + 1% heat-inactivated fetal calf serum + 100 μg / ml heparin + 100 μCi / ml 35S-methionine / cysteine (Redivue Pro mix, Amersham) To do. After 6 hours incubation at 37 ° C., the conditioned medium is collected and run on an SDS-PAGE gel under reducing conditions. Visualize proteins by autoradiography.

発現されたアグレカナーゼの生物学的活性
上記実施例2で得られた発現されたアグレカナーゼ関連蛋白の生物学的活性を測定するために、細胞培養物から蛋白を回収し、同時生成された蛋白性物質ならびに他の汚染混入物質からアグレカナーゼ関連蛋白を単離することにより精製する。精製蛋白を上記アッセイによりアッセイしてもよい。当業者に知られた標準的な方法を用いて精製を行なう。
Biological activity of the expressed aggrecanase In order to determine the biological activity of the expressed aggrecanase-related protein obtained in Example 2 above, the protein was recovered from the cell culture and co-generated proteinaceous material As well as isolation of aggrecanase-related proteins from other contaminants. Purified protein may be assayed by the above assay. Purification is performed using standard methods known to those skilled in the art.

銀染色(Oakley, et al. Anal. Biochem. 105:361 (1980))されたSDS−PAGEアクリルアミド(Laemmli, Nature 227:680 (1970))およびイムノブロット(Towbin, et al. Proc. Natl. Acad. Sci. UAS 76:4350 (1979))のごとき標準的な方法を用いて蛋白の分析を行なう。   Silver-stained (Oakley, et al. Anal. Biochem. 105: 361 (1980)) SDS-PAGE acrylamide (Laemmli, Nature 227: 680 (1970)) and immunoblot (Towbin, et al. Proc. Natl. Acad) Analyze proteins using standard methods such as Sci. UAS 76: 4350 (1979)).

上の説明は本発明の目下好ましい具体例を詳細に説明するものである。本発明の実施にあたり、これらの説明を考慮して多くの修飾およびバリエーションが当業者によりなされると考えられる。それらの修飾およびバリエーションは添付した請求の範囲内にあると確信する。   The above description details the presently preferred embodiments of the invention. Many modifications and variations will occur to those skilled in the art in view of these descriptions in the practice of the invention. Those modifications and variations are believed to be within the scope of the appended claims.

本発明は、医薬品の開発等の分野において利用可能である。   The present invention can be used in fields such as drug development.

Claims (20)

配列番号:3に示すDNA配列を含む単離DNA分子。   An isolated DNA molecule comprising the DNA sequence set forth in SEQ ID NO: 3. 配列番号:1に示すヌクレオチド#1086から#3396までのDNA配列を含む単離DNA分子。   An isolated DNA molecule comprising the DNA sequence from nucleotide # 1086 to # 3396 shown in SEQ ID NO: 1. a)配列番号:3の配列、
b)配列番号:1のヌクレオチド#1086から#3396まで、
自然発生的なヒト対立遺伝子配列、および
a)およびb)と同等な縮重コドン配列
からなる群より選択されるDNA配列を含む単離DNA分子。
a) the sequence of SEQ ID NO: 3;
b) nucleotides # 1086 to # 3396 of SEQ ID NO: 1:
An isolated DNA molecule comprising a naturally occurring human allelic sequence and a DNA sequence selected from the group consisting of degenerate codon sequences equivalent to a) and b).
発現制御配列に作動可能に結合された請求項1のDNA分子を含むベクター。   A vector comprising the DNA molecule of claim 1 operably linked to an expression control sequence. 発現制御配列に作動可能に結合された請求項2のDNA分子を含むベクター。   A vector comprising the DNA molecule of claim 2 operably linked to an expression control sequence. 請求項1のDNA配列で形質転換された宿主細胞。   A host cell transformed with the DNA sequence of claim 1. 請求項2のDNA配列で形質転換された宿主細胞。   A host cell transformed with the DNA sequence of claim 2. 下記工程:
(a)請求項1記載のDNA分子で形質転換された宿主細胞を培養し;次いで
(b)アグレカナーゼ蛋白を培地から回収し精製する
を含む、精製ヒトアグレカナーゼ蛋白の製造方法。
The following process:
A method for producing a purified human aggrecanase protein, comprising: (a) culturing a host cell transformed with the DNA molecule of claim 1; and (b) recovering and purifying the aggrecanase protein from the medium.
下記工程:
(a)請求項2記載のDNA分子で形質転換された宿主細胞を培養し;次いで
(b)アグレカナーゼ蛋白を培地から回収し精製する
を含む、精製ヒトアグレカナーゼ蛋白の製造方法。
The following process:
A method for producing a purified human aggrecanase protein, comprising: (a) culturing a host cell transformed with the DNA molecule of claim 2; and (b) recovering and purifying the aggrecanase protein from the medium.
配列番号:4のアミノ酸配列を含む精製アグレカナーゼポリペプチド。   A purified aggrecanase polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. 配列番号:2に示すアミノ酸配列を含む精製アグレカナーゼポリペプチド。   A purified aggrecanase polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. 下記工程:
(a)請求項1記載のDNA分子で形質転換された細胞を培養し;次いで
(b)配列番号:4に示すアミノ酸配列を含むポリペプチドを培地から回収し精製する
により製造される精製アグレカナーゼポリペプチド。
The following process:
(A) a purified aggreca produced by culturing cells transformed with the DNA molecule according to claim 1; Nase polypeptide.
下記工程:
(a)請求項2記載のDNA分子で形質転換された細胞を培養し;次いで
(b)配列番号:2に示すアミノ酸配列を含むポリペプチドを培地から回収し精製する
により製造される精製アグレカナーゼポリペプチド。
The following process:
(A) a purified aggreca produced by culturing cells transformed with the DNA molecule according to claim 2; Nase polypeptide.
請求項10の精製アグレカナーゼ蛋白に結合する抗体。   An antibody that binds to the purified aggrecanase protein of claim 10. 配列番号:4に示すアグレカナーゼまたはそのフラグメントを用いることを特徴とするアグレカナーゼの阻害剤を開発する方法。   A method for developing an inhibitor of aggrecanase, comprising using the aggrecanase shown in SEQ ID NO: 4 or a fragment thereof. 配列番号:2に示すアグレカナーゼまたはそのフラグメントを用いることを特徴とするアグレカナーゼの阻害剤を開発する方法。   A method for developing an inhibitor of aggrecanase, comprising using the aggrecanase shown in SEQ ID NO: 2 or a fragment thereof. 三次元構造分析を特徴とする請求項15または16に記載の方法。   The method according to claim 15 or 16, characterized by three-dimensional structural analysis. コンピューターにより援助されるドラッグデザインを特徴とする請求項15または16に記載の方法。   17. A method according to claim 15 or 16, characterized by a computer aided drug design. アグレカナーゼに結合してアグレカンの蛋白分解を阻害するペプチドを含む、アグレカナーゼの蛋白分解活性を阻害するための組成物。   A composition for inhibiting the proteolytic activity of aggrecanase, comprising a peptide that binds to aggrecanase and inhibits proteolysis of aggrecan. アグレカナーゼ活性を阻害する有効量の化合物を哺乳動物に投与することを含む、哺乳動物におけるアグレカンの開裂を阻害する方法。   A method of inhibiting aggrecan cleavage in a mammal comprising administering to the mammal an effective amount of a compound that inhibits aggrecanase activity.
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