BR112015016299B1 - POLYMER H-NOX PROTEIN, ITS PRODUCTION METHOD, PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING THE SAME, RECOMBINANT NUCLEIC ACID, VECTOR, TRANSGENIC MICROORGANISM, AND KIT - Google Patents

POLYMER H-NOX PROTEIN, ITS PRODUCTION METHOD, PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING THE SAME, RECOMBINANT NUCLEIC ACID, VECTOR, TRANSGENIC MICROORGANISM, AND KIT Download PDF

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Gregory KAPP
Laura Serwer
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Stephen P. L. Cary
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Abstract

PROTEÍNA H-NOX POLIMÉRICA, MÉTODO DE PRODUÇÃO DA MESMA, PROTEÍNA RECOMBINANTE H-NOX, COMPOSIÇÕES, ÁCIDO NUCLEICO RECOMBINANTE, VETOR, E CÉLULA. A invenção fornece proteínas H-NOX poliméricas para o transportador de oxigênio com vida média de circulação mais longa em comparação com as proteínas H-NOX monomérica. Proteínas H- NOX poliméricas extravasadas em e preferencialmente acumuladas em tecido tumoral para transporte sustentável de oxigênio. A invenção também fornece o uso das proteínas H-NOX como radiossensibilizadores para o tratamento de câncer cerebral.POLYMER H-NOX PROTEIN, PRODUCTION METHOD THEREOF, RECOMBINANT H-NOX PROTEIN, COMPOSITIONS, RECOMBINANT NUCLEIC ACID, VECTOR, AND CELL. The invention provides polymeric H-NOX proteins for the oxygen carrier with longer circulation half-life compared to monomeric H-NOX proteins. Polymeric H-NOX proteins extravasate into and preferentially accumulate in tumor tissue for sustainable oxygen transport. The invention also provides for the use of H-NOX proteins as radiosensitizers for the treatment of brain cancer.

Description

DECLARAÇÃO RELATIVA À PESQUISA OU AO DESENVOLVIMENTO PATROCINADO PELO GOVERNO FEDERALDECLARATION REGARDING RESEARCH OR DEVELOPMENT SPONSORED BY THE FEDERAL GOVERNMENT

[0001] Este trabalho foi respaldado pela Concessão No. 2 R44 CA138006-02. O Governo dos E.U.A. tem direitos em qualquer emissão de patente sobre este pedido.[0001] This work was supported by Grant No. 2 R44 CA138006-02. The U.S. Government has rights in any patent issuance on this application.

CAMPO TÉCNICOTECHNICAL FIELD

[0002] Este pedido diz respeito às proteínas H-NOX poliméricas e métodos de uso das mesmas para transportar o oxigênio. As proteínas H-NOX poliméricas fornecem uma nova ferramenta terapêutica para fornecer O2 para humanos e, para fins veterinários, para animais.[0002] This application concerns polymeric H-NOX proteins and methods of using them to transport oxygen. Polymeric H-NOX proteins provide a new therapeutic tool to deliver O2 to humans and, for veterinary purposes, animals.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[0003] As proteínas H-NOX (nomeado por Heme-óxido nítrico e domínio de ligação do Oxigênio) são membros de uma família de hemoproteínas altamente conservadas e bem caraterizadas (Iyer, LM et al. (2003) BMC Genomics 4(1):5; Karow, DS et al. (2004) Biochemistry 43(31): 10203-10211; Boon, EM et al. (2005) Nature Chem. Biol. 1:5359; Boon, EM et al. (2005) Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, EM et al. (2005) J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902; Cary, SP et al. (2005) Proc Natl Acad Sci USA 102(37):13064-9; Karow DS et al. (2005) Biochemistry 44(49):16266-74; Cary, SP et al. (2006) Trends Biochem Sci 31(4):231-9; Boon, EM et al. (2006) J Biol Chem 281(31):21892-902; Winger, JA et al. (2007) J Biol Chem. 282(2):897-907). As proteínas H- NOX são óxido nítrico neutro, diferente anteriores transportadores de oxigênio baseados em hemoglobina, o H-NOX não passa pela circulação do óxido nítrico, e assim não está associado com efeitos colaterais hipertensivos ou renais. A baixa reatividade intrínseca do NO (e a alta estabilidade do NO) tornam as proteínas H-NOX tipo selvagem e mutante substitutos do sangue desejável por causa da probabilidade mais baixa de inativação das proteínas H-NOX pelo NO endógeno e a probabilidade mais baixa de passar o NO endógeno pelas proteínas H- NOX. De modo importante, a presença de uma bolsa de tirosina distal em algumas proteínas H-NOX (Pellicena, P. et al. (2004) Proc Natl. Acad Sci USA 101(35):12854-12859) é sugestivo de uma alta reatividade ao NO indesejável, contraindicando o uso como um substituto do sangue. Por exemplo, por analogia, uma proteína da hemoglobina Mycobacterium tuberculosis, com bolsa de tirosina distal uma estruturalmente análogos, reage extremamente rápido com NO, e é usado pela Mycobacterium para passar efetivamente passe pela e evita NO defensivo produzido por um hospedeiro infectado (Ouellet, H. et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci.U S A 99(9):5902-5907). No entanto, foi surpreendentemente descoberto que as proteínas H-NOX efetivamente tem uma reatividade ao NO muito mais baixa do que a da hemoglobina que tornam possível seu uso como substituto do sangue possível.[0003] H-NOX proteins (named Heme-nitric oxide and Oxygen binding domain) are members of a family of highly conserved and well-characterized hemoproteins (Iyer, LM et al. (2003) BMC Genomics 4(1) :5; Karow, DS et al. (2004) Biochemistry 43(31): 10203-10211; Boon, EM et al. (2005) Nature Chem. Biol. 1:5359; Boon, EM et al. (2005) Curr Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, EM et al. (2005) J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902; Cary, SP et al. (2005) Proc Natl Acad Sci USA 102(37):13064-9; Karow DS et al. (2005) Biochemistry 44(49):16266-74; Cary, SP et al. (2006) Trends Biochem Sci 31(4):231- 9; Boon, EM et al (2006) J Biol Chem 281(31):21892-902; Winger, JA et al (2007) J Biol Chem 282(2):897-907). H-NOX proteins are neutral nitric oxide, unlike previous hemoglobin-based oxygen transporters, H-NOX does not pass through circulating nitric oxide, and thus is not associated with hypertensive or renal side effects. The low intrinsic reactivity of NO (and the high stability of NO) make wild-type and mutant H-NOX proteins desirable blood substitutes because of the lower probability of inactivation of H-NOX proteins by endogenous NO and the lower probability of pass endogenous NO through H-NOX proteins. Importantly, the presence of a distal tyrosine pocket in some H-NOX proteins (Pellicena, P. et al. (2004) Proc Natl. Acad Sci USA 101(35):12854-12859) is suggestive of high reactivity to undesirable NO, contraindicating use as a blood substitute. For example, by analogy, a Mycobacterium tuberculosis hemoglobin protein, with a structurally analogous distal tyrosine pocket, reacts extremely quickly with NO, and is used by Mycobacterium to effectively pass through and avoid defensive NO produced by an infected host (Ouellet, H. et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci.U S A 99(9):5902-5907). However, it was surprisingly discovered that H-NOX proteins actually have a much lower reactivity to NO than that of hemoglobin which makes their use as a blood substitute possible.

[0004] Foi descoberto que as proteínas H-NOX que ligam NO mas não O2 podem ser convertidas em proteínas H-NOX que ligam tanto NO como O2 pela introdução de um única mutação de aminoácido (veja WO 2007/139791 e WO 2007/139767). Assim, a/o afinidade das proteínas H-NOX pelo O2 e NO e a habilidade das proteínas H-NOX para discriminar entre os ligantes de O2 e NO pode ser alterada pela introdução de um ou mais de uma mutação de aminoácidos, permitindo que as proteínas H-NOX sejam adaptadas para ligar O2 ou NO com as afinidades desejadas. Além disso, as mutações podem ser introduzidas para alterar ainda mais a afinidade para o O2 e/ou NO. A família da proteína H-NOX pode, por essa razão, ser manipulada para exibir propriedades cinéticas ou termodinâmica melhores ou ótimas para o transporte de O2. Por exemplo, as proteínas H-NOX mutantes têm sido geradas com alteradas constantes de dissociação e/ou taxas dissociado para ligação de O2 que melhora a utilidade das proteínas H-NOX para uma variedade aplicações clínicas e industriais. A habilidade para ajustar as proteínas H-NOX para ligar e transportar O2 é um caminho terapêutico que aborda e supera as falhas centrais dos transportadores de atuais O2.[0004] It has been discovered that H-NOX proteins that bind NO but not O2 can be converted into H-NOX proteins that bind both NO and O2 by introducing a single amino acid mutation (see WO 2007/139791 and WO 2007/139767 ). Thus, the affinity of H-NOX proteins for O2 and NO and the ability of H-NOX proteins to discriminate between O2 and NO ligands can be altered by introducing one or more amino acid mutations, allowing the H-NOX proteins are adapted to bind O2 or NO with the desired affinities. Furthermore, mutations can be introduced to further alter the affinity for O2 and/or NO. The H-NOX protein family can therefore be manipulated to exhibit improved or optimal kinetic or thermodynamic properties for O2 transport. For example, mutant H-NOX proteins have been generated with altered dissociation constants and/or dissociation-to-O2 binding ratios that improve the utility of H-NOX proteins for a variety of clinical and industrial applications. The ability to tune H-NOX proteins to bind and transport O2 is a therapeutic avenue that addresses and overcomes the central flaws of current O2 transporters.

[0005] As proteínas H-NOX são relativamente pequenas em tamanho e podem ser filtradas pelos rins resultando em uma meia-vida de circulação curta. O que é necessário para determinados usos terapêuticos é um H-NOX com uma meia-vida de circulação mais longa que pode ligar e transportar O2 e/ou NO para os tecidos distais por períodos de tempo suficientes. Aqui são fornecidas como umas proteínas H-NOX poliméricas com a meia-vida de circulação mais longa. Além disso, as proteínas H-NOX extravasadas em tumores onde eles acumulam em diferentes taxas. As proteínas H-NOX poliméricas estão ajustadas para transportar oxigênio através de regiões normóxicas de tumores e libere oxigênio profundo dentro zonas hipóxicas dentro dos tumores. Esta combinação de características representa um significativo avanço no uso de transportadores de oxigênio como modificadores dos nichos hipóxicos de tumores para aumentar a eficácia da radioterapia, quimioterapia e outros tratamentos anticâncer dependentes da oxigenação de células tumorais.[0005] H-NOX proteins are relatively small in size and can be filtered by the kidneys resulting in a short circulation half-life. What is needed for certain therapeutic uses is an H-NOX with a longer circulation half-life that can bind and transport O2 and/or NO to distal tissues for sufficient periods of time. Here they are provided as polymeric H-NOX proteins with the longest circulation half-life. Furthermore, H-NOX proteins extravasate into tumors where they accumulate at different rates. Polymeric H-NOX proteins are tuned to transport oxygen through normoxic regions of tumors and release oxygen deep into hypoxic zones within tumors. This combination of characteristics represents a significant advance in the use of oxygen transporters as modifiers of the hypoxic niches of tumors to increase the effectiveness of radiotherapy, chemotherapy and other anticancer treatments dependent on the oxygenation of tumor cells.

[0006] Todas as referências aqui mencionadas, incluindo pedidos de patente e publicações, são incorporadas aqui por referência em sua integridade.[0006] All references mentioned herein, including patent applications and publications, are incorporated herein by reference in their entirety.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃOBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

[0007] Em alguns aspectos, a invenção fornece proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H-NOX. Em algumas modalidades, os dois ou mais de dois domínios H-NOX são domínios H-NOX homólogos. Em outras modalidades, os domínios H-NOX são domínios H-NOX heterólogos. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é um dímero, um trímero, um tetrâmero, ou um pentâmero. Em algumas modalidades, os domínios H-NOX estão ligados de forma covalente.[0007] In some aspects, the invention provides polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses two or more than two H-NOX domains. In some embodiments, the two or more than two H-NOX domains are homologous H-NOX domains. In other embodiments, the H-NOX domains are heterologous H-NOX domains. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a dimer, a trimer, a tetramer, or a pentamer. In some embodiments, the H-NOX domains are covalently linked.

[0008] Em algumas modalidades da invenção, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger monômeros, em que os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em outras modalidades, o N- terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, os monômeros se associam para formar uma proteína H-NOX polimérica.[0008] In some embodiments of the invention, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses monomers, wherein the monomers encompass an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In other embodiments, the N-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, the monomers associate to form a polymeric H-NOX protein.

[0009] Em algumas modalidades da invenção, a proteína H-NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger um ou mais de um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, nos quais os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio de trimerização de bacteriófago T4. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio foldon é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:4. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio de trimerização. Em outras modalidades, o terminal dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio de trimerização.[0009] In some embodiments of the invention, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of one trimerization domain. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three monomers, wherein the monomers encompass an H-NOX domain and a trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a bacteriophage T4 trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a foldon domain. In some embodiments, the foldon domain is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence of SEQ ID NO:4. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the trimerization domain. In some embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the N-terminus of the trimerization domain. In other embodiments, the terminus of the H-NOX domains is covalently linked to the N-terminus of the trimerization domain.

[00010] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, a proteína H-NOX polimérica não abrangem um domínio guanilil ciclase.[00010] In some embodiments of any of the above embodiments, the polymeric H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain.

[00011] Em algumas modalidades da modalidade acima, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger pelo menos um marcador. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger pelo menos um marcador His6.[00011] In some embodiments of the above modality, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses at least one marker. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses at least one His6 tag.

[00012] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, os aminoácidos ligantes estão localizados entre o domínio H- NOX e/ou o domínio de polimerização e/ou o marcador. Em algumas modalidades, o aminoácido ligante é uma sequência Gly-Ser-Gly de uma sequência Arg-Gly-Ser.[00012] In some embodiments of any of the above embodiments, the linker amino acids are located between the H-NOX domain and/or the polymerization domain and/or the label. In some embodiments, the linker amino acid is a Gly-Ser-Gly sequence of an Arg-Gly-Ser sequence.

[00013] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H-NOX do Thermoanaerobacter tengcongensis, um domínio H-NOX do L. pneumophilia 2, um domínio H-NOX do Homo sapiens β1, um domínio H-NOX do Canis lupus, um domínio H-NOX do Rattus norvegicus β1, um domínio H-NOX do Drosophila melangaster β1, um domínio H-NOX do D. melangaster CG14885-PA, um domínio H-NOX do Caenorhabdis elegans GCY-35, um domínio H-NOX do Nostoc punctiforme, domínio H-NOX do Caulobacter crescentus, um domínio H-NOX do Shewanella oneidensis, ou domínio H-NOX do Cperdidoridium acetobutilicum. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX corresponde ao domínio H- NOX de T. tengcongensis estabelecido na SEQ ID NO:2.[00013] In some embodiments of any of the above embodiments, at least one of the H-NOX domains is an H-NOX domain from Thermoanaerobacter tengcongensis, an H-NOX domain from L. pneumophilia 2, an H-NOX domain from Homo sapiens β1, an H-NOX domain from Canis lupus, an H-NOX domain from Rattus norvegicus β1, an H-NOX domain from Drosophila melangaster β1, an H-NOX domain from D. melangaster CG14885-PA, an H-NOX domain from Caenorhabdis elegans GCY-35, a Nostoc punctiforme H-NOX domain, a Caulobacter crescentus H-NOX domain, a Shewanella oneidensis H-NOX domain, or a Cperdidoridium acetobutilicum H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain corresponds to the T. tengcongensis H-NOX domain set forth in SEQ ID NO:2.

[00014] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, pelo menos um dos domínios H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger um ou mais de uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal é uma substituição de aminoácido em um sítio que corresponde ao L144 de H-NOX de T. tengcongensis. Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H-NOX do T. tengcongensis e pelo menos um dos domínios H-NOX do T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, pelo menos dois dos domínios H-NOX são domínios H-NOX do T. tengcongensis e pelo menos dois dos domínios H-NOX do T. tengcongensis são caracterizados pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido de pelo menos um do T. tengcongensis na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger pelo menos duas mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, pelo menos duas mutações de bolsa distal são substituições de aminoácido nos sítios que correspondem a W9 e L144 de H-NOX do T. tengcongensis. Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H-NOX do T. tengcongensis e pelo menos um dos Domínios H- NOX do T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger substituições de aminoácido nas posições 9 e 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 9 é uma substituição de W9F e a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição de L144F.[00014] In some embodiments of any of the above embodiments, at least one of the H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses one or more of a distal pocket mutation. In some embodiments, the distal pocket mutation is an amino acid substitution at a site corresponding to L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain and at least one of the T. tengcongensis H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses an amino acid substitution at position 144. In In some embodiments, the amino acid substitution at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, at least two of the H-NOX domains are T. tengcongensis H-NOX domains and at least two of the T. tengcongensis H-NOX domains are characterized by the fact that they encompass an amino acid substitution at position 144. In some embodiments, the amino acid substitution of at least one of T. tengcongensis at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses at least two distal pocket mutations. In some embodiments, at least two distal pocket mutations are amino acid substitutions at sites corresponding to W9 and L144 of T. tengcongensis H-NOX. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain and at least one of the T. tengcongensis H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses amino acid substitutions at positions 9 and 144. In some embodiments, the amino acid substitution at position 9 is a W9F substitution and the amino acid substitution at position 144 is a L144F substitution.

[00015] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger três tipos selvagem dos domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly.Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado à C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00015] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three wild types of T. tengcongensis H-NOX domains, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C-terminus to the N-terminal of a bacteriophage T4 foldon domain through a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminal of the foldon domain through an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00016] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger três L144F Domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00016] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three L144F H-NOX domains from T. tengcongensis, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C-terminus to the N- terminal of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00017] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX polimérica está dentro de 2 ordens de magnitude da hemoglobina, e na qual a reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX polimérica está entre aproximadamente 1 nM e aproximadamente 1000 nM a 20 °C. Em outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H- NOX polimérica está entre aproximadamente 1 μM e aproximadamente 10 μM a 20 °C. Em ainda outras modalidades, a constante dedissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 10 μM e aproximadamente 50 μM a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX polimérica é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX polimérica é pelo menos 100 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em modalidades adicionais, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX polimérica é pelo menos 1.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX polimérica é inferior a ou igual a aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX polimérica está entre aproximadamente 0,21 s-1 e aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 e aproximadamente 2,9 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, a taxa de autoxidação do heme da proteína H- NOX polimérica é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C.[00017] In some embodiments of any of the above embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is within 2 orders of magnitude of that of hemoglobin, and in which the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 10 times lower than hemoglobin. In some embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is between approximately 1 nM and approximately 1000 nM at 20 ° C. In other embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is between approximately 1 μM and approximately 10 μM at 20 ° C. In still other embodiments, the O2 dedissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 10 μM and approximately 50 μM at 20 ° C. In some embodiments, the NO reactivity of the polymeric H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the NO reactivity of the polymeric H-NOX protein is at least 100 times lower than that of hemoglobin. In additional embodiments, the NO reactivity of the polymeric H-NOX protein is at least 1,000 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, the oxygen koff of the polymeric H-NOX protein is less than or equal to approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the polymeric H-NOX protein is between approximately 0.21 s-1 and approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 and approximately 2.9 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the heme autoxidation rate of the polymeric H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C.

[00018] Em algumas modalidades da modalidade acima, a proteína H-NOX polimérica é maior que 50 kDal, maior que 100 kDal, ou maior que 150 kDal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica preferentemente acumula em um ou mais de um tecido em um mamífero comparado com uma proteína H-NOX monomérica correspondente caracterizada pelo fato de abranger um único domínio H-NOX da após a administração da proteína H-NOX ao animal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica persiste em um mamífero por 1, 2, 3, 4, 6, 12 ou 24 horas após a administração da proteína H- NOX ao mamífero. Em algumas modalidades, menos de 10% do H-NOX polimérico é eliminado pelo mamífero através dos rins dentro de inferior a aproximadamente 1 hora, 2 horas ou 3 horas após a administração da proteína H-NOX ao mamífero.[00018] In some embodiments of the above embodiment, the polymeric H-NOX protein is greater than 50 kDal, greater than 100 kDal, or greater than 150 kDal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein preferentially accumulates in one or more than one tissue in a mammal compared to a corresponding monomeric H-NOX protein comprising a single H-NOX domain upon administration of the H-NOX protein. NOX to the animal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein persists in a mammal for 1, 2, 3, 4, 6, 12, or 24 hours after administration of the H-NOX protein to the mammal. In some embodiments, less than 10% of the polymeric H-NOX is eliminated by the mammal through the kidneys within less than approximately 1 hour, 2 hours or 3 hours after administration of the H-NOX protein to the mammal.

[00019] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido na SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[00019] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence established in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 or SEQ ID NO:28.

[00020] Em alguns aspectos, a invenção fornece uma proteína recombinante H-NOX caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o C-terminal do domínio H- NOX está ligado ao domínio de polimerização. Em outras modalidades, o N-terminal do domínio H-NOX está ligado ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado ao N-terminal do domínio de polimerização. Em algumas outras modalidades, o domínio H-NOX está ligado ao C-terminal do domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio de polimerização é um domínio de trimerização. Em modalidades adicionais, o domínio de trimerização é um domínio de trimerização de bacteriófago T4. Em ainda outras modalidades, o domínio de trimerização é um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio foldon é caracterizado pelo fato de abranger SEQ ID NO:4.[00020] In some aspects, the invention provides a recombinant H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is linked to the polymerization domain. In other embodiments, the N-terminus of the H-NOX domain is linked to the polymerization domain. In some embodiments, the H-NOX domain is linked to the N-terminus of the polymerization domain. In some other embodiments, the H-NOX domain is linked to the C-terminus of the polymerization domain. In some embodiments, the polymerization domain is a trimerization domain. In additional embodiments, the trimerization domain is a bacteriophage T4 trimerization domain. In still other embodiments, the trimerization domain is a foldon domain. In some embodiments, the foldon domain is characterized by the fact that it encompasses SEQ ID NO:4.

[00021] Em algumas modalidades da modalidade acima, a proteína recombinante H-NOX não abrange um domínio guanilil ciclase.[00021] In some embodiments of the above embodiment, the recombinant H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain.

[00022] Em algumas modalidades da modalidade acima, a proteína recombinante H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger um marcador. Em algumas modalidades, a proteína recombinante H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger um marcador His6.[00022] In some embodiments of the above modality, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a marker. In some embodiments, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a His6 tag.

[00023] Em algumas modalidades do aspecto acima, os aminoácidos ligantes estão localizados entre o domínio H-NOX e/ou o domínio de polimerização e/ou o marcador. Em algumas modalidades, o aminoácido ligante é uma sequência Gly-Ser-Gly de uma sequência Arg-Gly-Ser.[00023] In some embodiments of the above aspect, the linker amino acids are located between the H-NOX domain and/or the polymerization domain and/or the label. In some embodiments, the linker amino acid is a Gly-Ser-Gly sequence of an Arg-Gly-Ser sequence.

[00024] Em algumas modalidades das modalidades acima, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX do Thermoanaerobacter tengcongensis, um domínio H-NOX do L. pneumophilia 2, um domínio H-NOX do Homo sapiens β1, um domínio H-NOX do Canis lupus, um domínio H-NOX do Rattus norvegicus β1, um domínio H-NOX do Drosophila melangaster β1, um domínio H-NOX do D. melangaster CG14885-PA, um domínio H-NOX do Caenorhabdis elegans GCY-35, um domínio H-NOX do Nostoc punctiforme, domínio H-NOX do Caulobacter crescentus, um domínio H-NOX do Shewanella oneidensis, ou domínio H-NOX do Cperdidoridium acetobutilicum. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX corresponde ao domínio H-NOX de T. tengcongensis estabelecido na SEQ ID NO:2.[00024] In some embodiments of the above embodiments, the H-NOX domain is an H-NOX domain from Thermoanaerobacter tengcongensis, an H-NOX domain from L. pneumophilia 2, an H-NOX domain from Homo sapiens β1, an H- NOX from Canis lupus, an H-NOX domain from Rattus norvegicus β1, an H-NOX domain from Drosophila melangaster β1, an H-NOX domain from D. melangaster CG14885-PA, an H-NOX domain from Caenorhabdis elegans GCY-35, an H-NOX domain from Nostoc punctiforme, H-NOX domain from Caulobacter crescentus, an H-NOX domain from Shewanella oneidensis, or H-NOX domain from Cperdidoridium acetobutilicum. In some embodiments, the H-NOX domain corresponds to the T. tengcongensis H-NOX domain set forth in SEQ ID NO:2.

[00025] Em algumas modalidades das modalidades acima, o domínio H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger um ou mais de uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal é uma substituição de aminoácido em um sítio que corresponde ao L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H- NOX do T. tengcongensis e pelo menos um dos domínios H-NOX do T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger pelo menos duas mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, pelo menos duas mutações de bolsa distal são substituições de aminoácido nos sítios que correspondem a W9 e L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H-NOX T. tengcongensis e pelo menos um dos domínios H- NOX T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger substituições de aminoácido nas posições 9 e 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 9 é uma substituição de W9F e a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F.[00025] In some embodiments of the above embodiments, the H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses one or more of a distal pocket mutation. In some embodiments, the distal pocket mutation is an amino acid substitution at a site corresponding to L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain and at least one of the T. tengcongensis H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses an amino acid substitution at position 144. In In some embodiments, the amino acid substitution at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses at least two distal pocket mutations. In some embodiments, at least two distal pocket mutations are amino acid substitutions at sites corresponding to W9 and L144 of T. tengcongensis H-NOX. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain and at least one of the T. tengcongensis H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses amino acid substitutions at positions 9 and 144. In some embodiments, the amino acid substitution at position 9 is a W9F substitution and the amino acid substitution at position 144 is a L144F substitution.

[00026] Em algumas modalidades, a proteína recombinante H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger um tipo selvagem do domínio H- NOX do T. tengcongensis ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00026] In some embodiments, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a wild type of the T. tengcongensis H-NOX domain covalently linked to its C-terminus to the N-terminus of a bacteriophage foldon domain T4 through a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00027] Em algumas modalidades, a proteína recombinante H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do L144F de T. tengcongensis ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N- terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00027] In some embodiments, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain from L144F of T. tengcongensis covalently linked to its C-terminus to the N-terminus of a foldon domain of bacteriophage T4 through a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00028] Em algumas modalidades das modalidades acima, nos quais a constante de dissociação de O2 da proteína recombinante H-NOX está dentro de 2 ordens de magnitude da hemoglobina, e na qual a reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, nos quais a constante de dissociação de O2 da proteína recombinante H-NOX está entre aproximadamente 1 nM e aproximadamente 1000 nM a 20 °C. Em outras modalidades, nos quais a constante de dissociação de O2 da proteína recombinante H-NOX está entre aproximadamente 1 μM e aproximadamente 10 μM a 20 °C. Em ainda outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 10 μM e aproximadamente 50 μM a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína recombinante H-NOX é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína recombinante H-NOX é pelo menos 100 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em modalidades adicionais, uma reatividade ao NO da proteína recombinante H-NOX é pelo menos 1.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína recombinante H-NOX é inferior a ou igual a aproximadamente 0,65 s-1a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína recombinante H-NOX está entre aproximadamente 0,21 s-1 e aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 e aproximadamente 2,9 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, a taxa de autoxidação do heme da proteína recombinante H-NOX é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C.[00028] In some embodiments of the above embodiments, in which the O2 dissociation constant of the recombinant H-NOX protein is within 2 orders of magnitude of that of hemoglobin, and in which the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 10 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, in which the O2 dissociation constant of the recombinant H-NOX protein is between approximately 1 nM and approximately 1000 nM at 20 ° C. In other embodiments, in which the O2 dissociation constant of the recombinant H-NOX protein is between approximately 1 μM and approximately 10 μM at 20 ° C. In still other embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 10 μM and approximately 50 μM at 20 ° C. In some embodiments, a NO reactivity of the recombinant H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the NO reactivity of the recombinant H-NOX protein is at least 100 times lower than that of hemoglobin. In additional embodiments, the NO reactivity of the recombinant H-NOX protein is at least 1,000 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, the oxygen koff of the recombinant H-NOX protein is less than or equal to approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the recombinant H-NOX protein is between approximately 0.21 s-1 and approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 and approximately 2.9 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the heme autoxidation rate of the recombinant H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C.

[00029] Em algumas modalidades do aspecto acima, a proteína recombinante H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido na SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[00029] In some embodiments of the above aspect, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence established in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO:26 or SEQ ID NO:28.

[00030] Em alguns aspectos, a invenção fornece uma composição farmacêutica caracterizada pelo fato de abranger a proteína H-NOX polimérica que abrange dois ou mais de dois domínios H-NOX. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é caracterizada pelo fato de abranger a proteína H-NOX polimérica de qualquer uma das modalidades acima. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica, além disso, é caracterizada pelo fato de abranger um excipiente farmaceuticamente aceitável. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é estéril. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é essencialmente livre de endotoxina. Em algumas modalidades, a proteína recombinante H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido nas SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[00030] In some aspects, the invention provides a pharmaceutical composition characterized by the fact that it encompasses the polymeric H-NOX protein that encompasses two or more than two H-NOX domains. In some embodiments, the pharmaceutical composition is characterized by the fact that it encompasses the polymeric H-NOX protein of any of the above embodiments. In some embodiments, the pharmaceutical composition is further characterized by the fact that it comprises a pharmaceutically acceptable excipient. In some embodiments, the pharmaceutical composition is sterile. In some embodiments, the pharmaceutical composition is essentially endotoxin-free. In some embodiments, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence established in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO: 26 or SEQ ID NO:28.

[00031] Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é caracterizada pelo fato de abranger a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger três tipos selvagens dos domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00031] In some embodiments, the pharmaceutical composition is characterized by the fact that it encompasses the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three wild types of the H-NOX domains of T. tengcongensis, each of the H-NOX domains is linked covalently to its C-terminus to the N-terminus of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00032] Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é caracterizada pelo fato de abranger a proteína H-NOX polimérica que abrange três L144F domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N- terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00032] In some embodiments, the pharmaceutical composition is characterized by the fact that it encompasses the polymeric H-NOX protein that encompasses three L144F H-NOX domains from T. tengcongensis, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C -terminal to the N-terminal of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00033] Em alguns aspectos, a invenção fornece uma composição farmacêutica caracterizada pelo fato de abranger uma proteína recombinante H-NOX que abrange um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é caracterizada pelo fato de abranger uma proteína recombinante H-NOX que abrange um domínio H-NOX e um domínio de polimerização de qualquer uma das modalidades acima. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica, além disso, é caracterizada pelo fato de abranger um excipiente farmaceuticamente aceitável. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é estéril. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é essencialmente livre de endotoxina. Em algumas modalidades, a proteína recombinante H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido na SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[00033] In some aspects, the invention provides a pharmaceutical composition characterized by the fact that it encompasses a recombinant H-NOX protein that encompasses an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the pharmaceutical composition is characterized by the fact that it encompasses a recombinant H-NOX protein that encompasses an H-NOX domain and a polymerization domain of any of the above embodiments. In some embodiments, the pharmaceutical composition is further characterized by the fact that it comprises a pharmaceutically acceptable excipient. In some embodiments, the pharmaceutical composition is sterile. In some embodiments, the pharmaceutical composition is essentially endotoxin-free. In some embodiments, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO: 26 or SEQ ID NO:28.

[00034] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método de transporte de O2 a um tumor cerebral em um indivíduo com um câncer no cérebro caracterizado pelo fato de abranger a administração de uma dose efetiva de uma proteína H-NOX a um indivíduo. Em algumas modalidades, a administração da proteína H-NOX é usada em combinação com terapia de radiação ou quimioterapia.[00034] In some aspects, the invention provides a method of transporting O2 to a brain tumor in an individual with brain cancer characterized by the fact that it encompasses administering an effective dose of an H-NOX protein to an individual. In some embodiments, administration of the H-NOX protein is used in combination with radiation therapy or chemotherapy.

[00035] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método de tratamento de câncer cerebral em um indivíduo com câncer cerebral caracterizado pelo fato de abranger a administração de uma dose efetiva de uma proteína H-NOX a um indivíduo, e a administração de uma dose efetiva de radiação a um indivíduo.[00035] In some aspects, the invention provides a method of treating brain cancer in an individual with brain cancer characterized in that it encompasses administering an effective dose of an H-NOX protein to an individual, and administering a dose effective radiation to an individual.

[00036] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método de redução de crescimento de um tumor cerebral em um indivíduo com de câncer cerebral caracterizado pelo fato de abranger a administração de uma dose efetiva de uma proteína H-NOX a um indivíduo, e a administração de uma dose efetiva de radiação a um indivíduo.[00036] In some aspects, the invention provides a method of reducing the growth of a brain tumor in an individual with brain cancer characterized by the fact that it encompasses administering an effective dose of an H-NOX protein to an individual, and administering an effective dose of radiation to an individual.

[00037] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a radiação ou quimioterapia é administrada a um indivíduo 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 horas após a H-NOX ser administrada. Em algumas modalidades, a radiação é radiação X. Em algumas modalidades, a radiação X é administrada de aproximadamente 0,5 gray a aproximadamente 75 gray. Em algumas modalidades, a administração da proteína H-NOX e/ou a administração da radiação é repetida. Em algumas modalidades, a administração é repetida duas, três, ou quatro vezes. Em algumas modalidades, a administração é repetida após uma semana, duas semanas, três semanas, ou quatro semanas.[00037] In some embodiments of the above aspects, radiation or chemotherapy is administered to an individual 1, 2, 3, 4, 5 or 6 hours after H-NOX is administered. In some embodiments, the radiation is X-radiation. In some embodiments, the X-radiation is administered from approximately 0.5 gray to approximately 75 gray. In some embodiments, administration of the H-NOX protein and/or administration of radiation is repeated. In some embodiments, administration is repeated two, three, or four times. In some embodiments, administration is repeated after one week, two weeks, three weeks, or four weeks.

[00038] Em algumas modalidades dos aspectos acima, o câncer cerebral é glioblastoma. Em algumas modalidades, o indivíduo é um mamífero. Em algumas modalidades, o mamífero é um humano. Em outras modalidades, o mamífero é um animal de estimação, um animal de pesquisa de laboratório, ou um animal de granja. Em modalidades adicionais, o animal de estimação, animal de pesquisa ou animal de granja é um cachorro, um gato, um cavalo, um macaco, um coelho, um rato, um camundongo, um porquinho da índia, a hamster, um porco, ou uma vaca.[00038] In some embodiments of the above aspects, the brain cancer is glioblastoma. In some embodiments, the individual is a mammal. In some embodiments, the mammal is a human. In other embodiments, the mammal is a pet, a laboratory research animal, or a farm animal. In further embodiments, the pet, research animal, or farm animal is a dog, a cat, a horse, a monkey, a rabbit, a rat, a mouse, a guinea pig, a hamster, a pig, or a cow.

[00039] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a administração da proteína H-NOX e a radiação é usada em combinação com outras terapias.[00039] In some embodiments of the above aspects, administration of the H-NOX protein and radiation is used in combination with other therapies.

[00040] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX é a H-NOX de T. tengcongensis , a L. pneumophilia 2 H-NOX, a H. sapiens β1, a R. norvegicus β1, a D. melangaster β1, a D. melangaster CG14885-PA, a C. elegans GCY-35, a N. punctiforme H- NOX, C. crescentus H-NOX, a S. oneidensis H-NOX, ou C. acetobutilicum H-NOX. Em alguns aspectos, a proteína H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do correspondente domínio H-NOX de T. tengcongensis estabelecido na SEQ ID NO:2. Em algumas modalidades, a H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger uma ou mais de uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal é uma substituição de aminoácido em um sítio que corresponde ao L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a H-NOX é a H-NOX de T. tengcongensis caracterizada pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, a H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger pelo menos duas mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, pelo menos duas mutações de bolsa distal são substituições de aminoácido nos sítios que correspondem a W9 e L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a H-NOX é a H-NOX de T. tengcongensis caracterizada pelo fato de abranger substituições de aminoácido nas posições 9 e 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 9 é uma substituição de W9F e a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F.[00040] In some embodiments of the above aspects, the H-NOX protein is the H-NOX of T. tengcongensis, the L. pneumophilia 2 H-NOX, the H. sapiens β1, the R. norvegicus β1, the D. melangaster β1, D. melangaster CG14885-PA, C. elegans GCY-35, N. punctiforme H-NOX, C. crescentus H-NOX, S. oneidensis H-NOX, or C. acetobutilicum H-NOX. In some aspects, the H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain of the corresponding T. tengcongensis H-NOX domain set forth in SEQ ID NO:2. In some embodiments, H-NOX is characterized by the fact that it encompasses one or more of a distal pocket mutation. In some embodiments, the distal pocket mutation is an amino acid substitution at a site corresponding to L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, the H-NOX is the H-NOX of T. tengcongensis characterized by the fact that it encompasses an amino acid substitution at position 144. In some embodiments, the amino acid substitution at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, H-NOX is characterized by the fact that it encompasses at least two distal pocket mutations. In some embodiments, at least two distal pocket mutations are amino acid substitutions at sites corresponding to W9 and L144 of T. tengcongensis H-NOX. In some embodiments, H-NOX is H-NOX from T. tengcongensis characterized by the fact that it encompasses amino acid substitutions at positions 9 and 144. In some embodiments, the amino acid substitution at position 9 is a W9F substitution and the substitution amino acid at position 144 is an L144F substitution.

[00041] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica não abrange um domínio guanilil ciclase.[00041] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain.

[00042] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX é caracterizada pelo fato de abranger um marcador. Em alguns aspectos, o marcador é um marcador His6.[00042] In some embodiments of the above aspects, the H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a marker. In some aspects, the tag is a His6 tag.

[00043] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está dentro de 2 ordens de magnitude da hemoglobina, e nas quais uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX polimérica está entre aproximadamente 1 nM e aproximadamente 1000 nM a 20 °C. Em outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1 μM e aproximadamente 10 μM a 20 °C. Em ainda outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H- NOX está entre aproximadamente 10 μM e aproximadamente 50 μM a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H- NOX é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 100 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em modalidades adicionais, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 1.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX é inferior a ou igual a aproximadamente 0,65 s-1a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 0,21 s-1 e aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 e aproximadamente 2,9 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, a taxa de autoxidação do heme da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C.[00043] In some embodiments of the above aspects, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is within 2 orders of magnitude of that of hemoglobin, and in which the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 10 times lower than hemoglobin. In some embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is between approximately 1 nM and approximately 1000 nM at 20 ° C. In other embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 1 μM and approximately 10 μM at 20 °C. In still other embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 10 μM and approximately 50 μM at 20 ° C. In some embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 100 times lower than that of hemoglobin. In additional embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 1,000 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is less than or equal to approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 0.21 s-1 and approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 and approximately 2.9 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the rate of heme autoxidation of the H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C.

[00044] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método para transportar o oxigênio a um indivíduo que necessita do mesmo, o mencionado método é caracterizado pelo fato de abranger a administração a um indivíduo de uma dose efetiva da proteína H-NOX polimérica. Em algumas modalidades, a administração da proteína H- NOX é usada em combinação com terapia de radiação ou quimioterapia.[00044] In some aspects, the invention provides a method for transporting oxygen to an individual in need of it, said method is characterized by the fact that it encompasses administering to an individual an effective dose of the polymeric H-NOX protein. In some embodiments, administration of the H-NOX protein is used in combination with radiation therapy or chemotherapy.

[00045] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método para tratar o câncer em um indivíduo que necessita do mesmo caracterizado pelo fato de abranger a administração de uma dose efetiva de da proteína H-NOX polimérica a um indivíduo, e a administração de uma dose efetiva de radiação a um indivíduo.[00045] In some aspects, the invention provides a method for treating cancer in an individual in need thereof characterized by the fact that it encompasses administering an effective dose of polymeric H-NOX protein to an individual, and administering a effective dose of radiation to an individual.

[00046] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método para reduzir o crescimento do tumor em um indivíduo que necessita do mesmo caracterizado pelo fato de abranger a administração de uma dose efetiva de uma proteína H-NOX a um indivíduo, e a administração de uma dose efetiva de radiação a um indivíduo.[00046] In some aspects, the invention provides a method for reducing tumor growth in an individual in need thereof characterized by the fact that it encompasses administering an effective dose of an H-NOX protein to an individual, and administering an effective dose of radiation to an individual.

[00047] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a radiação ou quimioterapia é administrada a um indivíduo 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 horas após a H-NOX ser administrada. Em algumas modalidades, a radiação é Radiação X. Em algumas modalidades, a radiação X é administrada de aproximadamente 0,5 gray a aproximadamente 75 gray. Em algumas modalidades, a administração da proteína H-NOX e/ou a administração da radiação é repetida. Em algumas modalidades, a administração é repetida duas, três, ou quatro vezes. Em algumas modalidades, a administração é repetida após uma semana, duas semanas, três semanas, ou quatro semanas.[00047] In some embodiments of the above aspects, radiation or chemotherapy is administered to an individual 1, 2, 3, 4, 5 or 6 hours after H-NOX is administered. In some embodiments, the radiation is X-radiation. In some embodiments, the X-radiation is administered from approximately 0.5 gray to approximately 75 gray. In some embodiments, administration of the H-NOX protein and/or administration of radiation is repeated. In some embodiments, administration is repeated two, three, or four times. In some embodiments, administration is repeated after one week, two weeks, three weeks, or four weeks.

[00048] Em algumas modalidades da modalidade acima, o câncer é câncer cerebral, câncer de pulmão, câncer colo retal, ou câncer de pele. Em algumas modalidades, o indivíduo é um mamífero. Em modalidades adicionais, o mamífero é um humano. Em outras modalidades, o mamífero é um animal de estimação, um animal de pesquisa de laboratório, ou um animal de granja. Em ainda outras modalidades, o animal de estimação, animal de pesquisa ou animal de granja é um cachorro, um gato, um cavalo, um macaco, um coelho, um rato, um camundongo, um porquinho da índia, a hamster, um porco, ou uma vaca.[00048] In some embodiments of the above embodiment, the cancer is brain cancer, lung cancer, colorectal cancer, or skin cancer. In some embodiments, the individual is a mammal. In further embodiments, the mammal is a human. In other embodiments, the mammal is a pet, a laboratory research animal, or a farm animal. In still other embodiments, the pet, research animal, or farm animal is a dog, a cat, a horse, a monkey, a rabbit, a rat, a mouse, a guinea pig, a hamster, a pig, or a cow.

[00049] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a administração da proteína H-NOX e a radiação é usada em combinação com outras terapias.[00049] In some embodiments of the above aspects, administration of the H-NOX protein and radiation is used in combination with other therapies.

[00050] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H-NOX. Em algumas modalidades, os dois ou mais de dois domínios H-NOX são domínios H-NOX homólogos. Em outras modalidades, os domínios H-NOX são domínios H-NOX heterólogos.[00050] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses two or more than two H-NOX domains. In some embodiments, the two or more than two H-NOX domains are homologous H-NOX domains. In other embodiments, the H-NOX domains are heterologous H-NOX domains.

[00051] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica é um dímero, um trímero, um tetrâmero, ou um pentâmero. Em algumas modalidades, os domínios H-NOX estão ligados de forma covalente.[00051] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein is a dimer, a trimer, a tetramer, or a pentamer. In some embodiments, the H-NOX domains are covalently linked.

[00052] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger monômeros, nos quais os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em outras modalidades, o N- terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, monômeros se associam para formar uma proteína H-NOX polimérica.[00052] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses monomers, in which the monomers encompass an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In other embodiments, the N-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, monomers associate to form a polymeric H-NOX protein.

[00053] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger um ou mais de um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, nos quais os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio de trimerização de bacteriófago T4. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio foldon é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:4. Em algumas modalidades, o domínio H- NOX está ligado de forma covalente ao domínio de trimerização. Em outras modalidades, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o N-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio de trimerização.[00053] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of one trimerization domain. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three monomers, wherein the monomers encompass an H-NOX domain and a trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a bacteriophage T4 trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a foldon domain. In some embodiments, the foldon domain is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence of SEQ ID NO:4. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the trimerization domain. In other embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the N-terminus of the trimerization domain. In some embodiments, the N-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the N-terminus of the trimerization domain.

[00054] Em algumas modalidades dos aspectos acima, um marcador está ligado de forma covalente ao C-terminal do domínio de trimerização. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado de forma covalente ao C-terminal do domínio de trimerização.[00054] In some embodiments of the above aspects, a tag is covalently linked to the C-terminus of the trimerization domain. In some embodiments, a His6 tag is covalently linked to the C-terminus of the trimerization domain.

[00055] Em algumas modalidades dos aspectos acima, os aminoácidos ligantes estão localizados entre o domínio H-NOX e/ou o domínio de polimerização e/ou o marcador. Em algumas modalidades, o aminoácido ligante é uma sequência Gly-Ser-Gly de uma sequência Arg-Gly-Ser.[00055] In some embodiments of the above aspects, the linker amino acids are located between the H-NOX domain and/or the polymerization domain and/or the label. In some embodiments, the linker amino acid is a Gly-Ser-Gly sequence of an Arg-Gly-Ser sequence.

[00056] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica não abrange um domínio guanilil ciclase.[00056] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain.

[00057] Em algumas modalidades dos aspectos acima, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H-NOX do T. tengcongensis, um domínio H-NOX do, L. pneumophilia 2 um domínio H-NOX do H. sapiens β1, um domínio H-NOX do C. lupus, um domínio H-NOX do R. norvegicus β1, um domínio H-NOX do D. melangaster β1, um domínio H-NOX do D. melangaster CG14885-PA, um domínio H-NOX do C. elegans GCY-35, um domínio H-NOX do N. punctiforme, Domínio H- NOX do C. crescentus, um domínio H-NOX dS. oneidensis o, ou domínio H-NOX do C. acetobutilicum. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX corresponde ao domínio H-NOX de T. tengcongensis estabelecido na SEQ ID NO:2. Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H-NOX é a H-NOX de T. tengcongensis , a L. pneumophilia 2 H-NOX, a H. sapiens β1, a R. norvegicus β1, a D. melangaster β1, a D. melangaster CG14885-PA, a C. elegans GCY-35, a N. punctiforme H-NOX, C. crescentus H-NOX, a S. oneidensis H-NOX, ou C. acetobutilicum H-NOX. Em algumas modalidades, a proteína H- NOX é caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do correspondente domínio H-NOX de T. tengcongensis estabelecido na SEQ ID NO:2. Em algumas modalidades, a H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger uma ou mais de uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal é uma substituição de aminoácido em um sítio que corresponde ao L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a H-NOX é a H-NOX de T. tengcongensis caracterizada pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, a H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger pelo menos duas mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, pelo menos duas mutações de bolsa distal são substituições de aminoácido nos sítios que correspondem a W9 e L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a H-NOX é a H-NOX de T. tengcongensis caracterizada pelo fato de abranger substituições de aminoácido nas posições 9 e 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 9 é uma substituição de W9F e a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F.[00057] In some embodiments of the above aspects, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain, an L. pneumophilia 2 H-NOX domain, an H. sapiens β1 H-NOX domain , an H-NOX domain from C. lupus, an H-NOX domain from R. norvegicus β1, an H-NOX domain from D. melangaster β1, an H-NOX domain from D. melangaster CG14885-PA, an H- NOX from C. elegans GCY-35, an H-NOX domain from N. punctiforme, H-NOX domain from C. crescentus, an H-NOX dS domain. oneidensis, or H-NOX domain of C. acetobutilicum. In some embodiments, the H-NOX domain corresponds to the T. tengcongensis H-NOX domain set forth in SEQ ID NO:2. In some embodiments of the above aspects, the H-NOX protein is T. tengcongensis H-NOX, L. pneumophilia 2 H-NOX, H. sapiens β1, R. norvegicus β1, D. melangaster β1, D. melangaster CG14885-PA, C. elegans GCY-35, N. punctiforme H-NOX, C. crescentus H-NOX, S. oneidensis H-NOX, or C. acetobutilicum H-NOX. In some embodiments, the H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain of the corresponding T. tengcongensis H-NOX domain set forth in SEQ ID NO:2. In some embodiments, H-NOX is characterized by the fact that it encompasses one or more of a distal pocket mutation. In some embodiments, the distal pocket mutation is an amino acid substitution at a site corresponding to L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, the H-NOX is the H-NOX of T. tengcongensis characterized by the fact that it encompasses an amino acid substitution at position 144. In some embodiments, the amino acid substitution at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, H-NOX is characterized by the fact that it encompasses at least two distal pocket mutations. In some embodiments, at least two distal pocket mutations are amino acid substitutions at sites corresponding to W9 and L144 of T. tengcongensis H-NOX. In some embodiments, H-NOX is H-NOX from T. tengcongensis characterized by the fact that it encompasses amino acid substitutions at positions 9 and 144. In some embodiments, the amino acid substitution at position 9 is a W9F substitution and the substitution amino acid at position 144 is an L144F substitution.

[00058] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica dos métodos é caracterizada pelo fato de abranger três tipos selvagens dos domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00058] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein of the methods is characterized by the fact that it encompasses three wild types of T. tengcongensis H-NOX domains, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C- terminal to the N-terminus of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00059] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica de o método é caracterizado pelo fato de abranger três L144F domínios H- NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00059] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein of the method is characterized by the fact that it encompasses three L144F H-NOX domains from T. tengcongensis, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C-terminus to the N-terminus of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00060] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está dentro de 2 ordens de magnitude que da hemoglobina, e na qual a reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX polimérica está entre aproximadamente 1 nM e aproximadamente 1000 nM a 20 °C. Em outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1 μM e aproximadamente 10 μM a 20 °C. Em ainda outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H- NOX está entre aproximadamente 10 μM e aproximadamente 50 μM a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H- NOX é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 100 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em modalidades adicionais, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 1.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX é inferior a ou igual a aproximadamente 0,65 s-1a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 0,21 s-1 e aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 e aproximadamente 2,9 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, a taxa de autoxidação do heme da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C.[00060] In some embodiments of the above aspects, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is within 2 orders of magnitude that of hemoglobin, and in which the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 10 times more lower than hemoglobin. In some embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is between approximately 1 nM and approximately 1000 nM at 20 ° C. In other embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 1 μM and approximately 10 μM at 20 °C. In still other embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 10 μM and approximately 50 μM at 20 ° C. In some embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 100 times lower than that of hemoglobin. In additional embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 1,000 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is less than or equal to approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 0.21 s-1 and approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 and approximately 2.9 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the rate of heme autoxidation of the H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C.

[00061] Em algumas modalidades dos aspectos acima, a proteína H- NOX polimérica é maior que 50 kDal, maior que 100 kDal, ou maior que 150 kDal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica preferentemente acumula em um ou mais de um tecido em um mamífero comparado com uma proteína H-NOX monomérica correspondente caracterizada pelo fato de abranger um único domínio H-NOX do após a administração da proteína H-NOX ao animal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica persiste em um mamífero por 1, 2, 3, 4, 6, 12 ou 24 horas após a administração da proteína H- NOX ao mamífero. Em algumas modalidades, menos de 10% do H-NOX polimérico é eliminado pelo mamífero através dos rins dentro de inferior a aproximadamente 1 hora, 2 horas ou 3 horas após a administração da proteína H-NOX ao mamífero.[00061] In some embodiments of the above aspects, the polymeric H-NOX protein is greater than 50 kDal, greater than 100 kDal, or greater than 150 kDal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein preferentially accumulates in one or more tissues in a mammal compared to a corresponding monomeric H-NOX protein comprising a single H-NOX domain following administration of the H-NOX protein. NOX to the animal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein persists in a mammal for 1, 2, 3, 4, 6, 12, or 24 hours after administration of the H-NOX protein to the mammal. In some embodiments, less than 10% of the polymeric H-NOX is eliminated by the mammal through the kidneys within less than approximately 1 hour, 2 hours or 3 hours after administration of the H-NOX protein to the mammal.

[00062] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido na SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[00062] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence established in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 or SEQ ID NO:28.

[00063] Em alguns aspectos, a invenção fornece a ácido nucleico recombinante que codifica a proteína H-NOX polimérica de qualquer uma das modalidades aqui descritos. Em algumas modalidades, o ácido nucleico está em um vetor. A invenção também fornece uma célula caracterizada pelo fato de abranger um ácido nucleico ou um vetor de codifica a proteína H-NOX polimérica ou monomérica H-NOX subunidade aqui descritos. Em algumas modalidades, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de ácido nucleico estabelecido na SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9, SEQ ID NO:11, SEQ ID NO:25 ou SEQ ID NO:27.[00063] In some aspects, the invention provides recombinant nucleic acid encoding the polymeric H-NOX protein of any of the embodiments described herein. In some embodiments, the nucleic acid is in a vector. The invention also provides a cell characterized by the fact that it encompasses a nucleic acid or a vector encoding the polymeric H-NOX protein or monomeric H-NOX subunit described herein. In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it encompasses the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9, SEQ ID NO:11, SEQ ID NO:25 or SEQ ID NO:27.

[00064] Em alguns aspectos, a invenção fornece um método de produção de uma proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger o cultivo de uma célula caracterizada pelo fato de abranger um ácido nucleico que codifica a proteína H-NOS polimérica ou a subunidade H-NOX monomérica sob as condições adequadas para a produção da proteína H-NOX polimérica. Em modalidades adicionais o método é caracterizado pelo fato de incluir uma etapa de purificação da proteína H-NOX.[00064] In some aspects, the invention provides a method of producing a polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses the cultivation of a cell characterized by the fact that it comprises a nucleic acid encoding the polymeric H-NOS protein or subunit Monomeric H-NOX under the appropriate conditions for the production of polymeric H-NOX protein. In additional embodiments, the method is characterized by the fact that it includes a H-NOX protein purification step.

[00065] Em alguns aspectos, a invenção fornece kits caracterizados pelo fato de abranger a proteína H-NOX polimérica que abrange dois ou mais de dois domínios H-NOX. Em algumas modalidades, os kits, além disso, abrangem instruções de uso da proteína H-NOX polimérica. Em algumas modalidades, os dois ou mais de dois domínios H-NOX são domínios H-NOX homólogos. Em outras modalidades, os domínios H- NOX são domínios H-NOX heterólogos. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é um dímero, um trímero, um tetrâmero, ou um pentâmero. Em algumas modalidades, os domínios H-NOX estão ligados de forma covalente.[00065] In some aspects, the invention provides kits characterized by the fact that they encompass the polymeric H-NOX protein that encompasses two or more than two H-NOX domains. In some embodiments, the kits further include instructions for using the polymeric H-NOX protein. In some embodiments, the two or more than two H-NOX domains are homologous H-NOX domains. In other embodiments, the H-NOX domains are heterologous H-NOX domains. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a dimer, a trimer, a tetramer, or a pentamer. In some embodiments, the H-NOX domains are covalently linked.

[00066] Em algumas modalidades da invenção, a proteína H-NOX polimérica do kit é caracterizada pelo fato de abranger monômeros, nos quais os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em outras modalidades, o N- terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização. Em algumas modalidades, monômeros se associam para formar uma proteína H-NOX polimérica.[00066] In some embodiments of the invention, the polymeric H-NOX protein of the kit is characterized by the fact that it encompasses monomers, in which the monomers encompass an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In other embodiments, the N-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain. In some embodiments, monomers associate to form a polymeric H-NOX protein.

[00067] Em algumas modalidades da invenção, a proteína H-NOX polimérica do kit é uma proteína H-NOX trimérica. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizado pelo fato de abranger um ou mais de um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, nos quais os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio de trimerização de bacteriófago T4. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio foldon é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:4. Em algumas modalidades, o domínio H- NOX está ligado de forma covalente ao domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio de trimerização. Em outras modalidades, o terminal dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio de trimerização.[00067] In some embodiments of the invention, the polymeric H-NOX protein of the kit is a trimeric H-NOX protein. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of one trimerization domain. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three monomers, wherein the monomers encompass an H-NOX domain and a trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a bacteriophage T4 trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a foldon domain. In some embodiments, the foldon domain is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence of SEQ ID NO:4. In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the trimerization domain. In some embodiments, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the N-terminus of the trimerization domain. In other embodiments, the terminus of the H-NOX domains is covalently linked to the N-terminus of the trimerization domain.

[00068] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, a proteína H-NOX polimérica do kit não abrange um domínio guanilil ciclase.[00068] In some embodiments of any of the above embodiments, the polymeric H-NOX protein of the kit does not encompass a guanylyl cyclase domain.

[00069] Em algumas modalidades da modalidade acima, a proteína H-NOX polimérica do kit é caracterizado pelo fato de abranger pelo menos um marcador. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger pelo menos um marcador His6.[00069] In some embodiments of the above modality, the polymeric H-NOX protein of the kit is characterized by the fact that it encompasses at least one marker. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses at least one His6 tag.

[00070] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, os aminoácidos ligantes estão localizados entre o domínio H- NOX e/ou o domínio de polimerização e/ou o marcador. Em algumas modalidades, o aminoácido ligante é uma sequência Gly-Ser-Gly de uma sequência Arg-Gly-Ser.[00070] In some embodiments of any of the above embodiments, the linker amino acids are located between the H-NOX domain and/or the polymerization domain and/or the label. In some embodiments, the linker amino acid is a Gly-Ser-Gly sequence of an Arg-Gly-Ser sequence.

[00071] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, pelo menos um do domínio H-NOX do kit é um domínio H-NOX do Thermoanaerobacter tengcongensis, um domínio H-NOX do L. pneumophilia 2, um domínio H-NOX do Homo sapiens β1, um domínio H-NOX do Canis lupus, um Domínio H-NOX do rattus norvegicus β1, um domínio H-NOX do Drosophila melangaster β1, a Um domínio H-NOX do D. melangaster CG14885-P, um domínio H-NOX do Caenorhabdis elegans GCY-35, um domínio H-NOX do Nostoc punctiforme, Domínio H-NOX do Caulobacter crescentus, um domínio H-NOX do Shewanella oneidensis, ou domínio H-NOX do Cperdidoridium acetobutilicum. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX corresponde ao domínio H- NOX de T. tengcongensis estabelecido na SEQ ID NO:2.[00071] In some embodiments of any of the above embodiments, at least one of the H-NOX domain of the kit is an H-NOX domain from Thermoanaerobacter tengcongensis, an H-NOX domain from L. pneumophilia 2, an H-NOX domain from Homo sapiens β1, a Canis lupus H-NOX domain, a Rattus norvegicus β1 H-NOX domain, a Drosophila melangaster β1 H-NOX domain, a D. melangaster CG14885-P H-NOX domain, a H-domain -NOX from Caenorhabdis elegans GCY-35, an H-NOX domain from Nostoc punctiforme, H-NOX domain from Caulobacter crescentus, an H-NOX domain from Shewanella oneidensis, or H-NOX domain from Cperdidoridium acetobutilicum. In some embodiments, the H-NOX domain corresponds to the T. tengcongensis H-NOX domain set forth in SEQ ID NO:2.

[00072] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, pelo menos um dos domínios H-NOX do kit é caracterizado pelo fato de abranger uma ou mais de uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal é uma substituição de aminoácido em um sítio que corresponde ao L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é a Domínio H-NOX T. tengcongensis do e pelo menos um dos domínios H-NOX T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, pelo menos dois dos domínios H-NOX são Domínios H-NOX T. tengcongensis e pelo menos dois dos domínios H-NOX T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger uma substituição de aminoácido na posição 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido pelo menos um dos T. tengcongensis na posição 144 é uma substituição L144F. Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger pelo menos duas mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, pelo menos duas mutações de bolsa distal são substituições de aminoácido nos sítios que correspondem a W9 e L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX é um domínio H-NOX do T. tengcongensis e pelo menos um do T. tengcongensis Domínios H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger substituições de aminoácido nas posições 9 e 144. Em algumas modalidades, a substituição de aminoácido na posição 9 é uma substituição de W9F e a substituição de aminoácido na posição 144 é uma substituição L144F.[00072] In some embodiments of any of the above embodiments, at least one of the H-NOX domains of the kit is characterized by the fact that it encompasses one or more of a distal pocket mutation. In some embodiments, the distal pocket mutation is an amino acid substitution at a site corresponding to L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain and at least one of the T. tengcongensis H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses an amino acid substitution at position 144. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses an amino acid substitution at position 144. embodiments, the amino acid substitution at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, at least two of the H-NOX domains are T. tengcongensis H-NOX domains and at least two of the T. tengcongensis H-NOX domains are characterized by the fact that they encompass an amino acid substitution at position 144. In some embodiments, The amino acid substitution in at least one of the T. tengcongensis at position 144 is an L144F substitution. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses at least two distal pocket mutations. In some embodiments, at least two distal pocket mutations are amino acid substitutions at sites corresponding to W9 and L144 of T. tengcongensis H-NOX. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains is a T. tengcongensis H-NOX domain and at least one of the T. tengcongensis H-NOX domains is characterized by the fact that it encompasses amino acid substitutions at positions 9 and 144. In In some embodiments, the amino acid substitution at position 9 is a W9F substitution and the amino acid substitution at position 144 is a L144F substitution.

[00073] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica do kit é caracterizado pelo fato de abranger três tipos selvagens dos domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00073] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein of the kit is characterized by the fact that it encompasses three wild types of T. tengcongensis H-NOX domains, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C- terminal to the N-terminus of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00074] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica do kit é caracterizado pelo fato de abranger três L144F Domínios H-NOX de T. tengcongensis, cada um dos domínios H-NOX está ligado de forma covalente a seu C-terminal ao N-terminal de um domínio foldon do bacteriófago T4 através de um ligante de aminoácido Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, um marcador His6 está ligado ao C-terminal do domínio foldon através de um ligante de aminoácido Arg-Gly-Ser.[00074] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein of the kit is characterized by the fact that it encompasses three L144F H-NOX domains from T. tengcongensis, each of the H-NOX domains is covalently linked to its C-terminal to the N-terminus of a bacteriophage T4 foldon domain via a Gly-Ser-Gly amino acid linker. In some embodiments, a His6 tag is linked to the C-terminus of the foldon domain via an Arg-Gly-Ser amino acid linker.

[00075] Em algumas modalidades de qualquer uma das modalidades acima, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX polimérica do kit está dentro de 2 ordens de magnitude que da hemoglobina, e na qual a reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX polimérica está entre aproximadamente 1 nM e aproximadamente 1000 nM a 20 °C. Em outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H- NOX polimérica está entre aproximadamente 1 μM e aproximadamente 10 μM a 20 °C. Em ainda outras modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 10 μM e aproximadamente 50 μM a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX polimérica é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX polimérica é pelo menos 100 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em modalidades adicionais, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX polimérica é pelo menos 1.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX polimérica é inferior a ou igual a aproximadamente 0,65 s-1a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX polimérica está entre aproximadamente 0,21 s-1 e aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 e aproximadamente 2,9 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, a taxa de autoxidação do heme da proteína H- NOX polimérica é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C.[00075] In some embodiments of any of the above embodiments, the O2 dissociation constant of the kit's polymeric H-NOX protein is within 2 orders of magnitude that of hemoglobin, and in which the NO reactivity of the H-NOX protein is at least 10 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is between approximately 1 nM and approximately 1000 nM at 20 ° C. In other embodiments, the O2 dissociation constant of the polymeric H-NOX protein is between approximately 1 μM and approximately 10 μM at 20 ° C. In still other embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 10 μM and approximately 50 μM at 20 ° C. In some embodiments, the NO reactivity of the polymeric H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the NO reactivity of the polymeric H-NOX protein is at least 100 times lower than that of hemoglobin. In additional embodiments, the NO reactivity of the polymeric H-NOX protein is at least 1,000 times lower than that of hemoglobin. In some embodiments, the oxygen koff of the polymeric H-NOX protein is less than or equal to approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the polymeric H-NOX protein is between approximately 0.21 s-1 and approximately 0.65 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 and approximately 2.9 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the heme autoxidation rate of the polymeric H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C.

[00076] Em algumas modalidades da modalidade acima, a proteína H-NOX polimérica do kit é maior que 50 kDal, maior que 100 kDal, ou maior que 150 kDal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica preferentemente acumula em um ou mais de um tecido em um mamífero comparado com uma proteína H-NOX monomérica correspondente caracterizada pelo fato de abranger um único domínio H-NOX do após a administração da proteína H-NOX ao animal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica persiste em um mamífero por 1, 2, 3, 4, 6, 12 ou 24 horas após a administração da proteína H-NOX ao mamífero. Em algumas modalidades, menos de 10% do H-NOX polimérico é eliminado pelo mamífero através dos rins dentro de inferior a aproximadamente 1 hora, 2 horas ou 3 horas após a administração da proteína H-NOX ao mamífero.[00076] In some embodiments of the above embodiment, the polymeric H-NOX protein of the kit is greater than 50 kDal, greater than 100 kDal, or greater than 150 kDal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein preferentially accumulates in one or more tissues in a mammal compared to a corresponding monomeric H-NOX protein comprising a single H-NOX domain following administration of the H-NOX protein. NOX to the animal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein persists in a mammal for 1, 2, 3, 4, 6, 12, or 24 hours after administration of the H-NOX protein to the mammal. In some embodiments, less than 10% of the polymeric H-NOX is eliminated by the mammal through the kidneys within less than approximately 1 hour, 2 hours or 3 hours after administration of the H-NOX protein to the mammal.

[00077] Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger qualquer uma das proteínas H-NOX poliméricas como aqui é descrita. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger qualquer uma das subunidades H-NOX monoméricas como aqui é descrita. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica do kit é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido na SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[00077] In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses any of the polymeric H-NOX proteins as described here. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses any of the monomeric H-NOX subunits as described herein. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein of the kit is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 or SEQ ID NO:28.

[00078] Em alguns aspectos, a invenção fornece um artigo de manufatura caracterizado pelo fato de abranger a proteína H-NOX polimérica como aqui é descrita. Em algumas modalidades, o artigo de manufatura é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX e uma bolsa. Em algumas modalidades, a bolsa é uma bolsa IV. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX do artigo de manufatura é para o transportador de O2 a um indivíduo que necessita do mesmo. Em algumas modalidades, o indivíduo tem um tumor cerebral. Em algumas modalidades, o tumor cerebral é a glioblastoma. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é usada em conjunção com terapia de radiação.[00078] In some aspects, the invention provides an article of manufacture characterized by the fact that it encompasses the polymeric H-NOX protein as described herein. In some embodiments, the article of manufacture is characterized by comprising an H-NOX protein and a pocket. In some embodiments, the bag is an IV bag. In some embodiments, the H-NOX protein of the article of manufacture is to transport O2 to an individual in need thereof. In some embodiments, the individual has a brain tumor. In some embodiments, the brain tumor is glioblastoma. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is used in conjunction with radiation therapy.

[00079] Em alguns aspectos, a invenção fornece uma unidade de dose da proteína H-NOX polimérica como aqui é descrita. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX da unidade de dose é para o transportador de O2 a um indivíduo que necessita do mesmo. Em algumas modalidades, o indivíduo tem um tumor cerebral. Em algumas modalidades, o tumor cerebral é a glioblastoma. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é usada em conjunção com terapia de radiação.[00079] In some aspects, the invention provides a unit dose of polymeric H-NOX protein as described herein. In some embodiments, the H-NOX protein of the dose unit is to transport O2 to an individual in need thereof. In some embodiments, the individual has a brain tumor. In some embodiments, the brain tumor is glioblastoma. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is used in conjunction with radiation therapy.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[00080] A Figura 1 mostra o ácido nucleico (SEQ ID NO:3) e sequência de aminoácidos (SEQ ID NO:4) do domínio foldon da fibritina do bacteriófago T4.[00080] Figure 1 shows the nucleic acid (SEQ ID NO:3) and amino acid sequence (SEQ ID NO:4) of the fibritin foldon domain of bacteriophage T4.

[00081] A Figura 2A mostra o ácido nucleico (SEQ ID NO:5) e sequência de aminoácidos (SEQ ID NO:6) do domínio foldon da fibritina do bacteriófago T4 fusionado ao C-terminal da sequência Thermoanaerobacter tengcongensis L144F H-NOX e que inclui o marcador His6. A Figura 2B mostra o ácido nucleico (SEQ ID NO:7) e sequência de aminoácidos (SEQ ID NO:8) do L144F H-NOX-foldon monômero sem um marcador His6.[00081] Figure 2A shows the nucleic acid (SEQ ID NO:5) and amino acid sequence (SEQ ID NO:6) of the fibritin foldon domain of bacteriophage T4 fused to the C-terminus of the Thermoanaerobacter tengcongensis L144F H-NOX sequence and which includes the His6 tag. Figure 2B shows the nucleic acid (SEQ ID NO:7) and amino acid sequence (SEQ ID NO:8) of the L144F H-NOX-foldon monomer without a His6 tag.

[00082] A Figura 3A mostra um alinhamento da sequência de ADN da Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX-foldon His6 proteína quimérica do tipo selvagem (top; SEQ ID NO:9) e os dados de sequenciamento do clone 3I-A (parte inferior; SEQ ID NO:5) que codifica o L144F variante de H-NOX com o foldon fusionado e as sequências His6. A substituição L144F e os sítios de restrição Xho I e Hind III usados para a fusão são destacados. A Figura 3B mostra a sequência de aminoácidos do tipo selvagem do Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX-foldon His6 monômero (SEQ ID NO:10). A Figura 3C mostra o ácido nucleico (SEQ ID NO:11) e sequência de aminoácidos (SEQ ID NO:12) do tipo selvagem do H-NOX-foldon monômero sem um marcador His6. A Figura 3D mostra o ácido nucleico (SEQ ID NO:25) e aminoácido (SEQ ID NO:26) de Canis lupus H-NOX (1-385) fusionado ao C-terminal ao bacteriófago T4 domínio foldon. A Figura 3E mostra o ácido nucleico (SEQ ID NO:27) e aminoácido (SEQ ID NO:28) de Canis lupus H-NOX (1-194) fusionado ao C-terminal ao bacteriófago T4 domínio foldon.[00082] Figure 3A shows an alignment of the DNA sequence of the Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX-foldon His6 wild-type chimeric protein (top; SEQ ID NO: 9) and the sequencing data of clone 3I-A (bottom; SEQ ID NO:5) which encodes the H-NOX variant L144F with the fused foldon and His6 sequences. The L144F substitution and the Xho I and Hind III restriction sites used for the fusion are highlighted. Figure 3B shows the amino acid sequence of the wild type of Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX-foldon His6 monomer (SEQ ID NO:10). Figure 3C shows the nucleic acid (SEQ ID NO:11) and amino acid sequence (SEQ ID NO:12) of the wild-type H-NOX-foldon monomer without a His6 tag. Figure 3D shows the nucleic acid (SEQ ID NO:25) and amino acid (SEQ ID NO:26) from Canis lupus H-NOX (1-385) fused to the C-terminus of the bacteriophage T4 foldon domain. Figure 3E shows the nucleic acid (SEQ ID NO:27) and amino acid (SEQ ID NO:28) from Canis lupus H-NOX (1-194) fused to the C-terminus of the bacteriophage T4 foldon domain.

[00083] A Figura 4 mostra SDS-PAGE gel de etapas na purificação inicial da proteína H-NOX-foldon de fusão. A Escala é a Novex Sharp Protein Standard (Invitrogen, Gr e Isl e, NY) com 3,5 kDa b e escorre para a parte inferior do gel. As faixas padrão são quantidades conhecidas de His6 marcado de proteína H-NOX monomérica (23 kDa). Indução da fusão H-NOX-foldon pode ser vista pela comparação das faixas 4 e 5 (a fusão do monômero tem um peso molecular de 26,7 kDa). O b duplo pode ser visto nas faixas 11, 13, 14, e 15 resultado do insuficiente DTT na amostra tampão SDS-PAGE para esta quantidade de proteína. Faixa 1: escala; Faixa 2: 0,5 μg padrão; Faixa 3: 1.0 μg padrão; Faixa 4: pré-induzido; Faixa 5: sobrenadante colhido; Faixa 6: grânulo colhido: Faixa 7: após lise: Faixa 8; após centrifugação: Faixa 9: após centrifugação grânulo; Faixa 10: NiNTA fluxo; Faixa 11: grupo NiNTA; Faixa 12: grupo NiNTA incorreto; Faixa 13: pre-DEAE amostra; Faixa 14; grupo Pós-DEAE; Faixa 15: produto final.[00083] Figure 4 shows SDS-PAGE gel steps in the initial purification of the H-NOX-foldon fusion protein. The Scale is the Novex Sharp Protein Standard (Invitrogen, Gr e Isl e, NY) with 3.5 kDa b and runs to the bottom of the gel. Standard ranges are known amounts of His6-tagged monomeric H-NOX protein (23 kDa). Induction of the H-NOX-foldon fusion can be seen by comparing lanes 4 and 5 (the fusion monomer has a molecular weight of 26.7 kDa). The double b can be seen in lanes 11, 13, 14, and 15 as a result of insufficient DTT in the SDS-PAGE buffer sample for this amount of protein. Track 1: scale; Lane 2: 0.5 μg standard; Lane 3: 1.0 μg standard; Band 4: pre-induced; Lane 5: harvested supernatant; Lane 6: harvested bead: Lane 7: after lysis: Lane 8; after centrifugation: Lane 9: after bead centrifugation; Track 10: NiNTA flow; Track 11: NiNTA group; Lane 12: incorrect NiNTA group; Lane 13: pre-DEAE sample; Track 14; Post-DEAE group; Track 15: final product.

[00084] A Figura 5 mostra um SDS PAGE gel de etapas na expressão e purificação da proteína H-NOX-foldon de fusão. A proteína H-NOX-foldon de fusão é >95% pura após purificação. A mobilidade relativa sobre o SDS-PAGE gel é consistente com a 26,7 kDa monômero. Faixa 1: Precisão Mais Marcadores de Proteína Cor Dupla; Faixa 2: Pré-induzido; Faixa 3: Induzido; Faixa 4: Após lise; Faixa 5: Pós- aquecido; Faixa 6: Pós-centrifugado; Faixa 7: Ni fluxo de coluna; Faixa 8: Ni coluna de lavagem; Faixa 9: Após-Ni coluna; Faixa 10: Pre- DEAE coluna; Faixa 11: Após DEAE coluna.[00084] Figure 5 shows an SDS PAGE gel of steps in the expression and purification of the H-NOX-foldon fusion protein. The H-NOX-foldon fusion protein is >95% pure after purification. The relative mobility on the SDS-PAGE gel is consistent with the 26.7 kDa monomer. Lane 1: Precision Plus Dual Color Protein Markers; Track 2: Pre-induced; Band 3: Induced; Lane 4: After lysis; Range 5: Post-heated; Lane 6: Post-centrifuged; Band 7: Ni column flow; Lane 8: Ni wash column; Track 9: After-Ni column; Lane 10: Pre-DEAE spine; Track 11: After DEAE column.

[00085] A Figura 6 é um gráfico que mostra dados LC-MS desenrolado da análise de proteína H-NOX-foldon de fusão. A massa final é consistente com a massa molecular prevista de 26,677 AMU para uma unidade H-NOX-foldon monômero.[00085] Figure 6 is a graph showing LC-MS data unrolled from H-NOX-foldon fusion protein analysis. The final mass is consistent with the predicted molecular mass of 26.677 AMU for one H-NOX-foldon monomer unit.

[00086] A Figura 7 mostra um cromatograma de tamanho analítico de cromatografia de exclusão da proteína H-NOX-foldon. O cromatograma segue três comprimentos de onda (254, 280, e 418 nm) para monitorar tanto uma proteína como os constituintes da heme. A Proteína H-NOX-foldon elui a 14,24 mL volume de retenção e uma estimativa de tamanho molecular de 75.6 kDa (similar aos 80,0 kDa previstos para um H-NOX-foldon trímero).[00086] Figure 7 shows an analytical size chromatogram of H-NOX-foldon protein exclusion chromatography. The chromatogram follows three wavelengths (254, 280, and 418 nm) to monitor both a protein and heme constituents. The H-NOX-foldon Protein elutes at 14.24 mL retention volume and an estimated molecular size of 75.6 kDa (similar to the 80.0 kDa predicted for an H-NOX-foldon trimer).

[00087] A Figura 8 mostra análise espectroscópica da proteína H- NOX-foldon. Fusão do domínio foldon não interfere com a estrutura terciária do domínio H-NOX, a ligação de porfirina IX com coordenação própria, ou a ligação de oxigênio à porfirina. Picos espectrais característicos que inclui ao pico Soret (415 nm), e os picos α/β (550600 nm) são todos preservados entre um H-NOX monômero e a Proteína H-NOX-foldon de fusão.[00087] Figure 8 shows spectroscopic analysis of the H-NOX-foldon protein. Foldon domain fusion does not interfere with the tertiary structure of the H-NOX domain, self-coordinating porphyrin IX binding, or oxygen binding to the porphyrin. Characteristic spectral peaks including the Soret peak (415 nm), and the α/β peaks (550600 nm) are all preserved between an H-NOX monomer and the H-NOX Protein-foldon fusion.

[00088] A Figura 9 é um modelo da proteína H-NOX trimerizado com o domínio foldon trimerizado no centro. O cofator porfirina IX e oxigênio ligado são mostrados com esferas.[00088] Figure 9 is a model of the trimerized H-NOX protein with the trimerized foldon domain in the center. Cofactor porphyrin IX and bound oxygen are shown with spheres.

[00089] A Figura 10 mostra perfis de plasma de H-NOX trímero após bolo intravenoso (100 mg/kg) em dois ratos diferentes.[00089] Figure 10 shows H-NOX trimer plasma profiles after intravenous bolus (100 mg/kg) in two different rats.

[00090] A Figura 11 mostra Anticorpos IgG e IgM são produzidos em resposta à dosagem de H-NOX trímero (50mg/kg) nos ratos. Anticorpos IgG ou IgM em plasma (diluído 1:10,000) de os ratos (curvas para indivíduos os ratos são mostrados) dosado intravenosamente com 50mg/kg H-NOX trímero nos Dias 1, 3, 5, e 22. As amostras de plasma foram examinadas no ensaio ELISA por triplicado. Média, +/- SEM.[00090] Figure 11 shows IgG and IgM antibodies are produced in response to the dosage of H-NOX trimer (50mg/kg) in rats. IgG or IgM antibodies in plasma (diluted 1:10,000) from mice (curves for individual mice are shown) dosed intravenously with 50mg/kg H-NOX trimer on Days 1, 3, 5, and 22. Plasma samples were examined in the ELISA assay in triplicate. Average, +/- SEM.

[00091] A Figura 12 mostra que H-NOX monômero e H-NOX trímero é distribuído e retido em camundongos portadores de tumores derivados do colón HCT-116. A) Coloração imunohistoquímica de tumores com Anticorpo de proteína H-NOX mostrou persistência de H-NOX trímero em tumores por 60 minutos na medida em que é comparado com H- NOX monômero o qual foi parcialmente eliminado em 60 minutos. B) Quantificação de Proteína H-NOX pela intensidade da coloração nas Seções do tumor HCT-116. N= 6, todas como grupos. Valores médios +/- SEM. C) Biodistribuição de H-NOX nos tumores de sarcoma RIF1 singeneicos.[00091] Figure 12 shows that H-NOX monomer and H-NOX trimer is distributed and retained in mice bearing HCT-116 colon-derived tumors. A) Immunohistochemical staining of tumors with H-NOX protein antibody showed persistence of H-NOX trimer in tumors for 60 minutes as compared to H-NOX monomer which was partially eliminated in 60 minutes. B) Quantification of H-NOX Protein by staining intensity in HCT-116 tumor sections. N= 6, all as groups. Mean values +/- SEM. C) Biodistribution of H-NOX in syngeneic RIF1 sarcoma tumors.

[00092] A Figura 13 mostra que H-NOX monômero e H-NOX trímero reduziu a hipóxia do tumor em camundongos portadores de tumores derivados do colón HCT-116. A) Seção representativa de tumor de 125 mm3 tumor isolado de camundongo tratado com veículo, H-NOX monômero, ou H-NOX trímero. B) Quantificação de um anticorpo antipimonidazol (Teste de hipóxia-1) intensidade nas seções do tumor. N= 6, todas como grupos. Valores médios +/- SEM. * indica hipóxia através do tumor, ** indica nenhuma hipóxia no tumor.[00092] Figure 13 shows that H-NOX monomer and H-NOX trimer reduced tumor hypoxia in mice bearing HCT-116 colon-derived tumors. A) Representative tumor section of 125 mm3 tumor isolated from mice treated with vehicle, H-NOX monomer, or H-NOX trimer. B) Quantification of an antipimonidazole antibody (Hypoxia Test-1) intensity in tumor sections. N= 6, all as groups. Mean values +/- SEM. * indicates hypoxia throughout the tumor, ** indicates no hypoxia in the tumor.

[00093] A Figura 14 mostra penetração e oxigenação do tumor pelo H-NOX monômero em camundongos portadores de tumores derivados do colón HCT-116. A) Seções de tumor colorido com um anticorpo antiproteína H-NOX. B) Seções de tumor colorido com Teste de hipóxia- 1. C) Quantificação do Teste de hipóxia-1 como uma função de distância da vascularização nos tumores de seis camundongos por grupo. * indica hipóxia através do tumor, ¥ indica nenhuma hipóxia no tumor.[00093] Figure 14 shows tumor penetration and oxygenation by H-NOX monomer in mice bearing HCT-116 colon-derived tumors. A) Tumor sections stained with an anti-H-NOX protein antibody. B) Tumor sections stained with Hypoxia Test-1. C) Quantification of Hypoxia Test-1 as a function of distance from vasculature in tumors from six mice per group. * indicates hypoxia throughout the tumor, ¥ indicates no hypoxia within the tumor.

[00094] A Figura 15 mostra que H-NOX trímero foi distribuído e retido em camundongos portadores de um Tumor de sarcoma RIF-1 singeneico. Imagens de imunofluorescência da seção representativa de um tumor isolado de 400 mm3 de um camundongo 120 minutos após administração de A) 750 mg/kg H-NOX trímero ou C) tampão, e de tumor isolado de 800 mm3 de um camundongo 120 minutos após administração de B) 750 mg/kg H-NOX trímero ou D) tampão. A coloração da proteína H-NOX foi feita com anticorpo anti-H-NOX. Os painéis E e F mostram oxigenação do tumor pelo H-NOX trímero em camundongos portadores de Tumor de sarcoma RIF-1 singeneico. E) Seções de tumor colorido com um anticorpo antipimonidazol duas horas após administração de H-NOX ou controle de tampão. Foto do tumor inteiro é mostrado. F) Seções de tumor colorido com anticorpo antipimonidazol (Teste de hipóxia-1) e anticorpo anti-CD31 (BD Bioscience) duas horas após administração de H-NOX ou controle de tampão. Foto de alta magnificação é mostrado. G) Biodistribuição de H- NOX em tumores de sarcoma RIF1 singeneicos. Duas horas após injeção intravenosa, H-NOX trímero difunde da vascularização no tecido do tumor. Coloração imunohistoquímica de seções de tumor com anticorpo H-NOX e anticorpo CD31 (marcador de vascularização, BD Bioscience). Nenhuma coloração fluorescente é detectada nos camundongos injetados com tampão.[00094] Figure 15 shows that H-NOX trimer was distributed and retained in mice carrying a syngeneic RIF-1 sarcoma tumor. Immunofluorescence images of representative section of an isolated 400 mm3 tumor from a mouse 120 minutes after administration of A) 750 mg/kg H-NOX trimer or C) buffer, and of isolated 800 mm3 tumor from a mouse 120 minutes after administration of B) 750 mg/kg H-NOX trimer or D) buffer. H-NOX protein staining was done with anti-H-NOX antibody. Panels E and F show tumor oxygenation by H-NOX trimer in mice bearing syngeneic RIF-1 sarcoma tumor. E) Tumor sections stained with an anti-pimonidazole antibody two hours after administration of H-NOX or buffer control. Photo of the entire tumor is shown. F) Tumor sections stained with anti-pimonidazole antibody (Hypoxia Test-1) and anti-CD31 antibody (BD Bioscience) two hours after administration of H-NOX or buffer control. High magnification photo is shown. G) Biodistribution of H-NOX in syngeneic RIF1 sarcoma tumors. Two hours after intravenous injection, H-NOX trimer diffuses from the vasculature into the tumor tissue. Immunohistochemical staining of tumor sections with H-NOX antibody and CD31 antibody (vascularization marker, BD Bioscience). No fluorescent staining is detected in the buffer-injected mice.

[00095] A Figura 16 mostra que o H-NOX trímero penetrou tumor em camundongos portadores de tumor derivado de sarcoma e reduziu a hipóxia do tumor. A) Membrana Western blot foi testada com um anticorpo anti-H-NOX para detecção de H-NOX trímero, com Teste de hipóxia-1 para detecção de proteínas associadas com hipóxia, ou com um anticorpo antiactina para avaliação dos níveis totais de proteína. B) Quantificação da intensidade da coloração pimonidazole nas seções do tumor. C) Quantificação da intensidade da coloração do anti-HIF-1α nas seções do tumor.[00095] Figure 16 shows that the H-NOX trimer penetrated tumor in mice bearing sarcoma-derived tumor and reduced tumor hypoxia. A) Membrane Western blot was probed with an anti-H-NOX antibody for detection of H-NOX trimer, with Hypoxia Test-1 for detection of proteins associated with hypoxia, or with an anti-actin antibody for assessment of total protein levels. B) Quantification of pimonidazole staining intensity in tumor sections. C) Quantification of the intensity of anti-HIF-1α staining in tumor sections.

[00096] A Figura 17 é um painel de imagens de imunohistoquímica que mostra penetração do tumor pelo H-NOX trímero e reduziu a hipóxia do tumor cerebral em camundongos portadores de tumores cerebrais ortotópicos U251. A) Coloração do H-NOX trímero com um anticorpo anti-H-NOX em um tumor U251 duas horas após administração com H- NOX trímero ou solução salina (controle). B) Coloração de teste de hipóxia-1 em tumores U251 duas horas após administração com H-NOX trímero ou solução salina (controle). Imagens ampliadas de uma parcela dos tumores são mostradas.[00096] Figure 17 is a panel of immunohistochemistry images showing tumor penetration by the H-NOX trimer and reduced brain tumor hypoxia in mice bearing U251 orthotopic brain tumors. A) Staining of H-NOX trimer with an anti-H-NOX antibody in a U251 tumor two hours after administration with H-NOX trimer or saline (control). B) Hypoxia-1 test staining in U251 tumors two hours after administration with H-NOX trimer or saline (control). Enlarged images of a portion of the tumors are shown.

[00097] A Figura 18 mostra penetração do tumor pelo H-NOX trímero e reduziu a hipóxia do tumor cerebral em camundongos portadores de tumores cerebrais ortotópicos U251. A) Imagens de imunofluorescência de coloração de teste de hipóxia-1 em tumores U251 duas horas após administração com H-NOX trímero (à direita dos painéis) ou solução salina (tampão, à esquerda dos painéis). B) Quantificação de Coloração de teste de hipóxia-1 das imagens de imunofluorescência (H-NOX trímero-direita dos painéis ou solução salina - à esquerda dos painéis). C) Imagens de coloração de imunofluorescência de HIF-1α no tumor U251 duas horas após administração com H-NOX trímero ou solução salina (tampão). D) Quantificação da coloração dos HIF-1α das imagens de imunofluorescência.[00097] Figure 18 shows tumor penetration by the H-NOX trimer and reduced brain tumor hypoxia in mice bearing U251 orthotopic brain tumors. A) Immunofluorescence images of hypoxia-1 test staining in U251 tumors two hours after administration with H-NOX trimer (right of panels) or saline (buffer, left of panels). B) Quantification of Hypoxia-1 test staining from immunofluorescence images (H-NOX trimer - right of panels or saline - left of panels). C) Images of HIF-1α immunofluorescence staining in U251 tumor two hours after administration with H-NOX trimer or saline (buffer). D) Quantification of HIF-1α staining from immunofluorescence images.

[00098] A Figura 19 mostra a biodistribuição de H-NOX trímero em tumor cerebral U251 ortotópico e em cérebro saudável. A) Coloração do H-NOX trímero com um anticorpo anti-H-NOX em um tumor U251 duas horas após administração com H-NOX trímero. B) Coloração nuclear DAPI em tumores U251 que mostra localização do tumor no cérebro. C) e D) Imagens ampliadas de uma parcela do tumor de A) mostra uma padrão de difusão de H-NOX dentro do tumor e padrão vascular restringido fora do tumor. E) Coloração do H-NOX trímero com um anticorpo anti-H-NOX e vascularização coloração com anticorpo anti- CD31 (BD Bioscience) em cérebro de camundongo saudável.[00098] Figure 19 shows the biodistribution of H-NOX trimer in orthotopic U251 brain tumor and in healthy brain. A) Staining of H-NOX trimer with an anti-H-NOX antibody in a U251 tumor two hours after administration with H-NOX trimer. B) DAPI nuclear staining in U251 tumors showing tumor location in the brain. C) and D) Enlarged images of a portion of the tumor from A) show a diffusion pattern of H-NOX within the tumor and a restricted vascular pattern outside the tumor. E) Staining of the H-NOX trimer with an anti-H-NOX antibody and vascularization staining with an anti-CD31 antibody (BD Bioscience) in healthy mouse brain.

[00099] A Figura 20 mostra imagens fluorescentes em tempo real de H-NOX monômero ou H-NOX trímero em tumores de glioblastoma U251 ortotópicos em camundongo. A) H-NOX monômero foi eliminado por duas horas. B) H-NOX trímero persistiu em tumores, atingindo o pico em 1-4 horas. Imagens adquiridas pelo IVIS; as setas indicam as áreas de fluorescência acima de um limiar específico; os asteriscos indicam nível de pico de intensidade de fluorescência.[00099] Figure 20 shows real-time fluorescent images of H-NOX monomer or H-NOX trimer in mouse orthotopic U251 glioblastoma tumors. A) H-NOX monomer was eliminated for two hours. B) H-NOX trimer persisted in tumors, peaking at 1-4 hours. Images acquired by IVIS; arrows indicate areas of fluorescence above a specific threshold; asterisks indicate peak level of fluorescence intensity.

[000100] A Figura 21 mostra imagens de fluorescência ex vivo de H- NOX monômero ou H-NOX trímero em tumores de glioblastoma BT-12 ortotópico em camundongo. Os portadores de tumores cerebrais BT-12 foram ressecados A) 30 minutos após administração de 750 mg/kg H- NOX monômero, B) 60 minutos após administração de 750 mg/kg H- NOX monômero, C) 60 minutos após administração de 750 mg/kg H- NOX trímero, ou D) 60 minutos após administração de veículo.[000100] Figure 21 shows ex vivo fluorescence images of H-NOX monomer or H-NOX trimer in mouse orthotopic BT-12 glioblastoma tumors. BT-12 brain tumor carriers were resected A) 30 minutes after administration of 750 mg/kg H-NOX monomer, B) 60 minutes after administration of 750 mg/kg H-NOX monomer, C) 60 minutes after administration of 750 mg/kg H-NOX trimer, or D) 60 minutes after vehicle administration.

[000101] A Figura 22 mostra imagens de fluorescência em tempo real de H-NOX monômero em tumores de glioblastoma U251 ortotópico em camundongo. A imagem foi adquirida em A) 30 minutos, B) 60 minutos, C) 120 minutos, e D) 240 minutos após administração do H-NOX monômero.[000101] Figure 22 shows real-time fluorescence images of H-NOX monomer in mouse orthotopic U251 glioblastoma tumors. The image was acquired at A) 30 minutes, B) 60 minutes, C) 120 minutes, and D) 240 minutes after administration of the H-NOX monomer.

[000102] A Figura 23 mostra imagens de fluorescência em tempo real de H-NOX trímero em tumores de glioblastoma U251 ortotópico em camundongo. A imagem foi adquirida em A) 30 minutos, B) 60 minutos, C) 120 minutos, e D) 240 minutos após administração de H-NOX trímero. As setas indicam as áreas de fluorescência; os asteriscos indicam nível de pico de intensidade de fluorescência.[000102] Figure 23 shows real-time fluorescence images of H-NOX trimer in mouse orthotopic U251 glioblastoma tumors. The image was acquired at A) 30 minutes, B) 60 minutes, C) 120 minutes, and D) 240 minutes after H-NOX trimer administration. Arrows indicate areas of fluorescence; asterisks indicate peak level of fluorescence intensity.

[000103] A Figura 24 mostra imagens de fluorescência em tempo real de H-NOX monômero em tumores de glioblastoma U251 ortotópico em camundongo. Acumulação de H-NOX monômero no rim em A) 30 minutos e B) 60 minutos após administração do H-NOX monômero.[000103] Figure 24 shows real-time fluorescence images of H-NOX monomer in mouse orthotopic U251 glioblastoma tumors. Accumulation of H-NOX monomer in the kidney at A) 30 minutes and B) 60 minutes after administration of H-NOX monomer.

[000104] A Figura 25 mostra imagens de fluorescência em tempo real de H-NOX trímero em tumores espinhais e intracranianos de glioblastoma GBM-43 ortotópicos em camundongo. Distribuição de H- NOX trímero na coluna vertebral A) antes da administração do H-NOX trímero e B) 0,5 hora, C) 1 hora, D) 2 horas, E) 4 horas, e F) 6 horas após administração do H-NOX trímero.[000104] Figure 25 shows real-time fluorescence images of H-NOX trimer in mouse orthotopic GBM-43 glioblastoma spinal and intracranial tumors. Distribution of H-NOX trimer in the spine A) before administration of the H-NOX trimer and B) 0.5 hour, C) 1 hour, D) 2 hours, E) 4 hours, and F) 6 hours after administration of the H-NOX trimer.

[000105] A Figura 26 mostra imagens de fluorescência em tempo real de H-NOX trímero em tumores intracranianos de glioblastoma U251 ortotópico em camundongo. O painel superior mostra a distribuição de H-NOX trímero no cérebro antes da administração do H-NOX trímero (0 minuto) e em 30 min, 1 hora, 2 horas, 4 horas, 6 horas, e 72 horas após administração do H-NOX trímero. O painel na parte inferior mostra a distribuição de H-NOX monômero.[000105] Figure 26 shows real-time fluorescence images of H-NOX trimer in mouse orthotopic U251 glioblastoma intracranial tumors. The top panel shows the distribution of H-NOX trimer in the brain before administration of the H-NOX trimer (0 min) and at 30 min, 1 hour, 2 hours, 4 hours, 6 hours, and 72 hours after administration of the H-NOX trimer. NOX trimer. The panel at the bottom shows the distribution of H-NOX monomer.

[000106] A Figura 27 mostra imagens de bioluminescência em tempo real de H-NOX trímero em tumores espinhais e intracranianos de glioblastoma U251 ortotópico em camundongo. Distribuição de H-NOX trímero A) antes da administração do H-NOX trímero e em B) 30 min, C) 1 hora, D) 2 horas, E) 4 horas, e F) 6 horas após administração do H- NOX trímero em uma dose de 295 mg/kg.[000106] Figure 27 shows real-time bioluminescence images of H-NOX trimer in mouse orthotopic U251 glioblastoma spinal and intracranial tumors. Distribution of H-NOX trimer A) before administration of the H-NOX trimer and at B) 30 min, C) 1 hour, D) 2 hours, E) 4 hours, and F) 6 hours after administration of the H-NOX trimer at a dose of 295 mg/kg.

[000107] A Figura 28 mostra imagens de fluorescência em tempo real de H-NOX trímero em tumores de glioblastoma U251 ortotópico em camundongo. Distribuição de H-NOX trímero A) antes da administração do H-NOX trímero e em B) 30 min, C) 1 hora, D) 2 horas, E) 4 horas, e F) 6 horas após administração do H-NOX trímero em uma dose de 30 mg/kg.[000107] Figure 28 shows real-time fluorescence images of H-NOX trimer in mouse orthotopic U251 glioblastoma tumors. Distribution of H-NOX trimer A) before administration of the H-NOX trimer and at B) 30 min, C) 1 hour, D) 2 hours, E) 4 hours, and F) 6 hours after administration of the H-NOX trimer at a dose of 30 mg/kg.

[000108] A Figura 29 mostra imagens de fluorescência em tempo real da distribuição H-NOX trímero L144F variante em um modelo de glioblastoma U251 ortotópico de camundongo que contém pequenos tumores intracranianos. Distribuição de H-NOX trímero L144F variante A) antes da administração do H-NOX trímero e em B) 30 min, C) 1 hora, D) 2 horas, E) 4 horas, e F) 6 horas após administração de H-NOX trímero L144F variante em uma dose de 30 mg/kg. Os pequenos tumores eram 1000 vezes menores que os tumores maiores como é determinado pela qualificação de bioluminescência (BLI).[000108] Figure 29 shows real-time fluorescence images of variant L144F H-NOX trimer distribution in an orthotopic U251 mouse glioblastoma model that contains small intracranial tumors. Distribution of H-NOX trimer L144F variant A) before administration of the H-NOX trimer and at B) 30 min, C) 1 hour, D) 2 hours, E) 4 hours, and F) 6 hours after administration of H- NOX trimer variant L144F at a dose of 30 mg/kg. Small tumors were 1000 times smaller than larger tumors as determined by bioluminescence qualification (BLI).

[000109] A Figura 30 mostra fluorescência imagens de Distribuição de H-NOX trímero. Imagens de fluorescência ex vivo de modelo de glioblastoma GBM43 ortotópico do camundongo administradas A) 30 mg/kg H-NOX trímero ou B) 750 mg/kg H-NOX trímero. Em tempo real a imagem de bioluminescência em um modelo de glioblastoma U251 ortotópico de camundongo que contém C) grandes tumores intracranianos ou D) pequenos tumores intracranianos após administração de 295 mg/kg H-NOX trímero.[000109] Figure 30 shows fluorescence images of H-NOX trimer distribution. Ex vivo fluorescence imaging of mouse orthotopic GBM43 glioblastoma model administered A) 30 mg/kg H-NOX trimer or B) 750 mg/kg H-NOX trimer. Real-time bioluminescence imaging in an orthotopic U251 mouse glioblastoma model containing C) large intracranial tumors or D) small intracranial tumors following administration of 295 mg/kg H-NOX trimer.

[000110] A Figura 31 mostra imagens de fluorescência em tempo real de distribuição de H-NOX trímero em dois modelos de tumores de glioblastoma (U251 e GBM43) ortotópico do camundongo e um modelo de um tumor atípico teratoides / rabdoides (AT/RT). As imagens foram tomadas 60 minutos após administração do H-NOX trímero e a escala de cor para cada imagem foi otimizada[000110] Figure 31 shows real-time fluorescence images of H-NOX trimer distribution in two mouse orthotopic glioblastoma tumor models (U251 and GBM43) and an atypical teratoid / rhabdoid tumor model (AT/RT) . Images were taken 60 minutes after administration of the H-NOX trimer and the color scale for each image was optimized.

[000111] A Figura 32 mostra imagens de fluorescência ex vivo de distribuição de proteína H-NOX em um portador de tumor de hemisfério de três modelos de camundongo de tumores de glioblastoma ortotópico. A) Distribuição de H-NOX trímero 60 minutos após administração em um modelo de camundongo glioblastoma ortotópico GBM43, B) Distribuição de H-NOX trímero 6 dias após administração em um modelo de glioblastoma U251 ortotópico de camundongo, C) H-NOX monômero distribuição 30 minutos após administração em um modelo de camundongo de tumor teratoide/rabdoide atípico BT-12 (AT/RT), D) Distribuição de H-NOX trímero 60 minutos após administração em um modelo de camundongo BT-12 ortotópico AT/RT, e E) falta de sinal de proteína H-NOX 30 minutos após administração de veículo em um modelo de camundongo BT-12 ortotópico AT/RT.[000111] Figure 32 shows ex vivo fluorescence images of H-NOX protein distribution in a hemisphere tumor carrier from three mouse models of orthotopic glioblastoma tumors. A) Distribution of H-NOX trimer 60 minutes after administration in a GBM43 orthotopic glioblastoma mouse model, B) Distribution of H-NOX trimer 6 days after administration in an orthotopic U251 glioblastoma mouse model, C) H-NOX monomer distribution 30 minutes after administration in a BT-12 atypical teratoid/rhabdoid tumor (AT/RT) mouse model, D) Distribution of H-NOX trimer 60 minutes after administration in an orthotopic BT-12 AT/RT mouse model, and E) lack of H-NOX protein signal 30 minutes after vehicle administration in an orthotopic AT/RT BT-12 mouse model.

[000112] A Figura 33 é uma imagem de imunofluorescência que mostra escape de H-NOX trímero da vascularização e difusão através de um tumor cerebral U251 em um modelo de camundongo de tumor de glioblastoma ortotópico. As seções do tumor foram coloridas com um anticorpo anti-H-NOX (o painel superior) e um anticorpo anti-CD31 (vascularização) (o painel na parte inferior).[000112] Figure 33 is an immunofluorescence image showing escape of H-NOX trimer from the vasculature and diffusion through a U251 brain tumor in an orthotopic glioblastoma tumor mouse model. Tumor sections were stained with an anti-H-NOX antibody (the top panel) and an anti-CD31 (vasculature) antibody (the bottom panel).

[000113] A Figura 34 mostra Ensaio ELISA de H-NOX trímero no cérebro de camundongos saudável. A) Ensaio ELISA em cérebro após injeção intravenosa de H-NOX trímero (750 mg/kg). B) Ensaio ELISA em cérebro após injeção intravenosa de H-NOX trímero (200 mg/kg). C) Proporção de cérebro/plasma de H-NOX trímero (750 mg/kg). D) Proporção de cérebro/plasma de H-NOX trímero (200 mg/kg). O cérebro e o plasma foram coletados em 30, 60, 90 e 120 min após administração do H-NOX trímero. N= 3, todos como grupos. Valores médios +/- SEM.[000113] Figure 34 shows H-NOX trimer ELISA assay in healthy mouse brain. A) ELISA assay in brain after intravenous injection of H-NOX trimer (750 mg/kg). B) ELISA assay in brain after intravenous injection of H-NOX trimer (200 mg/kg). C) Brain/plasma ratio of H-NOX trimer (750 mg/kg). D) Brain/plasma ratio of H-NOX trimer (200 mg/kg). Brain and plasma were collected at 30, 60, 90, and 120 min after H-NOX trimer administration. N= 3, all as groups. Mean values +/- SEM.

[000114] A Figura 35 é uma série de gráficos que mostra que H-NOX trímero xenotransplantes intracranianos sensibilizados para terapia de radiação fracionada em um modelo de glioblastoma U251 humano em camundongo. A) Imagem de qualificações de bioluminescência média (BLI) +/- SEM de camundongo em ambos os grupos de tratamento, assim como também um grupo de controle de humanos tratados (sem H-NOX, sem RT). N= 9, todas como grupos. B) Qualificações BLI individuais para os grupos de RT e RT + H-NOX trímero no dia 29 (quadro em A). A linha mostra média do grupo, +\- SEM. As qualificações BLI do RT + H-NOX trímero camundongos foram significativamente mais baixa que aquelas de camundongo tratado apenas com RT (p = 0,039, Teste-t de Studant). C) O grupo H-NOX trímero mostrou sobrevivência significativamente melhor, na medida em que é comparado com camundongos que receberam apenas radioterapia (p = 0,025, Teste Log-Rank).[000114] Figure 35 is a series of graphs showing that H-NOX trimer sensitized intracranial xenografts to fractionated radiation therapy in a mouse human U251 glioblastoma model. A) Bioluminescence Mean Qualifications Image (BLI) +/- SEM of mice in both treatment groups, as well as a control group of treated humans (no H-NOX, no RT). N= 9, all as groups. B) Individual BLI ratings for the RT and RT + H-NOX trimer groups on day 29 (table in A). The line shows group mean, +\- SEM. The BLI qualifications of RT + H-NOX trimer mice were significantly lower than those of mice treated with RT alone (p = 0.039, Studant's t-test). C) The H-NOX trimer group showed significantly better survival, as compared to mice that received only radiotherapy (p = 0.025, Log-Rank Test).

[000115] A Figura 36 é uma série de gráficos que mostra que H-NOX trímero xenotransplantes intracranianos sensibilizados para terapia de radiação fracionada em duas em um modelo de camundongos de glioblastoma humano. A) Porcentagem de sobrevivência em um modelo de glioblastoma U251 ortotópico de camundongo administrada 2 Gy de terapia de radiação (2 Gy), H-NOX trímero L144F variante (L144F Trímero), 2 Gy terapia de radiação em combinação com H-NOX trímero L144F variante (2 Gy + L144F Trímero), ou tratamento tampão (TB). Valores do Log-Rank : 2 Gy em comparação com 2 Gy + L144F Trímero (p = 0,158), 2 Gy em comparação com TB (p=0,0612), e L144F Trímero em comparação com TB (p=0,326). B) Porcentagem de sobrevivência em um modelo de camundongo glioblastoma ortotópico GBM43 administrada 2 Gy terapia de radiação (2 Gy), 4 Gy terapia de radiação (4 Gy), 8 Gy terapia de radiação (8 Gy), 2 ciclos de 4 Gy terapia de radiação (4 Gy x 2), 4 Gy terapia de radiação em combinação com H- NOX trímero (4 Gy + H-NOX), ou tratamento tampão (não tratado). Valores do Log-Rank : 4 Gy em comparação com 4 Gy + H-NOX (p = 0,597), 4 Gy em comparação com 4 Gy x 2 (p=0,038), e 4 Gy x 2 em comparação com 4 Gy + H-NOX (p=0,111).[000115] Figure 36 is a series of graphs showing that H-NOX trimer sensitized intracranial xenografts to two-fractionated radiation therapy in a mouse model of human glioblastoma. A) Percent survival in an orthotopic U251 mouse glioblastoma model administered 2 Gy of radiation therapy (2 Gy), H-NOX trimer L144F variant (L144F Trimer), 2 Gy radiation therapy in combination with H-NOX trimer L144F variant (2 Gy + L144F Trimer), or buffer treatment (TB). Log-Rank Values: 2 Gy compared to 2 Gy + L144F Trimer (p = 0.158), 2 Gy compared to TB (p=0.0612), and L144F Trimer compared to TB (p=0.326). B) Survival percentage in a GBM43 orthotopic glioblastoma mouse model administered 2 Gy radiation therapy (2 Gy), 4 Gy radiation therapy (4 Gy), 8 Gy radiation therapy (8 Gy), 2 cycles of 4 Gy therapy radiation therapy (4 Gy x 2), 4 Gy radiation therapy in combination with H-NOX trimer (4 Gy + H-NOX), or buffer treatment (untreated). Log-Rank Values: 4 Gy compared to 4 Gy + H-NOX (p = 0.597), 4 Gy compared to 4 Gy x 2 (p = 0.038), and 4 Gy x 2 compared to 4 Gy + H -NOX (p=0.111).

[000116] A Figura 37 mostra o ácido nucleico e sequência de aminoácidos das proteínas H-NOX. A. Tipo selvagem Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX (SEQ ID NOs:1 e 2). B. Tipo selvagem Legionella pneumophilia Orf2 H-NOX (SEQ ID NOs:13 e 14). C. Tipo selvagem Legionella pneumophilia Orf1 H-NOX (SEQ ID NOs:15 e 16). D. Homo sapiens β1 (1-385) H-NOX (SEQ ID NOs:17 e 18). E. Homo sapiens β2 (1-217) H-NOX (SEQ ID NOs:19 e 20). F. Rattus norvegicus β1 H-NOX (SEQ ID NOs:21 e 22). G. Rattus norvegicus β2 H-NOX (SEQ ID NOs:23 e 24).[000116] Figure 37 shows the nucleic acid and amino acid sequence of the H-NOX proteins. A. Wild type Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX (SEQ ID NOs:1 and 2). B. Wild type Legionella pneumophilia Orf2 H-NOX (SEQ ID NOs:13 and 14). C. Wild type Legionella pneumophilia Orf1 H-NOX (SEQ ID NOs:15 and 16). D. Homo sapiens β1 (1-385) H-NOX (SEQ ID NOs:17 and 18). E. Homo sapiens β2 (1-217) H-NOX (SEQ ID NOs:19 and 20). F. Rattus norvegicus β1 H-NOX (SEQ ID NOs:21 and 22). G. Rattus norvegicus β2 H-NOX (SEQ ID NOs:23 and 24).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[000117] A presente invenção se baseia em parte na surpreendente descoberta que as proteínas H-NOX poliméricas preferencialmente extravasadas e acumuladas em tecidos tais como o cérebro, contribuindo assim para uma janela mais longa oxigenação e uma meia- vida de circulação mais longa em comparação com proteínas H-NOX monomérica. Uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três domínios H-NOX de Thermoanaerobacter tengcongensis e abranger uma Mutação de L144F tem demonstrado ser útil para transportar o oxigênio para tecido tumoral hipóxico, tais como tecido de tumor glioblastoma, reforçando deste modo a terapia de radiação do câncer. Em conformidade, a presente invenção fornece proteínas, composições, kits e métodos para o transportador de oxigênio; por exemplo, como um adjuvante para terapia de radiação.[000117] The present invention is based in part on the surprising discovery that polymeric H-NOX proteins preferentially extravasate and accumulate in tissues such as the brain, thus contributing to a longer oxygenation window and a longer circulation half-life compared to with monomeric H-NOX proteins. A trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three H-NOX domains from Thermoanaerobacter tengcongensis and encompasses a L144F mutation has been shown to be useful for transporting oxygen to hypoxic tumor tissue, such as glioblastoma tumor tissue, thereby enhancing therapy. of cancer radiation. Accordingly, the present invention provides oxygen carrier proteins, compositions, kits and methods; for example, as an adjuvant for radiation therapy.

DefiniçõesDefinitions

[000118] A menos que seja definido o contrário, os significados de todos dos termos técnicos e científicos aqui utilizados são aqueles comumente entendido pelos conhecedores do estado da arte aos quais este invenção pertence. Um conhecedor do estado da arte também vai apreciar que qualquer métodos e materiais similares ou equivalentes a aqueles aqui descritos também podem ser usados para praticar ou testar a invenção.[000118] Unless otherwise defined, the meanings of all technical and scientific terms used herein are those commonly understood by those skilled in the art to which this invention belongs. One skilled in the art will also appreciate that any methods and materials similar or equivalent to those described herein may also be used to practice or test the invention.

[000119] Para o uso aqui descrito, a menos que seja indicado claramente o contrário, o uso dos termos "um", "uma," e a/o refere-se a um ou mais de um.[000119] For the use described herein, unless clearly indicated otherwise, the use of the terms "a", "a," and a/o refers to one or more than one.

[000120] Neste pedido, o uso de "ou" significa "e/ou" a menos que seja expressamente declarado ou entendido por um conhecedor do estados da técnica. No contexto de reinvindicação múltipla dependente, o uso de "ou" refere-se novamente a mais de uma reivindicação independente ou dependente precedente.[000120] In this application, the use of "or" means "and/or" unless expressly stated or understood by one skilled in the art. In the context of multiple dependent claims, the use of "or" again refers to more than one preceding independent or dependent claim.

[000121] A referência a "aproximadamente" a valor ou parâmetro aqui mencionado inclui (e descreve) modalidades que são direcionadas a este valor ou parâmetro por se. Por exemplo, a descrição que refere-se a "aproximadamente X" inclui a descrição de "X."[000121] Reference to "approximately" a value or parameter mentioned herein includes (and describes) embodiments that are directed to this value or parameter per se. For example, the description that refers to "approximately X" includes the description of "X."

[000122] Entende-se que os aspectos e as modalidades da invenção aqui descritos incluem "caracterizada pelo fato de abranger," "abrangendo," e "abrangendo essencialmente" aspectos e modalidades.[000122] It is understood that the aspects and embodiments of the invention described herein include "characterized by the fact that it encompasses," "encompassing," and "essentially encompassing" aspects and embodiments.

[000123] Os termos "polipeptídio" e "proteína" são usados de forma intercambiável para se referir a um polímero de resíduos de aminoácidos, e não se limitam a uma extensão mínima. Tais polímeros de resíduos de aminoácidos podem conter resíduos de aminoácidos naturais ou não naturais, e inclui, mas não se limita a, peptídeos, oligopeptídios, dímeros, trímeros, e polímeros de resíduos de aminoácidos. Tanto proteínas de extensão completa como fragmentos das mesmas estão englobados pela definição. Os termos também incluem modificações pós-expressão do polipeptídio, por exemplo, glicosilação, sialilação, acetilação, fosforilação, e similares. Além disso, para os fins da presente invenção, um "polipeptídio" refere-se a uma proteína que é caracterizada pelo fato de incluir modificações, tais como deleções, adições, e substituições (geralmente conservadores por natureza), à sequência nativa, desde que a proteína mantenha a atividade desejada. Estas modificações podem ser deliberadas, como através de mutagênese sítio-específica, ou podem ser acidentais, tais como através de mutações de hospedeiros que produz as proteínas ou erros devido a amplificação de PCR. Como aqui é utilizado, a proteína pode incluir duas ou mais de duas subunidades, associadas de forma covalente ou de forma não covalente; por exemplo, a proteína pode inclui dois ou mais de dois monômeros associados.[000123] The terms "polypeptide" and "protein" are used interchangeably to refer to a polymer of amino acid residues, and are not limited to a minimum extent. Such amino acid residue polymers may contain natural or unnatural amino acid residues, and include, but are not limited to, peptides, oligopeptides, dimers, trimers, and amino acid residue polymers. Both full-length proteins and fragments thereof are covered by the definition. The terms also include post-expression modifications of the polypeptide, for example, glycosylation, sialylation, acetylation, phosphorylation, and the like. Furthermore, for purposes of the present invention, a "polypeptide" refers to a protein that is characterized by the fact that it includes modifications, such as deletions, additions, and substitutions (generally conservative in nature), to the native sequence, provided that the protein maintains the desired activity. These modifications may be deliberate, such as through site-specific mutagenesis, or they may be accidental, such as through host mutations that produce the proteins or errors due to PCR amplification. As used herein, the protein may include two or more than two subunits, covalently or non-covalently associated; for example, the protein may include two or more associated monomers.

[000124] Os termos "molécula de ácido nucleico", "ácido nucleico" e "polinucleotídeo" podem ser usados de forma intercambiável, e refere- sem a um polímero de nucleotídeos. Tais polímeros de nucleotídeos podem conter nucleotídeos naturais e/ou não naturais, e inclui, mas não se limitam a, ADN, ARN, e PNA. "Sequência de ácido nucleico" refere- se à sequência linear de nucleotídeos que abrange a molécula de ácido nucleico ou polinucleotídeo.[000124] The terms "nucleic acid molecule", "nucleic acid" and "polynucleotide" can be used interchangeably, and refer to a nucleotide polymer. Such nucleotide polymers may contain natural and/or non-natural nucleotides, and include, but are not limited to, DNA, RNA, and PNA. "Nucleic acid sequence" refers to the linear sequence of nucleotides comprising the nucleic acid or polynucleotide molecule.

[000125] Como aqui é utilizado, uma "Proteína H-NOX" significa a proteína que tem um domínio H-NOX (nomeado por Heme-óxido nítrico e Domínio de ligação do Oxigênio). Uma proteína H-NOX pode ou pode não conter um ou mais de um de outros domínios além do domínio H- NOX. Em alguns exemplos, uma proteína H-NOX não abrange um domínio guanilil ciclase. Uma proteína H-NOX pode ou pode não abrangem um domínio de polimerização.[000125] As used herein, an "H-NOX Protein" means the protein that has an H-NOX domain (named Heme-nitric oxide and Oxygen Binding Domain). An H-NOX protein may or may not contain one or more of one of the other domains in addition to the H-NOX domain. In some examples, an H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain. An H-NOX protein may or may not encompass a polymerization domain.

[000126] Como aqui é utilizado, a "proteína H-NOX polimérica" é uma proteína H-NOX caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H-NOX. Os domínios H-NOX podem estar associado de forma covalente ou de forma não covalente.[000126] As used herein, the "polymeric H-NOX protein" is an H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses two or more than two H-NOX domains. H-NOX domains can be associated covalently or non-covalently.

[000127] Como aqui é utilizado, um "domínio H-NOX do" é toda a parcela da proteína que liga óxido nítrico e/ou oxigênio através de heme. O domínio H-NOX pode abranger heme ou pode ser encontrado como uma apolipoproteína que é capaz de ligação de heme. Em alguns exemplos, um domínio H-NOX é caracterizada pelo fato de incluir seis alfa-hélices, seguidas por duas beta-fitas, seguidas por uma alfa-hélice, seguidas por duas beta fitas. Em alguns exemplos, um domínio H-NOX corresponde ao domínio H-NOX de Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX estabelecido na SEQ ID NO:2. Por exemplo, o domínio H-NOX podem ser pelo menos aproximadamente 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, ou 99% idêntico ao domínio H- NOX de Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX estabelecido na SEQ ID NO:2. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX pode ser 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%- 80%, 80%-90%, 90%-95%, 95%-99% ou 100% idêntico ao domínio H- NOX de Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX estabelecido na SEQ ID NO:2.[000127] As used herein, an "H-NOX domain" is the entire portion of the protein that binds nitric oxide and/or oxygen through heme. The H-NOX domain can encompass heme or can be found as an apolipoprotein that is capable of heme binding. In some examples, an H-NOX domain is characterized by the fact that it includes six alpha helices, followed by two beta strands, followed by one alpha helix, followed by two beta strands. In some examples, an H-NOX domain corresponds to the H-NOX domain of Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX set forth in SEQ ID NO:2. For example, the H-NOX domain may be at least approximately 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or 99% identical to the H-NOX domain of Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX set forth in SEQ ID NO:2. In some embodiments, the H-NOX domain may be 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%- 80%, 80%-90%, 90%-95%, 95%-99% or 100% identical to the H-NOX domain of Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX set forth in SEQ ID NO:2.

[000128] Como aqui é utilizado, um "domínio de polimerização" é um domínio (por exemplo, um domínio polipeptídio) que promove a associação de parcelas monomérica para formar uma estrutura polimérica. Por exemplo, um domínio de polimerização pode promover uma associação de domínios H-NOX monoméricos para gerar uma proteína H-NOX polimérica. Um exemplo de domínio de polimerização é o domínio foldon de bacteriófago T4, o qual promove a formação de polipeptídeos triméricos. Outros exemplos de domínio de polimerizações incluem, mas não se limitam a, Arc, POZ, domínios de espirais enroscadas (que inclui GCN4, zíperes de leucina, Velcro), uteroglobina, colágeno, 3-entrançadas espirais enroscadas (matrilina- 1), trombosporinas, TRPV1-C, P53, Mnt, avidina, estreptavidina, Bcr- Abl, COMP, subunidade da verotoxina B, CamKII, RCK, e domínios de proteína de fusão sensíveis a N-Etilmachoimida, STM3548, KaiC, TyrR, Hcp1, CcmK4, GP41, antígeno protetor do antraz, aerolisina, a- hemolisina, C4b-ligação de proteína, Mi-CK, arilsurfatase A, e proteínas virais capsidiais.[000128] As used herein, a "polymerization domain" is a domain (e.g., a polypeptide domain) that promotes the association of monomeric moieties to form a polymeric structure. For example, a polymerization domain can promote an association of monomeric H-NOX domains to generate a polymeric H-NOX protein. An example of a polymerization domain is the foldon domain of bacteriophage T4, which promotes the formation of trimeric polypeptides. Other examples of domain polymerizations include, but are not limited to, Arc, POZ, coiled-coil domains (which includes GCN4, leucine zippers, Velcro), uteroglobin, collagen, 3-stranded coiled-coil domains (matrilin-1), thrombosporins , TRPV1-C, P53, Mnt, avidin, streptavidin, Bcr-Abl, COMP, verotoxin B subunit, CamKII, RCK, and N-Ethylmachoimide-sensitive fusion protein domains, STM3548, KaiC, TyrR, Hcp1, CcmK4, GP41, anthrax protective antigen, aerolysin, α-hemolysin, C4b-binding protein, Mi-CK, arylsurfatase A, and viral capsid proteins.

[000129] Como aqui é utilizado, um "ligante de sequência de aminoácidos" ou um "espaçador de sequência de aminoácidos" é uma sequência polipeptídica curta que pode ser usado para ligar dois domínios da proteína. Em algumas modalidades, o ligante de sequência de aminoácidos é um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais de dez aminoácidos de comprimento. Exemplo de ligante de sequência de aminoácidos inclui, mas não se limita a uma sequência Gly-Ser-Gly e uma sequência Arg-Gly-Ser.[000129] As used herein, an "amino acid sequence linker" or an "amino acid sequence spacer" is a short polypeptide sequence that can be used to link two domains of the protein. In some embodiments, the amino acid sequence linker is one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, or more than ten amino acids in length. Example amino acid sequence linker includes, but is not limited to, a Gly-Ser-Gly sequence and an Arg-Gly-Ser sequence.

[000130] Como aqui é utilizado, um "marcador His6" refere-se a um peptídeo caracterizado pelo fato de abranger seis resíduos His anexados a um polipeptídio. Um marcador His6 pode ser usado para facilitar purificação da proteína; por exemplo, usando cromatografia específica para o marcador His6. A seguinte purificação, o marcador His6 pode ser clivado usando uma exopeptidase.[000130] As used herein, a "His6 tag" refers to a peptide characterized by the fact that it encompasses six His residues attached to a polypeptide. A His6 tag can be used to facilitate protein purification; for example, using specific chromatography for the His6 tag. Following purification, the His6 tag can be cleaved using an exopeptidase.

[000131] O termo "substancialmente similar" ou "substancialmente o mesmo," como aqui é utilizado, denota um grau suficientemente alto de semelhança entre dois ou mais de dois valores numéricos tais que um conhecedor do estado da arte consideraria que a diferença entre os dois ou mais de dois valores seja de pequena ou de nenhuma significância biológica e/ou estatística dentro do contexto da característica biológica mensurada pelo mencionado valor. Em algumas modalidades, os dois ou mais de dois valores substancialmente similares diferem por não mais de aproximadamente qualquer um entre 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, ou 50%.[000131] The term "substantially similar" or "substantially the same," as used herein, denotes a sufficiently high degree of similarity between two or more of two numerical values such that one skilled in the art would consider the difference between the two or more than two values of little or no biological and/or statistical significance within the context of the biological characteristic measured by the mentioned value. In some embodiments, the two or more of two substantially similar values differ by no more than approximately any one of 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, or 50%.

[000132] A frase "substancialmente reduzido," ou "substancialmente diferente," como aqui é utilizado, denota um grau suficientemente alto de diferença entre dois valores numéricos tais que um conhecedor do estado da arte consideraria que a diferença entre os dois valores seja de significância estatística dentro do contexto do característica biológica mensurada pelo mencionado valores. Em algumas modalidades, os dois valores numéricos substancialmente diferentes diferem por mais de aproximadamente qualquer um entre 10%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 60%, 70%, 80%, ou 90%. Em algumas modalidades, os dois valores numéricos substancialmente diferentes diferem por aproximadamente qualquer um entre 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80%, 80%-90%, 90%-95%, 95%- 99% ou 100%.[000132] The phrase "substantially reduced," or "substantially different," as used herein, denotes a sufficiently high degree of difference between two numerical values such that one skilled in the art would consider the difference between the two values to be statistical significance within the context of the biological characteristic measured by the aforementioned values. In some embodiments, the two substantially different numerical values differ by more than approximately any one of 10%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 60%, 70%, 80% , or 90%. In some embodiments, the two substantially different numerical values differ by approximately any one of 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70 %, 70%-80%, 80%-90%, 90%-95%, 95%- 99% or 100%.

[000133] Um polipeptídeo de "sequência nativa" é caracterizado pelo fato de abranger um polipeptídeo que tem a mesma sequência de aminoácidos como um polipeptídeo encontrado na natureza. Assim, uma sequência nativa do polipeptídeo pode ter a sequência de aminoácidos de polipeptídeo que ocorre naturalmente de qualquer organismo. Tal sequência nativa do polipeptídeo pode ser isolada da natureza ou podem ser produzidos por meios recombinantes ou sintéticos. O termo polipeptídeo de "sequência nativa" especificamente engloba que as formas do polipeptídeo que ocorre naturalmente truncada ou segregada (por exemplo, uma sequência de domínios extracelulares), formas variantes que ocorrem naturalmente (por exemplo, formas Alternativamente unidas) e variantes dos alelos do polipeptídeo que ocorrem naturalmente.[000133] A "native sequence" polypeptide is characterized by the fact that it encompasses a polypeptide that has the same amino acid sequence as a polypeptide found in nature. Thus, a native polypeptide sequence can have the naturally occurring polypeptide amino acid sequence of any organism. Such native polypeptide sequence may be isolated from nature or may be produced by recombinant or synthetic means. The term "native sequence" polypeptide specifically encompasses naturally occurring truncated or secreted forms of the polypeptide (e.g., a sequence of extracellular domains), naturally occurring variant forms (e.g., alternatively spliced forms), and variant alleles of the naturally occurring polypeptide.

[000134] Um polipeptídeo "variante" significa um polipeptídeo biologicamente ativo que tem pelo menos aproximadamente 80% da sequência de aminoácidos idêntica à sequência nativa do polipeptídeo após o alinhamento das sequências e introdução de intervalos, se for necessário, para atingir a porcentagem máxima de identidade da sequência, e não considerando qualquer substituições conservadoras como parte da identidade da sequência. Tais variantes incluem, por exemplo, polipeptídeos em que um ou mais de um resíduo de aminoácidos são adicionados, ou deletados, no terminal V ou C do polipeptídeo. Em algumas modalidades, uma variante terá pelo menos aproximadamente qualquer um entre 80%, 90% ou 95% de sequência de aminoácidos idêntica à sequência nativa do polipeptídeo. Em algumas modalidades, a variante terá aproximadamente qualquer um entre 80%-90%, 90%-95% ou 95% -99% de sequência de aminoácidos idêntica à sequência nativa do polipeptídeo.[000134] A "variant" polypeptide means a biologically active polypeptide that has at least approximately 80% of the amino acid sequence identical to the native sequence of the polypeptide after aligning the sequences and introducing gaps, if necessary, to achieve the maximum percentage of sequence identity, and not considering any conservative substitutions as part of sequence identity. Such variants include, for example, polypeptides in which one or more amino acid residues are added, or deleted, at the V or C terminus of the polypeptide. In some embodiments, a variant will have at least approximately any one of 80%, 90%, or 95% identical amino acid sequence to the native sequence of the polypeptide. In some embodiments, the variant will have approximately any one of 80%-90%, 90%-95%, or 95%-99% amino acid sequence identical to the native sequence of the polypeptide.

[000135] Como aqui é utilizado, uma "proteína mutante" significa a proteína com um ou mais de uma mutação comparado com uma proteína que ocorre na natureza. Em uma modalidade, a proteína mutante possui uma sequência que difere de todas as proteínas que ocorrem na natureza. Em várias modalidades, a sequência de aminoácidos da proteína mutante é pelo menos aproximadamente qualquer um entre 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, 99, ou 99,5% idêntico à região da correspondente da proteína que ocorre na natureza. Em algumas modalidades, a sequência de aminoácidos da proteína mutante é pelo menos aproximadamente qualquer um de 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80%, 80%-90%, 90%-95%, 95%-99% ou 100% idêntico à região da correspondente da proteína que ocorre na natureza. Em algumas modalidades, a proteína mutante é um fragmento de proteína que contém pelo menos aproximadamente qualquer um de 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, ou 400 aminoácidos contíguos da proteína de extensão completa. Em algumas modalidades, a proteína mutante é um fragmento de proteína que contém aproximadamente qualquer um de 25-50, 50-75, 75-100, 100-150, 150-200, 200-300, ou 300-400 aminoácidos contíguos da proteína de extensão completa. A identidade da sequência pode ser mensurada, por exemplo, usando software de análise de sequência com os parâmetros default especificados dos mesmos (por exemplo, Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, WI 53705). Este programa de software compara sequências similares ao atribuir graus de homologia a vários substituições, deleções, e outras modificações de aminoácidos.[000135] As used herein, a "mutant protein" means a protein with one or more mutations compared to a protein that occurs in nature. In one embodiment, the mutant protein has a sequence that differs from all proteins occurring in nature. In various embodiments, the amino acid sequence of the mutant protein is at least approximately any one of 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, 99, or 99 .5% identical to the corresponding region of the protein that occurs in nature. In some embodiments, the amino acid sequence of the mutant protein is at least approximately any one of 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60% -70%, 70%-80%, 80%-90%, 90%-95%, 95%-99% or 100% identical to the corresponding region of the protein that occurs in nature. In some embodiments, the mutant protein is a protein fragment that contains at least approximately any one of 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, or 400 contiguous amino acids of the full-length protein. In some embodiments, the mutant protein is a protein fragment that contains approximately any one of 25-50, 50-75, 75-100, 100-150, 150-200, 200-300, or 300-400 contiguous amino acids of the protein. full extension. Sequence identity can be measured, for example, using sequence analysis software with specified default parameters thereof (e.g., Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, WI 53705). This software program compares similar sequences by assigning degrees of homology to various amino acid substitutions, deletions, and other modifications.

[000136] Como aqui é utilizado, a "mutação" significa uma alteração em um ácido nucleico referência ou sequência de aminoácidos que ocorre na natureza. Exemplo de mutações de ácido nucleico inclui inserção, deleção, mutação por deslocação do quadro de leitura, mutação silenciosa, mutação sem sentido mutação, ou mutação com "mudança de sentido". Em algumas modalidades, o ácido nucleico mutação não é uma mutação silenciosa. Exemplo de mutação de proteínas inclui a inserção de um ou mais de um aminoácidos (por exemplo, a inserção de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 aminoácidos), a deleção de um ou mais de um aminoácidos (por exemplo, a deleção de N-terminal, C-terminal, e/ou resíduos internos, tais como a deleção de pelo menos aproximadamente qualquer um entre 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, ou mais aminoácidos ou a deleção de aproximadamente qualquer um de 5-10, 10-15, 15-25, 25-50, 50-75, 75100, 100-150, 150-200, 200-300, ou 300-400 aminoácidos), s substituição de um ou mais de um aminoácidos (por exemplo, s substituição de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 aminoácidos), ou combinações de dois ou mais de dois do supracitado. A nomenclatura usada que refere-se a uma mutação de aminoácido em particular, em primeiro lugar, identifica o tipo selvagem do aminoácido, seguido pelo número de resíduo e finalmente o aminoácido substituto. Por exemplo, Y140L significa que a tirosina foi substituída por uma leucina no número de resíduo 140. Do mesmo modo, um variante da proteína H-NOX pode ser referido pelas variações de aminoácidos da proteína H-NOX. Por exemplo, um proteína H-NOX T. tengcongensis Y140L refere-se à proteína H-NOX T. tengcongensis na qual o resíduo de tirosina na posição número 140 foi substituída por um resíduo de leucina e uma proteína H-NOX T. tengcongensis W9F/Y140L refere-se à proteína H- NOX T. tengcongensis na qual o resíduo triptofano na posição 9 foi substituída por um resíduo fenilalanina e o resíduo de tirosina na posição número 140 foi substituída por um resíduo de leucina.[000136] As used herein, "mutation" means a change in a reference nucleic acid or amino acid sequence that occurs in nature. Example of nucleic acid mutations include insertion, deletion, frameshift mutation, silent mutation, nonsense mutation, or "sense" mutation. In some embodiments, the nucleic acid mutation is not a silent mutation. Example of protein mutation includes the insertion of one or more than one amino acids (e.g., the insertion of 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 amino acids), the deletion of one or more of an amino acids (e.g., deletion of N-terminal, C-terminal, and/or internal residues, such as deletion of at least approximately any one of 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, or more amino acids or the deletion of approximately any of 5-10, 10-15, 15-25, 25-50, 50-75, 75100, 100-150, 150-200, 200-300, or 300-400 amino acids), substitution of one or more amino acids (e.g., substitution of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 amino acids), or combinations of two or more than two of the above. The nomenclature used that refers to a particular amino acid mutation first identifies the wild-type amino acid, followed by the residue number and finally the substitute amino acid. For example, Y140L means that the tyrosine has been replaced by a leucine at residue number 140. Likewise, an H-NOX protein variant can be referred to by the amino acid variations of the H-NOX protein. For example, a T. tengcongensis H-NOX protein Y140L refers to a T. tengcongensis H-NOX protein in which the tyrosine residue at position number 140 has been replaced by a leucine residue and a T. tengcongensis H-NOX protein W9F /Y140L refers to the T. tengcongensis H-NOX protein in which the tryptophan residue at position 9 has been replaced by a phenylalanine residue and the tyrosine residue at position number 140 has been replaced by a leucine residue.

[000137] Uma "mutação evolutiva conservada" é a substituição de um aminoácido em uma proteína por um aminoácido na correspondente posição de outras proteínas na mesma família de proteína.[000137] An "evolutionarily conserved mutation" is the replacement of an amino acid in a protein with an amino acid in the corresponding position of other proteins in the same protein family.

[000138] Como aqui é utilizado, "derivado de" refere-se à fonte da proteína na qual uma ou mais de uma mutação é introduzida. Por exemplo, a proteína que é "derivada de uma proteína de um mamífero" refere-se a proteína de interesse que resulta da introdução de uma ou mais de uma mutação na sequência do tipo selvagem do (ou seja, a sequência que ocorre na natureza) a proteína do mamífero.[000138] As used herein, "derived from" refers to the source of the protein into which one or more mutations are introduced. For example, a protein that is "derived from a mammalian protein" refers to a protein of interest that results from the introduction of one or more mutations into the wild-type sequence (i.e., the sequence that occurs in nature). ) the mammalian protein.

[000139] Como aqui é utilizado, "Porcentagem (%) identidade da sequência de aminoácidos" e "homologia" com relação às sequências de peptídeo, polipeptídeo ou anticorpo são definidas como uma porcentagem de resíduos de aminoácidos em uma sequência candidata que seja idêntica aos resíduos de aminoácidos em uma sequência de peptídeo ou polipeptídeo específica, após o alinhamento das sequências e a introdução de intervalos, se for necessário, para atingir a porcentagem máxima de identidade da sequência, e não considerando qualquer substituições conservadoras como parte da identidade da sequência. O alinhamento para fins de determinar a porcentagem de identidade da sequência de aminoácidos pode ser atingido de várias maneiras que estão dentro do estado da arte, por exemplo, usando software de computador disponível publicamente como o software BLAST, BLAST-2, ALIGN ou MEGALIGNTM (DNASTAR). Os conhecedores do estado da arte podem determinar parâmetros apropriados para mensurar o alinhamento, que inclui qualquer algoritmos necessários para atingir o máximo alinhamento sobre a extensão completa das sequências que estão sendo comparadas.[000139] As used herein, "Percentage (%) amino acid sequence identity" and "homology" with respect to peptide, polypeptide or antibody sequences are defined as a percentage of amino acid residues in a candidate sequence that are identical to those amino acid residues in a specific peptide or polypeptide sequence, after aligning the sequences and introducing gaps, if necessary, to achieve the maximum percentage of sequence identity, and not considering any conservative substitutions as part of the sequence identity. Alignment for purposes of determining percent amino acid sequence identity can be achieved in several ways that are within the state of the art, for example, using publicly available computer software such as BLAST, BLAST-2, ALIGN, or MEGALIGNTM software ( DNASTAR). Those skilled in the art can determine appropriate parameters for measuring alignment, which include any algorithms necessary to achieve maximum alignment over the full length of the sequences being compared.

[000140] Como aqui é utilizado, a "koff"refere-se à taxa de dissociação, tais como a taxa de liberação de O2 ou NO de uma proteína. Um valor numérico mais baixo de koff indica uma taxa de dissociação mais lenta.[000140] As used herein, "koff" refers to the rate of dissociation, such as the rate of release of O2 or NO from a protein. A lower numerical value of koff indicates a slower dissociation rate.

[000141] Como aqui é utilizado, "kon" refere-se a uma taxa de associação, tais como a taxa de ligação de O2 ou NO a uma proteína. Um valor numérico mais baixo de kon indica uma taxa de associação mais lenta.[000141] As used herein, "kon" refers to a rate of association, such as the rate of binding of O2 or NO to a protein. A lower numerical value of kon indicates a slower association rate.

[000142] Como aqui é utilizado, "constante de dissociação de" refere- se à "constante de dissociação cinética" ou um "constante de dissociação calculada". Uma "constante de dissociação cinética" ou "KD" é uma proporção de taxa cinético dissociado (koff) sobre a taxa cinético associado (kon), tais como um KD valor determinado como um valor absoluto usando métodos padrão (por exemplo, espectroscópico padrão, fluxo interrompido, ou métodos de flash fotólise) que inclui métodos conhecidos pelos experimentados na técnica e/ou aqui descritos. "Constante de dissociação calculada" ou "KD calculado" refere-se a uma aproximação da constante de dissociação cinética baseada na koff mensurada. A valor para o kon é derivado através da correlação entre cinético KD e koff como aqui é descrita.[000142] As used herein, "dissociation constant" refers to the "kinetic dissociation constant" or a "calculated dissociation constant". A "kinetic dissociation constant" or "KD" is a ratio of the dissociated kinetic rate (koff) over the associated kinetic rate (kon), such as a KD value determined as an absolute value using standard methods (e.g., standard spectroscopic, stopped flow, or flash photolysis methods) which includes methods known to those skilled in the art and/or described herein. "Calculated dissociation constant" or "calculated KD" refers to an approximation of the kinetic dissociation constant based on the measured koff. The value for kon is derived through the correlation between kinetic KD and koff as described here.

[000143] Como aqui é utilizado, "afinidade de oxigênio" é um termo qualitativo que refere-se à solidez da ligação do oxigênio à parcela heme da proteína. Esta afinidade é afetada por ambos, koff e kon por oxigênio. Um valor KD de oxigênio numericamente mais baixo significa uma afinidade mais alta.[000143] As used herein, "oxygen affinity" is a qualitative term that refers to the strength of the oxygen binding to the heme portion of the protein. This affinity is affected by both koff and kon for oxygen. A numerically lower oxygen KD value means a higher affinity.

[000144] Como aqui é utilizado, "Afinidade de NO" é um termo qualitativo que refere-se à solidez da ligação do NO de uma proteína (tais como ligação ao grupo heme ou a um oxigênio ligado ao grupo heme associado com a proteína). Esta afinidade é afetada por ambos, koff e kon para NO. Um valor de KD de NO numericamente mais baixo significa uma afinidade mais alta.[000144] As used herein, "NO affinity" is a qualitative term that refers to the strength of the NO binding of a protein (such as binding to the heme group or to an oxygen bound to the heme group associated with the protein) . This affinity is affected by both koff and kon for NO. A numerically lower NO KD value means a higher affinity.

[000145] Como aqui é utilizado, "Estabilidade do NO" refere-se à estabilidade ou à resistência da proteína à oxidação pelo NO na presença de oxigênio. Por exemplo, a habilidade da proteína de não ser oxidada quando ligada ao NO na presença de oxigênio é indicativo da estabilidade do NO da proteína. Em algumas modalidades, inferior a aproximadamente qualquer um de 50, 40, 30, 10, ou 5% de umaproteína H-NOX é oxidada após incubação por aproximadamente qualquer um de 1,2, 4, 6, 8, 10, 15, ou 20 horas a 20 °C.[000145] As used herein, "NO Stability" refers to the stability or resistance of the protein to oxidation by NO in the presence of oxygen. For example, the ability of the protein not to be oxidized when bound to NO in the presence of oxygen is indicative of the NO stability of the protein. In some embodiments, less than approximately any one of 50, 40, 30, 10, or 5% of an H-NOX protein is oxidized after incubation for approximately any one of 1.2, 4, 6, 8, 10, 15, or 20 hours at 20°C.

[000146] Como aqui é utilizado, "reatividade ao NO" refere-se à taxa na qual o ferro no heme da heme-ligação de proteína é oxidado pelo NO na presença de oxigênio. Um valor numérico mais baixo valor para uma reatividade ao NO nas unidades de s-1 indica uma reatividade ao NO mais baixa.[000146] As used herein, "NO reactivity" refers to the rate at which the iron in the heme-binding protein is oxidized by NO in the presence of oxygen. A lower numerical value for NO reactivity in units of s-1 indicates a lower NO reactivity.

[000147] Como aqui é utilizado, uma "taxa de autoxidação" refere-se à taxa na qual o ferro no heme da heme-ligação de proteína é autoxidado. Um valor numérico mais baixo da taxa de autoxidação nas unidades de s-1 indica uma taxa de autoxidação mais baixa.[000147] As used herein, an "autoxidation rate" refers to the rate at which the iron in the heme of the heme-binding protein is autoxidized. A lower numerical value of the autoxidation rate in units of s-1 indicates a lower autoxidation rate.

[000148] O termo "vetor" é usado para descrever um polinucleotídeo que pode ser estruturado para conter um polinucleotídeo ou polinucleotídeos clonados que podem ser propagados na célula do hospedeiro. Um vetor pode incluir um ou mais de um dos seguintes elementos: uma origem de replicação, um ou mais de uma sequências reguladoras (tais como, por exemplo, promotores e/ou melhoradores) que regulam a expressão do polipeptídeo de interesse, e/ou um ou mais de um marcador genético selecionável (tais como, por exemplo, genes de resistência a antibióticos e genes que podem ser usados nos ensaios colorimétricos, por exemplo, β-galactosidase). O termo "vetor de expressão" refere-se ao vetor que é usado para expressar a polipeptídeo de interesse na célula do hospedeiro.[000148] The term "vector" is used to describe a polynucleotide that can be structured to contain a cloned polynucleotide or polynucleotides that can be propagated in the host cell. A vector may include one or more of the following elements: an origin of replication, one or more regulatory sequences (such as, for example, promoters and/or enhancers) that regulate expression of the polypeptide of interest, and/or one or more of a selectable genetic marker (such as, for example, antibiotic resistance genes and genes that can be used in colorimetric assays, for example, β-galactosidase). The term "expression vector" refers to the vector that is used to express the polypeptide of interest in the host cell.

[000149] A "célula do hospedeiro" refere-se a uma célula que podem ser ou tem sido um recipiente do vetor ou polinucleotídeo isolado. As células do hospedeiro podem ser células procarióticas ou células eucarióticas. Exemplo de células eucarióticas inclui as células de mamíferos, tais como primatas ou células de animais não primatas; células fúngicas, tais como levedura; células vegetais; e células de insetos. Exemplo de células procarióticas inclui células bacterianas; por exemplo, E. coli células.[000149] The "host cell" refers to a cell that can be or has been a recipient of the isolated vector or polynucleotide. Host cells can be prokaryotic cells or eukaryotic cells. Example of eukaryotic cells include mammalian cells, such as primates or non-primate animal cells; fungal cells, such as yeast; plant cells; and insect cells. Example of prokaryotic cells include bacterial cells; for example, E. coli cells.

[000150] O termo "isolado" como aqui é utilizado refere-se à molécula que tiver sido separada de pelo menos alguns dos componentes com os quais é geralmente encontrada na natureza ou produzida. Por exemplo, um polipeptídeo é referido como "isolado" quando é separado de pelo menos alguns dos componentes da célula na qual foi produzido. Onde o polipeptídeo é segregado por uma célula após a expressão, separando fisicamente o sobrenadante que contém o polipeptídeo da célula que produziu é considerado como sendo um polipeptídeo "isolado". Similarmente, um polinucleotídeo é referido como "isolado" quando não é parte do polinucleotídeo maior (tais como, por exemplo, ADN genômico ou ADN mitocondrial, no caso do polinucleotídeo do ADN) na qual é tipicamente encontrado na natureza, ou é separada de pelo menos alguns dos componentes do célula na qual foi produzido, por exemplo, no caso de polinucleotídeo do ARN. Assim, um polinucleotídeo do ADN que está contido no vetor dentro da célula do hospedeiro podem ser referido como "isolado".[000150] The term "isolated" as used herein refers to a molecule that has been separated from at least some of the components with which it is generally found in nature or produced. For example, a polypeptide is referred to as "isolated" when it is separated from at least some of the components of the cell in which it was produced. Where the polypeptide is secreted by a cell after expression, physically separating the supernatant containing the polypeptide from the cell that produced it is considered to be an "isolated" polypeptide. Similarly, a polynucleotide is referred to as "isolated" when it is not part of the larger polynucleotide (such as, for example, genomic DNA or mitochondrial DNA, in the case of DNA polynucleotide) in which it is typically found in nature, or is separated by minus some of the components of the cell in which it was produced, for example, in the case of RNA polynucleotide. Thus, a DNA polynucleotide that is contained in the vector within the host cell may be referred to as "isolated".

[000151] Os termos "indivíduo" ou "sujeito" são usados de forma intercambiável aqui para se referir a um animal; por exemplo, um mamífero. Em algumas modalidades e métodos de tratamento, os mamíferos incluem, mas não se limitam a, seres humanos, roedores, macacos, felinos, caninos, equinos, bovinos, porcinos, ovinos, caprinos, o mamífero é um animal de laboratório, o mamífero é um animal de granja, o mamífero é um animal de esporte, e o mamífero é um animal de estimação, são fornecidos. Em alguns exemplos, um "indivíduo" ou "sujeito" refere-se a um indivíduo ou sujeito que necessite tratamento por uma doença ou distúrbio.[000151] The terms "individual" or "subject" are used interchangeably here to refer to an animal; for example, a mammal. In some treatment modalities and methods, mammals include, but are not limited to, humans, rodents, monkeys, felines, canines, equines, bovines, porcines, sheep, goats, the mammal is a laboratory animal, the mammal is a farm animal, the mammal is a sport animal, and the mammal is a pet, are provided. In some examples, an "individual" or "subject" refers to an individual or subject who requires treatment for a disease or disorder.

[000152] A "doença" ou "distúrbio" como aqui é utilizado refere-se à condição onde o tratamento é necessário.[000152] The "disease" or "disorder" as used herein refers to the condition where treatment is necessary.

[000153] O termo "câncer" refere-se a distúrbio proliferativo maligno associado com a proliferação descontrolada da célula, o crescimento irrestrito da célula e aumento da morte da célula de apoptose.[000153] The term "cancer" refers to malignant proliferative disorder associated with uncontrolled cell proliferation, unrestricted cell growth and increased cell death from apoptosis.

[000154] O termo "tumor" aqui é utilizado para se referir ao grupo de células que exibem níveis anormalmente altos de proliferação e crescimento. Um tumor pode ser benigno, pré-maligno, ou maligno; células tumorais malignas são cancerosas. Células tumorais podem ser células tumorais sólidas ou células tumorais leucêmicas. O termo "crescimento do tumor" aqui é utilizado para se referir à proliferação ou crescimento por uma célula ou células que abrangem um tumor que leva ao correspondente aumento no tamanho do tumor.[000154] The term "tumor" here is used to refer to the group of cells that exhibit abnormally high levels of proliferation and growth. A tumor can be benign, premalignant, or malignant; Malignant tumor cells are cancerous. Tumor cells can be solid tumor cells or leukemic tumor cells. The term "tumor growth" herein is used to refer to the proliferation or growth by a cell or cells enclosing a tumor that leads to a corresponding increase in the size of the tumor.

[000155] Como aqui é utilizado, "tratamento" é uma abordagem para obter resultados clínicos benéficos ou desejados. "Tratamento" como aqui é utilizado, abrange qualquer administração ou aplicação terapêutica por doença em um mamífero, que inclui um humano. Para os fins desta invenção, os resultados clínicos benéficos ou desejados incluem, mas não se limitam a, qualquer um ou mais de um de: alívio de um ou mais de um sintoma, diminuição da extensão de doença, prevenção ou adiamento da propagação (por exemplo, metástase, por exemplo, metástase aos pulmões ou aos nódulos linfáticos) de doença, prevenção ou postergando a recorrência da doença, adiando ou tornando mais lenta a progresso da doença, melhorando o estado da doença, inibindo a doença ou a progressão da doença, inibindo ou tornando mais lenta a doença ou sua progressão, detendo seu desenvolvimento, e remissão (seja parcial ou total). Também englobado pelo "tratamento" está a redução de consequência patológica da doença proliferativa. Os métodos da invenção contemplam qualquer um ou mais de um destes aspectos do tratamento.[000155] As used herein, "treatment" is an approach to obtaining beneficial or desired clinical results. "Treatment" as used herein encompasses any administration or application of therapy for disease in a mammal, which includes a human. For purposes of this invention, beneficial or desired clinical results include, but are not limited to, any one or more of: relief of one or more symptoms, lessening the extent of disease, preventing or delaying the spread (e.g., (e.g., metastasis, e.g., metastasis to the lungs or lymph nodes) of disease, preventing or postponing the recurrence of disease, postponing or slowing the progress of disease, improving disease status, inhibiting disease or disease progression , inhibiting or slowing down the disease or its progression, stopping its development, and remission (whether partial or total). Also encompassed by "treatment" is the reduction of the pathological consequence of the proliferative disease. The methods of the invention contemplate any one or more of these aspects of treatment.

[000156] No contexto de câncer, o termo "tratamento" é caracterizado pelo fato de incluir qualquer uma ou todas de: inibindo crescimento de células tumorais ou câncer células, inibindo replicação de células tumorais ou câncer células, redução da carga em geral do tumor e melhorando um ou mais de um sintoma associado com a doença.[000156] In the context of cancer, the term "treatment" is characterized by the fact that it includes any or all of: inhibiting growth of tumor cells or cancer cells, inhibiting replication of tumor cells or cancer cells, reducing overall tumor burden and improving one or more symptoms associated with the disease.

[000157] Os termos "inibição" ou "inibir" referem-se a uma diminuição ou cessação de quaisquer características fenótipas ou a diminuição ou cessação na incidência, grau, ou probabilidade de que característica. "reduzir" ou "inibir" é diminuir, reduzir ou deter uma atividade, função, e/ou quantidade quando comparado com uma referência. Em determinadas modalidades, por "reduzir" ou "inibir" se entende como a habilidade de causar uma diminuição geral de 20% ou maior. Em outras modalidades, por "reduzir" ou "inibir" se entende como a habilidade para causar uma diminuição geral de 50% ou maior. Em ainda outras modalidades, por "reduzir" ou "inibir" se entende como a habilidade de causar uma diminuição geral de 75%, 85%, 90%, 95%, ou 99%.[000157] The terms "inhibition" or "inhibit" refer to a decrease or cessation of any phenotypic characteristics or the decrease or cessation in the incidence, degree, or probability of that characteristic. "Reduce" or "inhibit" is to diminish, reduce, or stop an activity, function, and/or quantity when compared to a reference. In certain embodiments, "reduce" or "inhibit" is meant as the ability to cause an overall decrease of 20% or greater. In other embodiments, "reduce" or "inhibit" is meant as the ability to cause an overall decrease of 50% or greater. In still other embodiments, by "reduce" or "inhibit" is meant the ability to cause an overall decrease of 75%, 85%, 90%, 95%, or 99%.

[000158] Como aqui é utilizado, "adiar o desenvolvimento da doença" significa deferir, ocultar, desacelerar, retardar, estabilizar, suprimir e/ou pospor o desenvolvimento da doença (tais como câncer). Este adiamento pode ser de variável duração de tempo, dependendo do histórico da doença e/ou indivíduo que está sendo tratado. Como é evidente para o conhecedor do estado da técnica, um adiamento suficiente ou significativo pode, de fato, abranger prevenção, de que o indivíduo não desenvolva a doença. Por exemplo, uma estágio tardio do câncer, tal como desenvolvimento de metástase, pode ser adiado.[000158] As used herein, "postpone the development of the disease" means to defer, hide, slow down, delay, stabilize, suppress and/or postpone the development of the disease (such as cancer). This postponement can be of varying length of time, depending on the history of the disease and/or the individual being treated. As is evident to one skilled in the art, a sufficient or significant delay may, in fact, encompass prevention of the individual not developing the disease. For example, a late stage of cancer, such as development of metastasis, may be delayed.

[000159] O termo "referência" como aqui é utilizado, refere-se a qualquer amostra, padrão, ou nível que seja usado para fins de comparação. A referência pode ser obtida de uma amostra saudável e/ou não doente. Em alguns exemplos, a referência pode ser obtida de uma amostra não tratada. Em alguns exemplos, a referência é obtida de uma amostra não doente ou não tratada do sujeito indivíduo. Em alguns exemplos, a referência é obtida de um ou mais de um indivíduo saudável que não seja o sujeito ou paciente.[000159] The term "reference" as used herein refers to any sample, standard, or level that is used for comparison purposes. The reference can be obtained from a healthy and/or non-diseased sample. In some examples, the reference may be obtained from an untreated sample. In some examples, the reference is obtained from a non-diseased or untreated sample of the individual subject. In some examples, the reference is obtained from one or more healthy individuals other than the subject or patient.

[000160] "Prevenção," como aqui é utilizado, é caracterizada pelo fato de incluir a disponibilização de profilaxia com relação a ocorrência ou recorrência da doença no sujeito que pode ser predisposto à doença mas ainda não foi diagnosticado com a doença.[000160] "Prevention," as used herein, is characterized by the fact that it includes the provision of prophylaxis with respect to the occurrence or recurrence of the disease in the subject who may be predisposed to the disease but has not yet been diagnosed with the disease.

[000161] Uma "dose efetiva" de um agente refere-se a uma quantidade efetiva, na dosagens e pelo período de tempo necessário, para atingir o resultado terapêutico ou profilático desejado.[000161] An "effective dose" of an agent refers to an effective amount, in the dosages and for the period of time necessary, to achieve the desired therapeutic or prophylactic result.

[000162] Uma "dose terapeuticamente efetiva" da substância/molécula da invenção, agonista ou antagonista pode variar de acordo com fatores tais como o estado da doença, idade, sexo, e peso do indivíduo, e a habilidade da substância/molécula, agonista ou antagonista para obter uma resposta desejada no indivíduo. A dose terapeuticamente efetiva é também uma na qual quaisquer efeitos tóxicos ou prejudiciais do substância/molécula, agonista ou antagonista são compensados pelos efeitos terapeuticamente benéficos. A dose terapeuticamente efetiva pode ser transportada em um ou mais de uma administração.[000162] A "therapeutically effective dose" of the substance/molecule of the invention, agonist or antagonist may vary according to factors such as the state of the disease, age, sex, and weight of the individual, and the ability of the substance/molecule, agonist or antagonist to elicit a desired response in the individual. The therapeutically effective dose is also one at which any toxic or harmful effects of the substance/molecule, agonist or antagonist are offset by the therapeutically beneficial effects. The therapeutically effective dose can be delivered in one or more than one administration.

[000163] Uma "dose profilaticamente efetiva" refere-se a uma quantidade efetiva, nas dosagens e pelo período de tempo necessário, para atingir o resultado profilático desejado. Tipicamente mas não necessariamente, já que uma dose profilática é usada em sujeitos antes de ou em um estágio inicial de doença, a dose profilaticamente efetiva será inferior à dose terapeuticamente efetiva.[000163] A "prophylactically effective dose" refers to an effective amount, in the dosages and for the period of time necessary, to achieve the desired prophylactic result. Typically but not necessarily, since a prophylactic dose is used in subjects prior to or at an early stage of disease, the prophylactically effective dose will be lower than the therapeutically effective dose.

[000164] Os termos "formulação farmacêutica" e "a composição farmacêutica" refere-se à preparação que é em tal forma como para permitir a atividade biológica do(s) ingrediente(s) ativo para ser efetiva, e a qual não contém, além disso, componentes que seja inadmissivelmente tóxicos para o sujeito aos quais a formulação seria administrada. Tais formulações podem ser estéreis e essencialmente livres de endotoxinas.[000164] The terms "pharmaceutical formulation" and "pharmaceutical composition" refer to the preparation which is in such a form as to allow the biological activity of the active ingredient(s) to be effective, and which does not contain, furthermore, components that are impermissibly toxic to the subject to which the formulation would be administered. Such formulations can be sterile and essentially free of endotoxins.

[000165] Um "transportador farmaceuticamente aceitável" refere-se a um sólido não tóxico, semissólido, ou recheio líquido, diluente, material que encapsula, formulação auxiliar, ou transportador convencional no estado da técnica para uso com a agente terapêutico que juntos abrangem a "uma composição farmacêutica" para administração a um sujeito. Um transportador farmaceuticamente aceitável é não tóxico para os destinatários nas dosagens e concentrações empregadas e é compatível com outros ingredientes da formulação. O transportador farmaceuticamente aceitável é apropriado para a formulação empregada.[000165] A "pharmaceutically acceptable carrier" refers to a non-toxic solid, semisolid, or liquid filling, diluent, encapsulating material, auxiliary formulation, or carrier conventional in the prior art for use with the therapeutic agent that together encompass the "a pharmaceutical composition" for administration to a subject. A pharmaceutically acceptable carrier is non-toxic to recipients at the dosages and concentrations employed and is compatible with other ingredients in the formulation. The pharmaceutically acceptable carrier is appropriate for the formulation employed.

[000166] Uma formulação "estéril" é asséptica ou essencialmente livre de microrganismos vivos e seus esporos.[000166] A "sterile" formulation is aseptic or essentially free of live microorganisms and their spores.

[000167] Administração "em combinação com" um ou mais de um agente terapêuticos adicional inclui administração simultânea (concorrente) e consecutiva ou sequencial em qualquer ordem.[000167] Administration "in combination with" one or more of an additional therapeutic agent includes simultaneous (concurrent) and consecutive or sequential administration in any order.

[000168] O termo "concorrentemente" aqui é utilizado para se referir a administração de dois ou mais de dois agente terapêuticos, onde pelo menos parte da administração se sobrepõe em tempo ou onde a administração de um agente terapêutico cai dentro de um curto período de tempo relativo a administração de outro agente terapêutico. Por exemplo, dois ou mais de dois agentes terapêuticos são administrados com uma separação de tempo de não mais que aproximadamente 60 minutos, tais como não mais que aproximadamente qualquer um de 30, 15, 10, 5, ou 1 minutos.[000168] The term "concurrently" here is used to refer to the administration of two or more than two therapeutic agents, where at least part of the administration overlaps in time or where the administration of a therapeutic agent falls within a short period of time. time relative to the administration of another therapeutic agent. For example, two or more of two therapeutic agents are administered with a time separation of no more than approximately 60 minutes, such as no more than approximately any one of 30, 15, 10, 5, or 1 minutes.

[000169] O termo "sequencialmente" aqui é utilizado para se referir à administração de dois ou mais de dois agentes terapêuticos onde a administração de um ou mais de um agente continue após descontinuar a administração de um ou mais de um agente. Por exemplo, a administração de dois ou mais de dois agentes terapêuticos são administrados com uma separação de tempo de mais de aproximadamente 15 minutos, tais como aproximadamente qualquer um de 20, 30, 40, 50, ou 60 minutos, 1 dia, 2 dias, 3 dias, 1 semana, 2 semanas, ou 1 mês.[000169] The term "sequentially" here is used to refer to the administration of two or more of two therapeutic agents where the administration of one or more of one agent continues after discontinuing the administration of one or more of one agent. For example, administration of two or more than two therapeutic agents are administered with a time separation of more than approximately 15 minutes, such as approximately any one of 20, 30, 40, 50, or 60 minutes, 1 day, 2 days , 3 days, 1 week, 2 weeks, or 1 month.

[000170] Como aqui é utilizado, "em conjunto com" refere-se à administração de uma modalidade de tratamento, além disso, a outras modalidades de tratamento. Como tal, "em conjunto com" refere-se à administração de uma modalidade de tratamento antes, durante ou após a administração de outras modalidades de tratamento a um indivíduo.[000170] As used herein, "in conjunction with" refers to the administration of a treatment modality, in addition, to other treatment modalities. As such, "in conjunction with" refers to the administration of a treatment modality before, during, or after the administration of other treatment modalities to an individual.

[000171] O termo "bula" é usado para se referir a instruções habitualmente incluídas nas embalagens comerciais de produtos terapêuticos, que contém informação sobre as indicações, uso, dosagem, administração, combinação de terapia, contraindicações e/ou advertências relativas ao o uso de tais produtos terapêuticos.[000171] The term "package leaflet" is used to refer to instructions usually included in commercial packaging of therapeutic products, which contain information about indications, use, dosage, administration, combination therapy, contraindications and/or warnings relating to use of such therapeutic products.

[000172] Um "artigo de manufatura" é qualquer manufatura (por exemplo, uma embalagem ou recipiente) ou kit caracterizado pelo fato de abranger pelo menos um reagente, por exemplo, um medicamente for tratamento da doença ou distúrbio (por exemplo, câncer), ou um teste para detectar especificamente um biomarcador aqui descrito. Em determinadas modalidades, a manufatura ou kit é promovido, distribuído, ou vendido como uma unidade para levar as cabo os métodos aqui descritos.[000172] An "article of manufacture" is any manufacture (e.g., a package or container) or kit characterized by the fact that it comprises at least one reagent, e.g., a medicine for treating the disease or disorder (e.g., cancer) , or a test to specifically detect a biomarker described herein. In certain embodiments, the manufacture or kit is promoted, distributed, or sold as a unit to carry out the methods described herein.

Proteínas H-NOXH-NOX proteins Visão geral da Família das Proteínas H-NOXOverview of the H-NOX Protein Family

[000173] A menos que seja indicado o contrário, qualquer proteína H- NOX tipo selvagem ou mutante pode ser usada nas composições, nos kits, e nos métodos como aqui é descrita. Como aqui é utilizado, uma "proteína H-NOX" significa uma proteína que tem um domínio H-NOX (nomeado por Heme-óxido nítrico e Domínio de ligação do Oxigênio). Uma proteína H-NOX pode ou não conter um ou mais de um de outros domínios além do domínio H-NOX. As proteínas H-NOX são membros da família de hemoproteínas altamente conservadas e bem caraterizadas (Iyer, L. M. et al. (February 3, 2003). BMC Genomics 4(1):5; Karow, D. S. et al. (August 10, 2004). Biochemistry 43(31):10203- 10211; Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (October 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902). As proteínas H-NOX são também referidas às proteínas Pfam 07700 ou proteínas HNOB (Pfam - Um banco de dados da família do domínio da proteína, dos alinhamentos e Hidden Markov Models, Copyright (C) 1996-2006 The Pfam Consortium; GNU LGPL Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA). Em algumas modalidades, uma proteína H-NOX tem, ou está previsto que tenha, uma estrutura secundária que é caracterizada pelo fato de incluir seis Alfa-hélices, seguidas por duas beta-fitas, seguidas por uma alfa-hélice,seguidas por duas beta-fitas. Uma proteína H-NOX podem ser uma apoproteína que é capaz de ligação de heme ou a holoproteína com heme ligado. Uma proteína H-NOX pode de forma covalente ou de forma não covalente ligar um grupo heme. Algumas proteínas H-NOX ligam NO mas não O2, e outras ligam tanto NO como O2. Os domínios H-NOX de aeróbicos facultativos que foram isolados ligam NO mas não O2. As proteínas H-NOX dos obrigados procariotas aeróbicos, C. elegans, e D. melanogaster ligam NO e O2. Os mamíferos têm duas proteínas H-NOX: β1 e β2. O alinhamento das sequências H-NOX de camundongo, rato, vaca, e humano mostra que estas espécies compartilham >99% de identidade. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX de uma proteína H-NOX ou a proteína H-NOX inteira é pelo menos aproximadamente qualquer um de 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, 99, ou 99,5% idêntica à região da correspondente da proteína H-NOX inteira Thermoanaerobacter tengcongensis que ocorre naturalmente (por exemplo, SEQ ID NO:2) ou uma a proteína sGC que ocorre naturalmente (por exemplo, a proteína sGC β1 que ocorre naturalmente). Em algumas modalidades, o domínio H-NOX de uma proteína H-NOX ou a proteína H-NOX inteira é pelo menos aproximadamente qualquer um de 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60%, 60-70%, 70-80%, 80-90%, 90-95%, 95-99, ou 99-99,9% idêntica à região da correspondente da proteína H-NOX Thermoanaerobacter tengcongensis inteira que ocorre naturalmente (por exemplo, SEQ ID NO:2) ou a proteína sGC que ocorre naturalmente (por exemplo, a proteína sGC β1 que ocorre naturalmente). Como é analisado aqui, uma proteína H-NOX pode opcionalmente conter uma ou mais de uma mutação relativa à proteína H-NOX correspondente que ocorre naturalmente. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é caracterizada pelo fato de incluir um ou mais de um domínio além do domínio H-NOX. Em particulares modalidades, a proteína H-NOX é caracterizada pelo fato de incluir um ou mais de um domínio ou a sequência inteira de outras proteínas. Por exemplo, a proteína H-NOX pode ser a proteína de fusão que é caracterizada pelo fato de incluir um domínio H-NOX e parte ou todo de outras proteínas, tais como albumina (por exemplo, albumina do soro humano). Em algumas modalidades, apenas o domínio H-NOX está presente. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX não abrange um domínio guanilil ciclase. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger um marcador; por exemplo, um marcador His6.[000173] Unless otherwise indicated, any wild-type or mutant H-NOX protein can be used in the compositions, kits, and methods as described herein. As used herein, an "H-NOX protein" means a protein that has an H-NOX domain (named Heme-nitric oxide and Oxygen-binding domain). An H-NOX protein may or may not contain one or more of one of the other domains in addition to the H-NOX domain. H-NOX proteins are members of the highly conserved and well-characterized hemoprotein family (Iyer, L. M. et al. (February 3, 2003). BMC Genomics 4(1):5; Karow, D. S. et al. (August 10, 2004 ).Biochemistry 43(31):10203- 10211; Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (October 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902). H-NOX proteins are also referred to as Pfam 07700 proteins or HNOB proteins (Pfam - A Database of Protein Domain Family, Alignments and Hidden Markov Models, Copyright (C) 1996-2006 The Pfam Consortium; GNU LGPL Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA). In some embodiments, an H-NOX protein has, or is predicted to have, a secondary structure that is characterized by the fact that it includes six alpha helices, followed by two beta strands, followed by one alpha helix, followed by two beta strands. -ribbons. An H-NOX protein can be an apoprotein that is capable of heme binding or a holoprotein with bound heme. An H-NOX protein can covalently or non-covalently bind a heme group. Some H-NOX proteins bind NO but not O2, and others bind both NO and O2. The facultative aerobic H-NOX domains that have been isolated bind NO but not O2. The H-NOX proteins of the aerobic prokaryotic obligates, C. elegans, and D. melanogaster bind NO and O2. Mammals have two H-NOX proteins: β1 and β2. Alignment of mouse, rat, cow, and human H-NOX sequences shows that these species share >99% identity. In some embodiments, the H-NOX domain of an H-NOX protein or the entire H-NOX protein is at least approximately any one of 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 , 95, 97, 98, 99, or 99.5% identical to the corresponding region of the naturally occurring entire Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX protein (e.g., SEQ ID NO:2) or a naturally occurring sGC protein (e.g. example, the naturally occurring sGC β1 protein). In some embodiments, the H-NOX domain of an H-NOX protein or the entire H-NOX protein is at least approximately any one of 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50 -60%, 60-70%, 70-80%, 80-90%, 90-95%, 95-99, or 99-99.9% identical to the corresponding region of the entire Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX protein that occurs naturally (e.g., SEQ ID NO:2) or the naturally occurring sGC protein (e.g., the naturally occurring sGC β1 protein). As discussed herein, an H-NOX protein may optionally contain one or more of a mutation relative to the corresponding naturally occurring H-NOX protein. In some embodiments, the H-NOX protein is characterized by including one or more domains in addition to the H-NOX domain. In particular embodiments, the H-NOX protein is characterized by the fact that it includes one or more of a domain or the entire sequence of other proteins. For example, the H-NOX protein may be the fusion protein that is characterized by the fact that it includes an H-NOX domain and part or all of other proteins, such as albumin (e.g., human serum albumin). In some embodiments, only the H-NOX domain is present. In some embodiments, the H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain. In some embodiments, the H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a marker; for example, a His6 tag.

Proteínas H-NOX poliméricasPolymeric H-NOX proteins

[000174] Em alguns aspectos, a invenção fornece proteínas H-NOX poliméricas caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H-NOX. Os dois ou mais de dois domínios H-NOX podem ser ligados de forma covalente ou ligados de forma não covalente. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica possui a forma de um dímero, um trímero, um tetrâmero, um pentâmero, um hexâmero, um heptâmero, um octômero, um nanômero, ou um decâmero. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger domínios H-NOX homólogos. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger domínios H-NOX heterólogos; por exemplo, o domínio H-NOX pode ser caracterizado pelo fato de abranger variantes aminoácidos de espécies particulares de domínio H-NOX ou pode abranger domínios H- NOX de diferentes espécies. Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger a mutação correspondente a uma Mutação de L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, pelo menos um dos domínios H-NOX da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger a mutação correspondente a uma W9F/Mutação de L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a proteínas H-NOX poliméricas abrangem um ou mais de um domínio de polimerizações. Em algumas modalidades, a proteína H- NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger pelo menos um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger três T. tengcongensis Domínios H-NOX. Em algumas modalidades do domínio H-NOX trimérico é caracterizado pelo fato de abranger três domínios H-NOX de T. tengcongensis L144F. Em algumas modalidades o domínio H-NOX trimérico é caracterizado pelo fato de abranger três domínios H-NOX T. tengcongensis W9F/L144F.[000174] In some aspects, the invention provides polymeric H-NOX proteins characterized by the fact that they encompass two or more than two H-NOX domains. The two or more H-NOX domains can be covalently linked or non-covalently linked. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is in the form of a dimer, a trimer, a tetramer, a pentamer, a hexamer, a heptamer, an octamer, a nanomer, or a decamer. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses homologous H-NOX domains. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses heterologous H-NOX domains; for example, the H-NOX domain may be characterized by the fact that it encompasses amino acid variants from particular H-NOX domain species or may encompass H-NOX domains from different species. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the mutation corresponding to a T. tengcongensis H-NOX L144F Mutation. In some embodiments, at least one of the H-NOX domains of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the mutation corresponding to a W9F/L144F mutation of T. tengcongensis H-NOX. In some embodiments, the polymeric H-NOX proteins encompass one or more polymerization domains. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses at least one trimerization domain. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses three T. tengcongensis H-NOX domains. In some embodiments of the trimeric H-NOX domain it is characterized by the fact that it encompasses three H-NOX domains of T. tengcongensis L144F. In some embodiments, the trimeric H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses three T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domains.

[000175] Em alguns aspectos da invenção, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois monômeros associados. Os monômeros podem estar ligados de forma covalente ou ligados de forma não covalente. Em algumas modalidades, as subunidades monoméricas da proteína H-NOX polimérica são produzidas onde as subunidades monoméricas se associam in vitro ou in vivo para formar uma proteína H-NOX polimérica. Em algumas modalidades, os monômeros abrangem um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o domínio de polimerização está ligado de forma covalente ao domínio H-NOX; por exemplo, o C-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal ou o C-terminal do domínio de polimerização. Em outras modalidades, o N-terminal do domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao N-terminal ou o C-terminal do domínio de polimerização. Em algumas modalidades, um espaçador aminoácido está ligado de forma covalente entre o domínio H-NOX e o domínio de polimerização. Um "espaçador de aminoácido" e um "ligante de aminoácido" são usados de forma intercambiável aqui mencionado. Em algumas modalidades, pelo menos uma das subunidades monoméricas da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger a mutação correspondente para uma mutação de L144F de H-NOX de T. tengcongensis. Em algumas modalidades, pelo menos uma das subunidades monoméricas da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger a mutação correspondente para uma W9F/Mutação de L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades a proteína H-NOX polimérica é uma proteína H- NOX trimérica. Em algumas modalidades, o monômero de uma proteína H-NOX trimérica é caracterizado pelo fato de abranger um domínio H- NOX e um domínio foldon de bacteriófago T4. Em algumas modalidades, o monômero de uma proteína H-NOX trimérica é caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX T. tengcongensis e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o monômero de uma proteína H-NOX trimérica é caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX T. tengcongensis L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o monômero de uma proteína H-NOX trimérica é caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX T. tengcongensis W9F/L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o trímero da proteína H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger três monômeros, cada um dos monômeros caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado ao domínio foldon com um ligante de aminoácido; por exemplo, um ligante Gly-Ser-Gly. Em algumas modalidades, pelo menos um domínio H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger um marcador. Em algumas modalidades, pelo menos um domínio H-NOX é caracterizado pelo fato de abranger um marcador His6. Em algumas modalidades, o marcador His6 está ligado ao domínio foldon com um aminoácido ligante; por exemplo, um ligante Arg-Gly-Ser. Em algumas modalidades, todos os domínios H-NOX abrangem um marcador His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos estabelecido na SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:28.[000175] In some aspects of the invention, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it comprises two or more associated monomers. Monomers can be covalently linked or non-covalently linked. In some embodiments, monomeric subunits of the polymeric H-NOX protein are produced where the monomeric subunits associate in vitro or in vivo to form a polymeric H-NOX protein. In some embodiments, the monomers encompass an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the polymerization domain is covalently linked to the H-NOX domain; for example, the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the N-terminus or the C-terminus of the polymerization domain. In other embodiments, the N-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the N-terminus or the C-terminus of the polymerization domain. In some embodiments, an amino acid spacer is covalently linked between the H-NOX domain and the polymerization domain. An "amino acid spacer" and an "amino acid linker" are used interchangeably herein. In some embodiments, at least one of the monomeric subunits of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the corresponding mutation for a T. tengcongensis H-NOX L144F mutation. In some embodiments, at least one of the monomeric subunits of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the corresponding mutation for a T. tengcongensis H-NOX W9F/L144F mutation. In some embodiments the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein. In some embodiments, the monomer of a trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain and a bacteriophage T4 foldon domain. In some embodiments, the monomer of a trimeric H-NOX protein is characterized by comprising a T. tengcongensis H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the monomer of a trimeric H-NOX protein is characterized by comprising a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the monomer of a trimeric H-NOX protein is characterized by comprising a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the H-NOX protein trimer is characterized by the fact that it encompasses three monomers, each of the monomers characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the H-NOX domain is linked to the foldon domain with an amino acid linker; for example, a Gly-Ser-Gly ligand. In some embodiments, at least one H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses a marker. In some embodiments, at least one H-NOX domain is characterized by encompassing a His6 tag. In some embodiments, the His6 tag is linked to the foldon domain with a linker amino acid; for example, an Arg-Gly-Ser ligand. In some embodiments, all H-NOX domains encompass a His6 tag. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10, SEQ ID NO:12, SEQ ID NO: 26 or SEQ ID NO:28.

[000176] O exemplo de domínio H-NOX do T. tengcongensis é aproximadamente 26,7 kDal. Em algumas modalidades, a proteína H- NOX polimérica possui uma massa atômica maior que qualquer um entre aproximadamente 50 kDal, 75 kDal, 100 kDal, 125kDal, a aproximadamente 150 kDal.[000176] The example H-NOX domain of T. tengcongensis is approximately 26.7 kDal. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein has an atomic mass greater than any of approximately 50 kDal, 75 kDal, 100 kDal, 125 kDal, to approximately 150 kDal.

[000177] A invenção fornece proteínas H-NOX poliméricas que mostra maior acumulação em um ou mais de um tecido em um indivíduo comparado com uma proteína H-NOX monomérica correspondente caracterizada pelo fato de abranger um único domínio H-NOX após a administração da proteína H-NOX a um indivíduo. A correspondente proteína H-NOX refere-se à forma monomérica da proteína H-NOX caracterizada pelo fato de abranger pelo menos um dos domínios H- NOX da proteína H-NOX polimérica. Os tecidos de acumulação preferencial H-NOX polimérico inclui, mas não se limita aos tumores e ao tecido com vascularização danificada. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica persiste em um mamífero pelo menos aproximadamente 1, 2, 3, 4, 6, 12 ou 24 horas após a administração da proteína H-NOX a um indivíduo. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica persiste em um mamífero por aproximadamente 1-2, 2-3, 3-4, 4-6, 6-12 ou 12-24 horas após a administração da proteína H- NOX a um indivíduo Em algumas modalidades, inferior a aproximadamente 10% do H-NOX polimérico é eliminado pelo mamífero através dos rins dentro de menos a qualquer um de aproximadamente 1 hora, 2 horas ou 3 horas após a administração da proteína H-NOX a um indivíduo.[000177] The invention provides polymeric H-NOX proteins that show greater accumulation in one or more than one tissue in an individual compared to a corresponding monomeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses a single H-NOX domain after administration of the protein H-NOX to an individual. The corresponding H-NOX protein refers to the monomeric form of the H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses at least one of the H-NOX domains of the polymeric H-NOX protein. Tissues of preferential accumulation of polymeric H-NOX include, but are not limited to, tumors and tissue with damaged vasculature. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein persists in a mammal at least approximately 1, 2, 3, 4, 6, 12 or 24 hours after administration of the H-NOX protein to an individual. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein persists in a mammal for approximately 1-2, 2-3, 3-4, 4-6, 6-12, or 12-24 hours after administration of the H-NOX protein to a individual In some embodiments, less than approximately 10% of the polymeric H-NOX is eliminated by the mammal through the kidneys within less than approximately 1 hour, 2 hours or 3 hours after administration of the H-NOX protein to an individual.

Fontes das proteínas H-NOX e Domínios H-NOXSources of H-NOX proteins and H-NOX domains

[000178] As proteínas H-NOX e domínios H-NOX de quaisquer gêneros ou espécies podem ser usados nas composições, kits, e métodos aqui descritos. Em várias modalidades, a proteína H-NOX ou os domínios H-NOX da proteína H-NOX polimérica é a proteína ou domínio de um mamífero (por exemplo, um primata (por exemplo, humano, chimpanzé, gorila, símio, lêmure, etc.), um bovino, um equino, um porcino, um canino, ou um felino), um inseto, uma levedura, ou uma bactéria ou é derivado de tais a proteína. Exemplo da proteína H-NOX de mamíferos inclui tipo selvagem humano e rato guanilato ciclase solúvel (tais como, a subunidade β1). Exemplos das proteínas H-NOX inclui um tipo selvagem da proteína H-NOX de mamíferos, por exemplo, H. sapiens, M. musculus, C. familiaris, B. Taurus, C. lupus e R. norvegicus; e tipo selvagem vertebrado não mamífero Proteínas H- NOX, e.g,. X. laevis, O. latipes, O. curivatus, e F. rubripes. Exemplos de não mamífero tipo selvagem NO-ligação de proteínas H-NOX inclui tipo selvagem proteínas H-NOX de D. melanogaster, A. gambiae, e M. sexta; exemplos de não mamífero tipo selvagem ligação O2 de proteínas H- NOX inclui tipo selvagem proteínas H-NOX de C. elegans gcy-31, gcy- 32, gcy-33, gcy-34, gcy-35, gcy-36, e gcy-37; D. melanogaster CG14885, CG14886, e CG4154; e M. sexta beta-3; exemplos de proteínas H-NOX procarióticas tipo selvagem inclui T. tengcongensis, V. cholera, V. fischerii, N. punctiforme, D. desulfuricans, L. pneumophila 1, L. pneumophila 2, e C. acetobutilicum.[000178] H-NOX proteins and H-NOX domains from any genus or species can be used in the compositions, kits, and methods described herein. In various embodiments, the H-NOX protein or the H-NOX domains of the polymeric H-NOX protein is the protein or domain of a mammal (e.g., a primate (e.g., human, chimpanzee, gorilla, ape, lemur, etc.) .), a bovine, an equine, a porcine, a canine, or a feline), an insect, a yeast, or a bacterium or is derived from such a protein. Example of the mammalian H-NOX protein includes wild-type human and rat soluble guanylate cyclase (such as, the β1 subunit). Examples of the H-NOX proteins include a wild-type H-NOX protein from mammals, for example, H. sapiens, M. musculus, C. familiaris, B. Taurus, C. lupus and R. norvegicus; and wild-type non-mammalian vertebrate H-NOX proteins, e.g. X. laevis, O. latipes, O. curivatus, and F. rubripes. Examples of non-mammalian wild-type NO-binding H-NOX proteins include wild-type H-NOX proteins from D. melanogaster, A. gambiae, and M. sexta; Examples of non-mammalian wild-type O2-binding H-NOX proteins include wild-type H-NOX proteins from C. elegans gcy-31, gcy-32, gcy-33, gcy-34, gcy-35, gcy-36, and gcy -37; D. melanogaster CG14885, CG14886, and CG4154; and M. sexta beta-3; Examples of wild-type prokaryotic H-NOX proteins include T. tengcongensis, V. cholera, V. fischerii, N. punctiforme, D. desulfuricans, L. pneumophila 1, L. pneumophila 2, and C. acetobutilicum.

[000179] Os Números de Registro NCBI para exemplos de proteínas H-NOX incluem os seguinte: Homo sapiens β1 [gi:2746083], Rattus norvegicus β1 [gi:27127318], Drosophila melangaster β1 [gi:861203], Drosophila melangaster CG14885-PA [gi:23171476], Caenorhabditis elegans GCY-35 [gi:52782806], Nostoc punctiforme [gi:23129606], Caulobacter crescentus [gi:16127222], Shewanella oneidensis [gi:24373702], Legionella pneumophila (ORF 2) [CUCGC_272624],Cperdidoridium acetobutilicum [gi:15896488], e Thermoanaerobacter tengcongensis [gi:20807169]. Canis lupus H-NOX é fornecidos pelo registro do GenBank DQ008576. Ácido nucleico e sequência de aminoácidos de exemplo de proteínas H-NOX e domínios são fornecidos no Desenho 37.[000179] NCBI Registry Numbers for examples of H-NOX proteins include the following: Homo sapiens β1 [gi:2746083], Rattus norvegicus β1 [gi:27127318], Drosophila melangaster β1 [gi:861203], Drosophila melangaster CG14885- PA [gi:23171476], Caenorhabditis elegans GCY-35 [gi:52782806], Nostoc punctiforme [gi:23129606], Caulobacter crescentus [gi:16127222], Shewanella oneidensis [gi:24373702], Legionella pneumophila (ORF 2) [CUCGC_272624 ],Cperdidoridium acetobutilicum [gi:15896488], and Thermoanaerobacter tengcongensis [gi:20807169]. Canis lupus H-NOX is provided by GenBank entry DQ008576. Nucleic acid and amino acid sequence of example H-NOX proteins and domains are provided in Drawing 37.

[000180] Exemplo de Proteína H-NOX também incluem as seguintes Proteínas H-NOX que são relacionadas pelos seu nome de gene, seguidas pelas abreviaturas de suas espécies e Identificadores do Genbank (tais como a seguinte sequência de proteína disponível como Can 21, 2006; Can 22, 2006; Can 21, 2007; ou Can 22, 2007, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades): Npun5905_Npu_23129606, alr2278_Ana_17229770, SO2144_Sone_24373702, Mdeg1343_Mde_23027521, VCA0720_Vch_15601476,CC2992_Ccr_16127222, Rsph2043_Rhsp_22958463 (gi:46192757), Mmc10739_Mcsp_22999020, Tar4_Tte_20807169,Ddes2822_Dde_23475919,CAC3243_Cac_15896 488 ,gcy-31_Ce_17568389, CG14885_Dm_24647455,GUCY1B3_Hs_4504215, HpGCS- beta1_Hpul_14245738, Gycbeta100B_Dm_24651577, CG4154_Dm_24646993 (gi:NP_650424.2, gi:62484298), gcy- 32_Ce_13539160,gcy-36_Ce_17568391 (gi:32566352, gi:86564713), gcy-35_Ce-17507861 (gi:71990146), gcy-37_Ce_17540904 (gi:71985505), GCY1a3_Hs_20535603, GCY1a2-Hs_899477, ou GYCa-99B_Dm_729270 (gi:68067738) (Lakshminarayan et al. (2003). BMG Genomics 4:5-13). As abreviaturas das espécies usadas nestes nomes inclui Ana - Anabaena Sp; Ccr - Caulobacter crescentus; Cac - Cperdidoridium acetobutilicum; Dde - Desulfovibrio desulfuricans; Mcsp - Magnetococcus sp.; Mde - Microbulbifer degradans; Npu - Nostoc punctiforme; Rhsp - Rhodobacter sphaeroides; Sone - Shewanella oneidensis; Tte - Thermoanaerobacter tengcongensis; Vch - Vibrio cholerae; Ce - Caenorhabditis elegans; Dm - Drosophila melanogaster; Hpul - Hecamundongosntrotus pulcherrimus; Hs - Homo sapiens.[000180] Example H-NOX Protein also includes the following H-NOX Proteins that are listed by their gene name, followed by their species abbreviations and Genbank Identifiers (such as the following protein sequence available as Can 21, 2006 ; Can 22, 2006; Can 21, 2007; or Can 22, 2007, all of which are incorporated herein by reference in their entireties): Npun5905_Npu_23129606, alr2278_Ana_17229770, SO2144_Sone_24373702, Mdeg1343_Mde_2302 7521, VCA0720_Vch_15601476,CC2992_Ccr_16127222, Rsph2043_Rhsp_22958463 (gi:46192757), Mmc10739_Mcsp_22999020 , Tar4_Tte_20807169,Ddes2822_Dde_23475919,CAC3243_Cac_15896 488 ,gcy-31_Ce_17568389, CG14885_Dm_24647455,GUCY1B3_Hs_4504215, HpGCS-beta1_Hpul _14245738, Gycbeta100B_Dm_24651577, CG4154_Dm_24646993 (gi:NP_650424.2, gi:62484298), gcy-32_Ce_13539160,gcy-36_Ce_17568391 (gi:32566352, gi :86564713 ), gcy-35_Ce-17507861 (gi:71990146), gcy-37_Ce_17540904 (gi:71985505), GCY1a3_Hs_20535603, GCY1a2-Hs_899477, or GYCa-99B_Dm_729270 (gi:6806773 8) (Lakshminarayan et al. (2003). BMG Genomics 4:5-13). Species abbreviations used in these names include Ana - Anabaena Sp; Ccr - Caulobacter crescentus; Cac - Cperdidoridium acetobutilicum; Dde - Desulfovibrio desulfuricans; Mcsp - Magnetococcus sp.; Mde - Microbulbifer degradans; Npu - Nostoc punctiforme; Rhsp - Rhodobacter sphaeroides; Sone - Shewanella oneidensis; Tte - Thermoanaerobacter tengcongensis; Vch - Vibrio cholerae; Ce - Caenorhabditis elegans; Dm - Drosophila melanogaster; Hpul - Hecamundongosntrotus pulcherrimus; Hs - Homo sapiens.

[000181] Outros exemplos de proteínas H-NOX incluem as seguintes proteínas H-NOX que são relacionadas pelos seus nomes de organismo e Banco de dados Pfam número de registro (tais como a seguinte sequência de proteína disponível em 21 de maio de 2006; 22 de maios de 2006; 17 de maio de 2007; 21 de maio de 2007; ou 22 de mais de, 2007, os quais são aqui incorporados em sua integridade por referência): Caenorhabditis briggsae Q622M5_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61P44_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61R54_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61V90_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61A94_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q60TP4_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q60M10_CAEBR, Caenorhabditis elegans GCY37_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY31_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY36_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY32_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY35_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY34_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY33_CAEEL, Oryzias curvinotus Q7T040_ORYCU, Oryzias curvinotus Q75WF0_ORYCU, Oryzias latipes P79998_ORYLA, Oryzias latipes Q7ZSZ5_ORYLA, Tetraodon nigroviridis Q4SW38_TETNG, Tetraodon nigroviridis Q4RZ94_TETNG, Tetraodon nigroviridis Q4S6K5_TETNG, Fugu rubripes Q90VY5_FUGRU, Xenopus laevis Q6INK9_XENLA, Homo sapiens Q5T8J7_HUMAN, Homo sapiens GCYA2_HUMAN, Homo sapiens GCYB2_HUMAN, Homo sapiens GCYB1_HUMAN, Gorilla gorilla Q9N193_9PRIM, Pongo pygmaeus Q5RAN8_PONPY, Pan troglodytes Q9N192_PANTR, Macaca mulatta Q9N194_MACMU, Hylobates lar Q9N191_HYLLA, Mus musculus Q8BXH3_MOUSE, Mus musculus GCYB1_MOUSE, Mus musculus Q3UTI4_MOUSE, Mus musculus Q3UH83_MOUSE, Mus musculus Q6XE41_MOUSE, Mus musculus Q80YP4_MOUSE, Rattus norvegicus Q80WX7_RAT, Rattus norvegicus Q80WX8_RAT, Rattus norvegicus Q920Q1_RAT, Rattus norvegicus Q54A43_RAT, Rattus norvegicus Q80WY0_RAT, Rattus norvegicus Q80WY4_RAT, Rattus norvegicus Q8CH85_RAT, Rattus norvegicus Q80WY5_RAT, Rattus norvegicus GCYB1_RAT, Rattus norvegicus Q8CH90_RAT, Rattus norvegicus Q91XJ7_RAT, Rattus norvegicus Q80WX9_RAT, Rattus norvegicus GCYB2_RAT, Rattus norvegicus GCYA2_RAT, Canis familiaris Q4ZHR9_CANFA, Bos taurus GCYB1_BOVIN, Sus scrofa Q4ZHR7_PIG, Gryllus bimaculatus Q59HN5_GRYBI, Manduca sexta O77106_MANSE, Manduca sexta O76340_MANSE, Apis mellifera Q5UAF0_APIME, Apis mellifera Q5FAN0_APIME, Apis mellifera Q6L5L6_APIME, Anopheles gambiae str PEST Q7PYK9_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7Q9W6_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7QF31_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7PS01_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7PFY2_ANOGA, Anopheles gambiae Q7KQ93_ANOGA, Drosophila melanogaster Q24086_DROME, Drosophila melanogaster GCYH_DROME, Drosophila melanogaster GCY8E_DROME, Drosophila melanogaster GCYDA_DROME, Drosophila melanogaster GCYDB_DROME, Drosophila melanogaster Q9VA09_DROME, Drosophila pseudoobscura Q29CE1_DROPS, Drosophila pseudoobscura Q296C7_DROPS, Drosophila pseudoobscura Q296C8_DROPS, Drosophila pseudoobscura Q29BU7_DROPS, Aplysia californica Q7YWK7_APLCA, Hemicentrotus pulcherrimus Q95NK5_HEMPU, Chlamydomonas reinhardtii, Q5YLC2_CHLRE, Anabaena sp Q8YUQ7_ANASP, Flavobacteria bacterium BBFL7 Q26GR8_9BACT, Psychroflexus torquis ATCC 700755 Q1VQE5_9FLAO, marine gamma proteobacterium HTCC2207 Q1YPJ5_9GAMM, marine gamma proteobacterium HTCC2207 Q1YTK4_9GAMM, Caulobacter crescentus Q9A451_CAUCR, Acidiphilium cryptum JF-5 Q2DG60_ACICY, Rhodobacter sphaeroides Q3J0U9_RHOS4, Silicibacter pomeroyi Q5LPV1_SILPO, Paracoccus denitrificans PD1222, Q3PC67_PARDE, Silicibacter sp TM1040 Q3QNY2_9RHOB, Jannaschia sp Q28ML8_JANSC, Magnetococcus sp MC-1 Q3XT27_9PROT, Legionella pneumophila Q5WXP0_LEGPL, Legionella pneumophila Q5WTZ5_LEGPL, Legionella pneumophila Q5X268_LEGPA, Legionella pneumophila Q5X2R2_LEGPA, Legionella pneumophila subsp pneumophila Q5ZWM9_LEGPH, Legionella pneumophila subsp pneumophila Q5ZSQ8_LEGPH, Colwellia psychrerythraea Q47Y43_COLP3, Pseudoalteromonas atlantica T6c Q3CSZ5_ALTAT, Shewanella oneidensis Q8EF49_SHEON, Saccharophagus degradans Q21E20_SACD2, Saccharophagus degradans Q21ER7_SACD2, Vibrio angustum S14 Q1ZWE5_9VIBR, Vibrio vulnificus Q8DAE2_VIBVU, Vibrio alginolyticus 12G01 Q1VCP6_VIBAL, Vibrio sp DAT722 Q2FA22_9VIBR, Vibrio parahaemolyticus Q87NJ1_VIBPA, Vibrio fischeri Q5E1F5_VIBF1, Vibrio vulnificus Q7MJS8_VIBVY, Photobacterium sp SKA34 Q2C6Z5_9GAMM, Hahella chejuensis Q2SFY7_HAHCH,Oceanospirillum sp MED92 Q2BKV0_9GAMM, Oceanobacter sp RED65 Q1N035_9GAMM, Desulfovibrio desulfuricans Q310U7_DESDG, Halothermothrix orenii H 168 Q2AIW5_9FIRM, Thermoanaerobacter tengcongensis Q8RBX6_THETN, Caldicellulosiruptor saccharolyticus DSM 8903 Q2ZH17_CALSA, Clostridium acetobutylicum Q97E73_CLOAB, Alkaliphilus metalliredigenes QYMF Q3C763_9CLOT, Clostridium tetani Q899J9_CLOTE, e Clostridium beijerincki NCIMB 8052 Q2WVN0_CLOBE. Estas sequências são previstas para codificar as proteínas H-NOX baseadas na identificação destas proteínas que pertencem a uma família da proteína H-NOX usando o banco de dados Pfam como aqui é descrita.[000181] Other examples of H-NOX proteins include the following H-NOX proteins that are listed by their organismal names and Pfam Database record number (such as the following protein sequence available May 21, 2006; 22 May 22, 2006; May 17, 2007; May 21, 2007; or May 22, 2007, which are incorporated herein in their entirety by reference): Caenorhabditis briggsae Q622M5_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61P44_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61R54_CAEBR , Caenorhabditis briggsae Q61V90_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q61A94_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q60TP4_CAEBR, Caenorhabditis briggsae Q60M10_CAEBR, Caenorhabditis elegans GCY37_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY31_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY36_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY32_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY35_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY34_CAEEL, Caenorhabditis elegans GCY33_CAEEL, Oryzias curvinotus Q7T040_ORYCU, Oryzias curvinotus Q75WF0_ORYCU , Oryzias latipes P79998_ORYLA, Oryzias latipes Q7ZSZ5_ORYLA, Tetraodon nigroviridis Q4SW38_TETNG, Tetraodon nigroviridis Q4RZ94_TETNG, Tetraodon nigroviridis Q4S6K5_TETNG, Fugu rubripes Q90VY5_FUGRU, Xenopus laevis Q6 INK9_XENLA, Homo sapiens Q5T8J7_HUMAN, Homo sapiens GCYA2_HUMAN, Homo sapiens GCYB2_HUMAN, Homo sapiens GCYB1_HUMAN, Gorilla gorilla Q9N193_9PRIM, Pongo pygmaeus Q5RAN8_PONPY, Pan troglodytes Q9N192_PANTR, Macaca mulatta Q9N194_MACMU, Hylobates lar Q9N191_HYLLA, Mus musculus Q8BXH3_MOUSE, Mus musculus GCYB1_MOUSE, Mus musculus Q3UTI4_MOUSE, Mus musculus Q3UH83_MOUSE, Mus mu sculus Q6XE41_MOUSE, Mus musculus Q80YP4_MOUSE, Rattus norvegicus Q80WX7_RAT, Rattus norvegicus Q80WX8_RAT, Rattus norvegicus Q920Q1_RAT , Rattus norvegicus Q54A43_RAT, Rattus norvegicus Q80WY0_RAT, Rattus norvegicus Q80WY4_RAT, Rattus norvegicus Q8CH85_RAT, Rattus norvegicus Q80WY5_RAT, Rattus norvegicus GCYB1_RAT, Rattus norvegicus Q8CH90_RAT, Rattus norve gicus Q91XJ7_RAT, Rattus norvegicus Q80WX9_RAT, Rattus norvegicus GCYB2_RAT, Rattus norvegicus GCYA2_RAT, Canis familiaris Q4ZHR9_CANFA, Bos taurus GCYB1_BOVIN, Sus scrofa Q4ZHR7_PIG, Gryllus bimaculatus Q59HN5_GRYBI, Manduca sexta O77106_MANSE, Manduca sexta O76340_MANSE, Apis mellifera Q5UAF0_APIME, Apis mellifera Q5FAN0_APIME, Apis mellifera Q6L5L6_APIME, Anopheles gambiae str PEST Q7PYK9_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7Q9W6_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7QF31_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7PS01_ANOGA, Anopheles gambiae str PEST Q7PFY2_ANOGA, Anopheles gambiae Q7KQ93_ANOGA, Drosophila melanogaster Q24086_DROME, Drosophila melanogaster GCYH_DROME, Drosophila melanogaster GCY8E_DROME, Drosophila melanogaster GCYDA_DROME, Droso phila melanogaster GCYDB_DROME, Drosophila melanogaster Q9VA09_DROME, Drosophila pseudoobscura Q29CE1_DROPS, Drosophila pseudoobscura Q296C7_DROPS, Drosophila pseudoobscura Q296C8_DROPS , Drosophila pseudoobscura Q29BU7_DROPS, Aplysia californica Q7YWK7_APLCA, Hemicentrotus pulcherrimus Q95NK5_HEMPU, Chlamydomonas reinhardtii, Q5YLC2_CHLRE, Anabaena sp Q8YUQ7_ANASP, Flavobacteria bacterium BBFL7 Q26GR8_9BACT, Psychroflexus torquis ATCC 700755 Q1VQE5_9FLAO, marine gamma proteobacterium HTCC2207 Q1YPJ5_9GAMM, marine gamma proteobacterium HTCC2207 Q1YTK4_9GAMM, Caulobacter crescentus Q9A451_CAUCR, Acidiphilium cryptum JF-5 Q2DG60_ACICY, Rhodobacter sphaeroides Q3J0U9_RHOS4, Silicibacter pomeroyi Q5LPV1_SILPO, Paracoccus denitrificans PD1222, Q3PC67_PARDE, Silicibacter sp TM1040 Q3QNY2_9RHOB, Jannaschia sp Q28ML8_JANSC, Magnetococcus sp MC-1 Q3XT27_9PROT, Legionella pneumophila Q5WXP0_LEGPL, Legionella pneumophila Q5WTZ5_LEGPL, Legionella pneumophila Q5X268_LEGPA, Legionella pneumophila Q5X2R2_LEGPA, Legionella pneumophila subsp pneumophila Q5ZWM9_LEGPH, Legionella pneumophila subsp pneumophila Q5ZSQ8_LEGPH, Colwellia psychrerythraea Q47Y43_COLP3, Pseudoalteromonas atlantica T6c Q3CSZ5_ALTAT, Shewanella oneidensis Q8EF49_SHEON, Saccharophagus degradans Q21E20_SACD2, Saccharophagus degradans Q21ER7_SACD2, Vibrio angustum S14 Q1ZWE5_9VIBR, Vibrio vulnificus Q8DAE2_VIBVU, Vibrio alginolyticus 12G01 Q1VCP6_VIBAL, Vibrio sp. 0_9GAMM, Oceanobacter sp RED65 Q1N035_9GAMM, Desulfovibrio desulfuricans Q310U7_DESDG, Halothermothrix orenii H 168 Q2AIW5_9FIRM, Thermoanaerobacter tengcongensis Q8RBX6_THETN, Caldicellulosiruptor saccharolyticus DSM 8903 Q2ZH17_CALSA, Clostridium acetobutylicum Q97E73_CLOAB, Alkaliphilus metalliredigenes QYMF Q3C763_9CLOT, Clostridium tetani Q899J9_CLOTE, and Clostridium beijerincki NCIMB 8052 Q2WVN0_CLOBE. These sequences are predicted to encode H-NOX proteins based on the identification of these proteins that belong to an H-NOX protein family using the Pfam database as described here.

[000182] Além disso, as proteínas H-NOX, os domínios H-NOX das proteínas H-NOX poliméricas, e os ácidos nucleicos, os quais podem ser adequados para uso nas composições farmacêuticas e métodos aqui descritos, podem ser identificados usando métodos padrão. Por exemplo, alinhamento de sequência padrão e/ou programas de previsão de estrutura podem ser usado para identificar, além disso, as proteínas H-NOX e os ácidos nucleicos baseadao nas semelhanças de sua estrutura primária, secundária e/ou prevista da proteína com que as conhecidas proteínas H-NOX e ácidos nucleicos. Por exemplo, o banco de dados Pfam usa algoritmos de alinhamento definidos e Hidden Markov Models (tais como Pfam 21.0) para categorizar proteínas em famílias, tais como uma família da proteína H-NOX (Pfam - Um banco de dados da família do domínio da proteína o alinhamentos e , Copyright (C) 1996-2006 The Pfam Consortium; GNU LGPL Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA). Bancos de dados padrão tais como um banco de dados swissprot-trembl (na internet em "expasy.org", Swiss Institute de Bioinformatics Swiss-Prot grupo CMU - 1 rue Michel Servet CH-1211 Geneva 4 , Suíça) pode também ser usado para identificar membros da família da proteína H-NOX. A estrutura secundária e/ou terciária de uma proteína H-NOX podem ser previstos usando a/o configurações padrão de padrão programas de previsão de estrutura, tais como PredictProtein (630 West, 168 Street, BB217, New York, N.Y. 10032, USA). Alternativamente, a estrutura secundária e/ou terciária efetiva de uma proteína H-NOX podem ser determinado usando métodos padrão.[000182] Furthermore, H-NOX proteins, H-NOX domains of polymeric H-NOX proteins, and nucleic acids, which may be suitable for use in the pharmaceutical compositions and methods described herein, can be identified using standard methods . For example, standard sequence alignment and/or structure prediction programs can be used to further identify H-NOX proteins and nucleic acids based on the similarities of their primary, secondary and/or predicted structure of the protein to which they are derived. the well-known H-NOX proteins and nucleic acids. For example, the Pfam database uses defined alignment algorithms and Hidden Markov Models (such as Pfam 21.0) to categorize proteins into families, such as the H-NOX protein family. protein alignments and, Copyright (C) 1996-2006 The Pfam Consortium; GNU LGPL Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA). Standard databases such as a swissprot-trembl database (on the internet at "expasy.org", Swiss Institute of Bioinformatics Swiss-Prot group CMU - 1 rue Michel Servet CH-1211 Geneva 4, Switzerland) can also be used to identify members of the H-NOX protein family. The secondary and/or tertiary structure of an H-NOX protein can be predicted using the default settings of standard structure prediction programs such as PredictProtein (630 West, 168 Street, BB217, New York, N.Y. 10032, USA) . Alternatively, the effective secondary and/or tertiary structure of an H-NOX protein can be determined using standard methods.

[000183] Em algumas modalidades, o domínio H-NOX possui um mesmo aminoácido na correspondente posição como qualquer um dos seguintes resíduos de bolsa distal em H-NOX T. tengcongensis: Thr4, Ile5, Thr8, Trp9, Trp67, Asn74, Ile75, Phe78, Phe82, Tyr140, Leu144, ou qualquer combinação de dois ou mais de dois do supracitado. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX possui uma prolina ou uma arginina na posição correspondente ao Pro115 ou Arg135 de H-NOX de T. tengcongensis , respectivamente, baseado na sequência o alinhamento de sua sequência de aminoácidos. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX possui uma histidina que corresponde ao His105 de R. norvegicus β1 H-NOX. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX tem ou está previsto que tenha uma estrutura secundária que é caracterizada pelo fato de incluir seis Alfa-hélices, seguidas por duas beta-fitas, seguidas por uma alfa-hélice, seguidas por duas beta-fitas. Este estrutura secundária tem sido reportada para proteínas H-NOX.[000183] In some embodiments, the H-NOX domain has the same amino acid in the corresponding position as any of the following distal pocket residues in H-NOX T. tengcongensis: Thr4, Ile5, Thr8, Trp9, Trp67, Asn74, Ile75, Phe78, Phe82, Tyr140, Leu144, or any combination of two or more of the above. In some embodiments, the H-NOX domain has a proline or an arginine at the position corresponding to Pro115 or Arg135 of T. tengcongensis H-NOX, respectively, based on the sequence alignment of its amino acid sequence. In some embodiments, the H-NOX domain has a histidine that corresponds to His105 of R. norvegicus β1 H-NOX. In some embodiments, the H-NOX domain has or is predicted to have a secondary structure that is characterized by the fact that it includes six alpha helices, followed by two beta strands, followed by one alpha helix, followed by two beta strands. . This secondary structure has been reported for H-NOX proteins.

[000184] Se desejado, a recentemente identificada proteína H-NOX ou domínio H-NOX podem ser testados para determinar se liga heme usando métodos padrão. A habilidade de um domínio H-NOX para funcionar como um transportador de O2 pode ser testado para determinar que o domínio H-NOX liga O2 usando métodos padrão, tais como aqueles aqui descritos. Se desejado, um ou mais de um das mutações aqui descritas podem ser introduzidas no domínio H-NOX para otimizar suas características como um transportador de O2. Por exemplo, uma ou mais de uma mutação podem ser introduzida para alterar sua constante de dissociação de O2, koff por oxigênio, taxa de heme autoxidação, reatividade ao NO, estabilidade do NO ou qualquer combinação de dois ou mais de dois do supracitado. Padrões técnicos tais como aqueles aqui descritos podem ser usados para medir estes parâmetros.[000184] If desired, the newly identified H-NOX protein or H-NOX domain can be tested to determine whether it binds heme using standard methods. The ability of an H-NOX domain to function as an O2 transporter can be tested to determine that the H-NOX domain binds O2 using standard methods such as those described herein. If desired, one or more of the mutations described here can be introduced into the H-NOX domain to optimize its characteristics as an O2 transporter. For example, one or more of a mutation may be introduced to alter its O2 dissociation constant, oxygen koff, heme autoxidation rate, NO reactivity, NO stability, or any combination of two or more of the foregoing. Technical standards such as those described here can be used to measure these parameters.

Proteínas H-NOX mutantesMutant H-NOX proteins

[000185] Como discussão adicional aqui mencionado, uma proteína H-NOX ou um domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica pode conter uma ou mais de uma mutação, tais como uma mutação que alteram a constante de dissociação de O2, o koff por oxigênio, a taxa de autoxidação do heme, uma reatividade ao NO, a/o Estabilidade do NO, ou qualquer combinação de dois ou mais de dois do supracitado em comparação com o correspondente tipo selvagem da proteína. Em algumas modalidades, a invenção fornece a proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger um ou mais de um domínio H-NOX que pode conter um ou mais de uma mutação, tais como uma mutação que altera a constante de dissociação de O2, o koff por oxigênio, a taxa de autoxidação do heme, uma reatividade ao NO, a estabilidade do NO, ou qualquer combinação de dois ou mais de dois do supracitado em comparação com que do correspondente tipo selvagem proteína. Os painéis de desenvolvidos Domínios H-NOX podem ser geradas por mutagênese aleatória seguidas por seleção empírica por constantes de dissociação requisitadas ou desejado, taxa de dissociações, reatividade a NO, estabilidade, fisio-compatibilidade, ou qualquer combinação de dois ou mais de dois do supracitado em vista do ensinamentos fornecidos aqui usando técnicas como aqui é descrita e, além disso, como é conhecido pelos experimentados no estado da técnica. Alternativamente, mutagênese pode ser seletivamente orientada para regiões ou resíduos em particular tais como resíduos de bolsa distal aparente da experimentalmente determinado ou previsto estrutura tridimensional de uma proteína H-NOX (veja, por exemplo, Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59, o qual é pelo presente incorporado pela referência em sua integridade, particularmente com relação a sequências das proteínas H-NOX tipo selvagem e mutante) ou resíduos evolutivamente conservados identificados do alinhamentos da sequência o (veja, por exemplo, Boon E.M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59, o qual é pelo presente incorporado por referência em sua integridade, particularmente com relação a sequências das proteínas H-NOX tipo selvagem e mutante).[000185] As further discussion mentioned herein, an H-NOX protein or an H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein may contain one or more of a mutation, such as a mutation that alters the O2 dissociation constant, the koff by oxygen, the rate of heme autoxidation, a reactivity to NO, a/o NO Stability, or any combination of two or more of the foregoing compared to the corresponding wild-type protein. In some embodiments, the invention provides polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses one or more of an H-NOX domain that may contain one or more of a mutation, such as a mutation that alters the O2 dissociation constant, the koff for oxygen, the rate of heme autoxidation, the reactivity to NO, the stability of NO, or any combination of two or more of the foregoing compared to that of the corresponding wild-type protein. Panels of developed H-NOX Domains can be generated by random mutagenesis followed by empirical selection for required or desired dissociation constants, dissociation rate, NO reactivity, stability, physio-compatibility, or any combination of two or more of two of the above in view of the teachings provided here using techniques as described herein and, furthermore, as is known to those skilled in the art. Alternatively, mutagenesis can be selectively targeted to particular regions or residues such as distal pocket residues apparent from the experimentally determined or predicted three-dimensional structure of an H-NOX protein (see, for example, Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59, which is hereby incorporated by reference in its entirety, particularly with respect to sequences of wild-type and mutant H-NOX proteins) or evolutionarily conserved residues identified from sequence alignments (see, e.g. , Boon E.M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59, which is hereby incorporated by reference in its entirety, particularly with respect to sequences of wild-type and mutant H-NOX proteins).

[000186] Em algumas modalidades da invenção, a proteína mutante H-NOX ou domínio H-NOX mutante da proteína H-NOX polimérica possui uma sequência que difere de todas as proteínas H-NOX ou domínios que ocorre na natureza. Em várias modalidades, a sequência de aminoácidos da proteína mutante é pelo menos aproximadamente qualquer um de 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, 99, ou 99,5% idêntico à região da correspondente de uma proteína H-NOX que ocorre na natureza. Em várias modalidades, a sequência de aminoácidos da proteína mutante é aproximadamente 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60%, 60-70%, 70-80%, 80-90%, 90-95%, 95-99%, ou 99,5% idêntico à região da correspondente de uma proteína H-NOX que ocorre na natureza. Em algumas modalidades, a proteína mutante é um fragmento de proteína que contém pelo menos aproximadamente qualquer um de 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, ou 400 aminoácidos contíguos da proteína de extensão completa. Em algumas modalidades, a proteína mutante é um fragmento de proteína que contém 25-50, 5075, 75-100, 100-150, 150-200, 200-300, ou 300-400 aminoácidos contíguos da proteína de extensão completa. De identidade da sequência podem ser mensurada, por exemplo, usando software de análise de sequência com os parâmetros default especificados dos mesmos (por exemplo, Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, WI 53705). Este programa de software compara sequências similares ao atribuir graus de homologia a várias substituições, deleções, e outras modificações de aminoácidos.[000186] In some embodiments of the invention, the mutant H-NOX protein or mutant H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein has a sequence that differs from all H-NOX proteins or domains that occur in nature. In various embodiments, the amino acid sequence of the mutant protein is at least approximately any one of 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, 99, or 99 .5% identical to the corresponding region of a naturally occurring H-NOX protein. In various embodiments, the amino acid sequence of the mutant protein is approximately 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60%, 60-70%, 70-80%, 80- 90%, 90-95%, 95-99%, or 99.5% identical to the corresponding region of a naturally occurring H-NOX protein. In some embodiments, the mutant protein is a protein fragment that contains at least approximately any one of 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, or 400 contiguous amino acids of the full-length protein. In some embodiments, the mutant protein is a protein fragment that contains 25-50, 5075, 75-100, 100-150, 150-200, 200-300, or 300-400 contiguous amino acids of the full-length protein. Sequence identity can be measured, for example, using sequence analysis software with specified default parameters thereof (e.g., Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, WI 53705). This software program compares similar sequences by assigning degrees of homology to various amino acid substitutions, deletions, and other modifications.

[000187] Em algumas modalidades da invenção, a proteína mutante H-NOX ou o domínio H-NOX mutante da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger a/o inserção de um ou mais de um aminoácido (por exemplo, a/o inserção de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 aminoácidos). Em algumas modalidades da invenção, a proteína mutante H-NOX ou domínio H-NOX mutante é caracterizado pelo fato de abranger a/o deleção de um ou mais de um aminoácido (por exemplo, a deleção de N-terminal, C-terminal, e/ou resíduos internos, tais como a deleção de pelo menos aproximadamente qualquer um de 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, ou mais aminoácidos ou a deleção de 5-10, 10-15, 15-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-150, 150-200, 200-300, ou 300-400 aminoácidos). Em algumas modalidades da invenção, a proteína mutante H-NOX ou domínio H-NOX mutante é caracterizado pelo fato de abranger a substituição de um ou mais de um aminoácido (por exemplo, s substituição de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 aminoácidos), ou combinações de dois ou mais de dois do supracitado. Em algumas modalidades, a proteína mutante tem pelo menos um alteração de aminoácido comparada com uma proteína que ocorre na natureza. Em algumas modalidades, a sequência de ácido nucleico mutante codifica a proteína que tem pelo menos uma alteração de aminoácido comparado com uma proteína que ocorre na natureza. Em algumas modalidades, o ácido nucleico não é uma versão degenerada de um ácido nucleico que ocorre na natureza que codifica a proteína com uma sequência de aminoácidos idêntica a uma proteína que ocorre na natureza.[000187] In some embodiments of the invention, the mutant H-NOX protein or the mutant H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the insertion of one or more than one amino acid (for example, the /o insertion of 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 amino acids). In some embodiments of the invention, the mutant H-NOX protein or mutant H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses the deletion of one or more than one amino acid (e.g., the deletion of N-terminal, C-terminal, and/or internal residues, such as the deletion of at least approximately any of 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, or more amino acids or the deletion of 5-10, 10- 15, 15-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-150, 150-200, 200-300, or 300-400 amino acids). In some embodiments of the invention, the mutant H-NOX protein or mutant H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses the substitution of one or more than one amino acid (e.g., s substitution of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 amino acids), or combinations of two or more of the aforementioned. In some embodiments, the mutant protein has at least one amino acid change compared to a naturally occurring protein. In some embodiments, the mutant nucleic acid sequence encodes a protein that has at least one amino acid change compared to a naturally occurring protein. In some embodiments, the nucleic acid is a non-degenerate version of a naturally occurring nucleic acid that encodes the protein with an amino acid sequence identical to a naturally occurring protein.

[000188] Em algumas modalidades, a mutação na proteína H-NOX ou o domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica é uma mutações evolutivas conservadas (também denotado como classe I mutações). Exemplos, mutações de classe I são relacionadas na Tabela 1A. Na Tabela 1A, mutações são numerados/anotadas de acordo com as sequências de β1 H-NOX humano, mas são análogos a todas as sequências H-NOX. Assim, a correspondente posição em qualquer outras proteínas H-NOX podem sofrer uma mutação ao resíduo indicado. Por exemplo, Phe4 de β1 H-NOX humano pode sofrer uma mutação a tirosina desde que outras proteínas H-NOX tem uma tirosina nesta posição. O correspondente resíduo fenilalanina podem sofrer uma mutação a tirosina em quaisquer outras proteínas H-NOX. Em formas particulares de realização, uma ou mais de uma mutação está confinada a resíduos evolutivamente conservados. Em algumas modalidades, uma ou mais de uma mutação pode inclui pelo menos uma mutação evolutivamente conservados e pelo menos um mutação não evolutiva conservada. Se desejado, estas as proteínas H-NOX mutantes são submetidos à seleção empírica para constantes de dissociação do NO/O2, reatividade a NO, estabilidade, e fisiocompatibilidade em vista dos ensinamentos fornecidos aqui.Tabela 1A. Exemplo de mutações de H-NOX Classe I que visam resíduos evolutivamente conservados [000188] In some embodiments, the mutation in the H-NOX protein or the H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein is an evolutionary conserved mutation (also denoted as class I mutations). Examples, class I mutations are listed in Table 1A. In Table 1A, mutations are numbered/annotated according to human β1 H-NOX sequences, but are analogous to all H-NOX sequences. Thus, the corresponding position in any other H-NOX proteins may be mutated to the indicated residue. For example, Phe4 of human β1 H-NOX can undergo a tyrosine mutation since other H-NOX proteins have a tyrosine at this position. The corresponding phenylalanine residue can be mutated to tyrosine in any other H-NOX proteins. In particular embodiments, one or more of a mutation is confined to evolutionarily conserved residues. In some embodiments, one or more of a mutation may include at least one evolutionarily conserved mutation and at least one non-evolutionarily conserved mutation. If desired, these mutant H-NOX proteins are subjected to empirical selection for NO/O2 dissociation constants, NO reactivity, stability, and physiocompatibility in view of the teachings provided here. Table 1A. Example of Class I H-NOX mutations targeting evolutionarily conserved residues

[000189] Em algumas modalidades, a mutação é uma mutação de bolsa distal, tais como mutação do resíduo em alfa-hélice A, D, E, ou G (Pellicena, P. et al. (August 31, 2004). Proc Natl. Acad Sci EUA 101(35):12854-12859). Exemplo de mutação de bolsa distal (também denotado como classe II mutações) são relacionadas na Tabela 1B. Na Tabela 1B, mutações são numerados/anotadas de acordo com a sequência de β1 H-NOX humano, mas são análogos para todas as sequências H-NOX. Porque várias substituições fornecem mutações viáveis em cada resíduo recitado, o resíduo em cada posição indicado pode ser modificado para qualquer outro aminoácido que ocorre naturalmente ou não (denotado como "X"). Tais mutações podem produzir proteínas H-NOX com uma variedade de características afinidade, estabilidade, e reatividade desejadas.Tabela 1B. Exemplo de Classe II H-NOX mutações que visam resíduos de bolsa distal [000189] In some embodiments, the mutation is a distal pocket mutation, such as mutation of the residue in alpha helix A, D, E, or G (Pellicena, P. et al. (August 31, 2004). Proc Natl Acad Sci USA 101(35):12854-12859). Example distal pocket mutations (also denoted as class II mutations) are listed in Table 1B. In Table 1B, mutations are numbered/annotated according to the human β1 H-NOX sequence, but are analogous for all H-NOX sequences. Because multiple substitutions provide viable mutations at each recited residue, the residue at each indicated position can be modified to any other naturally occurring or non-naturally occurring amino acid (denoted as "X"). Such mutations can produce H-NOX proteins with a variety of desired affinity, stability, and reactivity characteristics. Table 1B. Example of Class II H-NOX mutations targeting distal pocket residues

[000190] Em particulares modalidades, a mutação é a heme mutação de bolsa distal. Como aqui é descrita, uma molécula determinante crucial que evita a ligação de O2em NO-ligação de membros da família H-NOX é a ausência do doador do vínculo H na bolsa distal do heme. Em conformidade, em algumas modalidades, a mutação altera o vínculo H entre o domínio H-NOX e o ligantes dentro da bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação altera uma ligação H da bolsa distal e/ou transmites reduzida ligante ligação de O2 relativo ao correspondente domínio H-NOX do tipo selvagem. Exemplo de resíduos de bolsa distal inclui Thr4, Ile5, Thr8, Trp9, Trp67, Asn74, Ile75, Phe78, Phe82, Tyr140, e Leu144 de H-NOX de T. tengcongensis e o correspondente resíduo em quaisquer outras proteínas H-NOX. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX ou domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger uma ou mais de uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX ou domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais de dez mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal corresponde à mutação de L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal é a mutação de L144F de H- NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, proteína H-NOX ou o domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger duas mutações de bolsa distal. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX ou domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica corresponde à mutação W9F/ de L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a proteína H-NOX ou domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica é um mutação W9F/ de L144F de H-NOX de T. tengcongensis .[000190] In particular embodiments, the mutation is the distal pocket heme mutation. As described here, a crucial determining molecule that prevents the O2-in NO-binding of members of the H-NOX family is the absence of the H-bond donor in the distal heme pocket. Accordingly, in some embodiments, the mutation alters the H-bond between the H-NOX domain and the linkers within the distal pocket. In some embodiments, the mutation alters a distal pocket H-bond and/or transmits reduced O2 binding ligand relative to the corresponding wild-type H-NOX domain. Example distal pocket residues include Thr4, Ile5, Thr8, Trp9, Trp67, Asn74, Ile75, Phe78, Phe82, Tyr140, and Leu144 of T. tengcongensis H-NOX and the corresponding residue in any other H-NOX proteins. In some embodiments, the H-NOX protein or H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of a distal pocket mutation. In some embodiments, the H-NOX protein or H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more than ten mutations. of distal pouch. In some embodiments, the distal pocket mutation corresponds to the T. tengcongensis H-NOX L144F mutation. In some embodiments, the distal pocket mutation is the T. tengcongensis H-NOX L144F mutation. In some embodiments, H-NOX protein or the H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses two distal pocket mutations. In some embodiments, the H-NOX protein or H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein corresponds to the T. tengcongensis H-NOX W9F/ L144F mutation. In some embodiments, the H-NOX protein or H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein is a T. tengcongensis H-NOX W9F/ L144F mutation.

[000191] Resíduos que não estão na bolsa distal pode também afeta a estrutura tridimensional do grupo heme; esta estrutura em mudança afeta a ligação de O2 e NO a ferro no grupo heme. Em conformidade, em algumas modalidades, a proteína H-NOX ou domínio H-NOX da proteína H-NOX polimérica tem um ou mais de uma mutação fora da bolsa distal. Exemplos de resíduos que podem sofrer uma mutação, mas são não na bolsa distal inclui Pro115 e Arg135 de H-NOX de T. tengcongensis. Em algumas modalidades, a mutação é na bolsa proximal que é caracterizada pelo fato de incluir His105 como um resíduo que liga aos ferros de heme.[000191] Residues that are not in the distal pocket can also affect the three-dimensional structure of the heme group; this changing structure affects the binding of O2 and NO to iron in the heme group. Accordingly, in some embodiments, the H-NOX protein or H-NOX domain of the polymeric H-NOX protein has one or more mutations outside the distal pocket. Examples of residues that can be mutated but are not in the distal pocket include Pro115 and Arg135 of H-NOX from T. tengcongensis. In some embodiments, the mutation is in the proximal pocket which is characterized by the fact that it includes His105 as a residue that binds heme irons.

[000192] Em algumas modalidades quando dois ou mais de duas mutações estão presente; pelo menos uma mutação é na bolsa distal, e pelo menos uma mutação é fora da bolsa distal (por ex., a mutação na bolsa proximal). Em algumas modalidades, todas as mutações são na bolsa distal.[000192] In some embodiments when two or more than two mutations are present; at least one mutation is in the distal pocket, and at least one mutation is outside the distal pocket (e.g., the mutation in the proximal pocket). In some embodiments, all mutations are in the distal pocket.

[000193] Para reduzir a imunogenicidade de proteína H-NOX ou domínios H-NOX derivado de outras fontes que seres humanos, os aminoácidos em uma proteína H-NOX ou domínio H-NOX podem sofrer uma mutação aos correspondentes aminoácidos em um ser humano H- NOX. Por exemplo, um ou mais de um aminoácido sobre a superfície da estrutura terciária da não humana proteína H-NOX ou domínio H- NOX podem sofrer uma mutação ao correspondente aminoácido em uma proteína H-NOX humana ou domínio H-NOX do. Em algumas variações, mutação de um ou mais de uma superfície aminoácidos podem ser combinados com mutação de dois ou mais de dois resíduos de bolsa distal, mutação de um ou mais de um resíduo fora da bolsa distal (por ex., a mutação na bolsa proximal), ou combinações de dois ou mais de dois do supracitado.[000193] To reduce the immunogenicity of H-NOX protein or H-NOX domains derived from sources other than humans, the amino acids in an H-NOX protein or H-NOX domain can be mutated to the corresponding amino acids in a human H - NOX. For example, one or more amino acids on the surface of the tertiary structure of a non-human H-NOX protein or H-NOX domain may be mutated to the corresponding amino acid in a human H-NOX protein or H-NOX domain. In some variations, mutation of one or more of a surface amino acid may be combined with mutation of two or more of two distal pocket residues, mutation of one or more of a residue outside the distal pocket (e.g., mutation in the pocket proximal), or combinations of two or more of two of the aforementioned.

[000194] A invenção também se relaciona a qualquer combinação de mutação aqui descrita, tais como dupla, tripla, ou múltiplas mutações mais altas. Por exemplo, combinações de qualquer uma das mutações aqui descritas podem ser feitas na mesma proteína H-NOX. Observa-se que mutações em equivalentes posições em outras proteínas H-NOX de mamífero ou não mamíferos estão também englobadas por esta invenção. Exemplos das proteínas H-NOX mutantes ou domínios H- NOX mutantes abrangem um ou mais de uma mutação que transmite ligação de O2 ou NO alterada relativa ao correspondente tipo selvagem domínio H-NOX e são operativos como uma fisiologicamente compatível com transportador gás O2 no sangue de mamífero.[000194] The invention also relates to any combination of mutation described herein, such as double, triple, or multiple higher mutations. For example, combinations of any of the mutations described here can be made in the same H-NOX protein. It is noted that mutations in equivalent positions in other mammalian or non-mammalian H-NOX proteins are also encompassed by this invention. Examples of mutant H-NOX proteins or mutant H-NOX domains encompass one or more of a mutation that imparts altered O2 or NO binding relative to the corresponding wild-type H-NOX domain and are operative as a physiologically compatible O2 gas transporter in the blood. of mammal.

[000195] O número de resíduo para a mutação indica a posição na sequência do particular proteína H-NOX que está sendo descrito. Por exemplo, T. tengcongensis I5A se refere a substituição de isoleucina pela alanina na quinta posição em H-NOX de T. tengcongensis. O mesmo isoleucina a alanina mutação podem ser feitas no correspondente resíduo em quaisquer outras proteína H-NOX ou domínio H-NOX do (este resíduo pode ou pode não ser o quinto resíduo na sequência de outras proteínas H-NOX). Já que uma sequência de aminoácidos β1 dos domínios H-NOX de mamífero diferem por no máximo dois aminoácidos, mutações que produzem as proteínas H- NOX mutantes desejáveis ou domínios H-NOX quando introduzidas no tipo selvagem rato β1 Proteínas H-NOX também se espera que produza as proteínas H-NOX mutantes ou domínios H-NOX desejáveis quando introduzidas no tipo selvagem β1 Proteínas H-NOX ou domínios H-NOX de outros mamíferos, tais como seres humanos.[000195] The residue number for the mutation indicates the position in the sequence of the particular H-NOX protein being described. For example, T. tengcongensis I5A refers to the substitution of isoleucine for alanine at the fifth position in H-NOX of T. tengcongensis. The same isoleucine to alanine mutation can be made at the corresponding residue in any other H-NOX protein or H-NOX domain (this residue may or may not be the fifth residue in the sequence of other H-NOX proteins). Since the β1 amino acid sequence of mammalian H-NOX domains differs by at most two amino acids, mutations that produce the desirable mutant H-NOX proteins or H-NOX domains when introduced into wild-type mouse β1 H-NOX proteins are also expected. that produces the desirable mutant H-NOX proteins or H-NOX domains when introduced into wild-type β1 H-NOX proteins or H-NOX domains from other mammals, such as humans.

[000196] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é um trímero caracterizado pelo fato de abranger três domínios H-NOX T. tengcongensis L144F e três domínios foldons. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é um trímero caracterizado pelo fato de abranger três T. tengcongensis W9F/L144F Domínios H-NOX e três domínios foldons. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é um trímero caracterizado pelo fato de abranger três T. tengcongensis tipo selvagem domínios H-NOX e três domínios foldons.[000196] In some embodiments, the H-NOX protein is a trimer characterized by the fact that it encompasses three T. tengcongensis L144F H-NOX domains and three foldon domains. In some embodiments, the H-NOX protein is a trimer characterized by the fact that it encompasses three T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domains and three foldon domains. In some embodiments, the H-NOX protein is a trimer characterized by the fact that it encompasses three wild-type T. tengcongensis H-NOX domains and three foldon domains.

Modificações a Proteínas H-NOXModifications to H-NOX Proteins

[000197] Qualquer um dos tipos selvagem ou as proteínas H-NOX mutantes, que inclui proteínas H-NOX poliméricas, podem ser modificados e/ou formulados usando métodos-padrão para melhorar aplicações terapêuticas ou industriais. Por exemplo, e particularmente aplicado a proteínas H-NOX heterólogas desenvolvidas, uma variedade de métodos são conhecidos no estado da técnica para isolamento tais agentes da imunovigilância, que inclui ligação cruzada, PEGuilação, decoração hidrato de carbono, etc. (por ex., e.g., Rohlfs, R. J. et al. (15 de maio de 1998). J. Biol. Chem. 273(20):12128-12134; Migita, R. et al. (Junho de 1997). J. Appl. Physiol. 82(6):1995-2002; Vandegriff, K. D. et al. (15 de agosto de 2004). Biochem J. 382(Pt 1):183-189, os quais são todos incorporados aqui como referência em suas integridades, particularmente com relação a modificação de proteínas) assim como também outras técnicas conhecidas pelos experimentados na técnica. Fusionando uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, com uma proteína humano tal como albumina do soro humano pode aumentar a meia-vida do soro, viscosidade, e pressão oncótica coloidal. Em algumas modalidades, uma proteína H-NOX é modificada durante ou após sua síntese para diminuir sua imunogenicidade e/ou para aumentar seu tempo de retenção de plasma. As proteínas H-NOX podem também ser encapsuladas (tais como encapsulação dentro de lipossomas ou nanopartículas).[000197] Any of the wild types or mutant H-NOX proteins, which includes polymeric H-NOX proteins, can be modified and/or formulated using standard methods to improve therapeutic or industrial applications. For example, and particularly applied to engineered heterologous H-NOX proteins, a variety of methods are known in the art for isolating such immunosurveillance agents, which includes cross-linking, PEGylation, carbohydrate decoration, etc. (e.g., Rohlfs, R. J. et al. (May 15, 1998). J. Biol. Chem. 273(20):12128-12134; Migita, R. et al. (June 1997). J . Appl. Physiol. 82(6):1995-2002; Vandegriff, K. D. et al. (15 August 2004). Biochem J. 382(Pt 1):183-189, all of which are incorporated herein by reference in their integrity, particularly with regard to protein modification) as well as other techniques known to those skilled in the art. Fusing an H-NOX protein, which includes polymeric H-NOX protein, with a human protein such as human serum albumin can increase serum half-life, viscosity, and colloidal oncotic pressure. In some embodiments, an H-NOX protein is modified during or after its synthesis to decrease its immunogenicity and/or to increase its plasma retention time. H-NOX proteins can also be encapsulated (such as encapsulation within liposomes or nanoparticles).

[000198] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger um de mais marcadores; por ex., para auxiliar na purificação da proteína H-NOX. Exemplos de marcadores incluem, mas não se limitam a His6, FLAG, GST, e MBP. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é caracterizada pelo fato de abranger um de mais um marcador His6. Um ou mais de um marcador de His6 podem ser removidos antes de usar a proteína H-NOX polimérica; por ex., pelo tratamento com uma exopeptidase. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é um trímero caracterizado pelo fato de abranger três domínios H-NOX T. tengcongensis L144F, três domínios foldons, e três marcadores His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é um trímero caracterizado pelo fato de abranger três domínios H-NOX T. tengcongensis W9F/L144F, três domínios foldons, e três marcadores His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é um trímero caracterizado pelo fato de abranger três domínios H-NOX T. tengcongensis tipo selvagem, três domínios foldons, e três marcadores His6.[000198] In some embodiments, the H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one of more markers; e.g., to assist in the purification of H-NOX protein. Examples of tags include, but are not limited to, His6, FLAG, GST, and MBP. In some embodiments, the H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one of more than one His6 tag. One or more than one His6 tag can be removed before using the polymeric H-NOX protein; e.g., by treatment with an exopeptidase. In some embodiments, the H-NOX protein is a trimer characterized by the fact that it encompasses three T. tengcongensis L144F H-NOX domains, three foldon domains, and three His6 tags. In some embodiments, the H-NOX protein is a trimer characterized by the fact that it encompasses three T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domains, three foldon domains, and three His6 tags. In some embodiments, the H-NOX protein is a trimer characterized by the fact that it encompasses three wild-type T. tengcongensis H-NOX domains, three foldon domains, and three His6 tags.

Domínio de polimerizaçõesPolymerization domain

[000199] Em alguns aspectos, a invenção fornece proteínas H-NOX poliméricas caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H-NOX e um ou mais de um domínio de polimerizações. Os domínios de polimerização são usados para ligar dois ou mais de dois domínios H-NOX para formar uma proteína H-NOX polimérica. Um ou mais de um domínio de polimerização podem ser usados para produzir dímeros, trímeros, tetrâmeros, pentâmeros, etc. das proteínas H-NOX. Os domínios de polimerização são conhecidos no estado da técnica, tais como: o foldon de bacteriófago T4 fibritina, Arc, POZ, domínios de espirais enroscadas (que inclui GCN4, zíperes de leucina, Velcro), uteroglobina, colágeno, 3-entrançadas espirais enroscadas (matrilina- 1), trombosporinas, TRPV1-C, P53, Mnt, avidina, estreptavidina, Bcr- Abl, COMP, subunidade da verotoxina B, CamKII, RCK, e domínios de uma proteína de fusão sensíveis a N-Etilmachoimida, STM3548, KaiC, TyrR, Hcp1, CcmK4, GP41, antígeno protetor do antraz, aerolisina, a- hemolisina, C4b-ligação de proteína, Mi-CK, arilsurfatase A, e proteínas virais capsidiais. Os domínios de polimerização podem ser ou não ligados de forma covalente aos domínios H-NOX. Em algumas modalidades, um domínio de polimerização está ligado a um domínio H- NOX para formar uma subunidade de monômero tais que os domínios de polimerização de uma pluralidade de subunidades de monômero se associam para formar uma domínio H-NOX polimérico. Em algumas modalidades, a C-terminal de um domínio H-NOX está ligado ao N- terminal de um domínio de polimerização. Em outras modalidades, a N- terminal de um domínio H-NOX está ligado ao N-terminal de um domínio de polimerização. Em ainda outras modalidades, o C-terminal de um domínio H-NOX está ligado ao C-terminal de um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, a N-terminal de um domínio H-NOX está ligado ao C-terminal de um domínio de polimerização.[000199] In some aspects, the invention provides polymeric H-NOX proteins characterized by the fact that they encompass two or more than two H-NOX domains and one or more than one polymerization domain. Polymerization domains are used to link two or more than two H-NOX domains to form a polymeric H-NOX protein. One or more than one polymerization domain can be used to produce dimers, trimers, tetramers, pentamers, etc. of H-NOX proteins. Polymerization domains are known in the art, such as: the bacteriophage T4 fibritin foldon, Arc, POZ, coiled-coil domains (which includes GCN4, leucine zippers, Velcro), uteroglobin, collagen, 3-braided coiled-coil domains (matrilin-1), thrombosporins, TRPV1-C, P53, Mnt, avidin, streptavidin, Bcr-Abl, COMP, verotoxin B subunit, CamKII, RCK, and N-Ethylmachoimide-sensitive fusion protein domains, STM3548, KaiC, TyrR, Hcp1, CcmK4, GP41, anthrax protective antigen, aerolysin, α-hemolysin, C4b-binding protein, Mi-CK, arylsurfatase A, and viral capsid proteins. The polymerization domains may or may not be covalently linked to the H-NOX domains. In some embodiments, a polymerization domain is linked to an H-NOX domain to form a monomer subunit such that the polymerization domains of a plurality of monomer subunits associate to form a polymeric H-NOX domain. In some embodiments, the C-terminus of an H-NOX domain is linked to the N-terminus of a polymerization domain. In other embodiments, the N-terminus of an H-NOX domain is linked to the N-terminus of a polymerization domain. In still other embodiments, the C-terminus of an H-NOX domain is linked to the C-terminus of a polymerization domain. In some embodiments, the N-terminus of an H-NOX domain is linked to the C-terminus of a polymerization domain.

[000200] Os ligantes podem ser usados para unir um domínio de polimerização a um domínio H-NOX; por exemplo, os aminoácidos ligantes. Em algumas modalidades, um ligante caracterizado pelo fato de abranger qualquer um entre um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais de dez aminoácidos pode ser colocado entre o domínio de polimerização e o domínio H-NOX. Os exemplos dos ligantes incluem, mas não se limitam um ligantes Gly-Ser-Gly e Arg-Gly- Ser.[000200] Linkers can be used to join a polymerization domain to an H-NOX domain; for example, linker amino acids. In some embodiments, a linker comprising any one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, or more than ten amino acids may be placed between the polymerization domain and the H domain. -NOX. Examples of the linkers include, but are not limited to, Gly-Ser-Gly and Arg-Gly-Ser linkers.

Domínio trimerização do Bacteriófago T4 fibritinaTrimerization domain of Bacteriophage T4 fibritin

[000201] Um exemplo de domínio de polimerização é o domínio foldon do bacteriófago T4. O gene wac do bacteriófago T4 codifica a proteína fibritina, um 486 aminoácida proteína com um domínio de trimerização no C-terminal (resíduos 457-483) (Efimov, V. P. et al. (1994) J Mol Biol 242:470-486). O domínio é capaz de trimerizarr fibritina both in vitro e in vivo (Boudko, S. P. et al. (2002) Eur J Biochem 269:833-841; Letarov, A. V., et al., (1999) Biochemistry (Mosc)64:817-823; Tao, Y., et al., (1997) Structure 5:789-798). O domínio de trimerização resíduo 27 isolado, muitas vezes referido como um "domínio foldon," tem sido usado para construir trímeros quiméricos em inúmeras proteínas diferentes (que inclui HIV envelope glicoproteínas (Yang, X. et al., (2002) J Virol 76:4634-4642), adenoviral adhesins (Papanikolopoulou, K., et al., (2004) J Biol Chem 279:8991-8998; Papanikolopoulou, K. et al. (2004) J Mol Biol 342:219-227), colágeno (Zhang, C., et al. (2009) Biotechnol Prog 25:1660-1668), phage P22 gp26 (Bhardwaj, A., et al. (2008) Proteína Sci 17:1475-1485), e rabies virus glicoproteína (Sissoeff, L., et al. (2005) J Gen Virol 86:2543-2552). Um exemplo de sequência do domínio foldon é mostrados na Figura 1 e fornecidos pela SEQ ID NO:4.[000201] An example of a polymerization domain is the foldon domain of bacteriophage T4. The wac gene of bacteriophage T4 encodes the protein fibritin, a 486 amino acid protein with a trimerization domain at the C-terminus (residues 457-483) (Efimov, V. P. et al. (1994) J Mol Biol 242:470-486). The domain is capable of trimerizing fibritin both in vitro and in vivo (Boudko, S. P. et al. (2002) Eur J Biochem 269:833-841; Letarov, A. V., et al., (1999) Biochemistry (Mosc)64:817 -823; Tao, Y., et al., (1997) Structure 5:789-798). The isolated residue 27 trimerization domain, often referred to as a "foldon domain," has been used to construct chimeric trimers in numerous different proteins (including HIV envelope glycoproteins) (Yang, X. et al., (2002) J Virol 76 :4634-4642), adenoviral adhesins (Papanikolopoulou, K., et al., (2004) J Biol Chem 279:8991-8998; Papanikolopoulou, K. et al. (2004) J Mol Biol 342:219-227), collagen (Zhang, C., et al. (2009) Biotechnol Prog 25:1660-1668), phage P22 gp26 (Bhardwaj, A., et al. (2008) Protein Sci 17:1475-1485), and rabies virus glycoprotein (Sissoeff, L., et al. (2005) J Gen Virol 86:2543-2552.) An example foldon domain sequence is shown in Figure 1 and provided by SEQ ID NO:4.

[000202] O domínio foldon isolado dobra em uma única estrutura β- grampo e trimeriza em uma estrutura β-propulsora envolvendo três ganchos (Guthe, S. et al. (2004) J Mol Biol 337:905-915). A estrutura do domínio foldon somente tem sido determinado pelo NMR (Guthe, S. et al. (2004) J Mol Biol 337:905-915) e as estruturas de várias proteínas trimerizadas com o domínio foldon tem sido resolvido pelos cristalografia de raios X (Papanikolopoulou, K., et al., (2004) J Biol Chem 279:89918998; Stetefeld, J. et al. (2003) Structure 11:339-346; Yokoi, N. et al. (2010) Small 6:1873-1879. O domínio dobra e trimeriza rapidamente reduzindo a oportunidade para produtos de oligomerização intermédios anormalmente configurados ou fora do caminho (Guthe, S. et al. (2004) J Mol Biol 337:905-915). O domínio foldon é muito estável, capaz de manter estrutura terciária e oligomerização em >10% SDS, 6.0M cloridrato de guanidina, ou 80° C (Bhardwaj, A., et al. (2008) Protein Sci 17:1475-1485; Bhardwaj, A., et al. (2007) J Mol Biol 371:374-387) e pode melhora a estabilidade das sequências fusionadas ao domínio foldon (Du, C. et al. (2008) Appl Microbiol Biotechnol 79:195-202.[000202] The isolated foldon domain folds into a single β-hairpin structure and trimerizes into a β-propeller structure involving three hairpins (Guthe, S. et al. (2004) J Mol Biol 337:905-915). The structure of the foldon domain has only been determined by NMR (Guthe, S. et al. (2004) J Mol Biol 337:905-915) and the structures of several proteins trimerized with the foldon domain have been resolved by X-ray crystallography (Papanikolopoulou, K., et al., (2004) J Biol Chem 279:89918998; Stetefeld, J. et al. (2003) Structure 11:339-346; Yokoi, N. et al. (2010) Small 6: The foldon domain is very stable, capable of maintaining tertiary structure and oligomerization at >10% SDS, 6.0M guanidine hydrochloride, or 80°C (Bhardwaj, A., et al. (2008) Protein Sci 17:1475-1485; Bhardwaj, A., et al. (2007) J Mol Biol 371:374-387) and can improve the stability of sequences fused to the foldon domain (Du, C. et al. (2008) Appl Microbiol Biotechnol 79:195-202.

[000203] Em algumas modalidades, o C-terminal de um domínio H- NOX está ligado ao N-terminal de um domínio foldon. Em outras modalidades, a N-terminal de um domínio H-NOX está ligado ao N- terminal de um domínio foldon. Em ainda outras modalidades, o C- terminal de um domínio H-NOX está ligado ao C-terminal de um domínio foldon. Em algumas modalidades, a N-terminal de um domínio H-NOX está ligado ao C-terminal de um domínio foldon.[000203] In some embodiments, the C-terminus of an H-NOX domain is linked to the N-terminus of a foldon domain. In other embodiments, the N-terminus of an H-NOX domain is linked to the N-terminus of a foldon domain. In still other embodiments, the C-terminus of an H-NOX domain is linked to the C-terminus of a foldon domain. In some embodiments, the N-terminus of an H-NOX domain is linked to the C-terminus of a foldon domain.

[000204] Em algumas modalidades, os ligantes são ser usados para unir um domínio foldon a um domínio H-NOX. Em algumas modalidades, um ligante caracterizado pelo fato de abranger qualquer um entre um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais de dez aminoácidos pode ser colocado entre o domínio de polimerização e o domínio H-NOX. Exemplos dos ligantes incluem, mas não se limitam aos ligantes Gly-Ser-Gly e Arg-Gly-Ser. Em algumas modalidades, a invenção fornece uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger do N-terminal ao C-terminal: um domínio H-NOX do T. tengcongensis, um aminoácido ligante Gly-Ser- Gly, e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a invenção fornece uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger do N-terminal ao C-terminal: um domínio H-NOX do T. tengcongensis, um aminoácido ligante Gly-Ser-Gly, um domínio foldon, um aminoácido ligante Arg-Gly-Ser, e um marcador His6. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX do T. tengcongensis é caracterizado pelo fato de abranger uma mutação de L144F. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX T. tengcongensis do é caracterizado pelo fato de abranger uma mutação W9F e uma mutação de L144F. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX T. tengcongensis do é um domínio H-NOX do tipo selvagem.[000204] In some embodiments, linkers are used to join a foldon domain to an H-NOX domain. In some embodiments, a linker comprising any one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, or more than ten amino acids may be placed between the polymerization domain and the H domain. -NOX. Examples of the linkers include, but are not limited to, Gly-Ser-Gly and Arg-Gly-Ser linkers. In some embodiments, the invention provides a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it spans from the N-terminus to the C-terminus: a T. tengcongensis H-NOX domain, a Gly-Ser-Gly linker amino acid, and a foldon domain. . In some embodiments, the invention provides a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it spans from the N-terminus to the C-terminus: a T. tengcongensis H-NOX domain, a Gly-Ser-Gly linker amino acid, a foldon domain, an Arg-Gly-Ser linker amino acid, and a His6 tag. In some embodiments, the T. tengcongensis H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses a L144F mutation. In some embodiments, the T. tengcongensis H-NOX domain is characterized by the fact that it encompasses a W9F mutation and a L144F mutation. In some embodiments, the T. tengcongensis H-NOX domain is a wild-type H-NOX domain.

Subunidades de Domínio H-NOX MonoméricoMonomeric H-NOX Domain Subunits

[000205] Em um aspecto, a invenção fornece proteínas H-NOX monoméricas recombinantes (ou seja, subunidades H-NOX monoméricas das proteínas H-NOX poliméricas) que podem se associar para formar proteínas H-NOX poliméricas. Em algumas modalidades, a invenção fornece proteínas H-NOX recombinantes caracterizadas pelo fato de abranger um domínio H-NOX como aqui é descrito e um domínio de polimerização. O domínio H-NOX e o domínio de polimerização podem ser ligados de forma covalente ou ligados de forma não covalente. Em algumas modalidades, um C-terminal de um domínio H- NOX da proteína H-NOX monomérica recombinante está ligado ao N- terminal de um domínio de polimerização. Em outras modalidades, um N-terminal de um domínio H-NOX da proteína H-NOX monomérica recombinante está ligado ao N-terminal de um domínio de polimerização. Em ainda outras modalidades, um C-terminal de um domínio H-NOX da proteína H-NOX monomérica recombinante está ligado ao C-terminal de um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, um N-terminal de um domínio H-NOX da proteína H-NOX monomérica recombinante está ligado ao C-terminal de um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica recombinante não abrange um domínio guanilil ciclase.[000205] In one aspect, the invention provides recombinant monomeric H-NOX proteins (i.e., monomeric H-NOX subunits of polymeric H-NOX proteins) that can associate to form polymeric H-NOX proteins. In some embodiments, the invention provides recombinant H-NOX proteins characterized by the fact that they encompass an H-NOX domain as described herein and a polymerization domain. The H-NOX domain and the polymerization domain can be covalently linked or non-covalently linked. In some embodiments, a C-terminus of an H-NOX domain of the recombinant monomeric H-NOX protein is linked to the N-terminus of a polymerization domain. In other embodiments, an N-terminus of an H-NOX domain of the recombinant monomeric H-NOX protein is linked to the N-terminus of a polymerization domain. In still other embodiments, a C-terminus of an H-NOX domain of the recombinant monomeric H-NOX protein is linked to the C-terminus of a polymerization domain. In some embodiments, an N-terminus of an H-NOX domain of the recombinant monomeric H-NOX protein is linked to the C-terminus of a polymerization domain. In some embodiments, the recombinant monomeric H-NOX protein does not encompass a guanylyl cyclase domain.

[000206] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do tipo selvagem. Em algumas modalidades da invenção, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger uma ou mais de uma mutação no domínio H-NOX. Em algumas modalidades, um ou mais de uma mutação altera a constante de dissociação de O2, o koff por oxigênio, a taxa de auto-oxidação heme, uma reatividade ao NO, a estabilidade do NO ou qualquer combinação de dois ou mais de dois dos supracitados em comparação com o correspondente domínio H- NOX do tipo selvagem. Em algumas modalidades, a mutação é uma mutação de bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação é caracterizada pelo fato de abranger a mutação que não é na bolsa distal. Em algumas modalidades, a mutação de bolsa distal corresponde a uma mutação L144 de T. tengcongensis (por ex., uma mutação de L144F). Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica recombinante é caracterizada pelo fato de abranger duas mutações de bolsa distal correspondente a uma mutação W9 e uma L144 de T. tengcongensis (por ex., uma W9F/Mutação de L144F).[000206] In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a wild-type H-NOX domain. In some embodiments of the invention, the monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more mutations in the H-NOX domain. In some embodiments, one or more of a mutation alters the O2 dissociation constant, the oxygen koff, the rate of heme autooxidation, the reactivity to NO, the stability of NO, or any combination of two or more of two of the above in comparison with the corresponding wild-type H-NOX domain. In some embodiments, the mutation is a distal pocket mutation. In some embodiments, the mutation is characterized by the fact that it encompasses the mutation that is not in the distal pocket. In some embodiments, the distal pocket mutation corresponds to a T. tengcongensis L144 mutation (e.g., an L144F mutation). In some embodiments, the recombinant monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses two distal pocket mutations corresponding to a W9 and an L144 mutation of T. tengcongensis (e.g., a W9F/L144F mutation).

[000207] Em alguns aspectos, a invenção fornece proteínas H-NOX monoméricas recombinantes que se associam para formar proteínas H- NOX triméricas. Em algumas modalidades, a proteína recombinante H- NOX é caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX e um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o domínio de trimerização é um domínio foldon como aqui é analisado. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX do T. tengcongensis. Em algumas modalidades, um C-terminal do Domínio H- NOX do T. tengcongensis está ligado de forma covalente ao N-terminal do domínio foldon. Em algumas modalidades, um C-terminal do Domínio H-NOX do T. tengcongensis do está ligado de forma covalente ao C- terminal do domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio T. tengcongensis é um domínio H-NOX do L144F. Em algumas modalidades, o domínio T. tengcongensis é um domínio H-NOX do W9F/L144F. Em algumas modalidades, o domínio T. tengcongensis é a domínio H-NOX do tipo selvagem.[000207] In some aspects, the invention provides recombinant monomeric H-NOX proteins that associate to form trimeric H-NOX proteins. In some embodiments, the recombinant H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain and a trimerization domain. In some embodiments, the trimerization domain is a foldon domain as discussed herein. In some embodiments, the H-NOX domain is a T. tengcongensis H-NOX domain. In some embodiments, a C-terminus of the T. tengcongensis H-NOX Domain is covalently linked to the N-terminus of the foldon domain. In some embodiments, a C-terminus of the T. tengcongensis H-NOX Domain is covalently linked to the C-terminus of the foldon domain. In some embodiments, the T. tengcongensis domain is an H-NOX domain of L144F. In some embodiments, the T. tengcongensis domain is an H-NOX domain of W9F/L144F. In some embodiments, the T. tengcongensis domain is the wild-type H-NOX domain.

[000208] Em algumas modalidades, o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização usando um ligante de sequência de aminoácidos. Em algumas modalidades, o ligante de sequência de aminoácidos é um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais de dez aminoácidos de comprimento. Exemplo de ligante de sequência de aminoácidos inclui, mas não se limita a uma sequência Gly-Ser-Gly e uma sequência Arg-Gly-Ser. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três domínios H-NOX e três sequências de trimerização em que o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de trimerização através de um ligante de sequência de aminoácidos. Em algumas modalidades, a proteína H- NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger o seguinte do N-terminal ao C-terminal: um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger o seguinte do N- terminal ao C-terminal: um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do W9F/L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger o seguinte do N- terminal ao C-terminal: um domínio H-NOX do T. tengcongensis do tipo selvagem, um ligante de sequências de aminoácidos Gly-Ser-Gly, e um domínio foldon.[000208] In some embodiments, the H-NOX domain is covalently linked to the polymerization domain using an amino acid sequence linker. In some embodiments, the amino acid sequence linker is one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, or more than ten amino acids in length. Example amino acid sequence linker includes, but is not limited to, a Gly-Ser-Gly sequence and an Arg-Gly-Ser sequence. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three H-NOX domains and three trimerization sequences in which the H-NOX domain is covalently linked to the trimerization domain through an amino acid sequence linker. In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the following from the N-terminus to the C-terminus: a T. tengcongensis H-NOX Domain of L144F, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker , and a foldon domain. In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the following from the N-terminus to the C-terminus: a T. tengcongensis H-NOX Domain of W9F/L144F, a Gly-Ser amino acid sequence linker -Gly, and a foldon domain. In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by comprising the following from the N-terminus to the C-terminus: a wild-type T. tengcongensis H-NOX domain, a linker of Gly-Ser-amino acid sequences, Gly, and a foldon domain.

[000209] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica recombinante é caracterizada pelo fato de abranger um marcador; por ex., a His6, a FLAG, a GST, ou um marcador MBP. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica recombinante é caracterizada pelo fato de abranger um marcador His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica recombinante não abrange um marcador. Em algumas modalidades, o marcador (por ex., um marcador His6) está ligado de forma covalente ao domínio de polimerização usando um espaçador de sequência de aminoácidos. Em algumas modalidades, o ligante de sequência de aminoácidos é um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais de dez aminoácidos de comprimento. Exemplo de ligante de sequência de aminoácidos inclui mas não se limitam a uma sequência Gly-Ser-Gly e uma sequência Arg-Gly-Ser. Em algumas modalidades, a proteína H- NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três domínios H-NOX, três sequências de trimerização, e três marcadores His6, em que o domínio H-NOX está ligado de forma covalente ao domínio de trimerização através de um ligante de sequência de aminoácidos e o domínio de trimerização está ligado de forma covalente aos marcador His6 através de um ligante de sequência de aminoácidos. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger o seguinte do N- terminal ao C-terminal: um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, um domínio foldon, um ligante de sequência Arg-Gly-Ser , e um marcador His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger o seguinte do N-terminal ao C- terminal: um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do W9F/L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, um domínio foldon, um ligante de sequência Arg-Gly-Ser , e um marcador His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX monomérica é caracterizada pelo fato de abranger o seguinte do N-terminal ao C-terminal: um domínio H-NOX do T. tengcongensis do tipo selvagem, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, um domínio foldon, um ligante de sequência Arg-Gly-Ser , e um marcador His6.[000209] In some embodiments, the recombinant monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a marker; e.g., His6, FLAG, GST, or an MBP tag. In some embodiments, the recombinant monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a His6 tag. In some embodiments, the recombinant monomeric H-NOX protein does not encompass a marker. In some embodiments, the tag (e.g., a His6 tag) is covalently linked to the polymerization domain using an amino acid sequence spacer. In some embodiments, the amino acid sequence linker is one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, or more than ten amino acids in length. Example amino acid sequence linker includes but is not limited to a Gly-Ser-Gly sequence and an Arg-Gly-Ser sequence. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three H-NOX domains, three trimerization sequences, and three His6 tags, to which the H-NOX domain is covalently linked. to the trimerization domain through an amino acid sequence linker and the trimerization domain is covalently linked to the His6 tag through an amino acid sequence linker. In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the following from the N-terminus to the C-terminus: a T. tengcongensis H-NOX Domain of L144F, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker , a foldon domain, an Arg-Gly-Ser sequence linker, and a His6 tag. In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the following from the N-terminus to the C-terminus: a T. tengcongensis H-NOX Domain of W9F/L144F, a Gly-Ser amino acid sequence linker -Gly, a foldon domain, an Arg-Gly-Ser sequence linker, and a His6 tag. In some embodiments, the monomeric H-NOX protein is characterized by comprising the following from the N-terminus to the C-terminus: a wild-type T. tengcongensis H-NOX domain, a Gly-Ser-amino acid sequence linker Gly, a foldon domain, an Arg-Gly-Ser sequence linker, and a His6 tag.

[000210] Em algumas modalidades a proteína H-NOX monomérica recombinante é caracterizada pelo fato de abranger a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10 ou SEQ ID NO:12.[000210] In some embodiments, the recombinant monomeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses the amino acid sequence of SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8, SEQ ID NO:10 or SEQ ID NO:12.

Características das proteínas H-NOX tipo selvagem e mutanteCharacteristics of wild-type and mutant H-NOX proteins

[000211] Como aqui é descrita, tem sido gerado um grande número de diversas proteínas H-NOX mutantes, que inclui proteínas H-NOX poliméricas, a disponibilização de variações de constantes de dissociação NO e O2, O2 koff, reatividade ao NO, e estabilidade. Para fornecer transportadores operativos de gás no sangue, a proteínas H- NOX podem ser usado para substituir funcionalmente ou suplementar transportadores de O2 endógenos, tais como hemoglobina. Em algumas modalidades, as proteínas H-NOX tais como proteínas H-NOX poliméricas, são usadas para transportar O2 para tecido tumoral hipóxico (por ex., um glioblastoma) como um adjuvante para terapia de radiação ou quimioterapia. Em conformidade, em algumas modalidades, uma proteína H-NOX possui uma similar ou melhor taxa de associação O2, taxa de dissociação de O2, constante de dissociação de O2 ligação de, estabilidade do NO, reatividade ao NO, taxa de auto- oxidação, tempo de retenção de plasma, ou qualquer combinação de dois ou mais de dois dos supracitados comparado com um transportador de O2 endógeno, tais como hemoglobina. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é uma proteína H-NOX polimérica. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis do L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis W9F/L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis L144F e um domínio foldon.[000211] As described herein, a large number of diverse mutant H-NOX proteins have been generated, which include polymeric H-NOX proteins, providing variations in NO and O2 dissociation constants, O2 koff, NO reactivity, and stability. To provide operative gas transporters in the blood, H-NOX proteins can be used to functionally replace or supplement endogenous O2 transporters such as hemoglobin. In some embodiments, H-NOX proteins, such as polymeric H-NOX proteins, are used to transport O2 to hypoxic tumor tissue (e.g., a glioblastoma) as an adjuvant for radiation therapy or chemotherapy. Accordingly, in some embodiments, an H-NOX protein has a similar or better O2 association rate, O2 dissociation rate, O2 binding dissociation constant, NO stability, NO reactivity, autooxidation rate, plasma retention time, or any combination of two or more of two of the above compared to an endogenous O2 transporter such as hemoglobin. In some embodiments, the H-NOX protein is a polymeric H-NOX protein. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis H-NOX domain of L144F and a foldon domain. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain.

[000212] Em várias modalidades, o koff para O2 para uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, está entre aproximadamente 0,01 a aproximadamente 200 s-1 a 20 °C, tal como aproximadamente 0,1 a aproximadamente 200 s-1, aproximadamente 0,1 a 100 s-1, aproximadamente 1.0 a aproximadamente 16.0 s-1, aproximadamente 1,35 a aproximadamente 23.4 s-1, aproximadamente 1,34 a aproximadamente 18 s-1, aproximadamente 1,35 a aproximadamente 14,5 s-1, aproximadamente 0,21 a aproximadamente 23, 4 s-1, aproximadamente 1,35 a aproximadamente 2,9 s-1,aproximadamente 2 a aproximadamente 3 s-1, aproximadamente 5 a aproximadamente 15 s-1, ou aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 s-1. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX possui um koff por oxigênio que é inferior a ou igual a aproximadamente 0,65 s-1a 20 °C (tais como entre aproximadamente 0,21 s-1 a aproximadamente 0,65 s-1 a 20 °C).[000212] In various embodiments, the koff for O2 for an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is between approximately 0.01 to approximately 200 s-1 at 20 ° C, such as approximately 0.1 to approximately 200 s-1, approximately 0.1 to 100 s-1, approximately 1.0 to approximately 16.0 s-1, approximately 1.35 to approximately 23.4 s-1, approximately 1.34 to approximately 18 s-1, approximately 1 .35 to approximately 14.5 s-1, approximately 0.21 to approximately 23, 4 s-1, approximately 1.35 to approximately 2.9 s-1, approximately 2 to approximately 3 s-1, approximately 5 to approximately 15 s-1, or approximately 0.1 to approximately 1 s-1. In some embodiments, the H-NOX protein has an oxygen koff that is less than or equal to approximately 0.65 s-1 at 20°C (such as between approximately 0.21 s-1 to approximately 0.65 s-1 at 20°C).

[000213] Em várias modalidades, o kon para O2 for uma proteína H- NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, está entre aproximadamente 0,14 a aproximadamente 60 μM-1s-1 a 20 °C, tal como aproximadamente 6 a aproximadamente 60 μM-1s-1, aproximadamente 6 a 12 μM-1s-1, aproximadamente 15 a aproximadamente 60 μM-1s-1, aproximadamente 5 a aproximadamente 18μM- s-1, ou aproximadamente 6 a aproximadamente 15 μM-1s-1.[000213] In various embodiments, the kon for O2 is an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is between approximately 0.14 to approximately 60 μM-1s-1 at 20 °C, such as approximately 6 to approximately 60 μM-1s-1, approximately 6 to 12 μM-1s-1, approximately 15 to approximately 60 μM-1s-1, approximately 5 to approximately 18μM-s-1, or approximately 6 to approximately 15 μM-1s- 1.

[000214] Em várias modalidades, o cinético ou calculado KD para O2 ligação de por uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, está entre aproximadamente 1 nM a 1 mM,aproximadamente 1 μM a aproximadamente 10 μM, ou aproximadamente 10 μM a aproximadamente 50 μM. Em algumas modalidades a/o calculado KD para O2 ligação de é qualquer um entre aproximadamente 2 nM a aproximadamente 2 μM, aproximadamente 2μ M a aproximadamente 1 mM, aproximadamente 100 nM a aproximadamente 1 μM, aproximadamente 9 μM a aproximadamente 50 μM, aproximadamente 100 μM a aproximadamente 1 mM, aproximadamente 50 nM a aproximadamente 10 μM, aproximadamente 2 nM a aproximadamente 50 μM, aproximadamente 100 nM a aproximadamente 1,9 μM, aproximadamente 150 nM a aproximadamente 1 μM, ou aproximadamente 100 nM a aproximadamente 255 nM, aproximadamente 20 nM a aproximadamente 2 μM, 20 nM a aproximadamente 75 nM, aproximadamente 1 μM a aproximadamente 2 μM, aproximadamente 2 μM a aproximadamente 10 μM, aproximadamente 2 μM a aproximadamente 9 μM, ou aproximadamente 100 nM a 500 nM a 20 °C. Em algumas modalidades, o KD cinético ou calculado para ligação de O2 é inferior a aproximadamente qualquer um de 100 nM, 80 nM, 50 nM, 30 nM, 25 nM, 20 nM, ou 10 nM a 20 °C.[000214] In various embodiments, the kinetic or calculated KD for O2 binding by an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is between approximately 1 nM to 1 mM, approximately 1 μM to approximately 10 μM, or approximately 10 μM to approximately 50 μM. In some embodiments, the calculated KD for O2 binding is anywhere from approximately 2 nM to approximately 2 μM, approximately 2 μM to approximately 1 mM, approximately 100 nM to approximately 1 μM, approximately 9 μM to approximately 50 μM, approximately 100 μM to approximately 1 mM, approximately 50 nM to approximately 10 μM, approximately 2 nM to approximately 50 μM, approximately 100 nM to approximately 1.9 μM, approximately 150 nM to approximately 1 μM, or approximately 100 nM to approximately 255 nM, approximately 20 nM to approximately 2 μM, 20 nM to approximately 75 nM, approximately 1 μM to approximately 2 μM, approximately 2 μM to approximately 10 μM, approximately 2 μM to approximately 9 μM, or approximately 100 nM to 500 nM at 20 °C. In some embodiments, the kinetic or calculated KD for O2 binding is less than approximately any one of 100 nM, 80 nM, 50 nM, 30 nM, 25 nM, 20 nM, or 10 nM at 20 °C.

[000215] Em várias modalidades, o KD cinético ou calculado para ligação de O2 por uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, está dentro de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 100 vezes do que da hemoglobina sob as mesmas condições (tais como a 20 °C), tais como entre aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 vezes ou entre aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 vezes do que da hemoglobina sob as mesmas condições (tais como a 20 °C). Em várias modalidades, o KD cinético ou calculado para Ligação de NO por uma proteína H-NOX está dentro de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 100 vezes do que da hemoglobina sob as mesmas condições (tais como a 20 °C), tais como entre aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 vezes ou entre aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 vezes do que da hemoglobina sob as mesmas condições (tais como a 20 °C).[000215] In various embodiments, the kinetic or calculated KD for O2 binding by an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is within approximately 0.01 to approximately 100 times that of hemoglobin under the same conditions (such as at 20 °C), such as between approximately 0.1 to approximately 10 times or between approximately 0.5 to approximately 2 times that of hemoglobin under the same conditions (such as at 20 °C). In various embodiments, the kinetic or calculated KD for NO binding by an H-NOX protein is within approximately 0.01 to approximately 100 times that of hemoglobin under the same conditions (such as at 20 °C), such as between approximately 0.1 to approximately 10 times or between approximately 0.5 to approximately 2 times that of hemoglobin under the same conditions (such as at 20 °C).

[000216] Em algumas modalidades, inferior a aproximadamente qualquer um de 50, 40, 30, 10, ou 5% de uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, é oxidada após incubação por aproximadamente qualquer um de 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15, ou 20 horas a 20 °C.[000216] In some embodiments, less than approximately any one of 50, 40, 30, 10, or 5% of an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is oxidized after incubation for approximately any one of 1 , 2, 4, 6, 8, 10, 15, or 20 hours at 20 °C.

[000217] Em várias modalidades, uma reatividade ao NO de uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C, tais como inferior a aproximadamente 600 s-1, 500 s-1, 400 s-1, 300 s-1, 200 s-1, 100 s-1, 75 s-1, 50 s-1, 25 s-1, 20 s-1, 10 s-1, 50 s-1, 3 s-1, 2 s-1, 1.8 s-1, 1,5 s-1, 1.2 s-1, 1.0 s-1, 0,8 s-1, 0,7 s- 1, ou 0,6 s-1 a 20 °C. Em várias modalidades, uma reatividade ao NO de uma proteína H-NOX está entre aproximadamente 0,1 a aproximadamente 600 s-1 a 20 °C, tais como entre aproximadamente 0,5 a aproximadamente 400 s-1, aproximadamente 0,5 a aproximadamente 100 s-1, aproximadamente 0,5 a aproximadamente 50 s-1, aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 s-1, aproximadamente 1 a aproximadamente 5 s-1, ou aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2.1 s-1 a 20 °C. Em várias modalidades, uma reatividade uma proteína H-NOX é pelo menos aproximadamente 10, 100, 1.000, ou 10.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina sob as mesmas condições, tais como a 20 °C.[000217] In various embodiments, a NO reactivity of an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is less than approximately 700 s-1 at 20 °C, such as less than approximately 600 s-1, 500 s-1, 400 s-1, 300 s-1, 200 s-1, 100 s-1, 75 s-1, 50 s-1, 25 s-1, 20 s-1, 10 s-1, 50 s-1, 3 s-1, 2 s-1, 1.8 s-1, 1.5 s-1, 1.2 s-1, 1.0 s-1, 0.8 s-1, 0.7 s- 1 , or 0.6 s-1 at 20 °C. In various embodiments, a NO reactivity of an H-NOX protein is between approximately 0.1 to approximately 600 s-1 at 20 °C, such as between approximately 0.5 to approximately 400 s-1, approximately 0.5 to approximately 100 s-1, approximately 0.5 to approximately 50 s-1, approximately 0.5 to approximately 10 s-1, approximately 1 to approximately 5 s-1, or approximately 0.5 to approximately 2.1 s-1 to 20 °C. In various embodiments, the reactivity of an H-NOX protein is at least approximately 10, 100, 1,000, or 10,000 times lower than that of hemoglobin under the same conditions, such as at 20 ° C.

[000218] Em várias modalidades, a taxa de auto-oxidação do heme de uma proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, é inferior a aproximadamente 1,0 h-1 a 37 °C, tais como inferior a aproximadamente qualquer um de 0,9 h-1, 0,8 h-1, 0,7 h-1, 0,6 h-1, 0,5 h- 1, 0,4 h-1, 0,3 h-1, 0,2 h-1, 0,1 h-1, ou 0,05 h-1 a 37 C. Em várias modalidades, a taxa de auto-oxidação do heme de uma proteína H-NOX está entre aproximadamente 0,006 a aproximadamente 5,0 h-1 a 37 °C, tal como aproximadamente 0,006 a aproximadamente 1.0 h-1, 0,006 a aproximadamente 0,9 h-1 , ou aproximadamente 0,06 a aproximadamente 0,5 h-1 a 37 °C.[000218] In various embodiments, the rate of heme autooxidation of an H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, is less than approximately 1.0 h-1 at 37 ° C, such as less than approximately any of 0.9 h-1, 0.8 h-1, 0.7 h-1, 0.6 h-1, 0.5 h-1, 0.4 h-1, 0.3 h -1, 0.2 h-1, 0.1 h-1, or 0.05 h-1 at 37 C. In various embodiments, the rate of heme autoxidation of an H-NOX protein is between approximately 0.006 to approximately 5.0 h-1 at 37°C, such as approximately 0.006 to approximately 1.0 h-1, 0.006 to approximately 0.9 h-1, or approximately 0.06 to approximately 0.5 h-1 at 37° W.

[000219] Em várias modalidades, a proteína mutante H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, tem (a) uma constante de dissociação de O2 ou NO, taxa de associação (kon para O2 ou NO), ou taxa de dissociação (koff para O2 ou NO) dentro 2 ordens de magnitude que da hemoglobina, (b) possui uma afinidade de NO mais fraca (por ex., pelo menos aproximadamente 10 vezes, 100 vezes, ou 1000 vezes mais fraca) do que a da sGC β1, respectivamente, (c) uma reatividade ao NO com O2 ligado pelo menos 1000 vezes inferior a hemoglobina, (d) um tempo de retenção de plasma in vivo pelo menos 2, 10, 100, ou 1000 vezes mais alta do que o da hemoglobina, ou (e) qualquer combinação de dois ou mais de dois do supracitado.[000219] In various embodiments, the mutant H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, has (a) an O2 or NO dissociation constant, association rate (kon for O2 or NO), or rate of dissociation (koff for O2 or NO) within 2 orders of magnitude that of hemoglobin, (b) has a weaker NO affinity (e.g., at least approximately 10 times, 100 times, or 1000 times weaker) than the of sGC β1, respectively, (c) a reactivity to NO with bound O2 at least 1000 times lower than hemoglobin, (d) an in vivo plasma retention time at least 2, 10, 100, or 1000 times higher than that of hemoglobin, or (e) any combination of two or more of two of the above.

[000220] Exemplo de adequados de transportadores de O2 fornecem constantes de dissociação dentro de duas ordens de magnitude que da hemoglobina, ou seja, entre aproximadamente 0,01 e 100 vezes, tais como entre aproximadamente 0,1 e 10 vezes, ou entre aproximadamente 0,5 e 2 vezes do que da hemoglobina. Uma variedade de técnicas estabelecidas pode ser usada para quantificar constantes de dissociação, tais como as técnicas aqui descritas (Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (Outubro 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902), V eegriff, K. D. et al. (August 15, 2004). Biochem J. 382(Pt 1):183-189, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades, particularmente com relação a mensuração de constantes de dissociação), assim como também aquelas conhecidas pelos experimentados na técnica. Exemplo de transportadores de O2 fornece baixa ou minimizar a reatividade ao NO da proteína H-NOX com O2 ligado, tais como uma reatividade ao NO mais baixa do que a da hemoglobina. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO é muito mais baixa, tais como pelo menos aproximadamente 10, 100, 1,000, ou 10,000-vezes mais baixa do que a da hemoglobina. Uma variedade de técnicas estabelecidas pode ser usada para quantificar uma reatividade ao NO (Boon, E. M. et al. (2005).Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (Outubro de 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902), Vandegriff, K. D. et al. (August 15, 2004). Biochem J. 382(Pt 1):183-189, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades, particularmente com relação a mensuração duma reatividade ao NO) assim como também aquelas conhecidos pelos experimentados na técnica. Porque H-NOX do T. tengcongensis tipo selvagem tem tal reatividade ao NO mais baixa, outras proteínas H-NOX tipo selvagem e as proteínas H-NOX mutantes podem ter uma similar baixa reatividade ao NO. Por exemplo, H-NOX de T. tengcongensis Y140H possui uma reatividade ao NO similar ao que tem o H-NOX T. tengcongensis de tipo selvagem.[000220] Suitable examples of O2 transporters provide dissociation constants within two orders of magnitude that of hemoglobin, i.e. between approximately 0.01 and 100 times, such as between approximately 0.1 and 10 times, or between approximately 0.5 and 2 times that of hemoglobin. A variety of established techniques can be used to quantify dissociation constants, such as the techniques described here (Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (October 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902), V eegriff, K. D. et al. (August 15, 2004). Biochem J. 382(Pt 1):183-189, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with regard to measurement of dissociation constants), as well as those known to those skilled in the art. Example O2 transporters provide low or minimize the NO reactivity of the H-NOX protein with bound O2, such as a lower NO reactivity than that of hemoglobin. In some embodiments, the reactivity to NO is much lower, such as at least approximately 10, 100, 1,000, or 10,000-fold lower than that of hemoglobin. A variety of established techniques can be used to quantify NO reactivity (Boon, E. M. et al. (2005).Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (October 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902), Vandegriff, K. D. et al. (August 15, 2004). Biochem J. 382(Pt 1):183-189, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with regard to measuring reactivity to NO) as well as those known to those skilled in the art. Because H-NOX from wild-type T. tengcongensis has such lower NO reactivity, other wild-type H-NOX proteins and mutant H-NOX proteins may have similar low NO reactivity. For example, H-NOX from T. tengcongensis Y140H has a reactivity to NO similar to that of wild-type T. tengcongensis H-NOX.

[000221] Além disso, adequados transportadores de O2 fornecem alta ou maximizada estabilidade, particularmente estabilidade in vivo. Uma variedade de métricas de estabilidade pode ser usada, tais como estabilidade oxidativa (por ex., estabilidade para auto-oxidação ou oxidação pelo NO), estabilidade de temperatura, e estabilidade in vivo. Uma variedade de técnicas estabelecidas pode ser usada para quantificar estabilidade, tais como as técnicas aqui descritas (Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (Outubro de 2005). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902), assim como também aquelas conhecidas pelos experimentados na técnica. Para a estabilidade in vivo em plasma, sangue, ou tecido, exemplo de métricas de estabilidade inclui tempo de retenção, taxa de liberação, e meia-vida. Espera-se que as proteínas H-NOX de organismos termofílicos sejam estáveis em altas temperaturas. Em várias modalidades, os tempos de retenção do plasma são pelo menos aproximadamente 2-, 10-, 100-, ou 1000 vezes maior do que a da hemoglobina (por ex., Bobofchak, K. M. et al. (August 2003). Am. J. Physiol. Coração Circ. Physiol. 285(2):H549-H561). Como será apreciado pelos conhecedores da técnica, os substitutos de sangues baseados em hemoglobina são limitados pela rápida liberação de hemoglobina livre de célula do plasma devido a presença de receptores para a hemoglobina que removem as células livres de hemoglobina do plasma. Já que não existem receptores para as proteínas H-NOX em plasma, espera-se que as proteínas H-NOX tipo selvagem e mutante tenham tempo de retenção de plasma mais longo do que o da hemoglobina. Se desejado, o tempo de retenção de plasma pode ser aumentado pelo PEGuilação ou ligação cruzada de uma proteína H-NOX ou fusionando uma proteína H-NOX com outras proteína usando métodos padrão (tais como aquelas aqui descritos e aquelas conhecidos pelos experimentados na técnica).[000221] Furthermore, suitable O2 transporters provide high or maximized stability, particularly in vivo stability. A variety of stability metrics can be used, such as oxidative stability (e.g., stability to autoxidation or oxidation by NO), temperature stability, and in vivo stability. A variety of established techniques can be used to quantify stability, such as the techniques described here (Boon, E. M. et al. (2005). Nature Chem. Biol. 1:53-59; Boon, E. M. et al. (October 2005 ). Curr. Opin. Chem. Biol. 9(5):441-446; Boon, E. M. et al. (2005). J. Inorg. Biochem. 99(4):892-902), as well as those known by those experienced in the technique. For in vivo stability in plasma, blood, or tissue, example stability metrics include retention time, release rate, and half-life. H-NOX proteins from thermophilic organisms are expected to be stable at high temperatures. In various embodiments, plasma retention times are at least approximately 2-, 10-, 100-, or 1000-fold greater than that of hemoglobin (e.g., Bobofchak, K. M. et al. (August 2003). Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 285(2):H549-H561). As will be appreciated by those skilled in the art, hemoglobin-based blood substitutes are limited by the rapid release of cell-free hemoglobin from the plasma due to the presence of hemoglobin receptors that remove hemoglobin-free cells from the plasma. Since there are no receptors for H-NOX proteins in plasma, wild-type and mutant H-NOX proteins are expected to have longer plasma retention times than hemoglobin. If desired, plasma retention time can be increased by PEGylation or cross-linking of an H-NOX protein or by fusing an H-NOX protein with other proteins using standard methods (such as those described herein and those known to those skilled in the art). .

[000222] Em várias modalidades, a proteína H-NOX, que inclui a proteína H-NOX polimérica, possui uma constante de dissociação de O2 entre aproximadamente 1 nM a aproximadamente 1 mM a 20 °C e uma reatividade ao NO pelo menos aproximadamente 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina sob as mesmas condições, tais como a 20 °C. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX possui uma constante de dissociação de O2 entre aproximadamente 1 nM a aproximadamente 1 mM a 20 °C e uma reatividade ao NO inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C (por ex., inferior a aproximadamente 600 s-1, 500 s-1, 100 s-1, 20 s-1, ou 1.8 s-1a 20 °C). Em algumas modalidades, a proteína H-NOX possui uma constante de dissociação de O2 dentro de 2 ordens de magnitude que a da hemoglobina e uma reatividade ao NO pelo menos aproximadamente 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina sob as mesmas condições, tais como a 20 °C. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX possui uma koff por oxigênio entre aproximadamente 0,01 a aproximadamente 200 s-1 a 20 °C e uma reatividade ao NO pelo menos aproximadamente 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina sob as mesmas condições, tais como a 20 °C. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX possui uma koff por oxigênio que é inferior a aproximadamente 0,65 s-1a 20 °C (tais como entre aproximadamente 0,21 s-1 a aproximadamente 0,64 s-1 a 20 °C) e uma reatividade ao NO pelo menos aproximadamente 10 vezes mais baixa do que a da hemoglobina sob as mesmas condições, tais como a 20 °C. Em algumas modalidades da invenção, uma constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1 nM a aproximadamente 1 μM (1000 nM), aproximadamente 1 μM a aproximadamente 10 μM, ou aproximadamente 10 μM a aproximadamente 50 μM. Em particulares modalidades, uma constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX está entre aproximadamente 2 nM a aproximadamente 50 μM, aproximadamente 50 nM a aproximadamente 10 μM, aproximadamente 100 nM a aproximadamente 1,9 μM, aproximadamente 150 nM a aproximadamente 1 μM, ou aproximadamente 100 nM a aproximadamente 255 nM a 20 °C. Em várias modalidades, a constante de dissociação de O2 da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 80 nM a 20 °C, tais como entre aproximadamente 20 nM a aproximadamente 75 nM a 20 °C. Em algumas modalidades, a reatividade ao NO da proteína H-NOX é pelo menos aproximadamente 100 vezes mais baixa ou aproximadamente 1.000 vezes mais baixa do que a da hemoglobina, sob as mesmas condições, tais como a 20 °C. Em algumas modalidades, uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C, tais como inferior a aproximadamente 600 s-1, 500 s-1, 400 s-1, 300 s-1, 200 s-1, 100 s-1, 75 s- 1, 50 s-1, 25 s-1, 20 s-1, 10 s-1, 50 s-1, 3 s-1, 2 s-1, 1.8 s-1, 1,5 s-1, 1.2 s-1, 1.0 s-1, 0,8 s-1, 0,7 s-1, ou 0,6 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre 0,01 a 200 s-1a 20 °C, tal como aproximadamente 0,1 a aproximadamente 200 s-1, aproximadamente 0,1 a 100 s-1, aproximadamente 1,35 a aproximadamente 23.4 s-1, aproximadamente 1,34 a aproximadamente 18 s-1, aproximadamente 1,35 a aproximadamente 14,5 s-1, aproximadamente 0,21 a aproximadamente 23, 4 s-1, aproximadamente 2 a aproximadamente 3 s-1, aproximadamente 5 a aproximadamente 15 s-1, ou aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 s-1. Em algumas modalidades, a constante de dissociação de O2da proteína H-NOX está entre aproximadamente 100 nM a aproximadamente 1,9 μM a 20 °C, e o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 a aproximadamente 14,5 s-1 a 20 °C. Em algumas modalidades, a taxa de auto-oxidação do heme da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C, tais como inferior a aproximadamente qualquer um de 0,9 h-1, 0,8 h-1, 0,7 h-1, 0,6 h-1, 0,5 h-1, 0,4 h-1, 0,3 h-1, 0,2 h-1, ou 0,1 h-1. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 a aproximadamente 14,5 s-1 a 20 °C, e a taxa de auto-oxidação do heme da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C. Em algumas modalidades, o koff por oxigênio da proteína H-NOX está entre aproximadamente 1,35 s-1 a aproximadamente 14,5 s-1 a 20 °C, e uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C (por ex., inferior a aproximadamente 600 s-1, 500 s-1, 100 s-1, 20 s-1, ou 1.8 s-1a 20 °C). Em algumas modalidades, a taxa de auto-oxidação do heme da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 1 h-1 a 37 °C, e uma reatividade ao NO da proteína H-NOX é inferior a aproximadamente 700 s-1 a 20 °C (por ex., inferior a aproximadamente 600 s-1, 500 s-1, 100 s-1, 20 s-1, ou 1.8 s-1a 20 °C).[000222] In various embodiments, the H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein, has an O2 dissociation constant between approximately 1 nM to approximately 1 mM at 20 ° C and an NO reactivity of at least approximately 10 times lower than that of hemoglobin under the same conditions, such as at 20°C. In some embodiments, the H-NOX protein has an O2 dissociation constant between approximately 1 nM to approximately 1 mM at 20°C and a NO reactivity of less than approximately 700 s-1 at 20°C (e.g., lower at approximately 600 s-1, 500 s-1, 100 s-1, 20 s-1, or 1.8 s-1 at 20 °C). In some embodiments, the H-NOX protein has an O2 dissociation constant within 2 orders of magnitude that of hemoglobin and an NO reactivity at least approximately 10 times lower than that of hemoglobin under the same conditions, such as at 20°C. In some embodiments, the H-NOX protein has an oxygen koff of between approximately 0.01 to approximately 200 s-1 at 20°C and a NO reactivity at least approximately 10 times lower than that of hemoglobin under the same conditions. , such as at 20 °C. In some embodiments, the H-NOX protein has a koff per oxygen that is less than approximately 0.65 s-1 at 20°C (such as between approximately 0.21 s-1 to approximately 0.64 s-1 at 20°C). C) and a reactivity to NO at least approximately 10 times lower than that of hemoglobin under the same conditions, such as at 20 °C. In some embodiments of the invention, an O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 1 nM to approximately 1 μM (1000 nM), approximately 1 μM to approximately 10 μM, or approximately 10 μM to approximately 50 μM. In particular embodiments, an O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 2 nM to approximately 50 μM, approximately 50 nM to approximately 10 μM, approximately 100 nM to approximately 1.9 μM, approximately 150 nM to approximately 1 μM , or approximately 100 nM to approximately 255 nM at 20 °C. In various embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is less than approximately 80 nM at 20 °C, such as between approximately 20 nM to approximately 75 nM at 20 °C. In some embodiments, the NO reactivity of the H-NOX protein is at least approximately 100 times lower or approximately 1,000 times lower than that of hemoglobin under the same conditions, such as at 20 ° C. In some embodiments, a NO reactivity of the H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C, such as less than approximately 600 s-1, 500 s-1, 400 s-1, 300 s-1 , 200 s-1, 100 s-1, 75 s- 1, 50 s-1, 25 s-1, 20 s-1, 10 s-1, 50 s-1, 3 s-1, 2 s-1 , 1.8 s-1, 1.5 s-1, 1.2 s-1, 1.0 s-1, 0.8 s-1, 0.7 s-1, or 0.6 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between 0.01 to 200 s-1 at 20 °C, such as approximately 0.1 to approximately 200 s-1, approximately 0.1 to 100 s-1, approximately 1.35 to approximately 23.4 s-1, approximately 1.34 to approximately 18 s-1, approximately 1.35 to approximately 14.5 s-1, approximately 0.21 to approximately 23.4 s-1, approximately 2 to approximately 3 s-1, approximately 5 to approximately 15 s-1, or approximately 0.1 to approximately 1 s-1. In some embodiments, the O2 dissociation constant of the H-NOX protein is between approximately 100 nM to approximately 1.9 μM at 20 °C, and the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 to approximately 14.5 s-1 at 20 °C. In some embodiments, the rate of heme autooxidation of the H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C, such as less than approximately any of 0.9 h-1, 0.8 h- 1, 0.7 h-1, 0.6 h-1, 0.5 h-1, 0.4 h-1, 0.3 h-1, 0.2 h-1, or 0.1 h- 1. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 to approximately 14.5 s-1 at 20 °C, and the rate of heme autooxidation of the H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C. In some embodiments, the oxygen koff of the H-NOX protein is between approximately 1.35 s-1 to approximately 14.5 s-1 at 20 °C, and the NO reactivity of the H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C (e.g., less than approximately 600 s-1, 500 s-1, 100 s-1, 20 s-1, or 1.8 s-1 at 20 °C). In some embodiments, the heme autooxidation rate of the H-NOX protein is less than approximately 1 h-1 at 37 °C, and the NO reactivity of the H-NOX protein is less than approximately 700 s-1 at 20 °C (e.g., less than approximately 600 s-1, 500 s-1, 100 s-1, 20 s-1, or 1.8 s-1 at 20 °C).

[000223] Em algumas modalidades, a viscosidade da solução de proteína H-NOX, que inclui uma solução de proteína H-NOX polimérica, está entre 1 e 4 centipoise (cP). Em algumas modalidades, a pressão oncótica coloidal da solução de proteína H-NOX está entre 20 e 50 mm Hg.[000223] In some embodiments, the viscosity of the H-NOX protein solution, which includes a polymeric H-NOX protein solution, is between 1 and 4 centipoise (cP). In some embodiments, the colloidal oncotic pressure of the H-NOX protein solution is between 20 and 50 mm Hg.

Mensuração de Ligação de O2 e/ou NOO2 and/or NO Binding Measurement

[000224] Os conhecedores do estado da técnica podem facilmente determinar as características da ligação de o oxigênio e óxido nítrico de qualquer proteína H-NOX que inclua uma proteína H-NOX polimérica tais como uma proteína H-NOX trimérica pelos métodos conhecidos no estado da técnica e pelos, mas não se limitando a, exemplos de métodos descritos abaixo.[000224] Those skilled in the art can easily determine the oxygen and nitric oxide binding characteristics of any H-NOX protein that includes a polymeric H-NOX protein such as a trimeric H-NOX protein by methods known in the art. technique and by, but not limited to, examples of methods described below.

KD: Cinético: Proporção de kof para konKD: Kinetic: Ratio of kof to kon

[000225] O valor KD cinético é determinado para proteínas H-NOX tipo selvagem e mutante, que inclui proteína H-NOS poliméricas, essencialmente como é descrito por Boon, E.M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59, o qual é pelo presente incorporado por referência em sua integridade, particularmente com relação a mensuração de taxas de associação de O2, taxas de dissociação de O2, constantes de dissociação para ligação de O2, taxas de auto-oxidação, e taxas de dissociação de NO.[000225] The kinetic KD value is determined for wild-type and mutant H-NOX proteins, which include polymeric H-NOS proteins, essentially as described by Boon, E.M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59, which is hereby incorporated by reference in its entirety, particularly with respect to measurement of O2 association rates, O2 dissociation rates, dissociation constants for O2 binding, auto -oxidation, and NO dissociation rates.

kon (Taxa de associação de O2)kon (O2 membership fee)

[000226] A associação de O2 ao heme é mensurada usando flash fotólise a 20 °C. Não é possível a flash off o complexo FeII-O2 como um resultado da muito rápida recombinação geminada cinética; assim, o complexo FeII-CO está submetido a flash fotólise com luz de laser a 560 nm (Hewlett-Packard, Palo Alto, CA), produzindo o 5-coordenado FeII intermédio, aos quais o ligação molecular de O2 é seguidas em vários comprimentos de onda. As amostras de proteínas são feitas por redução anaeróbica com 10 mM ditionito, seguidas por dessalinização em uma coluna PD-10 (Millipore, Inc., Billerica, MA). As amostras são então diluída a 20 μM heme em 50 mM TEA, 50 mM NaCI, pH 7,5 tampão na atmosfera controlada da cuvete de quartzo, com um tamanho de 100 μL a 1 mL e a comprimento do percurso de 1-cm. Gás CO é circulado sobre o espaço livre deste cuvete por 10 minutos para formar o complexo FeII-CO, a formação de o qual é verificada pela espectrocópio de UV visível (Soret máximo 423 nm). Esta amostra é então usada para medir religação de CO- dos cinéticos após flash fotólise enquanto ainda sob 1 atmosfera de Gás CO, ou é aberto e agitado no ar por 30 minutos para oxigenar totalmente o tampão antes flash fotólise para observar os eventos de religação de O2-. A associação de O2 ao heme é monitorada em múltiplos comprimentos de onda em comparação com tempo. Estes traços são adequados com um único exponencial usando Igor Pro software (Wavemetrics, Inc., Oswego, OU; 2005 última versão). Esta taxa é independente de observação comprimento de onda, mas depende da concentração de O2. Espectrocópio de UV visível é usado através para confirmar todos os complexos e intermediários (Cary 3K, Varian, Inc. Palo Alto, CA). Dados de absorção Transient são coletados usando instrumentos descritos em Dmochowski, I. J. et al. (August 31, 2000). J Inorg Biochem. 81(3):221-228, o qual é pelo presente incorporado por referência em sua integridade, particularmente com relação à instrumentação. O instrumento possui um tempo de resposta de 20 ns, e os dados são digitalizados a 200 mega amostras s-1.[000226] The association of O2 with heme is measured using flash photolysis at 20 °C. It is not possible to flash off the FeII-O2 complex as a result of the very rapid twinned recombination kinetics; Thus, the FeII-CO complex is subjected to flash photolysis with laser light at 560 nm (Hewlett-Packard, Palo Alto, CA), producing the 5-coordinate FeII intermediate, to which the O2 molecular bond is followed at various lengths. wave. Protein samples are made by anaerobic reduction with 10 mM dithionite, followed by desalting on a PD-10 column (Millipore, Inc., Billerica, MA). Samples are then diluted to 20 μM heme in 50 mM TEA, 50 mM NaCl, pH 7.5 buffer in the controlled atmosphere of the quartz cuvette, with a size of 100 μL to 1 mL and a path length of 1-cm. CO gas is circulated over the headspace of this cuvette for 10 minutes to form the FeII-CO complex, the formation of which is verified by UV visible spectroscopy (Soret maximum 423 nm). This sample is then used to measure CO rebinding kinetics after flash photolysis while still under 1 atmosphere of CO gas, or is opened and stirred in air for 30 minutes to fully oxygenate the buffer before flash photolysis to observe the rebinding events. O2-. The association of O2 with heme is monitored at multiple wavelengths versus time. These traces are fitted with a single exponential using Igor Pro software (Wavemetrics, Inc., Oswego, OR; 2005 latest version). This rate is independent of observation wavelength, but depends on O2 concentration. UV-visible spectroscopy is used to confirm all complexes and intermediates (Cary 3K, Varian, Inc. Palo Alto, CA). Transient absorption data are collected using instruments described in Dmochowski, I. J. et al. (August 31, 2000). J Inorg Biochem. 81(3):221-228, which is hereby incorporated by reference in its entirety, particularly with respect to instrumentation. The instrument has a response time of 20 ns, and data is digitized at 200 mega samples s-1.

koff (taxa de dissociação de O2)koff (O2 dissociation rate)

[000227] Para medir o koff, os complexos de proteína FeII-θ2 (5 μM heme), são diluído em 50 mM TEA, 50 mM NaCl, pH 7,5 tampão anaeróbico, e são rapidamente misturados com um volume igual do mesmo tampão (anaeróbico) que contém vários concentrações de ditionita e/ou gás CO saturado. Os dados são obtido de um HI-TECH Scientific SF-61 espectrofotômetro de fluxo interrompido equipado com uma Neslab RTE-100 banho de temperatura constante configurado a 20 °C (TGK Scientific LTD., Bradford On Avon, Reino Unido). A dissociação de O2 da heme é monitorada como um aumento na absorvância em 437 nm, um máximo no FeII - FeII-O2 espectro de diferença, ou 425 nm, a máximo no FeII - FeII-CO espectro de diferença. Os traços finais são adequados a um único exponencial usando o software que é parte do instrumento. Cada experimento é feita um mínimo de seis vezes, e as taxas resultantes são mediadas. As taxas de dissociação mensuradas são independentes da concentração de ditionita e independente de CO saturado como uma armadilha para as espécies reduzidas, com e sem 10 mM ditionita presente.[000227] To measure koff, FeII-θ2 protein complexes (5 μM heme) are diluted in 50 mM TEA, 50 mM NaCl, pH 7.5 anaerobic buffer, and are quickly mixed with an equal volume of the same buffer (anaerobic) containing various concentrations of dithionite and/or saturated CO gas. Data are obtained from a HI-TECH Scientific SF-61 stopped-flow spectrophotometer equipped with a Neslab RTE-100 constant temperature bath set at 20 °C (TGK Scientific LTD., Bradford On Avon, UK). Dissociation of O2 from heme is monitored as an increase in absorbance at 437 nm, a maximum in the FeII - FeII-O2 difference spectrum, or 425 nm, a maximum in the FeII - FeII-CO difference spectrum. The final traces are fitted to a single exponential using the software that is part of the instrument. Each experiment is done a minimum of six times, and the resulting rates are averaged. The measured dissociation rates are independent of dithionite concentration and independent of saturated CO as a trap for the reduced species, with and without 10 mM dithionite present.

KD CinéticoKinetic KD

[000228] O KD cinético é determinado calculando uma proporção de koff a kon usando as mensurações de koff e kon descritas acima.[000228] The kinetic KD is determined by calculating a ratio of koff to kon using the koff and kon measurements described above.

KD CalculadoCalculated KD

[000229] Para medir o KD calculado, os valores para o koff e KD cinético que são obtidos como é descrito acima são representados graficamente. A relação linear entre koff e KD cinético é definida pela equação (y=mx+b). Os valores de koff foram então interpolados ao longo da linha para derivar o KD calculado usando Excel: MAC 2004 (Microsoft, Redmond, WA). Na ausência da kon mensurada, esta interpolação fornece uma via para relacionar koff a KD.[000229] To measure the calculated KD, the values for the koff and kinetic KD that are obtained as described above are represented graphically. The linear relationship between koff and kinetic KD is defined by the equation (y=mx+b). The koff values were then interpolated along the line to derive the calculated KD using Excel: MAC 2004 (Microsoft, Redmond, WA). In the absence of measured kon, this interpolation provides a way to relate koff to KD.

Taxa de Auto-oxidaçãoAuto-oxidation Rate

[000230] Para medir a taxa de auto-oxidação, as amostras de proteínas são reduzidas anaerobicamente, então diluídas a 5 μM heme em 50 mM TEA, 50 mM NaCl, pH 7,5 tampão aeróbico. Estas amostras são então incubadas na Cary 3E espectrofotômetro equipado com a Neslab RTE-100 banho de temperatura constante configurado a 37 °C e escaneado periodicamente (Cary 3E, Varian, Inc., Palo Alto, CA). A taxa de auto-oxidação é determinado da diferença entre o máximo e mínimo no espectro de diferença de FeIII - FeII plotado em comparação com tempo e adequados com um único exponencial usando Excel: MAC 2004 (Microsoft, Redmond, WA).[000230] To measure the rate of auto-oxidation, protein samples are reduced anaerobically, then diluted to 5 μM heme in 50 mM TEA, 50 mM NaCl, pH 7.5 aerobic buffer. These samples are then incubated in the Cary 3E spectrophotometer equipped with a Neslab RTE-100 constant temperature bath set at 37 °C and scanned periodically (Cary 3E, Varian, Inc., Palo Alto, CA). The rate of autooxidation is determined from the difference between the maximum and minimum in the FeIII - FeII difference spectrum plotted against time and fitted with a single exponential using Excel: MAC 2004 (Microsoft, Redmond, WA).

Taxa de reação com NOReaction rate with NO

[000231] A reatividade ao NO é mensurada usando proteínas purificadas (H-NOX, H-NOX polimérico, Homo sapiens hemoglobina (Hs Hb) etc.) preparadas em 2 μM em tampão A e NO preparada a 200 μM em Tampão A (Tampão A: 50 mM Hepes, pH 7,5, 50 mM NaCl). Dados são obtido de um espectrofotômetro de fluxo interrompido HI-TECH Scientific SF-61 equipado com a Neslab RTE-100 banho de temperatura constante configurado a 20 °C (TGK Scientific LTD., Bradford On Avon, Reino Unido). A proteína é rapidamente misturada com NO na proporção de 1:1 com um tempo de integração de 0,00125 sec. Os comprimentos de onda de máxima mudança são adequados a um único exponencial usando o software que é parte do espectrômetro, essencialmente medindo a etapa da taxa limite de oxidação pelo NO. Os produtos finais da reação são férrico-NO para as proteínas HNOX e férrico-aquo para Hs Hb.[000231] Reactivity to NO is measured using purified proteins (H-NOX, polymeric H-NOX, Homo sapiens hemoglobin (Hs Hb) etc.) prepared at 2 μM in buffer A and NO prepared at 200 μM in Buffer A (Buffer A: 50 mM Hepes, pH 7.5, 50 mM NaCl). Data are obtained from a HI-TECH Scientific SF-61 stopped-flow spectrophotometer equipped with a Neslab RTE-100 constant temperature bath set at 20 °C (TGK Scientific LTD., Bradford On Avon, UK). The protein is quickly mixed with NO in a 1:1 ratio with an integration time of 0.00125 sec. The wavelengths of maximum change are fitted to a single exponential using the software that is part of the spectrometer, essentially measuring the limiting rate step of oxidation by NO. The end products of the reaction are ferric-NO for HNOX proteins and ferric-aquo for Hs Hb.

Mensurações p50p50 measurements

[000232] Se desejado, o valor p50 para proteínas H-NOX mutante ou tipo selvagem pode ser mensurada como é descrito por Guarnone, R. et al. (Setembto/Outubro 1995). Haematologica 80(5):426-430, o qual é pelo presente incorporado por referência em sua integridade, particularmente com relação a mensuração de valores p50. O valor p50 é determinado usando a analisador HemOx. A câmara de mensuração começa em 0% oxigênio e lentamente é elevada, gradualmente, até chegar a 100% oxigênio. Um teste de oxigênio na câmara mede a % de saturação oxigênio. Um segundo teste (UV-Vis light) mede dois comprimentos de onda de absorção, ajustados aos picos alfa e beta do espectro UV-Vis da hemoproteína (por ex., uma proteína tal como H- NOX complexado com heme). Estes picos de absorção aumentam linearmente na medida na que as hemoproteínas se ligam ao oxigênio. A porcentagem de mudança de desvinvulado a 100% ligado é então plotado em comparação aos valores de % de oxigênio para gerar uma curva. O p50 é o ponto sobre o curva onde 50% da hemoproteína está ligado a oxigênio.[000232] If desired, the p50 value for mutant or wild-type H-NOX proteins can be measured as described by Guarnone, R. et al. (September/October 1995). Haematologica 80(5):426-430, which is hereby incorporated by reference in its entirety, particularly with respect to the measurement of p50 values. The p50 value is determined using the HemOx analyzer. The measuring chamber starts at 0% oxygen and is slowly raised, gradually, until it reaches 100% oxygen. An in-chamber oxygen test measures % oxygen saturation. A second test (UV-Vis light) measures two absorption wavelengths, adjusted to the alpha and beta peaks of the UV-Vis spectrum of the hemoprotein (e.g., a protein such as H-NOX complexed with heme). These absorption peaks increase linearly as hemoproteins bind oxygen. The percentage change from unbound to 100% bound is then plotted against the % oxygen values to generate a curve. The p50 is the point on the curve where 50% of the hemoprotein is bound to oxygen.

[000233] Especificamente, o analisador HemOx (TCS Scientific Corporation, New Hope, PA) determina a curva de dissociação oxi- hemoproteína (ODC) ao expor 50 μL de sangue ou hemoproteína a um aumento parcial da pressão de oxigênio e desoxigenando-o com gás de nitrogênio. Um Clark oxigênio eletrodetectará a mudança na tensão de oxigênio, a qual é registrada sobre o eixo x de um registro x-y. O aumento resultante na fração de oxi-hemoproteína é simultaneamente monitorada por espectrofotometria de comprimento de onda duplo em 560 nm e 576 nm e mostrada sobre o eixo y. As amostras de sangue são tomadas da veia antemedial, anticoagulada com heparina, e mantida em 4°C sobre gelo molhado até o ensaio. Cinquenta μL de todo o sangue são diluídos em 5 μL de Hemox-solução, a tampão fornecido pelo fabricante que mantém o pH da solução em um valor de 7,4±0,01. A amostra-tampão é vertida em uma cuvete que é parte do analisador HemOx e a temperatura do mistura é equilibrada e levada a 37°C; a amostra é então oxigendada a 100% com ar. Após ajuste do valor de O2 a amostra é desoxigenada com nitrogênio; durante o processo de desoxigenação a curva é registrada sobre o papel quadriculado. O valor p50 é extrapolado sobre o eixo x como um ponto no qual a saturação de O2 é 50% usando o software que é parte do analisador HemOx. O tempo requerido para um registro completo é de aproximadamente 30 minutos.[000233] Specifically, the HemOx analyzer (TCS Scientific Corporation, New Hope, PA) determines the oxyhemoprotein dissociation curve (ODC) by exposing 50 μL of blood or hemoprotein to a partial increase in oxygen pressure and deoxygenating it with nitrogen gas. A Clark oxygen electro will detect the change in oxygen tension, which is recorded on the x-axis of an x-y recorder. The resulting increase in oxyhemoprotein fraction is simultaneously monitored by dual-wavelength spectrophotometry at 560 nm and 576 nm and shown on the y-axis. Blood samples are taken from the antemedial vein, anticoagulated with heparin, and kept at 4°C on wet ice until assayed. Fifty μL of whole blood is diluted in 5 μL of Hemox-solution, a buffer provided by the manufacturer that maintains the pH of the solution at a value of 7.4±0.01. The buffer sample is poured into a cuvette that is part of the HemOx analyzer and the temperature of the mixture is equilibrated and brought to 37°C; the sample is then oxygenated to 100% with air. After adjusting the O2 value, the sample is deoxygenated with nitrogen; During the deoxygenation process, the curve is recorded on graph paper. The p50 value is extrapolated on the x-axis as a point at which O2 saturation is 50% using the software that is part of the HemOx analyzer. The time required for a complete registration is approximately 30 minutes.

Ácidos nucleicos H-NOXH-NOX nucleic acids

[000234] A invenção também apresenta ácidos nucleicos que codificam qualquer uma das proteínas H-NOX mutantes, H-NOX polimérico, ou subunidades monômeras da proteína H-NOX recombinante como aqui é descrito.[000234] The invention also features nucleic acids encoding any of the mutant H-NOX proteins, polymeric H-NOX, or monomer subunits of the recombinant H-NOX protein as described herein.

[000235] Em formas particulares de realização, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de incluir um segmento de ou a sequência inteira do ácido nucleico de qualquer um dos ácidos nucleicos que codificam uma proteína H-NOX ou um domínio H-NOX. Em algumas modalidades, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de incluir pelo menos aproximadamente 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, ou mais nucleotídeos contíguos de um ácido nucleico H-NOX e contém uma ou mais de uma mutação (por ex., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 mutações) comparado com um ácido nucleico H-NOX do qual foi derivado. Em várias modalidades, um ácido nucleico H-NOX mutante contém menos de aproximadamente 20, 15, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, ou 2 mutações comparado com um ácido nucleico H-NOX do qual foi derivado. A invenção também apresenta variantes degeneradas de qualquer ácido nucleico que codifica a proteína H-NOX mutante.[000235] In particular embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it includes a segment of or the entire nucleic acid sequence of any of the nucleic acids encoding an H-NOX protein or an H-NOX domain. In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it includes at least approximately 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, or more contiguous nucleotides of an H-NOX nucleic acid and contains a or more than one mutation (e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 mutations) compared to an H-NOX nucleic acid from which it was derived. In various embodiments, a mutant H-NOX nucleic acid contains fewer than approximately 20, 15, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, or 2 mutations compared to an H-NOX nucleic acid of which was derived. The invention also features degenerate variants of any nucleic acid encoding the mutant H-NOX protein.

[000236] Em algumas modalidades, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de incluir ácidos nucleicos que codificam dois ou mais de dois domínios H-NOX. Em algumas modalidades, os ácidos nucleicos que incluem dois ou mais de dois domínios H-NOX estão ligados de tal maneira que a proteína H-NOX polimérica é expressa do ácido nucleico. Em formas adicionais de realização, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de incluir ácidos nucleicos que codificam um ou mais de um domínio de polimerizações. Em algumas modalidades, os ácidos nucleicos que incluem os dois ou mais de dois domínios H-NOX e a um ou mais de um domínio de polimerização estão ligados de tal maneira que a proteína H-NOX polimérica é expressa do ácido nucleico.[000236] In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it includes nucleic acids that encode two or more than two H-NOX domains. In some embodiments, nucleic acids that include two or more than two H-NOX domains are linked in such a manner that the polymeric H-NOX protein is expressed from the nucleic acid. In additional embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it includes nucleic acids that encode one or more than one polymerization domain. In some embodiments, nucleic acids that include the two or more of two H-NOX domains and one or more of one polymerization domain are linked in such a way that the polymeric H-NOX protein is expressed from the nucleic acid.

[000237] Em algumas modalidades, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de incluir um segmento ou a sequência de ácido nucleico inteira de qualquer ácido nucleico que codifica um domínio de polimerização. Em algumas modalidades o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de abranger um ácido nucleico que codifica um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Em algumas modalidades, o ácido nucleico que codifica um domínio H-NOX e o ácido nucleico que codifica um domínio de polimerização ligado de maneira tal que o polipeptídeo produzido é uma proteína de fusão caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX e um domínio de polimerização.[000237] In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it includes a segment or the entire nucleic acid sequence of any nucleic acid that encodes a polymerization domain. In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it encompasses a nucleic acid that encodes an H-NOX domain and a polymerization domain. In some embodiments, the nucleic acid encoding an H-NOX domain and the nucleic acid encoding a polymerization domain linked in such a manner that the polypeptide produced is a fusion protein characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain and a polymerization.

[000238] Em algumas modalidades, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de abranger ácido nucleico que codifica um ou mais de um marcador His6. Em algumas modalidades o ácido nucleico adicional abrangem ácidos nucleicos que codificam um ligante de sequências posicionado entre ácidos nucleicos que codificam o domínio H-NOX, o domínio de polimerização e/ou um marcador His6.[000238] In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it encompasses nucleic acid that encodes one or more than one His6 tag. In some embodiments the additional nucleic acid encompasses nucleic acids encoding a sequence linker positioned between nucleic acids encoding the H-NOX domain, the polymerization domain and/or a His6 tag.

[000239] Em algumas modalidades, a invenção fornece um ácido nucleico que codifica um domínio H-NOX e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter tipo selvagem. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter L144F. Em algumas modalidades, o domínio H- NOX é um domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter W9F/L144F.[000239] In some embodiments, the invention provides a nucleic acid that encodes an H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the H-NOX domain is a T. thermoanaerobacter H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain is a wild-type T. thermoanaerobacter H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain is a T. thermoanaerobacter L144F H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain is a T. thermoanaerobacter W9F/L144F H-NOX domain.

[000240] Em algumas modalidades, a invenção fornece ácidos nucleicos que codificam o seguinte 5' a 3' : um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly- Ser-Gly, e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a invenção fornece ácidos nucleicos que codificam o seguinte 5' a 3': um domínio H-NOX do T. tengcongensis do W9F/L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a invenção fornece ácidos nucleicos que codificam o seguinte 5' a 3': um domínio H-NOX do T. tengcongensis do tipo selvagem, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, e um domínio foldon.[000240] In some embodiments, the invention provides nucleic acids that encode the following 5' to 3': a T. tengcongensis H-NOX Domain of L144F, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker, and a foldon domain . In some embodiments, the invention provides nucleic acids that encode the following 5' to 3': a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker, and a foldon domain. In some embodiments, the invention provides nucleic acids that encode the following 5' to 3': a wild-type T. tengcongensis H-NOX domain, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker, and a foldon domain.

[000241] Em algumas modalidades, a invenção fornece ácidos nucleicos que codificam o seguinte 5' a 3': um domínio H-NOX do T. tengcongensis do L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly- Ser-Gly, um domínio foldon, um ligante de sequência Arg-Gly-Ser , e um marcador His6. Em algumas modalidades, a invenção fornece ácidos nucleicos que codificam o seguinte 5' a 3': um domínio H-NOX do T. tengcongensis do W9F/L144F, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, um domínio foldon, um ligante de sequência Arg-Gly-Ser , e um marcador His6. Em algumas modalidades, a invenção fornece ácidos nucleicos que codificam o seguinte 5' a 3': um domínio H-NOX do T. tengcongensis do tipo selvagem, um ligante de sequência de aminoácidos Gly-Ser-Gly, um domínio foldon, um ligante de sequência Arg-Gly-Ser , e um marcador His6.[000241] In some embodiments, the invention provides nucleic acids that encode the following 5' to 3': a T. tengcongensis H-NOX domain of L144F, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker, a foldon domain, an Arg-Gly-Ser sequence linker, and a His6 tag. In some embodiments, the invention provides nucleic acids encoding the following 5' to 3': a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker, a foldon domain, a Arg-Gly-Ser sequence linker, and a His6 tag. In some embodiments, the invention provides nucleic acids encoding the following 5' to 3': a wild-type T. tengcongensis H-NOX domain, a Gly-Ser-Gly amino acid sequence linker, a foldon domain, a linker sequence Arg-Gly-Ser, and a His6 tag.

[000242] Em algumas modalidades, o ácido nucleico é caracterizado pelo fato de abranger a sequência de ácido nucleico estabelecido na SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9 ou SEQ ID NO:11.[000242] In some embodiments, the nucleic acid is characterized by the fact that it encompasses the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9 or SEQ ID NO:11.

[000243] A invenção também é caracterizada pelo fato de incluir uma célula ou população de células que contenham pelo menos um ácido nucleico que codifica a proteína H-NOX mutante aqui descrita. Exemplo de células inclui células de inseto, vegetal, levadura, bacteriana, e de mamíferos. Estas células são úteis para a produção das proteínas H- NOX mutantes usando métodos padrão, tais como aqueles aqui descritos.[000243] The invention is also characterized by the fact that it includes a cell or population of cells that contain at least one nucleic acid that encodes the mutant H-NOX protein described here. Example cells include insect, plant, yeast, bacterial, and mammalian cells. These cells are useful for producing mutant H-NOX proteins using standard methods such as those described herein.

[000244] Em algumas modalidades, a invenção fornece uma célula caracterizada pelo fato de abranger um ácido nucleico que codifica um domínio H-NOX e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um Domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter tipo selvagem. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter L144F. Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é a domínio H-NOX do T. thermoanaerobacter W9F/L144F. Em algumas modalidades, a invenção fornece uma célula caracterizada pelo fato de abranger um ácido nucleico que abrange a sequência de ácido nucleico estabelecida na SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9, ou SEQ ID NO:11.[000244] In some embodiments, the invention provides a cell characterized by the fact that it encompasses a nucleic acid that encodes an H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the H-NOX domain is a T. thermoanaerobacter H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain is the H-NOX domain of wild-type T. thermoanaerobacter. In some embodiments, the H-NOX domain is a T. thermoanaerobacter L144F H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain is the H-NOX domain of T. thermoanaerobacter W9F/L144F. In some embodiments, the invention provides a cell characterized by the fact that it encompasses a nucleic acid that encompasses the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9, or SEQ ID NO:11 .

Formulações das proteínas H-NOXH-NOX protein formulations

[000245] Qualquer proteína H-NOX tipo selvagem ou mutante, que inclua proteínas H-NOX poliméricas, aqui descrita pode ser usado para a formulação de farmacêutica ou composições não farmacêuticas. Em algumas modalidades, as formulações abrangem a proteína H-NOX monomérica caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX e um domínio de polimerização tais que a proteínas H-NOX monomérica se associam in vitro ou in vivo para produzir uma proteína H-NOX polimérica. Como discussão adicional abaixo, estas formulações são úteis numa variedade de aplicações terapêuticas e industriais.[000245] Any wild-type or mutant H-NOX protein, which includes polymeric H-NOX proteins, described herein can be used for the formulation of pharmaceutical or non-pharmaceutical compositions. In some embodiments, the formulations encompass a monomeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain and a polymerization domain such that the monomeric H-NOX proteins associate in vitro or in vivo to produce an H-NOX protein. polymeric. As further discussed below, these formulations are useful in a variety of therapeutic and industrial applications.

[000246] Em algumas modalidades, a composição farmacêutica é caracterizada pelo fato de incluir um ou mais de um tipo selvagem ou as proteínas H-NOX mutantes aqui descritos que inclui proteínas H-NOX poliméricas e um transportador farmaceuticamente aceitável ou excipiente. Exemplos de transportadores farmaceuticamente aceitáveis ou excipientes incluem, mas não se limitam a, qualquer uma dos transportadores padrão farmacêuticos de ou excipientes tais como soluções salinas de solução de fosfato tamponada, água, emulsões tais como emulsão óleo/água, e vários tipos de agentes de umidificação. Exemplo de diluentes para administração em aerossol ou parenteral são solução de fosfato tamponada salina ou normal (0,9%) solução salina. Composições caracterizadas pelo fato de abranger tais transportadores são formuladas pelos conhecidos métodos convencionais (veja, por exemplo, Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th edition, A. Gennaro, ed., Mack Publishing Co., Easton, PA, 1990; e Remington, The Science and Practice of Pharmacy 20th Ed. Mack Publishing, 2000, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades, particularmente com relação à formulações). Em algumas modalidades, as formulações são estéreis. Em algumas modalidades, as formulações são essencialmente livres de endotoxina.[000246] In some embodiments, the pharmaceutical composition is characterized by the fact that it includes one or more of one wild type or the mutant H-NOX proteins described herein which includes polymeric H-NOX proteins and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. Examples of pharmaceutically acceptable carriers or excipients include, but are not limited to, any of the standard pharmaceutical carriers or excipients such as phosphate buffered saline solutions, water, emulsions such as oil/water emulsions, and various types of dehydrating agents. humidification. Example of diluents for aerosol or parenteral administration are phosphate buffered saline or normal (0.9%) saline. Compositions characterized by the fact that they encompass such carriers are formulated by known conventional methods (see, for example, Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th edition, A. Gennaro, ed., Mack Publishing Co., Easton, PA, 1990; and Remington, The Science and Practice of Pharmacy 20th Ed. Mack Publishing, 2000, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with respect to formulations). In some embodiments, the formulations are sterile. In some embodiments, the formulations are essentially endotoxin-free.

[000247] Embora qualquer transportador adequado conhecido pelos familiarizados com o estado da técnica possa ser empregado nas composições farmacêuticas desta invenção, o tipo de transportador vai variar dependendo do modo de administração. As composições podem ser formuladas para qualquer maneira apropriada de administração, que inclui, por exemplo, administração intravenosa, intra-arterial, intravesicular, inalação, intraperitoneal, intrapulmonar, intramuscular, subcutânea, intratraqueal, transmucosa, intraocular, intratecal, ou transdermal. Para administração parenteral, tais como injeção subcutânea, o transportador pode inclui, por ex., água, solução salina, álcool, uma gordura, uma cera, ou a tampão. Para administração oral, qualquer um dos transportadores acima ou um transportador sólido, tais como manitol, lactose, amido, estearato de magnésio, sacarina de sódio, talco, celulose, glucose, sucrose, ou carbonato de magnésio, podem ser empregado. Microesferas biodegradáveis (por ex., polilactato poliglicolato) pode também ser usado como transportadores.[000247] Although any suitable carrier known to those familiar with the art may be employed in the pharmaceutical compositions of this invention, the type of carrier will vary depending on the mode of administration. The compositions may be formulated for any suitable manner of administration, which includes, for example, intravenous, intra-arterial, intravesicular, inhalation, intraperitoneal, intrapulmonary, intramuscular, subcutaneous, intratracheal, transmucosal, intraocular, intrathecal, or transdermal administration. For parenteral administration, such as subcutaneous injection, the carrier may include, e.g., water, saline, alcohol, a fat, a wax, or a buffer. For oral administration, any of the above carriers or a solid carrier, such as mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharin, talc, cellulose, glucose, sucrose, or magnesium carbonate, may be employed. Biodegradable microspheres (e.g. polylactate polyglycolate) can also be used as carriers.

[000248] Em algumas modalidades, as composições farmacêuticas ou não farmacêuticas incluem tampão (por ex., solução salina tamponada neutra, solução salina de fosfato tamponada, etc), a hidrato de carbono (por ex., glucose, mannose, sucrose, dextrano, etc.), um antioxidante, uma agente quelante (por ex., EDTA, glutationa, etc.), um conservante, outro composto útil para a ligação e/ou transporte de oxigênio, um ingrediente inativo (por ex., um estabilizador, agente de enchimento, etc.), ou combinações de dois ou mais de dois dos supracitados. Em algumas modalidades, a composição é formulada como uma liofilizada. As proteínas H-NOX podem também ser encapsuladas dentro de lipossomas ou nanopartículas usando tecnologia conhecida. Outros exemplos de formulações que podem ser usadas para proteínas H-NOX são descritos por, por ex., Pat. dos EUA Nos. 6.974,795 e 6.432.918, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades, particularmente com relação a formulações de proteínas.[000248] In some embodiments, pharmaceutical or non-pharmaceutical compositions include buffer (e.g., neutral buffered saline, phosphate buffered saline, etc.), carbohydrate (e.g., glucose, mannose, sucrose, dextran , etc.), an antioxidant, a chelating agent (e.g., EDTA, glutathione, etc.), a preservative, another compound useful for binding and/or transporting oxygen, an inactive ingredient (e.g., a stabilizer , filler, etc.), or combinations of two or more of the foregoing. In some embodiments, the composition is formulated as a lyophilisate. H-NOX proteins can also be encapsulated within liposomes or nanoparticles using known technology. Other examples of formulations that can be used for H-NOX proteins are described by, e.g., U.S. Pat. US Nos. 6,974,795 and 6,432,918, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with respect to protein formulations.

[000249] As composições aqui descritas podem ser administrada como parte da sustentável libere formulação (por ex., a formulação tais como uma cápsula ou esponja que produz uma lenta liberação de composto após a administração). Tais formulações pode geralmente ser preparadas usando tecnologia conhecida e administrada por, por exemplo, via oral, retal ou implantação subcutânea, ou pela implantação no sítio desejado. Sustentável-libere formulações podem conter uma proteína H-NOX dispersa na matriz transportadora e/ou contida dentro de um reservatório revestido por uma taxa de controle da membrana. Os transportadores para uso dentro de tais formulações são biocompatíveis, e pode também ser biodegradáveis. Em algumas modalidades, a formulação fornece um nível relativamente constante de liberação de proteína H-NOX. A quantidade de proteína H-NOX contida dentro da liberação sustentável da formulação depende do sítio de implantação, da taxa e da duração de liberação esperada, e da natureza da condição a ser tratada ou prevenida.[000249] The compositions described herein can be administered as part of a sustainable release formulation (e.g., a formulation such as a capsule or sponge that produces a slow release of compound after administration). Such formulations can generally be prepared using known technology and administered by, for example, oral, rectal or subcutaneous implantation, or by implantation at the desired site. Sustainable-release formulations may contain an H-NOX protein dispersed in the carrier matrix and/or contained within a reservoir coated by a rate-controlling membrane. Carriers for use within such formulations are biocompatible, and may also be biodegradable. In some embodiments, the formulation provides a relatively constant level of H-NOX protein release. The amount of H-NOX protein contained within the sustainable release formulation depends on the site of implantation, the rate and duration of expected release, and the nature of the condition being treated or prevented.

[000250] Em algumas modalidades, a composição farmacêutica contém uma dose efetiva do tipo selvagem ou mutante da proteína H- NOX. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica contém uma dose efetiva da proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H-NOX tipo selvagem ou mutante. Em algumas modalidades, a composição farmacêutica contém uma dose efetiva da proteína H-NOX monomérica recombinante caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX tipo selvagem ou mutante e um domínio de polimerização como aqui é descrito. Em algumas modalidades, a formulação é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a formulação é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis W9F/L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a formulação é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX T. tengcongensis do L144F e um domínio foldon.[000250] In some embodiments, the pharmaceutical composition contains an effective dose of wild-type or mutant H-NOX protein. In some embodiments, the pharmaceutical composition contains an effective dose of the polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses two or more of two wild-type or mutant H-NOX domains. In some embodiments, the pharmaceutical composition contains an effective dose of recombinant monomeric H-NOX protein comprising a wild-type or mutant H-NOX domain and a polymerization domain as described herein. In some embodiments, the formulation is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the formulation is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the formulation is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis H-NOX domain of L144F and a foldon domain.

[000251] Um exemplo de dose de hemoglobina como um substituto do sangue é de aproximadamente 10 mg a aproximadamente 5 gramas ou mais de hemoglobina extracelular por quilo de peso do corpo do paciente. Assim, em algumas modalidades, uma dose efetiva de uma proteína H-NOX para administração a um humano está entre uma poucas gramas a mais de aproximadamente 350 gramas. Outros exemplos de doses de uma proteína H-NOX inclui aproximadamente qualquer um de 4,4., 5, 10, ou 13 G/DL (onde G/DL é a concentração da proteína H-NOX solução antes de infusão na circulação) em uma apropriada taxa de infusão, tal como aproximadamente 0,5 ml/min (veja, por exemplo, Winslow, R. Chapter 12 In Blood Substitutes). Será apreciado que a unidade de conteúdo de ingredientes ativos contidos em uma dose individual de cada forma de dosagem não necessita em si mesma constituir uma dose efetiva já que a necessária dose efetiva poderia ser atingida pelo efeito combinado da pluralidade de administrações. A seleção da quantidade de uma proteína H-NOX para incluir em uma composição farmacêutica depende da forma de dosagem utilizada, a condição que está sendo tratada, e o fim particular a ser atingido de acordo com a determinação dos conhecedores da técnica em geral no campo.[000251] An example dose of hemoglobin as a blood substitute is approximately 10 mg to approximately 5 grams or more of extracellular hemoglobin per kilogram of the patient's body weight. Thus, in some embodiments, an effective dose of an H-NOX protein for administration to a human is between a few grams to more than approximately 350 grams. Other examples of doses of an H-NOX protein include approximately any of 4.4, 5, 10, or 13 G/DL (where G/DL is the concentration of the H-NOX protein solution before infusion into the circulation) in an appropriate infusion rate, such as approximately 0.5 ml/min (see, for example, Winslow, R. Chapter 12 In Blood Substitutes). It will be appreciated that the unit content of active ingredients contained in an individual dose of each dosage form need not in itself constitute an effective dose since the required effective dose could be achieved by the combined effect of the plurality of administrations. The selection of the amount of an H-NOX protein to include in a pharmaceutical composition depends on the dosage form used, the condition being treated, and the particular purpose to be achieved as determined by those generally skilled in the art. .

[000252] Exemplo de composições incluem proteínas H-NOX recombinantes geneticamente desenvolvidos, as quais podem ser isoladas ou purificadas, caracterizada pelo fato de abranger um ou mais de uma mutação que coletivamente transmite ligação de O2 ou NO alteradas relativamente aos correspondente Proteína H-NOX tipo selvagem, e operativa como uma fisiologicamente compatível transportador de gás no sangue de mamíferos. Por exemplo, as proteínas H-NOX mutantes como aqui são descritas. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é uma proteína H-NOX polimérica. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é uma proteína H-NOX monomérica recombinante caracterizada pelo fato de abranger a tipo selvagem ou domínio H-NOX mutante e um domínio de polimerização como aqui é descrito. Em algumas modalidades, a composição é caracterizada pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX de T. tengcongensis L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a composição é caracterizada pelo fato de abranger uma proteína H- NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H- NOX do T. tengcongensis W9F/L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, a composição é caracterizada pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis L144F e um domínio foldon.[000252] Example compositions include genetically developed recombinant H-NOX proteins, which can be isolated or purified, characterized by the fact that they encompass one or more of a mutation that collectively transmits altered O2 or NO binding relative to the corresponding H-NOX Protein wild type, and operative as a physiologically compatible gas transporter in mammalian blood. For example, mutant H-NOX proteins as described herein. In some embodiments, the H-NOX protein is a polymeric H-NOX protein. In some embodiments, the H-NOX protein is a recombinant monomeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses the wild-type or mutant H-NOX domain and a polymerization domain as described herein. In some embodiments, the composition is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it comprises three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the composition is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it comprises three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the composition is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it comprises three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain.

[000253] Para reduzir ou prevenir uma resposta imune em sujeitos humano que são administrada uma composição farmacêutica, proteínas H-NOX ou domínios humanos (proteínas humanas do tipo selvagem ou proteínas humana na qual um ou mais de uma mutação foi introduzida) ou outras proteínas H-NOX ou domínios não antigênicos (por ex., a proteína H-NOX dos mamíferos) podem ser usadas. Para reduzir ou eliminar a imunogenicidade das proteínas H-NOX derivadas de outras fontes que humanos, os aminoácidos em uma proteína H-NOX ou domínio H-NOX podem sofrer uma mutação aos correspondentes aminoácidos em um H-NOX humano. Por exemplo, um ou mais de um aminoácido sobre a superfície da estrutura terciária da proteína H-NOX não humana pode sofrer uma mutação ao correspondente aminoácido em uma proteína H-NOX humana.[000253] To reduce or prevent an immune response in human subjects who are administered a pharmaceutical composition, H-NOX proteins or human domains (wild-type human proteins or human proteins into which one or more of a mutation has been introduced) or other proteins H-NOX or non-antigenic domains (e.g., the mammalian H-NOX protein) can be used. To reduce or eliminate the immunogenicity of H-NOX proteins derived from sources other than humans, the amino acids in an H-NOX protein or H-NOX domain can be mutated to the corresponding amino acids in a human H-NOX. For example, one or more amino acids on the surface of the tertiary structure of a non-human H-NOX protein may mutate to the corresponding amino acid in a human H-NOX protein.

Aplicações terapêuticas das proteínas H-NOXTherapeutic applications of H-NOX proteins

[000254] Qualquer um das proteínas H-NOX tipo selvagem ou mutantes, que incluem proteínas H-NOX poliméricas, ou composições farmacêuticas aqui descritos podem ser usados nos aplicações terapêuticas.[000254] Any of the wild-type or mutant H-NOX proteins, which include polymeric H-NOX proteins, or pharmaceutical compositions described herein can be used in therapeutic applications.

[000255] Proteínas H-NOX em particular, que incluem proteínas H- NOX poliméricas, podem ser selecionadas para tais aplicações baseadas na taxa de associação O2 desejada, taxa de dissociação de O2, constante de dissociação de O2 para ligação, estabilidade do NO, reatividade ao NO, taxa de auto-oxidação, tempo de retenção de plasma, ou qualquer combinação de dois ou mais de dois dos supracitados para a particular indicação que está sendo tratada. As proteínas H-NOX podem ser usadas para tratar doença cardiovascular, doença neurológica, a hipóxia do tumor, perda de sangue, ou lesões. Por exemplo, uma ligação de O2- da proteína H-NOX pode ser usada na maioria das situações onde os expansores de células vermelhas do sangue ou plasma são atualmente utilizados. Especificamente, a proteína H-NOX pode ser usada como substituinte das células vermelhas do sangue para o tratamento de trauma (por ex., campo de batalha, assistência em catástrofes, ou acidentes), hemorragias, choque hemorrágico, cirurgia (por ex., cirurgia de aneurisma abdominal, cirurgia ortopédica, tal como cirurgia substituição de quadril, ou qualquer outras cirurgia que produza alta perda de sangue), hemodiluição, usos de extensão do sangue (por ex., suplementando autodoação), e qualquer outra situação onde volume de sangue é perdido ou capacidade de transportar O2 é reduzida. Os exemplos de aplicações tratamento de lesões inclui reparação de lesão pós-radiação (por ex., efeito hiperbárico do oxigênio), pós-cirurgia reparadora, reparação de úlcera diabética, e lesões de queimadura.[000255] H-NOX proteins in particular, which include polymeric H-NOX proteins, can be selected for such applications based on the desired O2 association rate, O2 dissociation rate, O2 dissociation constant for binding, NO stability, NO reactivity, rate of autoxidation, plasma retention time, or any combination of two or more of the foregoing for the particular indication being treated. H-NOX proteins can be used to treat cardiovascular disease, neurological disease, tumor hypoxia, blood loss, or injuries. For example, an O2- bond of the H-NOX protein can be used in most situations where red blood or plasma cell expanders are currently used. Specifically, the H-NOX protein can be used as a red blood cell replacement for the treatment of trauma (e.g., battlefield, disaster relief, or accident), hemorrhage, hemorrhagic shock, surgery (e.g., abdominal aneurysm surgery, orthopedic surgery, such as hip replacement surgery, or any other surgery that produces high blood loss), hemodilution, blood extension uses (e.g., supplementing self-donation), and any other situation where volume of blood is lost or capacity to transport O2 is reduced. Examples of injury treatment applications include post-radiation injury repair (e.g., hyperbaric effect of oxygen), post-reconstructive surgery, diabetic ulcer repair, and burn injuries.

[000256] Uma ligação de oxigênio da H-NOX polimérico pode também ser usada para aumentar temporariamente o transporte de O2 durante ou após pré-doação de sangue autólogo antes de devolver o sangue autólogo a um indivíduo (tal como uma substituição para o sangue que é removido durante procedimentos cirúrgicos onde o sangue do indivíduo é removido e guardado para reinfusão no fim da cirurgia ou durante a recuperação). Em algumas modalidades, a proteínas H-NOX também funciona como simples expansor de volume que fornece pressão oncótica devido à presença de grande molécula de proteína H- NOX.[000256] An oxygen bond of polymeric H-NOX can also be used to temporarily increase O2 transport during or after pre-donation of autologous blood before returning autologous blood to an individual (such as a replacement for blood that is removed during surgical procedures where the individual's blood is removed and saved for reinfusion at the end of surgery or during recovery). In some embodiments, the H-NOX proteins also function as a simple volume expander that provides oncotic pressure due to the presence of a large H-NOX protein molecule.

[000257] Porque a distribuição na vascularização extracelular da proteína H-NOX não é limitada pelo tamanho da células vermelhas do sangue, as proteínas H-NOX poliméricas da presente invenção podem ser usado para transportar O2 até as áreas onde as células vermelhas do sangue não podem chegar. Estas áreas podem inclui qualquer tecido nas áreas que estão localizadas a jusante de obstruções para fluxo de células vermelhas do sangue, tais como as áreas a jusante de um ou mais de um trombo, oclusões de células falciformes, oclusões arteriais, oclusões periféricas vasculares, balões angioplásticos, instrumentos cirúrgicos, tecidos que estão sofrendo de falta do oxigênio ou estão hipóxico, e similares. Além disso, todos os tipos de tecidos isquêmicos podem ser tratados usando proteínas H-NOX. Tais tecidos isquêmicos incluem, por exemplo, isquemia perioperativa, derrame, derrame emergente, ataques isquêmicos transitórios, atordoamento miocárdico e hibernação, angina aguda ou instável, angina emergente, e infarto do miocárdio (por ex., elevação do segmento ST do infarto do miocárdio). Outros exemplos de indicações cardiovasculares que podem ser tratados uso da proteínas H-NOX inclui cardioplegia e anemia da célula falciforme. Exemplo de indicações inclui condições de deficiência funcional da hemoglobina, tais como onde substituto do sangue ou transportador de O2 é indicado, que inclui perda de sangue, hipóxia, etc.[000257] Because the distribution in the extracellular vasculature of the H-NOX protein is not limited by the size of the red blood cells, the polymeric H-NOX proteins of the present invention can be used to transport O2 to areas where red blood cells do not can arrive. These areas may include any tissue in areas that are located downstream of obstructions to red blood cell flow, such as areas downstream of one or more thrombus, sickle cell occlusions, arterial occlusions, peripheral vascular occlusions, balloons angioplastics, surgical instruments, tissues that are suffering from lack of oxygen or are hypoxic, and the like. Furthermore, all types of ischemic tissues can be treated using H-NOX proteins. Such ischemic tissues include, for example, perioperative ischemia, stroke, emergent stroke, transient ischemic attacks, myocardial stunning and hibernation, acute or unstable angina, emergent angina, and myocardial infarction (e.g., ST-segment elevation myocardial infarction ). Other examples of cardiovascular indications that can be treated using H-NOX proteins include cardioplegia and sickle cell anemia. Example indications include conditions of functional deficiency of hemoglobin such as where blood substitute or O2 transporter is indicated, which includes blood loss, hypoxia, etc.

[000258] As proteínas H-NOX, que inclui proteínas H-NOX poliméricas, podem também ser usadas como um complemento com radiação ou quimioterapia para o tratamento de câncer. Em algumas modalidades, uma proteína H-NOX é usada como uma terapia de radiação adjuvante em tumores sólidos (por ex., indivíduos com pobre prognóstico pré-metastática) ou como uma terapia PDT adjuvante em tumores de superfície (por ex., câncer de cólon, pulmões, ou pele, ou câncer em outra superfície ou locação inacessível). As proteínas H-NOX podem ser usadas para tratar anemia pela disponibilização de, além disso, capacidade de transportar oxigênio em paciente que está sofrendo de anemia. Os exemplos de indicações neurológica incluem o derrame isquêmico, lesão cerebral traumática, e leão da espinha dorsal. Os métodos e composições são aplicáveis tanto em situações agudas (a disponibilização rápida de oxigênio aos tecidos ou a um sítio específico, por ex., infarto agudo do miocárdio, oxigenação aguda de tecido local ou sistêmica, ou transfusão de sangue), e crônica (por ex., recuperação pós infarto aguda cardíaco agudo).[000258] H-NOX proteins, which include polymeric H-NOX proteins, can also be used as a complement to radiation or chemotherapy for the treatment of cancer. In some embodiments, an H-NOX protein is used as an adjuvant radiation therapy in solid tumors (e.g., individuals with poor pre-metastatic prognosis) or as an adjuvant PDT therapy in surface tumors (e.g., breast cancer). colon, lungs, or skin, or cancer on another inaccessible surface or location). H-NOX proteins can be used to treat anemia by providing the ability to transport oxygen to a patient who is suffering from anemia. Examples of neurological indications include ischemic stroke, traumatic brain injury, and spinal cord injury. The methods and compositions are applicable in both acute (rapid delivery of oxygen to tissues or a specific site, e.g., acute myocardial infarction, acute local or systemic tissue oxygenation, or blood transfusion) and chronic ( e.g., recovery after acute cardiac infarction).

[000259] Em um aspecto em particular, a invenção fornece métodos de uso das proteínas H-NOX para transportar O2 o tumores cerebrais (por ex., a glioblastoma). Em algumas modalidades, a administração de H-NOX é usada como um complemento para a terapia de radiação ou quimioterapia. Em algumas modalidades, a invenção fornece métodos para tratar um câncer no cérebro (por ex., a glioblastoma) em um indivíduo pela administração de uma dose efetiva de uma proteína H- NOX e a administração de uma dose efetiva de radiação a um indivíduo. Em algumas modalidades, a invenção fornece métodos para reduzir crescimento do tumor cerebral (por ex., crescimento do glioblastoma) em um indivíduo pela administração de uma dose efetiva de uma proteína H-NOX e a administração de uma dose efetiva de radiação a um indivíduo. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é a proteína H-NOX polimérica (por ex., uma proteína H-NOX trimérica). Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger um ou mais de um domínio H-NOX caracterizado pelo fato de abranger a mutação em uma posição correspondente a L144 de H-NOX de T. tengcongensis. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger um ou mais de um domínio H-NOX caracterizado pelo fato de abranger a mutação correspondente à mutação de L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger um ou mais de um Domínio H-NOX caracterizado pelo fato de abranger a mutação nas posições correspondente a W9 e L144 de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger um ou mais de um Domínio H-NOX caracterizado pelo fato de abranger mutações correspondente a uma Mutação de W9F/ L144F de H-NOX de T. tengcongensis . Em algumas modalidades, o domínio H-NOX é um domínio H-NOX humano. Em algumas modalidades, o domínio H- NOX é um domínio H-NOX canino. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do L144F. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizado pelo fato de abranger um Domínio H-NOX do T. tengcongensis do W9F/L144F e um domínio foldon.[000259] In one particular aspect, the invention provides methods of using H-NOX proteins to transport O2 to brain tumors (e.g., glioblastoma). In some embodiments, administration of H-NOX is used as an adjunct to radiation therapy or chemotherapy. In some embodiments, the invention provides methods for treating brain cancer (e.g., glioblastoma) in an individual by administering an effective dose of an H-NOX protein and administering an effective dose of radiation to an individual. In some embodiments, the invention provides methods for reducing brain tumor growth (e.g., glioblastoma growth) in an individual by administering an effective dose of an H-NOX protein and administering an effective dose of radiation to an individual. . In some embodiments, the H-NOX protein is polymeric H-NOX protein (e.g., a trimeric H-NOX protein). In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of one H-NOX domain characterized by the fact that it encompasses the mutation in a position corresponding to L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of one H-NOX domain characterized by the fact that it encompasses the mutation corresponding to the T. tengcongensis H-NOX L144F mutation. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of one H-NOX Domain characterized by the fact that it encompasses the mutation in the positions corresponding to W9 and L144 of H-NOX of T. tengcongensis. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more of an H-NOX Domain characterized by the fact that it encompasses mutations corresponding to a T. tengcongensis H-NOX W9F/L144F Mutation. In some embodiments, the H-NOX domain is a human H-NOX domain. In some embodiments, the H-NOX domain is a canine H-NOX domain. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis H-NOX Domain of L144F. In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses a W9F/L144F T. tengcongensis H-NOX domain and a foldon domain.

[000260] Em várias modalidades, a invenção características um método de transporte de O2 a um indivíduo (por ex., um mamífero, tais como um primata (por ex., um humano, um macaco, um gorila, um símio, um lêmure, etc.), um bovino, um equino, um porcino, um canino, ou um felino) pela administração a um indivíduo que necessita da mesma proteína H-NOX tipo selvagem ou mutante, que inclui a proteína H-NOX polimérica em uma quantidade suficiente para transportar O2 a um indivíduo. Em algumas modalidades, a invenção fornece métodos de veiculação ou transporte de gás de sangue a um indivíduo tal como um mamífero, caracterizada pelo fato de abranger a etapa de transporte (por ex., transfusão, etc.) ao sangue do indivíduo (por ex., um mamífero) um ou mais de um das composições de H-NOX. Métodos para fornecer transportadores de O2 ao sangue ou tecidos (por ex., sangue ou tecidos de mamífero) são conhecidos no estado da técnica. Em várias modalidades, a proteína H-NOX é uma apoproteína que é capaz de ligação de heme ou é uma holoproteína com heme ligado. A proteína H- NOX pode ou pode não tem heme ligado antes de a administração da proteína H-NOX a um indivíduo. Em algumas modalidades, O2 é ligado a uma proteína H-NOX antes de ser transportado a um indivíduo. Em outras modalidades, O2 não é ligado a uma proteína H-NOX antes de a administração da proteína a um indivíduo, e a proteína H-NOX transporta O2 de uma localização no indivíduo a outras localizações no indivíduo.[000260] In various embodiments, the invention features a method of transporting O2 to an individual (e.g., a mammal, such as a primate (e.g., a human, a monkey, a gorilla, an ape, a lemur , etc.), a bovine, an equine, a porcine, a canine, or a feline) by administration to an individual in need of the same wild-type or mutant H-NOX protein, which includes the polymeric H-NOX protein in an amount enough to transport O2 to an individual. In some embodiments, the invention provides methods of delivering or transporting blood gas to an individual such as a mammal, characterized by the fact that it encompasses the step of transportation (e.g., transfusion, etc.) to the individual's blood (e.g. ., a mammal) one or more of one of the H-NOX compositions. Methods for delivering O2 carriers to blood or tissues (e.g., mammalian blood or tissues) are known in the art. In various embodiments, the H-NOX protein is an apoprotein that is capable of heme binding or is a holoprotein with bound heme. The H-NOX protein may or may not have heme bound prior to administration of the H-NOX protein to an individual. In some embodiments, O2 is linked to an H-NOX protein before being transported to an individual. In other embodiments, O2 is not bound to an H-NOX protein prior to administration of the protein to an individual, and the H-NOX protein transports O2 from one location in the individual to other locations in the individual.

[000261] As proteínas H-NOX tipo selvagem e mutante, que incluem proteínas H-NOX poliméricas, com uma KD relativamente baixa para O2 (tais como inferior a aproximadamente 80 nM ou inferior a aproximadamente 50 nM) espera-se que sejam particularmente úteis para tratar tecidos com baixa tensão de oxigênio (tais como tumores, algumas lesões, ou outras áreas onde a tensão de oxigênio é muito baixa, tais como uma p50 abaixo 1 mm Hg). A alta afinidade de tais proteínas H-NOX pelo O2 pode aumentar a duração de tempo em que o O2 permanece ligado a uma proteína H-NOX, pelo presente reduzindo a quantidade de O2 que é liberado antes da proteína H-NOX chegue ao tecido a ser tratado.[000261] Wild-type and mutant H-NOX proteins, which include polymeric H-NOX proteins, with a relatively low KD for O2 (such as less than approximately 80 nM or less than approximately 50 nM) are expected to be particularly useful to treat tissues with low oxygen tension (such as tumors, some lesions, or other areas where oxygen tension is very low, such as a p50 below 1 mm Hg). The high affinity of such H-NOX proteins for O2 may increase the length of time that O2 remains bound to an H-NOX protein, thereby reducing the amount of O2 that is released before the H-NOX protein reaches the tissue at hand. to be treated.

[000262] Em algumas modalidades para o transporte direto de uma proteína H-NOX com ligado O2 a um sítio em particular no corpo (tais como um glioblastoma), o koff para O2 é mais importante que o valor de kD porque O2já está ligado à proteína (que torna o kon menos importante) e oxigênio necessita ser liberado em ou perto de um sítio em particular no corpo (em uma taxa influenciada pelo koff). Em algumas modalidades, o koff pode também ser importante quando as proteínas H-NOX estão na presença de células vermelhas na circulação, onde eles facilitar difusão de O2 das células vermelhas, e talvez prolongando a habilidade diluída das células vermelhas para transportar O2 a pontos adicionais não vascularizados.[000262] In some embodiments for direct transport of an O2-bound H-NOX protein to a particular site in the body (such as a glioblastoma), the koff for O2 is more important than the kD value because O2 is already bound to the protein (which makes kon less important) and oxygen needs to be released at or near a particular site in the body (at a rate influenced by koff). In some embodiments, the koff may also be important when H-NOX proteins are in the presence of red cells in the circulation, where they facilitate diffusion of O2 from the red cells, and perhaps prolonging the dilute ability of the red cells to transport O2 to additional points. non-vascularized.

[000263] Em algumas modalidades para o transportador da proteína H-NOX que circula na corrente sanguínea de um indivíduo, a proteína H-NOX liga o O2 nos pulmões e libere O2 em um ou mais de um sítio no corpo. For algumas destas aplicações, o valor kD é mais importante que o koff desde que a ligação de O2 está em ou perto do equilíbrio. Em algumas modalidades por extrema hemodiluição, o kD é mais importante que o koff quando a proteína H-NOX é o principal transportador de O2 porque uma proteína H-NOX vai ligar e liberar O2 continuamente já que viaja através da circulação. Desde que hemoglobina possui uma p50 de 14 mm Hg, as células vermelhas (as quais atuam como capacitores) tem um p50 de ~30 mm Hg, e HBOCs tem sido desenvolvido com variações entre 5 mm Hg e 90 mm Hg, a ótima variação de KD para as proteínas H-NOX pode, por essa razão, estar entre ~2 mm Hg a ~100 mm Hg para algumas aplicações.[000263] In some embodiments for the H-NOX protein transporter that circulates in an individual's bloodstream, the H-NOX protein binds O2 in the lungs and releases O2 at one or more than one site in the body. For some of these applications, the kD value is more important than the koff since O2 binding is at or near equilibrium. In some extreme hemodilution embodiments, kD is more important than koff when the H-NOX protein is the main O2 transporter because an H-NOX protein will bind and release O2 continually as it travels through the circulation. Since hemoglobin has a p50 of 14 mm Hg, red blood cells (which act as capacitors) have a p50 of ~30 mm Hg, and HBOCs have been developed with ranges between 5 mm Hg and 90 mm Hg, the optimal range of KD for H-NOX proteins can therefore be between ~2 mm Hg to ~100 mm Hg for some applications.

[000264] As proteínas H-NOX poliméricas podem também ser usadas para uma imagem. Em particular, a luz da imagem (por ex., tomografia de coerência óptica; veja, por exemplo, Villard, J. W. (2002). Circulation 105:1843-1849, o qual é incorporado por referência em sua integridade particularmente com relação à tomografia de coerência óptica) é ofuscada pelos eritrócitos. Perfusão com uma solução de H-NOX possibilita imagens mais claras da circulação e das paredes dos vasos porque a proteína H-NOX é muito menor que os eritrócitos.[000264] Polymeric H-NOX proteins can also be used for imaging. In particular, imaging light (e.g., optical coherence tomography; see, e.g., Villard, J. W. (2002). Circulation 105:1843-1849, which is incorporated by reference in its entirety particularly with respect to tomography optical coherence) is overshadowed by erythrocytes. Perfusion with an H-NOX solution allows clearer images of the circulation and vessel walls because the H-NOX protein is much smaller than erythrocytes.

[000265] Proteínas H-NOX, que inclui proteínas H-NOX poliméricas, e composições farmacêuticas da invenção podem ser administrada a um indivíduo por qualquer meio convencional, tal como por administração oral, topical, intraocular, intratecal, intrapulmonar, intratraqueal, ou aerossol; por absorção transdermal ou da membrana mucosa; ou por injeção (por ex., injeção subcutânea, intravenosa, intra-arterial, intravesicular, ou intramuscular). As proteínas H-NOX podem também ser incluídas em soluções parenterais de grande volume para uso como substitutos do sangue. Em exemplo de modalidades, a proteína H-NOX é administrada ao sangue (por ex., administração a um vaso sanguíneo tal como uma veia, artéria, ou capilar), uma lesão, um tumor, um tecido hipóxico, ou um órgão hipóxico de um indivíduo.[000265] H-NOX proteins, which includes polymeric H-NOX proteins, and pharmaceutical compositions of the invention can be administered to an individual by any conventional means, such as by oral, topical, intraocular, intrathecal, intrapulmonary, intratracheal, or aerosol administration. ; by transdermal or mucous membrane absorption; or by injection (e.g., subcutaneous, intravenous, intra-arterial, intravesicular, or intramuscular injection). H-NOX proteins can also be included in large volume parenteral solutions for use as blood substitutes. In exemplary embodiments, the H-NOX protein is administered to the blood (e.g., administration to a blood vessel such as a vein, artery, or capillary), a lesion, a tumor, a hypoxic tissue, or a hypoxic organ of an individual.

[000266] Em algumas modalidades, uma liberação sustentável contínua da formulação da composição é usado. Administração de uma proteína H-NOX pode ocorrer, por ex., por um período de segundos a horas dependendo do fim da administração. Por exemplo, como um veículo que transportar sangue, um exemplo de tempo curso de administração é o mais rápido possível. Outros exemplos de curso de tempo inclui aproximadamente qualquer um de 10, 20, 30, 40, 60, 90, ou 120 minutos. Exemplo de taxa de infusões para soluções de H-NOX como substituições do sangue são de aproximadamente 30 mL/hora a aproximadamente 13,260 mL/hora, tal como aproximadamente 100 mL/hora a aproximadamente 3,000 mL/hora. Um exemplo da dose total de Proteína H-NOX é aproximadamente 900 mg/kg administrada por mais de 20 minutos em 13,260 mL/hora. Um exemplo de total dose de proteína H-NOX para um suíno é de aproximadamente 18,9 gramas.[000266] In some embodiments, a continuous sustainable release of the composition formulation is used. Administration of an H-NOX protein can occur, for example, over a period of seconds to hours depending on the end of administration. For example, as a vehicle that transports blood, an example of administration time is as quick as possible. Other time course examples include approximately any one of 10, 20, 30, 40, 60, 90, or 120 minutes. Example infusion rates for H-NOX solutions as blood replacements are approximately 30 mL/hour to approximately 13,260 mL/hour, such as approximately 100 mL/hour to approximately 3,000 mL/hour. An example of a total dose of H-NOX Protein is approximately 900 mg/kg administered over 20 minutes at 13,260 mL/hour. An example of a total dose of H-NOX protein for a pig is approximately 18.9 grams.

[000267] Exemplo de frequências de dosagem inclui, mas não se limita a, pelo menos 1, 2, 3, 4, 5, 6, ou 7 vezes (ou seja, diariamente) a semana. Em algumas modalidades, uma proteína H-NOX é administrada pelo menos 2, 3, 4, ou 6 vezes por dia. A proteína H-NOX pode ser administrada, por ex., durante um período de poucos dias ou semanas. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX é administrada por um período mais longo, tais como por poucos meses ou anos. A frequência de dosagem da composição pode ser ajustas no curso do tratamento baseando-se no julgamento da administração médica.[000267] Example dosage frequencies include, but are not limited to, at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7 times (i.e., daily) a week. In some embodiments, an H-NOX protein is administered at least 2, 3, 4, or 6 times per day. The H-NOX protein can be administered, for example, over a period of a few days or weeks. In some embodiments, the H-NOX protein is administered for a longer period, such as a few months or years. The dosage frequency of the composition may be adjusted over the course of treatment based on the judgment of medical administration.

[000268] Em algumas modalidades da invenção, a proteína H-NOX (por ex., a proteína H-NOX polimérica) é usada como um complemento para a terapia de radiação ou quimioterapia. Por exemplo, para o tratamento de glioblastoma. Em algumas modalidades, a H-NOX é administrada a um indivíduo qualquer de pelo menos 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 horas antes administração da radiação ou quimioterapia. Em algumas modalidades, a radiação é irradiação X. Em algumas modalidades, a dose de irradiação X é qualquer de aproximadamente 0,5 gy a aproximadamente 75 gy. Em algumas modalidades, o ciclo de administração de H-NOX e administração de radiação são repetidos qualquer um entre uma, duas, três, quatro, cinco ou seis vezes. Em algumas modalidades, o ciclo de administração de H-NOX e administração de radiação são repetidos após qualquer um entre aproximadamente uma semana, duas semanas, três semanas, quatro semanas, cinco semanas ou seis semanas. Em algumas modalidades, a terapia de administração de H-NOX e radiação são usadas em conjunção com outras terapias; por exemplo, a quimioterapia.[000268] In some embodiments of the invention, the H-NOX protein (e.g., the polymeric H-NOX protein) is used as a complement to radiation therapy or chemotherapy. For example, for the treatment of glioblastoma. In some embodiments, H-NOX is administered to any individual at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6 hours before administration of radiation or chemotherapy. In some embodiments, the radiation is X-irradiation. In some embodiments, the X-irradiation dose is any from approximately 0.5 gy to approximately 75 gy. In some embodiments, the cycle of H-NOX administration and radiation administration are repeated any one of one, two, three, four, five or six times. In some embodiments, the cycle of H-NOX administration and radiation administration are repeated after any one of approximately one week, two weeks, three weeks, four weeks, five weeks, or six weeks. In some embodiments, H-NOX administration therapy and radiation are used in conjunction with other therapies; for example, chemotherapy.

[000269] Como foi destacado acima, a seleção das quantidades de dosagem para as proteínas H-NOX depende da forma de dosagem utilizada, a frequência e número de administrações, a condição que está sendo tratado, e o fim em particular a ser atingido de acordo com a determinação de técnicos especializados no campo. Em algumas modalidades, de uma dose efetiva de uma proteína H-NOX para administração a humano está entre umas poucas gramas a mais de 350 gramas.[000269] As highlighted above, the selection of dosage amounts for H-NOX proteins depends on the dosage form used, the frequency and number of administrations, the condition being treated, and the particular end to be achieved of according to the determination of specialized technicians in the field. In some embodiments, an effective dose of an H-NOX protein for administration to a human is between a few grams to more than 350 grams.

[000270] Em algumas modalidades, duas ou mais de duas proteínas H-NOX diferentes são administrada simultaneamente,sequencialmente, ou concorrentemente. Em algumas modalidades, outros compostos ou terapia úteis para transportar O2 são administrados simultaneamente, sequencialmente, ou concorrentemente com a administração de um ou mais de uma proteína H-NOX.[000270] In some embodiments, two or more of two different H-NOX proteins are administered simultaneously, sequentially, or concurrently. In some embodiments, other compounds or therapies useful for transporting O2 are administered simultaneously, sequentially, or concurrently with the administration of one or more of an H-NOX protein.

[000271] Outros exemplos de aplicações terapêuticas para o qual proteínas H-NOX podem ser usadas são descrito por, por ex., Pat. dos EUA Nos. 6.974,795 e 6.432.918, os quais são todos incorporados aqui por referência em sua integridade, particularmente com relação às aplicações terapêuticas para transportadores de O2.[000271] Other examples of therapeutic applications for which H-NOX proteins can be used are described by, e.g., Pat. US Nos. 6,974,795 and 6,432,918, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with respect to therapeutic applications for O2 transporters.

Kits com Proteínas H-NOXKits with H-NOX Proteins

[000272] Também são fornecidos artigos de fabricação e kits que incluem qualquer uma das proteínas H-NOX aqui descritas que incluem proteínas H-NOX poliméricas, e embalagens adequadas. Em algumas modalidades, a invenção é caracterizada pelo fato de incluir um kit com (i) a proteína H-NOX (tais como uma proteína H-NOX tipo selvagem ou mutante aqui descrita ou formulações das mesmas como aqui é descrita) e (ii) instruções para usar o kit para transportar O2 a um indivíduo. Em várias modalidades, a invenção apresenta um kit com (i) uma proteína H-NOX (tal como uma proteína H-NOX tipo selvagem ou mutante aqui descrita ou formulações das mesmas como aqui é descrito) e (ii) instruções para uso do kit para qualquer um dos usos industriais aqui descritos (por ex., uso de uma proteína H-NOX como uma referência padrão para instrumentação analítica que necessita tal referência padrão, aumento do crescimento de célula em cultivo de célula para manutenção ou aumento dos níveis de O2 in vitro, adição de O2 a uma solução, ou remoção de O2 de uma solução).[000272] Articles of manufacture and kits that include any of the H-NOX proteins described herein that include polymeric H-NOX proteins, and suitable packaging are also provided. In some embodiments, the invention is characterized by the fact that it includes a kit with (i) the H-NOX protein (such as a wild-type or mutant H-NOX protein described herein or formulations thereof as described herein) and (ii) instructions for using the kit to deliver O2 to an individual. In various embodiments, the invention features a kit with (i) an H-NOX protein (such as a wild-type or mutant H-NOX protein described herein or formulations thereof as described herein) and (ii) instructions for use of the kit for any of the industrial uses described herein (e.g., use of an H-NOX protein as a standard reference for analytical instrumentation requiring such a standard reference, enhancing cell growth in cell culture to maintain or increase O2 levels in vitro, addition of O2 to a solution, or removal of O2 from a solution).

[000273] Em algumas modalidades, os kits são fornecidos para uso no tratamento de câncer cerebral (por ex., glioblastoma). Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX polimérica. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger de uma dose efetiva da proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger dois ou mais de dois domínios H- NOX tipo selvagem ou mutante. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger de uma dose efetiva da proteína H- NOX monomérica recombinante caracterizada pelo fato de abranger a tipo selvagem ou domínio H-NOX mutante e um domínio de polimerização como aqui é descrito. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger a mutação correspondente para mutação de um H-NOX T. tengcongensis L144F e um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger a mutação correspondente a uma mutação W9F/L144F do H- NOX T. tengcongensis e um domínio de trimerização. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger domínios H-NOX humanos. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX trimérica é caracterizada pelo fato de abranger domínios H-NOX caninos. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H-NOX do T. tengcongensis W9F/L144F e um domínio foldon. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de abranger uma proteína H-NOX trimérica caracterizada pelo fato de abranger três monômeros, cada monômero caracterizada pelo fato de abranger um domínio H- NOX do T. tengcongensis L144F e um domínio foldon.[000273] In some embodiments, kits are provided for use in treating brain cancer (e.g., glioblastoma). In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses a polymeric H-NOX protein. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it comprises an effective dose of the polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it comprises two or more of two wild-type or mutant H-NOX domains. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it comprises an effective dose of the recombinant monomeric H-NOX protein characterized by the fact that it comprises the wild type or mutant H-NOX domain and a polymerization domain as described herein. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses the corresponding mutation for a T. tengcongensis L144F H-NOX mutation and a domain of trimerization. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses the mutation corresponding to a W9F/L144F mutation of the H-NOX T. tengcongensis and a trimerization domain. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses human H-NOX domains. In some embodiments, the trimeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses canine H-NOX domains. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis W9F/L144F H-NOX domain and a foldon domain. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it encompasses a trimeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses three monomers, each monomer characterized by the fact that it encompasses a T. tengcongensis L144F H-NOX domain and a foldon domain.

[000274] Adequados embalagem for composições aqui descritos são conhecidos no estado da técnica, e inclui, por exemplo, frascos (por ex., frascos selados), vasos, ampolas, garrafas, potes, flexível embalagem (por ex., selado Mylar ou sacolas de plástico), e similares. Estes artigos de fabricação podem adicionalmente ser esterilizados e/ou selados. Também são fornecidos forma de dosagens unitárias caracterizada pelo fato de abranger as composições aqui descritas. Estas formas de dosagens unitárias podem ser armazenadas em adequadas embalagens em unidades dosagens únicas ou múltiplas e podem também ser adicionalmente esterilizadas e seladas. As instruções fornecidas nos kits da invenção são tipicamente instruções por escrito em uma etiqueta ou bula (por ex., uma folha de papel incluída no kit), mas instruções legíveis por máquina (por ex., instruções incluídas em um disco magnético ou óptico de armazenamento) são também aceitáveis. As instruções referentes ao uso das proteínas H-NOX geralmente inclui informações como dosagem, programa de dosagem, e roteiro de administração para um tratamento ou uso industrial. O kit pode, além disso, abranger a descrição de seleção de indivíduos ou tratamento adequados.[000274] Suitable packaging for compositions described herein are known in the art, and include, for example, vials (e.g., sealed vials), vessels, ampoules, bottles, jars, flexible packaging (e.g., sealed Mylar or plastic bags), and the like. These articles of manufacture may additionally be sterilized and/or sealed. Unit dosage forms characterized by the fact that they encompass the compositions described herein are also provided. These unit dosage forms can be stored in suitable single or multiple dosage unit packaging and can also be further sterilized and sealed. The instructions provided in kits of the invention are typically written instructions on a label or leaflet (e.g., a sheet of paper included in the kit), but machine-readable instructions (e.g., instructions included on a magnetic or optical disk of storage) are also acceptable. Instructions regarding the use of H-NOX proteins generally include information such as dosage, dosage schedule, and administration script for a treatment or industrial use. The kit may, in addition, cover the description of selection of appropriate individuals or treatment.

[000275] O recipiente pode ser de doses de unidade, pacotes a granel (por ex., multidose pacotes) ou doses de subunidade. Por exemplo, kits podem também ser fornecidos que contêm suficientes doses das proteínas H-NOX aqui mencionada para fornecer efetivo tratamento para um indivíduo por um período prolongado, tal como aproximadamente qualquer um entre de semana, 2 semanas, 3 semanas, 4 semanas, 6 semanas, 8 semanas, 3 meses, 4 meses, 5 meses, 6 meses, 7 meses, 8 meses, 9 meses, ou mais. Os kits podem também incluir múltiplas unidades de doses das proteínas H-NOX e instruções de uso e embalagens com quantidades suficientes por armazenamento e uso em farmácias, por exemplo, farmácias de hospital e farmácias de manipulação. Em algumas modalidades, o kit é caracterizado pelo fato de incluir uma composição seca (por ex., liofilizada) que pode ser reconstituída, ressuspenso, ou reidratado para formar geralmente uma suspensão aquosa estável de proteína H-NOX. Exemplo de Métodos para Produção das proteínas H-NOX[000275] The container may be unit doses, bulk packages (e.g., multidose packages) or subunit doses. For example, kits may also be provided that contain sufficient doses of the H-NOX proteins mentioned herein to provide effective treatment for an individual for an extended period, such as approximately anywhere between a week, 2 weeks, 3 weeks, 4 weeks, 6 weeks. weeks, 8 weeks, 3 months, 4 months, 5 months, 6 months, 7 months, 8 months, 9 months, or more. Kits may also include multiple dose units of H-NOX proteins and instructions for use and packaging with sufficient quantities for storage and use in pharmacies, for example, hospital pharmacies and compounding pharmacies. In some embodiments, the kit is characterized by the fact that it includes a dry (e.g., lyophilized) composition that can be reconstituted, resuspended, or rehydrated to generally form a stable aqueous suspension of H-NOX protein. Example of Methods for Production of H-NOX Proteins

[000276] A presente invenção também fornece métodos para a produção de qualquer uma das proteínas H-NOX poliméricas como aqui é descrito. Em algumas modalidades, o método envolve cultivo de uma célula que tem um ácido nucleico que codifica a proteína H-NOX polimérica sob as condições adequadas para produção da proteína H- NOX polimérica. Em várias modalidades, a H-NOX polimérica é também purificada (tais como purificação da proteína H-NOX das células ou o meio de cultivo). Em algumas modalidades, o método envolve cultivo de uma célula que tem um ácido nucleico que codifica um monômero da proteína H-NOX caracterizado pelo fato de abranger um domínio H-NOX e um domínio de polimerização. Os monômeros então se associam in vivo ou in vitro para formar uma proteína H-NOX polimérica. A proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger domínios H-NOX heterólogos podem ser geradas pela cointrodução de dois ou mais de dois ácidos nucleicos que codificam proteínas H-NOX monomérica com os desejados domínios H-NOX e onde as duas ou mais de duas proteínas H-NOX monoméricas abrangem o mesmo domínio de polimerização.[000276] The present invention also provides methods for producing any of the polymeric H-NOX proteins as described herein. In some embodiments, the method involves culturing a cell that has a nucleic acid encoding the polymeric H-NOX protein under conditions suitable for producing the polymeric H-NOX protein. In various embodiments, the polymeric H-NOX is also purified (such as purifying the H-NOX protein from cells or the culture medium). In some embodiments, the method involves culturing a cell that has a nucleic acid encoding an H-NOX protein monomer characterized by the fact that it encompasses an H-NOX domain and a polymerization domain. The monomers then associate in vivo or in vitro to form a polymeric H-NOX protein. The polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses heterologous H-NOX domains can be generated by the co-introduction of two or more of two nucleic acids encoding monomeric H-NOX proteins with the desired H-NOX domains and where the two or more of two monomeric H-NOX proteins span the same polymerization domain.

[000277] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica caracterizada pelo fato de abranger domínios H-NOX heterólogos é preparada pela preparação separadamente de proteínas H-NOX poliméricas caracterizada pelo fato de abranger subunidades H-NOX monoméricas homólogas caracterizadas pelo fato de abranger os desejados domínios H-NOX e um domínio de polimerização comum. As diferentes proteínas H-NOX homólogas são misturados na desejada proporção de subunidades H-NOX heterólogas, as proteínas H-NOX poliméricas homólogas são dissociadas (por ex., por calor, desnaturalizado, alto teor de sal, etc.), então permitiu que se associasse para formar proteínas H-NOX poliméricas heterólogas. A mistura de proteínas H-NOX poliméricas heterólogos pode ser adicionalmente purificadas pela seleção pela presença das desejadas subunidades na proporção desejada. Por exemplo, cada diferente H-NOX monômero pode tem um diferente marcador para auxiliar na purificação de proteínas H-NOX poliméricas heterólogas e identificação e quantificação de subunidades heterólogas.[000277] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses heterologous H-NOX domains is prepared by separately preparing polymeric H-NOX proteins characterized by the fact that it encompasses homologous monomeric H-NOX subunits characterized by the fact that it encompasses the desired H-NOX domains and a common polymerization domain. The different homologous H-NOX proteins are mixed in the desired proportion of heterologous H-NOX subunits, the homologous polymeric H-NOX proteins are dissociated (e.g., by heat, denatured, high salt content, etc.), then allowed to associate to form heterologous polymeric H-NOX proteins. The mixture of heterologous polymeric H-NOX proteins can be further purified by screening for the presence of the desired subunits in the desired proportion. For example, each different H-NOX monomer may have a different tag to aid in the purification of heterologous polymeric H-NOX proteins and identification and quantification of heterologous subunits.

[000278] Como foi observado acima, as sequências de várias proteínas H-NOX e ácidos nucleicos tipo selvagem são conhecidos e podem ser usados para gerar domínios H-NOX e ácidos nucleicos mutantes da presente invenção. Técnicas para mutação, expressão, e purificação de proteínas H-NOX recombinantes tem sido descrito por, por ex., Boon, E.M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59 e Karow, D. S. et al. (10 de Agosto de 2004). Biochemistry 43(31):10203- 10211, o qual é pelo presente incorporado por referência em sua integridade, particularmente com relação à mutação, expressão, e purificação de proteínas H-NOX recombinantes. Estas técnicas ou outras técnicas-padrão podem ser usadas para gerar qualquer proteína H-NOX mutante.[000278] As noted above, the sequences of several H-NOX proteins and wild-type nucleic acids are known and can be used to generate H-NOX domains and mutant nucleic acids of the present invention. Techniques for mutation, expression, and purification of recombinant H-NOX proteins have been described by, e.g., Boon, E.M. et al. (2005). Nature Chemical Biology 1:53-59 and Karow, D. S. et al. (August 10, 2004). Biochemistry 43(31):10203- 10211, which is hereby incorporated by reference in its entirety, particularly with respect to mutation, expression, and purification of recombinant H-NOX proteins. These techniques or other standard techniques can be used to generate any mutant H-NOX protein.

[000279] Em particular, as proteínas H-NOX mutantes aqui descritas podem ser geradas por inúmeros métodos que são conhecidos no estado da técnica. A mutação pode ocorrer no nível de aminoácido pela modificação química de um aminoácido ou no nível de códon pela alteração da sequência de nucleotídeo que codifica para um determinado aminoácido. Substituição de um aminoácido em qualquer determinada posição na proteína pode ser atingida pela alteração do códon que codifica o aminoácido. Isso pode ser cumprido pela mutagênese sítio específico usando, por exemplo: (i) a técnica Amersham (kit de mutagênese Amersham, Amersham, Inc., Clevel e, Ohio) baseadas nos métodos de Taylor, J.W. et al. (December 20, 1985). Nucleic Acids Res. 13(24):8749-8764; Taylor, J.W. et al. (December 20, 1985). Nucleic Acids Res. 13(24):8765-8785;Nakamaye, K. L. et al. (December 22, 1986). Nucleic Acids Res.14(24):9679-9698; and Dente et al. (1985). in DNA Cloning, Glover, Ed., IRL Press, pages 791-802, (ii) the Promega kit (Promega Inc., Madison, Wis.), or (iii) the Biorad kit (Biorad Inc., Richmond, Calif.), based on the methods of Kunkel, T. A. (January 1985). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82(2):488-492; Kunkel, T. A. (1987). Methods Enzymol. 154:367-382; Kunkel, U.S. Pat. No. 4,873,192, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades, particularmente com relação à mutagênese de proteínas. Mutagênese pode também ser cumprido por outros meios disponíveis ou não comercialmente, tais como aquelas que utilizem mutagênese sítio-específica com oligonucleotídeos mutantes.[000279] In particular, the mutant H-NOX proteins described here can be generated by numerous methods that are known in the art. Mutation can occur at the amino acid level by chemical modification of an amino acid or at the codon level by changing the nucleotide sequence that codes for a particular amino acid. Substitution of an amino acid at any given position in the protein can be achieved by changing the codon that codes for the amino acid. This can be accomplished by site-specific mutagenesis using, for example: (i) the Amersham technique (Amersham mutagenesis kit, Amersham, Inc., Cleveland, Ohio) based on the methods of Taylor, J.W. et al. (December 20, 1985). Nucleic Acids Res. 13(24):8749-8764; Taylor, J. W. et al. (December 20, 1985). Nucleic Acids Res. 13(24):8765-8785;Nakamaye, K. L. et al. (December 22, 1986). Nucleic Acids Res.14(24):9679-9698; and Dente et al. (1985). in DNA Cloning, Glover, Ed., IRL Press, pages 791-802, (ii) the Promega kit (Promega Inc., Madison, Wis.), or (iii) the Biorad kit (Biorad Inc., Richmond, Calif. ), based on the methods of Kunkel, T. A. (January 1985). Proc. Natl. academic Sci USA 82(2):488-492; Kunkel, T. A. (1987). Methods Enzymol. 154:367-382; Kunkel, U.S. Pat. No. 4,873,192, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with respect to protein mutagenesis. Mutagenesis can also be accomplished by other available or non-commercial means, such as those using site-specific mutagenesis with mutant oligonucleotides.

[000280] Mutagênese sítio-específica pode também ser obtido usando mutagênese baseada em PCR tais como que descrito em Zhengbin et al. (1992). páginas 205-207 em PCR Methods and Applications, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York; Jones, D. H. et al. (February 1990). Biotechniques 8(2):178-183; Jones, D. H. et al. (January 1991). Biotechniques 10(1):62-66, os quais são todos incorporados aqui por referência em suas integridades, particularmente com relação a mutagênese de proteínas. Mutagênese sítio-específica pode também ser obtido usando cassete mutagênese com técnicas que são conhecidos dos conhecedores do estado da arte.[000280] Site-specific mutagenesis can also be achieved using PCR-based mutagenesis such as that described in Zhengbin et al. (1992). pages 205-207 in PCR Methods and Applications, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York; Jones, D.H. et al. (February 1990). Biotechniques 8(2):178-183; Jones, D.H. et al. (January 1991). Biotechniques 10(1):62-66, all of which are incorporated herein by reference in their entirety, particularly with respect to protein mutagenesis. Site-specific mutagenesis can also be achieved using cassette mutagenesis with techniques that are known to those skilled in the art.

[000281] Um ácido nucleico H-NOX mutante e/ou domínio de polimerização podem ser incorporado em um vetor, tais como um vetor de expressão, usando técnicas padrão. Por exemplo, enzimas de restrição podem ser usadas para dividir o ácido nucleico H-NOX mutante e o vetor. Então, o compatível finaliza do ácido nucleico H-NOX mutante clivado e o vetor clivado podem ser ligados. O vetor resultante pode ser inserido em uma célula (por ex., uma célula inseto, uma célula vegetal, uma célula de levadura, ou uma célula bacteriana) usando técnicas padrão (por ex., eletroporação) para a expressão da proteína H-NOX codificada.[000281] A mutant H-NOX nucleic acid and/or polymerization domain can be incorporated into a vector, such as an expression vector, using standard techniques. For example, restriction enzymes can be used to cleave the mutant H-NOX nucleic acid and the vector. Then, the compatible ends of the cleaved mutant H-NOX nucleic acid and the cleaved vector can be ligated. The resulting vector can be inserted into a cell (e.g., an insect cell, a plant cell, a yeast cell, or a bacterial cell) using standard techniques (e.g., electroporation) for expression of the H-NOX protein. encoded.

[000282] Em particular, proteínas heterólogas têm sido expressas em inúmeros sistemas de expressão biológica, tais como células de insetos, células vegetais, levadura células, e células bacterianas. Assim, qualquer sistema adequado de expressão biológica da proteína pode ser utilizado para produzir grandes quantidades de proteína H-NOX recombinante. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX (por ex., uma proteína H-NOX mutante ou tipo selvagem) é uma proteína isolada.[000282] In particular, heterologous proteins have been expressed in numerous biological expression systems, such as insect cells, plant cells, yeast cells, and bacterial cells. Thus, any suitable biological protein expression system can be used to produce large quantities of recombinant H-NOX protein. In some embodiments, the H-NOX protein (e.g., a mutant or wild-type H-NOX protein) is an isolated protein.

[000283] Se desejado, as proteínas H-NOX podem ser purificadas usando técnicas padrão. Em algumas modalidades, a proteína é pelo menos aproximadamente 60%, pelo peso, livre de outras componentes que estão presente quando a proteína é produzida. Em várias modalidades, a proteína é pelo menos aproximadamente 75%, 90%, ou 99%, por peso, pura. A proteína purificada pode ser obtida, por exemplo, pela purificação (por ex., extração) de uma fonte natural, um sistema de expressão recombinante, ou a reação mistura para síntese química. Exemplo de métodos de purificação inclui imunoprecipitação, cromatografia de coluna tais como cromatografia de imunoafinidade, purificação de imunoafinidade grânulos magnéticos, e panning com a placa ao anticorpo ligado, assim como também outras técnicas conhecidos pelos experimentados na técnica. A pureza pode ser testada por qualquer método apropriado, por ex., por cromatografia de coluna, eletroforese em gel de poliacrilamida, ou HPLC análise. Em algumas modalidades, a proteína purificada é incorporada em uma composição farmacêutica da invenção ou usada em um método da invenção. A composição farmacêutica da invenção pode ter aditivos, transportadores, ou outros componentes além da proteína purificada.[000283] If desired, H-NOX proteins can be purified using standard techniques. In some embodiments, the protein is at least approximately 60%, by weight, free of other components that are present when the protein is produced. In various embodiments, the protein is at least about 75%, 90%, or 99%, by weight, pure. Purified protein can be obtained, for example, by purification (e.g., extraction) from a natural source, a recombinant expression system, or reaction mixtures for chemical synthesis. Example of purification methods include immunoprecipitation, column chromatography such as immunoaffinity chromatography, magnetic bead immunoaffinity purification, and panning with the bound antibody plate, as well as other techniques known to those skilled in the art. Purity may be tested by any appropriate method, e.g., by column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, or HPLC analysis. In some embodiments, the purified protein is incorporated into a pharmaceutical composition of the invention or used in a method of the invention. The pharmaceutical composition of the invention may have additives, carriers, or other components in addition to the purified protein.

[000284] Em algumas modalidades, a proteína H-NOX polimérica é caracterizada pelo fato de abranger um ou mais de um marcador His6. Uma proteína H-NOX caracterizada pelo fato de abranger pelo menos um marcador His6 pode ser purificada usando cromatografia; por exemplo, usando Ni2+-afinidade cromatografia. Seguinte purificação, o marcador His6 pode ser removido; por exemplo, ao usar uma exopeptidase. Em algumas modalidades, a invenção fornece a proteína H-NOX polimérica purificada, na qual a proteína H-NOX polimérica foi purificada através do uso de um marcador His6. Em algumas modalidades, a proteína H-NOX purificada é tratada com uma exopeptidase para remover os marcadores His6.[000284] In some embodiments, the polymeric H-NOX protein is characterized by the fact that it encompasses one or more than one His6 tag. An H-NOX protein characterized by the fact that it encompasses at least one His6 tag can be purified using chromatography; for example, using Ni2+-affinity chromatography. Following purification, the His6 tag can be removed; for example, when using an exopeptidase. In some embodiments, the invention provides purified polymeric H-NOX protein, in which the polymeric H-NOX protein has been purified through the use of a His6 tag. In some embodiments, the purified H-NOX protein is treated with an exopeptidase to remove the His6 tags.

EXEMPLOSEXAMPLES

[000285] Os exemplos, os quais pretendem ser puramente exemplo da invenção e, por essa razão, não deve ser considerado para limitar a invenção de qualquer maneira, também descrever e detalhar aspectos e modalidades da invenção analisada acima. Os exemplos não pretendem representar que os experimentos abaixo são todos e/ou apenas experimentos realizados. A menos que seja indicado o contrário, a temperatura é em graus Centígrados e pressão está em ou perto da atmosférica.[000285] The examples, which are intended to be purely examples of the invention and, for this reason, should not be considered to limit the invention in any way, also describe and detail aspects and embodiments of the invention analyzed above. The examples are not intended to represent that the experiments below are all and/or only experiments performed. Unless otherwise stated, temperature is in degrees Celsius and pressure is at or near atmospheric.

Exemplo 1. Criação e Expressão da proteína H-NOX trimerizadoExample 1. Creation and Expression of the Trimerized H-NOX Protein

[000286] Para aumentar a meia-vida de circulação da proteína H- NOX, os quiméricos da proteína de fusão foram elaborados para combinar e a sequência H-NOX do Thermoanaerobacter tengcongensis com o domínio de trimerização da proteína do bacteriófago T4 fibritina. Esta estratégia da fusão produz aumento no peso molecular em mais de 3 vezes e é completamente modular (o domínio de trimerização poderia ser adicionado a qualquer sequência H-NOX e mesmo usado para combinar múltiplas sequências H-NOX em um único trímero da molécula).[000286] To increase the circulation half-life of the H-NOX protein, fusion protein chimerics were designed to combine the H-NOX sequence from Thermoanaerobacter tengcongensis with the trimerization domain of the bacteriophage T4 fibritin protein. This fusion strategy produces a more than 3-fold increase in molecular weight and is completely modular (the trimerization domain could be added to any H-NOX sequence and even used to combine multiple H-NOX sequences into a single trimer molecule).

Fusão do domínio foldon ao H-NOXFusion of the foldon domain to H-NOX

[000287] O domínio foldon foi geneticamente fusionado ao C-terminal da sequência H-NOX da Thermoanaerobacter tengcongensis usando três aminoácidos ligantes (Gly-Ser-Gly) entre o sítio de restrição Xho I no C-terminal da H-NOX sequência e a glicina inicial do domínio foldon. A purificação da proteína do marcador His6 foi adicionado ao C-terminal do domínio foldon usando três aminoácidos ligantes (Arg-Gly-Ser) entre o marcador foldon e His6. O DNA e sequência de aminoácidos da proteína de fusão completa são mostrados na Figura 2. A extensão completa proteína de fusão codifica a 229 aminoácidos de proteína com um peso molecular de 26,677 AMU (como um monômero).[000287] The foldon domain was genetically fused to the C-terminus of the H-NOX sequence from Thermoanaerobacter tengcongensis using three amino acid linkers (Gly-Ser-Gly) between the Xho I restriction site in the C-terminus of the H-NOX sequence and the initial glycine of the foldon domain. Purification of the His6 tag protein was added to the C-terminus of the foldon domain using three linker amino acids (Arg-Gly-Ser) between the foldon tag and His6. The DNA and amino acid sequence of the full-length fusion protein are shown in Figure 2. The full-length fusion protein encodes a 229 amino acid protein with a molecular weight of 26,677 AMU (as a monomer).

Construção da sequência da proteína H-NOX-foldon de fusãoConstruction of the H-NOX-foldon fusion protein sequence

[000288] A construção da sequência de fusão H-NOX-foldon foi elaborada para usar restrição endonucleases para cortar o segmento do DNA que codifica o His6 e códon de parada do plasmídeo H-NOX progenitor e substituí-lo com a cassete que codifica a sequência foldon, marcador His6, e códon de parada. DNA que codifica o domínio foldon, marcador His6, e códon de parada flanqueados por sítios de restrição enzima (Xho I no 5' terminal e Hind III no 3' terminal após um marcador His6 e códon de parada) foi comprado do GenScript (Piscataway, NJ). A sequência foi transportada no GenScript vetor de clonagem pUC57.[000288] The construction of the H-NOX-foldon fusion sequence was designed to use restriction endonucleases to cut the segment of DNA encoding His6 and stop codon from the parent H-NOX plasmid and replace it with the cassette encoding the foldon sequence, His6 marker, and stop codon. DNA encoding the foldon domain, His6 tag, and stop codon flanked by enzyme restriction sites (Xho I at the 5' terminus and Hind III at the 3' terminus after a His6 tag and stop codon) was purchased from GenScript (Piscataway, NJ). The sequence was carried into the GenScript pUC57 cloning vector.

[000289] Enzimas de restrição Xho I e Hind III foram usadas para digerir o plasmídeo pUC57 para liberar o fragmento foldon His6 (147 base pairs de comprimento). O pCW um vetor de codifica o L144F variante de Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX foi também digerido com Xho I e Hind III para remover a 48 pares de fragmento de base que codificam o marcador His6 e códon de parada de uma sequência H-NOX. As desejadas reações de digestão de fragmentos da restrição foram isolados pela preparativa eletroforese de gel agarose e os fragmentos de DNA foram purificadas da agarose. Os fragmentos que codificam a H-NOX sequência e marcador foldon His6 foram ligados usando T4 ligase e a reação da ligação foi usado para transformar células E. coli competente. Sequenciamento com a pCW específico sequenciamento iniciador confirmado que um do E. coli clones (clone 3I-A) combinado a/o desejado fusão sequência e codificado a/o completo H-NOX-foldon His6 proteína quimérica (Figura 3A mostra os dados de sequenciamento alinhado com a desejada sequência). A/o clone 3I-A sequência foi renomeada como v01-f002 para designar o vetor pCW (v01) que codificam o L144F H-NOX sequência (002) com o fusionado domínio foldon (f). As sequências T. thermoanaerobacter H- NOX-foldon monômeros de tipo selvagem com e sem marcadores His6 e a sequência de C. lupus H-NOX-foldon monômeros estão apresentados na Figura 3.[000289] Xho I and Hind III restriction enzymes were used to digest the pUC57 plasmid to release the His6 foldon fragment (147 base pairs in length). The pCW a vector encoding the L144F variant of Thermoanaerobacter tengcongensis H-NOX was also digested with Xho I and Hind III to remove the 48 base pairs fragment encoding the His6 tag and stop codon of an H-NOX sequence. The desired restriction fragment digestion reactions were isolated by preparative agarose gel electrophoresis and the DNA fragments were purified from the agarose. The fragments encoding the H-NOX sequence and His6 foldon tag were ligated using T4 ligase and the ligation reaction was used to transform competent E. coli cells. Sequencing with the pCW specific sequencing primer confirmed that one of the E. coli clones (clone 3I-A) combined the desired fusion sequence and encoded the full H-NOX-foldon His6 chimeric protein (Figure 3A shows the sequencing data aligned with the desired sequence). The clone 3I-A sequence was renamed v01-f002 to designate the pCW vector (v01) encoding the L144F H-NOX sequence (002) with the fused foldon domain (f). The wild-type T. thermoanaerobacter H-NOX-foldon monomer sequences with and without His6 tags and the C. lupus H-NOX-foldon monomer sequence are shown in Figure 3.

Expressão e purificação da proteína H-NOX-foldon de fusãoExpression and purification of the H-NOX-foldon fusion protein

[000290] O v01-f002 plasmídeo derivado do pCW vetor progenitor (Gegner, JA & Dahlquist, FW (1991) Proc Natl Acad Sci USA 88, 75075; Muchmore, DC, et al. (1989) Methods Enzymol 177: 44-73) codifica para a expressão do f002 estrutura de leitura aberta pelos múltiplos tac (hybrid trp-lac) promotores. Plasmídeo v01-f002 foi transformado em competente E. coli strain RP523 (Li, JM, et al., (1988) J Bacteriol 170:1021-1025) para eficiente expressão de heme-proteína ligada H- NOX. Expressão foi testada em uma variação de temperaturas de indução (37 °C, 30 °C, 18 °C) e também em Rosetta2 células (Merck Millipore, Darmstadt, Alemanha).[000290] The v01-f002 plasmid derived from the parent vector pCW (Gegner, JA & Dahlquist, FW (1991) Proc Natl Acad Sci USA 88, 75075; Muchmore, DC, et al. (1989) Methods Enzymol 177: 44-73 ) codes for expression of the f002 open reading frame by multiple tac (hybrid trp-lac) promoters. Plasmid v01-f002 was transformed into competent E. coli strain RP523 (Li, JM, et al., (1988) J Bacteriol 170:1021-1025) for efficient expression of H-NOX-linked heme protein. Expression was tested at a range of induction temperatures (37°C, 30°C, 18°C) and also in Rosetta2 cells (Merck Millipore, Darmstadt, Germany).

[000291] Robusta expressão do v01-f002 plasmídeo foi atingido em RP523 células usando uma cultura de entrada inicial durante a noite de Luria Broth suplementada com 100 mg/L Ampicilina e 30 mg/L hemina cultivada em 30 °C. A cultura inicial foi então usado para inocular a 6 L cultura de expressão de Terrific Broth suplementada com 100 mg/L Ampicilina, 30 mg/L hemina, e 1,5% glucose. A cultura de expressão foi cultivada em 30 °C a um OD600 de ~0,5 e então a expressão da proteína foi induzido pela adição de IPTG a uma concentração final de 0,1 mM. Expressão foi continuada em 30 °C durante a noite (24,5 horas de indução) antes células foram coletadas por centrifugação e congelado a -80 °C para purificação.[000291] Robust expression of the v01-f002 plasmid was achieved in RP523 cells using an initial overnight Luria Broth input culture supplemented with 100 mg/L Ampicillin and 30 mg/L hemin grown at 30 °C. The starter culture was then used to inoculate a 6 L Terrific Broth expression culture supplemented with 100 mg/L Ampicillin, 30 mg/L hemin, and 1.5% glucose. The expression culture was grown at 30 °C to an OD600 of ~0.5 and then protein expression was induced by the addition of IPTG to a final concentration of 0.1 mM. Expression was continued at 30°C overnight (24.5 hours of induction) before cells were collected by centrifugation and frozen at -80°C for purification.

[000292] A proteína de fusão foi purificada da célula grânulo expressa usando a tratamento com aquecimento etapa e duas cromatografia etapas. Em primeiro lugar, a célula grânulo expressa foi ressuspensa em 50 mM fosfato de sódio, 500 mM NaCl, 20 mM imidazol, e 5% glicerol tampão a pH 7,9. A solução foi homogeneizada usando um homogeneizador EmulsiFlex C-50 (Avestin, Ottawa, Canada) para lisar as células bacterianas. A célula lisada foi aquecida por 15 minutos a 75 °C para precipitar proteínas não termoestáveis. O precipitado foi removido por centrifugação em 27,000 g por 15 minutos para obter sobrenadante clarificado. O sobrenadante clarificado foi aplicado a HisTrap FastFlow coluna (GE, Piscataway, NJ) para ligar o marcador His6 da proteína de fusão. Proteína ligada foi eluída com um tampão de 50 mM fosfato de sódio, 500 mM NaCl, 250 mM imidazol, e 5% glicerol tampão no pH 7,9. A proteína eluída foi tampão intercambiada em uma 30 mM Trietanolamina, 50 mM NaCl, pH 7.4 tampão for pedido a DEAE Sepharose FastFlow coluna (GE, Piscataway, NJ). A Proteína H-NOX- foldon de fusão circulado através do DEAE coluna, enquanto célula do hospedeiro contaminante e endotoxina foram retidos sobre o coluna. A Proteína H-NOX-foldon de fusão poderia então ser concentrada para armazenamento a -80 °C. Um SDS-PAGE gel que mostra a proteína H- NOX-foldon de fusão em cada estágio do processo de purificação da purificação inicial é mostrados na Figura 4.[000292] The fusion protein was purified from the expressed granule cell using one-step heating treatment and two-step chromatography. First, the expressed granule cell was resuspended in 50 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, 20 mM imidazole, and 5% glycerol buffer at pH 7.9. The solution was homogenized using an EmulsiFlex C-50 homogenizer (Avestin, Ottawa, Canada) to lyse the bacterial cells. The lysed cell was heated for 15 min at 75°C to precipitate non-thermostable proteins. The precipitate was removed by centrifugation at 27,000 g for 15 minutes to obtain clarified supernatant. The clarified supernatant was applied to HisTrap FastFlow column (GE, Piscataway, NJ) to bind the fusion protein His6 tag. Bound protein was eluted with a buffer of 50 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, 250 mM imidazole, and 5% glycerol buffer at pH 7.9. The eluted protein was buffer exchanged into a 30 mM Triethanolamine, 50 mM NaCl, pH 7.4 buffer on a DEAE Sepharose FastFlow column (GE, Piscataway, NJ). The H-NOX-foldon fusion protein circulated through the DEAE column, while contaminating host cell and endotoxin were retained on the column. The H-NOX-foldon fusion Protein could then be concentrated for storage at -80 °C. An SDS-PAGE gel showing the H-NOX-foldon fusion protein at each stage of the purification process from the initial purification is shown in Figure 4.

Caracterização de Proteína de fusão H-NOX-foldon purificadasCharacterization of purified H-NOX-foldon fusion proteins

[000293] Inúmeras técnicas tem sido usadas para caracterizar a proteína H-NOX-foldon purificada. A pureza da proteína purificada final tem sido analisada pelo SDS-PAGE (veja as Figuras 4 e 5). Gel eletroforese mostra que a Proteína H-NOX-foldon de fusão é >95% pura após o tratamento com aquecimento e duas etapas de cromatografia. Sobre a desnaturação SDS-PAGE gel, a Fusão H-NOX-foldon funciona como um monômero com a mobilidade consistente com o peso molecular monomérico de 26,7 kDa.[000293] Numerous techniques have been used to characterize the purified H-NOX-foldon protein. The purity of the final purified protein has been analyzed by SDS-PAGE (see Figures 4 and 5). Gel electrophoresis shows that H-NOX-foldon fusion Protein is >95% pure after heating treatment and two chromatography steps. On the denaturing SDS-PAGE gel, the H-NOX-foldon Fusion functions as a monomer with mobility consistent with the monomeric molecular weight of 26.7 kDa.

[000294] Mais cálculos quantitativos de tamanho da proteína de fusão têm sido obtidos usando tanto LC-MS para determinar a massa exata da unidade monomérica e cromatografia de exclusão analítica do tamanho para calcular o tamanho e dispersão do trímero na solução tampão padrão. A Figura 6 mostra LC-MS análise de Proteína H-NOX-foldon de fusão. A/o LC-MS derivado massa de 26,678 AMU é consistente com a massa prevista de 26,677 AMU para a Fusão H-NOX- foldon monomérica. A Figura 7 mostra cromatografia de exclusão analítica de tamanho usando a Superdex 200 10/300 GL (GE,Piscataway, NJ) coluna e a 30 mM Trietanolamina, 50 mM NaCl, pH 7.4 tampão. Sob condições analíticas SEC, uma fusão H-NOX-foldon permaneceria trimerizadas e o volume de retenção resultante é consistente com o peso molecular previsto de 80,0 kDa para um H-NOX- foldon trímero.[000294] Further quantitative size calculations of the fusion protein have been obtained using both LC-MS to determine the exact mass of the monomeric unit and analytical size exclusion chromatography to calculate the size and dispersion of the trimer in the standard buffer solution. Figure 6 shows LC-MS analysis of Protein H-NOX-foldon fusion. The LC-MS derived mass of 26.678 AMU is consistent with the predicted mass of 26.677 AMU for the monomeric H-NOX-foldon fusion. Figure 7 shows analytical size exclusion chromatography using the Superdex 200 10/300 GL (GE, Piscataway, NJ) column and the 30 mM Triethanolamine, 50 mM NaCl, pH 7.4 buffer. Under SEC analytical conditions, an H-NOX-foldon fusion would remain trimerized and the resulting retention volume is consistent with the predicted molecular weight of 80.0 kDa for an H-NOX-foldon trimer.

[000295] Espectroscopia de hemoproteínas é usada para caracterizar a natureza de ligado ligantes e o estado de oxidação do átomo ferro no heme. Análise espectroscópica UV-vis da proteína H-NOX-foldon mostra que a fusão do domínio foldon não altera a característica H-NOX espectro. Os picos espectrais característicos que inclui ao pico Soret (415 nm), e picos α/β (550-600 nm) estão todos preservados entre a H- NOX monômero e a proteína H-NOX-foldon de fusão e indicam que a fusão H-NOX-foldon liga o cofator heme e gás oxigênio diatômico de maneira similar ao H-NOX monômero original (Figura 8).[000295] Heme protein spectroscopy is used to characterize the nature of bound ligands and the oxidation state of the iron atom in heme. UV-vis spectroscopic analysis of the H-NOX-foldon protein shows that fusion of the foldon domain does not alter the characteristic H-NOX spectrum. The characteristic spectral peaks including the Soret peak (415 nm), and α/β peaks (550-600 nm) are all preserved between the H-NOX monomer and the H-NOX-foldon fusion protein and indicate that the H-NOX fusion -NOX-foldon binds the heme cofactor and diatomic oxygen gas in a similar way to the original H-NOX monomer (Figure 8).

[000296] Um modelo estrutural da H-NOX-foldon trímero foi construído usando as estruturas cristal do domínio foldon (1V1H) e o H- NOX do Thermoanaerobacter tengcongensis monômero (1U4H) encontrado no Banco de Dados de Proteína RCSB (Figura 9).[000296] A structural model of the H-NOX-foldon trimer was constructed using the crystal structures of the foldon domain (1V1H) and the H-NOX from Thermoanaerobacter tengcongensis monomer (1U4H) found in the RCSB Protein Database (Figure 9).

Exemplo 2. Produção de um painel de H-NOX trímeros que demonstra uma meia-vida ampliada e uma variação de afinidades de oxigênio.Example 2. Production of a panel of H-NOX trimers that demonstrate an extended half-life and a range of oxygen affinities.

[000297] Usando design baseado em estrutura computacional, os aminoácidos H-NOX foram sistematicamente submetidos a mutações para criar um painel de H-NOX monômero variantes que ligam oxigênio com a variação de afinidades. Foi determinado que 23 kDa H-NOX monômeros pequenos foram eliminados do sistema circulatório do rato com a meia-vida de 30 minutos. Foi levantada a hipótese de que pelo levantamento o peso molecular acima da filtração renal limita a meia-vida de circulação da proteína H-NOX poderia possivelmente aumentar e, por essa razão, permitir oxigenação sustentável por durações mais longas. Com o objetivo de determinar se peso molecular maior aumentar a meia-vida de circulação da proteína H-NOX, H-NOX variantes com maior peso moleculares foram geradas pela trimerização de H-NOX monômeros que tinha sido com sucesso na oxigenação de tecido hipóxico. Para gerar um painel de variantes trimerizadas, um pequeno aminoácido motivo de trimerização da proteína fibritina chamado de domínio "foldon" foi geneticamente ligado ao C-terminal de várias H-NOX monômeros com diferente afinidades de oxigênio que variam de 1 a 20 mmHg. O painel incluiu as H-NOX trímeros agrupadas com H-NOX tipo selvagem, H-NOX variante L144F, H-NOX variante L144F com no His6 marcador no C-terminal, H-NOX variante L144F/L189C, H- NOX variante L144F com no ligante entre H-NOX e foldon, H-NOX variante L144F com três aminoácidos ligantes entre H-NOX e foldon, H-NOX variante com nove aminoácidos ligantes entre H-NOX e foldon, ou H-NOX variante W9F/L144F. O domínio foldon consistiu em 27 resíduos de aminoácidos, GYIPEAPRDGQAYVRKDGEWVLLSTFL (SEQ ID NO:4), correspondente a resíduos de aminoácidos 457 a 483 em fibritina e tinha a previsto massa de 3,08 kDa. Como descrito acima, o domínio foldon anteriormente tinha sido mostrado para aumentar a estabilidade da proteína e tem sido amplamente usado para trimerizar proteínas tanto in vitro como in vivo. Brevemente, um plasmídeo que contém o gene que codifica o domínio foldon com XhoI e HindIII sítios de restrição nos terminais 5' e 3', respectivamente, foi digerido com XhoI e HindIII enzimas de restrição para clonar o gene do domínio foldon em um plasmídeo que codifica a proteína H-NOX monômero.Após a expressão do plasmídeo em células bacterianas (E. coli), proteína H-NOX+foldon foi purificadas e testadas para verificar trimerização da H-NOX+foldon monômeros nos H-NOX+ foldon trímeros (por ex., H-NOX trímero). Para a purificação, as células bacterianas foram lisadas com lisozima e homogeneizada. O sobrenadante foi colhido e tratado com calor a 75°C por 15 minutos antes de centrifugação a 14 krpm na JA-17 rotor para remover proteína insolúvel. H-NOX+foldon Solúvel foi ligado a uma coluna HisTrap (IMAC) e eluída com imidazol, e as amostras eluídas foram submetidas a mudança de tampão para fornecer uma amostra de proteína na tampão com baixo sal sem imidazol. Além disso, as proteínas contaminadas na amostra foram removidas ao submeter uma amostra de proteína à DEAE coluna de intercâmbio de íon e as amostras de proteínas eluídas foram concentradas antes da análise. Espectroscopia de massa e Cromatografia de Tamanho de exclusão foi usado para verificar o peso molecular monomérico (aproximadamente 26,7 kDa) e o peso molecular trimérico (aproximadamente 80,1 kDa), respectivamente. Cada variante trimerizada, foi testada para determinar se satisfazia os parâmetros bioquímicos que incluem: peso molecular homogêneo, ligação de afinidades de oxigênio entre 1 e 20 mmHg como é mensurado pelo koff e interpolando valores conhecidos de kon para chegar ao Kd's que corresponde a mmHg. O Koff para homotrímeros é essencialmente o mesmo como para os correspondentes monômeros quando mensurados pelo koff, reatividade mínima ao óxido nítrico (NO), baixa taxas de auto-oxidação, e persistência do tempo circulação de 3 horas ou mais longa (Tabela 2). Espectroscopia foi usado para determinar a natureza de gás ligado ao STP e espectroscopia de fluxo interrompido foi usado para determinar a taxa de constante de dissociação cinética por oxigênio. Da análise, os H-NOX trímeros foram identificados com afinidades de oxigênio de 2 μM, uma afinidade que poderia possivelmente permitir a liberação de oxigênio em tecidos com baixos níveis de oxigênio. A H-NOX trímero também demonstrou reatividade ao óxido nítrico aproximadamente inferior a 1 μM-1s-1 o qual foi considerada mínima na medida em que é comparado com a hemoglobina a qual possui uma reatividade ao óxido nítrico de 58 μM-1s-1 que anteriormente tinha sido provada ser vasoativa e tóxica.Tabela 2. Propriedade Bioquímicas e de Liberação dos H-NOX trímeros polimerizados [000297] Using computational structure-based design, H-NOX amino acids were systematically mutated to create a panel of H-NOX monomer variants that bind oxygen with varying affinities. It was determined that 23 kDa H-NOX small monomers were eliminated from the rat circulatory system with a half-life of 30 minutes. It was hypothesized that by raising the molecular weight above renal filtration limits the circulation half-life of the H-NOX protein could possibly increase and therefore allow sustainable oxygenation for longer durations. With the aim of determining whether higher molecular weight increases the circulation half-life of the H-NOX protein, H-NOX variants with higher molecular weights were generated by the trimerization of H-NOX monomers that had been successful in oxygenating hypoxic tissue. To generate a panel of trimerized variants, a small amino acid trimerization motif of the fibritin protein called the "foldon" domain was genetically linked to the C-terminus of several H-NOX monomers with different oxygen affinities ranging from 1 to 20 mmHg. The panel included H-NOX trimers grouped with wild-type H-NOX, H-NOX variant L144F, H-NOX variant L144F with no His6 tag at the C-terminus, H-NOX variant L144F/L189C, H-NOX variant L144F with in the linker between H-NOX and foldon, H-NOX variant L144F with three linker amino acids between H-NOX and foldon, H-NOX variant with nine linker amino acids between H-NOX and foldon, or H-NOX variant W9F/L144F. The foldon domain consisted of 27 amino acid residues, GYIPEAPRDGQAYVRKDGEWVLLSTFL (SEQ ID NO:4), corresponding to amino acid residues 457 to 483 in fibritin and had a predicted mass of 3.08 kDa. As described above, the foldon domain has previously been shown to increase protein stability and has been widely used to trimerize proteins both in vitro and in vivo. Briefly, a plasmid containing the gene encoding the foldon domain with XhoI and HindIII restriction sites at the 5' and 3' termini, respectively, was digested with XhoI and HindIII restriction enzymes to clone the foldon domain gene into a plasmid that encodes the H-NOX monomer protein. After plasmid expression in bacterial cells (E. coli), H-NOX+foldon protein was purified and tested to verify trimerization of the H-NOX+foldon monomers into the H-NOX+ foldon trimers (e.g. e.g., H-NOX trimer). For purification, bacterial cells were lysed with lysozyme and homogenized. The supernatant was collected and heat treated at 75°C for 15 minutes before centrifugation at 14 krpm in the JA-17 rotor to remove insoluble protein. Soluble H-NOX+foldon was attached to a HisTrap column (IMAC) and eluted with imidazole, and the eluted samples were subjected to buffer change to provide a protein sample in low-salt buffer without imidazole. Additionally, contaminated proteins in the sample were removed by subjecting a protein sample to the DEAE ion exchange column and the eluted protein samples were concentrated prior to analysis. Mass Spectroscopy and Size Exclusion Chromatography was used to verify the monomeric molecular weight (approximately 26.7 kDa) and the trimeric molecular weight (approximately 80.1 kDa), respectively. Each trimerized variant was tested to determine if it satisfied biochemical parameters that include: homogeneous molecular weight, oxygen binding affinities between 1 and 20 mmHg as measured by koff and interpolating known kon values to arrive at the Kd's that correspond to mmHg. The Koff for homotrimers is essentially the same as for the corresponding monomers when measured by koff, minimal reactivity to nitric oxide (NO), low rates of autoxidation, and circulation time persistence of 3 hours or longer (Table 2). Spectroscopy was used to determine the nature of gas bound to the STP and stopped-flow spectroscopy was used to determine the rate constant of oxygen kinetic dissociation. From the analysis, H-NOX trimers were identified with oxygen affinities of 2 μM, an affinity that could possibly allow oxygen release in tissues with low oxygen levels. The H-NOX trimer also demonstrated reactivity to nitric oxide approximately less than 1 μM-1s-1 which was considered minimal as it is compared to hemoglobin which has a reactivity to nitric oxide of 58 μM-1s-1 which previously it had been proven to be vasoactive and toxic. Table 2. Biochemical and Release Properties of polymerized H-NOX trimers

[000298] Foram produzidos trímeros com alta pureza e baixos níveis de endotoxina para estudos de liberação nos ratos. Os H-NOX trímeros foram formulado para injeção in vivo no tampão fisiológico de 150mM NaCl, 25mM HEPES tampão (pH 7.4), e concentrado a 100 mg/mL para uso em doses de até 100 mg/kg. Para verificar os tempos de persistência da circulação ampliada dos H-NOX trímeros, os trímeros candidatos foram cada um testados usando um grupo de quatro ratos Wister machos. A anestesia foi induzida em uma câmara de indução com 2-3% isoflurano em N2O:O2 (2:1), e mantida com 1-1,5% isoflurane via cone do nariz. A adequada profundidade de anestesia foi avaliada pela falta de retirada beliscadura aos membros inferiores e perda de reflexo de fechar os olhos. Os animais que receberam 40 mg/kg de cefazolina de sódio via injeção intraperitoneal e 0,1 mg/kg de subcutânea buprenorfina. Um dia antes do teste de liberação, foram implantados cirurgicamente cateteres na veia e artéria femoral em cada animal para permitir a injeção e remoção de sangue, respectivamente. Os candidatos H-NOX trímeros foram injetados no tempo 0 em uma dose de 100 mg/kg por injeção de bolo intravenoso no cateter venoso. Aproximadamente 250 μL de sangue foi colhido do cateter arterial de cada rato em 5 min, 30 min, 1 h, 1,5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 6 h, 8 h, e 24 h após injeção do candidato H-NOX trímero ou controle de tampão. O sangue colhido foi processado para que o soro e o plasma e subsequentemente analisado pela presença de H-NOX trímero usando ensaios ELISA e SDS-PAGE com um anticorpo policlonal em comparação com a proteína H-NOX.Tabela 3: Parâmetros farmacocinéticos do HNOX monômero e trimero quando administrado como um bolo intravenoso (100 mg/kg) ao rato [000298] Trimers were produced with high purity and low levels of endotoxin for release studies in rats. The H-NOX trimers were formulated for in vivo injection in the physiological buffer of 150 mM NaCl, 25 mM HEPES buffer (pH 7.4), and concentrated to 100 mg/mL for use in doses up to 100 mg/kg. To verify the persistence times of the extended circulation of the H-NOX trimers, the candidate trimers were each tested using a group of four male Wister rats. Anesthesia was induced in an induction chamber with 2-3% isoflurane in N2O:O2 (2:1), and maintained with 1-1.5% isoflurane via the nose cone. Adequate depth of anesthesia was assessed by the lack of pinch withdrawal to the lower limbs and loss of eye closing reflex. The animals received 40 mg/kg of cefazolin sodium via intraperitoneal injection and 0.1 mg/kg of buprenorphine subcutaneously. One day before the release test, catheters were surgically implanted into the femoral vein and artery in each animal to allow injection and removal of blood, respectively. Candidate H-NOX trimers were injected at time 0 at a dose of 100 mg/kg by intravenous bolus injection into the venous catheter. Approximately 250 μL of blood was collected from each mouse's arterial catheter at 5 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 6 h, 8 h, and 24 h after candidate injection. H-NOX trimer or buffer control. The collected blood was processed into serum and plasma and subsequently analyzed for the presence of H-NOX trimer using ELISA and SDS-PAGE assays with a polyclonal antibody compared to the H-NOX protein. Table 3: Pharmacokinetic parameters of HNOX monomer and trimer when administered as an intravenous bolus (100 mg/kg) to the rat

[000299] Além disso, para mensuração do tempo de liberação para cada trímero, segurança preliminar nos animais foi também monitorada. Um estudo segurança como o Good Laboratory Practice (GLP) com H- NOX monômero mostrou nenhum evento maior adverso ou imunológico em 48 horas, até mesmo na máxima dose praticável de 1 g/kg. O candidato H-NOX trímeros foram similarmente testados pelo monitoramento toxicidade bruta, composição sanguínea, e anticorpos antiterapêutico até 4 semanas após a injeção inicial. Por segurança do teste preliminar, a grupos de seis camundongos foi administrado o candidato H-NOX trímeros ou controle de tampão no tempo 0 em uma dose de 750 mg/kg por injeção de bolo intravenoso na veia caudal. As amostras de sangue foram coletados da veia jugular de cada rato antes da administração da H-NOX trímeros e em comparação com sangue colhido cada semana por até quatro semanas após administração de H- NOX trímeros. O sangue colhido foi processado for soro e plasma e subsequentemente submetido a análise de composição clínica e produção de anticorpo antiterapêutico como é detectado pelo ELISA. Todos os animais foram observados diariamente para monitorar qualquer evidência de toxicidade bruta.[000299] Furthermore, to measure the release time for each trimer, preliminary safety in animals was also monitored. A safety study such as Good Laboratory Practice (GLP) with H-NOX monomer showed no major adverse or immunological events within 48 hours, even at the maximum practicable dose of 1 g/kg. The candidate H-NOX trimers were similarly tested by monitoring gross toxicity, blood composition, and antitherapeutic antibodies up to 4 weeks after the initial injection. For preliminary testing safety, groups of six mice were administered candidate H-NOX trimers or buffer control at time 0 at a dose of 750 mg/kg by intravenous bolus injection into the tail vein. Blood samples were collected from the jugular vein of each rat prior to administration of H-NOX trimers and compared with blood collected each week for up to four weeks following administration of H-NOX trimers. The collected blood was processed for serum and plasma and subsequently subjected to clinical composition analysis and antitherapeutic antibody production as detected by ELISA. All animals were observed daily to monitor any evidence of gross toxicity.

[000300] Os perfis de plasma de H-NOX trímero após bolo intravenoso (100 mg/kg) em dois ratos diferentes são mostrados na Figura 10. As respostas do anticorpo IgG e IgM após a administração do H-NOX trímero são mostradas na Figura 11.[000300] The plasma profiles of H-NOX trimer after intravenous bolus (100 mg/kg) in two different rats are shown in Figure 10. The IgG and IgM antibody responses after administration of the H-NOX trimer are shown in Figure 11.

Exemplo 3. Identificação de H-NOX trímeros candidatos que demonstra penetração e redução de hipóxia em tecido cerebral in vivo em um modelo de camundongos de isquemia.Example 3. Identification of candidate H-NOX trimers that demonstrate penetration and reduction of hypoxia into brain tissue in vivo in a mouse model of ischemia.

[000301] Os H-NOX trímeros candidatos com a meia-vida de circulação de pelo menos 3 horas foram testados em modelo de roedor de oclusão MCA temporária (tMCAO) de derrame isquêmico para identificação de H-NOX trímeros que perfundem e persistem em tecido cerebral. Exemplos de H-NOX trímeros candidatos foram cada um testados usando um grupo de 24 ratos Wister machos. A anestesia foi induzida em uma câmara de indução com 2-3% isoflurane em N2O:O2 (2:1), e mantida com 1-1,5% isoflurano via cone do nariz. A adequada profundidade de anestesia foi avaliada pela falta de retirada por beliscadura aos membros inferiores e perda de reflexo de fechar os olhos. Os animais que receberam 40 mg/kg de cefazolina de sódio via injeção intraperitoneal e 0,1 mg/kg de subcutânea buprenorfina. Oclusão temporária da artéria cerebral média foi iniciada no Dia 0 usando a técnica padrão cirúrgica baseada em sutura. Brevemente, uma incisão na pele foi feitas sobre a artéria carótida comum direita (CCA, de acordo com sua sigla em inglês) para permitir travamento temporário do CCA e ligação do segmento distal da artéria carótida externa (ECA, de acordo com suas sigla em inglês). Uma sutura de nylon foi inserida através da ECA proximal e avançou na artéria carótida interna (ICA) para ocludir o fluxo sanguíneo ao cérebro. O clip da CCA foi removido e a incisão da pele foi fechada com grampos cirúrgicos, e o animal foi permitido despertar. Uma dose de 750 mg/kg de um H-NOX trímero candidato foi infusado pelo injeção na veia caudal nos ratos 30 minutos após a oclusão da artéria cerebral média. Com o objetivo de analisar o tecido hipóxico, o marcador de hipóxia pimonidazol foi injetado intraperitonealmente em 60 mg/kg aproximadamente 15 minutos após injeção de H-NOX trímero para identificar tecido irreversivelmente isquêmico. A oclusão foi liberada 30 minutos após H- NOX trímero infusão pela disponibilização de anestesia para os ratos, reabrindo a lesão e removendo a sutura intravascular da ECA antes fechando a lesão novamente com o objetivo de fornecer um total de 1 hora de oclusão antes da reperfusão. Para analisar distribuição no tecido das H-NOX trímeros e quantificar a redução na hipóxia, os ratos foram sacrificados em 2, 4, 12, e 24 horas após reperfusão (N= 6 ratos por H-NOX trímero por ponto de tempo), e foram coletados tecido cerebral e sangue. Os cérebros dos animais eutanizados foram seccionados e coloridos para distribuição de H-NOX e tecido hipóxico usando um anticorpo policlonal para H-NOX e a Hydroxyprobe anticorpo no marcador de hipóxia pimonidazole (Hydroxyprobe International), respectivamente, para subsequente análise imuno-histoquímica. As imagens foram tomadas usando um microscópio equipado com uma câmera e a coloração foi quantificada. A isquemia e a reperfusão são conhecidas para disparar a morte de célula neurológica e iniciar respostas inflamatórias que resultam em dano pós-isquêmico. Como pontos finais secundários, a apoptose foi mensurada no tecido cerebral pelo ensaio de coloração TUNEL (Roche) e contabilizando as células positivas TUNEL, e pela coloração de marcadores apoptóticos que incluem Cleaved Caspase-1, -3, Bax, e Bcl-2. Os exames de sangue foram realizados sobre amostras tomadas em múltiplos pontos de tempos para avaliar a redução dos marcadores inflamatórios e quaisquer efeitos hematopoéticas e sistêmicos devido ao uso dos H- NOX trímeros candidatos. A regulação para cima de citociinas pró- inflamatórias que inclui TNFα, IL-1α, IL-1β IL-6, MCP-1, Rantes, e MIP foram quantificada do soro usando ELISA (Signosis Rat Inflammation ELISA kit) e RT-PCR. Foram comprovados os H-NOX trímeros candidatos que penetraram no tecido isquêmico e que reduziram significativamente a hipóxia.[000301] Candidate H-NOX trimers with circulation half-lives of at least 3 hours were tested in a rodent model of temporary MCA occlusion (tMCAO) of ischemic stroke to identify H-NOX trimers that perfuse and persist in tissue cerebral. Examples of candidate H-NOX trimers were each tested using a group of 24 male Wister rats. Anesthesia was induced in an induction chamber with 2-3% isoflurane in N2O:O2 (2:1), and maintained with 1-1.5% isoflurane via the nose cone. Adequate depth of anesthesia was assessed by the lack of withdrawal due to pinching of the lower limbs and loss of the eye-closing reflex. The animals received 40 mg/kg of cefazolin sodium via intraperitoneal injection and 0.1 mg/kg of buprenorphine subcutaneously. Temporary occlusion of the middle cerebral artery was initiated on Day 0 using standard suture-based surgical technique. Briefly, a skin incision was made over the right common carotid artery (CCA) to allow temporary locking of the CCA and ligation of the distal segment of the external carotid artery (ECA). ). A nylon suture was inserted through the proximal ECA and advanced into the internal carotid artery (ICA) to occlude blood flow to the brain. The CCA clip was removed and the skin incision was closed with surgical staples, and the animal was allowed to awaken. A dose of 750 mg/kg of a candidate H-NOX trimer was infused by tail vein injection into the rats 30 minutes after middle cerebral artery occlusion. In order to analyze hypoxic tissue, the hypoxia marker pimonidazole was injected intraperitoneally at 60 mg/kg approximately 15 minutes after H-NOX trimer injection to identify irreversibly ischemic tissue. The occlusion was released 30 minutes after H-NOX trimer infusion by providing anesthesia to the rats, reopening the lesion and removing the ECA intravascular suture before closing the lesion again with the aim of providing a total of 1 hour of occlusion before reperfusion. . To analyze tissue distribution of H-NOX trimers and quantify the reduction in hypoxia, rats were sacrificed at 2, 4, 12, and 24 hours after reperfusion (N= 6 rats per H-NOX trimer per time point), and brain tissue and blood were collected. Brains from euthanized animals were sectioned and stained for distribution of H-NOX and hypoxic tissue using a polyclonal antibody to H-NOX and the Hydroxyprobe antibody in the hypoxia marker pimonidazole (Hydroxyprobe International), respectively, for subsequent immunohistochemical analysis. Images were taken using a microscope equipped with a camera and staining was quantified. Ischemia and reperfusion are known to trigger neurological cell death and initiate inflammatory responses that result in post-ischemic damage. As secondary endpoints, apoptosis was measured in brain tissue by TUNEL staining assay (Roche) and counting TUNEL-positive cells, and by staining for apoptotic markers that include Cleaved Caspase-1, -3, Bax, and Bcl-2. Blood tests were performed on samples taken at multiple time points to assess the reduction of inflammatory markers and any hematopoietic and systemic effects due to the use of the candidate H-NOX trimers. Upregulation of pro-inflammatory cytokines including TNFα, IL-1α, IL-1β IL-6, MCP-1, Rantes, and MIP were quantified from serum using ELISA (Signosis Rat Inflammation ELISA kit) and RT-PCR. Candidate H-NOX trimers were proven to penetrate ischemic tissue and significantly reduce hypoxia.

Exemplo 4: H-NOX trímeros reduziram o volume do infarto e melhoraram resultados neurológicos em in vivo em um modelo de camundongos de isquemia.Example 4: H-NOX trimers reduced infarct volume and improved neurological outcomes in an in vivo mouse model of ischemia.

[000302] H-NOX trímeros candidatos que demonstraram penetração do tecido cerebral e reduziram o tecido hipóxico foram adicionalmente avaliados no modelo de roedor de derrame tMCAO de rato com foco em avaliações clinicamente relevantes ampliadas em ponto de tempos após isquemia e reperfusão. Exemplo de H-NOX trímeros candidatos foram todos testados usando um grupo de 12 ratos Wister machos. A anestesia foi induzida em uma câmara de indução com 2-3% isoflurane em N2O:O2 (2:1), e mantida com 1-1,5% isoflurano via cone do nariz. A adequada profundidade de anestesia foi avaliada pela falta de retirada por beliscadura aos membros inferiores e perda de reflexo de fechar os olhos. Os animais que receberam 40 mg/kg de cefazolina de sódio via injeção intraperitoneal e 0,1 mg/kg de subcutânea de buprenorfina. A oclusão temporária da artéria cerebral média foi iniciada no Dia 0 usando a técnica padrão cirúrgica baseada em sutura. Brevemente, uma incisão na pele foi feitas sobre a artéria carótida comum direita (CCA) para permitir travamento temporário do CCA e ligação do segmento distal do artéria carótida externa (ECA). Uma sutura de nylon foi inserida através do ECA proximal e avançou na artéria carótida interna (ICA) para ocludir o fluxo sanguíneo ao cérebro. Os clip da CCA foram removidos e a incisão da pele foi fechada com grampos cirúrgicos, e o animal foi permitido despertar. A dose de 750 mg/kg de um H-NOX trímero candidato ou da controle de tampão foi infusado pelo injeção na veia caudal nos ratos 30 minutos após início da oclusão da artéria cerebral média. A oclusão foi liberada 30 minutos após H-NOX trímero infusão pela disponibilização de anestesia para os ratos, reabrindo a lesão e removendo a sutura intravascular da ECA antes fechando a lesão novamente com o objetivo de fornecer a total de 1 hora de oclusão antes da reperfusão. Para testagem neurológica, cada animal foi avaliado em 72 horas, 1 semana, 2 semanas, 3 semanas, e 4 semanas após reperfusão. Os animais foram avaliados por déficits neurológicos pela qualificação sobre uma escala de 0-4 com 0 indicando nenhum déficit, 1 indicando falha estender os membros torácicos quando colocados, 2 indicando circulante, 3 indicando debilidade unilateral, e 4 indicando falta de atividade motora espontânea, como anteriormente descrito. Veja Borlongan, C.V., et al., (1998) Exp Neurol., 149:310-321, o qual é incorporado aqui em sua integridade por referência. Quatro semanas após reperfusão, os animais foram sacrificados e o tecido cerebral foi colhido para H& E coloração e subsequente análise histológica para avaliar o volume do infarto. Para a mensuração dos volumes do infarto, sete seções do cérebro de cada animal (+4,7, +2,7, +0,7, -1,3, -3,3, -5,3, e -7,3, em comparação com bregma, respectivamente) foram fotografados com digital camêra. A área de infarto de cada fatia foi quantificada por Image J usando o "método indireto" (área do hemisfério contralateral intacto [esquerdo] - área das regiões intactas do hemisfério ipsilateral [direito]) para corrigir para o edema cerebralo. As áreas do infarto foram somadas entre as fatias e multiplicadas pela espessura da fatia para obter o volume total do infarto, o qual foi expressa como uma porcentagem de volume hemisférico contralateral intacto. O volume de infarto foi mensurado por comparação com os animais do controle de tampão e qualificações para cada grupo foram comparados por múltiplos testes de variação aNOVA e Newman-Keuls com a 0,05 nível de significância. As avaliações de longo prazo de até 4 semanas após reperfusão garantiram que qualquer melhoramentos na função neurológica ou redução no volume do infarto resultou de um efeito neuroprotetor da proteína H-NOX e não simplemente adiando o início das consequências neurológicas devido a desacelerar a maturação do infarto.[000302] Candidate H-NOX trimers that demonstrated brain tissue penetration and reduced hypoxic tissue were further evaluated in the rat tMCAO stroke rodent model with a focus on clinically relevant assessments extended at time points after ischemia and reperfusion. Example candidate H-NOX trimers were all tested using a group of 12 male Wister rats. Anesthesia was induced in an induction chamber with 2-3% isoflurane in N2O:O2 (2:1), and maintained with 1-1.5% isoflurane via the nose cone. Adequate depth of anesthesia was assessed by the lack of withdrawal due to pinching of the lower limbs and loss of the eye-closing reflex. The animals received 40 mg/kg of cefazolin sodium via intraperitoneal injection and 0.1 mg/kg of buprenorphine subcutaneously. Temporary occlusion of the middle cerebral artery was initiated on Day 0 using standard suture-based surgical technique. Briefly, a skin incision was made over the right common carotid artery (CCA) to allow temporary locking of the CCA and ligation of the distal segment of the external carotid artery (ECA). A nylon suture was inserted through the proximal ECA and advanced into the internal carotid artery (ICA) to occlude blood flow to the brain. The CCA clips were removed and the skin incision was closed with surgical clips, and the animal was allowed to awaken. A dose of 750 mg/kg of a candidate H-NOX trimer or buffer control was infused by tail vein injection into the rats 30 minutes after onset of middle cerebral artery occlusion. The occlusion was released 30 minutes after H-NOX trimer infusion by providing anesthesia to the rats, reopening the lesion and removing the ECA intravascular suture before closing the lesion again with the aim of providing a total of 1 hour of occlusion before reperfusion. . For neurological testing, each animal was evaluated at 72 hours, 1 week, 2 weeks, 3 weeks, and 4 weeks after reperfusion. Animals were evaluated for neurological deficits by rating on a scale of 0-4 with 0 indicating no deficit, 1 indicating failure to extend the forelimbs when placed, 2 indicating circulating, 3 indicating unilateral weakness, and 4 indicating lack of spontaneous motor activity. as previously described. See Borlongan, C.V., et al., (1998) Exp Neurol., 149:310-321, which is incorporated herein in its entirety by reference. Four weeks after reperfusion, animals were sacrificed and brain tissue was harvested for H&E staining and subsequent histological analysis to assess infarct volume. To measure infarct volumes, seven sections of the brain of each animal (+4.7, +2.7, +0.7, -1.3, -3.3, -5.3, and -7, 3, compared to bregma, respectively) were photographed with a digital camera. The infarcted area of each slice was quantified by Image J using the "indirect method" (area of intact contralateral [left] hemisphere - area of intact regions of the ipsilateral [right] hemisphere) to correct for cerebral edema. Infarct areas were summed across slices and multiplied by the slice thickness to obtain the total infarct volume, which was expressed as a percentage of intact contralateral hemispheric volume. Infarct volume was measured by comparison with buffer control animals and qualifications for each group were compared by multiple aNOVA and Newman-Keuls range tests at the 0.05 level of significance. Long-term evaluations up to 4 weeks post-reperfusion ensured that any improvements in neurological function or reduction in infarct volume resulted from a neuroprotective effect of the H-NOX protein and not simply postponing the onset of neurological consequences due to slowing infarct maturation. .

Exemplo 5. Proteínas H-NOX demonstraram penetração e oxigenação do tumor em um modelo de camundongo de câncer in vivo.Example 5. H-NOX proteins demonstrated tumor penetration and oxygenation in an in vivo mouse model of cancer.

[000303] O oxigênio é um fator crítico que melhora o dano de DNA induzido por radiação e mata o tumor. Os baixos níveis de oxigênio ou hipóxia dentro de tumores sólidos pode cortar os efeitos terapêutico da terapia do tumor. Por exemplo, nas regiões hipóxicas do tumor, a terapia de radiação tem sido encontrada ser três vezes menos efetiva na medida em que é comparado com tumor regiões com normais níveis de oxigênio. Como resultado, muitos pacientes com tumores que contém regiões de hipóxia muitas vezes mostram respostas incompletas à terapia convencional de tumor e tem pouco prognóstico de sobrevivência. A correlação de hipóxia com resultados pobres do paciente têm sido observados na ampla variação de tumores que surgem de, entre as outras, próstata, sarcoma, de câncer pancreático, cabeça e pescoço, cervical, e cerebral. Veja Moeller, BJ et al. (2007) Cancer Metastasis Rev 26:241-248; Vaupel, P, (2004) Semin Radiat Oncol, 14:198-206; Varlotto, J, et al. (2005) Int J Radiat Oncol Biol Phys, 63:25-36; Rockwell, S, et al. (2009) Curr Mol Med. 9:442-458; os quais são todos incorporados aqui em sua integridade por referência.[000303] Oxygen is a critical factor that ameliorates radiation-induced DNA damage and kills the tumor. Low oxygen levels or hypoxia within solid tumors can cut off the therapeutic effects of tumor therapy. For example, in hypoxic regions of the tumor, radiation therapy has been found to be three times less effective as compared to tumor regions with normal oxygen levels. As a result, many patients with tumors that contain regions of hypoxia often show incomplete responses to conventional tumor therapy and have poor prognosis for survival. The correlation of hypoxia with poor patient outcomes has been observed in the wide variation of tumors arising from, among others, prostate, sarcoma, pancreatic, head and neck, cervical, and brain cancer. See Moeller, BJ et al. (2007) Cancer Metastasis Rev 26:241-248; Vaupel, P, (2004) Semin Radiat Oncol, 14:198-206; Varlotto, J, et al. (2005) Int J Radiat Oncol Biol Phys, 63:25-36; Rockwell, S, et al. (2009) Curr Mol Med 9:442-458; all of which are incorporated herein in their entirety by reference.

[000304] Para determinar a habilidade das proteínas H-NOX para penetrar tumores, grupos de 6 camundongos portadores de tumores subcutâneos HCT116 derivados do cólon foram injetados através da veia caudal com 750 mg/kg da H-NOX monômero, 750 mg/kg da T. tengcongensis L144F H-NOX trímero ou solução salina controle. Os camundongos foram subsequentemente sacrificados em 30 minutos ou 60 minutos após a injeção. Os tumores foram ressecados, seccionados, coloridos com um anticorpo anti-H-NOX, e fotografados para intensidade da coloração H-NOX (Figura 12A). A quantificação do colorido das seções do tumor HCT-116 demonstrou que 23 kDa T. tengcongensis L144F H-NOX monômero acumulou em tumores por 30 minutos e exibiu liberação parcial por 60 minutos (Figura 12B). Em comparação, a 80 kDa L144F H-NOX trímero acumulado em tumores por 30 minutos e continuou persistindo nos tumores 60 minutos após a injeção com acumulação atingindo o pico em 4 horas após a injeção (Figura 12B). Duas horas após injeção intravenosa, H-NOX trímero difunde da vascularização no tecido do tumor (Figura 12C). Coloração imuno-histoquímica de seções de tumor com Anticorpo H-NOX e Anticorpo CD31 (marcador de vascularização, BD Bioscience). Nenhuma coloração fluorescente é detectada em camundongos injetados com tampão.[000304] To determine the ability of H-NOX proteins to penetrate tumors, groups of 6 mice bearing colon-derived HCT116 subcutaneous tumors were injected via the tail vein with 750 mg/kg of H-NOX monomer, 750 mg/kg of T. tengcongensis L144F H-NOX trimer or saline control. Mice were subsequently sacrificed at 30 minutes or 60 minutes after injection. Tumors were resected, sectioned, stained with an anti-H-NOX antibody, and photographed for intensity of H-NOX staining (Figure 12A). Quantification of the color of HCT-116 tumor sections demonstrated that 23 kDa T. tengcongensis L144F H-NOX monomer accumulated in tumors by 30 minutes and exhibited partial release by 60 minutes (Figure 12B). In comparison, the 80 kDa L144F H-NOX trimer accumulated in tumors by 30 minutes and continued to persist in tumors 60 minutes after injection with accumulation peaking at 4 hours after injection (Figure 12B). Two hours after intravenous injection, H-NOX trimer diffuses from the vasculature into the tumor tissue (Figure 12C). Immunohistochemical staining of tumor sections with H-NOX Antibody and CD31 Antibody (vascularization marker, BD Bioscience). No fluorescent staining is detected in buffer-injected mice.

[000305] Para determinar se as proteínas H-NOX reduziram a hipóxia nos tumores, grupos de 6 camundongos portadores de tumores subcutâneos HCT116 derivados do cólon foram injetados através da veia caudal com 750 mg/kg da L144F H-NOX monômero, 750 mg/kg da L144F H-NOX trímero ou solução salina controle. Antes da eutanásia, os camundongos foram determinados com marcador de hipóxia pimonidazol via injeção intraperitoneal e marcador de vascularização ativa DiOC73 via injeção intravenosa. Tumores foram coletados em 30 minutos ou 60 minutos após a injeção proteína H-NOX, e testado por imuno-histoquímica por imonidazol com Hydroxyprobe-1 monoclonal anticorpo e total vascularização com anticorpo anti-CD31 (Figura 13A). A quantificação do colorido das seções do tumor HCT-116 demonstrou que em contraste com o camundongos de controle tratados, o 23 kDa H-NOX monômero diminuiu a hipóxia 30 minutos após a injeção mas que no houve recuperação em hipóxia 60 minutos após a injeção (Figura 13B). Em comparação, o 80 kDa L144F H-NOX trímero não pareceu reduzir hipóxia em 30 minutos após a injeção, mas substancialmente reduziu a hipóxia a 60 minutos após a injeção (Figura 13B). Experimentos adicionais confirmaram que em camundongos portadores de tumores subcutâneos HCT116 derivados do cólon a H-NOX monômero distribuído através do tecido tumoral (Figura 14A, o painel na parte inferior) e liberou a hipóxia do tumor em distâncias longe da vascularização como detectou anticorpo antipimonidazol (Figura 14B, o painel na parte inferior). O teste de hipóxia-1 (anticorpo antipimonidazol) mancha foi quantificado em tecido tumoral isolado de seis camundongos por quantidade de coloração como uma função de distância da vascularização. Foi encontrado que a média de coloração de teste de hipóxia-1 foi reduzida de aproximadamente 13 μM em camundongos tratados com solução salina a 5 μM em H-NOX monômero camundongos tratados na distância de aproximadamente 150 μm de vaso sanguíneo mais próximo (Figura 14C). Estes resultados foram adicionalmente confirmados em camundongos portadores de xenotransplantes de sarcoma murino RIF-1.[000305] To determine whether H-NOX proteins reduced hypoxia in tumors, groups of 6 mice bearing colon-derived HCT116 subcutaneous tumors were injected via the tail vein with 750 mg/kg of L144F H-NOX monomer, 750 mg/kg kg of L144F H-NOX trimer or control saline solution. Before euthanasia, mice were determined with hypoxia marker pimonidazole via intraperitoneal injection and active vascularization marker DiOC73 via intravenous injection. Tumors were harvested at 30 minutes or 60 minutes after H-NOX protein injection, and tested by immunohistochemistry by imonidazole with Hydroxyprobe-1 monoclonal antibody and total vascularization with anti-CD31 antibody (Figure 13A). Quantification of the color of HCT-116 tumor sections demonstrated that in contrast to treated control mice, the 23 kDa H-NOX monomer decreased hypoxia 30 minutes after injection but that there was no recovery in hypoxia 60 minutes after injection ( Figure 13B). In comparison, the 80 kDa L144F H-NOX trimer did not appear to reduce hypoxia at 30 minutes after injection, but substantially reduced hypoxia at 60 minutes after injection (Figure 13B). Additional experiments confirmed that in mice bearing colon-derived HCT116 subcutaneous tumors the H-NOX monomer distributed throughout the tumor tissue (Figure 14A, bottom panel) and released tumor hypoxia at distances away from the vasculature as detected by antipimonidazole antibody ( Figure 14B, the panel at the bottom). The hypoxia-1 (antipimonidazole antibody) stain was quantified in tumor tissue isolated from six mice by amount of staining as a function of distance from the vasculature. It was found that the mean hypoxia-1 test staining was reduced from approximately 13 μM in mice treated with saline to 5 μM in H-NOX monomer treated mice at a distance of approximately 150 μm from the nearest blood vessel (Figure 14C). . These results were further confirmed in mice bearing RIF-1 murine sarcoma xenotransplants.

[000306] Camundongos portadores de tumores de sarcoma RIF-1 foram injetados através da veia caudal com 750 mg/kg de T. tengcongensis L144F H-NOX trímero ou solução salina controle. Antes de eutanásia, camundongos foram determinados por marcador de hipóxia pimonidazol via injeção intraperitoneal. Tumores foram coletados a 120 minutos após L144F H-NOX trímero injeção, e testado pela imagem de immunofluorescência para Distribuição de H-NOX trímero (Figura 15), ou pelo western blot para pimonidazol com Hydroxyprobe-1 monoclonal anticorpo, fator de hipóxia induzível 1 (HIF- 1α) com anti-HIF-1α anticorpo, Proteína H-NOX com um anticorpo anti- H-NOX, e total proteína com anticorpo antiactina (Figura 16). Immunofluorescência coloração demonstrou distribuição de L144F H- NOX trímero nas seções do tumor preparadas de grandes tumores isolados aproximadamente 400 mm3 e 800 mm3 em tamanho (Figura 15). Western blot análise de célula lisada dos tumores coletados de camundongos tratados demonstrou que o L144F H-NOX trímero localizado no tecido tumoral e que estes tumores tinha diminuído aductos da proteína pimonidazole na medida em que é comparado com camundongos não tratados (Figura 16A). Quantificação do western blots adicional confirmou os baixos níveis de adutos da proteína pimonidazol assim como também os baixos níveis de proteína HIF-1α nos tumores de camundongos tratados na medida em que é comparado com camundongos tratados com solução salina (Figuras 16B e 16C).[000306] Mice bearing RIF-1 sarcoma tumors were injected via the tail vein with 750 mg/kg of T. tengcongensis L144F H-NOX trimer or control saline. Before euthanasia, mice were determined by hypoxia marker pimonidazole via intraperitoneal injection. Tumors were collected at 120 minutes after L144F H-NOX trimer injection, and tested by immunofluorescence imaging for H-NOX trimer distribution (Figure 15), or by western blot for pimonidazole with Hydroxyprobe-1 monoclonal antibody, hypoxia inducible factor 1 (HIF-1α) with anti-HIF-1α antibody, H-NOX Protein with an anti-H-NOX antibody, and total protein with anti-actin antibody (Figure 16). Immunofluorescence staining demonstrated distribution of L144F H-NOX trimer in tumor sections prepared from large isolated tumors approximately 400 mm3 and 800 mm3 in size (Figure 15). Western blot analysis of cell lysates of tumors collected from treated mice demonstrated that the L144F H-NOX trimer localized to tumor tissue and that these tumors had decreased pimonidazole protein adducts as compared to untreated mice (Figure 16A). Quantification of additional western blots confirmed the low levels of pimonidazole protein adducts as well as the low levels of HIF-1α protein in tumors from treated mice as compared to saline-treated mice (Figures 16B and 16C).

Exemplo 6. Proteínas H-NOX demonstraram penetração e oxigenação do tumor em um em um modelo de camundongo de glioblastoma in vivo.Example 6. H-NOX proteins demonstrated tumor penetration and oxygenation in an in vivo mouse model of glioblastoma.

[000307] Para caracterizar ainda mais a habilidade das proteínas H- NOX para penetrar no tecido tumoral, três modelos de camundongos de glioblastoma foram usados para avaliar a distribuição de T. tengcongensis L144F H-NOX monômero e H-NOX T. tengcongensis L144F trímero em tumores cerebrais. BT-12 células, uma linha de tumor cerebral infantil teradoide/rabdoide atípico na infância e que é altamente invasivo na coluna vertebral, foi usado para gerar um modelo de camundongo de glioblastoma infantil, células GBM-43 foram usadas para gerar um modelo de glioblastoma radiorresistente adulto, e células U251 foram usadas para gerar um modelo hipóxico de glioblastoma adulto. Os modelos de camundongos de glioblastoma foram gerados conforme foi anteriormente descrito. Veja Ozawa, T, et al., (2010) J Vis Exp, Jul 13;(41) o qual é incorporado em sua integridade aqui por referência. Brevemente, BT-12 células, Células U251, ou GBM-42 células foram coletados por injeção intracraniana e ressuspenso em Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) em uma concentração de aproximadamente 1 x 108 células por mL. Camundongos foram anestesiados por injeção intraperitoneal (IP) de cetamina (100 mg/kg) e xilazina (10 mg/kg). A profundidade anestésica foi monitorada antes da primeira incisão assim como também a intervalos regulares através do procedimento, usando o reflexo de retirada do pé ao fincar o pé em ambos os pés. Uma incisão sagital de 1 cm foi feitas ao longo do couro cabeludo, e as linhas de sutura do crânio foram expostas. Um pequeno orifício foi criado por punção com agulha de 25g, a 3 mm lateral e 0,5 mm anterior do bregma. Usando uma seringa estéril Hamilton (Stoelting), 3 x io5 células em 3μl foi injetados em uma profundidade de 3 mm durante um período de 60 segundos. Após injeção, a seringa foi mantida no local por 1 minuto e então lentamente removido. O crânio foi limpo com 3% peróxido de hidrogênio e então selados com cera de osso antes de fechar o couro cabeludo usando 7 mm grampos cirúrgicos (Stoelting). Os camundongos que receberam uma injeção subcutânea de 0,1 mg/kg buprenorfina, foram colocado sobre uma almofada aquecida e monitorada até que recuperaram a mobilidade para uso nestes estudos.[000307] To further characterize the ability of H-NOX proteins to penetrate tumor tissue, three mouse models of glioblastoma were used to evaluate the distribution of T. tengcongensis L144F H-NOX monomer and H-NOX T. tengcongensis L144F trimer in brain tumors. BT-12 cells, an atypical teradoid/rhabdoid infantile brain tumor line that is highly invasive in the spine, was used to generate a mouse model of infantile glioblastoma, GBM-43 cells were used to generate a glioblastoma model adult radioresistant, and U251 cells were used to generate a hypoxic model of adult glioblastoma. Glioblastoma mouse models were generated as previously described. See Ozawa, T, et al., (2010) J Vis Exp, Jul 13;(41) which is incorporated in its entirety here by reference. Briefly, BT-12 cells, U251 cells, or GBM-42 cells were collected by intracranial injection and resuspended in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) at a concentration of approximately 1 x 108 cells per mL. Mice were anesthetized by intraperitoneal (IP) injection of ketamine (100 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg). Anesthetic depth was monitored prior to the first incision as well as at regular intervals throughout the procedure, using the foot withdrawal reflex by planting the foot on both feet. A 1-cm sagittal incision was made along the scalp, and the skull suture lines were exposed. A small hole was created by puncture with a 25g needle, 3 mm lateral and 0.5 mm anterior to bregma. Using a sterile Hamilton syringe (Stoelting), 3 x 105 cells in 3μl were injected to a depth of 3 mm over a period of 60 seconds. After injection, the syringe was held in place for 1 minute and then slowly removed. The skull was cleaned with 3% hydrogen peroxide and then sealed with bone wax before closing the scalp using 7 mm surgical staples (Stoelting). Mice that received a subcutaneous injection of 0.1 mg/kg buprenorphine were placed on a heated pad and monitored until they regained mobility for use in these studies.

[000308] Para determinar se L144F H-NOX trímero poderia penetrar no tecido cerebral, os camundongos portadores de tumores cerebrais ortotópicos U251 foram injetados via veia caudal com 750 mg/kg T. tengcongensis L144F H-NOX monômero ou 750 mg/kg T. tengcongensis L144F H-NOX trímero. Antes da eutanásia, os camundongos foram determinados o marcador de hipóxia pimonidazole por injeção intraperitoneal. Para imuno-histoquímica análise, os cérebros foram isolado, seccionados e colorido com pimonidazol com Hydroxyprobe-1 monoclonal anticorpo, fator de hipóxia induzível 1 (HIF- 1α) com anti-HIF-1α anticorpo, proteína H-NOX com um anticorpo anti- H-NOX, e HLA-ABC proteína com um anti-HLA-ABC anticorpo (NvusBiological rat monoclonal antibody clone #YTH862.2) aproximadamente duas horas após a administração da proteína H-NOX. Um conjunto de amostras de tecido cerebral foi adicionalmente colorido com anticorpos secundários combinados com anticorpo anticoelho conjugado com FITC (canal verde) fabricado por Jackson ImmunoResearch e DAPI por imagem de immunofluorescência. Os camundongos tratados com H-NOX trímero demonstraram maior coloração para H-NOX à medida que é comparado com camundongos tratados com controle indicando que a H-NOX trímero penetrou o tecido cerebral (Figura 17A). Além disso, diminuiu a coloração para pimonidazol com Hydroxyprobe-1 monoclonal anticorpo mostrou que a administração do H-NOX o trímero reduziu substancialmente a hipóxia em 60 minutos após a injeção (Figura 17B). Diminuiu coloração para pimonidazol e HIF-1α proteína foi adicional observado em imagens de imunofluorescência (Figuras 18A e 18C). Quantificação das imagens de imunofluorescência demonstrou os baixos níveis de pimonidazol coloração assim como também os baixos níveis de HIF-1α proteína coloração nos tumores de L144F H-NOX trímero camundongos tratados à medida que é comparado com camundongos tratados com solução salina (Figuras 18B e 18D).[000308] To determine whether L144F H-NOX trimer could penetrate brain tissue, mice bearing orthotopic U251 brain tumors were injected via tail vein with 750 mg/kg T. tengcongensis L144F H-NOX monomer or 750 mg/kg T. tengcongensis L144F H-NOX trimer. Before euthanasia, the hypoxia marker pimonidazole was determined in the mice by intraperitoneal injection. For immunohistochemical analysis, brains were isolated, sectioned, and stained with pimonidazole with Hydroxyprobe-1 monoclonal antibody, hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1α) with anti-HIF-1α antibody, H-NOX protein with an anti-HIF-1α antibody. H-NOX, and HLA-ABC protein with an anti-HLA-ABC antibody (NvusBiological rat monoclonal antibody clone #YTH862.2) approximately two hours after administration of the H-NOX protein. A set of brain tissue samples was additionally stained with secondary antibodies combined with FITC-conjugated anti-rabbit antibody (green channel) manufactured by Jackson ImmunoResearch and DAPI for immunofluorescence imaging. Mice treated with H-NOX trimer demonstrated greater staining for H-NOX as compared to control treated mice indicating that H-NOX trimer penetrated brain tissue (Figure 17A). Furthermore, decreased staining for pimonidazole with Hydroxyprobe-1 monoclonal antibody showed that administration of the H-NOX trimer substantially reduced hypoxia at 60 minutes after injection (Figure 17B). Decreased staining for pimonidazole and HIF-1α protein was further observed in immunofluorescence images (Figures 18A and 18C). Quantification of the immunofluorescence images demonstrated the low levels of pimonidazole staining as well as the low levels of HIF-1α protein staining in the tumors of L144F H-NOX trimer-treated mice as compared to saline-treated mice (Figures 18B and 18D ).

[000309] A Figura 19 mostra a biodistribuição de H-NOX trímero em tumor cerebral U251 ortotópico e cérebro saudável. A imagem fluorescente de H-NOX trímero em alta magnificação mostra débil difusão fora dos vasos em cérebro saudável.[000309] Figure 19 shows the biodistribution of H-NOX trimer in orthotopic U251 brain tumor and healthy brain. Fluorescent image of H-NOX trimer at high magnification shows weak diffusion outside vessels in healthy brain.

[000310] Para comparar os tempos de penetração e retenção entre T. tengcongensis L144F H-NOX monômero e T. tengcongensis L144F H- NOX trímero, os camundongos portadores de tumores cerebrais ortotópicos foram injetados via veia caudal com 750 mg/kg Alexa-647 etiquetado H-NOX monômero ou 750 mg/kg Alexa-647 etiquetado H- NOX trímero e submetidas à imagem de bioluminescência em vários pontos de tempo. Alexa-647 proteína etiquetadas H-NOX foram geradas para confirmar fluorescência do espectro de excitação e emissão fluorescente etiquetando as proteínas H-NOX como segue.[000310] To compare the penetration and retention times between T. tengcongensis L144F H-NOX monomer and T. tengcongensis L144F H-NOX trimer, mice bearing orthotopic brain tumors were injected via the tail vein with 750 mg/kg Alexa-647 labeled H-NOX monomer or 750 mg/kg Alexa-647 labeled H-NOX trimer and subjected to bioluminescence imaging at various time points. Alexa-647 labeled H-NOX proteins were generated to confirm fluorescence excitation and emission spectra of fluorescent labeling of H-NOX proteins as follows.

[000311] Proteínas purificadas, proteína H-NOX monômero, H-NOX trímero, ou BSA (Sigma, usado como um controle), foi descongelado sobre gelo e tampão intercambiada em Labeling Buffer livre de endoxina (50 mM HEPES, 50 mM NaCl, pH 8.0) usando cassetes de diálise livre de endoxina (Pierce Slide-A-Lyzer, 7 kDa MWCO). A concentração de proteína após diálise em Labeling Buffer foi determinado por espectroscopia UV-vis. O corante Alexa 647 (Alexa Fluor® 647 ácido carboxílico, succinimidil éster, Invitrogen # A-20006) foi preparado imediatamente antes da adição das reações de etiquetagem. Corante foi aquecido a temperatura ambiente e então dissolvido em DMSO em uma concentração final de 10 mg/mL. A mistura foi agitar em vórtex por 10 segundos e então o corante foi adicionado a cada reação de etiquetagem. As reações de etiquetagem usaram a variação de proteína: proporções de corante com controle a extensão de Alexa etiquetagem. As reações consistiram de proteína (em Labeling Buffer) e corante para uma concentração DMSO final de 5-10%. As reações foram incubadas por 1 hora a temperatura ambiente (protegido da luz) com agitação moderada. Após a reação, corante Alexa livre foi removido por extensiva diálise em formulação tampão livre de endoxina (30mM Trietanolamina, 50mM NaCl, pH 7,4) usando cassetes de diálise livre de endoxina (Pierce Slide-A-Lyzer, 7kDa MWCO corte).[000311] Purified proteins, H-NOX protein monomer, H-NOX trimer, or BSA (Sigma, used as a control), were thawed on ice and buffer exchanged into endoxin-free Labeling Buffer (50 mM HEPES, 50 mM NaCl, pH 8.0) using endoxin-free dialysis cassettes (Pierce Slide-A-Lyzer, 7 kDa MWCO). The protein concentration after dialysis in Labeling Buffer was determined by UV-vis spectroscopy. Alexa 647 dye (Alexa Fluor® 647 carboxylic acid, succinimidyl ester, Invitrogen #A-20006) was prepared immediately before adding the labeling reactions. Dye was warmed to room temperature and then dissolved in DMSO at a final concentration of 10 mg/mL. The mixture was vortexed for 10 seconds and then the dye was added to each labeling reaction. Labeling reactions used varying protein:dye ratios with control over the extent of Alexa tagging. Reactions consisted of protein (in Labeling Buffer) and dye to a final DMSO concentration of 5-10%. The reactions were incubated for 1 hour at room temperature (protected from light) with moderate agitation. After the reaction, free Alexa dye was removed by extensive dialysis in endoxin-free buffer formulation (30mM Triethanolamine, 50mM NaCl, pH 7.4) using endoxin-free dialysis cassettes (Pierce Slide-A-Lyzer, 7kDa MWCO cutoff).

[000312] Após diálise na formulação tampão, a concentração de proteína e extensão de etiquetagem foram determinadas por espectroscopia UV-vis usando a absorbância intrínseca de H-NOX (a 280 e 415 nm) e Alexa corante (653 nm) para determinar a proporção molar de corante para proteína após etiquetagem. A fluorescência da proteína etiquetada foi analisada por excitação em 647 nm para obter um espectro de emissão. O espectro de emissão da proteína etiquetada foi consistente com os dados publicados e dados de Invitrogen. A proteína etiquetada foi adicional analisada por tamanho e cromatografia de exclusão para garantir que etiquetagem não afetou o estado de oligomerização da proteína. A contaminação final da endotoxina na proteína etiquetada foi determinada usando o ensaio Charles River LAL Gel Clot (0,03 EU/mL sensitividade).[000312] After dialysis in the buffer formulation, the protein concentration and extent of labeling were determined by UV-vis spectroscopy using the intrinsic absorbance of H-NOX (at 280 and 415 nm) and Alexa dye (653 nm) to determine the proportion molar of dye for protein after labeling. The fluorescence of the tagged protein was analyzed by excitation at 647 nm to obtain an emission spectrum. The emission spectrum of the tagged protein was consistent with published data and data from Invitrogen. The tagged protein was further analyzed by size exclusion chromatography to ensure that tagging did not affect the oligomerization state of the protein. Final endotoxin contamination in the tagged protein was determined using the Charles River LAL Gel Clot assay (0.03 EU/mL sensitivity).

[000313] Para a imagem de bioluminescência, os camundongos foram anestesiados por Injeção IP de cetamina (100 mg/kg) e xilazina (10 mg/kg), e então injetados por IP com 33,3 mg de D-luciferina (sal de potássio, Gold Biotechnology, St. Louis, MO, EUA) dissolvido em solução salina estéril. A bioluminescência do tumor foi determinada 10 minutos após injeção de luciferina, usando o Sistema IVIS Lumina (Caliper Life Sciences, Alameda, CA, EUA) e software LivingImage, como a soma de fótons contabilizada por segundo em regiões de interesse definidas pelos valores mais baixos do limiar de 25% de pico pixel intensidade. A aquisição da imagem foi não invasiva, e a temperatura corporal do animal foi mantida usando a plataforma aquecida de imagem. Para camundongos BT-12 tratado com monômero H-NOX ou trímero H-NOX, a imagem foi realizados a 0, 0,5, 1, 2, e 4 horas após injeção. For GBM-41 camundongos tratado com monômeros H-NOX ou trímeros H-NOX, a imagem foi realizada em 0, 0,5, 1, 2, 4, e 6 horas após injeção. Para camundongos U251 tratados com monômeros H-NOX ou trímeros H-NOX, a imagem foi realizada em 0, 0,5, 1, 2, 4, 6, e 72 horas após injeção. A bioluminescência do tumor anteriormente tinha sido mostrada ser diretamente proporcional ao volume do tumor em camundongos portadores de xenotransplantes GB ortotópicos. Veja Moeller, BJ et al., (2007) Câncer Metástase Rev, 26:241-248, o qual é incorporado aqui mencionado em sua integridade por referência. Comparação de monômero H-NOX e trímero biodistribuição demonstrou que no BT-12 em um modelo de camundongo de glioblastoma, tanto o monômero L144F H-NOX (Figura 20A) como os trímeros L144F H-NOX (Figura 20B) penetraram os tumores cerebrais. trímero H-NOX tinha um tempo de retenção significativamente mais longo em tumores na medida em que é comparado com monômeros H-NOX. Onde o HNOX monômero foi amplamente eliminado dos tumores por 2 horas (Figura 20A), trímero H- NOX continuou acumulando em tumores por várias horas (Figura 20B). H-NOX intracranial localização foi confirmado por a imagem de tecido cerebral ex vivo isolado de camundongo 30 e 60 minutos após injeção com a monômero H-NOX (Figuras 21A e 18B) e 60 minutos após injeção com um trímero H-NOX (Figura 21C). Adicional visualização por bioluminescência em 30, 60, 120, e 240 minutos após injeção demonstrou que o monômero H-NOX (Figura 22) e trímero H-NOX (Figura 23) também localizado em colônias metastáticas na coluna vertebral. Onde os monômeros H-NOX substancialmente acumulados na coluna vertebral em 30 minutos (Figura 22A) na medida em que é comparado com trímero H-NOX (Figura 23A), foi amplamente eliminado por 2 horas (Figura 22B-D) enquanto a trímero H-NOX continuou acumulando coluna vertebral por várias horas (Figura 23B-D). Ao usar menores quantidades de proteína etiquetada e aumentar a intensidade do sinal, foi revelado que monômero H-NOX acumulados nos rins durante esse tempo sugere uma rota de eliminação (Figura 24).[000313] For bioluminescence imaging, mice were anesthetized by IP Injection of ketamine (100 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg), and then IP injected with 33.3 mg of D-luciferin (salt potassium, Gold Biotechnology, St. Louis, MO, USA) dissolved in sterile saline. Tumor bioluminescence was determined 10 minutes after luciferin injection, using the IVIS Lumina System (Caliper Life Sciences, Alameda, CA, USA) and LivingImage software, as the sum of photons counted per second in regions of interest defined by the lowest values threshold of 25% peak pixel intensity. Image acquisition was non-invasive, and the animal's body temperature was maintained using the heated imaging platform. For BT-12 mice treated with H-NOX monomer or H-NOX trimer, imaging was performed at 0, 0.5, 1, 2, and 4 hours after injection. For GBM-41 mice treated with H-NOX monomers or H-NOX trimers, imaging was performed at 0, 0.5, 1, 2, 4, and 6 hours after injection. For U251 mice treated with H-NOX monomers or H-NOX trimers, imaging was performed at 0, 0.5, 1, 2, 4, 6, and 72 hours after injection. Tumor bioluminescence had previously been shown to be directly proportional to tumor volume in mice bearing orthotopic GB xenotransplants. See Moeller, BJ et al., (2007) Cancer Metastasis Rev, 26:241-248, which is incorporated herein in its entirety by reference. Comparison of H-NOX monomer and trimer biodistribution demonstrated that in BT-12 in a mouse model of glioblastoma, both the L144F H-NOX monomer (Figure 20A) and the L144F H-NOX trimers (Figure 20B) penetrated brain tumors. H-NOX trimer had a significantly longer retention time in tumors as compared to H-NOX monomers. Where HNOX monomer was largely eliminated from tumors by 2 hours (Figure 20A), H-NOX trimer continued to accumulate in tumors for several hours (Figure 20B). Intracranial H-NOX localization was confirmed by imaging ex vivo isolated mouse brain tissue 30 and 60 minutes after injection with the H-NOX monomer (Figures 21A and 18B) and 60 minutes after injection with an H-NOX trimer (Figure 21C ). Additional bioluminescence visualization at 30, 60, 120, and 240 minutes after injection demonstrated that the H-NOX monomer (Figure 22) and H-NOX trimer (Figure 23) also localized to metastatic colonies in the spine. Where H-NOX monomers substantially accumulated in the spine within 30 minutes (Figure 22A) as compared to H-NOX trimer (Figure 23A), it was largely eliminated by 2 hours (Figure 22B-D) while H-NOX trimer -NOX continued to accumulate in the spine for several hours (Figure 23B-D). By using smaller amounts of labeled protein and increasing signal intensity, it was revealed that H-NOX monomer accumulated in the kidneys during this time suggests an elimination route (Figure 24).

[000314] A acumulação de trímeros L144F H-NOX no cérebro e na coluna vertebral foi confirmada no GBM-43 (Figura 25) e U251 em um modelo de camundongos (Figura 26). Localização de trímeros L144F H- NOX foi adicionalmente investigado em camundongos U251 que foram injetados com uma dose mais alta de trímero H-NOX de 295 mg/kg e uma dose mais baixa de 30 mg/kg. A imagem de bioluminescência em 0, 0,5, 1, 2, 4, e 6 hr após a injeção demonstrou que o trímero L144F H- NOX acumulado em tumores cerebrais dos camundongos tanto administração de altas como de baixas concentrações de trímero H- NOX (Figuras 27 e 28, respectivamente). Em comparação, localização de um trímero H-NOX agrupadas de uma monômero H-NOX L144F variante não acumularam em pequeno tumores cerebrais conforme foi evidenciado pelas imagens de bioluminescência 0, 0,5, 1, 2, 4, e 6 hr após a injeção com 30 mg/kg (Figura 29). A imagem de bioluminescência ex vivo de isolado o cérebro de camundongo tratado com 30 mg/kg trímero L144F H-NOX (Figura 30A) ou 750 mg/kg L144F trímero (Figura 30B) mostrou que a quantidade de proteína H-NOX em um único dose tinha pequeno efeito sobre localização da H-NOX nos tumores intracranianos. Além disso, a imagem de bioluminescência em tempo real de camundongos portadores de grandes (Figura 30C) ou pequenos tumores (Figura 30D) mostrou que após administração de 295 mg/kg de trímero L144F H-NOX, o trímero distribuído nos tumores intracranianos independentemente do tamanho do tumor (Figura 30B). A imagem de bioluminescência ex vivo em tempo real de três modelos de camundongos de glioblastoma, GBM, U251, e BT-12, demonstrou que trímero L144F H-NOX distribuído nos tumores intracranianos e tumores espinais em todos os três modelos (Figuras 31 e 32). A imagem imunofluorescente de uma seção do tumor colorida com anticorpos para a proteína H-NOX e a vascularização mostrou que trímero L144F H- NOX esquerdo a vascularização e fusionadas em todo o tumor cerebral (Figura 33). Em geral, estes dados identificados proteínas H-NOX com perfis de biodistribuição do tumor clinicamente relevante.[000314] The accumulation of L144F H-NOX trimers in the brain and spine was confirmed in GBM-43 (Figure 25) and U251 in a mouse model (Figure 26). Localization of L144F H-NOX trimers was further investigated in U251 mice that were injected with a higher H-NOX trimer dose of 295 mg/kg and a lower dose of 30 mg/kg. Bioluminescence imaging at 0, 0.5, 1, 2, 4, and 6 hr after injection demonstrated that L144F H-NOX trimer accumulated in mouse brain tumors with both administration of high and low concentrations of H-NOX trimer. (Figures 27 and 28, respectively). In comparison, localization of a clustered H-NOX trimer of a variant H-NOX L144F monomer did not accumulate in small brain tumors as evidenced by bioluminescence images 0, 0.5, 1, 2, 4, and 6 hr after injection. with 30 mg/kg (Figure 29). Ex vivo bioluminescence imaging of isolated mouse brain treated with 30 mg/kg L144F H-NOX trimer (Figure 30A) or 750 mg/kg L144F trimer (Figure 30B) showed that the amount of H-NOX protein in a single dose had little effect on localization of H-NOX in intracranial tumors. Furthermore, real-time bioluminescence imaging of mice bearing large (Figure 30C) or small tumors (Figure 30D) showed that after administration of 295 mg/kg of L144F H-NOX trimer, the trimer distributed into intracranial tumors regardless of the tumor size (Figure 30B). Real-time ex vivo bioluminescence imaging of three mouse models of glioblastoma, GBM, U251, and BT-12, demonstrated that L144F H-NOX trimer distributed in intracranial tumors and spinal tumors in all three models (Figures 31 and 32 ). Immunofluorescent imaging of a tumor section stained with antibodies to the H-NOX protein and the vasculature showed that L144F H-NOX trimer left the vasculature and fused throughout the brain tumor (Figure 33). Overall, these data identified H-NOX proteins with clinically relevant tumor biodistribution profiles.

[000315] Para verificar a partição de trímeros H-NOX entre o cérebro e o plasma, L144F trímero foi testado usando um grupo de três camundongos FVB fêmeas (Figura 34). O candidato trímeros H-NOX foram injetados no tempo 0 em uma dose de 200 e 750 mg/kg por injeção de bolo intravenoso na veia caudal. Em 30 min, 1 hr, 1,5 hr e 2 hr após injeção do o candidato trímero H-NOX ou controle de tampão, camundongos foram sacrificados. Aproximadamente um ml de sangue foi colhido por punção intracardíaca e o cérebro foi coletado. O sangue colhido foi processado para as amostras de cérebro e o plasma foi lisado para extrair proteínas. O cérebro e o plasma foi subsequentemente analisado pela presença de trímero H-NOX usando um Ensaio ELISA com um anticorpo policlonal em comparação com a proteína H-NOX.[000315] To verify the partition of H-NOX trimers between the brain and plasma, L144F trimer was tested using a group of three female FVB mice (Figure 34). The candidate H-NOX trimers were injected at time 0 at a dose of 200 and 750 mg/kg by intravenous bolus injection into the tail vein. At 30 min, 1 hr, 1.5 hr, and 2 hr after injection of the candidate H-NOX trimer or buffer control, mice were sacrificed. Approximately one ml of blood was collected by intracardiac puncture and the brain was collected. The collected blood was processed for brain samples and the plasma was lysed to extract proteins. Brain and plasma were subsequently analyzed for the presence of H-NOX trimer using an ELISA Assay with a polyclonal antibody compared to H-NOX protein.

Exemplo 7. trímeros H-NOX melhoraram os efeitos de radiação em modelos de camundongos de glioblastoma in vivo.Example 7. H-NOX trimers improved the effects of radiation in mouse models of glioblastoma in vivo.

[000316] Para determinar se oxigenação de tumores hipóxicos devido a H-NOX penetração poderia melhorar o desempenho da radiação induzindo a morte do tumor, foram realizados estudos em grupos de 10 camundongos U251 portadores de tumores de glioblastoma intracranial atímicos para avaliar os efeitos de terapia de radiação (RT) na presença de trímero H-NOX. Os camundongos foram tratado com três frações de terapia de radiação em 2 Gy por fração nos dias 15, 17, e 20 após a implantação do tumor com ou sem administração de 750 mg/kg Alexa- 647 etiquetado T. tengcongensis trímero L144F H-NOX transportada por injeção intravenosa. Os camundongos foram monitorados até o dia 29 e submetidos à imagem de bioluminescência nos dias 15, 17, 20, 22, 24, e 29. A imagem de qualificações de bioluminescência média (BLI) determinada para cada tratamento grupo demonstrou que múltiplas doses de trímero L144F H-NOX resultou em adiamento estatisticamente significativo do crescimento do tumor (Figuras 35A e 35B) e apesar da natureza agressiva e levemente hipóxica dos tumores U251 ortotópicos tratado, a sobrevivência do animal foi também significativamente melhorada em grupos L144F H-NOX tratado (Figura 35C). Tumores foram também coletados por coloração imunoistoquímica e análise.[000316] To determine whether oxygenation of hypoxic tumors due to H-NOX penetration could improve radiation performance by inducing tumor death, studies were performed on groups of 10 U251 mice bearing athymic intracranial glioblastoma tumors to evaluate the effects of therapy. radiation (RT) in the presence of H-NOX trimer. Mice were treated with three fractions of radiation therapy at 2 Gy per fraction on days 15, 17, and 20 after tumor implantation with or without administration of 750 mg/kg Alexa-647 labeled T. tengcongensis L144F H-NOX trimer. transported by intravenous injection. Mice were monitored until day 29 and subjected to bioluminescence imaging on days 15, 17, 20, 22, 24, and 29. Mean bioluminescence imaging (BLI) qualifications determined for each treatment group demonstrated that multiple doses of trimer L144F H-NOX resulted in statistically significant postponement of tumor growth (Figures 35A and 35B) and despite the aggressive and mildly hypoxic nature of orthotopic U251 treated tumors, animal survival was also significantly improved in L144F H-NOX treated groups (Figure 35C). Tumors were also collected by immunohistochemical staining and analysis.

[000317] O efeito de T. tengcongensis trímero L144F H-NOX na terapia de radiação de glioblastoma humano foi adicionalmente investigado em dois modelos de camundongos portadores de tumores de glioblastoma intracranianos, U251 e GBM43. Em uma estudo, grupos de 10 camundongos fêmeas atímicos U251 portadores de tumores de glioblastoma intracranianos foram tratado com 1) tratamento tampão somente, 2) tratamento tampão em combinação com uma única dose de 2 Gy radiação (configuração do irradiador = 0,81; a taxa dose de Césio do irradiador foi 247 CGy/min), 3) 750 mg/kg trímero L144F H- NOX por IV somente, ou 4) trímero L144F H-NOX em combinação com uma única dose de 2 Gy radiação (configuração do irradiador = 0,81; a taxa dose de Césio do irradiador foi 247 CGy/min). Os camundongos que receberam a combinação tratamento foram irradiados por 2 horas após trímero L144F H-NOX transportador na parcela suprassensorial do cérebro. O tratamento para todos os camundongos começou 14 dias após injeção intracraniana de camundongos com 3,0 x 105 Células U251. Foi encontrado que a sobrevivência do animal aumentada em coortes que receberam o tratamento combinado de trímero L144F H- NOX e 2 Gy radiação (Figura 36A). Em outro estudo, os grupos de camundongos 10 GBM43 portadores de tumores de glioblastoma intracranianos foram tratado com 1) terapia de radiação de 2 Gy; 2) terapia de radiação de 4 Gy; 3) 8 Gy terapia de radiação; 4) 2 ciclos de terapia de radiação de 4 Gy; 5) terapia de radiação de 4 Gy em combinação com trímero L144F H-NOX; ou 6) tratamento tampão. Os camundongos que receberam o tratamento combinado foram irradiados de 1 a 1,5 horas após trímero H-NOX transportador e os camundongos que receberam múltiplos doses de RT tiveram a administração de RT separada por 4 dias. O tratamento de radiação foi administrado na parcela suprasensorial do cérebro a todos os grupos RT. O tratamento a todos os camundongos começou 7 dias após- a implantação do tumor. Foi concluído que a sobrevivência do animal nas coortes que receberam o tratamento combinado de trímero L144F H-NOX e 4 Gy radiação foi similar à sobrevivência do animal em coortes que receberam tratamento de 4 Gy somente (Figura 36B).[000317] The effect of T. tengcongensis L144F H-NOX trimer on radiation therapy of human glioblastoma was further investigated in two mouse models bearing intracranial glioblastoma tumors, U251 and GBM43. In one study, groups of 10 female athymic U251 mice bearing intracranial glioblastoma tumors were treated with 1) buffer treatment alone, 2) buffer treatment in combination with a single dose of 2 Gy radiation (irradiator setting = 0.81; a Cesium dose rate from the irradiator was 247 CGy/min), 3) 750 mg/kg L144F H-NOX trimer by IV alone, or 4) L144F H-NOX trimer in combination with a single dose of 2 Gy radiation (irradiator configuration = 0.81; the Cesium dose rate from the irradiator was 247 CGy/min). Mice receiving the combination treatment were irradiated for 2 hours after L144F H-NOX transporter trimer in the suprasensory portion of the brain. Treatment for all mice began 14 days after intracranial injection of mice with 3.0 x 105 U251 cells. Animal survival was found to be increased in cohorts that received the combined treatment of L144F H-NOX trimer and 2 Gy radiation (Figure 36A). In another study, groups of 10 GBM43 mice bearing intracranial glioblastoma tumors were treated with 1) 2 Gy radiation therapy; 2) 4 Gy radiation therapy; 3) 8 Gy radiation therapy; 4) 2 cycles of 4 Gy radiation therapy; 5) 4 Gy radiation therapy in combination with L144F H-NOX trimer; or 6) buffer treatment. Mice receiving the combined treatment were irradiated 1 to 1.5 hours after trimer H-NOX carrier and mice receiving multiple doses of RT had RT administration separated by 4 days. Radiation treatment was administered to the suprasensory portion of the brain to all RT groups. Treatment of all mice began 7 days after tumor implantation. It was concluded that animal survival in cohorts that received combined L144F H-NOX trimer treatment and 4 Gy radiation was similar to animal survival in cohorts that received 4 Gy treatment alone (Figure 36B).

Exemplo 8. Teste de toxicologia das proteínas H-NOX.Example 8. Toxicology test of H-NOX proteins.

[000318] Para avaliar o perfil de segurança dos monômeros H-NOX em antecipação dos IND-qua habilitam estudos toxicológicos, um estudo toxicológico preliminar como GLP em ratos Sprague-Dawley foi realizado em uma Organização de Pesquisa Contratada acreditada pela FDA independente (MPI Research Laboratories). Nenhum evento adverso ou diferenças de controle foram detectadas em doses de 100 e 300 mg/kg de H-NOX T. tengcongensis L144F monômero 48 horas após a injeção (IV). Na dose máxima praticável de 1000 mg/kg, algumas sinais leves de toxicidade foram observados (Tabela 4). O elevado número de células brancas do sangue contabilizado nas 48 horas foram provavelmente devido a traços de quantidades de endotoxina presentes na formulação da proteína e estes níveis foram reduziu 100 vezes em produção verificadas por estudos adicionais. No estudo separado, os ratos foram injetados com 50mg/kg monômero L144F H-NOX ou trímero L144F H-NOX e seguidas no Dia 32. Ambos os anticorpos IgM e IgG antiterapêutico foram gerados, no entanto, não houve casos de choque anafilático, independentemente do H-NOX variante ou número de doses (até 4 doses testados).Tabela 4. monômero H-NOX foi bem tolerado nos ratos. [000318] To evaluate the safety profile of H-NOX monomers in anticipation of IND-qualifying toxicology studies, a preliminary toxicology study on GLP in Sprague-Dawley rats was performed at an independent FDA-accredited Contract Research Organization (MPI Research Laboratories). No adverse events or control differences were detected at doses of 100 and 300 mg/kg of H-NOX T. tengcongensis L144F monomer 48 hours after injection (IV). At the maximum practicable dose of 1000 mg/kg, some mild signs of toxicity were observed (Table 4). The high number of white blood cells recorded in the 48 hours were probably due to trace amounts of endotoxin present in the protein formulation and these levels were reduced 100-fold in production verified by additional studies. In the separate study, mice were injected with 50mg/kg L144F H-NOX monomer or L144F H-NOX trimer and followed on Day 32. Both antitherapeutic IgM and IgG antibodies were generated, however, there were no cases of anaphylactic shock regardless of the H-NOX variant or number of doses (up to 4 doses tested). Table 4. H-NOX monomer was well tolerated in rats.

Exemplo 9. Caracterização de programa mínimo de dosagem de trímero H-NOX em modelos de animal in vivo de glioblastoma.Example 9. Characterization of minimal H-NOX trimer dosing program in in vivo animal models of glioblastoma.

[000319] Para melhor informar o design de IND que habilitam estudos de toxicidade e estudos clínicos, os programas e níveis de dosagem do exemplo de trímero H-NOX é caracterizado usando um modelo de camundongo de U251 glioblastoma. O resultado destes estudos é validado, além disso, em modelos animais de glioblastoma para melhor informar seleção de paciente.[000319] To better inform the design of INDs that enable toxicity studies and clinical studies, the schedules and dosage levels of the example H-NOX trimer are characterized using a mouse model of U251 glioblastoma. The outcome of these studies is further validated in animal models of glioblastoma to better inform patient selection.

Identificar a dose mínima efetiva do exemplo de trímero H-NOX que melhora RTIdentify the minimum effective dose of the H-NOX trimer example that improves RT

[000320] Para minimizar os eventos adversos em pacientes que receberam o exemplo de trímero H-NOX e quantificar a farmacodinâmica (PD) do exemplo de trímero H-NOX em oxigenação e radiossensibilização dos tumores, a dose mínima efetiva (MED, de acordo com sua sigla em inglês) do trímero H-NOX é identificado no modelo de camundongo U251 glioblastoma. Estudos preliminares demonstraram que uma dose de 750 mg/kg trímero H-NOX resultou na substancial redução da hipóxia do tumor duas horas após a administração (Figuras 17A e 17B) e que este efeito foi suficiente para melhorar significativamente as respostas do tumor à RT (Figura 35). Outros estudos de tumores de xenotransplante demonstraram que trímero H-NOX acumulado nos tumores nas doses tão baixa como 10 mg/kg, estabelecendo uma ampla potencial de variação para uma dose eficiente. Para identificar a MED de trímero H-NOX, dosagens que variam de 7,5 mg/kg a 750 mg/kg foram usadas para melhorar as respostas do tumor à RT.[000320] To minimize adverse events in patients who received the H-NOX trimer example and quantify the pharmacodynamics (PD) of the H-NOX trimer example in oxygenation and radiosensitization of tumors, the minimum effective dose (MED, according to its acronym in English) of the H-NOX trimer is identified in the U251 glioblastoma mouse model. Preliminary studies demonstrated that a dose of 750 mg/kg H-NOX trimer resulted in substantial reduction of tumor hypoxia two hours after administration (Figures 17A and 17B) and that this effect was sufficient to significantly improve tumor responses to RT ( Figure 35). Other studies of xenotransplant tumors have demonstrated that H-NOX trimer accumulates in tumors at doses as low as 10 mg/kg, establishing a wide range of potential for effective dosing. To identify H-NOX trimer MED, dosages ranging from 7.5 mg/kg to 750 mg/kg were used to improve tumor responses to RT.

[000321] Para identificar a MED de trímero H-NOX, os efeitos de radiossensibilização de doses de 75 mg/kg e 7,5 mg/kg em comparação com a dose eficiente anteriormente estabelecida de 750 mg/kg é comparada (Tabela 5). A eficácia é testada em comparação com um ortotópicos em um modelo de camundongo de GB, usando a luciferase modificado U251 humano GB célula linear. Uma coorte de 10 camundongos é usado para seguir o crescimento do tumor pela imagem de bioluminescência e para seguir a sobrevivência. Além disso, três coortes de 3 camundongos cada uma foram usadas para examinar mecanismos moleculares por trás da ação de trímero H-NOX, que inclui localização do trímero H-NOX por imunoistoquímica e ELISA quantitativa, oxigenação do tumor por imunoistoquímica usando EF5 como um marcador por hipóxia, e avaliação de dano de DNA por imunoistoquímica usando coloração YH2AX (Tabela 5).[000321] To identify the H-NOX trimer MED, the radiosensitization effects of doses of 75 mg/kg and 7.5 mg/kg compared to the previously established efficient dose of 750 mg/kg are compared (Table 5) . Efficacy is tested in comparison to orthotopics in a mouse model of GB, using the luciferase modified U251 human GB linear cell. A cohort of 10 mice is used to follow tumor growth by bioluminescence imaging and to follow survival. Furthermore, three cohorts of 3 mice each were used to examine molecular mechanisms behind H-NOX trimer action, which include H-NOX trimer localization by immunohistochemistry and quantitative ELISA, tumor oxygenation by immunohistochemistry using EF5 as a marker. by hypoxia, and assessment of DNA damage by immunohistochemistry using YH2AX staining (Table 5).

[000322] Para estes estudos, as células U251 são ressuspensas em Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) em uma concentração de aproximadamente 1 x io8 células por mL. Camundongos atímicos são anestesiados por injeção intraperitoneal (IP) de cetamina (100 mg/kg) e xilazina (10 mg/kg). Uma incisão sagital de 1 cm é feita ao longo do couro cabeludo e um pequeno orifício é criado por punção com agulha de 25g, a 3 mm lateral e 0,5 mm anterior do bregma. Usando a seringa estéril Hamilton (Stoelting), 3 x io5 células na 3 μ| volume é injetados em uma profundidade de 3 mm durante um período de 60 segundos. Após injeção, a seringa é removida e o crânio é selado com cera de osso antes de fechar o couro cabeludo usando grampos cirúrgicos de 7 mm (Stoelting). Veja Ozawa, T et al., (2010) J Vis Exp, Jul 13;(41). Os camundongos recebem uma injeção subcutânea de 0,1 mg/kg de buprenorfina e são monitorada até que eles recuperam a mobilidade. Entre 21 e 25 dias após a implantação do tumor, trímero H-NOX na dosagem indicada para cada coorte é administrada na injeção na veia caudal duas horas antes RT, o qual é administrada em 2 Gy/dose a todo o suprasensorial do cérebro(Tabela 6). Para toda administração de RT no cérebro, uma fonte de 137Cs que transporta a taxa de dose aproximadamente 280 cGy/min é usado e os camundongos são irradiados pela duração de tempo que resulta em 2 Gy.Tabela 5. Estudos de escalação de dose das coortes para trímero H- NOX [000322] For these studies, U251 cells are resuspended in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) at a concentration of approximately 1 x 108 cells per mL. Athymic mice are anesthetized by intraperitoneal (IP) injection of ketamine (100 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg). A 1 cm sagittal incision is made along the scalp and a small hole is created by puncture with a 25 g needle, 3 mm lateral and 0.5 mm anterior to bregma. Using the sterile Hamilton syringe (Stoelting), 3 x 10 cells in 3 μ| volume is injected to a depth of 3 mm over a period of 60 seconds. After injection, the syringe is removed and the skull is sealed with bone wax before closing the scalp using 7mm surgical staples (Stoelting). See Ozawa, T et al., (2010) J Vis Exp, Jul 13;(41). Mice receive a subcutaneous injection of 0.1 mg/kg buprenorphine and are monitored until they regain mobility. Between 21 and 25 days after tumor implantation, H-NOX trimer at the dosage indicated for each cohort is administered by tail vein injection two hours before RT, which is administered at 2 Gy/dose to the entire suprasensory brain (Table 6). For all administration of RT to the brain, a 137Cs source carrying a dose rate of approximately 280 cGy/min is used and mice are irradiated for the duration of time that results in 2 Gy. Table 5. Cohort dose escalation studies for H-NOX trimer

[000323] Todos os programas de RT consistem em 3 doses semanais de 2 Gy/dose[000323] All RT programs consist of 3 weekly doses of 2 Gy/dose

[000324] O crescimento não invasivo do tumor é monitorado por uma imagem de bioluminescência durante o curso do estudo. Para uma imagem de bioluminescência, os camundongos são anestesiados por injeção IP de cetamina (100 mg/kg) e xilazina (10 mg/kg), e então injetados pelo IP com 33,3 mg de D-luciferina (sal de potássio, Gold Biotechnology, St. Louis, MO, EUA) dissolvido em solução salina estéril. A bioluminescência do tumor é determinado 10 minutos após injeção de luciferina, usando o Sistema IVIS Lumina (Caliper Life Sciences, Alameda, CA, EUA) e LivingImage software, como a soma de fótons contabilizada por segundo em regiões de interesse definidas pela valores mais baixos do limiar de 25% do pico de intensidade pixel. Para análise de sobrevivência, os camundongos são eutanizados quando o peso do corpo diminui por de mais de 15% ou quando os déficits neurológicos são observados (Neficácia, Tabela 5).[000324] Non-invasive tumor growth is monitored by bioluminescence imaging during the course of the study. For bioluminescence imaging, mice are anesthetized by IP injection of ketamine (100 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg), and then injected IP with 33.3 mg of D-luciferin (potassium salt, Gold Biotechnology, St. Louis, MO, USA) dissolved in sterile saline. Tumor bioluminescence is determined 10 minutes after luciferin injection, using the IVIS Lumina System (Caliper Life Sciences, Alameda, CA, USA) and LivingImage software, as the sum of photons counted per second in regions of interest defined by the lowest values threshold of 25% of peak pixel intensity. For survival analysis, mice are euthanized when body weight decreases by more than 15% or when neurological deficits are observed (Efficacy, Table 5).

[000325] Para pesquisar a oxigenação do tumor, ou a redução da hipóxia, e localização do trímero H-NOX no tumor, três camundongos de cada grupo de dosagem são injetados com 10 mM EF5, um biomarcador clínico para hipóxia, para IV e sacrificados imediatamente após RT para IHC análise em todas as seções do cérebro (Nhipóxia e trímero H-NOX IHC, Tabela 5). Além disso, uma coorte de três camundongos são sacrificados imediatamente após RT e tumores são ressecados para análise de conteúdo de trímero H-NOX pelo ELISA quantitativo (Ntrímero H-NOX ELISA, Tabela 5). Duas horas após a conclusão da RT, além disso, coorte de três camundongos são sacrificados para análise de dano de DNA por YH2AX IHC em todas as seções do cérebro (NDano de DNA IHC, Tabela 5). Para análise de eficácia da RTe análise de hipóxia molecular, localização do tumor, e dano de DNA, análises estatísticas são realizadas por aNOVA com subsequente testes t pareados e a mudança em P < 0,05 é considerada estatisticamente significativa. Para análise de sobrevivência, o teste Log-Rank é usado com a alfa duas caudas iguais a 0,05 para 88% poder detectar um tamanho do efeito de 1,5. O tamanho do efeito é definido como a diferença em média de sobrevivência dividido pelo desvio padrão dentro do tratamento.[000325] To research tumor oxygenation, or reduction of hypoxia, and localization of the H-NOX trimer in the tumor, three mice from each dosage group are injected with 10 mM EF5, a clinical biomarker for hypoxia, to IV and sacrificed immediately after RT for IHC analysis on all brain sections (Nhypoxia and H-NOX IHC trimer, Table 5). Additionally, a cohort of three mice are sacrificed immediately after RT and tumors are resected for analysis of H-NOX trimer content by quantitative ELISA (H-NOX Trimer ELISA, Table 5). Two hours after completion of RT, additionally, cohort of three mice are sacrificed for DNA damage analysis by YH2AX IHC in all brain sections (NDDNA damage IHC, Table 5). For analysis of RT efficacy and analysis of molecular hypoxia, tumor location, and DNA damage, statistical analyzes are performed by aNOVA with subsequent paired t-tests and the change at P < 0.05 is considered statistically significant. For survival analysis, the Log-Rank test is used with two-tailed alpha equal to 0.05 for 88% to be able to detect an effect size of 1.5. Effect size is defined as the difference in mean survival divided by the within-treatment standard deviation.

Tempo de residência correlato de exemplo de trímero H-NOX e oxigenação em tumores com radiossensibilizaçãoCorrelate residence time of H-NOX trimer example and oxygenation in tumors with radiosensitization

[000326] Para melhor informar o perfil clínico alvo dos trímeros H- NOX, a longevidade dos efeitos de oxigenação do trímero H-NOX em tumores que resulta em radiossensibilização foi pesquisada. RT é administrada em uma variação de pontos de tempos baseada no pico intracranial de localização do tumor do cronograma de trímero H-NOX (Figura 26), e usando a MED de trímero H-NOX, a duração de tempo entre a administração do trímero H-NOX e RT é variada (Tabela 6). Similar aos estudos para determinação da MED de trímero H-NOX, vários parâmetros farmacodinâmicos são avaliados tais como distribuição de trímero H-NOX em tecido tumoral, redução da hipóxia, dano de DNA, adiamento do crescimento do tumor, e melhor sobrevivência em geral.Tabela 6. Cortes por duração de estudos de radiossensibilização [000326] To better inform the target clinical profile of H-NOX trimers, the longevity of the oxygenation effects of the H-NOX trimer on tumors resulting in radiosensitization was researched. RT is administered at a range of time points based on the peak intracranial tumor location of the H-NOX trimer schedule (Figure 26), and using the H-NOX trimer MED, the length of time between H-trimer administration -NOX and RT is varied (Table 6). Similar to studies to determine the MED of H-NOX trimer, several pharmacodynamic parameters are evaluated such as distribution of H-NOX trimer in tumor tissue, reduction of hypoxia, DNA damage, postponement of tumor growth, and improved overall survival. Table 6. Cutoffs by duration of radiosensitization studies

[000327] Todos os programas de RT consistem em 3 doses semanais de 2 Gy/dose[000327] All RT programs consist of 3 weekly doses of 2 Gy/dose

Reprodutibilidade da radiossensibilização mediada por trímero H-NOX, além disso, em classes de GBReproducibility of H-NOX trimer-mediated radiosensitization furthermore across GB classes

[000328] Três subclasses de GB clínica molecularmente definidas são estudadas pelo trímero H-NOX mediado por radiossensibilização. Modelos de xenotransplantes derivados de linhas de células(GBM43, GBM6, e GBM14) destas três subclasses são estabelecidos como anteriormente descrito. Veja Verhaak et al., (2010) Cancer Cell, 17:98110 and Phillips et al., (2006) Cancer Cell, 9:157-173. Brevemente, por produção destes três modelos de camundongos, tumores subcutâneos destas três tipos de câncer são moídos com um bisturi e são submetidos a três rodadas de passagem através de filtro de poro de 40 μm, com centrifugação após cada rodada de filtração com velocidade crescente de 158 x g, 355 x g, 631 x g a 10 minutos cada. Após a rodada final de centrifugação, as células são ressuspensas em 1 mL de meio DMEM estéril, contabilizadas e diluídas a 1 x 108 células/mL para injeção intracraniana. Além disso, trímero H-NOX mediado por radiossensibilização é estudadas em um modelo imunocompetente de GB (GL261), o qual replica o sistema imune intacto em pacientes de GB. Para produção do GL261 em um modelo de camundongo, a célula de tumor coletada e a injeção é realizada similarmente aos modelos U251 usando uma linha de célula GB de camundongo que é singeneica com C57BL/6 camundongos. Veja Newcomb et al., (2006) Cell Cycle, (5):93- 99. Para testagem de eficácia quatro grupos experimentais para cada modelo de tumor são usados (Tabela 7). Como com os modelos U251, a iniciação de tratamento ocorre quando o modelo de tumor está 75% completo, com média de dias de sobrevivência que reflete 100% conclusão. Similar aos estudos para determinação da MED de trímero H-NOX, os parâmetros farmacodinâmicos são avaliados tais como distribuição de trímero H-NOX em tecido tumoral, redução da hipóxia, dano de DNA, adiamento do crescimento do tumor, e melhor sobrevivência em geral.Tabela 7. Coortes para estudos, além disso, em modelos GB [000328] Three molecularly defined clinical GB subclasses are studied by H-NOX trimer mediated radiosensitization. Xenotransplant models derived from cell lines (GBM43, GBM6, and GBM14) of these three subclasses are established as previously described. See Verhaak et al., (2010) Cancer Cell, 17:98110 and Phillips et al., (2006) Cancer Cell, 9:157-173. Briefly, by producing these three mouse models, subcutaneous tumors from these three cancer types are ground with a scalpel and subjected to three rounds of passage through a 40 μm pore filter, with centrifugation after each round of filtration with increasing speed. 158 xg, 355 xg, 631 xga 10 minutes each. After the final round of centrifugation, cells are resuspended in 1 mL of sterile DMEM medium, counted, and diluted to 1 x 108 cells/mL for intracranial injection. Furthermore, H-NOX trimer-mediated radiosensitization is studied in an immunocompetent model of GB (GL261), which replicates the intact immune system in GB patients. For production of GL261 in a mouse model, tumor cell harvest and injection is performed similarly to U251 models using a mouse GB cell line that is syngeneic with C57BL/6 mice. See Newcomb et al., (2006) Cell Cycle, (5):93- 99. For efficacy testing four experimental groups for each tumor model are used (Table 7). As with the U251 models, treatment initiation occurs when the tumor model is 75% complete, with average survival days that reflect 100% completion. Similar to studies to determine the MED of H-NOX trimer, pharmacodynamic parameters are evaluated such as distribution of H-NOX trimer in tumor tissue, reduction of hypoxia, DNA damage, postponement of tumor growth, and improved overall survival. Table 7. Cohorts for studies in addition in GB models

[000329] Todos os programas de RT consistem em 3 doses semanais de 2 Gy/dose Exemplo 10. Caracterização Farmacodinâmica de toxicidade de dose única de trímero H-NOX em modelos de animal in vivo de glioblastoma.[000329] All RT programs consist of 3 weekly doses of 2 Gy/dose Example 10. Pharmacodynamic Characterization of Single Dose H-NOX Trimer Toxicity in In Vivo Animal Models of glioblastoma.

[000330] Para justificar a seleção das espécies para IND-qua habilitam estudos de toxicidade de GLP e para informar Teste Fase 1bs clínicos, exploratório de toxicidade não GLP e estudos GB PD são realizados nos ratos (roedores) e cães (não roedores). Na medida em que o trímero H-NOX não ligar a ou reagir com um alvo humano específico, espécies não primatas são aceitáveis para a FDA.[000330] To justify the selection of species for IND-qua enable GLP toxicity studies and to inform Phase 1 clinical, exploratory testing of non-GLP toxicity and GB PD studies are performed in rats (rodents) and dogs (non-rodents). To the extent that the H-NOX trimer does not bind to or react with a specific human target, non-primate species are acceptable to the FDA.

Estudo da variação de toxicidade da dose única de não GLP nos ratosStudy of the variation in toxicity of a single dose of non-GLP in rats

[000331] Para identificar a máxima dose tolerada (MTD, de acordo com sua sigla em inglês) e caracterizar a toxicidade e perfil tóxico cinético (TK, de acordo com sua sigla em inglês) de trímero H-NOX, um estudo de dose única de não GLP em ratos Sprague-Dawley (SD) foi realizado.[000331] To identify the maximum tolerated dose (MTD, according to its acronym in English) and characterize the toxicity and toxic kinetic profile (TK, according to its acronym in English) of H-NOX trimer, a single dose study of non-GLP in Sprague-Dawley (SD) rats was performed.

[000332] Ratos SD machos e fêmeas de pelo menos 6 a 8 semanas de idade são designados para 5 grupos de estudo(Tabela 8). Cada animal recebe veículo ou trímero H-NOX para desacelerar administração de bolo IV (4-5 minutos) na veia caudal em volumes de até 10 mL/kg. Os animais são dosados por grupo, em um tempo com 3 dias entre cada dose. A variação dos níveis de dose trímero H-NOX da MED aproximada à máxima dose praticável. As amostras de plasma são tomadas em intervalos regulares após dosagem para avaliar os farmacocinéticos (PK) do plasma de trímero H-NOX. Os pontos de tempo para análise toxicocinética se baseiam nos resultados de PK. As doses são administradas volumetricamente, baseadas no mais recente peso corporal do animal. Observações clínicas, pesos corporais, consumo de alimentos, e patologia clínica são revisados antes da seleção da próxima dose (Tabela 9). O período de recuperação de até 14 dias impossibilita a avaliação da persistência, ocorrência de adiamento e recuperação de quaisquer eventos de toxicidade.Tabela 8. Coortes para estudo de toxicidade da dose única nos ratosTabela 9. M edições e observações para estudo de toxicidad e da dose única nos ratos [000332] Male and female SD rats at least 6 to 8 weeks old are assigned to 5 study groups (Table 8). Each animal receives vehicle or H-NOX trimer to slow IV bolus administration (4-5 minutes) into the tail vein in volumes up to 10 mL/kg. The animals are dosed per group, with 3 days between each dose. The range of MED H-NOX trimer dose levels approximates the maximum practicable dose. Plasma samples are taken at regular intervals after dosing to evaluate plasma pharmacokinetics (PK) of H-NOX trimer. Time points for toxicokinetic analysis are based on PK results. Doses are administered volumetrically, based on the animal's most recent body weight. Clinical observations, body weights, food consumption, and clinical pathology are reviewed before selecting the next dose (Table 9). The recovery period of up to 14 days makes it impossible to evaluate the persistence, occurrence of postponement and recovery of any toxicity events. Table 8. Cohorts for the single dose toxicity study in rats Table 9. Measurements and observations for the single dose toxicity study in rats

Avaliar distribuição de tumor de trímero H-NOX e PD em um modelo de rato GBAssess tumor distribution of H-NOX trimer and PD in a GB mouse model

[000333] Para verificar que distribuição de tumor H-NOX e redução da hipóxia é similar nos ratos e camundongos, tumor distribuição e PD de trímero H-NOX no modelo de glioma 9L em rato é avaliados. Para produzir o modelo de glioma 9L em rato as células são implantados intracranialmente em rato Wistar como foi anteriormente descrito. Veja Stojiljkovic et al., (2003) J. Neurooncol, (63):1-7. Brevemente, 9L células, uma célula linear de glioma de rato, é coletadas por injeção intracraniana pelo tripsinização monocamada e ressuspenso em DMEM em uma concentração de 4 x 104 célula em 5 μL. Anestesia é induzido por injeção IP de 10 mM cetamina e 7,5 mg/kg xilazina. A 2 cm incisão sagital é feita ao longo do couro cabeludo e um orifício é criado usando a pequeno taladro dental em 3 mm lateral e 0,5 mm anterior do bregma. Usando a seringa estéril Hamilton (Stoelting), 5 x 105 células em 10 μl são injetadas em uma profundidade de 4,5 mm durante um período de 60 segundos. Após injeção, a seringa é removida e o crânio é selados com cera de osso antes fechando o couro cabeludo usando 7 mm grampos cirúrgicos (Stoelting). trímero H-NOX é administrada para os ratos na injeção na veia caudal usando uma agulha de 27g na de dosagem volume não excedendo a 10 mL/kg. Uma hora após administração do trímero H-NOX, os ratos recebem a 10 mM dose do marcador de hipóxia EF5 by IV. Duas horas após H-NOX administração, os ratos são eutanizados e os cérebro portadores de tumor são coletados para localização do trímero H-NOX e hipóxia quantificação por análise imunoistoquímica ou por quantificação de trímero H-NOX pelo ELISA (Tabela 10).Tabela 10. Coortes para biodistribuição de trímero H-NOX e estudos de oxigenação nos ratos. [000333] To verify that tumor H-NOX distribution and hypoxia reduction is similar in rats and mice, tumor distribution and PD of H-NOX trimer in the rat 9L glioma model are evaluated. To produce the rat 9L glioma model cells are implanted intracranially into Wistar rats as previously described. See Stojiljkovic et al., (2003) J. Neurooncol, (63):1-7. Briefly, 9L cells, a linear rat glioma cell, are collected by intracranial injection by monolayer trypsinization and resuspended in DMEM at a concentration of 4 x 104 cells in 5 μL. Anesthesia is induced by IP injection of 10 mM ketamine and 7.5 mg/kg xylazine. A 2 cm sagittal incision is made along the scalp and a hole is created using the small dental splint at 3 mm lateral and 0.5 mm anterior to the bregma. Using the sterile Hamilton syringe (Stoelting), 5 x 105 cells in 10 μl are injected to a depth of 4.5 mm over a period of 60 seconds. After injection, the syringe is removed and the skull is sealed with bone wax before closing the scalp using 7 mm surgical staples (Stoelting). H-NOX trimer is administered to the rats in tail vein injection using a 27g needle at a dosage volume not exceeding 10 mL/kg. One hour after administration of the H-NOX trimer, mice receive a 10 mM dose of the hypoxia marker EF5 by IV. Two hours after H-NOX administration, mice are euthanized and tumor-bearing brains are collected for H-NOX trimer localization and hypoxia quantification by immunohistochemical analysis or for H-NOX trimer quantification by ELISA (Table 10). Cohorts for H-NOX trimer biodistribution and oxygenation studies in rats.

Estudo de variação de toxicidade de dose única não GLP em caninosNon-GLP Single Dose Toxicity Ranging Study in Canines

[000334] A toxicidade e as toxicocinéticas de trímero H-NOX foram pesquisadas em Beagle cães. Brevemente, cães Beagle macho e fêmea pelo menos 5 meses de idade são designados a 4 de dosagem grupos (Tabela 11). A variação dos níveis de dose de trímero H-NOX da aproximada MED, como uma/o calculado equivalente neste espécies, aos máximo dose praticável. Cada animal recebe trímero H-NOX pela desacelerar IV bolus através da veia cefálica. As amostras de plasma são tomadas a regular intervalos após a dosagem para análise farmacocinética do plasma (PK) de trímero H-NOX. Ponto de tempos para análise toxicocinética estão baseados nos resultados do PK. As doses são administrada volumetricamente, baseadas no mais recente peso corporal do animal. As observações clínicas, os pesos corporais, o consumo de alimentos, e a patologia clínica são revsados antes da seleção da próxima dose (Tabela 12). A período de recuperação de até 14 dias possibilita avaliação da persistência, adiamento de ocorrência, e recuperação de qualquer evento de toxicidade. Análises estatísticas é realizada usando Graph Pad Prism (Versão 4.03). Comparações são feitas entre os grupos de estudo do veículo e trímero H-NOX em cada correspondente ponto de tempo de dados da análise usando procedimentos estatísticos paramétricos (por ex., repetida medidas de análise da variância seguidas por múltiplos t-testes de comparação Dunnett's) ou não paramétricos (por ex., Friedman Test e Dunn's após-hoc Test). A escolha de estatísticas paramétricas ou não paramétricas está baseada nos grupos comparados satisfaz os critérios de homogeneidade de variância. As diferenças entre o tratamento com veículo e trímero H-NOX são observados como p < 0,05.Tabela 11. Coortes para estudo de toxicidade da dose única em caninosTabela 12. Medições e observações para estudo de toxicidade da dose única em caninos [000334] The toxicity and toxicokinetics of H-NOX trimer were researched in Beagle dogs. Briefly, male and female Beagle dogs at least 5 months of age are assigned to 4 dosing groups (Table 11). Range H-NOX trimer dose levels from the approximate MED, as calculated equivalent in this species, to the maximum practicable dose. Each animal receives H-NOX trimer by slow IV bolus through the cephalic vein. Plasma samples are taken at regular intervals after dosing for plasma pharmacokinetic (PK) analysis of H-NOX trimer. Time points for toxicokinetic analysis are based on PK results. Doses are administered volumetrically, based on the animal's most recent body weight. Clinical observations, body weights, food consumption, and clinical pathology are reviewed before selecting the next dose (Table 12). A recovery period of up to 14 days allows assessment of persistence, postponement of occurrence, and recovery from any toxicity event. Statistical analysis is performed using Graph Pad Prism (Version 4.03). Comparisons are made between the vehicle and H-NOX trimer study groups at each corresponding analysis data time point using parametric statistical procedures (e.g., repeated measures analysis of variance followed by multiple Dunnett's t-test comparisons). or non-parametric (e.g., Friedman Test and Dunn's post-hoc Test). The choice of parametric or non-parametric statistics is based on whether the groups compared meet the homogeneity of variance criteria. Differences between treatment with vehicle and H-NOX trimer are observed as p < 0.05. Table 11. Cohorts for single dose toxicity study in canines Table 12. Measurements and observations for single dose toxicity study in canines

Avaliar distribuição de trímero H-NOX no tumor e PD em um modelo canino de GBEvaluate H-NOX trimer distribution in tumor and PD in a canine model of GB

[000335] Para confirmar que a distribuição e oxigenação do tumor vista em modelos de roedores GB seja representativa de tumores similares aos tumores humanos , a Fase 1b de testes em caninos com GB é realizada para medir a acumulação espontânea de trímero H-NOX em tumores cerebrais, e para quantificar as mudanças em hipóxia usando um teste PET clinicamente relevante em tempo real para hipóxia (e Teste PET podem ser usado; por exemplo, 18F-EF5 de 18F-MISO). A dez cães que pertencem a clientes (aqui referidos como "pacientes caninos") com GB espontâneo são incluídos no estudo. Em geral, os pacientes caninos recebem uma única dose de trímero H-NOX acompanhada de pré- e após-18F-EF5 PET escaneio para avaliar qualquer mudança na hipóxia do tumor resultante do tratamento com trímero H-NOX. Cães que não tem tumores hipóxicos (definidas como um cérebro tumoral:normal a proporção 2.0) são removidos da estudo antes da administração do trímero H-NOX. Os pacientes caninos com suficientemente tumores hipóxicos são agendados para tratamento com trímero H-NOX em não menos de 72 horas após o escaneio inicial PET. O trímero H-NOX é administrado como uma injeção IV bolo na de dosagem de volume que não exceda 10 mL/kg. Os níveis de dosagem de trímero H-NOX começa em MED e escalonam de acordo com um design de escalação 3 + 3 dose. O escalonamento da dose é interrompido após 3 níveis de dose ou quando limite de toxicidade da dose é atingido em 1 ou mais cães. Duas horas após a administração detrímero H-NOX, os pacientes caninos se submetem a segundo escaneio PET e a hipóxia do tumor é quantificada. Para os escaneios do animal de estimação, alimento é retido por 12 horas antes de anestesia. Um cateter intravenoso é colocado em cada paciente canino e a anestesia é induzida com 10-25 mg/kg tiopental ou 6 mg/kg propofol e mantida com 1-5% isoflurane em oxigênio. 18F-EF5 é administrada brevemente após a anestesia ser induzida, e o escaneio do animal de estimação/CT é iniciado uma hora após administração de 18F-EF5. Para pacientes caninos que se submetem a cirurgia como parte de atendimento padrão, a parcela de ressecada do tumor é reservada para análise de conteúdo de trímero H-NOX. Para avaliar localização do trímero H-NOX do tumor, ressecada dos tumores são avaliados por quantitativo IHC ou ELISA usando anticorpos a proteína H-NOX e pimonidazole. Pequenas quantidades de todo sangue são obtido pré- dose e em 24 horas, 48 horas, e 14 dias após administração do trímero H-NOX para análise de parâmetros de segurança tais como a máxima dose tolerada e para testar a presença de anticorpos antiterapêutico. Dados de segurança são tomados pré-dosagem e 14 dias após a dosagem. Além disso, os biomarcadores de hipóxia são usados neste estudo tais como cobre (II) (diacetil-bis (N4-metiltiosemicarbazona)) (64Cu-ATSM).[000335] To confirm that tumor distribution and oxygenation seen in GB rodent models is representative of tumors similar to human tumors, Phase 1b testing in canines with GB is performed to measure spontaneous H-NOX trimer accumulation in tumors. brain cells, and to quantify changes in hypoxia using a clinically relevant real-time PET test for hypoxia (and PET Test can be used; e.g., 18F-EF5 of 18F-MISO). Ten dogs belonging to clients (hereinafter referred to as "canine patients") with spontaneous GB are included in the study. In general, canine patients receive a single dose of H-NOX trimer accompanied by pre- and post-18F-EF5 PET scanning to assess any change in tumor hypoxia resulting from H-NOX trimer treatment. Dogs that do not have hypoxic tumors (defined as a brain tumor:normal ratio 2.0) are removed from the study prior to administration of the H-NOX trimer. Canine patients with sufficiently hypoxic tumors are scheduled for treatment with H-NOX trimer no less than 72 hours after the initial PET scan. H-NOX trimer is administered as an IV bolus injection at a dosage volume not exceeding 10 mL/kg. H-NOX trimer dosage levels start at MED and escalate according to a 3 + 3 dose escalation design. Dose escalation is stopped after 3 dose levels or when dose toxicity limit is reached in 1 or more dogs. Two hours after H-NOX trimer administration, canine patients undergo a second PET scan and tumor hypoxia is quantified. For pet scans, food is withheld for 12 hours prior to anesthesia. An intravenous catheter is placed in each canine patient and anesthesia is induced with 10-25 mg/kg thiopental or 6 mg/kg propofol and maintained with 1-5% isoflurane in oxygen. 18F-EF5 is administered briefly after anesthesia is induced, and pet scanning/CT is initiated one hour after 18F-EF5 administration. For canine patients undergoing surgery as part of standard care, the resected portion of the tumor is reserved for analysis of H-NOX trimer content. To assess tumor H-NOX trimer localization, resected tumors are evaluated by quantitative IHC or ELISA using antibodies to H-NOX protein and pimonidazole. Small amounts of whole blood are obtained pre-dose and at 24 hours, 48 hours, and 14 days after administration of the H-NOX trimer to analyze safety parameters such as maximum tolerated dose and to test for the presence of antitherapeutic antibodies. Safety data are available pre-dosing and 14 days post-dosing. Furthermore, hypoxia biomarkers are used in this study such as copper(II) (diacetyl-bis(N4-methylthiosemicarbazone)) (64Cu-ATSM).

Radiossensibilização mediada por trímero H-NOX em caninosH-NOX trimer-mediated radiosensitization in canines

[000336] Utilizando a informação dos estudos de toxicidade da dose única em caninos, radiossensibilização mediada por trímero H-NOX é adicionalmente estudada nestes animais. Cães Beagle macho e fêmea de pelo menos 5 meses de idade são designados para grupos de dosagem que consistem em trímero H-NOX ou veículo tratamento com ou sem dose alta de terapia de radiação em 8 Gy fração única. Os tumores são ressecados nestes pacientes caninos para análise de conteúdo de trímero H-NOX. Para localização do trímero H-NOX do tumor, as seções ressecadas dos tumores são avaliada por IHC ou ELISA Quantitativo usando anticorpos para Proteína H-NOX e pimonidazole. Além disso, biomarcadores de hipóxia são usados neste estudo tais como 64Cu-ATSM.[000336] Using information from single dose toxicity studies in canines, H-NOX trimer-mediated radiosensitization is further studied in these animals. Male and female Beagle dogs of at least 5 months of age are assigned to dosage groups consisting of H-NOX trimer or vehicle treatment with or without high dose radiation therapy in a single 8 Gy fraction. Tumors are resected in these canine patients for analysis of H-NOX trimer content. For localization of the tumor H-NOX trimer, resected sections of the tumors are evaluated by IHC or Quantitative ELISA using antibodies to H-NOX Protein and pimonidazole. Furthermore, hypoxia biomarkers are used in this study such as 64Cu-ATSM.

Exemplo 11. Produção GMP de trímeros H-NOX.Example 11. GMP production of H-NOX trimers.

[000337] O desenvolvimento de trímero H-NOX, que inclui cGMP produção, Teste GLP de segurança, e preparação regulatória necessário para obter Aprovação do FDA para iniciar testes clínicos foi pesquisada.[000337] The development of H-NOX trimer, which includes cGMP production, GLP safety testing, and regulatory preparation necessary to obtain FDA approval to begin clinical trials was researched.

Fabricação de GMP do candidato trímero H-NOXGMP fabrication of H-NOX trimer candidate

[000338] Grandes quantidades (por ex., quilos quantidades) de proteína GMP para respaldar testes toxicológicos, estudos em ratos e caninos de PD, e testes clínicos são produzidos. Linhas celulares, plasmídeos, e condições necessárias de cultivo de crescimento para cultivar células e criar os bancos de células GMP são fornecidos aqui. Os métodos para produção de trímero H-NOX de 4L fermentação com ODs atingindo tão alto quanto 115 são também fornecidos aqui. Métodos for purificação da proteína de trímero H-NOX o qual pode gerar até 1g de purificadas trímero H-NOX proteína de 12L de célula cultivo são adicional fornecidos aqui. Também fornecidos aqui, são ensaios de controle de qualidade para trímero H-NOX, que inclui, mas não se limita a, SDS-PAGE, análise espectral UV/Vis, LC-MS, analítica SEC, SEC- HPLC, teste de endoxina, teste de filtração para particulados, teste de contaminação viral, e taxas de liberação de oxigênio para eficácia. Adicional aqui são fornecidas sistemas para a produção de trímero H- NOX que inclui mas não se limitam a sistemas microreatores, equipamento de processo em escala, bombas e filtros. trímero H-NOX se submetem a testes de QC/QA e validação antes de liberados para estudos pré-clínicos e clínicos.[000338] Large quantities (e.g., kilo quantities) of GMP protein to support toxicological testing, rat and canine PD studies, and clinical trials are produced. Cell lines, plasmids, and growth culture conditions required to cultivate cells and create the GMP cell banks are provided here. Methods for producing H-NOX trimer from 4L fermentation with ODs reaching as high as 115 are also provided here. Methods for purification of H-NOX trimer protein which can generate up to 1g of purified H-NOX trimer protein from 12L of cell culture are further provided here. Also provided here are quality control assays for H-NOX trimer, which include, but are not limited to, SDS-PAGE, UV/Vis spectral analysis, LC-MS, SEC analytical, SEC-HPLC, endoxin testing, filtration testing for particulates, viral contamination testing, and oxygen release rates for effectiveness. Additional systems are provided here for the production of H-NOX trimer which include but are not limited to microreactor systems, scale process equipment, pumps and filters. H-NOX trimer undergo QC/QA testing and validation before being released for pre-clinical and clinical studies.

Testes de toxicidade de GLP de trímero H-NOX nos ratos e cãesH-NOX trimer GLP toxicity tests in rats and dogs

[000339] Os estudos de toxicidade de GLP são realizados de acordo com ICH diretrizes S6(R1) e S9. Conforme as diretrizes ICH, os testes toxicológicos são realizados em espécies de roedores (rato Sprague- Dawley) e não roedores (cão Beagle). Para um estudo de dose repetida por 7 dias em rato, os ratos Sprague-Dawley machos e fêmeas são designados a quatro grupos de tratamento(Tabela 14). A variação dos níveis de dose de trímero H-NOX de MED aproximada a máxima dose praticável ou a máxima dose tolerada. Cada animal recebe veículo ou trímero H-NOX para desacelerar administração de bolo IV na veia caudal em volumes até 10 mL/kg. Doses são administrada volumetricamente baseadas no mais recente peso corporal do animal. Os animais são dosado uma vez por dia por 7 dias consecutivos. Os animais designados para necropsia terminal (até os primeiro 10 ratos/sexo/grupo) são submetidos a necropsia no Dia 8. Os animais designados para recuperação necropsia (até os últimos 5 ratos/sexo/grupo) se submetem a 7 dias de dosagem seguidos por 7 dias de recuperação e são submetidos a necropsia no Dia 15 com o objetivo de avaliar a toxicidade e os toxico cinética s de trímero H-NOX. Parâmetros padrão de toxicidade, que incluem a avaliação de órgãos vitais (sistemas respiratório, cardiovascular, e nervoso central) são monitorada (Tabela 15).Tabela 14. Coortes para Estudo de toxicidade do GLP nos ratosTabela 15. Medições e observações para Estudo de toxicidade do GLP nos ratos [000339] GLP toxicity studies are carried out in accordance with ICH guidelines S6(R1) and S9. According to ICH guidelines, toxicological tests are performed on rodent (Sprague-Dawley rat) and non-rodent (Beagle dog) species. For a 7-day repeat dose rat study, male and female Sprague-Dawley rats are assigned to four treatment groups (Table 14). Varying MED H-NOX trimer dose levels approximate the maximum practicable dose or maximum tolerated dose. Each animal receives vehicle or H-NOX trimer to slow IV bolus administration into the tail vein in volumes up to 10 mL/kg. Doses are administered volumetrically based on the animal's most recent body weight. Animals are dosed once daily for 7 consecutive days. Animals assigned to terminal necropsy (up to the first 10 mice/sex/group) undergo necropsy on Day 8. Animals assigned to recovery necropsy (up to the last 5 mice/sex/group) undergo 7 consecutive dosing days for 7 days of recovery and undergo necropsy on Day 15 with the aim of evaluating the toxicity and toxicokinetics of H-NOX trimer. Standard toxicity parameters, which include assessment of vital organs (respiratory, cardiovascular, and central nervous systems) are monitored (Table 15). Table 14. Cohorts for LPG toxicity study in rats Table 15. Measurements and observations for GLP toxicity study in rats

[000340] Para um estudo de dose de 7 dias de repetição em cão, macho e fêmea puro sangue beagle cães de pelo menos 5 meses de idade são designados a 4 grupos (Tabela 16). A variação dos níveis de dose de trímero H-NOX de MED aproximada até a máxima dose praticável ou a máxima dose tolerada. Cada animal recebe veículo ou trímero H-NOX para desacelerar IV bolus administração no veia cefálica em volumes de até 10 mL/kg. Os animais são determinados veículo ou trímero H-NOX uma vez por dia por 7 dias consecutivos. Os animais designados para necropsia terminal (até os primeiro 3 caninos/sexo/grupo) são submetidos a necropsia no Dia 8. Os animais designados para necropsia de recuperação (até os últimos 2 caninos/sexo/grupo) se submetem a 7 dias de dosagem seguidos por 7 dias de recuperação e são submetidos a necropsia no Dia 15 com o objetivo de avaliar a toxicidade e toxico cinética s de trímero H-NOX. Parâmetros padrão de toxicidade, que inclui a avaliação de órgãos vitais (sistemas respiratório, cardiovascular, e nervoso central) são monitorada (Tabela 17). A segurança cardíaca é avaliada como parte deste estudo pelo monitoramento eletrocardiogramas (ECGs) durante a fase de dosagem.Tabela 16. Coortes para estudo de toxicidade do GLP em caninosTabela 17. Medições e observações para estudo de toxicidade do GLP em caninos [000340] For a 7-day repeat dose study in dog, male and female purebred beagle dogs of at least 5 months of age are assigned to 4 groups (Table 16). The range of MED H-NOX trimer dose levels approximates the maximum practicable dose or the maximum tolerated dose. Each animal receives vehicle or H-NOX trimer to slow IV bolus administration into the cephalic vein in volumes up to 10 mL/kg. Animals are administered vehicle or H-NOX trimer once daily for 7 consecutive days. Animals assigned to terminal necropsy (up to the first 3 canines/sex/group) undergo necropsy on Day 8. Animals assigned to recovery necropsy (up to the last 2 canines/sex/group) undergo 7 days of dosing followed by 7 days of recovery and undergo necropsy on Day 15 with the aim of evaluating the toxicity and toxicokinetics of H-NOX trimer. Standard toxicity parameters, which include assessment of vital organs (respiratory, cardiovascular, and central nervous systems) are monitored (Table 17). Cardiac safety is assessed as part of this study by monitoring electrocardiograms (ECGs) during the dosing phase. Table 16. Cohorts for Canine GLP Toxicity Study Table 17. Measurements and observations for LPG toxicity study in canines

[000341] Além disso, já que o trímero H-NOX é uma nova proteína terapêutica, um estudo de segurança cardíaca padrão é realizados somente em caninos para monitorar efeitos sobre as função e vasoatividade do coração. Quatro não autênticos, cães Beagle machos (9 a 18 kg), anteriormente implantados com dispositivos radiotelemétricos (DSI: TL11M2- D70-PCT) são dosado por injeção IV bolo. Os caninos são administradas veículo e 3 níveis de dose de trímero H-NOX usando um regime ascendente ou Latin Square de dosagem (Tabela 18). Cada animal recebe 1 de 4 doses (em ordem predeterminado) uma vez por semana (Dias 1, 8, 15 e 22 da fase de dosagem). As doses são eleitas baseadas em estudos realizados anteriormente em caninos. Todos os animais são observados frequentemente por sinais clinicamente relevantes das reações ao trímero H-NOX ou veículo desde o dia da dosagem, e então observados pela lateral da jaula pelo menos uma vez diariamente durante a fase do estudo em vida. Os parâmetros hemodinâmicos (pressão arterial do sangue, taxa do coração, e exemplo de II eletrocardiograma [ECG]) são registrada. Os registros começam pelo menos 1 hora antes da dosagem e continuam por pelo menos 24 horas após a dosagem. Os parâmetros avaliados incluem; pressão arterial sistólica, diastólica, e média, taxa cardíaca, intervalos PR, QRS, QT, e RR, QRS duração, e QTcVW e QTcI corrigidos QT intervalos (Tabela 19). Os dados são visualmente inspecionados por precisão e valores tabulados em 10 pontos de tempos pré-determinados baseado no teste farmacocinéticos do artigo. Uma inspeção visual de todas as formas de onda ECG por perturbações na morfologia de ritmo e formas das onda é adicionados. Análise estatística de hemodinâmica e dados ECG é realizada usando Graph Pad Prism (Versão 4.03). As comparações são feitas entre os grupos de tratamento do veículo e trímero H-NOX em cada correspondente ponto de tempo de análise de dados usando procedimentos estatística paramétricos (por ex., repetida mede análise de variância seguidas por múltiplos t-teste de comparação Dunnett's) ou não paramétricos (por ex., Friedman Test e Dunn's após-hoc Test). A escolha de estatísticas paramétricas ou não paramétricas baseia-se em se os grupos comparados satisfaze um critério de homogeneidade de variância. Diferenças entre o tratamento de veículo e trímero H-NOX são observados como p < 0,05.Tabela 18. Coortes para estudo cardiovascular telemétrico em caninosTabela 19. Medições e observações para estudo cardiovascular telemétrico em caninos [000341] Furthermore, since the H-NOX trimer is a new therapeutic protein, a standard cardiac safety study is performed only in canines to monitor effects on heart function and vasoactivity. Four non-authentic, male Beagle dogs (9 to 18 kg), previously implanted with radiotelemetric devices (DSI: TL11M2-D70-PCT) are dosed by IV bolus injection. Canines are administered vehicle and 3 dose levels of H-NOX trimer using an ascending or Latin Square dosing regimen (Table 18). Each animal receives 1 of 4 doses (in predetermined order) once per week (Days 1, 8, 15 and 22 of the dosing phase). Doses are chosen based on studies previously carried out in canines. All animals are observed frequently for clinically relevant signs of reactions to the H-NOX trimer or vehicle from the day of dosing, and then observed from the side of the cage at least once daily during the in-life phase of the study. Hemodynamic parameters (arterial blood pressure, heart rate, and electrocardiogram [ECG] example) are recorded. Recordings begin at least 1 hour before dosing and continue for at least 24 hours after dosing. Parameters assessed include; systolic, diastolic, and mean blood pressure, heart rate, PR, QRS, QT, and RR intervals, QRS duration, and QTcVW and QTcI corrected QT intervals (Table 19). Data is visually inspected for accuracy and values tabulated at 10 predetermined time points based on the article's pharmacokinetic testing. A visual inspection of all ECG waveforms for disturbances in rhythm morphology and waveforms is added. Statistical analysis of hemodynamics and ECG data is performed using Graph Pad Prism (Version 4.03). Comparisons are made between the vehicle and H-NOX trimer treatment groups at each corresponding data analysis time point using parametric statistical procedures (e.g., repeated measures analysis of variance followed by Dunnett's multiple t-test comparison). or non-parametric (e.g., Friedman Test and Dunn's post-hoc Test). The choice of parametric or nonparametric statistics is based on whether the compared groups satisfy a criterion of homogeneity of variance. Differences between vehicle and H-NOX trimer treatment are observed as p < 0.05. Table 18. Cohorts for telemetric cardiovascular study in canines Table 19. Measurements and observations for telemetric cardiovascular study in canines

Exemplo 11. Fase 1 testes clínicos para uso de trímero H-NOX em pacientes com glioblastoma.Example 11. Phase 1 clinical trials for the use of H-NOX trimer in patients with glioblastoma.

[000342] A Fase 1b estudo é realizada para avaliar a segurança de trímero H-NOX, biodistribuição em tumores, e redução da hipóxia em pacientes com GB recorrente. A segundo Fase 1b estudo é realizada para avaliar Segurança do trímero H-NOX em pacientes recentemente diagnosticado com GB.[000342] The Phase 1b study is carried out to evaluate the safety of H-NOX trimer, biodistribution in tumors, and reduction of hypoxia in patients with recurrent GB. A second Phase 1b study is conducted to evaluate the safety of the H-NOX trimer in patients recently diagnosed with GB.

Teste Fase 1b em pacientes recorrentes de GBPhase 1b Trial in Recurrent GB Patients

[000343] O primeiro Teste Fase 1b é um estudo de escalação de dose única orientado para pacientes terminais com GB recorrente que são candidatos para uma segunda resseção. Este estudo fornece direção em termos de seleção do nível de dose e rota de administração em população clinicamente relevante. Vinte pacientes com GB recorrente que satisfazem os critérios de inclusão e exclusão são incluídos no estudo.[000343] The first Phase 1b Trial is a single-dose escalation study aimed at terminally ill patients with recurrent GB who are candidates for a second resection. This study provides direction in terms of dose level selection and route of administration in a clinically relevant population. Twenty patients with recurrent GB who meet the inclusion and exclusion criteria are included in the study.

Critérios de inclusão:Inclusion criteria:

[000344] 1. Os pacientes com uma evidência de imagem de recorrente GB que planeja ter uma ressecção repetida como parte do atendimento padrão são elegíveis.[000344] 1. Patients with imaging evidence of recurrent GB who plan to have a repeat resection as part of standard care are eligible.

[000345] 2. Os pacientes são elegíveis se a diagnose histológica original foi baixo-grau glioma e a subsequente diagnose histológica é GB.[000345] 2. Patients are eligible if the original histological diagnosis was low-grade glioma and the subsequent histological diagnosis is GB.

[000346] 3. Todos os pacientes devem assinar um consentimento informado indicando que estão conscientes da natureza investigativa deste estudo. Os pacientes devem assinar uma autorização para a liberação de sua informação de saúde protegida. Os pacientes devem registrar no banco de dados antes para tratamento com estudo de medicamento.[000346] 3. All patients must sign an informed consent indicating that they are aware of the investigational nature of this study. Patients must sign an authorization for the release of their protected health information. Patients must register in the database prior to study drug treatment.

[000347] 4. Os pacientes devem ser maiores de 18 anos, e com uma expectativa de vida de > 8 semanas.[000347] 4. Patients must be over 18 years old, and with a life expectancy of > 8 weeks.

[000348] 5. Os pacientes devem ter um status de desempenho Karnofsky > 60.[000348] 5. Patients must have a Karnofsky performance status > 60.

[000349] 6. No momento do registro: os pacientes devem estar recuperados dos efeitos tóxicos da terapia anterior: >28 dias de qualquer agente investigativo, >28 dias de terapia citotóxicos anterior, >14 dias da vincristina, >42 dias de nitrosoureas, >21 dias de administração de procarbazina, e >7 dias para agentes não citotóxicos, por ex., interferon, tamoxifen, talidomida, ácido cis-retinpoico, etc. Qualquer questões relativas à definição de não agentes citotóxicos devem ser feitas diretamente ao presidente do Estudo.[000349] 6. At the time of registration: patients must be recovered from the toxic effects of prior therapy: >28 days of any investigational agent, >28 days of prior cytotoxic therapy, >14 days of vincristine, >42 days of nitrosoureas, >21 days of procarbazine administration, and >7 days for non-cytotoxic agents, e.g., interferon, tamoxifen, thalidomide, cis-retinpoic acid, etc. Any questions regarding the definition of non-cytotoxic agents should be addressed directly to the Study Chair.

[000350] 7. Os pacientes devem ter adequada função da medulla óssea (WBC > 3,000/μl, ANC > 1,500/mm3, contagem de plaquetas> 100,000/mm3, e hemoglobina > 10 gm/dl), função hepática adequada (SGOT e bilirubina < 2 vezes ULN), e adequada função renal (creatinina < 1,5 mg/dL) antes de começar a terapia. Estes testes devem ser realizados dentro de 14 dias antes do registro. O nível de elegibilidade para hemoglobina pode não ser atingido pela transfusão.[000350] 7. Patients must have adequate bone marrow function (WBC > 3,000/μl, ANC > 1,500/mm3, platelet count > 100,000/mm3, and hemoglobin > 10 gm/dl), adequate liver function (SGOT and bilirubin < 2 times ULN), and adequate renal function (creatinine < 1.5 mg/dL) before starting therapy. These tests must be performed within 14 days prior to registration. The hemoglobin eligibility level may not be met by transfusion.

[000351] 8. Os pacientes devem ter mostrados inequívoca evidência radiográfica para progressão do tumor pelo MRI ou CT. Um escaneio deve ser realizados dentro de 14 dias antes do registro e uma dose de esteroide que tem sido estável por pelo menos 5 dias. Se a dose de esteroide é aumentada entre a data da imagem e o registro de uma nova linha de referência MR/CT é requerido. O mesmo tipo de escaneio, ou seja, MRI ou CT deve ser usado através do período do protocolo de tratamento para medição de tumor.[000351] 8. Patients must have shown unequivocal radiographic evidence for tumor progression by MRI or CT. A scan must be performed within 14 days prior to registration and a steroid dose that has been stable for at least 5 days. If the steroid dose is increased between the imaging date and registration of a new MR/CT reference line is required. The same type of scan, i.e. MRI or CT should be used throughout the treatment protocol period for tumor measurement.

[000352] 9. Os pacientes podem ter sido tratados por qualquer número de recaídas anteriores.[000352] 9. Patients may have been treated for any number of previous relapses.

[000353] 10. Mulheres e meninas portadoras de potencial devem ter um teste de gravidez negativo B-HCG documentado dentro de 14 dias antes do registro.[000353] 10. Women and girls of carrier potential must have a negative B-HCG pregnancy test documented within 14 days prior to registration.

Critérios de Exclusão:Exclusion Criteria:

[000354] 1. Os pacientes não devem ter que recebido antes terapia com agentes bevacizumab (Avastin), outro VEGF ou VEGFR, ou outros agentes considerados agentes anti-angiogênicos.[000354] 1. Patients must not have previously received therapy with agents bevacizumab (Avastin), other VEGF or VEGFR, or other agents considered anti-angiogenic agents.

[000355] 2. Qualquer paciente com PET evidência de baixa fração hipóxica (SUVtumor/SUVcerebelo proporção 2.0) é excluído.[000355] 2. Any patient with PET evidence of low hypoxic fraction (SUVtumor/SUVcerebellum ratio 2.0) is excluded.

[000356] 3. Qualquer paciente em terapia de medicamento anti- hipertensivo é excluído.[000356] 3. Any patient on antihypertensive medication therapy is excluded.

[000357] 4. Os pacientes não devem ter qualquer condição médica significativa que na opinião do pesquisador não possa ser adequadamente controlada com terapia apropriada ou que poderia comprometer a habilidade do paciente para tolerar este terapia.[000357] 4. Patients must not have any significant medical condition that in the opinion of the researcher cannot be adequately controlled with appropriate therapy or that would compromise the patient's ability to tolerate this therapy.

[000358] 5. Os pacientes com um histórico de qualquer outro cancer (exceto câncer de pele não melanoma ou carcinoma em situ do cervix), a menos que seja em completo remissão e fora de toda terapia para a doença por um mínimo de 3 anos, são inelegíveis.[000358] 5. Patients with a history of any other cancer (except non-melanoma skin cancer or carcinoma in situ of the cervix), unless in complete remission and off all therapy for the disease for a minimum of 3 years , are ineligible.

[000359] 6. Os pacientes não devem ter uma infecção ativa ou séria doença médica intercorrente.[000359] 6. Patients must not have an active infection or serious intercurrent medical illness.

[000360] 7. Os pacientes não devem ter qualquer doença que vai obscurecer a toxicidade ou alterar perigosamente o metabolismo do medicamento.[000360] 7. Patients must not have any illness that will obscure the toxicity or dangerously alter the metabolism of the medication.

[000361] Os pacientes neste estudo recebem somente trímero H- NOX, com nenhuma outra terapia concorrente. Existem quatro níveis de dose com níveis exatos de dosagem determinados de níveis identificados como bem tolerado em estudos toxicológicos pré-clínicos, e são escalonados de acordo com um design 3+3. Os pontos de interrupção e de escalonamento de dose estão primariamente baseados na redução da hipóxia, devido à expectativa de baixa toxicidade de uma única dose de trímero H-NOX. Baseado no teste de toxicidade preliminar da proteína H-NOX, pequena ou nenhuma toxicidade é esperada que estivesse associado com o trímero H-NOX. No entanto, se o limite de toxicidade da dose (DLT, de acordo com sua sigla em inglês) for observado os critérios para escalação são imediatamente modificados e baseados na DLT e as regras de escalação baseadas no design padrão 3+3. As DLTs para o estudo são definidas como qualquer um dos seguintes eventos que podem ser atribuíveis ao trímero H-NOX:[000361] Patients in this study receive only H-NOX trimer, with no other competing therapy. There are four dose levels with exact dosage levels determined from levels identified as well tolerated in preclinical toxicology studies, and are escalated according to a 3+3 design. Breakpoints and dose escalation are primarily based on reducing hypoxia, due to the expected low toxicity of a single dose of H-NOX trimer. Based on preliminary toxicity testing of the H-NOX protein, little or no toxicity is expected to be associated with the H-NOX trimer. However, if the dose toxicity limit (DLT) is met, the escalation criteria are immediately modified and based on the DLT and the escalation rules based on the standard 3+3 design. DLTs for the study are defined as any of the following events that may be attributable to the H-NOX trimer:

[000362] Grau 3 trombocitopenia[000362] Grade 3 thrombocytopenia

[000363] Grau 4 anemia e/ou grau 4 neutropenia[000363] Grade 4 anemia and/or grade 4 neutropenia

[000364] Qualquer grau 3 toxicidade não hematológica, excluindo alopecia.[000364] Any grade 3 non-hematological toxicity, excluding alopecia.

[000365] Para avaliar atividade biológica de trímero H-NOX, pacientes recebem um Escaneio 18F-EF5 PET72 horas antes da dosagem de trímero H-NOX. O escaneio de animal de estimação possibilita a quantificação da fração hipóxica, caracterizado como uma proporção do padrão valor de assimilação (SUV) do tumor aos SUV do cerebelo (cérebro normal) e estabelece a de base de referência dos níveis de hipóxia do tumor antes da cirurgia. Os pacientes com os baixos níveis de hipóxia (definido como uma proporção tumor:cérebro normal abaixo 2,0) são excluídos. Os pacientes com suficientemente tumores hipóxicos recebem uma única dose de H-NOX intravenosamente e um segundo Escaneio 18F-EF5 PET duas horas após a dosagem de trímero H-NOX para avaliar as mudanças na fração hipóxica. O segundo Escaneio PET é quantificado e qualquer mudança do escaneio da de base de referência é registrada. A mudança em fração hipóxica de pelo menos 15% é considerada como clinicamente promissor e constitui uma mudança 'positiva' onde uma mudança inferior a 15% é declarada como mudança 'negativa'. Proceder com ressecções cirúrgicas planejadas dentro de 24 horas da dosagem de trímero H-NOX. Os tumores ressecados são examinada via imunoistoquímica quantitativa (IHC) para a penetração de trímero H-NOX, assim como também IHC Quantitativo para coloração para EF5 confirmar resultado do PET. Os dados de distribuição de trímero H-NOX é confirmado pela ELISA Quantitativa, usando amostras homogeneizadas de tecido, quando possível. Todos os exames clínicos de laboratório por segurança (por ex., função do fígado, função dos rins, CBC) são realizados antes da dosagem e 24 horas, 48 horas, e 14 dias após a dosagem. Amostras de sangue de cada um destes pontos de tempos são usados para determinar farmacocinéticos do plasma (PK), assim como também para testar a presença de anticorpos antiterapêutico (ATAs). O ponto final primário é caracterizada pelo fato de incluir um único agente de segurança e pontos finais secundários incluem PK do tumor, redução da hipóxia, e tempo para produção ATA.[000365] To evaluate biological activity of H-NOX trimer, patients receive an 18F-EF5 PET Scan 72 hours before dosing with H-NOX trimer. The pet scan allows the quantification of the hypoxic fraction, characterized as a proportion of the standard assimilation value (SUV) of the tumor to the SUV of the cerebellum (normal brain) and establishes the baseline of tumor hypoxia levels before surgery. Patients with low levels of hypoxia (defined as a tumor:normal brain ratio below 2.0) are excluded. Patients with sufficiently hypoxic tumors receive a single dose of H-NOX intravenously and a second 18F-EF5 PET scan two hours after H-NOX trimer dosing to assess changes in the hypoxic fraction. The second PET Scan is quantified and any change from the baseline scan is recorded. A change in hypoxic fraction of at least 15% is considered as clinically promising and constitutes a 'positive' change where a change of less than 15% is declared a 'negative' change. Proceed with planned surgical resections within 24 hours of H-NOX trimer dosing. Resected tumors are examined via quantitative immunohistochemistry (IHC) for H-NOX trimer penetration, as well as Quantitative IHC for EF5 staining to confirm PET results. H-NOX trimer distribution data is confirmed by Quantitative ELISA, using homogenized tissue samples when possible. All clinical laboratory tests for safety (e.g., liver function, kidney function, CBC) are performed prior to dosing and 24 hours, 48 hours, and 14 days after dosing. Blood samples from each of these time points are used to determine plasma pharmacokinetics (PK), as well as to test for the presence of antitherapeutic antibodies (ATAs). The primary endpoint is characterized by the fact that it includes a single agent safety and secondary endpoints include tumor PK, reduction in hypoxia, and time to ATA production.

Teste Fase 1b em pacientes de GB recentemente diagnosticadosPhase 1b Trial in Newly Diagnosed GB Patients

[000366] O segundo Teste Fase 1b é um estudo de escalonamento clássico 3+3 da dose combinando trímero H-NOX com a atual terapia de atendimento padrão para GB recentemente diagnosticado. Após diagnose e uma ressecção inicial, pacientes de GB atualmente recebem aproximadamente 60 Gy em RT fracionado em conjunto com temozolomida (TMZ), uma quimioterapia oral DNA alquilante. Já que o mecanismo de ação do trímero H-NOX envolve reduzir a hipóxia em tumores sólidos, apenas pacientes com parcial (ou seja, subtotal) ressecções são incluídos no estudo. Vinte pacientes com GB recentemente diagnosticado que satisfazem os critérios de inclusão e exclusão são incluídos no estudo.[000366] The second Phase 1b Trial is a classic 3+3 dose escalation study combining H-NOX trimer with current standard of care therapy for newly diagnosed GB. After diagnosis and an initial resection, GB patients currently receive approximately 60 Gy in fractionated RT in conjunction with temozolomide (TMZ), an oral DNA alkylating chemotherapy. Since the mechanism of action of the H-NOX trimer involves reducing hypoxia in solid tumors, only patients with partial (i.e., subtotal) resections are included in the study. Twenty patients with newly diagnosed GB who meet the inclusion and exclusion criteria are included in the study.

Critérios de inclusão:Inclusion criteria:

[000367] 1. Os pacientes, com GB intracranial recentemente diagnosticado histologicamente provados serão elegíveis para este protocolo.[000367] 1. Patients with histologically proven newly diagnosed intracranial GB will be eligible for this protocol.

[000368] 2. Os pacientes devem ter fração hipóxica significativa na imagem 18F-EF5 PET a ser feita antes de começar a terapia.[000368] 2. Patients must have significant hypoxic fraction on the 18F-EF5 PET image to be taken before starting therapy.

[000369] 3. Doença residual e avaliável após ressecção de GB recentemente diagnosticado é considerada para a elegibilidade no estudo. Para melhor avaliar a extensão da doença residual após cirurgia, a CT/MRI deve ser feita não após 96 horas no período imediato após a cirurgia ou pelo menos 4 semanas após a cirurgia, dentro de 14 dias antes do registro. Se o escaneio após 96 horas é de mais de 14 dias antes registro, o escaneio necessita ser repetido se a dose de esteroide é aumentada entre a data da imagem e registro, uma nova de base de referência MRI/CT é requerida em uma dosagem estável de esteroides por pelo menos 5 dias.[000369] 3. Residual and evaluable disease after resection of newly diagnosed GB is considered for study eligibility. To best assess the extent of residual disease after surgery, CT/MRI should be done no later than 96 hours in the immediate period after surgery or at least 4 weeks after surgery, within 14 days before registration. If the scan after 96 hours is more than 14 days before registration, the scan needs to be repeated if the steroid dose is increased between the date of imaging and registration, a new baseline MRI/CT is required at a stable dosage of steroids for at least 5 days.

[000370] 4. Biopsia ou ressecção devem ter sido realizados não mais que 5 semanas antes do tratamento.[000370] 4. Biopsy or resection must have been performed no more than 5 weeks before treatment.

[000371] 5. Todos os pacientes devem assinar um consentimento informado indicando que eles estão conscientes da natureza investigativa deste estudo. Os pacientes devem ter assinado uma autorização para a liberação de sua informação de saúde protegida. Os pacientes devem ser registrados no banco de dados antes para o tratamento com estudo de medicamento.[000371] 5. All patients must sign an informed consent indicating that they are aware of the investigational nature of this study. Patients must have signed an authorization for the release of their protected health information. Patients must be registered in the database prior to study drug treatment.

[000372] 6. Os pacientes devem ter mais de 18 anos, e com uma expectativa de vida > 8 semanas.[000372] 6. Patients must be over 18 years old, and with a life expectancy > 8 weeks.

[000373] 7. Os pacientes devem ter um status de desempenho Karnofsky > 60.[000373] 7. Patients must have a Karnofsky performance status > 60.

[000374] 8. Os pacientes devem ter adequada função da medulla óssea (WBC > 3,000/μl, ANC > 1,500/mm3, contagem de plaquetas> 100,000/mm3, e hemoglobina > 10 gm/dl), função hepática adequada (SGOT e bilirrubina < 2 vezes ULN), e função renal adequada (creatinina < 1,5 mg/dL) antes de começar a terapia. Estes testes devem ser realizados dentro de 14 dias antes de registro. O nível de elegibilidade para hemoglobina pode NÃO ser atingido pela transfusão.[000374] 8. Patients must have adequate bone marrow function (WBC > 3,000/μl, ANC > 1,500/mm3, platelet count > 100,000/mm3, and hemoglobin > 10 gm/dl), adequate liver function (SGOT and bilirubin < 2 times ULN), and adequate renal function (creatinine < 1.5 mg/dL) before starting therapy. These tests must be performed within 14 days prior to registration. Hemoglobin eligibility level may NOT be met by transfusion.

[000375] 9. Mulheres portadoras de potencial devem ter um teste de gravidez B-HCG negativo documentado dentro 14 dias antes do registro.[000375] 9. Female carriers of potential must have a negative B-HCG pregnancy test documented within 14 days prior to registration.

[000376] 10. Os pacientes não devem ter que recebido antes terapia de medicamentos citotóxicos, terapia de medicamentos não citotóxicos, ou terapia de medicamento experimental paro tumores cerebrais. Os pacientes que receberam polifespan 20 com implante de pastilhas de carmustine (Gliadel) no momento da ressecção original será excluído.[000376] 10. Patients must not have previously received cytotoxic drug therapy, non-cytotoxic drug therapy, or experimental drug therapy for brain tumors. Patients who received polyfespan 20 with carmustine (Gliadel) pellet implantation at the time of the original resection will be excluded.

[000377] 11. Os pacientes devem planejar o começo da radioterapia cerebral parcial no dia seguinte após de começar com trímero H-NOX e temozolomida. A radioterapia deve ser um sítio afiliado tal que a radiação oncologista pode fornecer seguro de que a radiação pode ser realizada como é especificado neste protocolo. A radioterapia deve ser determinada pelo feixe externo para um campo parcial o cérebro em frações diárias de 1,8 a 2,0 Gy, até a dose total planejada para os tumores de 59,4 a 61,0 Gy. Radiocirurgia estereotática (por exemplo, tratamento Gamma-Knife) e braquiterapia não vai ser permitido.[000377] 11. Patients should plan to begin partial brain radiotherapy the next day after starting H-NOX trimer and temozolomide. Radiation therapy must be a site affiliated such that the radiation oncologist can provide assurance that radiation can be performed as specified in this protocol. Radiotherapy should be given by external beam to a partial field of the brain in daily fractions of 1.8 to 2.0 Gy, up to the total dose planned for the tumors of 59.4 to 61.0 Gy. Stereotactic radiosurgery (e.g. Gamma-Knife treatment) and brachytherapy will not be permitted.

[000378] 12. Os pacientes devem estar dispostos as outras terapia de medicamentos citotóxicos e não citotóxicos precedentes em comparação com o tumor enquanto que está sendo tratado com trímero H-NOX e temozolomida.[000378] 12. Patients must be willing to undergo other cytotoxic and non-cytotoxic drug therapy compared to the tumor while being treated with H-NOX trimer and temozolomide.

[000379] 13. Pacientes masculinos e femininos com potencial reprodutivo devem usar um método anticonceptivo aprovado, se for apropriado (por exemplo, dispositivo intrauterino [IUD], pílulas anticonceptivas, ou dispositivo de barreira) durante e por 3 meses após a descontinuação do tratamento do estudo. Mulheres portadoras de potencial devem ter um teste de gravidez beta-HCG negativo documentado dentro de 14 dias antes do tratamento. Se for usado preservativo como uma barreira contraceptiva, uma agente espermicida deve ser adicionados para garantir que a gravidez não ocorra. Se uma mulher engravidar ou suspeitar que esteja grávida enquanto esta participando deste estudo, ele deve informar seu médico de tratamento imediatamente.[000379] 13. Male and female patients of reproductive potential should use an approved method of contraception if appropriate (e.g., intrauterine device [IUD], birth control pills, or barrier device) during and for 3 months after discontinuation of treatment of the study. Female carriers of potential must have a negative beta-HCG pregnancy test documented within 14 days prior to treatment. If a condom is used as a contraceptive barrier, a spermicidal agent must be added to ensure that pregnancy does not occur. If a woman becomes pregnant or suspects that she is pregnant while participating in this study, she must inform her treating physician immediately.

Critérios de exclusão:Exclusion criteria:

[000380] 1. Os pacientes não devem ter recebido antes em terapia concorrente com bevacizumab (Avastin), outras agentes VEGF ou VEGFR, ou outros agentes considerados agentes anti-angiogênicos.[000380] 1. Patients must not have previously received concurrent therapy with bevacizumab (Avastin), other VEGF or VEGFR agents, or other agents considered anti-angiogenic agents.

[000381] 2. Evidência de 18F-EF5 PET de baixa fração hipóxica vai resultar em exclusão.[000381] 2. 18F-EF5 PET evidence of low hypoxic fraction will result in exclusion.

[000382] 3. Qualquer paciente em terapia com medicamento anti-hipertensivo é excluído.[000382] 3. Any patient on antihypertensive medication therapy is excluded.

[000383] 4. Os pacientes não devem ter qualquer condição médica significativa que na opinião do pesquisador pode não ser adequadamente controlada com a terapia apropriada ou que poderia comprometer a capacidade do paciente para tolerar esta terapia.[000383] 4. Patients must not have any significant medical condition that in the researcher's opinion may not be adequately controlled with appropriate therapy or that would compromise the patient's ability to tolerate this therapy.

[000384] 5. Os pacientes com um histórico de qualquer outro cancer (exceto câncer de pele não melanoma ou carcinoma em situ do cervix), a menos que esteja em completa remissão e fora de toda terapia para esta doença por um mínimo de 3 anos, são inelegíveis.[000384] 5. Patients with a history of any other cancer (except non-melanoma skin cancer or carcinoma in situ of the cervix), unless in complete remission and off all therapy for this disease for a minimum of 3 years , are ineligible.

[000385] 6. Os pacientes não devem ter uma infeção ativa ou série doença intercorrentes.[000385] 6. Patients must not have an active infection or series of intercurrent illnesses.

[000386] 7. Os pacientes não devem ter qualquer doença que vai obscurecer a toxicidade ou alterar perigosamente o metabolismo do medicamento.[000386] 7. Patients must not have any illness that will obscure the toxicity or dangerously alter the metabolism of the medication.

[000387] 8. Aquelas pacientes com uma ressecção total grave são excluído.[000387] 8. Those patients with a severe total resection are excluded.

[000388] 9. O paciente não deve ter tido antes terapia de radiação cranial.[000388] 9. The patient must not have had cranial radiation therapy before.

[000389] Um Escaneio PET 18F-EF5- de base de referência é realizado, e os pacientes com tumores normóxicos (definidas como uma proporção tumor:cérebro normal < 2.0) são removidos do estudo. Ao começar no primeiro dia da terapia de RT, os pacientes recebem a dose de trímero H-NOX em IV duas horas antes da RT. Para minimizar as chances de uma reação alérgica a uma proteína trímero H-NOX, a dosagem é limitada aos primeiros 5 dias de RT, quando o tumor residual é maior. Este regime continua diariamente por 5 dias, com níveis de dose escalonando de acordo com um design 3+3. Os sítios tóxicos são graduados como é descrito na primeira Fase 1b do estudo com modificações na definição da DLT. A DLT é definida como qualquer um dos seguintes eventos que ocorre na Semana 10 do estudo e atribuíveis somente ao trímero H-NOX ou ao trímero H-NOX dosado em combinação com TMZ e RT:[000389] A baseline 18F-EF5- PET Scan is performed, and patients with normoxic tumors (defined as a tumor:normal brain ratio < 2.0) are removed from the study. When starting on the first day of RT therapy, patients receive the H-NOX trimer IV dose two hours before RT. To minimize the chances of an allergic reaction to an H-NOX protein trimer, dosing is limited to the first 5 days of RT when residual tumor is largest. This regimen continues daily for 5 days, with dose levels escalating according to a 3+3 design. Toxic sites are graded as described in the first Phase 1b study with modifications to the DLT definition. DLT is defined as any of the following events occurring at Week 10 of the study and attributable solely to the H-NOX trimer or to the H-NOX trimer dosed in combination with TMZ and RT:

[000390] 1. Qualquer grau 3 ou 4 trombocitopenia, grau 4 anemia, ou grau 4 neutropenia que dure mais de 7 dias.[000390] 1. Any grade 3 or 4 thrombocytopenia, grade 4 anemia, or grade 4 neutropenia that lasts more than 7 days.

[000391] 2. Qualquer neutropenia febril.[000391] 2. Any febrile neutropenia.

[000392] 3. Qualquer toxicidade não hematológica grau 3 ou maior, excluindo alopecia, apesar de máxima terapia medicinal. Toxicidade não hematológico tais como erupção cutânea, náuseas, vômito e diarreia, vai apenas ser considerada uma DLT se permanecer grau 3 ou maior apesar da máxima terapia medicinal.[000392] 3. Any grade 3 or greater non-hematological toxicity, excluding alopecia, despite maximum medicinal therapy. Non-hematological toxicity such as rash, nausea, vomiting and diarrhea will only be considered a DLT if it remains grade 3 or greater despite maximal medicinal therapy.

[000393] 4. Qualquer grau 4 de mudança na pele induzida pela radiação.[000393] 4. Any grade 4 radiation-induced skin change.

[000394] 5. A atual terapia padrão de atendimento para GB que consistem em RT e temozolomida concorrentes, consegue limitar a dose nos sítios tóxicos em aproximadamente 1 de cada 6 pacientes. O escalonamento da dose de trímero H-NOX por coorte de uma dose contínua produz uma DLT em <1 de cada 3 pacientes ou < 2 de cada 6 pacientes se o tamanho da coorte for aumentada. O tamanho da coorte é levemente mais alto que o tamanho mais convencional de 3 pacientes devido à relativamente alta frequência de sítios tóxicos conhecidos e esperados durante o tratamento com RT e temozolomida. Se a dosagem da coorte não tiver 3 pacientes avaliáveis incluídos devido a abandono ou se 3 de cada 6 pacientes experimente uma DLT, então até 3 pacientes adicionais são incluídos no coorte de uma vez (Tabela 20). Tabela 20. O escalonamento da dose regulamentada para a segunda Fase 1b do estudo [000394] 5. Current standard of care therapy for GB consisting of concurrent RT and temozolomide, manages to limit the dose to toxic sites in approximately 1 of every 6 patients. Dose escalation of H-NOX trimer by continuous dose cohort produces a DLT in <1 of every 3 patients or <2 of every 6 patients if the cohort size is increased. The cohort size is slightly higher than the more conventional size of 3 patients due to the relatively high frequency of known and expected toxic sites during treatment with RT and temozolomide. If the dosing cohort does not have 3 evaluable patients included due to dropout or if 3 out of 6 patients experience a DLT, then up to 3 additional patients are included in the cohort at one time (Table 20). Table 20. The regulated dose escalation for the second Phase 1b of the study

[000395] Após a conclusão da dosagem de trímero H-NOX, os pacientes são avaliados pelos eventos adversos semanais pela duração da radiação/TMZ fase concorrente (geralmente um período de seis semanas). Os pacientes serão seguidas por 12 meses, com progresso de sobrevivência determinado em 6 meses e 12 meses após tratamento. A MTD de trímero H-NOX é uma dose que é inferior ou igual a um terço das DLTs que os pacientes experimentam. A MTD está baseado na DLTs observados durante o curso da radiação e TMZ concorrente, e é definidas para uso em subsequente Fase 2 do estudo. O ponto final primário é caracterizada pelo fato de incluir segurança em combinação com tratamento padrão e o ponto final secundário é caracterizado pelo fato de incluir tempo para a produção de ATA e PFS-12.[000395] After completion of H-NOX trimer dosing, patients are evaluated for adverse events weekly for the duration of the concurrent radiation/TMZ phase (generally a six-week period). Patients will be followed for 12 months, with survival progress determined at 6 months and 12 months after treatment. The MTD of H-NOX trimer is a dose that is less than or equal to one-third of the DLTs that patients experience. The MTD is based on DLTs observed during the course of concurrent radiation and TMZ, and is defined for use in subsequent Phase 2 study. The primary end point is characterized by the fact that it includes safety in combination with standard treatment and the secondary end point is characterized by the fact that it includes time to production of ATA and PFS-12.

[000396] Devido à expectativa de baixa toxicidade de trímero H-NOX, a primeira Fase 1b do estudo foi capaz de encontrar uma dose adequada biologicamente, ou seja, a dose que produz 80% da taxa de resposta. O design de proporção [4/6] será implementado com uma resposta binária de mudança de fração hipóxica positiva/negativa. Veja Brown et al., (2010) Int J Radiat Oncol Biol Phys 78:323-327. Este design assegura que se a verdadeira taxa de resposta associado com a dose é baixa (definidas aqui como 0,3) existe uma alta probabilidade de escalar para a seguinte dose; já que uma alta taxa de resposta verdadeira (definida como 0,8) resulta na baixa probabilidade de escalar ainda mais. As coortes de 3 são usados por escalação enquanto < 1/3 das respostas são observadas. Quando > 2/3 das respostas são observados a coorte será ampliada para 6. Escalação são continuado se < 3/6 respostas são observados. A dose recomendada para a segunda Fase 1b do Teste é a dose que atinge > 4/6 respostas ou o máximo nível de dose , ou seja, 100 mg/kg. Se ao começar a dose de 5 mg/kg atinge > 4/6 respostas doses mais baixas são investigadas por atividade suficiente. Em contraste com o padrão toxicidade do designs, se for claro que a resposta aos critérios para interromper em uma determinada dose são não satisfaz (ou seja, 0/2 ou 2/5 respostas foram observadas) a escalação anterior a uma dose mais alta vai ocorrer. A probabilidade de escalar quando a taxa verdadeira = 0,3 é 0,94 enquanto a probabilidade de escalar quando a taxa verdadeira for de 0,8 é 0,15. Um mínimo de 9 e a máximo de 24 pacientes são usados para determinar os quatro níveis de dose.[000396] Due to the expectation of low toxicity of H-NOX trimer, the first Phase 1b of the study was able to find a biologically adequate dose, that is, the dose that produces 80% of the response rate. The [4/6] ratio design will be implemented with a binary response of positive/negative hypoxic fraction change. See Brown et al., (2010) Int J Radiat Oncol Biol Phys 78:323-327. This design ensures that if the true response rate associated with the dose is low (defined here as 0.3) there is a high probability of escalation to the next dose; as a high true response rate (defined as 0.8) results in a low probability of further escalation. Cohorts of 3 are used per escalation while < 1/3 of responses are observed. When > 2/3 responses are observed the cohort will be expanded to 6. Escalation is continued if < 3/6 responses are observed. The recommended dose for the second Phase 1b of the Test is the dose that achieves > 4/6 responses or the maximum dose level, i.e. 100 mg/kg. If starting the dose of 5 mg/kg achieves > 4/6 responses lower doses are investigated for sufficient activity. In contrast to the standard toxicity of the designs, if it is clear that the response criteria for stopping at a given dose are not met (i.e., 0/2 or 2/5 responses were observed) prior escalation to a higher dose will to occur. The probability of scaling when the true rate = 0.3 is 0.94 while the probability of scaling when the true rate is 0.8 is 0.15. A minimum of 9 and a maximum of 24 patients are used to determine the four dose levels.

[000397] Se os sítios tóxicos são observados, os testes são transferidos de um estudo de ponto final alvo de escalação para um baseado na DLTs. Como tal, a MTD está baseada na avaliação de DLT durante as duas semanas após tratamento com trímero H-NOX e são definidas como uma dose no qual menos de um terço de pacientes experimenta uma DLT; que é, a MTD é o nível de dose no qual 0/3 ou 1/6 dos pacientes experimenta DLT com a seguinte dose mais alta que tem pelo menos 2/3 ou 2/6 pacientes que encontram DLT. Se DLT, como é definido acima, não for atingida em qualquer coorte até o nível de dose de 100 mg/kg não há escalação adicional.[000397] If toxic sites are observed, testing is transferred from an escalation target endpoint study to one based on DLTs. As such, the MTD is based on assessment of DLT during the two weeks following H-NOX trimer treatment and is defined as a dose at which less than a third of patients experience a DLT; That is, the MTD is the dose level at which 0/3 or 1/6 of patients experience DLT with the next higher dose having at least 2/3 or 2/6 patients experiencing DLT. If DLT, as defined above, is not achieved in any cohort up to the 100 mg/kg dose level there is no further escalation.

Claims (20)

1. Proteína H-NOX polimérica, caracterizada pelo fato de que é uma proteína H-NOX trimérica que compreende três monômeros H- NOX, em que cada monômero H-NOX compreende um domínio H-NOX e um domínio de trimerização; sendo que cada um dos domínios H-NOX compreende uma sequência de aminoácidos selecionados do grupo que consiste em SEQ ID NOs: 2, 14, 16, 18, 20, 22 e 24, opcionalmente sendo que o domínio H-NOX da SEQ ID NO: 2 compreende uma substituição L144F; sendo que o domínio de trimerização é um domínio foldon da fibritina do bacteriófago T4 compreendendo a sequência de aminoácidos estabelecida em SEQ ID NO:4; sendo que cada monômero H-NOX compreende um domínio H-NOX covalentemente ligado ao domínio de trimerização por meio de um ligante de aminoácido ao domínio foldon da fibritina do bacteriófago T4, sendo que o ligador de aminoácidos apresenta três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, ou dez aminoácidos de comprimento.1. Polymeric H-NOX protein, characterized by the fact that it is a trimeric H-NOX protein comprising three H-NOX monomers, wherein each H-NOX monomer comprises an H-NOX domain and a trimerization domain; each of the H-NOX domains comprising a sequence of amino acids selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 14, 16, 18, 20, 22 and 24, optionally with the H-NOX domain of SEQ ID NO :2 comprises a L144F substitution; wherein the trimerization domain is a foldon domain of bacteriophage T4 fibritin comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:4; each H-NOX monomer comprises an H-NOX domain covalently linked to the trimerization domain through an amino acid linker to the fibritin foldon domain of bacteriophage T4, with the amino acid linker having three, four, five, six, seven, eight, nine, or ten amino acids long. 2. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em cada monômero H- NOX o C-terminal do domínio H-NOX está covalentemente ligado ao domínio de trimerização.2. Polymeric H-NOX protein according to claim 1, characterized by the fact that in each H-NOX monomer the C-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the trimerization domain. 3. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em cada monômero H- NOX o N-terminal do domínio H-NOX está covalentemente ligado ao domínio de trimerização.3. Polymeric H-NOX protein according to claim 1, characterized by the fact that in each H-NOX monomer the N-terminus of the H-NOX domain is covalently linked to the trimerization domain. 4. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o domínio H- NOX em cada monômero H-NOX compreende a SEQ ID NO: 2, opcionalmente compreendendo uma substituição L144F.4. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that the H-NOX domain in each H-NOX monomer comprises SEQ ID NO: 2, optionally comprising a L144F substitution. 5. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ligante de aminoácido apresenta três aminoácidos de comprimento.5. Polymeric H-NOX protein according to claim 1, characterized in that the amino acid linker is three amino acids in length. 6. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o ligante de aminoácido é um ligante Gly-Ser-Gly.6. Polymeric H-NOX protein according to claim 5, characterized in that the amino acid linker is a Gly-Ser-Gly linker. 7. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada monômero H-NOX compreende uma sequência de aminoácidos selecionada do grupo que consiste nas SEQ ID NOs: 6, 8, 10, 12, 26 e 28.7. Polymeric H-NOX protein according to claim 1, characterized in that each H-NOX monomer comprises an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 6, 8, 10, 12, 26 and 28. 8. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada monômero H-NOX compreende a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO: 8.8. Polymeric H-NOX protein according to claim 1, characterized in that each H-NOX monomer comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8. 9. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizada pelo fato de que cada monômero H-NOX é PEGuilado.9. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 18, characterized in that each H-NOX monomer is PEGylated. 10. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a constante de dissociação de O2 está dentro de 2 ordens de grandeza da hemoglobina, e sendo que a reatividade com NO é pelo menos 10 vezes menor que a da hemoglobina.10. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the O2 dissociation constant is within 2 orders of magnitude of that of hemoglobin, and the reactivity with NO is at least 10 times lower than that of hemoglobin. 11. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a constante de dissociação de O2 está entre 1 mM e 10 mM a 20 °C.11. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the O2 dissociation constant is between 1 mM and 10 mM at 20 ° C. 12. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a reatividade com NO é inferior a 700 s-1 a 20 °C.12. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 11, characterized by the fact that the reactivity with NO is less than 700 s-1 at 20 °C. 13. Proteína polimérica de H-NOX, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que a reatividade com NO é pelo menos 100 vezes menor que a da hemoglobina humana de tipo selvagem.13. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the reactivity with NO is at least 100 times less than that of wild-type human hemoglobin. 14. Proteína H-NOX polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a taxa de autoxidação de heme da proteína H-NOX polimérica é inferior a 1 h-1 a 37 ° C.14. Polymeric H-NOX protein according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the heme autoxidation rate of the polymeric H-NOX protein is less than 1 h-1 at 37 ° C. 15. Composição farmacêutica, caracterizada pelo fato de que compreende a proteína H-NOX polimérica, como definda em qualquer uma das reivindicações 1 a 16, e um veículo ou excipiente farmaceuticamente aceitável.15. Pharmaceutical composition, characterized by the fact that it comprises the polymeric H-NOX protein, as defined in any one of claims 1 to 16, and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. 16. Ácido nucleico recombinante, caracterizado pelo fato de compreende uma sequência de nucleotídeos selecionada do grupo que consiste em SEQ SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9, SEQ ID NO:11, SEQ ID NO:25, SEQ ID NO:27, e sequências degeneradas das mesmas que codificam as mesmas sequências de aminoácidos.16. Recombinant nucleic acid, characterized by the fact that it comprises a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:9, SEQ ID NO:11, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO:27, and degenerate sequences thereof that encode the same amino acid sequences. 17. Vetor, caracterizado pelo fato de que compreende o ácido nucleico, como definida na reivindicação 16.17. Vector, characterized by the fact that it comprises the nucleic acid, as defined in claim 16. 18. Micro-organismo transgênico, caracterizado pelo fato de que compreende o ácido nucleico, como definido na reivindicação 16, ou o vetor, como definido na reivindicação 17.18. Transgenic microorganism, characterized by the fact that it comprises the nucleic acid, as defined in claim 16, or the vector, as defined in claim 17. 19. Método para produção de uma proteína H-NOX polimérica, caracterizado pelo fato de que compreende a cultura de uma célula compreendo o ácido nucleico como definido na reivindicação 16, ou o vetor, como definido na reivindicação 17, em condições adequadas para a produção da proteína H-NOX polimérica.19. Method for producing a polymeric H-NOX protein, characterized in that it comprises culturing a cell comprising the nucleic acid as defined in claim 16, or the vector, as defined in claim 17, under conditions suitable for production of the polymeric H-NOX protein. 20. Kit, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) a proteína H-NOX polimérica, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14; e (b) instruções de uso.20. Kit, characterized by the fact that it comprises: (a) the polymeric H-NOX protein, as defined in any one of claims 1 to 14; and (b) instructions for use.
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