DE69534077T2

DE69534077T2 - Verwendung von methoden zur identifizierung von hydrophilen signal-oligopeptiden

Info

Publication number: DE69534077T2
Application number: DE69534077T
Authority: DE
Inventors: Matthias Rath
Original assignee: Rath Matthias Drmed
Current assignee: Rath Matthias Drmed
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2015-01-13
Also published as: EP1520859B1; AU1681095A; EP0744027B1; ATE464315T1; DE69536065D1; ES2236703T3; EP1520859A3; WO1995019568A1; ATE291230T1; DE69534077D1; PT744027E; ES2344643T3; EP1520859A2; EP0744027A4; EP1520859B9; EP0744027A1; DK0744027T3

Description

Dieses Patent fasst die Entdeckung des Proteincodes und der therapeutischen und diagnostischen Verwendung dieser neuen biologischen Sprache für verschiedene Gebiete der Medizin zusammen. Das Patent beansprucht die Verwendung von neuen Algorithmen für die Identifizierung von Signaloligopeptiden.
Die Entdeckung des genetischen Codes vor vier Jahrzehnten (Watson JD, Crick FHC. 1953. Nature 171: 737) definierte die Grundsätze der Codierung von Proteinen durch Gene. Der Proteincode, die biologische Sprache durch die Proteine funktionieren und interagieren, blieb jedoch unbekannt.
Aus dem US-Patent Nr. 4,554,101 (Hopp) ist bekannt Peptide basierend auf der Hydrophilie- zu synthetisieren, die eine Sequenz von mindestens sechs Aminosäureresten umfassen, die zu den antigenen oder allergenen Determinanten eines antigenen oder allergenen Proteins korrespondieren.
Weiterhin ist aus Rath, Cationic-anionic and Anionic-cationic Oligopeptides in Apoprotein (a) and other Proteins as Modulators of Protein Action and of biological Communication (Journal of Applied Nutrition, Volume 44, No. 3 and 4, 1992) bekannt, dass kationisch-anionische und anionisch-kationische Oligopeptide eine Rolle bei der Konformation innerhalb eines bestimmten Proteinmoleküls spielen könnten und dass strukturelle Motive für den selektiven Austausch biologischer Information verantwortlich sein könnten.
Nun ist der Proteincode aufgeklärt (Rath, M. 1994. J Appl. Nutz. (in Press). Die Interaktion von Hormonen und anderen Liganden mit ihren entsprechenden Rezeptoren, von Enzymen mit Proteinsubstraten, von Adhäsionsproteinen mit Integrinen und von Antikörpern mit Antigenen sowie anderen Proteinfunktionen und Interaktionen werden durch die gleichen strukturellen und funktionellen Grundsätze und durch dieselbe biologische Sprache bestimmt. Für eine sehr beschränkte Anzahl an Proteinen bildet das hydrophobe Innere des Proteins das aktive Zentrum, das die Funktion bestimmt. Bei der überwiegenden Zahl der Proteine wird die biologische Aktivität jedoch primär durch spezifische Oberflächenstrukturen vermittelt, die deren spezifische Funktionen vermitteln. Die Struktur-Funktionsprinzipien, die die Funktion dieser Proteine bestimmen, sind aufgeklärt und werden im Folgenden als Proteincode bezeichnet.
Wie die menschliche Sprache besteht der Proteincode aus Buchstaben, Wörtern und Sätzen. Die Buchstaben (Aminosäuren) und Sätze (vollständige, dreidimensionale Proteine) sind bereits bekannt. Die neue Entdeckung sind die Proteinwörter oder -verben. Diese Proteinverben werden durch Signaloligopeptide repräsentiert, die an der Oberfläche der Proteine lokalisiert sind und die die Hydrophilie-Maxima der Proteine darstellen. Diese Signaloligopeptide sind angereichert an geladene Aminosäuren in beweglicher Anordnung mit neutralen Platzhalter-Aminosäuren. Der spezifische Signalcharakter dieser Oligopeptide wird durch die charakteristische Kombination aus Konformation und Ladung innerhalb der gleichen Signalsequenz bestimmt.
Wie bei der menschlichen Sprache ist der komplette Satz (das komplette dreidimensionale Protein) notwendig, um die spezifische und vollständige Funktion eines bestimmten Proteins zu bestimmen. In der menschlichen Sprache führt das Weglassen oder ändern des Verbs eines Satzes dazu, dass der komplette Satz seine Bedeutung verliert. Dementsprechend kann das Blockieren des Proteincodeverbs (Signaloligopeptide) therapeutisch verwendet werden, um unerwünschte Funktionen oder Interaktionen des gesamten Proteins zu blockieren.
Die Entdeckung des Proteincodes stellt die Grundlage für die Entschlüsselung des Kommunikationscodes von Erkrankungen dar. Infektionskrankheiten, Krebs, kardiovaskuläre und andere Erkrankungen entstehen durch Vermittlung von einem oder mehreren Pathogenität vermittelnden Proteinen. Das Blockieren der Signaloligopeptide dieser Proteine erlaubt einen spezifischen therapeutischen Eingriff in die pathologische Kommunikation und blockiert dadurch den Fortgang der Erkrankung.
Synthetische Analoga von Signaloligopeptiden können therapeutisch auf verschiedene Weise genutzt werden.
Synthetische Analoga von Signaloligopeptiden können als kompetitive Inhibitoren der pathologischen Kommunikation verwendet werden.
Die herkömmliche Wirkstofftherapie geht häufig mit einem unbekannten therapeutischen Mechanismus und einer Vielzahl von Nebenwirkungen und erheblicher Toxizität einher.
Es besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Therapie, das einen Eingriff in pathologische Interaktionen mit maximaler Effektivität erlaubt.
Weiterhin besteht Bedarf an einem therapeutischen Verfahren, das basierend auf der präzisen Struktur-Funktionsbeziehung von bestimmten Oligopeptidsignalen eine maximale therapeutische Spezifität erlaubt.
Die Erfindung offenbart die Verwendung eines Verfahrens zum Herstellen therapeutischer Peptide für die Prävention oder Behandlung von Erkrankungen im Menschen, die durch ein oder mehrere Proteine verursacht werden. Dieses Verfahren der Peptidtherapie umfasst das Identifizieren des Proteins, das für die Erkrankung des Menschen verantwortlich ist, das Identifizieren eines oder mehrerer Signaloligopeptidsequenzen innerhalb der Struktur dieses die Erkrankung verursachenden Proteins, wobei das eine oder die mehreren Signaloligopeptide die Aminosäuresequenz der maximalen Hydrophilie darstellen, und das Synthetisieren eines oder mehrerer Oligopeptide, die Aminosäuresequenzen aufweisen, die zu den Aminosäuresequenzen der Signaloligopeptide mit maximaler Hydrophilie korrespondieren.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Identifizieren eines oder mehrerer Signaloligopeptide, die die Aminosäuresequenz der maximalen Oberflächenwahrscheinlichkeit darstellen. Diese ist definiert als der Anteil der Aminosäuresequenz der mit einer höheren Wahrscheinlichkeit an der Oberfläche des Proteins ist.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Verfahren zum Identifizieren eines oder mehrerer Signaloligopeptidsequenzen, die die Aminosäuresequenz der maximalen elektrischen Ladung innerhalb der Aminosäuresequenz des die Erkrankung verursachenden Proteins darstellen.
Die zuvor genannten Verfahren können verwendet werden, um therapeutische Agenzien herzustellen, die als direkte kompetitive Inhibitoren dienen und spezifisch der metabolische Funktion oder Interaktion von ausgewählten Proteinen durch partielles oder komplettes Blockieren der spezifischen Signalsequenzen vorbeugen oder diese verhindern.
Die zuvor genannten Verfahren zum Herstellen therapeutischer Agenzien können verwendet werden, um Agenzien herzustellen, die analog zu den spezifischen Oligopeptiden Nr. 1 bis 360 des beigefügten Sequenzprotokolls sind. Diese variieren von den angegebenen Sequenzen durch Auslassen von Aminosäureresten am N-terminalen Ende, am C-terminalen Ende oder an beiden Enden oder durch Substituieren eines oder mehrerer der Aminosäurereste innerhalb der angegebenen Sequenzen ohne Berücksichtigung von Ladung oder Polarität der substituierten Reste, durch Substituierung von Resten mit ähnlicher Ladung und/oder Polarität oder durch Auslassen einer oder mehrerer Aminosäuren innerhalb der angegebenen Sequenz oder schließlich durch eine Kombination von zwei oder mehreren der zuvor genannten Modifizierungen.
Bei der menschlichen Sprache führt das Weglassen oder Ändern des Verbs eines Satzes dazu, dass der komplette Satz bedeutungslos wird. Ähnlich kann das Blockieren des Proteincodeverbs (Signaloligopeptidsequenzen) therapeutisch verwendet werden, um unerwünschte Funktionen oder Interaktionen des gesamten Proteins zu blockieren. Wenn das Verb eines Satzes geändert wird, z. B. tausche „essen" gegen „gehen", ändert sich die gesamte Bedeutung des Satzes oder der Satz wird unverständlich. Die Verben des Proteincodes, die als Signaloligopeptide bezeichnet werden, bestimmen die besonderen spezifischen Funktionen eines Proteins. Dementsprechend ändert sich die Funktion des Proteins, wenn ein Signaloligopeptid in einem bestimmten Protein geändert (oder blockiert) wird, oder das Protein wird funktionslos. Das Interferieren mit Signaloligopeptiden, diesen Verben der Proteincodesätze, kann also zu substantiellen Änderungen oder zum Verlust der biologischen Aussagekraft eines Proteins führen. Diese Modifizierung oder der Verlust der biologischen Aussagekraft eines Proteins kann bei der Peptidtherapie zum Vorteil des Patienten verwendet werden.
Die spezifische Aktion dieser Oligopeptide wird durch eine charakteristische Kombination von Oberfläche und elektrischer Ladung (beides anionisch und kationisch) innerhalb derselben Signalsequenz bestimmt. Proteininformationsübertragung und Proteininteraktion hängen vom Zugang zu den Signaloligopeptidsequenzen ab. Daher sind bei den meisten der Proteine die Sequenzsignale an der Oberfläche des Proteins lokalisiert. Signaloligopeptide sind mit geladenen Aminosäuren angereichert, wie kationischen Aminosäureresten Aginin und Lysin und/oder den anionischen Aminosäureresten Glutamat und Aspartat. Manchmal sind diese Signaloligopeptide mit neutralen Platzhalter-Aminosäuren in beweglicher Anordnung. Daher sind Signaloligopeptidsequenzen grundsätzlich repräsentiert durch die Regionen maximaler Hydrophilie an der Oberfläche des Proteinmoleküls.
Ein neuer Typ von Signal wird repräsentiert durch Oligopeptide, die ihre charakteristische Konformation oder Form durch spezifische Anordnung von entgegengesetzt geladenen Aminosäureresten innerhalb der Oligopeptidsequenz erhalten. Diese Reste mit entgegengesetzter Ladung können sich gegenseitig anziehen und dadurch die charakteristische Faltung der Signalsequenz modulieren. In der Signalsequenz RGD z. B. ziehen sich der kationische Rest Aginin und der Aminosäurerest Aspartat gegenseitig an, was zu einer charakteristischen Faltung des Tripeptids um den Platzhalterrest Glyzin führt.
Die spezifische metabolische Funktion eines Proteins hängt von der Spezifität seines biologischen Signaloligopeptids ab. Der Signalcharakter eines spezifischen Signaloligopeptids wird bestimmt durch eine charakteristische Kombination von elektrischer Ladung mit struktureller Konformation. Innerhalb eines Proteins können RGD und analoge Tripeptide als starke primäre Anker dienen, wohingegen die spezifische biologische Botschaft durch zusätzliche längere und mehr komplexe Signaloligopeptide vermittelt wird.
Synthetische Analoga von Signaloligopeptidsequenzen können therapeutisch auf verschiedene Weise verwendet werden. Die synthetischen Analoga der Signaloligopeptidsequenzen können zuerst als kompetitive Inhibitoren pathologischer Kommunikation verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwendung synthetischer Analoga basiert auf der Entdeckung der primären strukturellen Prinzipien, die die Immunogenität bestimmen. Die Unterscheidung zwischen „Selbst" und „Nicht-Selbst" zwischen Tierspezies und Menschen basiert primär auf Aminosäurerestsubstitutionen oder anderen Variationen der Reste innerhalb der Signaloligopeptidsequenz eines Proteins. Unter Verwendung dieser Erfindung können effektive therapeutische Signaloligopeptide rasch auf falgende Weise hergestellt werden: Signaloligopeptide eines bestimmten Proteins in einer Tierspezies sind die Determinanten der Antigenizität dieses Proteins in einer anderen Tierspezies. Um die Funktion eines Proteins, das Phatogenizität vermittelt oder eine Erkrankung verursacht, bei der Behandlung einer Erkrankung im Menschen zu blockieren, werden synthetische Signaloligopeptide durch Übertragung der entsprechenden Aminosäuresignalsequenzen aus anderen Spezies entworfen. Ein Glucagonsignaloligopeptid zur Behandlung von Diabetes-Patienten würde auf einer Glucagonsignalsequenz aus Hasen, Schafen, Mäusen oder anderen Spezies basieren. Eine Titration der therapeutischen Effizienz ist durch Verwendung der evolutionären Kettenmethode möglich, die nachfolgend beschrieben ist. Je größer die genetische und evolutionäre Distanz zwischen der ausgewählten Tierspezies und dem Menschen ist, desto größer ist die Antigenizität und entsprechend größer ist die therapeutische Effizienz.
Weiterhin sind Signaloligopeptide eines Proteins identisch mit den potentiellen antigenen Determinanten. Antikörper oder andere Vermittler einer Immunantwort greifen in die spezifische biologische Kommunikation ein. Signaloligopeptide sind Verstärker der differenzierten Proteinkommunikation und Vermittler der Immunantwort und greifen spezifisch in das ausgeklügelte Netzwerk der biologischen Kommunikation ein. Daher wird die Aufklärung physiologischer Aspekte dieses Kommunikationsnetzwerkes zu einem genauen Verständnis von Millionen von metabolischen Interaktionen führen, die die Prinzipien für Entwicklung und Differenzierung des Körpers beinhaltet. Dies wird zu einer therapeutischen Kontrolle von vielen Erkrankungen und ggf. zur Auslöschung dieser Erkrankungen als Ursache von Sterblichkeit beim Menschen führen.
Wenden wir uns nun den Figuren zu, in denen die Erfindung im Detail beschrieben ist.
Tabelle 1 zeigt die verschiedenen Aminosäuren, die in Proteinen gefunden werden, und ihre Hydrophilie- und Oberflächenwahrscheinlichkeitswerte.
1A und 1B zeigen verschiedene Interaktionsprinzipien des Proteincodes einschließlich Lesbarkeit, Zugänglichkeit, Variabilität und Spezifität.
1C zeigt entgegengesetzte Aminosäurereste, die sich gegenseitig anziehen und dadurch die Konformationsspezifität verstärken.
Die 1A und 1B zeigen die Prinzipien, nach denen der Proteincode funktioniert. Innerhalb der Aminosäuresequenz eines eine Erkrankung verursachenden Proteins repräsentieren ein oder mehrere Signalpeptide die „Verben" des Proteincodes, die die spezifische Funktion und Interaktion dieses Proteins bestimmen. Dies wird als Lesbarkeit des Proteins bezeichnet. Die Signaloligopeptide eines Proteins sind an elektrisch geladenen Aminosäuren (entweder kationisch oder anionisch) angereichert und stellen ein Segment maximaler Hydrophilie innerhalb der Proteinsequenz dar. Eine unendliche Zahl an möglichen Kombinationen zwischen Aminosäuren mit unterschiedlichen Ladungen sowie neutralen Resten stellt die Variabilität für eine differenziert metabolische Kommunikation bereit. Die Spezifität einer Signalsequenz ist das Ergebnis einer charakteristischen Kombination aus Ladungsverteilung und struktureller Konformation innerhalb der Signaloligopeptidsequenz. 1B zeigt die gegensätzlich geladenen Aminosäuren, die sich gegenseitig anziehen und dadurch die Konformationsspezifität verstärken. Signaloligopeptide vermitteln spezifischen Informationstransfer mit ihren metabolischen Gegenspielern. Substitutionen, Deletionen oder andere Aminosäurerestvariationen innerhalb der Signalsequenz eines Proteins ermöglichen die Unterscheidung zwischen „Selbst" und „Nicht-Selbst". Signalsequenzen sind die antigenen Epitope eines Proteins und sind verantwortlich für potentielle Immunantworten, wenn das Protein einem anderen Organismus ausgesetzt wird. Die direkte Peptideingriffstherapie („Peptide Interception Therapy", PIT) kann verwendet werden, um in unerwünschte oder pathologische Kommunikation einzugreifen und dadurch eine Erkrankung zu blockieren. 1C zeigt die direkte PIT, wobei synthetische Analoga von Signaloligopeptiden verwendet werden, um kompetitiv die Interaktion von Proteinen zu inhibieren.
Im Unterschied dazu basiert die Peptidtherapie auf dem Prinzip, dass an einem bestimmten Punkt der genetische Code in Proteine übersetzt werden muss, die dann mit Zellen interagieren und darauf, dass Gesundheit oder Erkrankung letztendlich auf Ebene der Proteine entschieden wird. Die Identifizierung und therapeutische Verwendung von Schlüsseloligopeptiden innerhalb eines ausgewählten Proteins ist die direkteste, spezifischste, effektivste sowie sicherste und am meisten wünschenswerte Weise, um einer Erkrankung vorzubeugen oder sie zu behandeln. Im Vergleich zur Gentherapie wird die Anwendung der Peptidtherapie die Zeit für Entwicklung und Behandlung von vielen Erkrankungen des Menschen verkürzen. Somit hat die Peptidtherapie, wie unten beschrieben, die folgenden Vorteile: Die Peptidtherapie ist eine sehr effektive Form der Behandlung. Die Entdeckung des Peptidcodes stellt die Grundlage zur Entschlüsselung des Kommunikationscodes von Proteinen bei Gesundheit oder Erkrankung bereit. Diese Entdeckung kann therapeutisch verwendet werden, um in pathologische Interaktionen von Erkrankungen des Menschen mit maximaler Effektivität einzugreifen.
Die Peptidtherapie ermöglicht ebenfalls ein Maximum an therapeutischer Spezifität. Basierend auf dem genauen Verständnis der Struktur-Funktions-Beziehung von spezifischen Proteinsignalen erlaubt die Peptidtherapie Zielgenauigkeit mit noch nie da gewesener Spezifität.
Des Weiteren ist die Peptidtherapie sehr sicher. Die Verwendung synthetischer Analoga von physiologischen Stoffen eliminiert im Wesentlichen das Problem der Toxizität. Mögliche ungewünschte biologische Nebeneffekte können durch Optimierung der therapeutischen Peptide kontrolliert werden.
Zeit und Kosten für die Entwicklung von therapeutischen Peptiden entsprechen einem Bruchteil von gewöhnlicher therapeutischer Forschung und Entwicklung. Die Identifizierung von potentiellen therapeutischen Peptiden beansprucht Minuten; in vitro-Screening von potentiellen Peptiden ist eine Frage von Wochen; Tierstudien sollten erste in vivo-Ergebnisse innerhalb von wenigen Monaten bereitstellen. Am wichtigsten ist, dass die hervorragende Spezifität und Sicherheit der Peptidtherapie klinische Studien ohne Verzögerung ermöglicht.
Infektionserkrankungen, Krebs, kardiovaskuläre und andere Erkrankungen des Menschen entstehen durch ein oder mehrere Proteine, die Pathogenizität vermitteln oder Erkrankungen verursachen. Das Blockieren der Funktion dieser Proteine ermöglicht einen spezifischen therapeutischen Eingriff in die pathologische Kommunikation, wodurch das Fortschreiten der Erkrankung blockiert wird.
Signaltetrapeptide, Pentapeptide, Hexapeptide und längere Peptide repräsentieren erste Kandidaten für die spezifische Peptidtherapie. Kürzere Peptide, wie etwa das Tripeptid RGD, sind weniger spezifisch und ubiquitäre Nebeneffekte beschränken deren breit angelegte therapeutische Verwendung.
2 zeigt die Grundlagen der Peptideingriffstherapie (PIT). Proteine sind wichtige Träger von spezifischer metabolischer Information. Darüber hinaus sind Proteine häufig mobil, was sie zu idealen und beweglichen Kommunikationsmolekülen macht. Die Figur illustriert verschiedene Schlüsselelemente der direkten PIT bei der Peptidtherapie. Bei der konventionellen Gentherapie wird die gesamte dreidimensionale Proteinstruktur (Proteinsatz) benötigt, um gegen die Effekte von Proteinen vorzugehen, die Erkrankungen verursachen. Bei der direkten Peptideingriffstherapie muss jedoch lediglich die Signaloligopeptidsequenz („Verb") blockiert werden. 2 zeigt auch Verfahren zur Identifizierung, zum Design, zur Entwicklung und therapeutischen Verwendung synthetischer Analoga von Signaloligopeptiden in der Peptideingriffstherapie als direkte kompetitive Inhibitoren von ausgewählten Proteinfunktionen.
Wie nachfolgend im Detail beschrieben, kann die Peptideingriffstherapie (PIT) auf grundsätzliche Weise verwendet werden: Direkte PIT verwendet synthetische Analoga von Signaloligopeptiden als kompetitive Inhibitoren pathologischer oder nicht beabsichtigter metabolischer Interaktion.
Wie zuvor beschrieben, verwendet die direkte Peptideingriffstherapie (direkte PIT) synthetische Analoga von Signaloligopeptiden als direkte kompetitive Inhibitoren von ungewünschter Proteinkommunikation. Das direkte Blockieren von Pathogenizität vermittelnder Proteinkommunikation führt zur Kontrolle von entsprechenden Erkrankungen oder klinischen Zuständen. Dieser therapeutische Ansatz ist vorzugsweise bei akuten Zuständen, z. B. bei antithrombotischer oder fibronolytischer Therapie, zu verwenden.
Der Proteincode ist ein Schlüssel zur individuellen Entwicklung innerhalb einer Spezies sowie für die evolutionäre Diversifikation von Spezies. Die Effektivität von Signaloligopeptiden als Vermittler spezifischer biologischer Botschaften war das letztendliche Kriterium für die evolutionären Vorteile eines Proteins und somit für das evolutionäre Überleben des Gens, das das Protein codiert. Genetische Mutationen, die zu einem oder mehreren Aminosäurerestsubstitutionen innerhalb einer Signaloligopeptidsequenz führen, waren ein ökonomischer und daher häufig genutzter Mechanismus, um Proteinfunktionen zu modellieren und differenzieren und dadurch die evolutionäre Diversifikation zu unterstützen. Nachdem die Proteinsequenz des Oligopeptids identifiziert ist, können synthetische Analoga hergestellt werden, die der Sequenz des Oligopeptids entsprechen. Falls die synthetischen Analoga nicht als Feedback-Regulatoren effektiv sind, können die Analoga optimiert werden, um die gewünschten Effekte durch Verwendung der Änderung der Peptidgröße durch Aminosäurerestsubstitution, -deletion, -insertion oder irgendeiner Kombination davon, hervorzurufen.
Antigenizität, die für effektive PIT-Therapie notwendig ist, kann ebenfalls auf konventionelle Weise stimuliert werden, z. B. durch Auslassen eines oder mehrerer Aminosäurereste am N-terminalen Ende einer beliebigen Sequenz (Beginn der Sequenz), durch Auslassen eines oder mehrerer Aminosäurereste am C-terminalen Ende einer beliebigen Sequenz (Ende des Terminus), durch Weglassen eines oder mehrerer Aminosäurereste am N-terminalen oder C-terminalen Ende einer beliebigen Sequenz, durch Substitution eines oder mehrerer der Aminosäurereste innerhalb einer beliebigen Sequenz ohne Berücksichtigung von Ladung und Polarität des substituierten Rests, durch Substitutieren eines oder mehrerer Aminosäurereste innerhalb einer beliebigen Sequenz mit Aminosäureresten mit ähnlicher Ladung und/oder Polarität, durch Auslassen eines oder mehrerer Aminosäurereste innerhalb einer beliebigen Sequenz, durch Kopplung von therapeutischen Peptiden an definierte Haptene oder anderer immunogene Stoffe, die die „nicht-selbst"-Erkennung verstärken oder eine Kombination von zwei oder mehreren der zuvor genannten Verfahren.
Oligopeptidsequenzen können in therapeutischen Anwendungen für Infektionserkrankungen verwendet werden. Die häufigste sofortige Applikation der Peptidtherapie ist die Vorbeugung und Behandlung von Infektionserkrankungen. Jedes Stadium eines jeden Typs von Infektionserkrankungen wird durch Proteine kontrolliert, die Adhäsion, Invasion oder ähnliche Mechanismen der Pathogenizität vermitteln. Ein effektiver therapeutischer Eingriff in biologische Signale innerhalb dieser Pathogenizität vermittelnden Proteine führt zur Kontrolle der Infektion selbst. Wie zuvor diskutiert, wird eine Signalsequenz eines xenologen Proteins (Toxin) bei Erkrankungen, die durch xenologe Proteine (Infektionserkrankungen) vermittelt werden als Basis für die Peptide für den Menschen ausgewählt. Die Peptide werden sodann zur Prävention und Behandlung der Infektionserkrankung verwendet.
Ein anderes Gebiet der sofortigen Anwendung der Peptidtherapie ist die Behandlung von neoplastischen Erkrankungen. Invasives Wachstum und Verbreitung von Metastasen ist bei jedem Typ von Krebs durch bestimmte Proteine und ihrer Signalsequenzen vermittelt. Synthetische Analoga zu den Signalsequenzen dieser Proteine sollten als effektive Therapie für unterschiedliche Formen von Krebs während seiner frühen Stadien sowie während seiner invasiven und metastasierenden Stadien entwickelt werden.
Ein neues therapeutisches Feld für die Peptidtherapie ist die Behandlung von metabolischen Störungen. Das Potential der Peptidtherapie ist hier beispielhaft für die Behandlung von Diabetes und Bluthochdruck dargestellt. Diese sind im Detail in den nachfolgenden Beispielen beschrieben:

1. Dementsprechend werden synthetische Analoga von Signaloligopeptidsequenzen des Menschen verwendet als
a) therapeutische Agenzien für die direkte kompetitive Inhibition von ausgewählten Proteininteraktionen,
b) als therapeutische Agenzien bei der Feedback-Regulation zum Zwecke der Reduzierung der Syntheserate von ausgewählten Proteinen,
2. Synthetische Analoga von Proteinsignalsequenzen aus anderen Spezies werden verwendet
a) als therapeutische Agenzien bei der Prävention und Behandlung von Erkrankungen des Menschen, wobei die Agenzien eine spezifische Immunantwort stimulieren, die die Funktion des ausgewählten Proteins im menschlichen Körper blockiert oder vermindert,
b) als therapeutische Agenzien entsprechend den vorstehenden Abschnitten 1. a) und 1. b) für die Behandlung von Erkrankungen in den entsprechenden Tierspezies.

Durch Anwendung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird die Identifizierung von potentiellen therapeutischen Peptiden innerhalb von Minuten begünstigt. In vitro-Screening von potentiellen Peptiden ist eine Frage von Wochen und Tierstudien sollten erste in vivo-Ergebnisse innerhalb von wenigen Monaten bereitstellen.
Beispiel Nr. 1
Die konventionelle Diabetestherapie bezweckt eine erhöhte Verfügbarkeit von Insulin. Die Peptidtherapie erlaubt einen neuartigen und alternativen Ansatz der Inhibition der Funktion von Glucagon, dem Insulinantagonisten. Hier wird die Aminosäuresequenzauswahl und das therapeutische Design von Peptidvakzinen für die indirekte Peptideingriffstherapie exemplarisch für die Entwicklung von Glucagonvakzinen für die klinische Therapie beschrieben.
Die Inhibierung von Glucagon wird durch die Verwendung von therapeutischen Peptidanaloga zu der Glucagonsignalsequenz für die direkte kompetitive Inhibition (F2) erreicht. Zuerst wird das Signaloligopeptid aus einer humanen Glucagonvorläufersequenz identifiziert. Unter Verwendung der zur Verfügung stehenden Daten für Glucagon Vorläufer-Sequenzen aus unterschiedlichen Spezies wird ein zu den menschlichen Oligopeptid korrespondierendes Signaloligopeptid identifiziert. Unter Verwendung des evolutionären Stammbaums wird die relative evolutionäre Distanz positiv zu dem Grad an Aminosäurevariation korreliert und somit zu der Antigenizität des ausgewählten Proteins.
Die therapeutische Peptidsequenz ist unter den entsprechenden Sequenzen nach folgenden Kriterien ausgewählt. Wird eine moderate therapeutische Immunantwort gewünscht, so ist die therapeutische Signalsequenz vorzugsweise abgeleitet von Spezies, die genetisch mit Menschen nahe verwandt sind (z. B. Säuger). Wird eine starke therapeutische Antwort gewünscht, so sind die therapeutischen Peptide aus Spezies entworfen, die genetisch vom Menschen eher entfernt sind (z. B. Fisch, Hefe).
Beispiel Nr. 2
Das Renin-Angiotensin-System und im Besonderen das Angiotensin-konvertierende Enzym (ACE) sind ein andauernder Brennpunkt bei der Entwicklung von Blutdruck senkenden Wirkstoffen. Renin, Angiotensin I und II sowie ACE sind viel versprechende Ziele für die Peptidtherapie. Die therapeutische Verwendung von synthetischen Analoga zu Signalsequenzen von jedem dieser Proteine wird zu einer Senkung des Blutdrucks führen. Da in den meisten Fällen Bluthochdruck ein chronischer Zustand ist, ist die therapeutische Verwendung von Renin, Angiotensin oder ACE-Signalpeptidvakzinen eine bevorzugte Behandlungsmethode.
Beispiel Nr. 3

Die nachfolgenden Signalsequenzen von Proteinen sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeleitet worden und werden für diagnostische sowie therapeutische Zwecke, wie zuvor beschrieben, verwendet.

Farnesyl Synthetase:	Sequenz Id Nrn. 1–41
Hydroxy-Methyl-Glutaryl Coenzym A Reduktase:	Sequenz Id Nrn. 42–163
Gonadoliberin Vorläufer:	Sequenz Id Nrn. 164–172
Plasminogen Aktivator Inhibitor 1:	Sequenz Id Nrn. 173–194
Plasminogen Aktivator Inhibitor 2:	Sequenz Id Nrn. 195–238
Herpes Virus 1 (HSV 1) Glykoprotein B:	Sequenz Id Nrn. 239–244
Herpes Virus 2 (HSV 23, 2H) Glykoprotein B:	Sequenz Id Nrn. 245–251
Treponema Pallidum Membran Protein (TMPA):	Sequenz Id Nrn. 252–262
Insel Amyloid Polypeptide:	Sequenz Id Nrn. 263–268
Collagenase (Fibroblast MMP 1):	Sequenz Id Nrn. 269–280
Schistosoma Elastase Vorläufer:	Sequenz Id Nrn. 281–284
Schistosomin:	Sequenz Id Nrn. 285–287
Apolipoprotein (a) Human:	Sequenz Id Nrn. 288–289
Apolipoprotein (a) Rhesus:	Sequenz Id Nrn. 290–295
Hepatitis Delta Antigen:	Sequenz Id Nrn. 296–298
Rev Protein HIV, SIV, VILV, OMVVS:	Sequenz Id Nrn. 299–348
Corticotropin freisetzenden Faktor bindendes Protein:	Sequenz Id Nrn. 349–360

Die folgenden spezifischen Sequenzen wurden in diesem Patent beansprucht:
FARNESYL SYNTHETASE
HYDROXY-METHYL-GLUTARYL COENZYM A REDUCTASE
GLUCAGON VORLÄUFER
GASTRIN PRECURSOR
GONADOLIBERIN VORLÄUFER
PLASMINOGEN AKTIVATOR INHIBITOR 1
PLASMINOGEN AKTIVATOR INHIBITOR 2
ALZHEIMER AMYLOID A4
APOLIPOPROTEIN E
HERPES VIRUS 1 (HSV1) GLYCOPROTEIN B
HERPES VIRUS 2 (HSV 23s 2H) GLYCOPROTEIN B
TREPONEMA PALLIDUM MEMBRAN PROTEIN TMPA
INSEL AMYLOID POLYPEPTID
COLLAGENASE (FIBROBLASTEN MMP1)
SCHISTOSOMA ELASTASE VORLÄUFER
SCHISTOSOMIN
APOLIPOPROTEIN(a) HUMAN
APOLIPOPROTEIN(a) RHESUS
HEPATITIS DELTA ANTIGEN
REV PROTEIN HIW, SIV, VILV, OMVVS
ANGIOTENSINR: GEN
PRORENIN
CORTICOTROPIN FREISETZENDEN FAKTOR BINDENDES PROTEIN

Claims

Verwendung eines Verfahrens zur Identifizierung synthetischer Signaloligopeptide als direkte kompetitive Inhibitoren um spezifisch der metabolischen Funktion oder Interaktion eines ausgewählten Proteins durch Blockierung seiner spezifischen Signalsequenzen vorzubeugen oder diese zu reduzieren, wobei die Methode das Identifizieren eines Proteins, das verantwortlich für die Verursachung einer Erkrankung im Menschen ist, das Identifizieren einer oder mehrerer Signaloligopeptidsequenzen innerhalb der Struktur dieses die Erkrankung verursachenden Proteins, das Identifizieren eines oder mehrerer Signaloligopeptide, die die Aminosäuresequenzen mit maximaler Hydrophilie und/oder Oberflächenwahrscheinlichkeit und/oder elektrischer Ladung des Proteins sind, das Synthetisieren eines oder mehrerer Oligopeptide, die Sequenzen aufweisen, die zu den Aminosäuresequenzen der Signaloligopeptide mit maximaler Hydrophilie und/oder Oberflächenwahrscheinlichkeit und/oder elektrischer Ladung des Proteins korrespondieren umfasst.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die synthetischen Oligopeptide analog zu den spezifischen Oligopeptiden Nr. 1 bis 360 des beigefügten Sequenzprotokolls sind.